Quanto maior o ganho de peso, menor a chance de a água escapar completamente de um sistema de isolamento absorvente de água operando na faixa CUI.
"Na faixa de temperatura CUI, se o revestimento adequado for aplicado corretamente após uma excelente preparação da superfície, tudo ficará bem, independentemente do isolamento.."
Para entender por que essa afirmação é um mito, vamos pensar em algumas perguntas:
- O que causa corrosão sob isolamento (CUI)?
- Por que o isolamento é especificado?
O que acontece sob o isolamento absorvente de água?
Como exemplo, suponha que temos equipamentos industriais externos que operam na faixa de temperatura CUI. O revestimento do equipamento foi selecionado corretamente e foi aplicado por um aplicador experiente de acordo com as especificações. A localização não é no deserto do Saara e o tipo correto de revestimento foi aplicado da melhor maneira possível.
Mas, como discutimos no Mito da CUI: a causa da CSI é a falta de revestimento adequado, realmente não existe um revestimento verdadeiramente perfeito, porque esses sistemas são instalados por humanos.
Agora, vamos colocar um tipo de isolamento absorvente de água (porque é o tipo mais barato).
Quando ocorre a entrada de água, porque força de vontade em algum ponto, seja como líquido ou como vapor condensado, a água residirá contra a superfície do aço ou em algum lugar dentro da espessura do isolamento. A água não pode sair completamente.
Por que a água não pode escapar? Você pensaria que com o calor, a umidade evaporaria. No entanto, aqui está o que realmente acontece sob esse isolamento absorvente de água:
Quando o nível moderado de calor (intervalo CUI) vindo do aço eventualmente vaporiza a água líquida sobre ou perto do aço e a empurra para fora, o vapor de água deve atravessar o isolamento para atingir a superfície externa. No entanto, quando a água finalmente sai da superfície externa do isolamento, ela entra em contato com o revestimento ambiental, condensa e é imediatamente reabsorvida pelo isolamento.
Todo esse cenário está acontecendo por dias ou semanas, dependendo da quantidade de água que o isolamento é capaz de reter. Durante todo esse tempo, a capacidade de retenção de calor do isolamento é severamente prejudicada.
Por que o isolamento foi especificado pelos engenheiros que projetaram o equipamento? Pode ter sido para estabilidade operacional, controle de temperatura para permitir a ocorrência de reações químicas adequadas, proteção contra congelamento ou para mitigar o risco de corrosão interna do ponto de orvalho.
Mas quando o isolamento está ligeiramente úmido, a condutividade térmica é significativamente afetada. Mesmo no limite superior da faixa de temperatura CUI, a água pode se afastar da superfície do aço e a CUI para (por enquanto). Mas, a essa altura, o isolamento foi severamente impedido termicamente de fazer seu trabalho. (Para saber mais sobre este tópico, consulte Os efeitos prejudiciais do isolamento de umidade na faixa CUI.)
Além disso, esse revestimento imperfeito confere o risco de CSI mesmo que existam apenas áreas muito pequenas de imperfeição. Onde houver água quente por longos períodos, há risco de CUI.
Então, qual é a resposta? Sim isolamento não absorve água, e esse sistema de isolamento é projetado para respirar, e O equipamento foi projetado para permitir uma drenagem adequada, o que permite dois benefícios muito importantes:
- A corrosão por umidade de longo prazo é mitigada
- O desempenho do isolamento é ininterrupto e atende às necessidades originais para as quais foi especificado
Teste de materiais isolantes para absorção
Os engenheiros devem sempre realizar avaliações "maçãs com maçãs" dos materiais que estão considerando especificar para um projeto específico. Existem vários tipos de materiais de isolamento industrial que têm sido usados historicamente em serviço quente em equipamentos externos na indústria de petróleo e gás, e alguns tipos mais novos também:
- cobertor de aerogel
- perlita expandida
- Silicato de cálcio
- Lã mineral
- Fibra de vidro
A perlita expandida e o silicato de cálcio se assemelham muito ao giz. Esses materiais são moldados em formas rígidas para combinar com a forma do equipamento. No caso do silicato de cálcio, é muito absorvente de água.
