Causas comuns de vibração e seus efeitos em sistemas de tubulação
A análise e o monitoramento da vibração da tubulação são importantes para o sucesso e a eficiência de qualquer sistema de tubulação. Vibrações excessivas podem levar a alguns problemas práticos. Os flanges podem começar a vazar. Os tubos podem ser arrancados de seus suportes ou resultar em falha na fadiga dos tubos.
Os códigos de projeto de e execução de instalações foram criados para ajudar os engenheiros a projetar sistemas de tubulação mais eficientes. A integridade do sistema de tubulação depende das considerações e princípios usados no projeto, construção e manutenção do sistema. Códigos e padrões fornecem uma estrutura geral, mas não abordam a vibração e seu impacto de maneira detalhada. Assim, o potencial dano e impacto da vibração é um pouco ignorado durante a fase de projeto. Muitas vezes, muitos projetistas restringem suas análises a análises estáticas simples, sem prestar muita atenção aos aspectos vibracionais e dinâmicos.
Ao mesmo tempo, as forças vibracionais dos sistemas de tubulação aumentaram em grande parte devido ao aumento das taxas de fluxo das indústrias de processo. O uso de material flexível de alta resistência durante o projeto também contribui para a tendência de vibração dos sistemas de tubulação.
Primeiro é preciso entender as causas da vibração da tubulação. A vibração é definida como a força contínua e frequente para o movimento a partir de um ponto de equilíbrio. Existem muitas causas que levam à vibração em um sistema de tubulação. Aqui estão as 3 causas mais comuns de vibração da tubulação:
Pulsação excessiva.
Ressonância Mecânica.
Suporte inadequado e / ou estrutura de suporte.
Os fatores que contribuem para as causas acima são:
Fluxo induzido: a turbulência do líquido em fluxo causa vibração induzida pelo fluxo.
Forças mecânicas do equipamento: equipamentos rotativos e alternativos, como bombas, compressores etc., produzem forças de excitação.
Vibrações acústicas de alta frequência geradas por válvulas de alívio, válvulas de controle ou placas de orifícios.
Pulsações de pressão de equipamentos alternativos.
O martelo de água (surto) ou o momento mudam devido ao fechamento repentino da válvula.
Cavitação / intermitência causada pelo colapso da bolha de vapor
Como os principais fatores que afetam a vibração são a força da excitação e a flexibilidade do sistema de tubulação, existem dois métodos para resolver problemas de vibração da tubulação:
Reduzindo o nível de excitação ou
Fornecendo mais suporte para suportar as forças dinâmicas aplicadas.
Efeitos da vibração da tubulação e riscos associados:
A vibração pode resultar em danos ao equipamento, falha de fadiga nas tubulações do processo e também causar fadiga nas conexões de pequenas ramificações, incluindo linhas de alívio, orifícios de instrumentação, bicos, drenos e válvulas. O resultado da vibração nos pacotes de compressores e bombas também causam problemas de confiabilidade.
Identificação de riscos:
Um alto número de falhas no tubo devido à vibração está relacionado às conexões de pequeno furo. Isso ocorre por vários motivos:
Válvulas enormes não suportadas.
Concentrações de tensão na solda do tubo principal ou em outro vaso.
Falta de auditoria de vibração oportuna e risco de fadiga.
Lacunas entre a intenção do projeto e a fabricação do local, especialmente suporte / suporte local
Para criar sistemas de tubulação seguros e protegidos, livres de vibrações injustificadas, os componentes individuais da tubulação não devem ser mecanicamente ressonantes às forças de excitação do sistema. Além disso, verifique se não há curvas desnecessárias, pois elas oferecem uma forte conexão de acoplamento entre o sistema mecânico e as forças de excitação por pulsação.
Os engenheiros podem identificar os riscos de vibração da tubulação em qualquer fase do ciclo de vida dos ativos, mas as empresas precisam adotar uma abordagem sistemática. Adotando uma abordagem preventiva com a análise de vibração da tubulação, de modo que seu impacto potencial possa ser resolvido na fase de projeto.
