FLEXPIPE SYSTEMS
MANUAL DE INFORMAÇÕES TÉCNICAS
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Conteúdos
Lista de Tabelas ........................................................................................................... iv
Lista de Figuras ............................................................................................................ iv
1 Introdução .............................................................................................................. 1
2 Tubo ....................................................................................................................... 1
2.1 Linhas de produtos.................................................................................................. 1
2.2 Desenho .................................................................................................................. 1
2.3 Materiais ................................................................................................................. 3
2.4 Fabricação ............................................................................................................... 3
2.4.1
Revestimento Interno ....................................................................................... 4
2.4.2
Reforço de fibra ................................................................................................. 4
2.4.3
Tubo .................................................................................................................. 4
2.4.4
Controle de Qualidade ...................................................................................... 5
3 Acessórios............................................................................................................... 6
3.1 Linhas de Produtos.................................................................................................. 6
3.2 Desenho .................................................................................................................. 7
3.3 Materiais ................................................................................................................. 9
3.4 Fabricação ............................................................................................................. 10
3.5 Proteção contra corrosão ..................................................................................... 10
4 Qualificação .......................................................................................................... 11
4.1 Introdução a Normas e Regulamentações ........................................................... 11
4.2 Normas .................................................................................................................. 11
4.2.1
Instituto Americano de Petróleo (API) ............................................................ 11
4.2.2
Associação Canadense de Normas (CSA) ........................................................ 12
4.3 Regulamentações .................................................................................................. 13
4.3.1
Órgãos Proviciais Regulamentares Canadenses ............................................. 13
4.3.2
Órgãos Regulamentares dos EUA ................................................................... 14
4.4 Testes .................................................................................................................... 14
5 Desempenho ........................................................................................................ 15
5.1 Aplicações e compatibilidade química.................................................................. 15
5.1.1
Avaliações da aplicação .................................................................................. 15
5.1.2
Gás .................................................................................................................. 16
5.1.3
Petróleo ........................................................................................................... 16
5.1.4
Água ................................................................................................................ 16
5.1.5
H2S ................................................................................................................... 17
5.1.6
CO2 .................................................................................................................. 17
5.1.7
Hidrocarbonetos cicloalcanos e aromáticos ................................................... 17
5.1.8
Injeção química ............................................................................................... 18
5.1.9
Metanol e etanol ............................................................................................. 18
5.2 Taxas de pressão e temperatura .......................................................................... 19
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i
5.2.1
Temperatura operacional mínima permitida ................................................. 19
5.2.2
Temperaturas e pressões operacionais máximas permitidas ......................... 19
5.2.3
Cálculos para determinar a pressão operacional máxima permitida............. 19
5.3 Pressão Cíclica ....................................................................................................... 21
5.3.1
Pump Jacks ...................................................................................................... 22
5.4 Características de fluxo ......................................................................................... 23
5.4.1
Fluxo do tubo .................................................................................................. 23
5.4.2
Fixações ........................................................................................................... 25
5.5 Durabilidade .......................................................................................................... 25
5.6 Corrosão ................................................................................................................ 25
5.7 Erosão ................................................................................................................... 26
5.8 Proteção ultravioleta ............................................................................................ 26
5.9 Raio de flexão........................................................................................................ 26
5.10 Penetração ............................................................................................................ 26
5.11 Expansão/contração e crescimento axial ............................................................. 28
5.12 Carga externa e capacidade de vácuo interno ..................................................... 28
5.13 Condutividade térmica.......................................................................................... 29
6 Instalação ............................................................................................................. 30
6.1 Suporte de serviços de campo .............................................................................. 30
6.2 Transporte ............................................................................................................. 30
6.3 Abertura de vala ................................................................................................... 30
6.4 Arado ..................................................................................................................... 31
6.5 Inserção como um revestimento auto-suficiente ................................................ 31
6.6 Instalação da superfície ........................................................................................ 32
6.7 Espaçamento de suporte ...................................................................................... 33
6.8 Flutuação e pesos do tubo .................................................................................... 34
6.9 Cruzamentos ......................................................................................................... 36
6.10 Reservatórios de expansão ................................................................................... 36
6.11 Fio do rastreador .................................................................................................. 37
6.12 Instalação a temperatura baixa ............................................................................ 37
6.13 Rastreamento do calor ......................................................................................... 37
6.14 Instalação da fixação ............................................................................................. 38
6.15 Proteção catódica ................................................................................................. 38
6.16 Ligação em aço - Soldagem ................................................................................... 39
6.17 Ligação ao plástico ................................................................................................ 39
6.18 Testes de pressão de campo de tubulações novas............................................... 39
7 Acessórios............................................................................................................. 40
7.1 Estruturas A........................................................................................................... 40
7.2 Bandejas de suporte do reservatório de expansão .............................................. 40
7.3 Ferramentas de tração.......................................................................................... 41
7.4 Anodos de sacrifício .............................................................................................. 41
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8 Operações............................................................................................................. 41
8.1 Início ...................................................................................................................... 41
8.2 Inspeção e limpeza por sonda (pigging) ............................................................... 41
8.3 Lubrificação com óleo quente .............................................................................. 42
8.4 Eletricidade estática .............................................................................................. 42
8.5 Escavações secundárias ........................................................................................ 43
8.6 Testes de pressão de campo de tubulações existentes ....................................... 44
9 Confiabilidade....................................................................................................... 44
9.1 Histórico ................................................................................................................ 44
9.2 Testes de vazamento ............................................................................................ 44
9.3 Tubos- amostras retiradas em campo (Cut-outs) ................................................. 44
9.4 Verificação da integridade .................................................................................... 46
10 Apêndice.................................................................................................................. I
Relatórios de dados do produto ....................................................................................... I
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Lista de Tabelas
Tabela 1: Fixações da Flexpipe ........................................................................................................ 6
Tabela 2: Articulações de Fluxo da Flexpipe ................................................................................... 7
Tabela 3: Lista de Material de Fixação da Flexpipe ........................................................................ 9
Tabela 4: Ligações para Exigências Específicas da CSA Z662 ........................................................ 13
Tabela 5: O tubo da Flexpipe, Testes de Fixação e Normas Aplicáveis ........................................ 14
Tabela 6: Teor de Hidrocarboneto Cicloalcano e Aromático Permitido para FPLP ...................... 18
Tabela 7: Pressão operacional máxima permitida para FPLP ....................................................... 19
Tabela 8: Coeficientes de fluxo para FPLP .................................................................................... 25
Tabela 9: Fator K para fixações de conexão da Flexpipe .............................................................. 25
Tabela 10: Raio de inclinação mínima para operação, transporte e manuseio da FPLP .............. 26
Tabela 11: Coeficientes de penetração para PEAD ...................................................................... 27
Tabela 12: Taxas de penetração representativas para FPLP ........................................................ 27
Tabela 13: Condutividade térmica da Flexpipe e resistividade .................................................... 29
Tabela 14: Compatibilidade do conduíte para inserção de FPLP ................................................. 32
Tabela 15: Forças de tração máximas permitidas para FPLP........................................................ 32
Tabela 16: Espaçamento Recomendado do Suporte do Tubo para FPLP..................................... 34
Tabela 17: Peso do saco de areia recomendado para peso da FPLP ............................................ 35
Tabela 18: pigs do Disco de Uretano para FPLP ........................................................................... 42
Tabela 19: Dimensões do pig da FLexpipe para FPLP ................................................................... 42
Lista de Figuras
Figura 1: Design de três camadas da Flexpipe ................................................................................ 2
Figura 2: Visualização recortada da Fixação da Flexpipe................................................................ 8
Figura 3: Procedimento para Determinar o MPR e MAOP ........................................................... 20
Figura 4: Comparação representativa de queda de pressão: Água a várias taxas de fluxo ......... 24
Figura 5: Comparação representativa de queda de pressão: Metano a várias taxas de fluxo .... 24
Figura 6: Configuração da Barreira Isolada Tipo Sanduiche ......................................................... 38
Figura 7: Teste de Explosão de Tubos-amostra retirados em campo (Cut-outs): Resultados ..... 45
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iv
Com a intenção de fornecer informações úteis sobre os produtos, a Flexpipe
Systems disponibiliza um documento de duas partes:
Parte 1 – Manual de informações técnicas
Essa parte é escrita principalmente para engenheiros, supervisores e pessoal
de compras. O objetivo é apresentar uma descrição geral dos materiais,
construção, qualificação, desempenho, instalação, operação e confiabilidade
do sistema de tubos da Flexpipe.
Parte 2 – Guia de instalação
Essa parte é feita principalmente para o pessoal de campo e tem como objetivo
fornecer diretrizes gerais sobre o manuseio, articulação, instalação e testes do
sistema de tubos da Flexpipe.
Cada uma das partes enfatiza aspectos particulares da aplicação do produto
Flexpipe. É recomendável familiarizar-se com ambas as partes para se ter uma
perspectiva mais ampla.
Este documento tem como objetivo exclusivo ser uma referência de uso por
indivíduos de competência técnica. É de responsabilidade do operador do duto
garantir a adequação dos produtos da Flexpipe para qualquer aplicação
específica em dutos. Embora as informações incluídas neste documento devam
ser corretas na data da emissão, em hipótese alguma a Flexpipe Systems Inc,
nem suas subsidiárias, serão responsáveis pela perda, dano ou lesão de
qualquer tipo (direto, consequente, punitivo ou outro) ocorrido por conta de
alguma omissão deste documento ou pela confiança nas informações contidas
neste documento. Este documento não contém nenhuma garantia expressa ou
implícita.
Todos os direitos reservados. É proibida qualquer reprodução parcial ou
integral deste documento sem a permissão por escrito da Flexpipe Systems Inc.
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v
1 Introdução
A Flexpipe Systems Inc (Flexpipe) projetou, testou e produziu um sistema de tubulação
contínua, helicoidal, resistente a corrosão, de alta pressão utilizando novas e excelentes
tecnologias de engenharia para as indústrias de Petróleo e Gás e Serviços Públicos. Aplicações
incluem coleta de Petróleo e Gás, descarte de água e tubulações de injeção para a indústria de
Petróleo e Gás, além de tubulações de distribuição e transmissão de Gás para a indústria de
Serviços Públicos.
A Flexpipe também desenvolveu conexões prensadas originais que permitem uma eficiente
conexão direta a linhas de aço, barras articuladas padrão ou outras linhas dos produtos da
Flexpipe. A Flexpipe Systems possui patentes para seus designs únicos de tubos e conexões1.
2 Tubo
2.1
Linhas de produtos
A Flexpipe Systems atualmente oferece três linhas de produtos identificados pela cor do tubo
camisa. O tubo camisa azul é um tubo da linha padrão destinadas a aplicações de revestimento
interno (slip lining) de tubos deteriorados; o tubo camisa branco é fornecido para aplicações de
superfície e o tubo camisa amarela é utilizado sistemas de distribuição de gás enterrados. Todas
as linhas do produto fornecem uma proteção de no mínimo 20 contra a exposição à luz
ultravioleta (UV). Todas as linhas do produto estão disponíveis nos tamanhos 2”, 3” e 4”, e
classes FP150, FP301 e FP601 com razões de pressão de 2.068 kPa (300 psi), 5.171 kPa (750 psi)
e 10.342 kPa (1500 psi) respectivamente. Para os dutos Flexpipe são utilizadas flanges ANSI
150, 300 e 600 para os produtos FP150, 301 e 601, respectivamente. O FP301 substituiu os
produtos FP300 e RS155-H.
O ficha técnica do produto no apêndice lista as dimensões e parâmetros do FPLP.
2.2
Desenho
O tubo da linha da Flexpipe é produzido na moderna fábrica da Flexpipe em Calgary, Alberta,
Canadá. O FPLP é um design patenteado de três camadas feito de um revestimento
termoplástico (liner), reforço (fiber) de fibra contínua helicoidal de alta resistência e uma
camisa termoplástica externa (jacket).
1 O tubo de fibra reforçado: Patente dos Estados Unidos 6.889.716 (10 de Maio de 2005); patente do Canadá
2.513.506 (pendente); patentes internacionais pendentes.
Acessório do tipo de compressão: Patente dos Estados unidos 6.902.205 (7 de Junho de 2005); patente do
Canadá 2.513.468 (pendente); patentes internacionais pendentes.
Acessório a pressão: patente do Canadá 2.562.823 (pendente);
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1
O revestimento serve como uma membrana, as fibras garantem força e a camisa protege as
fibras para suportar carga. A construção é única e possui as seguintes vantagens:
O reforço de fibra não é envolvido em uma matriz termoestável e, portanto, é flexível, o
que evita haver micro-rachaduras ou uso indevido do material da matriz.
O duto FPLP é muito resistente, durável e fácil de ser manipulada.
A simplicidade da construção reduz os custos de produção.
O reforço de fibra permite aplicações de alta pressão.
O revestimento garante que a FPLP seja imune à corrosão e elimina a necessidade de
inspeções.
As bobinas contínuas e de longo comprimento da FPLP (Sistema de dutos Flexpipe)
permitem uma instalação rápida e fácil com poucas conexões e menos interferência para as
partes impactadas.
O impacto ambiental e interferências no solo podem ser reduzidos já que a FPLP pode ser
inserida com uma vala mais estreita que a necessária para a instalação de dutos de aço, ou
arada e inserida sem a abertura de uma vala.
O baixo peso diminui a necessidade de equipamento de manuseio, o que leva a custos de
instalação mais baixos do que dutos não contínuos e outros produtos enroláveis.
(manta termoplástica)
(reforço de fibra)
(camisa termoplástica)
Figura 1: Desenho de três camadas da Flexpipe
O tubo foi projetado utilizando-se um modelo matemático sofisticado que foi desenvolvido
especificamente para a construção única desse produto. O modelo matemático foi usado para
projetar a configuração do reforço de fibra e otimizar a capacidade de pressão e extensão. A
força da FPLP depende da espessura e configuração da camada de reforço de fibra, então
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2
modelos de tubo com design tradicional baseados na espessura da parede não são aplicáveis. A
validade do modelo matemático e as propriedades do material utilizado por esse modelo foram
verificadas através de testes físicos extensivos.
O design e a produção da FPLP estão de acordo com normas e diretrizes sobre a qualificação,
controle de qualidade e testes de tubos de composição e acessórios. Consulte a Seção 4 deste
documento para informações adicionais sobre essas normas, e a Seção 5.2 para um resumo dos
métodos de design e cálculos.
