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ACOPLE SOLDADO Sidgman

Proteja seu investimento controlando a corrosão
O Acople SIDGMAN® é um design inovador de junta soldada para tubulações que aumenta significativamente a vida útil da sua linha, garantindo uma operação confiável. Não requer manutenção, e as áreas da junta soldada deixam de ser o ponto fraco que seriam com o sistema de soldagem tradicional usado para montar e construir tubulações.
  1. GERAL
  2. VÍDEOS
  3. DESIGN, DESCRIÇÃO E INSTALAÇÃO
  4. TESTE DE CALOR DE SOLDAGEM
  5. TESTE DE CORROSÃO
  6. TESTE DE PRESSÃO
  7. BENEFÍCIOS
  8. TABELA COMPARATIVA
  9. VALIDAÇÃO
 
Acople SIDGMAN®: Versatilidade Extrema para Fluidos Críticos
Nossa tecnologia patenteada de junta soldada com contenção externa foi projetada para operar nos ambientes mais exigentes, garantindo integridade total independentemente do tipo de fluido:
  • Mineração e Dessalinização (ASME B31.4): Elimina a corrosão interna nas juntas soldadas de tubulações de água, preservando o revestimento interno aplicado em fábrica em todo o sistema. Ideal para condições de serviço de alta abrasão e corrosivas.
  • Energia e Hidrogênio (H₂ Ready, ASME B31.12): A única junta do mercado que permite o transporte seguro de hidrogênio 100% gasoso, protegendo o revestimento interno do calor da soldagem e eliminando a Zona Afetada pelo Calor (ZAC) no tubo, reduzindo assim o risco de fragilização por hidrogênio.
  • Alta Pressão (Classe 2500): Capacidade comprovada por meio de análise por elementos finitos (FEA) na Classe 2500 e ensaios físicos até a Classe 600, adequada para sistemas de armazenamento e transporte por tubulações de longa distância.
 

1.- GERAL

 
As tubulações de aço carbono são construídas alinhando tubos de seis, doze ou dezoito metros de comprimento, um após o outro. Nesses comprimentos, os tubos são processados e revestidos na oficina. Esses revestimentos interno e externo servem para proteger a tubulação da corrosão e são especificados pelo engenheiro conforme os requisitos do projeto. Os tubos revestidos são então enviados ao campo para a construção da tubulação. No local, os tubos são soldados um após o outro, mas o calor pode queimar e destruir os revestimentos interno e externo feitos pelo fabricante. O revestimento externo pode ser reparado durante a montagem, mas o interno não. As tentativas de reparar o revestimento interno nunca dão bom resultado, e a qualidade fica muito inferior à do revestimento original de fábrica. Essas áreas são o ponto fraco da tubulação, pois ficam expostas à corrosão prematura, cuja taxa e velocidade dependem da natureza do fluido que circula pela tubulação. Assim, uma tubulação de 120 quilômetros construída com tubos de doze metros terá 10.000 não conformidades ou pontos críticos suscetíveis a falhas por corrosão.  Quando se trata de perdas por corrosão, há custos diretos e indiretos envolvidos. Os custos diretos estão relacionados ao reparo da própria linha, enquanto os indiretos vêm da redução ou das perdas de produção decorrentes da parada durante os reparos, sem mencionar outros custos, como os ambientais. Dependendo da magnitude ou do local da falha, o custo indireto pode chegar a ser muitas vezes maior que o direto. Os valores desse tipo de dano são tão altos que ultrapassam o âmbito do racional. É impossível quantificar esse tipo de dano em todo o mundo.  Estudos sobre perdas por danos em tubulações indicam que, de todos os fatores ou causas das falhas, aproximadamente 55% se devem à corrosão interna (National Association of Corrosion Engineers Report, NACE – 2012). Dito isso, um sistema tradicional de soldagem de tubos gera centros críticos de corrosão desde o início da tubulação e ao longo de toda a sua extensão. O Acople SIDGMAN® não apenas elimina esses pontos críticos, como também reforça a zona da junta, proporcionando vantagens de construção e operação para as tubulações e reduzindo praticamente a zero o risco de falha por corrosão interna nas áreas das juntas soldadas.

