O QUE É TRACEAMENTO TÉRMICO?
É a manutenção da temperatura de fluidos
mediante a reposição de calor perdido através do
isolamento térmico.
Fluido a 40ºC
Perda de Calor
Isolamento térmico
Cinta térmica
VARIAÇÕES DE PERDA DE CALOR
Tubulações de 50mm com uma temperatura constante
desejada de 40oC, temperatura ambiente de -20oC e
ventos de 40 Km/h
Calor
perdido
watts/m
600
550
500
450
400
350
300
150
100
0
S/ isolação
Isolação de Com traceamento
25mm
fibra de vidro
EFEITO DA VELOCIDADE DO VENTO
Sem isolamento
25 mm de isolação
50 mm de isolação
250
200
Perda
de
calor
(%)
150
100
50
0
0
20
40
Velocidade do vento (Km/h)
60
QUAIS SÃO AS APLICAÇÕES?
Proteção contra congelamento
Manutenção de temperatura de processo
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA DE
TRACEAMENTO
•
•
•
•
•
Crítico;
Não tem sistema de reserva;
Amplamente espalhados na planta;
Último passo da fase de projeto;
Instalados e esquecidos.
CONSEQUÊNCIA DAS FALHAS
• Tubulações e equipamentos congelados e
obstruídos;
• Perda de produção;
• Perigo ambiental devido à vazamentos;
• Danos ao fluido e aos equipamentos.
MÉTODOS DE TRACEAMENTO
Fluidos circulantes:
• vapor;
• água quente, fluidos térmicos (therminol,
dowtherm, etc.).
Elétrico:
• cabos com isolamento mineral (MI);
• cabos em série;
• traceamento de corrente de efeito superficial
(SECT);
• aquecedores de zonas;
• cabos auto-reguláveis (SR).
TRACEAMENTO COM VAPOR
Alimentação do
Vapor vindso da
caldeira
VRP
Retorno do
Condensado
Alimentação
do Vapor
Traceamento
TRACEAMENTO COM VAPOR
Vantagens:
• Baixo custo inicial quando disponível;
• Amplamente usado e aceito;
• Disponibilidade na planta para aquecimento
geral.
TRACEAMENTO C/ LÍQUIDO
CIRCULANTE
Retorno
Bomba
Vapor
Retorno de
Condensado
Tubulação de Revestimento Duplo
Abastecimento
TRACEAMENTO C/ LÍQUIDO
CIRCULANTE
Vantagens:
• Temperatura uniforme ao redor e ao longo da
tubulação;
• Capacidade de temperaturas mais elevadas
com pressão inferior à do vapor.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
Transformador
Bandeijamento
Terminal final
Painel de controle e proteção
Conduites de
encaminhamento
Caixa de
alimentação
Isolamento
térmico
Sensor de temperatura
Cabo aquecedor
TRACEAMENTO ELÉTRICO
Vantagens:
•
•
•
•
•
Baixo custo de manutenção;
Fácil controle e monitoramento da temperatura;
Instalado e esquecido;
Pode ser desligado quando não necessário;
Baixo consumo de energia.
TECNOLOGIAS DE TRACEAMENTO
ELÉTRICO
+
Em série
−
+
−
+
−
Em série/paralelo
(por zona)
Em paralelo
TRACEAMENTO ELÉTRICO
SÉRIE C/ CABO COM ISOLAMENTO MINERAL (MI)
+
−
Fio de
Resistência
Isolamento de oxido de
magnésio
Revestimento Metálico
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CABO COM ISOLAMENTO MINERAL (MI)
Vantagens:
• Capacidade de manutenção à altas temperaturas,
até 400oo C (asfalto, enxofre, polímeros etc.);
• Capacidade de tolerar exposições à altas
temperaturas, até 600oo C (vapor à alta pressão);
• Revestimento externo resistente;
• Fácil de inspecionar.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
OUTROS CABOS EM SÉRIE
+
−
Fio de
Resistência
Blindagem
Isolamento plástico
Revestimento externo plástico
TRACEAMENTO ELÉTRICO
OUTROS CABOS EM SÉRIE
Vantagens:
•
•
•
•
Circuitos de grande comprimento;
Fácil de inspecionar;
Flexíveis;
Geralmente baratos.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CORRENTE DE EFEITO SUPERFICIAL (STS)
Transformador AT
Cabo condutor
Painel
Tubo aquecedor
Caixa de emenda
Sensores de temperatura
Caixa de ligação
Tubulação
Fluido
Isolação
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CORRENTE DE EFEITO SUPERFICIAL (STS)
Tensão
externa
igual a zero
Tensão na
superfície
interna
Tubo
aquecedor
Cabo
condutor
Isolação
Fluido
Tubulação
A corrente entra pelo
cabo e retorna pela
parte interna do tubo
aquecedor
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CORRENTE DE EFEITO SUPERFICIAL (STS)
Vantagens:
•
•
•
•
Circuitos muitos extensos, até 25 km,
Alta densidade de potência, até 66 W/m por tubo,
Capacidade a altas temperaturas, até 200ooC,
Resistente.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
POR ZONA
nó
Zona
(de 0,3 a 2m)
Resistência
+
Cabos de
Alimentação
−
Conexão
do nó
Cabos de Alimentação
Capa isolante
Resistência de níquel-cromo
Capa de proteção
Malha de blindagem
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CABO VPL
O Cabo aquecedor VLP limitador de
potência é baseado em uma
resistencia de aloy enrolada em um fio
de fibra de vidro que é contectada
através de cabos de alimentação
banhados a niquel. A resistência
ohmica desses elementos aumenta
com o aumento de sua temperatura
criando um efeito pelo coeficiente
positivo de temperatura (PTC).