2.3
Materiais
Os materiais usados na FPLP foram amplamente utilizados na indústria de Petróleo e Gás
durante muitos anos. O revestimento e camisa da FPLP são produzidos utilizando-se resina
termoplástica de polietileno de alta densidade de grau de tubo de pressão (PEAD). Esse
material é chamado de PE4710 por PPI TR-32 de acordo com ASTM D33503. Esse material
pioneiro atende as normas rigorosas para uma grande força e resistência para o crescimento
lento de rachaduras. Ele também fornece uma excelente resistência a desgaste e rigidez de
impacto, além de superfície interna de baixa fricção para perdas reduzidas de pressão. O
corante e um estabilizador de raio ultravioleta (UV) são misturados com as esferas
termoplásticas durante o processo de extrusão, garantindo resistência ao desgaste.
O reforço de fibra é construído a partir de uma série de fiações de fibra de vidro contínuas
fabricadas de acordo com a ASTM D5784. A química da fibra e os revestimentos são
especificamente selecionados para otimizar o desempenho de longo prazo.
A Flexpipe Systems está comprometida a manter altos padrões de qualidade e fidelidade. Cada
fornecedor individual é capacitado pela Flexpipe, de acordo com API RP 15S5, para garantir que
as inspeções de qualidade, testes físicos e rastreabilidade do material atendam às normas de
qualidade da Flexpipe. Cada material específico é qualificado pela Flexpipe através de rigorosos
testes antes da produção e em produtos acabados da Flexpipe.
2.4
Fabricação
A Flexpipe está equipada para fabricar todos os componentes da
FPLP in-house. Cada passo do processo de fabricação é
rigorosamente monitorado, o que possibilita o controle direto sobre
a qualidade de toda a FPLP.
2
ASTM D3350 Especificação Estandar para Materiais de Tubos e Acessórios de Plástico Polietileno
ASTM D578 Especificação Estandar para Fios de Fibra de Vidro
4
ASTM D2513 Especificação para canos, tubos e acessórios termoplásticos para pressão de gás
5
NACE MR0175 Indústrias do petróleo e do gás natural. Materiais para uso na presença de H2S na produção de
petróleo e gás natural
3
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3
2.4.1 Revestimento Interno
O revestimento é fabricado e inspecionado por operadores com vasta experiência utilizando-se
equipamento de alta tecnologia, de acordo com exigências dimensionais rigorosas definidas
pela ASTM D25136. Cada revestimento é 100% inspecionado para verificação do diâmetro,
espessura da parede e concentricidade por medição ultrasônica online.
2.4.2 Reforço de fibra
Os reforços de fibra para cada produto são construídos a partir de
um único tipo de fio de entrada, adquirido de fornecedores
qualificados. O processo de construção de fiação da Flexpipe une
esses fios em pacotes personalizados para serem utilizados na
construção da FPLP. Cada pacote é especialmente configurado para
o produto acabado individual no qual ele será usado.
A Flexpipe desenvolveu competência extensiva nessa área através da avaliação crítica e testes
físicos de vários materiais, revestimentos e métodos de processamento. Máquinas de fiação de
última geração são utilizadas com sistemas de tensão projetadas in-house especialmente para
esse processo.
2.4.3 Tubo
Cada carretel da FPLP é fabricado em uma única produção contínua que une revestimento,
reforço de fibra e camisa no produto acabado. O comprimento do revestimento é suficiente
para completar uma produção inteira de tubos sem fusões.
O primeiro passo no processo é a limpeza e secagem do novo revestimento. Um sistema de
medição a laser inspeciona o diâmetro e circularidade do revestimento. Se necessário, cilindros
redondos multi-direcionais são aplicados para corrigir a circularidade.
O reforço de fibra é aplicado pelas máquinas projetadas
customizadas em espiral sequencial, que encapa as fiações do
reforço de fibra de múltiplas bobinas em volta do revestimento em
um processo rigorosamente controlado. Um sistema de controle
automatizado mede diretamente a velocidade da linha e mantém
correto o ângulo de encapar controlando a velocidade de cada
máquina em espiral individual. Cada bobina de fibra é
individualmente frenada para manter a correta tensão da fibra.
6
AWWA C217 Faixa das Camisas de Aplicação no Frio para o Exterior das Seções Especiais, Conexões e
Acessórios para Tubos de Água de Aço Enterradas/Submergidas
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A camisa é aplicada sobre o reforço de fibra com um molde de extrusão com cabeça transversal
e imediatamente resfriada. Laser computadorizado e sistemas de medição ultrasônica são
usados para garantir que padrões rígidos de qualidade sejam mantidos quando a camisa de
proteção é aplicada. A camisa é marcada com informações de identificação por uma impressão
alinhada. Finalmente, o produto acabado é enrolado diretamente em um carretel de
transporte.
2.4.4 Controle de Qualidade
Controle de qualidade (CQ) é crucial para o processo de produção da FPLP. A Flexpipe Systems
é uma fábrica de produção certificada pela ISO 9001:2000. Da avaliação e aprovação de
fornecedores até a qualificação de cada carretel da FPLP acabada, os dados do controle de
qualidade são diligentemente revistos e avaliados. A Flexpipe se compromete em utilizar
fornecedores que providenciam dados de composição de material e mantêm certificação e
resultados de testes de CQ para todos os produtos de matéria-prima. A certificação e
rastreamento do material são fundamentais para o programa de garantia de qualidade da
Flexpipe que coerentemente relaciona matéria-prima com registros de produção e marcações
em série em tubos e fixações. A Flexpipe verifica e audita rotineiramente os programas de CQ
de seus fornecedores.
O processo de fabricação é projetado com vários níveis de monitoramento de qualidade.
Sistemas sofisticados de instrumentação, lasers, ultra-sônicos e operadores de produção
continuamente monitoram a linha de produção em intervalos específicos. A ação corretiva é
implementada de acordo com o sistema de relatórios de não conformidade (NCR) estabelecido
se os parâmetros de design não estiverem dentro dos limites de tolerância especificados.
Cada carretel acabado do FPLP é testado de acordo com os Padrões de Testes de Capacitação
da Produção da Flexpipe (PQT) e de acordo com API RP 15S. Amostras são tomadas desde o
início e o final de cada operação de produção de tubos. As amostras são submetidas a testes de
explosão destrutiva. Os resultados desses testes devem atender ou superar as exigências
rígidas do CQ. Além disso, a Flexpipe testa matérias-primas para garantir a conformidade com
especificações de material.
O equipamento de testes da Flexpipe inclui câmaras de explosão, fornos, uma câmara fria, uma
máquina de testes de tensão Instron, máquinas de teste de ruptura de tensão, equipamentos
de teste de densidade e vários dispositivos e gabaritos personalizados.
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3 Acessórios
A fixação da Flexpipe é um dispositivo metálico que se une mecanicamente ao tubo. A fixação
pode ser o final do tubo com um flange com articulação sobreposta do padrão ASME B16.57 ou
transição do pescoço de solda. A fixação do pescoço de solda permite uma conexão direta ao
aço. O final da FPLP a partir de um carretel pode ser ligado ao início a partir de um segundo
carretel com uma conexão de tubo a tubo, o que elimina uma conexão flangeada subterrânea.
3.1
Linhas de Produtos
Os três tipos de fixações que são utilizadas com a FPLP são mostrados na Tabela 1. Cada uma
está disponível para cada tamanho e grau de tubo. A Flexpipe também oferece articulações de
fluxo pré-estabelecidas nas configurações mostradas na Tabela 2.
Tabela 1: Fixações da Flexpipe
Fixação de Extremidade
Flangeada
O flange fica livre para se
dilatar até os parafusos serem
apertados, o que permite uma
conexão fácil sem aplicar
tensão nos flanges existentes.
Fixação de conexão
(acoplamento)
Usada para acoplar dois dutos
FPLP
Desenhos dimensionais
disponíveis sob
solicitação
Fixação de Pescoço de Solda
(solda de bocal)
Usado para conectar a FPLP ao
tubo de aço utilizando-se
procedimentos de soldagem de
campo padrão.
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ASTM D1599 Método de Ensaio Estandar de Resistência de Pressão Hidráulica a Curto Prazo de Tubos Plásticos
e Acessórios
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Tabela 2: Articulações de Fluxo da Flexpipe
Articulação de Fluxo de
Cotovelo de 90 Graus.
Articulação de Fluxo em T
Desenhos dimensionais
disponíveis sob
solicitação.
Articulação de Fluxo em Y
Exato
Articulação de Fluxo Lateral em
Y
3.2
Desenho
A fixação consiste em um mandril que é inserido em um tubo e uma luva que é prensado em
torno do tubo. O mandril e a luva são equipados com dentes unidirecionais que seguramente
agarram o revestimento e a camisa do tubo. Ao prensar a luva cria-se uma alta e permanente
pressão de fixação que mantém seguro o reforço de fibra no local. O sistema de fixação não
exige a aplicação de calor e colas para ligar componentes.
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(orificio de
ventilação)
(anel-o)
(camisa
templada)
(mandril)
Figura 2: Visualização recortada da Fixação da Flexpipe
O mandril é vedado ao revestimento pela pressão da fixação. Para uma maior segurança, o
mandril é equipado com dois anéis de vedação (O-rings) que garantem uma vedação maior.
O orifício de respiro na luva permite que o anel tubular (o espaço entre o revestimento e a
camisa que contém a camada de reforço de fibra) ventile livremente em cada fixação. Isso
permite que qualquer gás que tenha passado através do revestimento escape e evita pressão
em excesso no anel tubular.
As fixações da Flexpipe são instaladas em um processo de duas etapas, utilizando-se
equipamento de instalação portátil. Na primeira etapa, o mandril é inserido no revestimento.
Na segunda etapa, a luva é prensada no tubo. A fixação é fornecida com a luva já soldada no
mandril para segurá-la na posição correta. A instalação das fixações da Flexpipe no campo dura
entre 20 e 30 minutos. Para visualizar uma simulação do processo de instalação da fixação,
visite o site da Flexpipe www.flexpipesystems.com. Para mais informações sobre a instalação
da fixação, veja a Seção 6.14.
As fixações da Flexpipe foram testadas junto com a FPLP como um sistema completo em testes
de longo prazo a alta pressão, e foram submetidas a testes rigorosos para verificar seu
desempenho em condições do campo. Mais informações sobre testes de qualificação são
apresentadas na Seção 4.4.
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O diâmetro interno do mandril na fixação é menor que o diâmetro interno da tubulação.
Entretanto, a restrição é mínima e os resultados na perda de pressão são insignificantes (veja a
Seção 5.4 para mais informações). Fixações são compatíveis com programas de limpeza com
sonda (pigging), conforme é detalhado na Seção 8.2.
3.3
Materiais
Fixações padrão da Flexpipe são fabricadas a partir de aço inteiriço que atende às exigências de
NACE MR01758 para operação ácida. Veja a Tabela 3 para uma lista completa de materiais
usados nas fixações da Flexpipe. Certificações do material são revisadas pela Flexpipe antes da
fabricação das fixações e são mantidas como parte do Sistema de CQ da Flexpipe.
Fixações do pescoço de solda (solda de bocal) são fabricadas com o uso do mesmo material de
aço da liga que o flange e fixações de conexão, com um tubo curto de aço de carbono soldado
na extremidade do mandril. Esse tubo curto torna a fixação do pescoço de solda adequada para
soldagem no campo com tubo de aço de carbono convencional e fixações de várias
especificações de tubo, sem a necessidade de procedimentos especiais de solda.
O aço usado nos mandris e flanges de fixação de 4” da Flexpipe atendem às exigências de
tenacidade ao entalhe sob baixa temperatura da Categoria II de CSA Z245.119. Sempre que
necessário, mandris e flanges personalizados em tamanhos de 2” e 3” que atendam as
exigências de tenacidade ao entalhe sob baixa temperatura também podem ser fornecidos.
Tabela 3: Lista de Material de Fixação da Flexpipe
Peça
Mandril
Luva
Fixações Flangeadas
Extremidade soldada da
fixação do pescoço de solda
Articulações de fluxo
Tipo de Material
Aço de Liga
Aço de Carbono a
Aço de Carbono a
Aço de Carbono a
Grau do Material(s)
AISI 4130 ou 4140
ASTM A106, A333, A513, ou A519
ASTM A105 ou ASTM A350 LF2
ASTM A106 ou A333
Aço de Carbono a
ASTM A234 WPB ou ASTM A420
WPL6
b
Anéis de vedação (O-rings)
Viton
75 Durometer
c
Revestimentos
Níquel químico ou não revestido
a
Atende as exigências da NACE para serviço de acidez
b
Anéis de vedação (O-rings) especiais estão disponíveis para serviço de CO2 de alta pressão
c
Fixações do pescoço de solda (solda de bocal) não são revestidas
8
ASTM D2412 Método de Ensaio Estandar para a Determinação das Propriedades de Carga Externa de Tubos
Plásticos Mediante Carga por Placas Paralelas
9
API RP 15S Prática Recomendada para a Qualificação de Tubos Plástica Reforçada Enrolada.
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9
3.4
Fabricação
Fixações da Flexpipe são fabricadas, revestidas, montadas e rotuladas de acordo com
especificações da Flexpipe por fornecedores cujos processos foram qualificados pela Flexpipe. A
Flexpipe verifica e audita rotineiramente os programas de CQ desses fornecedores.
Toda a soldagem necessária para a fabricação das fixações da Flexpipe é realizada em condições
de fábrica, por fornecedores capacitados aos procedimentos de soldagem da Flexpipe de
acordo com a CSA Z662. Esses procedimentos são específicos para os materiais usados e
incluem tratamentos térmicos e inspeções adequados.
3.5
Proteção contra corrosão
Fixações padrão são fornecidas revestidas de níquel químico com alto teor de fósforo, com um
selador de fluoropolímero em todas as superfícies úmidas da fixação. Essa galvanização protege
a fixação contra corrosão e erosão em muitas aplicações. Mais informações sobre o
revestimento com níquel químico são disponibilizadas sob solicitação.
Fixações do pescoço de solda não são revestidas nem banhadas, já que o revestimento pode ser
destruídos pelo calor injetado durante a soldagem. Articulações de fluxo pré-fabricadas podem
ser revestidas, já que não é necessária a soldagem durante a instalação. Todas as fixações
também estão disponíveis sem o revestimento.