2.- VÍDEOS

Prova de Exposição ao Calor de Soldagem
Procedimento de Montagem e Teste de Pressão
 
Controle de Corrosão
Montagem e Construção
 
 

3.- DESIGN, DESCRIÇÃO E INSTALAÇÃO

O Acople SIDGMAN® é um sistema de duas peças, uma macho e uma fêmea, soldadas na oficina às extremidades de cada tubo, de modo que se tornem as faces do tubo. À medida que as duas partes são soldadas, qualquer escória, respingo ou seção irregular da solda é removida mecanicamente.
As peças macho e fêmea devem ser soldadas aos tubos depois que os tubos já tiverem os revestimentos interno e externo instalados, com suas extremidades sem revestimento medindo no mínimo 3” de largura. Para cada projeto, ASICORP definirá a metodologia de trabalho e o controle de qualidade (QA/QC) para as atividades de preparação dos tubos, o sistema de soldagem e o revestimento final das duas partes instaladas. Concluído o trabalho na oficina, os tubos são enviados ao campo, onde serão alinhados um após o outro, de modo que a face macho de um tubo encoste na face fêmea do seguinte.
Com os tubos alinhados, as faces são montadas e apertadas para comprimir o C'Ring e criar uma folga de 2,3 +/- 0,2 mm, que é onde os terminais são soldados nos anéis externos. Por fim, as borrachas de vedação são colocadas nos furos de cada peça e o sistema fica pronto para ser baixado na vala. A forma como as duas peças são montadas cria uma câmara de ar que impede que a chama e o calor da soldagem atinjam ou queimem o revestimento interno, pois a maior parte do calor se dissipa pelo dispositivo sem nunca tocar as paredes do tubo. O C'Ring impede que o fluido que circula pela tubulação entre na câmara de ar, tornando o sistema hermeticamente vedado.

4.- TESTES DE CALOR DE SOLDAGEM

Para demonstrar como o Acople Sidgman Acople se comporta sob o calor da soldagem em comparação com um sistema tradicional de soldagem de tubos, foi realizado um ensaio comparativo. Um tubo pintado foi cortado longitudinalmente para formar duas metades. Foram usados tubos de oito polegadas de diâmetro, Schedule 40, e todas as metades foram pintadas em ambas as faces com o mesmo padrão, deixando uma largura de 20 milímetros sem tinta na área a soldar. O ensaio foi conduzido em paralelo com o sistema de soldagem MIG, dois soldadores profissionais 6G e equipamentos de soldagem da mesma marca e modelo. O resultado com o sistema tradicional apresentou sinais de que a tinta havia queimado, com combustão imediata e chama. Em contraste, com o Sidgman Acople, graças ao seu design especial, a tinta não sofreu nenhum dano e permaneceu intacta. No sistema tradicional, o dano ao revestimento interno é total e irreversível na área próxima à junta soldada, e um resíduo da combustão se deposita em decorrência da carbonização da resina. Mas com o Sidgman Acople, nem o revestimento interno nem o C'Ring sofrem qualquer dano ou alteração. A zona externa das metades soldadas revelou que, com o sistema tradicional, o calor da soldagem destruiu o revestimento até uma distância de 40 milímetros de cada lado da junta, com resíduo preto da combustão depositado ali. Em contraste, novamente, com o Sidgman Acople, o revestimento adjacente, em uma largura de até 20 milímetros, não sofreu nenhum dano e manteve suas propriedades originais. As CARACTERÍSTICAS ÚNICAS resultantes da geometria e do design inovador do Sidgman Acople garantem resultados ótimos, economizando tempo e custos DURANTE A CONSTRUÇÃO e proporcionando BENEFÍCIOS OPERACIONAIS SUBSTANCIAIS....
Sistema de soldadura tradicional.

Sistema de soldagem tradicional.

Sistema de soldadura con Flange SIDGMAN®.

Sistema de soldagem do Acople SIDGMAN®.

Resultados da termografia. Temperatura máxima atingida durante o processo de soldagem do Acople Sidgman® = 107,4°C.

5.- TESTE DE CORROSÃO

Foi realizado um ensaio de corrosão de 1.200 horas em ambos os sistemas de junta soldada, em câmara de névoa salina e câmara de condensação, dividido em quatro ciclos de 300 horas cada, com 200 horas em névoa salina e 100 horas em condensação. Esse ensaio foi conduzido nos laboratórios IDIC, e a avaliação seguiu a norma ASTM D-610.08, que utiliza uma escala de 0 a 10, em que 10 é um comportamento excelente, sem sinal de corrosão, e 0 é um comportamento muito deficiente, com mais de 50% de corrosão. Concluídas as 1.200 horas de ensaio, o SIDGMAN® Acople obteve nota 10, ou seja, nenhum sinal de corrosão, enquanto a tubulação soldada de forma tradicional obteve nota 0, indicando corrosão muito elevada, a pior nota da norma (ver gráfico).