Esse efeito resulta na diminuição da
potência de saida com o aumento da
temperatura. Isso permite
superposições do cabo VPL nas
instalações.
Fio de resistência de aloy
Capa de proteção
Fibra de vidro
Elemento limitador
de potência
Blindágem
Capa isolante
Isolamento
Potência
(W/m)
Cabos de alimentação banhados a niquel
Temperatura (ºC)
TRACEAMENTO ELÉTRICO
POR ZONA - VPL
Vantagens:
• Suporta altas temperaturas de exposição (250ºC);
• Possui baixa densidade de potência por metro linear
portanto permite sobreposição sem superaquecimento além
do efeito PTC;
• Isolação resistente a ambientes altamente corrosivos;
• Baixo custo para manutenção de altas temperaturas;
• Compatível com todos os acessórios Tyco;
• Aprovado para aplicações em áreas classificadas
inclusive à prova de explosão.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CINTA TÉRMICA AUTO-REGULÁVEL
Capa Externa
Blindagem
Capa Isolante
Cabos de
alimentação
Blindagem
Núcleo Auto-regulável
+
−
Infinitas resistências em paralelo!!
Capa Externa
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CINTA TÉRMICA AUTO-REGULÁVEL
Fase 1 - Frio
Quando a tubulação está fria, o polímero condutor se contrai
criando micro caminhos elétricos entre os dois condutores ao
longo de todo o comprimento da cinta térmica.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CINTA TÉRMICA AUTO-REGULÁVEL
Fase 2 - Aquecendo
O aumento da passagem de corrente por esses caminhos gera
calor (efeito joule), o polímero condutor se expande e reduz o
número de micro caminhos elétricos. Com o aumento da
resistência elétrica entre os dois condutores, a potência
fornecida ao sistema pela cinta térmica auto-regulável diminui.
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CINTA TÉRMICA AUTO-REGULÁVEL
Fase 3- Aquecida
Em seções quentes, a expansão do polímero
condutor praticamente elimina esses
caminhos elétricos. Essa expansão aumenta
Potência
a resistência ao fluxo elétrico e causa
(W/m)
redução de potência, minimiza custos
energéticos de operação e elimina custo com
manutenção devido a pontos quentes ou
queimas. O calor é fornecido de forma segura
e eficiente somente onde e quando
necessário.
Temperatura (ºC)
TRACEAMENTO ELÉTRICO
CINTA TÉRMICA AUTO-REGULÁVEL
Vantagens:
• Maior confiabilidade,não superaquecem quando
superpostos;
• Facilidade de projeto, circuito paralelo, preparado
sob medida, compensa as variações de temperatura
do sistema;
• Baixo custo de instalação e operação fácil de
conectar em T, unir, reparar e instalar. Substancial
economia de energia.
TRACEAMENTO x APLICAÇÃO
MÉTODO
DE TRACEAMENTO
• Vapor
•
•
•
•
•
Líquidos circulantes
Cabos MI
Cabos por zona
Efeito superficial (SECT)
Cinta auto regulável
APLICAÇÃO
TÍPICA
Aquecimento geral
Necessidade de altas temperaturas
Para temp. >150oC
Para temperaturas até 150ºC
Linha extensas (> 1.500m)
Para temperaturas intermediárias
(menores que 120oC)
TRACEAMENTO x APLICAÇÃO
Temperatura de exposição
+
MI
250ºC
VPL
215ºC
XTV
110ºC
QTVR
85ºC
BTV
66ºC
110ºC 120ºC
150ºC
Temperatura de manutenção
+