O controle da corrosão externa das fixações da Flexpipe é conseguido através da aplicação do
Sistema Anti-Corrosão de Fita de Petrolato Denso. A pasta Denso é aplicada nas fibras de
reforço expostas na extremidade do tubo antes da instalação da fixação para proteger as fibras
da umidade. A fixação é envolvida em uma fita Denso após a instalação. Quando a aplicação é
realizada de acordo com a ficha técnica do produto fornecida com a fita, o sistema está em
conformidade com a AWWA C21710.
A fita Polyken é usada para proteger a fita Denso em cada fixação de ser danificada ou
removida. A fita Polyken branca também deve ser aplicada sobre fixações em linhas de
superfície para evitar o aquecimento excessivo da radiação solar e para evitar que a umidade
externa penetre a fixação.
A Flexpipe disponibiliza um controle adicional contra corrosão por meio de proteção catódica.
As exigências da proteção catódica para fixações enterradas de aço são estabelecidas na
Cláusula 13.1.5 da CSA Z662-07. A Flexpipe desenvolveu um kit de anodo em faixa para fixações
de aço enterradas que fornece proteção contra corrosão externa com vida útil de 50 anos em
resistências de solo na faixa de 1500 a 3000 ohm/cm. Isso é baseado em uma eficiência de
10
Baseado na Figura 1 de API RP 15S (2006).
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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10
revestimento externo da fixação de 95%. Postes de teste e monitoramento de anodo não são
necessários para conexões de aço enterradas de tubulações compostas.
O kit do anodo consiste de um anodo de faixa de zinco conectado a um fio de cobre, em
conjunto com um rolo de fita de tecido para fixar o anodo ao duto Flexpipe e uma braçadeira
de aço inoxidável para prender o fio do cabo na fixação. O kit do anodo da Flexpipe pode ser
facilmente instalado no campo anexando a braçadeira em volta da fixação e prendendo a faixa
de zinco no tubo com a fita de tecido. Fixações com anodos já instalados são compatíveis com a
instalação em vala convencional ou através de arado. Consulte o Guia de Instalação de Sistemas
da Flexpipe para mais informações.
4 Qualificação
4.1
Introdução a Normas e Regulamentações
De acordo com a terminologia da indústria, a tubulação dos Sistemas da Flexpipe é classificada
como tubo termoplástico reforçado (RTP). Várias normas tratam esse tipo de produto e
compreendem temas como materiais, testes, fabricação e instalação. Normas são diretrizes que
geralmente são aceitas em toda uma indústria como adequadas, geralmente com base na
ampla experiência da indústria. Elas são frequentemente mencionadas em regulamentações,
que podem adotar algumas ou todas as diretrizes ou até mesmo introduzir exigências mais
rigorosas. Regulamentações são exigências que devem ser seguidas por lei.
Normas que se aplicam aos produtos da Flexpipe são prioritariamente baseadas em
desempenho. Isso significa que elas enfatizam a demonstração de capacidades do produto
através de testes repetitivos, ao invés de confiar apenas em cálculos teóricos de design. Um
modelo de design teórico detalhado serve como um ponto de partida para designs dos
produtos da Flexpipe. Os designs são validados através de testes extensivos de longo prazo de
acordo com normas de testes aceitas.
4.2
Normas
4.2.1 Instituto Americano de Petróleo (API)
O American Petroleum Institute - Instituto Americano de Petróleo (API) foi o primeiro órgão de
normas Norte-americano a desenvolver uma prática recomendada específica para a indústria
de tubos compostos enroláveis em bobina. API RP 15S, Prática Recomendada para a
Qualificação de Tubo Linear Enrolável de Plástico Reforçado, inclui diretrizes para a
determinação de propriedades de materiais, avaliação de pressão, fatores de segurança e
serviço, e exigências mínimas de desempenho. Também inclui diretrizes para a fabricação,
testes de controle de qualidade e métodos típicos de instalação. Essa prática recomendada se
aplica a tubos RTP e tubos compostos termoestáveis enroláveis.
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11
A API 15S é baseada no conhecimento especializado dos materiais envolvidos, vasta experiência
com aplicações relacionadas e produtos relacionados usados em outras aplicações, além de
pesquisa detalhada de conhecimento relacionado utilizado em outros países. Ela usa métodos
aprovados de testes da ASTM, como a ASTM D299211 para o estabelecimento de desempenho
de longo prazo.
Essa prática recomendada é a base para o programa de qualificação de tubos da Flexpipe.
Todos os produtos da Flexpipe atendem ou superam às rígidas exigências de qualificação
estabelecidas pela API 15S.
4.2.2 Associação Canadense de Normas (CSA)
A CSA fornece normas as quais os fabricantes devem obedecer. A CSA não "certifica” nem
“aprova” produtos de tubulação.
A CSA Z662-07, Sistemas de Tubulação de Petróleo e Gás abrange o desenho, construção,
operação e manutenção de sistemas de tubulação da indústria do Petróleo e Gás. A FPLP incluise na Cláusula 13.1 dessa norma, que especificamente aborda exigências de design, fabricação
e instalação de tubulações compostas com reforço de fibra.
A Flexpipe cumpre completamente a Cláusula 13 da CSA Z662-07. Algumas das exigências
específicas são discutidas abaixo. Outras exigências são discutidas mais detalhadamente em
outra parte deste documento, conforme é referido na Tabela 4.
De acordo com a Cláusula 13.1.1.3, a FPLP e todas as outras tubulações compostas reforçadas
podem ser usadas em baixa pressão de vapor (LPV)12, coleta de gás e tubulações de água de
campo petrolífero. Tubulações de alta pressão de vapor (HVP)13 são excluídas por essa cláusula.
A FPLP também atende as exigências da Cláusula12. 5.4 para sistemas de distribuição de gás.
Cálculos de pressão do design para RTP são destacados na Cláusula 13.1.2.8. Essa cláusula se
refere ao API 15S como norma da indústria que, segundo a qual a FPLP deve ser qualificada. Ela
usa os métodos de qualificação dados na API 15S, e especifica os valores a serem usados como
fatores redução utilizados nesses métodos. Esses fatores são uma exigência mínima; em alguns
casos, a Flexpipe escolheu fatores do fluido de serviço (Ffluid), que são mais conservadores que
os exigidos pela CSA. Esses fatores já estão inclusos nas Pressões Máximas de Operação
11
ASTM D2992 Prática padrão para obtenção de base para design hidrostáticoou de pressão para dutos de
"fibra de vidro" (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) e conexões
12
Inclui filtros de água de campo de petróleo, fluidos multifases ou misturas hidrocarbonetas líquidas com pressão
de vapor de 110 kPa (absoluta) ou menos a 38º C.
13
Hidrocarbonetos ou mistura de hidrocarbonetos em estado líquido ou quase-líquido com pressão de vapor
superior a 100 kPa (absoluta) a 38º C.
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12
Permitidas (MAOP) publicados para produtos FPLP, conforme mostram os cálculos de pressão
de design na Seção 5.2.3.
A Cláusula 5.2.3 da CSA Z662 exige que fixações de aço de 4” e maior atendam às exigências de
tenacidade ao entalhe da CSA Z245.1114 e Z245.1215. Os mandris da fixação de 4” e flanges
atendem essas exigências.
Tabela 4: Ligações para Exigências Específicas da CSA Z662
Exigência
Limite de pressão de design do serviço de gás
Limites de gás ácido
Serviço cíclico
Fio do rastreador
Proteção catódica
Discutida em
Seção 5.1.2
Seção 5.1.5
Seção 5.3
Seção 6.11
Seção 6.15
Inserção de liner (revestimento interno)
Cláusula da CSA Z662
13.1.1.4
13.1.1.4
13.1.2.10
13.1.4.1
13.1.5 e 9.1
13.1.4.2
13.1.4.6
13.1.4.7
13.1.4.8
Testes de pressão – novas instalações
13.1.6
Seção 6.18
Testes de pressão – consertos e substituições
13.1.8.2
Seção 8.6
Eletricidade estática
Pressão externa máxima
13.1.8.3
Seção 8.4
Seção 5.12
Travessias (ex.: estradas) e revestimento
(casing)
4.3
13.1.2.11
Seção 6.9
Seção 6.5
Regulamentações
4.3.1 Órgãos Proviciais Regulamentares Canadenses
O Energy Resources Conservation Board (Conselho de Conservação de Recursos de Energia)
(ERCB) é um órgão regulamentar que fiscaliza o desenvolvimento de recursos de energia de
Alberta, inclusive tubulações de campos petrolíferos. Toda tubulação de campo petrolífero em
Alberta deve ser aprovada pela ERCB antes da instalação, de acordo com suas
regulamentações. Outras províncias no Canadá possuem órgãos regulamentares com um papel
similar.
O ERCB permite que aplicações da FPLP sejam processadas como rotina para água fria, água
salgada, multifase, petróleo bruto/LPV e serviço de gás natural. A Flexpipe desenvolveu um
histórico positivo com a ERCB através do fornecimento de dados sobre design, fabricação,
testes, instalação e avaliações de serviço. Mais informações sobre os resultados dessas
14
15
CSA Z245.11 acessórios ideais.
CSA Z245.12 acessórios ideais.
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13
avaliações podem ser encontradas na Seção 9. A Flexpipe também publicou relações com os
órgãos regulamentares correspondentes na British Columbia, Saskatchewan e Manitoba, e
instalações foram concluídas em cada uma dessas províncias.
Instruções completas para a conclusão da Diretiva 56 – Seção 3 para aplicações de ERCB estão
disponíveis no site da Flexpipe Systems. Exemplos são dados para a FPLP como uma nova
tubulação para FPLP como um revestimento livre.
4.3.2 Órgãos Regulamentares dos EUA
O Departamento de Transporte dos EUA (United States Department of Transportation - DOT)
considera o uso da Flexpipe em áreas regulamentadas através de aplicações de permissão
especial submetidas ao Escritório de Segurança de Tubulações. Atualmente, a Flexpipe está
trabalhando com o Departamento de Transporte para incluir Tubos Termoplásticos Reforçados
como um material aprovado em 49 CFR Parte 192 “Transporte de Gás Natural e Outro através
de Tubulação”.
4.4
Testes
A Flexpipe Systems compromete-se em garantir que seus produtos sejam resistentes, confiáveis
e seguros. A tubulação e as fixações da Flexpipe são testadas conjuntamente como um sistema
completo. Esse sistema foi submetido a testes extensos para demonstrar que cumpre e supera
as rígidas exigências do API 15S. Os procedimentos de teste da Flexpipe foram auditados por
um laboratório16 independente para validar a conformidade com a API RP 15S.
A Flexpipe acredita que seus produtos devem ter um desempenho tão bom em condições de
campo quanto em laboratório. Portanto, a Flexpipe foi além das exigências rigorosas das
normas aplicáveis e desenvolveu seus próprios procedimentos para testar o manuseio em
campo da FPLP e equipamentos relacionados.
Alguns testes específicos do programa de testes da Flexpipe Systems estão listados na Tabela 5.
Esses testes resultaram em uma base compreensiva de conhecimento sobre o desempenho do
produto sob uma grande variedade de condições de serviço.
Tabela 5: O tubo da Flexpipe, Testes de Fixação e Normas Aplicáveis
Descrição do teste
Norma(s) aplicável (is)
ASTM D2992 Procedimento B
Testes de pressão de regressão
API RP 15S Seção 5.1.2.3
Testes de pressão em temperatura elevada
API RP 15S Seção 5.2.1
17
Testes de pressão em temperatura baixa
ASTM D1599 Procedimento A
16
Laboratório Jana Inc (Aurora, Ontario)
ASTM D 1599 Método estandarizado de resistência para pouco tempo de pressão hidráulica em tubos plásticos e
acessórios plásticos
17
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14
Descrição do teste
Testes de pressão de raio mínimo de flexão
Testes de pressão de instalação – Amostras
recuperadas após inserção de revestimento
Testes de pressão de instalação – Amostras
recuperadas após inserção por arado
Testes de pressão de explosão de curto prazo
Testes de pressão cíclica
Testes de pressão - amostras submetidas a flexão
reversa
Testes de carga axial
Testes de respiro – gases saindo do anel tubular
Testes de resistência a impacto
Testes de expansão térmica e expansão de pressão
Testes de torcão/dobra
Testes de vazamento de gás nas fixações
Testes de ciclo térmico
Testes de carga externa
Norma(s) aplicável (is)
API RP 15S Seção 5.3.2
ASTM D1599 Procedimento A
ASTM D1599 Procedimento A
Procedimento de teste da Flexpipe 10-0942
ASTM D1599 Procedimento A
API RP 15S Seção 5.1.2.3
API RP 15S Seção 5.1.5.1
Procedimento de teste da Flexpipe 10-0941
API RP 15S Seção5. 1.2.1
API RP 15S Seção 5.3.3
API RP 15S Seção 5.3.1
API RP 15S Seção 5.5.2
API RP 15S Seção 5.5.4 e 5.5.5
Procedimento de teste da Flexpipe 10-0940
API RP 15S Seção 5.3.1
Procedimento de teste da Flexpipe 10-0945
ASTM D241218
5 Desempenho
5.1
Aplicações e compatibilidade química
É de responsabilidade do operador de tubulação entender a adequação dos produtos da
Flexpipe para qualquer aplicação específica de tubulação. As informações nesta seção têm
como objetivo esclarecer a adequação dos produtos da Flexpipe para uma ampla variedade de
aplicações comuns. Para essas ou outras aplicações, a equipe de engenharia da Flexpipe está à
disposição para avaliar a aplicação e fazer recomendações quanto à compatibilidade dos
produtos da Flexpipe.
5.1.1 Avaliações da aplicação
A Flexpipe estabeleceu um processo para avaliar quaisquer aplicações propostas que
ultrapassam os limites operacionais normais nas seções seguintes. Esses limites têm como
objetivo fornecer uma metodologia conservadora e consistente para aplicações potenciais.
Enquanto que a FPLP possui um bom desempenho em várias aplicações que ultrapassam esses
limites, ela pode não ser apropriada para determinadas combinações de fatores quando um ou
mais limites são ultrapassados.