Comparação da corrosão entre a junta soldada tradicional e o Acople SIDGMAN.

Concluído o ensaio, o SIDGMAN® Acople permaneceu intacto, sem nenhuma alteração nas propriedades originais de aderência, brilho e cor.

O Acople SIDGMAN® após 1.200 horas de exposição no ensaio de corrosão. Sem manchas ou sinais de oxidação. Ao final do ensaio, a tinta permanece inalterada em toda a peça, com as propriedades originais do revestimento intactas.

Por outro lado, o sistema soldado de forma tradicional apresentou sinais de pite e trincas, e havia perdido 0,6 milímetro de espessura na zona afetada pelo calor, equivalente a 7% do valor nominal ao final das 1.200 horas de ensaio.

Amostra de um tubo soldado com o sistema tradicional. Esquerda: antes de iniciar o ensaio, a junta soldada com o revestimento carbonizado. Direita: após 1.200 horas de ensaio de corrosão, a parede metálica interna na área da junta soldada apresenta corrosão generalizada, perda de espessura da parede e formação de pite e trincas na zona afetada pelo calor.

Conclusões do Teste de Corrosão. Dado que uma corrosão avançada surgiu na área soldada da junta tradicional em apenas dois meses de exposição, estima-se que, após cinco anos, a corrosão na zona da junta soldada poderia afetar até 50% da espessura original (8,18 milímetros), já que a taxa de corrosão dependeria do tipo de fluido que circula pela tubulação. A junta soldada de forma tradicional apresentou sinais de trincas (baixo relevo), decorrentes do dano por corrosão na zona afetada pelo calor. Ao contrário do sistema tradicional, que após apenas 24 horas de ensaio já apresentava sinais significativos de corrosão, o SIDGMAN® Acople passou nesse ensaio exigente com louvor, sem apresentar nenhum sinal de corrosão. Como o revestimento interno com o SIDGMAN® Acople não exigirá nenhum reparo e permanecerá original ao longo de toda a linha, a tubulação não ficará exposta à corrosão nas junções como ficaria com o modelo de soldagem tradicional. A principal conclusão do ensaio é que a vida útil será significativamente maior com o SIDGMAN® Acople.

6.- TESTES DE PRESSÃO

Do ponto de vista mecânico, as características estruturais e a resistência à pressão oferecidas pelo SIDGMAN® Acople foram validadas sob as normas ASME VIII, ASME B16.5 e ASME B31.4, que regem o cálculo, o design, as propriedades e a qualidade dos materiais usados em linhas de transporte de fluidos. A norma ASME VIII Divisão 2 abrange os requisitos de design e estruturais para qualquer elemento de qualquer sistema que transporte fluidos pressurizados. A norma ASME B16.5, para acoples, classifica esses elementos em categorias conforme as demandas de pressão a que serão submetidos. Esta última norma especifica as classes 150 (300psi), 300 (750psi), 400 (1000psi), 600 (1500psi), 900 (2250psi), 1500 (3750psi) e 2500 (6250psi). O SIDGMAN® Acople pode ser fabricado em qualquer tipo de aço para qualquer tipo de pressão. A escolha dependerá do aço usado na tubulação e dos requisitos do projeto. Como as linhas de transporte de fluidos apresentam diferenças hidráulicas, químicas, mecânicas e de traçado, o SIDGMAN® Acople é feito sob medida para cada projeto. Além disso, o SIDGMAN® Acople inclui em seu design a modelagem por elementos finitos e ensaios físicos de comportamento sob pressão. Como exemplo dessa metodologia, abaixo está o procedimento usado para um SIDGMAN® de oito polegadas de diâmetro, Schedule 80 Acople, fabricado em aço carbono ASTM A-694. Nessa condição, o SIDGMAN® Acople foi modelado para as classes 600 e 2500 a uma pressão de ensaio 50% superior à estipulada pela norma; ou seja, 2.250psi para a classe 600 e 9.000psi para a classe 2500. Ambos os modelos atenderam aos níveis de aceitação exigidos pela norma ASME VIII Divisão 2, bem como aos requisitos de design. Devido à pressão muito elevada necessária para a classe 2500, os ensaios físicos foram realizados apenas para os dispositivos da classe 600. Para essa classe, um total de dez SIDGMAN® Acoples foram fabricados. O resultado final foi ótimo para os dez dispositivos. O SIDGMAN® Acople método de fabricação e design garantem reprodutibilidade e rastreabilidade, possibilitando uma produção estável e uniforme para trabalhos de grande escala. Dito isso, foram realizados os três ensaios de pressão a seguir: Teste de Pressão N°1. Esse ensaio foi certificado pela Bureau Veritas. Foi realizado apenas com o Sidgman® Acople, com o tampão em cada extremidade, e dez ciclos de duas horas a uma pressão de 2.500 psi. Concluídos os dez ciclos, não houve vazamentos nem quedas de pressão.