A lã mineral é um material rígido e fibroso semelhante a um chumaço que se torna absorvente de água quando os óleos repelentes de água usados para revestir as fibras são degradados pelo calor do serviço.
A fibra de vidro tem propriedades mecânicas semelhantes à lã mineral, mas normalmente não é revestida com óleo.
A manta de aerogel é um material flexível que foi impregnado com pó de aerogel. (Você pode aprender mais sobre aerogel no artigo Combatendo isolamento úmido e CUI com revestimentos de aerogel.)
Um material de isolamento verdadeiramente hidrofóbico não é apenas revestido na superfície com um repelente de água e deve permanecer hidrofóbico após exposição de curto ou longo prazo a temperaturas elevadas na faixa operacional desejada.
Veja como avaliar a absorção de água e a repelência à água:
Essas propriedades são cruciais para a funcionalidade de longo prazo do isolamento e se o isolamento contribuirá para o risco de CUI.
A avaliação da absorção de água pode ser um teste bastante simples que pode ser feito em casa com uma cozinha ou balança postal digital. No entanto, antes do teste, a amostra deve primeiro ser exposta à temperatura máxima na qual se espera que o isolamento faça seu trabalho.
Se você experimentou as configurações de temperatura de cozimento no forno da cozinha, pode usá-lo para a etapa de exposição ao calor, se não se importar em irradiar um pouco de calor para a cozinha por várias horas. Quanto maior a exposição ao calor, menor o tempo de exposição ao calor.
Uma ideia melhor é usar um isolamento antigo que esteja em equipamentos que você sabe que está na faixa de temperatura operacional.
- Depois de pesar as amostras secas expostas ao calor, coloque-as em uma bandeja contendo 1/4" a 1/2" de água. Não é necessário apoiar o isolamento se ele flutuar, desde que esteja em contato efetivo com a água.
- Deixe cerca de 15 minutos em contato com a água, depois retire e pese.
- Calcule a quantidade de água absorvida pela porcentagem de ganho de peso.
Lembre-se de que mesmo quantidades muito pequenas de ganho de peso (absorção de água) afetarão muito a condutividade térmica. Quanto maior o ganho de peso, menor a chance de a água escapar completamente de um sistema de isolamento absorvente de água operando na faixa CUI.
O Teste Definitivo: Furacão Rita
Embora não operemos nosso equipamento debaixo d'água, as coisas mais estranhas podem acontecer!
Durante o furacão Rita, um tubo de parede dupla com uma manta de aerogel estava dentro do espaço anular em um pátio perto de Beaumont, Texas, esperando para ser enviado para seu destino subaquático. Rita trouxe água da enchente que criou uma condição totalmente submersa para todo o oleoduto. Depois que a enchente diminuiu, o proprietário inspecionou o cano e constatou que o isolamento estava completamente seco e deu luz verde para o uso do cano.
Entenda por que o isolamento foi especificado e suas limitações operacionais
Já estive em feiras em que um fabricante de lã mineral exibiu uma piscina infantil com trinta centímetros de água. Floating era um barco em miniatura feito de lã mineral. Isso pode impressionar alguns compradores, mas não um engenheiro que entenda por que aquela lã mineral flutua. O engenheiro entenderá que, se aquela lã mineral for usada em serviço quente, o material permanecerá hidrofóbico por não mais do que o tempo que leva para a degradação do revestimento de óleo na temperatura operacional. Suas propriedades originais de repelência à água seriam irreversivelmente destruídas.
Portanto, engenheiros e especificadores devem entender por que o isolamento está no equipamento. Eles também precisam saber como comparar as propriedades de isolamento para garantir que estão obtendo o que o equipamento realmente precisa.
É ótimo ter opções, mas devemos entender que nem todos os isolados são criados iguais. Compreender os mecanismos de degradação e saber avaliar com precisão é crucial para proteger nossa equipe CUI.