18
ASTM D2412 Método de Teste Padrão para a Determinação de Características de Carga Externa de Tubos
Plásticos através de Carga em Chapa Paralela
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15
Avaliações de aplicação são um serviço oferecido a clientes, fornecido pela equipe de
Engenharia da Flexpipe. Cada avaliação verifica os detalhes de uma aplicação proposta para
identificar riscos potenciais e determinar medidas específicas que podem ser tomadas para
eliminá-los ou minimizá-los. Recomendações surgidas a partir dessas avaliações permitiram que
muitos projetos se beneficiassem das capacidades da FPLP por completo. A Flexpipe acredita
que essa metodologia reflete seu compromisso com a segurança pública e tem contribuído para
seu excelente histórico de serviço, enquanto permite atender às necessidades únicas de seus
clientes.
5.1.2 Gás
A FPLP possui um forte registro histórico em aplicações de coleta de gás, responsáveis pela
maioria das FPLP em operação atualmente. Não há exigências para re-classificação adicional da
pressão máxima operacional permitida (MAOP) da Flexpipe em aplicações de gás (veja a Seção
5.2 para determinar classificações de pressão). Ambientes adequados incluem gás natural, de
solução, de exaustão e combustível. Veja a Seção 5.1.6 para informações sobre aplicações de
CO2.
Para aplicações de gás nas quais podem ser formados condensados, deve ser implementado um
programa adequado de limpeza por sonda (pigging) para evitar excesso de condensação em
pontos baixos ao longo da tubulação.
A Cláusula 13.1.1.4 da CSA Z662 limita a pressão de design permitida para tubulações de gás da
FPLP para no máximo 9,93 MPa (1440 psi).
A FPLP também pode ser usada em aplicações ácidas (H2S), mas há limites. Consulte a Seção
5.1.5 para mais detalhes.
5.1.3 Petróleo
A FPLP é adequada para aplicações de efluentes ou emulsão de petróleo (duas ou três fases). A
FPLP é totalmente resistente a corrosão, é possível realizar inspeções e limpeza por sonda
(pigging) e é uma opção excelente para produção com alto corte de água. Para aplicações com
alto teor de cera, devem ser realizados programas adequados de limpeza por sonda (pigging).
Consulte a Seção 1.1 para mais informações sobre aplicações de pressão cíclica. Consulte a
Seção 8.2 para mais informações sobre limpeza por sonda (pigging).
5.1.4 Água
A FPLP é um produto de resistência à corrosão sendo uma opção excelente para aplicações de
água em campos petrolífero, como linhas de transferência e descarte de água. A FPLP também
pode ser usada para injeção de água e sistemas similares. Entretanto, essas aplicações
geralmente envolvem variações de pressão cíclica e devem ser avaliadas quanto à sua
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16
compatibilidade. Consulte a Seção 1.1 para mais informações sobre aplicações de pressão
cíclica.
5.1.5 H2S
H2S (sulfeto de hidrogênio, também conhecido como gás ácido) é uma substância tóxica e
potencialmente letal comumente encontrada em meio a campos petrolíferos. Portanto, existe
um risco maior em inspeções ou manutenções de tubulação de rotina, ou no caso de haver
liberação de fluido devido a danos na tubulação.
Tubulações não metálicas como a FPLP podem permitir que pequenas quantidades dos fluidos
transportados penetrem através dos materiais da tubulação (veja a Seção 5.10), acumulem
dentro dos materiais ou a fixação, e/ou sejam liberados através da superfície externa da
tubulação (para mais informações, consulte o Boletim de Tubulação de Serviço de Acidez da
Flexpipe Systems, disponível no site da Flexpipe Systems). Esses riscos devem ser controlados
por limites consistentes e conservadores do teor de acidez.
Aplicações de acidez devem estar em conformidade com as exigências regulamentares das
autoridades regionais específicas.
A FPLP é compatível com um teor de H2S de 5% por volume de líquidos (petróleo e/ou água),
gás e multifases. 19.
5.1.6 CO2
A FPLP pode ser usada para gases ou líquidos contendo até 100% de CO2 por volume. A
adequação da Flexpipe para CO2 foi confirmada por testes de descompressão rápida. Os anéis
de vedação (O-rings) de Durômetro Vition padrões da Flexpipe são adequados para uma grande
variedade de aplicações de CO2. Para aplicações com mais de 10% de CO2 e operando em
pressões acima de 750 psig, a Flexpipe recomenda o uso de anéis de vedação (O-rings)
especiais que forneçam desempenho superior para essas condições. Consulte a Seção 3.5 para
mais informações sobre a resistência a corrosão das fixações e revestimentos.
5.1.7 Hidrocarbonetos cicloalcanos e aromáticos
A FPLP é compatível com hidrocarbonetos aromáticos e cicloalcanos (isto é, benzeno, tolueno,
etil benzeno, xileno, neftaleno e ciclohexano) em gás ou líquidos. A Tabela 6 lista as
concentrações aromáticas e cicloalcanas permitidas para a FPLP em pressões operacionais
normais, com base nos dados de testes da Flexpipe. A interpolação entre temperaturas é
aceitável.
19
CSA Z 662-07 Cláusula 13.1.1.4 limita a pressão parcial de H2S gasoso a 50 kPa (7.25 psi) para todos os dutos
compostos utilizados em aplicações de gás ácido).
O ERCB (Diretiva 71) exige cálculo de escape de H2S para dutos multifases
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17
Tabela 6: Teor de Hidrocarboneto Cicloalcano e Aromático Permitido para FPLP
Temperatura
operacional
20˚C (68˚F) ou antes
40˚C (104˚F)
60˚C (140˚F)
Teor máximo permitido de
Aromático e cicloalcano (por volume)
25%
5%
1%
Para aplicações de gás nas quais podem ser formados condensados, deve ser implementado um
programa adequado de limpeza por sonda (pigging) para evitar excesso de hidrocarboneto
aromático e cicloalcano em pontos baixos ao longo da tubulação.
5.1.8 Injeção química
Químicos de injeção comuns usados na indústria de coleta de petróleo, como inibidores de
corrosão, biocidas, dispersantes de parafina, surfactantes, inibidores de escala, desespumantes
e desemulsificantes não são considerados problemáticos para o revestimento de PEAD
(Polietileno de alta densidade) nos dutos FPLP. A Flexpipe recomenda que programas de
injeção química usem concentrações diluídas ou tratamentos por lotes, de acordo com a prática
padrão para aplicações de PEAD, conforme estabelecido pela empresa química fornecedora.
Químicos de injeção que são produzidos a partir de hidrocarbonetos aromáticos e cicloalcanos
são aceitáveis para o uso com revestimento de PEAD em dutos FPLP desde que a concentração
de químicos de injeção seja controlada de maneira que a concentração de cicloalcano e
aromático seja mantida dentro dos limites listados na Tabela 6 conforme aplicável para a
temperatura de serviço de tubos. A duração de qualquer processo de tratamento de lote de
concentração deve ser limitada, conforme é recomendado pelo fabricante de injeção química
para o uso em tubos de PEAD.
Essa seção cobre apenas químicos de injeção mais comuns usados na indústria de coleta de
petróleo. Apesar da variedade de químicos de injeção disponível, a Flexpipe recomenda que a
empresa operacional de campo petrolífero desenvolva um programa de injeção em conjunto
com a empresa de fabricação química para garantir que não haja problemas de compatibilidade
química com o PEAD.
5.1.9 Metanol e etanol
A PEAD possui boa resistência a metanol concentrado e etanol a temperaturas de até 60˚C
(140˚F). Álcoois são rotineiramente usados em dutos FPLP em programas contínuos e de lote, e
são também comumente usados durante hidrotestes para evitar congelamento.
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18
5.2
Taxas de pressão e temperatura
5.2.1 Temperatura operacional mínima permitida
Essa Temperatura operacional mínima permitida para todas as FPLP é de -46˚C (-50˚F). Isso tem
sido provado pela conclusão bem sucedida dos testes de qualificação exigidos por um grande
produtor de Petróleo e Gás. Esses testes indicaram que a Tubulação da Flexpipe possui
propriedades excelentes de resistência a impactos e não ficou frágil em temperaturas de -46˚C
(-50˚F). Além disso, o desempenho do produto em temperaturas baixas é confirmado pelo
histórico positivo de aplicações de campo no norte dos EUA e Canadá, onde temperaturas
ambientes baixas são comuns durante o inverno. Consulte a Seção 3.3 para a seleção de
material de fixações, Seção 6.12 para temperaturas mínimas de instalação e Seção 8.1 para
inicio de operações de tubulações a baixas temperaturas.
5.2.2 Temperaturas e pressões operacionais máximas permitidas
As taxas de Pressão operacional máxima permitida (MAOP) para os dutos FPLP a temperaturas
de até 60ºC (140ºF) são apresentadas na Tabela 7. A Flexpipe fornece rótulos para serem
afixados em reservatórios de expansão para notificar operadores sobre as limitações de
temperatura do tubo.
Tabela 7: Pressão operacional máxima permitida para FPLP
Temperatura
operacional
máxima
permitida
(˚C)
(˚F)
60
140
Pressão operacional máxima permitida
FP150
(kPa)
2068
FP301
(psi)
300
(kPa)
5171
(psi)
750
FP601
(kPa)
10,342
(psi)
1500
É necessária fita isolante ou de Polyken branca para evitar que partes acima da FPLP preta e
amarela que ficam submergidas (por exemplo, em reservatórios de expansão) excedam a
temperatura operacional máxima permitida como consequencia do calor da radiação solar.
5.2.3 Cálculos para determinar a pressão operacional máxima permitida
As MAOPs listadas na Tabela 7 foram determinadas pelo seguinte cálculo:
MAOP
MPR F fluid
As Taxas máximas de pressão (MPR) foram determinadas a temperaturas máximas do design e
vida do design da tubulação de acordo com o API RP 15S20 e CSA Z662-07. O procedimento é
ilustrado na Figura 3 na qual os dados a partir de múltiplos testes de pressão de longa duração
20
API RP 15 S Prática recomendada para a qualificação de Dutos Lineares Plásticos Enroláveis
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19
são revelados em um gráfico de log. O MPR é derivado do uso de cálculos estatísticos e inclui
um Fator de Serviço de Pressão.
O Fator de Serviço de Pressão (PSF) é um fator redutor responsável por pequenas variações em
materiais, instalação ou parâmetros operacionais garantindo que as capacidades reais do tubo
não sejam excedidas. O PSF é aplicado para o Menor Limite de Confiança da Vida Útil do Design
para determinar o MPR à temperatura de qualificação. A Flexpipe usa PSF=0,67, conforme é
recomendado pela API 15S.
Figura 3: Procedimento para Determinar o MPR e MAOP
21
O Fator de Fluido de Serviço ( F fluid ) é um fator redutor adicional que é responsável pelos
efeitos do fluido transportado nos materiais do tubo, para garantir que o fluido não reduza a
capacidade da tubulação de manter o MAOP durante a vida útil do design. Esse fator é aplicado
no MPR para determinar o MAOP à temperatura de qualificação.
A Flexpipe optou por usar FFluid=0,67 para todos os tipos de fluido. Esse valor permite um MAOP
consistente para todos os tipos de fluido. Ele cumpre as exigências da CSA Z662 para gás e é
mais conservador que suas exigências para outros serviços. A Flexpipe acredita que sua
metodologia conservadora contribuiu para o excelente histórico da FPLP. Outros fornecedores
de produtos enroláveis podem estar utilizando um fator de serviço de fluido menos
conservador.
Como a MAOP da Flexpipe já inclui fatores redutores para pressão e fluido, não são necessárias
mais reduções. A MAOP da Flexpipe baseia-se em uma vida do design de 50 anos.
21
Baseado na Figura 1 de API RP 15S (2006).
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20
5.3
Pressão Cíclica
Transferência de água, depósito ou aplicações de injeção e aplicações de coleta de petróleo são
normalmente bastante corrosivas e naturalmente adequadas às propriedades de resistência a
corrosão da Flexpipe. Entretanto, para garantir um desempenho otimizado e confiabilidade dos
dutos Flexpipe nessas aplicações, devem-se considerar as características de pressão cíclica do
design do sistema e o regime de operação.
Como parte do compromisso da Flexpipe com qualidade e satisfação do cliente, a empresa
propõe um processo de avaliação de aplicação. O usuário final da tubulação fornece os
parâmetros de operação conforme o Formulário de Revisão de Aplicação para a avaliação da
Flexpipe. Os especialistas em engenharia de aplicação da Flexpipe Systems podem fornecer
recomendações específicas de projeto em relação à seleção do melhor produto, design
adequado do sistema e considerações operacionais para a aplicação desejada. A Flexpipe
recomenda a realização de uma revisão da aplicação para todas as aplicações de serviço cíclico
para garantir o desempenho ótimo do tubo de linha da Flexpipe e do sistema em geral. As
recomendações de revisão da aplicação do serviço cíclico da Flexpipe são baseadas em uma
vida útil de no mínimo 20 anos.
Os parâmetros chave que devem ser considerados ao avaliar-se a adequação da Flexpipe Line
Pipe para uma aplicação de serviço cíclico são:
Tipo de bomba: O tipo de bomba tem um papel fundamental na determinação das
características cíclicas de um sistema de tubulação. Bombas comuns utilizadas na
indústria de Petróleo e Gás são bombas centrífugas e de pistão.
A Flexpipe recomenda o uso de bombas de único estágio e centrífugas de múltiplos
estágios (isto é, bombas REDA). Esse tipo de bomba fornece uma pressão estável livre
de pulsações de pressão de alta freqüência ou vibração excessiva. Portanto, não é
necessário nenhum fator redutor de serviço cíclico. Consequentemente, os tubos
utilizados com bombas centrífugas podem se beneficiar da capacidade máxima de
pressão da Flexpipe.
Aplicações com bombas de pistão (isto é, Tríplex, Quintuplex) geram pulsações de
pressão de alta freqüência substanciais e vibração na tubulação. Essas características
operacionais podem ser prejudiciais para vários materiais de tubulação, inclusive a
Flexpipe Line Pipe. Para proteger esse tipo de sistema de tubulação contra danos
progressivos, é necessário um fator redutor de serviço cíclico de 0,5. Isso reflete as
exigências da CSA Z662 “Sistemas de tubulação de Petróleo e Gás” cláusula 13.1.2.10.
