Acessórios para tubos de gás natural: guia de tipos, materiais e padrões

Por que as conexões são tão importantes quanto o tubo

Um sistema de distribuição de gás raramente falha no meio de uma tubulação reta. Ele falha em uma junta. Cada cotovelo, T, acoplamento e válvula em uma rede de gás natural é um potencial ponto de vazamento, e é exatamente por isso que a seleção da conexão merece tanto escrutínio quanto o próprio tubo.

Engenheiros e empreiteiros muitas vezes passam semanas comparando materiais e diâmetros de tubos, depois tratam as conexões como uma reflexão tardia – pegue o que corresponde ao tamanho do tubo e siga em frente. Essa abordagem funciona até que a pressão, o movimento do solo ou as oscilações de temperatura exponham uma incompatibilidade entre a conexão e o sistema. Acertar as conexões na primeira vez evita escavações dispendiosas e refusões posteriores.

Tipos comuns de acessórios para tubos de gás natural

Os sistemas de tubulação de gás contam com uma família bastante pequena de formatos de acessórios, cada um resolvendo um roteamento específico ou problema de conexão.

• Cotovelos — mudar de direção, normalmente em 45° ou 90°, deixando uma linha navegar em torno de obstáculos sem forçar a parede do tubo
• Camisetas - ramificar uma linha principal para uma linha de serviço ou secundária
• Acoplamentos e redutores - unir duas extremidades de tubo, com diâmetros correspondentes ou diminuindo para um tamanho menor
• Acessórios de transição — ponte de materiais diferentes, mais comumente tubo de polietileno projetado para transmissão subterrânea de gás natural conectando-se à rede elétrica de aço legada
• Tampas e plugues — vedar ramais ou extremidades de linhas não utilizadas durante a construção em etapas
• Válvulas — controlar ou interromper o fluxo, desde simples válvulas de corte até válvulas de segurança contra excesso de fluxo

Projetos rosqueados, como um cotovelo rosqueado que combina uma curva de 90 graus com uma conexão fêmea ou macho, funcionam bem onde uma linha de plástico ou metal precisa atender a um encaixe rosqueado do aparelho. As válvulas de corte tipo esfera têm a finalidade oposta: controle de fluxo total com uma manivela de um quarto de volta para isolamento rápido durante a manutenção. Fabricantes produzindo conexões HDPE personalizadas construídas para sistemas de tubulação de pressão normalmente oferecem a linha completa acima em tamanhos correspondentes ao seu catálogo de tubos, o que simplifica o fornecimento para grandes projetos.

Escolhas de materiais: PE/HDPE vs Aço vs Latão

A seleção do material determina quase tudo o mais sobre uma conexão – como ela se conecta, quanto tempo dura e onde pode ser instalada legalmente.

O polietileno tornou-se o padrão para novos trabalhos de distribuição subterrânea na maioria das regiões, em grande parte porque evita totalmente a corrosão. Cobrimos as compensações entre os dois materiais subterrâneos dominantes em nossa comparação anterior de HDPE e aço para linhas subterrâneas de gás , incluindo os requisitos de código que cada material aciona. Uma peça separada analisa especificamente as propriedades do material que tornam o HDPE adequado para transmissão de gás , desde a estanqueidade ao gás até a resistência ao impacto.

O latão mantém seu lugar em conexões acima do solo e no nível do aparelho, onde sua usinabilidade e tolerância de rosqueamento tornam prático o trabalho de manutenção rápida. No entanto, não é classificado para enterramento direto como o PE e o aço revestido.

Métodos de conexão: fusão, roscada, mecânica

A forma como uma conexão se une ao tubo é tão importante quanto o material de que ela é feita.

Soldagem por fusão é o padrão para sistemas de polietileno. A fusão de topo aquece as extremidades de tubos e conexões de maior diâmetro até que derretam e, em seguida, pressiona-os juntos sob pressão controlada para formar uma junta homogênea – soldando efetivamente duas peças de plástico em uma peça contínua. A eletrofusão utiliza uma conexão com serpentina de aquecimento embutida, ideal para conexões menores ou valas estreitas onde uma máquina de fusão não pode operar facilmente.

Conexões rosqueadas permanecem comuns em pontos de baixa pressão, como onde uma linha de gás encontra o desligamento de um aparelho, mas os códigos geralmente restringem a rosca a pressões iguais ou inferiores a 5 psig porque as juntas roscadas são mais propensas a vazamentos sob vibração ou ciclo térmico.

Acessórios mecânicos ou de compressão — incluindo alguns acoplamentos de transição e reparo — dependem de gaxetas e força de fixação em vez de calor ou roscas. Eles são úteis para conexões e reparos onde o equipamento de fusão não é prático, embora normalmente tenham classificações de pressão mais baixas do que uma junta fundida.

Padrões e códigos que regem as conexões de gás

As conexões de gás não são um lugar para improvisação – quase todos os materiais e métodos de conexão mencionados acima estão escritos diretamente nas especificações da indústria.

• ASTM D2513 cobre requisitos de material, dimensionais e de fusão para tubos, tubulações e conexões de pressão de gás PE usados na distribuição de gás natural
• ASTM D2683 cobre conexões de PE de fusão de soquete, enquanto ASTM D3261 cobre conexões de PE de fusão de topo
• 49 CFR Parte 192, administrado nos Estados Unidos pela Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, incorpora esses padrões ASTM por referência na regulamentação federal de segurança de dutos.

Esses padrões são revisados periodicamente à medida que os materiais e a tecnologia de fusão evoluem. uma regulamentação federal atualizando a edição referenciada da ASTM D2513 ilustra como os reguladores acompanham as novas tecnologias de resinas e acessórios de PE, o que é mais um motivo para confirmar a conformidade com o código atual antes de especificar acessórios em qualquer novo projeto, em vez de confiar em um projeto de alguns anos atrás.

Como escolher o acessório certo para o seu projeto

Um processo de seleção prático se resume a uma pequena lista de verificação:

1. Confirme o material e o diâmetro do tubo, pois as conexões devem corresponder exatamente a ambos
2. Determine a pressão operacional e escolha uma conexão com classificação acima dela, não apenas igual a ela
3. Decida se a corrida está enterrada, acima do solo ou transições entre os dois
4. Combine o método de conexão com o equipamento de instalação disponível – máquinas de fusão, ferramentas de rosqueamento ou ferramentas de compressão
5. Verifique se a conexão possui a certificação ASTM relevante ou de código local para serviço de gás

Grandes projectos de infra-estruturas tornam concretos os desafios deste processo. Um Projeto de gasoduto HDPE de 58.000 metros concluído para a rede nacional de gás do Kuwait exigia especificações de encaixe consistentes em milhares de juntas — uma escala em que mesmo uma pequena incompatibilidade de encaixe se multiplica em um risco significativo. Para projetos de qualquer tamanho, trabalhar com nossa equipe para recomendações de adaptação específicas do projeto ajuda a combinar a combinação certa de material, método de conexão e classificação de pressão antes do início da aquisição.