Resistência à pressão do Acople SIDGMAN® soldado, exposto a 2.500 psi por duas horas.

Teste de Pressão N°2. Assim como no Ensaio N° 1, este ensaio também foi certificado pela Bureau Veritas. Foi realizado com uma linha de 18 metros, composta por três tubos de seis metros, cada um com oito polegadas de diâmetro, Schedule 80, e dois SIDGMAN® Acoples, ensaiados a uma pressão de 2.500psi em um total de dez ciclos de duas horas. Concluído o ensaio, os acoples soldados não apresentaram vazamentos nem quedas de pressão.

Linha com dois Acoples Soldados SIDGMAN® e três tubos de seis metros. Ensaio de pressão = 2.500psi por duas horas em uma linha de 18 metros.

Teste de Pressão N°3. Esse terceiro ensaio foi certificado por um especialista ASME, um reconhecido perito na área. Foi conduzido pelo método Dead Weight, que exige um equipamento com sensibilidade de +/- 1psi. Esse equipamento certifica a estanqueidade do Sidgman Acople da vedação, pois consegue detectar até o menor vazamento de pressão de trabalho. O ensaio foi realizado a uma pressão 1,5 vez maior que a exigida na norma de classe 600, ou seja, 2.250psi. O resultado final foi excelente. O SIDGMAN® Acople passou no ensaio e obteve a certificação do especialista ASME conforme a norma.
Prueba De Presión

Preparação do equipamento Dead Weight para o ensaio de pressão.

Registro do aumento gradual da pressão durante o ensaio.

7.- BENEFÍCIOS DO ACOPLE SIDGMAN®

O SIDGMAN Acople oferece benefícios e vantagens importantes para sistemas de transporte de fluidos, desde a construção e montagem da tubulação até o comportamento final durante a operação e a vida útil. BENEFÍCIOS DE CONSTRUÇÃO E MONTAGEM Durante o transporte até o campo, os tubos costumam se deformar e precisam de cintas em ambas as extremidades para manter o formato. Da mesma forma, para soldar os tubos, eles precisam estar alinhados, concêntricos e fixados com uma folga adequada; caso contrário, será necessário trabalho para fazer esses ajustes. Outro grande problema que costuma ocorrer ao soldar tubos com o sistema tradicional é que o calor da soldagem danifica e queima total e irreversivelmente o revestimento interno de fábrica na zona da junta. Quando o SIDGMAN® Acople é usado para construir tubulações, o calor da soldagem não causa nenhum dano ao revestimento interno, o que significa que ele não precisa ser reparado, gerando economia de custo e tempo, já que esses reparos são evitados. O SIDGMAN® Acople é de aço maciço, de modo que as faces mantêm o formato. Não são necessárias cintas nem maquinário para obter o alinhamento e a concentricidade dos tubos. O design conta com um batente para garantir um espaçamento preciso de 2 a 2,5 milímetros no ponto de soldagem dos anéis externos das peças macho e fêmea. Para facilitar ainda mais a montagem, o sistema possui uma unidade de encaixe que permite ajustar e mover as peças com facilidade. A máquina de aperto faz parte da tecnologia do SIDGMAN® Acople , com acionamento pneumático, e é facilmente transportável.

Máquina de acionamento pneumático, facilmente transportável, para apertar o sistema macho-fêmea do Acople SIDGMAN®.