Consequentemente, tubos usados com bombas de pistão são limitados à metade dos
valores máximos de pressão permitidos publicados nas fichas técnicas da Flexpipe.
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
©2010 Flexpipe Systems Inc
21
Para aplicações onde são usadas bombas de pistão, a Flexpipe recomenda que sejam
tomadas as seguintes precauções além do fator de serviço cíclico de 0,5:
o Amortecedores de pulsação eficientes na entrada e saída da bomba, que são
selecionados, instalados, operados e mantidos de acordo com as recomendações
do fabricante do amortecedor de pulsação e da bomba.
o Um tubo de aço de no mínimo 33 m entre a bomba e o duto Flexpipe para
auxiliar na dissipação da vibração.
A Flexpipe não recomenda o uso de bombas Duplex. Caso as bombas Duplex sejam necessárias
para uma aplicação, consulte a Flexpipe para obter um guia sobre os limites de desempenho
aplicáveis.
Para outros tipos de bombas como bombas de parafuso e bombas de diafragma, consulte o
pessoal de engenharia da Flexpipe para obter recomendações específicas do projeto.
Flutuações de pressão: Flutuações de pressão podem ser resultado de:
Ciclos de ligar/desligar da bomba nos quais a pressão no sistema da tubulação varia entre a
pressão operacional e a pressão de desligado, ou
Modificações à operação ou layout do sistema, tais como operação de uma bomba
adicional ou injeção em um poço diferente.
A Flexpipe Line Pipe não é destinada para aplicações cíclicas severas com circulação de pressão
em excesso de +/-20% da pressão operacional normal com uma frequência média de uma vez
por dia em um período de 20 anos. Para reduzir as flutuações de pressão derivadas de ciclos da
bomba ligado/desligado, a Flexpipe recomenda o uso de um acionador de freqüência variável
(VFD) para regular o fluxo ao manter uma operação contínua da bomba.
Dependendo de sua extensão e frequência, pulsações e flutuações de pressão podem
prejudicar o desempenho do tubo. Entre em contato com o pessoal de engenharia da Flexpipe
para uma avaliação da aplicação específica ao projeto.
5.3.1 Pump Jacks
As propriedades de resistência a corrosão da Flexpipe são naturalmente adequadas à produção
de emulsão de petróleo. Entretanto, para garantir desempenho adequado e confiabilidade do
duto Flexpipe em aplicações com Pump Jack, devem-se considerar as características de pressão
cíclica do design do sistema e o regime de operação.
Em geral, a utilização de um design prudente e boas práticas operacionais da indústria irá
otimizar a integridade e vida de todo equipamento de produção. A Flexpipe recomenda limitar
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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22
a amplitude da mudança de pressão na linha de fluxo a 40% da pressão normal do curso baixo
(down stroke) do pistão. Essa recomendação está alinhada às exigências da CSA Z662 “Sistemas
de tubulação de Petróleo e Gás” cláusula 13.1.2.10. Por exemplo, se a pressão normal do curso
baixo na linha de fluxo for de 125 psig, a pressão máxima durante o curso alto deve ser de até
175 psig.
Alguns dos fatores operacionais e de design que podem afetar a magnitude da pressão na linha
de fluxo são:
Comprimento e diâmetro da linha de fluxo
Volumes de produção
Acúmulo de cera
Propriedades do fluido de produção
Integridade da válvula de verificação da linha de fluxo
Integridade da bomba do poço (down hole pump)
5.4
Características de fluxo
5.4.1 Fluxo do tubo
Em relação ao tubo de aço, a superfície lisa interna do revestimento de polietileno da FPLP
proporciona taxas favoráveis de fluxo e perdas reduzidas de pressão como um resultado de
atrito reduzido. A Figura 4 e a Figura 5 apresentam quedas representativas de pressão a várias
taxas de fluxo para água potável e metano, respectivamente. Os resultados apresentados são
baseados no cálculo da queda de pressão para o fluido dado em cada tamanho da FPLP
utilizando-se o método de Darcy-Weisbach, repetido em cada caso para tubo de aço padrão do
mesmo tamanho nominal. Como apresentado nos diagramas, a queda de pressão para uma
dada taxa de fluxo em uma linha de FPLP será substancialmente menor do que para o tubo de
aço correspondente. Por outro lado, uma taxa de fluxo maior pode ser alcançada para uma
dada queda de pressão utilizando-se a FPLP.
Para outros cenários de fluxo, a queda de pressão pode ser calculada com o uso de quaisquer
coeficientes de fluxo listados na Tabela 8.
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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23
Pressure Drops of Flexpipe and Steel Pipe at Various Flow Rates
(Calculations based on 1 mile of pipe length, with 30C fresh water)
800
700
Pressure Drop (PSI)
600
500
400
300
200
100
2" Flexpipe
2" Sch 40 Steel
3" Flexpipe
3" Sch 40 Steel
4" Flexpipe
4" Sch 40 Steel
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Flow Rate (bbls/day)
Figura 4: Comparação representativa de queda de pressão: Água a várias taxas de fluxo
Pressure
Drops
Flexpipe
and
Pipe at Various
* Cálculos baseados
em um
tuboofcom
1,5 km
deSteel
comprimento,
comFlow
águaRates
potável a 30°C (86° F)
(Calculations based on 1 mile of pipe length, with 20C Methane compressed to 500 PSI)
500
450
Pressure Drop (PSI)
400
350
300
250
200
150
100
50
2" Flexpipe
2" Sch 40 Steel
3" Flexpipe
3" Sch 40 Steel
4" Flexpipe
4" Sch 40 Steel
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Flow Rate (Mcf/day)
Figura 5: Comparação representativa de queda de pressão: Metano a várias taxas de fluxo
* Cálculos baseados em um tubo com 1,5 km de comprimento, com metano a 20ºC (68ºF)
comprimido a 500 PSI
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24
Tabela 8: Coeficientes de fluxo para FPLP
Hazen & Williams
Darcy Weisbach
150
0.0015 mm (0.000005 ft)
Manning
0.009
5.4.2 Fixações
O diâmetro interno do mandril na fixação do tubo da FPLP é menor que o diâmetro interno do
duto (veja Seção 3.2). Entretanto, a restrição é mínima e são necessárias poucas fixações
mesmo para dutos de grande comprimento. A perda de pressão associada é desprezível
quando comparada ao atrito do duto mencionado acima.
As seguintes equações e fatores K para fixações de conexão da Flexpipe podem ser usados para
o cálculo da perda de pressão ou cabeça de pressão por conta da constrição de fluxo.
Onde:
V2
Pfitting K
= densidade do fluido
2
Perda de pressão:
V = velocidade do fluido
V2
g = aceleração por conta da gravidade
h fitting K
2
g
K = fator da Tabela 9
Perda da cabeça de pressão:
Tabela 9: Fator K para fixações de conexão da Flexpipe
Tamanho da fixação
Fator K
2”
3”
4”
0.16
0.15
0.12
5.5
Durabilidade
A FPLP é um produto durável, resistente. O termoplástico de alta resistência utilizado na camisa
protegem a fibra do ambiente externo. A camisa é altamente resistente a rompimentos e não
sofre danos, quebras nem lascas quando manuseada normalmente. O duto FPLP pode ser
desenrolado sobre rochas e terreno rígido, ou conduzido por tubulações deterioradas.
A resistência de impacto do duto FPLP foi demonstrada pelos testes de impacto de acordo com
a API RP 15S Seção a -25ºC (-13º F).
5.6
Corrosão
O revestimento e camisa da Flexpipe não sofrem corrosão. O controle de corrosão externa das
fixações da FPLP é alcançado graças à aplicação da fita resistente à umidade e o controle de
corrosão interno, pelos revestimentos padrão nas fixações (veja a Seção 3.5). O controle
adicional de corrosão por proteção catódica é uma opção disponível (veja a Seção 6.15).
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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25
5.7
Erosão
A FPLP sofrerá menos erosão que o aço em aplicações onde há partículas sólidas junto com o
líquido (wet slurry) devido à elasticidade e rigidez do material do revestimento. Entretanto, ser
mantida a velocidade suficiente de fluxo deve para evitar que partículas sólidas se depositem e
se separem do líquido que as carrega. Partículas depositadas que escorregam para o fundo do
tubo podem causar desgaste na superfície dessa parte.
Aplicações onde há partículas sólidas junto ao gás (dry slurry) podem causar elevação excessiva
da eletricidade estática e/ou aquecimento por conta de partículas secas deslizando na
superfície. A FPLP pode não ser adequada a aplicações deste tipo.
5.8
Proteção ultravioleta
A Flexpipe adiciona um estabilizador de UV ao material da camisa durante o processo de
extrusão. As opções de camisa amarela, branca e preta da Flexpipe oferecem proteção contra a
exposição à UV de no mínimo 20 anos. A camisa azul em alguns dutos existentes da Flexpipe
oferece proteção contra UV de no mínimo de 2 anos e não é mais produzida.
5.9
Raio de flexão
O raio de flexão mínimo permitido da FPLP é diferente quando em condições de operação
(pressurizado) e transporte/manuseio (despressurizado), conforme mostra a Tabela 10.
Tabela 10: Raio de flexão mínima para operação, transporte e manuseio da FPLP
Raio de flexão mínimo
Raio de flexão mínimo
OPERAÇÃO
TRANSPORTE E MANUSEIO
(m)
(ft)
(m)
(ft)
2”
1.2
4.0
0.8
2.5
3”
1.8
6.0
1.0
3.3
4”
2.1
7.0
1.3
4.2
Nota: O raio mínimo não se aplica a fixações/conexões. Essas articulações
precisam ser mantidas eretas para evitar o peso do ponto na extremidade da
fixação. Normalmente não deve haver inclinações dentro de 1,8 metros (6 pés) a
partir de uma fixação.
FP150, FP301,
e FP601
5.10 Penetração
As moléculas de gás são capazes de passar lentamente através das paredes do tubo
movimentando-se através dos espaços entre as moléculas do material do tubo. Esse fenômeno
é conhecido como penetração do gás. Todos os materiais da tubulação permitem que gases
penetrem até certo ponto, mas materiais compostos permitem mais do que os tubos de aço.
O FPLP possui um design de auto-ventilação que permite gases permeáveis passem pelas
fixações. Isso evita que a pressão se eleve dentro do anel tubular (o espaço entre o
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26
revestimento e a camisa que contém a camada de reforço de fibra), o que evita o risco de
quebra do revestimento durante a despressurização da linha.
Os testes de campo mostraram que as taxas reais de liberação de gás da FPLP são geralmente
insignificantes (veja a Seção 9.2) Isso é provado por cálculos baseados em um modelo
conservador, no qual os gases no tubo penetram através do revestimento e então, através da
camisa ou passam pelo anel tubular para sair pela abertura na fixação. Os cálculos usam os
coeficientes de permeabilidade dados na Tabela 11, que são experimentalmente determinados
por testes conduzidos em polietileno não reforçado. O seguinte exemplo apresenta uma
ilustração representativa da extensão da penetração na FPLP.
Tabela 11: Coeficientes de penetração para PEAD
Coeficiente de penetração a 40˚C (104˚F)
Penetrante
Metano
H2S
CO2
(cm3/cm-sec-MPa)
1 x 10-7
1 x 10-7
5.5 x 10-7
(inch3/inch-sec-psi)
1.07 x 10-10
1.07 x 10-10
5.88 x 10-10
O revestimento da Flexpipe possui uma SDR (Standard Dimension Ratio – Índice de Dimensão
Padrão) em todos os tamanhos, o que permite a mesma taxa de penetração para todos os
tamanhos. A Tabela 12 mostra taxas de penetração esperadas para uma mistura de gás de 89%
de metano, 1% de H2S e 10% de CO2. Para se obter taxas de penetração esperadas a diferentes
temperaturas, pode-se considerar que um aumento de 5˚C (9˚F) na temperatura resulta em um
aumento de 30% na taxa de penetração.
Tabela 12: Taxas de penetração representativas para FPLP
Pressão do tubo
Tubo a 10˚C
(50˚F)
Tubo a 40˚C
(104˚F)
Tubo a 60˚C
(140˚F)
89% de metano
1% H2S
10% CO2
Mistura total
89% metano
1% H2S
10% CO2
Mistura total
89% metano
1% H2S
10% CO2
Mistura total
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
Taxa de penetração
Cm3/m de tubo/dia (in3/ft de tubo/dia)
689 kPa
5171 kPa
10,342 kPa
(100 psi)
(750 psi)
(1500 psi)
6
0.1
4
10.2
30
0.3
18
48
85
1
53
139
(0.1)
(0.001)
(0.07)
(0.2)
(0.6)
(0.006)
(0.3)
(0.9)
(2)
(0.02)
(1)
(3)
46
0.5
29
76
224
3
138
365
639
7
395
1041
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(0.9)
(0.01)
(0.5)
(1.4)
(4)
(0.05)
(3)
(7)
(12)
(0.13)
(7)
(19)
93
1
57
151
447
5
276
728
1277
14
789
2080
(2)
(0.02)
(1)
(3)
(8)
(0.09)
(5)
(13)
(24)
(0.3)
(15)
(39)
27
5.11 Expansão/contração e crescimento axial
A FPLP foi projetada para minimizar substancialmente a extensão axial que é causa pelas
mudanças de pressão e temperaturas em operação. Quando pressurizada, a expansão e
contração da FPLP é conduzida pelos mecanismos da camada de reforço de fibra e a expansão
axial por conta das mudanças de temperatura e pressão serem mínimas. Ocorrerá uma
expansão do raio, mas esta será bem menor do que no polietileno não reforçado.
Quando despressurizada, a FPLP terá aproximadamente a mesma quantidade de crescimento
ou contração com mudanças de temperatura que o polietileno não reforçado. Entretanto, as
propriedades do módulo baixo e de viscoelasticidade do tubo permitem que ela se mova e se
afrouxe o que minimiza cargas aplicadas nas conexões de extremidade. Portanto, não são
necessárias alças de expansão nem que cargas na extremidade a pontos finais recebam
consideração especial.
Devem ser evitadas mudanças repentinas na temperatura e pressão. Aumentos do fluxo
escalonados ou graduais devem ser usados em dias quentes ou frios para permitir mudanças
graduais de temperatura e pressão no sistema.
