Temperaturas fora da especificação na superfície de isolamento: causas e soluções.

Alcançar a máxima eficiência e garantir a segurança do pessoal geralmente significa revisar os dados de desempenho térmico para determinar quantas camadas adicionais de isolamento devem ser adicionadas para reduzir as temperaturas da superfície até a especificação.

O engenheiro projetou o sistema de tubulação com cuidado: a espessura do isolamento foi verificada usando o software mais confiável e comumente usado disponível, e o isolamento foi instalado com precisão e de acordo com as especificações por uma equipe talentosa e detalhista. Então, durante a inicialização, a temperatura da superfície atingiu a temperatura prevista... e então continuou a subir até ficar mais de 20 graus acima dos parâmetros do projeto.

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Onde as coisas deram errado?

Infelizmente, este não é um cenário totalmente incomum. Apesar dos melhores esforços dos projetistas de sistemas, a tubulação final e o sistema de isolamento só podem ser tão bons quanto as informações usadas para projetar o sistema. Temperaturas de superfície mais altas do que o esperado podem vir de várias fontes diferentes, a maioria das quais pode ser abordada na fase de projeto ou mesmo corrigida após a instalação, se necessário (embora isso possa ser uma correção cara).

Existem duas razões comuns pelas quais as temperaturas reais da superfície seriam maiores do que o previsto:

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  1. Dados de desempenho térmico incorretos foram (inadvertidamente) usados ​​para projetar o sistema.
  2. Com o tempo, ocorreu uma "mudança térmica".

Dados de Desempenho Térmico

Na situação acima, um projetista provavelmente teria começado usando o software 3E Plus® da NAIMA para determinar a espessura de isolamento que seria apropriada para atender aos requisitos de projeto da aplicação. 3E Plus é um programa de software que pode ser usado para definir a perda de calor/energia, a temperatura da superfície de isolamento ou as emissões da planta com base no consumo de combustível.

Para realizar esses cálculos, o 3E Plus usa os dados de desempenho térmico de um isolamento, conforme estabelecido pelos métodos de teste comuns ASTM. (Para obter mais informações sobre testes de isolamento térmico, leia Testes de longo prazo de terceiros: CUI e resultados térmicos.)

Infelizmente, métodos de teste semelhantes muitas vezes podem ser trocados por engano. O desempenho térmico de muitos tipos de isolamento industrial é testado em duas configurações (plana: ASTM C518 e redonda: ASTM C335), e cada configuração dará resultados diferentes.

Os dados térmicos adquiridos usando ASTM C518 mostrarão um desempenho térmico decididamente melhor do que os dados coletados usando ASTM C335. Portanto, é fundamental garantir que os dados usados ​​para projetar o sistema venham da configuração de teste que corresponda à do aplicativo real, ou o sistema não funcionará conforme o esperado.

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Se um fabricante não publicou os dois conjuntos de dados de teste (planos e redondos), os projetistas devem entrar em contato com os representantes técnicos do fabricante para obter os dados apropriados para o sistema que estão projetando. Isso ajudará os especificadores a evitar a subengenharia de um sistema por meio do uso de dados inaplicáveis.

Mudança Térmica

Outra fonte potencial de temperaturas superficiais elevadas pode estar no próprio material isolante. Se o sistema usar isolamento de aerogel de sílica e for operado em temperaturas acima de 300°F (150°C) por longos períodos de tempo, existe a possibilidade de que o isolamento tenha sofrido alteração térmica.

A mudança térmica é uma mudança estrutural no aerogel de sílica que diminui o desempenho térmico do isolamento ao longo do tempo. No entanto, o desempenho térmico degrada apenas até certo ponto, portanto, o deslocamento térmico pode ser corrigido se for a fonte do problema.

Quais são meus próximos passos?

Depois de localizar a causa das temperaturas elevadas da superfície, devem ser tomadas medidas para corrigir a situação o mais rápido possível, não apenas porque as temperaturas do processo do sistema serão afetadas, mas porque o risco de lesões permanentes ao pessoal da planta aumenta drasticamente quando a superfície temperaturas superiores a 60 °C (140 °F).

Normalmente, isso significa revisar os dados de desempenho térmico para determinar quantas camadas adicionais de isolamento devem ser adicionadas para reduzir as temperaturas da superfície até a especificação e, em seguida, aplicar o isolamento necessário de acordo.

Embora isso possa parecer uma solução cara no início, é importante lembrar como esses custos monetários se comparam ao risco potencial de uma queimadura em outra pessoa. A 165°F (74°C), a gravidade de uma queimadura no pessoal da fábrica varia de possivelmente irreversível a irreversível, dependendo da duração do contato com a superfície superaquecida.

Na vida, simplesmente não há análise de custo-risco para a segurança de nosso pessoal. Neste quadro, retirar o revestimento e instalar mais camadas de isolamento é não só uma solução rentável devido ao aumento da eficiência do processo, mas também é crucial para criar e promover um ambiente de trabalho seguro. (A segurança é discutida com mais detalhes no artigo Usando revestimentos isolantes para proteção contra queimaduras.)

Felizmente, corrigindo as especificações do sistema com dados que atendem às necessidades exclusivas do sistema, podemos determinar a espessura de isolamento apropriada para a aplicação, a fim de manter temperaturas de superfície tocáveis ​​e controle de processo otimizado. Quando levamos esses fatores em consideração, podemos esperar com confiança que a temperatura da superfície suba durante a inicialização... e pare na temperatura que o sistema foi projetado para manter.

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