Guia para Otimização da Eficiência da Refinaria Através da Seleção de Bocais de Flange

Na complexa rede de uma refinaria, os sistemas de tubulação funcionam de forma muito semelhante ao sistema circulatório do corpo humano, com bicos servindo como junções vitais que conectam os principais componentes. A seleção do bico certo garante operações suaves e maior eficiência, enquanto uma escolha inadequada pode interromper a produção ou até mesmo criar riscos à segurança.

Na indústria de petróleo e gás, os bicos servem como pontos de conexão cruciais em trocadores de calor e vasos de pressão, facilitando o fluxo de materiais de processo e, ao mesmo tempo, apoiando funções de ventilação, drenagem, inspeção e instrumentação. Seu desempenho impacta diretamente a estabilidade e a eficiência de sistemas inteiros de refino.

Como componentes essenciais que ligam trocadores de calor e vasos de pressão, os bicos funcionam de forma semelhante aos nós críticos das redes vasculares, responsáveis ​​pelo transporte e distribuição de diversas substâncias. O seu desempenho influencia significativamente a eficiência operacional e a segurança. Bicos bem projetados garantem um fluxo suave de fluido, minimizam a perda de pressão, melhoram a eficiência da transferência de calor e reduzem os riscos de vazamento. Por outro lado, bicos mal projetados podem causar bloqueios, turbulência, problemas de vibração ou até mesmo incidentes de segurança.

As especificações do bico são definidas por vários parâmetros, incluindo tamanho, classificação do flange, tipo de flange, espessura da parede, comprimento da projeção e composição do material. Embora inclua componentes padronizados, cada bico permanece único, exigindo personalização para aplicações específicas.

Um bico típico pode ser descrito como: 8 polegadas-300# RFWN, SCH XH, com comprimento de projeção de 12 polegadas. Materiais: flange SA-350 LF2 Cl1, pescoço SA-333-6 e almofada de reforço SA-516-70N.

As dimensões do bico e a espessura da parede (programação) seguem as especificações do American National Standards Institute (ANSI), com aço carbono regido pela B36.10 e aço inoxidável/ligas pela B36.19. Estas normas definem diâmetros externos e espessuras de parede correspondentes aos tamanhos nominais dos tubos (NPS).

Por considerações de engenharia e fabricação, os bicos normalmente apresentam espessuras de parede de ½ polegada ou mais, geralmente exigindo programações XH ou mais pesadas. Por exemplo, um tubo XH de 8 polegadas teria uma espessura de parede de 0,5 polegadas.

As classificações do flange derivam dos padrões ASME, com B16,5 cobrindo tamanhos ≤24 polegadas e B16,47 para diâmetros maiores. Essas classificações determinam as tolerâncias máximas de pressão e temperatura.

Os materiais comuns incluem A105 (SA-105) e A350 (SA-350), com 150#, 300# e 600# representando classificações usadas com frequência. Classificações mais altas suportam pressões e/ou temperaturas maiores, embora a classificação 400# tenha uso limitado na indústria.

Dois tipos principais de flanges de bico dominam as aplicações em refinarias:

Esta configuração solda um flange forjado a uma seção curta do tubo, exigindo NPS e cronograma correspondentes entre o flange e o tubo de conexão. Almofadas de reforço (placas circulares) soldadas à embarcação fornecem suporte estrutural. A composição do material normalmente inclui:

• Flange:SA-350-LF2 Cl1 forjado
• Pescoço:Tubo SA-333-6
• Almofada de reforço:Placa SA-516-70N

Essas unidades forjadas de peça única oferecem designs de "autorreforço" que eliminam almofadas de reforço, reduzindo os requisitos de corte, encaixe, soldagem e inspeção. Embora os flanges permaneçam padronizados, as dimensões do pescoço podem ser personalizadas.

Embora as variantes RFLWN (incluindo HB e configurações "iguais") acarretem custos iniciais mais elevados do que o RFWN, muitas vezes revelam-se mais económicas quando se considera a mão-de-obra e as despesas associadas.

A seleção do material do bico tem um impacto crítico na vida útil e na segurança, exigindo avaliação de vários fatores:

• Corrosividade do meio de processo:Os materiais devem resistir a características específicas do meio (por exemplo, aços resistentes ao enxofre para fluxos contendo H₂S)
• Condições operacionais:Temperatura e pressão afetam os requisitos de resistência do material
• Soldabilidade:Compatibilidade com processos de soldagem de vasos/tubos
• Custo-benefício:Equilíbrio ideal entre desempenho e despesas

A especificação eficaz dos bicos requer uma análise multifacetada:

• Defina os requisitos do processo:Características do meio, faixas de temperatura/pressão, taxas de fluxo e critérios de desempenho
• Dimensione adequadamente:Equilibre os requisitos de fluxo em relação às considerações de queda de pressão
• Classificações de flange correspondentes:Alinhar com perfis operacionais de pressão/temperatura
• Selecione o tipo de flange ideal:RFWN para aplicações reforçadas, RFLWN onde autoportante
• Especifique os materiais:Com base nas necessidades de resistência à corrosão, resistência e soldabilidade

Embora de pequena escala, os bicos exercem uma influência desproporcional nas operações da refinaria. Ao compreender completamente os seus parâmetros técnicos e combinar cuidadosamente as especificações com os requisitos da aplicação, os operadores podem aumentar significativamente a eficiência e a segurança em todas as suas instalações.