5.12 Carga externa e capacidade de vácuo interno
Quando a pressão fora da FPLP ultrapassa a pressão dentro do tubo, a habilidade do tubo de
suportar quebras deve ser considerada. A pressão externa aumenta a partir de fatores como
pressão da água no solo e o peso do solo acima do tubo. Cargas adicionais (como o peso da
água ou cargas móveis devido a veículos em movimento) devem ser consideradas caso o tubo
passe por um buraco embaixo de um curso d’água, estrada, etc. Vácuos internos podem
resultar em fluxo de gravidade de um líquido em um declive quando a tubulação estiver
despressurizada.
A capacidade da FPLP de resistir à quebra é baseada na diferença total na pressão entre a parte
externa e interna do tubo. Quando a pressão externa excede a pressão interna, a diferença
pode ser considerada com uma pressão externa líquida (ou similarmente, a um vácuo interno
líquido). A pressão externa líquida pode ser calculada conforme abaixo:
Pnet,external
Pexternal Pinternal
Onde Pinternal é um número negativo para um vácuo interno, assim, aumentando o Pexternal .
A resistência da pressão externa da FPLP para aplicações subterrâneas foram mensuradas de
acordo com a ASTM D241222, em conformidade com a Cláusula 13.1.2.11 de CSA Z662 baseada
na vida do design de 50 anos. A carga líquida máxima externa que a FPLP pode suportar a 23˚C
(73˚F) é de 214 kPa (31 psi), quando instalada em material de encaixe de aterro com um
22
ASTM D2412 Método padrão de teste para a determinação de características de carga eexterna através de
carregamento de chapa externa
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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28
módulo de solo de no mínimo 1000 psi. Isso inclui a maioria dos solos, com exceção de solos
granulados ou orgânicos como humo e barro23. Se a combinação total de cargas estáticas,
cargas móveis e vácuas interno ultrapassar esse valor, a FPLP deve ser protegida por uma capa
de aço (casing) (veja a Seção 6.9).
Quando estiver na superfície, não há suporte do solo em volta. Sob essas condições, a FPLP
pode suportar a pressão líquida do vácuo de 101 kPa (14,7 psi) a 23˚C (73˚F), a pressão de
vácuo máxima que será criada por conta do fluxo de gravidade de declive.
Temperaturas mais altas ou exposição por muito tempo a hidrocarbonetos líquidos podem
reduzir a carga líquida externa que a FPLP pode suportar. FPLP não é destinada para aplicações
submarinas.
5.13 Condutividade térmica
As propriedades da condutividade térmica da Flexpipe são resultado das propriedades do
polietileno e materiais de vidro de fibra. Consequentemente, a Flexpipe é uma boa isolante
térmica com resistividade mais alta que dos tubos metálicos. A Tabela 13 lista a condutividade
térmica e valores de resistividade do alcance do produto da Flexpipe.
Tabela 13: Condutividade térmica da Flexpipe e resistividade
Item
Unidades
Tamanho do
tubo
Espessura da
parede
Valor de R’
Valor de K’
Item
Item
3" FP150
4" FP150
mm
n/a
9.14
11.30
m*K/W
W/m*K
n/a
n/a
0.15
6.80
0.14
6.97
Unidades
4" FP301
mm
7.75
9.91
12.57
m*K/W
W/m*K
0.28
3.53
0.25
4.04
0.25
4.07
mm
3" FP150
4" FP150
in
n/a
0.36
0.45
hr*ft*F/Btu
Btu/hr*ft*F
n/a
n/a
0.25
3.93
0.25
4.03
Unidades
3" FP301
Unidades
Valores
2" FP150
Valores
2" FP301
Tamanho do
tubo
Espessura da
Unidades
2" FP150
Tamanho do
tubo
Espessura da
parede
Valor de R’
Valor de K’
Valores
Valores
2" FP301
3" FP301
4" FP301
in
0.31
0.39
0.50
hr*ft*F/Btu
Btu/hr*ft*F
0.49
2.04
0.43
2.33
0.43
2.35
Valores
Unidades
2" FP601
3" FP601
4" FP601
9.40
11.94
15.37
in
Valores
2" FP601
3" FP601
4" FP601
0.37
0.47
0.61
23
O módulo do solo é típicamente 1000 psi ou maior materiais de aterramento consistindo de materiais angulares e granulares,
solos ásperos com pouco ou nenhum conteúdo fino com uma densidade proctor maior que 70%, ou solos finos ássperos moídos
com sonteúdo fino e densidade Proctor maior de 85%; o moulo do solo não é tipicamente maior que 1000 psi para solos finos ou
onrgânicos (lama, argila, etc.).
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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29
parede
Valor de R’
Valor de K’
m*K/W
W/m*K
0.47
2.14
0.41
2.45
0.42
2.40
hr*ft*F/Btu
Btu/hr*ft*F
0.81
1.24
0.71
1.41
0.72
1.38
6 Instalação
6.1
Suporte de serviços de campo
O Departamento de Serviços de Campo da Flexpipe Systems fornece serviços de suporte à
instalação de produtos da Flexpipe, inclusive treinamentos, serviços de coordenação de
projeto, aluguel de equipamento, inspetores no local e supervisores de instalação. Gerentes e
coordenadores de projeto experientes permanecem de plantão 24h por dia, 7 dias por semana.
A Flexpipe esforça-se em garantir a instalação bem sucedida de seus produtos em cada projeto.
O equipamento de instalação de fixações está disponível na Flexpipe para venda ou aluguel.
Informações sobre o equipamento podem ser encontradas no Guia de Instalação de Sistemas
da Flexpipe. Além disso, a Flexpipe oferece uma variedade de acessórios de instalação
específicos, incluindo estruturas-A (cavaletes) para suportar carretéis de tubo, bandeja de
suporte dos reservatórios de expansão, ferramentas de tração, sonda (pig) de limpeza
especializada, produtos Denso resistentes à umidade, fita Polyken e kits de anodo de sacrifício
para proteção catódica. Para mais informações sobre acessórios, consulte o Guia de Instalação.
6.2
Transporte
A FPLP é enrolada em carretéis de transporte personalizados de
diâmetro de 3,66 metros (12 pés), com largura de 1,22 metros (4
pés) ou 2,44 (8 pés). Vários carretéis podem ser transportados em
uma carreta flat-deck plana ou um único carretel pode ser
transportado em um reboque de carretel especial. As capacidades e
pesos do carretel são fornecidos nas fichas técnicas do Produto no
Apêndice.
Alguns carretéis podem ser desmontados em campo e empilhados para reduzir exigências de
espaço, o que permite até 5 vezes mais carretéis vazios encaixados em um caminhão. Entre em
contato com seu representante da Flexpipe para mais informações e para procedimento de
desmontagem recomendado pela Flexpipe.
6.3
Abertura de vala
A FPLP pode facilmente ser desenrolada
e posicionada em uma vala ou valeta. A
FPLP é manuseada e instalada como um
tubo de PEAD. A rigidez de inclinação de
ambas é muito similar, mas a FPLP
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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30
possui menos “memória” que o tubo de PEAD e se manterá ereta mais rapidamente. Exigências
da condição do solo e enchimento para a FPLP são comumente similares as para tubulações de
aço
A flexibilidade da FPLP permite que seja facilmente passada debaixo de linhas existentes para
cruzamentos de linha. Isso elimina a necessidade de se cortar o tubo e instalar mais fixações
nos cruzamentos de linha.
6.4
Arado
Em
uma
operação de
única
passagem, um
arado
da
tubulação pode abrir uma vala, instalar a FPLP e conexões e cobrir a vala. Esse método é mais
benéfico quando longos comprimentos contínuos do tubo devem ser instalados e efeitos no
meio-ambiente, minimizados.
6.5
Inserção como um revestimento auto-suficiente
Em situações onde uma tubulação existente falha, a FPLP pode ser levada para dentro da
tubulação defeituosa como uma linha corretiva. A FPLP é um revestimento auto-suficiente e
não depende da tubulação existente para nenhum suporte estrutural.
Em aplicações de correção da tubulação deve haver uma limpeza adequada entre o diâmetro
externo da FPLP e o diâmetro interno do conduíte existente. A Tabela 14 mostra a
compatibilidade geral de vários conduítes para a inserção da FPLP. O conduíte existente deve
ser livre de obstruções que podem danificar o tubo (fixação, cera, escala, etc). A escavação e
remoção de quaisquer fixações é frequentemente uma mera forma de simplificar uma linha
compatível para a inserção da FPLP, contanto que tubo suficiente seja removido para evitar a
inclinação da FPLP seja mais firme do que o raio mínimo para a operação dada na Tabela 10.
As fixações da Flexpipe podem ser estendidas ao longo da FPLP. É necessário um colar ou luva
centralizado antes de cada fixação para evitar que esta seja captada em esferas de solda ou
outras descontinuidades dentro do conduíte. As forças de tração máximas permitidas para as
linhas da Flexpipe são apresentadas na Tabela 15 e não devem exceder com nenhum tipo de
ferramenta de extração.
Consulte o Guia de Instalação para informações sobre ferramentas de tração disponíveis na
Flexpipe.
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Tabela 14: Compatibilidade do conduíte para inserção de FPLP
Aço de 3”
Aço de 4”
Conduíte
0.188" 0.120" Sch. 0.188" 0.125" Sch.
FPLP
wall
wall
40
wall
wall
80
2" FP301
P
P
PF
PF
PF
PF
N
P
PF
PF
PF
PF
2" FP601
3" FP150
N
N
P
P
P
PF
3" FP301
N
N
P
P
P
PF
N
N
N
P
P
PF
3" FP601
4" FP150
N
N
N
N
N
P
4" FP301
N
N
N
N
N
P
N
N
N
N
N
P
4" FP601
Sch.
40
PF
PF
PF
PF
PF
P
P
P
Aço de 6”
0.188" 0.156"
wall
wall
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
0.125"
wall
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
PF
N = Não compatível P – Compatível para tubo sem fixações PF = Compatível para tubo com fixações de conexão
Nota: A tabela acima é baseada no espaço vazio de 0,15” de diâmetro entre a Flexpipe e as esferas de solda do
tubo de aço e um espaço vazio de 0, 125” de diâmetro do tubo de aço de solda.
Tabela 15: Forças de tração máximas permitidas para FPLP
Tamanho do tubo (nominal)
Força de tração máxima
(in)
2
3
4
(kgf)
1000
2040
2720
6.6
(lbf)
2200
4500
6000
Instalação da superfície
Onde permitido pelo órgão regulamentar apropriado, a FPLP pode ser usada acima do solo para
linhas de fluxo de superfície temporárias e permanentes. Devem ser implementadas medidas
apropriadas de controle de riscos em consideração ao perigo elevado de ferimento ou dano na
propriedade inerente em instalações de superfície.
Tubulações não metálicas podem ser mais suscetíveis a dano externo que tubulações metálicas.
Forças externas, ambas durante a instalação e perturbação futura ou construção na área são
causas potenciais adicionais de danos externos a tubulações.
Por conta de sua natureza, as
tubulações de superfície são expostas
a meio-ambiente não controlado e a
risco maior de danos em relação a
tubulações enterradas. Exemplos de
riscos de dano a superfície incluem
rochas pontiagudas, folhagem em
desenvolvimento
e
existente,
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inclinações da terra, alagamento, trânsito de carros, tiros, vandalismo e raios.
Danos ou mal uso de produtos da Flexpipe podem resultar em liberação não controlada do
produto sendo transportado, o que pode causar ferimentos graves ou até mesmo a morte. A
energia armazenada em um gás comprimível pressurizado é significativa e pode resultar em um
tipo de falha altamente explosivo podendo causar danos significativos a propriedade, ferimento
grave ou até a morte.
Tubulações de superfície estão sujeitas ao aquecimento pela radiação solar. FPLP com a camisa
preta absorve radiação solar prontamente e pode alcançar temperaturas excessivamente altas
muito rapidamente quando exposta diretamente à luz solar. Isso é prejudicial ao tubo e o
danifica. A FPLP com a camisa branca reduz o aquecimento solar e é necessária para linhas de
superfície da FPLP. Deve-se evitar que a temperatura operacional do tubo, inclusive o efeito do
aquecimento solar ultrapassem os 60˚C (140˚F).
Quando usada como uma linha de superfície temporária, o tubo da linha da Flexpipe pode ser
desenrolado na superfície e posteriormente reenrolada no carretel. Esse processo pode causar
danos ao tubo, inclusive entortá-lo, cortá-lo, raspá-lo ou esfolá-lo. Se a Flexpipe é
subsequentemente desenrolada para uso em dutos, esse dano pode causar a falha do duto.
A linha de tubos da Flexpipe é projetada para liberar gases que penetram a partir do fluido
transportado através do revestimento. Gases penetrantes passam pela camada de reforço do
anel tubular e são liberados nas fixações através de uma abertura em cada fixação. Gases
permeáveis podem também ser liberados ao longo do comprimento da tubulação.
A experiência operacional mostrou que produtos da Flexpipe instalados dsprendidos em
aplicações de linha da superfície podem experimentar movimento indesejável do tubo durante
a operação. O movimento excessivo do tubo pode aumentar o risco de danos e/ou integridade
reduzida.
Para reduzir o risco de movimento indesejável do tubo, a Flexpipe recomenda a implementação
de algumas medidas durante a instalação da tubulação. Essas medidas incluem hidrotestes da
linha com uma extremidade solta e a segurança da linha em todos os cantos ou curvas abrindose valas ou utilizando bolsas de areia. Consulte o Guia de Instalação de Sistemas da Flexpipe
para mais recomendações sobre a instalação de linhas de superfície.
6.7
Espaçamento de suporte
Para o suporte elevado da Flexpipe, recomenda-se uma base contínua que seja larga o
suficiente para permitir a expansão térmica e inclinação sinuosa esperadas. A FPLP também
pode receber apoio pelo uso de suportes do tubo individuais (não contínuos) ou alças desde
que a expansão térmica esperada possa ser acomodada. O tubo deve ser mantido em uma
armação arredondada, com um comprimento aproximadamente igual ou maior do que o
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diâmetro nominal do tubo a ser suportado. Suportes devem ter beiras arredondadas para não
cortarem o tubo.
Para prevenir o empolamento excessivo entre suportes, a Flexpipe recomenda espaçamento
nos suportes de até as distâncias dadas na Tabela 16.