A soldagem central do SIDGMAN® Acople não interage com o fluido da tubulação e, portanto, não fica exposta à pressão hidrostática. É apenas uma união estrutural que não requer inspeção radiográfica. Como sistema de qualidade para essa soldagem central, deve-se verificar se o procedimento de soldagem definido para o projeto é cumprido e, caso seja necessária uma confirmação da qualidade do procedimento, recomenda-se considerar uma inspeção ultrassônica de forma aleatória. Em resumo, montar e construir tubulações com o Acople SIDGMAN® exige mão de obra menos especializada e menores custos de maquinário, e evita o trabalho tedioso de reparar o revestimento interno de fábrica. Além disso, a única verificação de garantia de qualidade necessária é uma inspeção visual da junta soldada. Combinando todas essas economias e benefícios, o Acople SIDGMAN® pode reduzir o tempo de construção e montagem em 30% ou mais em comparação com o sistema tradicional. BENEFÍCIOS PARA FLUIDOS CORROSIVOS As linhas de transporte de fluidos ficam expostas à corrosão nos pontos em que o revestimento falha, mas, se o revestimento não for poroso e estiver firmemente aderido ao tubo, não haverá falhas ou problemas decorrentes da corrosão. Na parte externa da tubulação, onde há defeitos de revestimento, a corrosão ainda pode ser controlada com proteção catódica. No entanto, na parte interna, não é possível usar proteção catódica, de modo que o metal fica exposto à corrosão nos pontos em que o revestimento apresenta defeitos. A velocidade ou taxa de corrosão varia conforme a natureza dos fluidos no tubo. Também pode haver corrosão eletroquímica ou bacteriana. Durante a montagem da tubulação, no sistema tradicional, o calor da soldagem nas juntas causa dano e combustão contra o revestimento interno, deixando o metal exposto e sujeito à corrosão prematura desde o início. Essa fragilidade do sistema torna a operação vulnerável a falhas potencialmente não planejadas. Qualquer junta soldada possui zonas afetadas pelo calor a uma distância de até 25 mm da linha de solda. Essas zonas são centros anódicos onde a corrosão eletroquímica ocorre ainda mais rápido, e permanecem dentro da tubulação. Ao contrário do sistema de soldagem tradicional, o SIDGMAN® Acople é um sistema de junta soldada. Como a soldagem é feita no acople, não há zonas afetadas pelo calor nos próprios tubos, de modo que o revestimento mantém suas propriedades originais de projeto ao longo de toda a linha. Em resumo, o SIDGMAN® Acople atende a todas essas necessidades. Ou seja, não prejudica o revestimento interno, não forma zonas afetadas pelo calor nos tubos, evita que a tubulação fique exposta à corrosão nas zonas das juntas e, além de não enfraquecer a linha, na verdade a reforça mecanicamente. BENEFÍCIOS OPERACIONAIS  As tubulações são como artérias que alimentam um determinado processo. Se o fluido que transportam para de fluir, o processo é interrompido, prejudicando a produção. Sem água, não há cobre. Se os rejeitos não puderem ser descartados adequadamente, a produção é interrompida. Quando o concentrado não chega, o produto não pode ser entregue. Em outras palavras, as tubulações precisam operar de forma confiável 24 horas por dia. Tudo o que facilita a construção de tubulações capazes de manter a operação funcionando continuamente, sem paradas ou interrupções, terá um impacto positivo na lucratividade do negócio. Muitas linhas de transporte de fluidos geram altos custos operacionais devido a diferentes tipos de falhas, que então levam a paradas durante os reparos. Em tubulações onde essas falhas ocorrem periodicamente, as empresas precisam manter contratos e equipe de apoio permanente para realizar inspeções preventivas e/ou manutenção. Devido a problemas de corrosão nas juntas soldadas, as linhas de transporte de fluidos frequentemente precisam usar inibidores para neutralizar o efeito corrosivo. Mas com o SIDGMAN® Acople, isso não será necessário, o que significa que todos os custos e inconvenientes que esses aditivos causam durante a operação desaparecem.  Em resumo, o Acople SIDGMAN® garante alta confiabilidade operacional; exige pouca ou nenhuma manutenção; devido às suas características de design, únicas e especiais, garante economia de custos na operação e oferece uma vida útil operacional significativamente maior em relação às atuais linhas de transporte de fluidos.

8.- TABELA COMPARATIVA

9.- VALIDAÇÃO

PROJETOS CORFO
Inovação. Desenvolvimento de Protótipo
Validação e Empacotamento
CÓDIGO
15ITE1-39748
16ITE2- 64172

VALIDAÇÃO

VALIDAÇÃO DA CONFORMIDADE DO ENSAIO HIDROSTÁTICO Sidgman Acople Unidade Modelo 8”, ANSI Classe 600, foi ensaiada conforme os requisitos da ASME B31.4, seção 8
ENSAIO HIDROSTÁTICO, DEAD WEIGHT TESTER com incrementos menores ou iguais a 1 psi
INSPEÇÃO E VERIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DE PRESSÃO, PROCESSO DE SOLDAGEM E REVESTIMENTO INTERNO DA TUBULAÇÃO
cesmec
ANÁLISE POR ELEMENTOS FINITOS ASME VIII - DIVISÃO 2
INSPEÇÃO DE HERMETICIDADE E RESISTÊNCIA À PRESSÃO
INSPEÇÃO TERMOGRÁFICA