fevereiro 1, 2022
Círculo interno
O tamanho importa
Contribuição de Rob Marsiglia, gerente nacional de desenvolvimento de negócios, produtos comerciais
Normalmente, descrevemos as diferentes classes de tubos e materiais em termos de dimensionamento muito básicos (por exemplo: ½”, 2″, 6″, schedule 40 ou DR 11). Às vezes, esclarecemos dizendo métrico ou IPS, mas será que realmente entendemos as nuances do que estamos dizendo? Será que realmente entendemos como a espessura, o tipo de material ou até mesmo o tamanho afetam o desempenho de um sistema?
Os materiais, as classes e a construção desempenham funções importantes nas características críticas de um sistema de tubulação. Eles influenciam a taxa de fluxo, a velocidade e a queda de pressão.
Com base nográfico de tamanho nominal abaixo, vamos comparar vários materiais de tubulação comuns e como os tamanhos nominais podem variar.
Se usarmos o aço carbono de 2″ como referência básica, ele terá um diâmetro interno (ID) de 2,067″. Para aqueles que trabalham rotineiramente com tubos de aço, esse pode ser o tubo de 2″ de referência em que você pensa. No entanto, você verá que todos os outros materiais listados, como o aço inoxidável schedule 10, cobre, PVC, PP-RCT e PEX. Cada um desses materiais tem IDs diferentes para o mesmo tamanho de tubo de 2″.
Qual é o problema? Bem, se você escolher outro material para uma aplicação específica, em vez de aço, precisará saber mais do que o tamanho nominal do tubo para avaliar as taxas de fluxo, as velocidades e as quedas de pressão. Dizer apenas que o PVC de 2″ não fornece todas as informações de que você precisa. Você ainda precisa saber se é um schedule 40 ou schedule 80. Da mesma forma, você precisa saber se o PP-RCT é SDR 9 ou SDR 11. Nesses casos, a espessura da parede, adjudicada pela programação do tubo ou pelo SDR, afetará o ID e, portanto, as características de fluxo. Por exemplo, a tubulação PEX tem um ID de 2″, mas será que o material é suficiente para os requisitos do sistema?
Os tubos termoplásticos têm natureza resistente à corrosão e mantêm suas características de fluxo ao longo do tempo (ou seja, um fator Hazen & Williams (H&W) consistente). À medida que os tubos de aço envelhecem, o fator H&W diminui com o tempo, o que é um grande fator que contribui para as variações de fluxo e queda de pressão de um sistema.
O aço carbono de 2″ tem um H&W de 140. Em uma velocidade razoável de 5,75 pés/segundo, isso proporciona um fluxo de 60 GPM, com uma perda de carga de 6,4 pés/100 pés.
Mas vamos analisar esse mesmo tubo com fatores de H&W mais baixos:
Vamos continuar em nosso gráfico. Vamos supor um H&W de 120 para aço inoxidável e um H&W constante para tubos termoplásticos.
Para resumir tudo isso:
O que isso significa? Significa que as variações devem ser vistas tendo como pano de fundo os requisitos do sistema e que o simples fato de você chamar um tubo de 2″ sem entender completamente o que os diferencia pode prejudicar o progresso de toda a estrutura.
Para tubos termoplásticos, o diâmetro interno é fundamental. O schedule ou SDR determina o ID do tubo e as características de desempenho são determinadas a partir daí. As características de desempenho permanecerão constantes durante toda a vida útil do sistema, geralmente por 50 anos ou mais, o que é apenas uma das muitas vantagens do tubo termoplástico.
O mesmo não pode ser dito sobre os tubos de aço. Mesmo os tubos de aço inoxidável não tiveram o mesmo sucesso que os tubos termoplásticos tiveram em vários mercados. Se o envelhecimento não for considerado na seleção da tubulação de aço, quantos sistemas podem funcionar “como novos” com um aumento de 56% na queda de pressão ao longo de vários anos?
Qual é a importância da vazão, da pressão e da perda de carga? Aquecedores de água sem tanque, torneiras automáticas e válvulas de descarga, lavadoras de vidros e autoclaves têm uma faixa de fornecimento específica que precisa ser mantida. As quedas de pressão que aumentam com o tempo, bem como um tamanho nominal de tubulação que resulta em quedas de pressão mais altas do que o esperado, podem afetar negativamente o desempenho de qualquer sistema.
Os efeitos dessas variações são minimizados, dadas as exigências de baixo fluxo dos encanamentos modernos. Por exemplo, foi demonstrado que a tubulação PEX, em tamanhos de ½” e ¾’, terá o mesmo desempenho que a tubulação de cobre de mesmo tamanho nominal em determinadas aplicações de encanamento. Isso se deve principalmente aos requisitos mínimos dos acessórios de encanamento no sistema.
As luminárias automáticas exigem pressões mínimas de funcionamento, o que é uma característica dinâmica de pressão/fluxo. Esse requisito torna-se mais crítico em grandes instalações, como estádios, aeroportos, prédios de escritórios, instalações educacionais e institucionais, onde vários equipamentos de vários tipos podem ser operados simultaneamente. Por exemplo, uma válvula de descarga automática geralmente tem um requisito mínimo de 25 psig. Embora isso possa parecer fácil de alcançar, não se trata apenas da pressão, mas também do requisito de fluxo mínimo (geralmente 1,6 GPM) necessário para que o sistema funcione. Em instalações de grande porte, essa condição dinâmica precisa ser aplicada em várias válvulas (e instalações sanitárias) ao mesmo tempo e, às vezes, em vários níveis.
Esses grandes sistemas têm tubulações substanciais e até mesmo uma pequena alteração na perda de carga, multiplicada por centenas (se não milhares) de metros de tubulação, pode causar um impacto negativo no desempenho do equipamento e na experiência do usuário.
A Asahi/America oferece uma gama diversificada de materiais de tubulação termoplástica com uma ampla variedade de espessuras de parede para acomodar aplicações químicas, comerciais, industriais, ambientais e de alta pureza. Podemos ajudar a orientar você no labirinto de dimensionamento IPS, métrico, programado e SDR para ajudar a manter as características de fluxo de suas estruturas consistentes durante toda a vida útil do sistema.
AVISO DO EDITOR: Observe que as informações contidas neste artigo são apenas para fins educacionais e não substituem nenhuma informação técnica ou especificação de produto da Asahi/America.
Consulte o departamento técnico da Asahi/America pelo telefone 1-800-343-3618 ou pelo site [email protected] sobre todas as aplicações de produtos no que diz respeito à seleção de materiais com base na pressão, temperatura, fatores ambientais, produtos químicos, mídia, aplicação e muito mais.