Tabela 16: Espaçamento Recomendado do Suporte do Tubo para FPLP
FP150, FP301,
e FP601
2”
3”
4”
6.8
Espaçamento do suporte máximo recomendado
Serviço do líquido
(m)
(ft)
(m)
(ft)
1.1
1.2
1.5
1.2
1.5
1.7
4
5
5.5
3.5
4
5
Serviço do gás
Flutuação e pesos do tubo
A FPLP flutuará na água ou em área pantanosa se tiver peso aplicado em cima ou se ela não for
enterrada em uma base de terra. Se as condições estiverem adequadas, a FPLP pode ser arada
em área pantanosa sem ter peso aplicado em cima. A adequação das condições pode ser
avaliada com base em tubulações existentes na área e consulta com a Flexpipe e contratados
da instalação de arado.
Se houver preocupação com relação à flutuação do tubo, a FPLP pode ter aplicado em cima
durante a instalação. Os pesos não devem ter arestas pontiagudas que possam apontar carga
ou cortar a camisa protetora da FPLP. São recomendados pesos de saco de alforge cheios de
areia.
Quando os pesos são usados, é extremamente importante que o tubo seja manuseado e arado
na vala erguido diretamente nos pesos. Usar o tubo para erguer pode fazer com que os pesos o
entortem ou danifiquem.
As seguintes fórmulas podem ser usadas para calcular a flutuação do tubo por comprimento da
unidade (note que algumas conversões da unidade podem ser necessárias). Para manter o tubo
submergido, o peso do saco de areia por comprimento de unidade deve ser ligeiramente maior
do que a força da flutuação por comprimento de unidade. Note que também haverá uma força
de flutuação nos próprios sacos de areia, que é compensada nas fórmulas abaixo.
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Cruzamento do tubo - área seccional OD 2
4
O peso do fluido deslocado por comprimento de unidade do tubo
Cruzamento do tubo - área seccional x densidade do fluido
Flutuação líquida por comprimento de unidade do tubo =
Peso do fluido deslocado por comprimento de unidade - peso do tubo por comprimento de unidade
Note que o tubo afundará se a flutuação líquida for menor do que 0.
Peso da bolsa de areia submergida necessário por comprimento de unidade da flutuação líquida por
comprimento de unidade 1.1
A Flexpipe recomenda multiplicar por 1.1 para garantir que a tubulação seja adequadamente
pesada para se manter submergida.
Peso submergido da bolsa de areia = Peso da bolsa de areia no ar - Peso do fluido deslocado por saco de areia
Espaçamento do saco de areia
Peso submergido do saco de areia
Peso do saco de areia submergido necessário por comprimento de unidade do tubo
Nota: O espaçamento do saco de areia deve ser pequeno o suficiente para evitar que os tubos livres
entre eles se elevem demais.
O peso da bolsa de areia recomendado é apresentado na Tabela 17 para cada tipo de FPLP.
Esses resultados são baseados na área pantanosa com uma densidade de fluido de 1121 kg/m3
(70 lb/pés).
Tabela 17: Peso do saco de areia recomendado para peso da FPLP
FPLP
FP150
FP301
FP601
3”
4”
2”
3”
4”
2”
3”
4”
Peso do tubo por
comprimento
Tubo OD
(kg/m)
2.5
4.0
1.7
3.0
4.9
2.5
4.3
6.9
(mm)
95
122
69
97
124
73
101
130
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
(lbs/ft)
1.7
2.7
1.1
2.0
3.3
1.7
2.9
4.6
Pesos recomendados
(in)
3.75
4.80
2.73
3.80
4.89
2.86
3.96
5.11
(kg)
100
100
27
100
100
27
100
200
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(lb)
220
220
60
220
220
60
220
440
Espaçamento
máximo
recomendado
(m)
(ft)
8.9
29.2
5.3
17.4
5.2
17.1
9.1
29.9
5.6
18.4
5.9
19.4
10.3
33.8
12.1
39.7
35
a
Peso do saco de areia seca. Esses pesos já incluem o fator de segurança recomendado de 1.1 para
garantir que o tubo permaneça submergido.
6.9
Cruzamentos
A FPLP está bem equipada para receber uma variedade de cruzamentos. Forma da estrada,
ferrovia e cruzamentos de rodovia devem estar de acordo com as regulamentações do órgão
administrador, autoridade local, empresa da ferrovia ou departamento da rodovia. Onde
aplicável, a profundidade da cobertura deve ser menor do que as exigências aplicáveis listadas
na Tabela 4.9 da CSA Z662 Cláusula 4.11.
A Flexpipe recomenda proteção (casing) para:
Cruzamentos de todas as estradas públicas, rodovias e estradas de ferro.
Cruzamentos de estradas de locação e áreas gerais onde é esperado apenas um tráfico
leve (carros e pick-ups) onde a profundidade mínima de enterro deve ser menor do que
1,2 metros (4 pés).
Cruzamentos de estradas de locação e áreas gerais onde é esperado tráfico de peso
elevado (caminhões pesados, guindastes) onde a profundidade mínima de enterro deve
ser menor do que 2 metros (6,6 pés).
Buracos maiores do que 150 metros (500 pés) em comprimento.
Capas de aço (casing) podem ser exigidas em regulamentações. Para buracos sem casing, a
adequação das condições do solo deve ser verificada (veja a Seção 5.12).
Consulte o Guia de Instalação para informações sobre instalações envolvendo cruzamentos.
Espaçadores centrais não são necessários para isolar a FPLP de da casing de metal. Permitir que
o tubo tivesse uma curvatura sinuosa dentro da capa pode acomodar pequenas mudanças de
comprimento térmico da FPLP no casing.
A Cláusula 13.1.4.7 de CSA Z662 exige que a proteção deva ser fornecida para o tubo nos
pontos de entrada e saída da capa para evitar cortes inaceitáveis e cargas de curva que possam
se desenvolver a partir do estabelecimento e consolidação do encaixe. Devem ser fornecidos
fundos de uma vala e uma subestrutura bem compactados, sacos de areia de entrada e saída
ou outra proteção adequada. A Proteção Catódica (PC) da capa de aço não é necessária a
menos que solicitada pela autoridade local, empresa de ferrovia ou departamento de rodovia.
Se for exigido, a PC pode ser fornecida por anodos de sacrifício de instalação na capa.
6.10 Reservatórios de expansão
A FPLP pode ser finalizada embaixo da terra com um flange ou uma fixação de pescoço de
solda. Alternativamente, pode ser submergida e apoiada por uma bandeja de suporte de metal
(suporte do reservatório de expansão) em estacas. O objetivo do suporte do reservatório de
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expansão é prevenir cortes desnecessários ou cargas de tensão na FPLP que podem ser
causados pelo estabelecimento de aterro e movimento da terra. Sacos de areia ou outra
proteção
adequada
devem
ser
fornecidos na transição horizontal da
FPLP para o suporte do reservatório de
expansão. Para mais informações em
relação a reservatórios de expansão,
consulte o Guia de Instalação.
A parte de cima da terra do reservatório de expansão deve ser coberta com um isolamento ou
fita Polyken branca. A FPLP deve ser protegida de dano mecânico similar para outros materiais
de tubulação acima da terra, dependendo dos riscos esperados na área. A FPLP é um material
flexível e pode suportar impacto razoável mesmo a temperaturas baixas.
6.11 Fio do rastreador
A FPLP é não metálica. Portanto, o fio de rastreador é necessário para instalações subterrâneas
para permitir futuras localizações do tubo. O fio de rastreador deve ser instalado
simultaneamente com o tubo e verificado para continuidade elétrica imediatamente após a
instalação. Os pontos terminais do fio devem ser segurados e claramente marcados em locais
acessíveis acima da terra.
6.12 Instalação a temperatura baixa
A FPLP pode ser instalada em condições de inverno, no frio, desde
que sejam tomadas precauções. Essas são baseadas na
temperatura do tubo. Portanto, condições de arrefecimento não
se aplicam. Também deve-se considerar a diferença entre a
temperatura ambiente e a temperatura real do tubo. A FPLP
possui condutividade térmica muito baixa, o que significa que ela
esfria ou aquece em ritmo lento. Como conseqüência, se o tubo é
armazenado fora durante a noite, este pode estar muito mais frio que a temperatura ambiente
do dia seguinte.
Quando necessário todo o carretel do tubo deve ser pré-aquecido para uma temperatura acima
de 25˚C (- 13˚F) antes de posicionar (desenrolar) ou arar. Consulte o Guia de Instalação de
Sistemas da Flexpipe para precauções recomendadas para se instalar o tubo a temperaturas
abaixo do congelamento.
6.13 Rastreamento do calor
A FPLP pode ser aquecida por meio de um fio rastreador de calor para evitar o congelamento.
Entretanto, o rastreador de calor deve ser separado do tubo por uma barreira de isolamento
para evitar pontos quentes concentrados ou super aquecimento da camisa.
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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A Flexpipe recomenda uma barreira de isolamento tipo sanduíche com um
isolamento/rastreamento de calor/configuração de isolamento, conforme mostra a Figura 6.
Como o material da camisa da FPLP é um condutor térmico muito fraco, pontos de calor
concentrados aparecerão diretamente abaixo do fio de rastreamento de calor se não for usada
nenhuma barreira de isolamento.
A temperatura máxima operacional do tubo de linha da Flexpipe é de 60ºC (140ºF). Portanto, é
importante regulamentar a quantidade de rastreamento de calor por comprimento de unidade
do tubo adequadamente.
Figura 6: Configuração da Barreira Isolada Tipo Sanduiche
6.14 Instalação da fixação
As fixações de propriedade da Flexpipe
podem ser instaladas no campo entre 20 e 30
minutos por um técnico experiente, e deve ser
instalada por técnicos certificados com
ferramentas e equipamento especializados. A
Flexpipe trabalha com contratados e clientes
para fornecer treinamento de certificação para que os contratados de terceiros possam
oferecer serviço de instalação da fixação. Alternativamente a Flexpipe pode fornecer técnicos
de instalação de fixação. O equipamento de instalação é projetado e desenhado
especificamente para produtos da Flexpipe e está disponível para aluguel.
6.15 Proteção catódica
O sistema de tubos da Flexpipe é resistente a corrosão e não necessita de proteção catódica.
Quando as regulamentações necessitam de proteção catódica para fixações metálicas
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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enterradas, a Flexpipe pode disponibilizar kits de anodo de faixa fabricados especialmente para
as fixações da Flexpipe. Mais informações estão disponíveis na Seção 3.5.
6.16 Ligação em aço - Soldagem
Os Sitemas da Flexpipe projetou uma fixação de pescoço de solda para acomodar ligação a
linhas de aço existentes ou depósitos de expansão de aço. Essa fixação elimina a necessidade
de uma conexão flangeada enterrada. Veja a Seção 3.3 para mais detalhes sobre os materiais
usados em fixações de pescoço de solda.
6.17 Ligação ao plástico
Transições de FPLP para materiais de multiuso e de outra tubulação podem ser alcançados com
o uso de fixações de transição projetadas para o outro material da tubulação. Essas fixações
podem ser conectadas a fixações da Flexpipe por meio de soldagem ou conexões flangeadas
padrão, conforme for apropriado. Por exemplo, uma fixação de transição de multiuso para aço
pode ser soldada em uma fixação de pescoço de solda da Flexpipe para formar uma fixação de
transição da FPLP para multiuso.
6.18 Testes de pressão de campo de tubulações novas
A FPLP é projetada para acomodar as exigências de testes de pressão especificadas pelas
normas e códigos regulamentares. Devido aos fatores de segurança criados dentro do design da
FPLP, não há necessidade de atualizar para um tubo nominal de pressão se os testes são
necessários acima da MAOP estabelecida. Exigências de testes de pressão e recomendações
para o Tubo de Linha da Flexpipe dependem se a tubulação trata-se de uma instalação nova ou
um arremate ou trabalho de reparo.
A Flexpipe recomenda que novas tubulações da Flexpipe estejam sujeitas a um teste de fixação
de 24 horas a 1,25xMAOP. Quando necessário, (isto é, pontos baixos em terreno montanhoso)
e para considerar flutuações de pressão inesperadas, a Flexpipe tem a permissão de alcançar
uma pressão máxima de 1,5 x MAOP ao ponto mais baixo na linha durante o teste de pressão.
Procedimentos sugeridos para novas tubulações de teste de pressão dão dados no Guia de
Instalação de Sistemas da Flexpipe.
Para minimizar o risco potencial de ferimentos ou danos a propriedade no evento improvável
de uma falha no teste de pressão, um líquido relativamente incompressível como a água, é
recomendado como o meio pressurizado. O metanol é compatível com a FPLP e é comumente
usado como um aditivo para evitar o congelamento quando é realizado teste de pressão a
baixas temperaturas.
Falhas nos testes de pressão envolvendo mídia compressível como ar liberado repentinamente
e se controle de uma grande quantidade de energia, podendo causar danos a propriedade,
ferimento ou até a morte.
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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Testes de pressão com um meio com gás são aceitáveis para pressões de teste de até 2900 kPa
(420 psi) apenas, desde que:
Não é proibido para regulamentações ou normas locais;
Precauções apropriadas são tomadas para proteger a tubulação de danos e minimizar os
riscos associados com uma falha no teste de pressão.
Em hipótese nenhuma os Sistemas da Flexpipe serão responsáveis de nenhuma forma por
perdas, dano ou ferimento de qualquer tipo (sejam diretos, consequentes, punitivos ou outro)
causado por conta do uso de um meio com gás para testes de pressão.
A Flexpipe recomenda arremate, reparo ou secções substituídas de tubulações que estiveram
expostas quando a tubulação volta a funcionar e é visualmente monitorada para verificar
derramamentos de pelo menos 4 horas, na maior pressão de operação disponível. Não é
necessário realizar um pré-teste de arremate ou tubo de substituição, já que não é
recomendado o pré-teste para toda a tubulação.
7 Acessórios
Para uma informação completa sobre ferramentas e acessórios exigidos para se instalar os
produtos da Flexpipe, consulte o Guia de Instalação de Sistemas da Flexpipe.
7.1
Estruturas A (A-Frames, cavaletes)
Cavaletes estão disponíveis para aluguel para o carregamento dos rolos FPLP durante a
instalação. Favor contatar seu representante Flexpipe para maiores informações.
Os seguintes designs serão disponibilizados pela Flexpipe sob pedido:
Desenho do cavalete de 8 pés
Desenho do cavalete de 4 pés
7.2
Bandejas de suporte do reservatório de expansão
Bandejas do reservatório de expansão dão suporte à FPLP para forças de corte à medida que o
tubo submerge do solo em direção ao tubo de superfície (veja a Seção 6.10) A Flexpipe oferece
bandejas de suporte do reservatório de expansão de 45º e 90º para cada tamanho do tubo,
assim como hardware para segurar o tubo na bandeja.
Os seguintes desenhos de referência estão disponíveis nos Sistemas da Flexpipe sob solicitação:
Desenho do reservatório de expansão de 45º
Desenho do reservatório de expansão de 90º
Desenho do reservatório de expansão com inclinação em S
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40
7.3
Ferramentas de tração
Os Sistemas da Flexpipe oferecem quatro tipos de cabeças de tração para o tubo de linha da
Flexpipe. Consulte o Guia de Instalação para mais informações sobre as ferramentas de tração
disponíveis.
7.4
Anodos de sacrifício
Os kits do anodo da Flexpipe consistem em um anodo de faixa de zinco conectado a um fio de
cabo de cobre junto com um rolo de fita de tecido para fixar o anodo ao Flexpipe e um grampo
de mangueira de aço inoxidável para prender o fio do cabo na fixação. Consulte a Seção 3.5
para mais informações sobre desempenho e instalação.
8 Operações
8.1
Início
Em dias muito quentes ou muito frios, procedimentos de arranque para a FPLP devem incluir
um aumento de fluxo gradual ou escalonado para permitir que a temperatura gradual e de
pressão se alterem no sistema.
8.2
Inspeção e limpeza por sonda (Pigging)
A FPLP é adequada para a limpeza por sonda. Entretanto, as fixações da Flexpipe possuem um
diâmetro interno menor do que o do tubo. Para garantir uma limpeza por sonda adequada é
necessário o uso de um pig de ponto de espuma de densidade média ou disco (pig de limpeza)
da Flexpipe. A não utilização de um pig aprovado pela Flexpipe pode fazer com que aquele
fique preso numa fixação. A Flexpipe fornece rótulos para a instalação em tubos ascendentes
(pontos de elevação) para alertar os operadores sobre as limitações de temperatura do tubo e
restrições de limpeza por sonda (pigging) nas fixações.
A Flexpipe recomenda pigs de ponto de espuma de densidade média (5 lb) para a remoção de
água e pigs de disco de uretano da Flexpipe para a remoção do acúmulo de cera. Os pigs de
ponto de espuma também estão disponíveis com uma ponta revestida de uretano, o que
fornece proteção contra danos durante as operações de limpeza por sonda. Não são utilizados
pigs de esfera e pigs de escova.
Os pigs de disco de uretano da Flexpipe são projetadas
especificamente para a FPLP e oferecem uma limpeza mais
profunda. Entretanto, é necessário um diferencial de pressão maior
para movê-las através das fixações, além da presença de algum
líquido dentro da tubulação para dar lubrificação. Pigs de uretano
estão disponíveis nos Sistemas da Flexpipe em uma grande
variedade de durômetros para atender as exigências das diferentes inspeções por sonda (veja a
Tabela 18, lançadores de pigs devem ser dimensionados para acomodar os tamanhos dos pigs
da Flexpipe, conforme indicado na Tabela 19.
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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Tabela 18: Pigs de Disco de Uretano para FPLP
Tamanho
2”
3”
4”
Durômetro
80
70
80
70
60
70
60
Cor
Amarelo
Verde
Amarelo
Verde
Púrpura
Verde
Púrpura
Os pigs de uretano da Flexpipe não podem ser usadas para fixações com rosca e não são
recomendadas fixações em T ou cotovelos de parede fina. Esses podem ser usados com
cotovelos soldados de planejamento 40 ou 80 (45º ou 90º). Se um programa de limpeza por
sonda for necessário para uma linha da Flexpipe se unir com outra linha, a Flexpipe recomenda
uma articulação com lateral em Y (veja a Seção 3.1), orientada para permitir que o pig entre na
articulação a partir de um dos braços e saia pelo fundo do Y.
Tabela 19: Dimensões de pigs da Flexpipe para FPLP
Tamanho
Diâmetro do pig de
Comprimento do pig de
Diferencial de
do tubo
uretano da Flexpipe
uretano da Flexpipe
pressão exigido
(nominal)
(in)
(mm)
(in)
(mm)
(in)
(kPa)
(psi)
2”
57.2
2.25
101.6
4.0
138
20
3”
82.6
3.25
139.7
5.5
207
30
4”
104.9
4.13
165.1
6.5
276
40
a
O diferencial de pressão exigido é aproximado e admite que a linha seja lubrificada.
8.3
Lubrificação com óleo quente
A FPLP pode ser lubrificada com óleo quente. Os Sistemas da Flexpipe recomendam que sejam
seguidos os procedimentos e diretrizes de segurança dados pelo fornecedor de serviço de
lubrificação com óleo quente e os engenheiros de produção do operador. A pressão
operacional máxima permitida e a temperatura da FPLP listada na Seção 5.2.2 não devem
exceder o tempo durante o procedimento de lubrificação com óleo quente. Apenas pigs
aprovados pela Flexpipe podem ser usadas para a FPLP (veja a Seção 8.2).
8.4
Eletricidade estática
Procedimentos padrão operacionais e de manutenção para manuseio do tubo não condutivo e
a dissipação da eletricidade estática se aplicam no funcionamento com a FPLP. Pode ser gerada
uma carga estática em um tubo plástico através do atrito durante o manuseio físico do tubo na
armazenagem, transporte, instalação e operações de reparo. Além disso, gás de fluxo em um
tubo plástico que contém uma substância particular na forma de sedimento, ferrugem ou
Flexpipe Systems 06-1876 R3.1
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42
sujeira pode gerar eletricidade estática. Outras causas de carga estática incluem desreguladores
de fluxo de gás como tubos curvos, válvulas, pescoços baixos e derramamentos.
A descarga de eletricidade estática na presença de uma mistura de ar com gás inflamável pode
causar uma explosão ou incêndio e consequentemente, danificar a propriedade ou ferir uma
pessoa. Quando as condições fazem com que uma mistura de ar com gás inflamável possa ser
considerada e cargas estáticas possam estar presentes, todos os procedimentos da empresa
(operador da tubulação, utilidade, contratado, etc) para a segurança e controle da eletricidade
estática devem ser seguidos, inclusive procedimentos para descarregar a eletricidade estática e
a proteção pessoal. Informações sobre o manuseio da eletricidade estática em tubulações
plásticas estão disponíveis no Boletim de Informação de Riscos de OSHA datado em 30 de
setembro de 1988.
8.5
Escavações secundárias
A escavação próxima ao tubo instalação representa o risco mais comum à integridade da FPLP
operacional devido ao potencial por danos externos. O melhor método para escavar a FPLP
enterrada é a hidro-escavação.
As seguintes práticas são recomendadas para minimizar o risco de dano externo para o tubo:
Identificar o local da FPLP com o uso do fio de rastreador instalado com o tubo.
Seguir os procedimentos de hidro-escavação que estão em conformidade com as melhores
práticas para escavação da tubulação termoplástica, incluindo:
o Uso de indicações de proteção (isto é, borracha, neoprene, etc) em bocais de spray e
mangueiras de sucção.
o Uso de bocais de injeção múltipla com modelos de spray divergentes.
Bocais de modelo não convergente, giratório e oscilante.
o Movimento contínuo do bastão do spray durante a escavação.
o Uma distância de pelo menos 12” entre o bocal do spray e o tubo.
o Pressões do spray o mais baixo possível e de até 2000 psi.
o Temperaturas da água abaixo de 60˚C (140˚F).
I Inspecionar o tubo exposto completamente após a conclusão da escavação.
Dar suporte ao peso do tubo exposto em intervalos de até 6m (20 pés)
Tomar precauções adequadas para evitar o impacto ou pressão prolongada a partir de
objetos pontiagudos ou pesados.
Tomar cuidado durante qualquer escavação mecânica próxima à FPLP.
Inspecionar toda a FPLP exposta para verificar danos externos durante a execução de
aterros.
Substituir quaisquer secções da FPLP que foram danificadas durante a escavação.
Usar procedimentos adequados de aterro.
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8.6
Testes de pressão de campo de tubulações existentes
Quando um fusível é substituído, uma falha é reparada ou um arremate é conectado a uma
tubulação operacional previamente, o novo tubo e as conexões usadas para unir ou reparar o
tubo devem ser submetidas a um teste de serviço. A Flexpipe recomenda que a secção
substituída ou conectada que estiveram expostas quando a tubulação volta a funcionar e é
visualmente monitorada para verificar derramamentos de pelo menos 4 horas, na maior
pressão de operação disponível. Não é necessário realizar um pré-teste da nova secção do
tubo, já que não é recomendado o pré-teste para toda a tubulação.
9 Confiabilidade
9.1
Histórico
Em 2009, mais de 7 milhões de metros (23 milhões de pés) da FPLP e 20 mil fixações foram
instaladas pelo oeste canadense, EUA e internacionalmente. A FPLP está atualmente
conduzindo uma grande variedade de meio de liquido e gás em várias temperaturas
operacionais e pressões até e inclusive os limites publicados. Muitos métodos diferentes de
instalação foram empregados em vários tipos de condições climáticas, solo e terreno.
Os produtos da Flexpipe atendem continuamente os desafios de operação em aplicações de
alta exigência e ganharam a excelente classificação como produtos confiáveis e de alta
qualidade no campo. Isso tem sido demonstrado através de inúmeras avaliações de tubulações
operacionais em várias aplicações.
9.2
Testes de vazamento
Aproximadamente 53 km (174.000 pés) de tubulações de acúmulo de gás em serviço, inclusive
mais de 140 conexões e fixações de extremidade foram testadas verificando-se derramamento
de gás por uma empresa de detecção de emissão independente. Não foi detectado nenhum gás
nas tubulações e apenas quantidades de rastreamento de gás foram detectadas nos buracos de
respiro de fixação de extremidade de superfície, como esperado. De fato, as únicas
concentrações de gás detectadas durante os testes de derramamento foram descobertas em
conexões com rosca de tubulação de aço próximas.
9.3
Tubos- amostras retiradas em campo (Cut-outs)
Para atender as exigências regulamentares canadenses, a Flexpipe removeu e testou várias
amostras de tubo após dois anos de serviço para validar o desempenho de longo prazo da FPLP.
Em todos os casos, resultados de testes de explosão destrutiva das amostras retiradas em
campo ultrapassaram os níveis mínimos aceitáveis. Além disso, foram realizadas análises
detalhadas e nenhuma amostra apresentou indicações de degradação. Os resultados dos testes
de explosão destrutiva são encontrados na Figura 7. Tais resultados demonstram que não
houve degradação do desempenho do tubo após dois anos de serviço.
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O risco mais significativo para a integridade da FPLP é o dano externo. O risco de dano externo
durante a operação surge com mais frequência devido à escavação próxima à FPLP instalada.
Práticas recomendadas para minimizar esse risco são dadas na Seção 8.5.
Outras considerações operacionais importantes para manter a integridade da FPLP incluem:
Garantir que temperatura máxima e limites de pressão não sejam excedidos em nenhum
momento.
Garantir que líquidos não congelem dentro do tubo.
Garantir que as recomendações de serviço cíclico na Seção 1.1 não sejam excedidas.
Evitar mudanças repentinas de pressão (fluid hammer) devido à rápida abertura ou
fechamento de válvulas, oscilação de água devido a início e parada bruscos da bomba, etc.
Seguir as recomendações da Flexpipe em relação à lubrificação com óleo quente e
tratamento químico.
Utilizar controles apropriados de risco para a prevenção d danos externos devido a
tubulações da superfície.
Figura 7: Teste de Explosão de Tubos-amostra retirados em campo (Cut-outs): Resultados
De acordo com a API RP 15S Seção 5.1.2.3 a pressão mínima aceitável de explosão é menor do que 97,5% de limite
de segurança dos resultados de pressão de explosão de 21 operações de produção consecutivas da extensão em
questão, das dez operações precedentes e das dez operações seguintes.
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9.4
Verificação da integridade
Vários operadores preferem limitar suas atividades de verificação da integridade a um teste
inicial de pressão após a instalação. Alinhadas às estratégias de gerenciamento de risco,
algumas empresas operacionais escolhem exceder a prática normal de indústria incorporando
uma ou mais atividades listadas abaixo em suas atividades de verificação da integridade. Isso
seria tipicamente apropriado para uma empresa operacional utilizar as opções que estão mais
ligadas a suas práticas atuais para outros materiais da tubulação (aço, composto ou plástico).
Da mesma forma, os tamanhos da amostra e frequências de inspeção podem comparar-se com
aquelas usadas para outros materiais de tubulação.
As opções de verificação da integridade para a FPLP incluem:
Testes de Tubos-amostra retirados em campo. Um método para confirmar a integridade do
tubo é remover uma amostra do tubo aproximadamente 3-4,5 m de comprimento e testála. A Flexpipe oferece testes de avaliação da integridade e análise de tais amostras.
Testes de pressão. Para verificar a integridade do tubo após um período de operação, um
teste de pressão pode ser conduzido durante 4 horas na menor das pressões operacionais
máximas permitidas e 1,25 vezes a pressão operacional normal.
A inspeção visual para a corrosão de fixações metálicas. A condição externa de uma fixação
pode ser inspecionada removendo-se a fita Denso. A condição do revestimento interior de
uma fixação flangeada pode ser inspecionada visualmente após soltar a conexão flangeada.
É recomendável que novas juntas de vedação e fita Denso sejam utilizadas durante a
remontagem.
Inspeção visual da camisa. Onde o tubo é exposto acima da superfície a camisa pode ser
inspecionada para verificar se há descoloração, que pode indicar a degradação por UV.
Testes de detecção de gás. Pode-se verificar se há vazamentos nas fixações durante a
operação com o uso do equipamento de detecção de gás. A Flexpipe realizou esse tipo de
inspeção em várias fixações enterradas e de superfície no Canadá de acordo com as
exigências da autoridade regulamentar local (veja a Seção 9.2).
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10 Apêndice
Relatórios de dados do produto
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I
Tel: + 1.281.367.8866 / Fax: + 1.281.367.4304
www.canusacps.com
www.flexpipesystems.com