Estudos de Caso – Inspeções em redes pressurizadas

Introdução

As tubulações de força são um componente pressurizado dos sistemas de esgoto por gravidade que transportam águas residuais para um ponto de descarga. Infelizmente, são difíceis de manter, inspecionar e reparar devido à impossibilidade de desligá-las por longos períodos e aos pontos de acesso limitados para inspeção ou manutenção.

Forçar os principais riscos

Um bom entendimento da tubulação de força e seus locais de alto risco é parte integrante do gerenciamento de riscos da tubulação de força. A grande maioria das falhas em tubulações de força pode ser atribuída a três fatores principais: corrosão interna, deterioração estrutural e baixa velocidade de alimentação.
  1. Corrosão Interna. Mais de 60% das tubulações de força existentes são compostas de materiais ferrosos, como aço, ferro fundido e ferro dúctil. A principal causa de falha nessas tubulações de força é a corrosão interna causada pelo gás sulfídrico (H2S).
  2. Deterioração Estrutural. As tubulações de força possuem válvulas de liberação de ar para evitar o acúmulo de gás em pontos altos, reduzindo o risco de corrosão por sulfeto. Se uma válvula de liberação de ar falhar (ou não estiver presente), a corrosão por sulfeto resultante pode deteriorar gradualmente as tubulações e válvulas metálicas, causando, por fim, a falha da tubulação principal de força.
  3. Baixa Velocidade de Fornecimento. Fluxo muito baixo na tubulação principal de força pode levar ao acúmulo de depósitos, o que restringirá a capacidade e poderá representar um risco de abrasão ao longo do tempo.

Ferramenta de inspeção Pipers®

Pipers®, as ferramentas de inspeção de flutuação livre da INGU, fornecem uma avaliação abrangente de tubulações de força. Os Pipers® identificam com eficácia bolsões de gás (e vazamentos), determinam a linha de nivelamento hidráulico e realizam uma inspeção magnética em uma única inspeção. O design de flutuação livre permite que os Pipers® naveguem pelo fluxo da tubulação de força sem ficar presos em válvulas de liberação de ar, tês ou depósitos.
  1. Detecção de bolsões de gás. Os Pipers® registram sons causados ​​por bolsões de gás, bombas e outras fontes de ruído na tubulação. Bolsões de gás geralmente são mais altos do que o ruído de fundo na tubulação e podem ser confirmados pela assinatura espectral específica em sua localização.
  2. Inspeção da linha de nivelamento hidráulico. A linha de nivelamento hidráulico indica a quantidade de perda de pressão por atrito em toda a tubulação de força, onde regiões da linha de nivelamento hidráulico com declive mais acentuado apresentam maior atrito de fluxo, sugerindo maior rugosidade da superfície interna e/ou restrições de diâmetro.
  3. Inspeção magnética. Os Pipers® medem a densidade do fluxo magnético dentro de tubulações. Essas medições permitem a identificação de alterações no material, características da tubulação (por exemplo, válvulas de liberação de ar e revestimentos) e deterioração de tubulações metálicas.
  1. Gas pocket detection. The Pipers® record sounds caused by gas pockets, pumps, and other noise sources in the pipeline. Gas pockets are usually louder than the background noise in the pipeline and can be confirmed by the specific spectral signature at its location.
  2. Hydraulic grade line inspection. The hydraulic grade line indicates the amount of frictional pressure loss throughout the force main, where regions of the hydraulic grade line with a steeper slope experience more flow friction suggesting increased internal surface roughness and/or diameter restrictions.
  3. Magnetic inspection. Pipers® measure the magnetic flux density inside pipelines. These measurements allow for the identification of material changes, pipeline features (e.g. air release valves and casings), and deterioration of metallic piping.

Estudo de caso (SFE Global/Cidade de Oregon)

Após uma avaliação das condições de sua estação de bombeamento de esgotos, a cidade de Oregon considerou sua rede pressurizada a provável culpada pela redução na capacidade de bombeamento em uma de suas redes pressurizadas de esgoto essenciais, uma tubulação de ferro dúctil de 16 polegadas com extensão de mais de 700 metros. A cidade precisava solucionar dois problemas primários para assegurar o desempenho ideal dessa infraestrutura vital:

  • Bolsões de ar: Havia bolsões de ar presos na rede pressurizada que poderiam estar afetando a capacidade de fluxo ou o desempenho da estação de bombeamento?
  • Detritos e corrosão tubercular: Havia corrosão tubercular considerável ou outras obstruções causadas por detritos no interior da tubulação que poderiam estar reduzindo sua capacidade de fluxo?

A presença de bolsões de ar pode levar a ineficiência e possível corrosão devido ao acúmulo de gás sulfídrico, enquanto o acúmulo de detritos e incrustações pode reduzir significativamente a capacidade da tubulação, afetando a eficiência geral do sistema de esgoto.

Decidiu-se recorrer à SFE Global, nossa parceira local, para realizar uma inspeção com o Pipers®. A SFE Global elaborou um estudo de caso descrevendo os resultados da inspeção na rede pressurizada.

A avaliação detalhada conduzida pela SFE Global utilizando INGU Pipers® forneceu perspectivas fundamentais sobre as condições da tubulação de esgoto:

  • Nenhum vazamento detectado: Constatou-se que a tubulação estava livre de vazamentos, uma garantia da integridade dos tubos.
  • Bolsões de ar/gás detectados: Vários bolsões de ar significativos foram localizados, particularmente nas proximidades do ponto mais alto da travessia de uma ponte, exigindo intervenções específicas para evitar a corrosão.
  • Acúmulo de detritos e incrustações: A avaliação destacou 38 metros da rede pressurizada nas proximidades da estação de bombeamento com capacidade reduzida devido a detritos ou incrustações.
Oregon city 1 - Estudos de Caso - Inspeções em redes pressurizadas

A parceria com a SFE Global e a utilização da tecnologia INGU Pipers® permitiram que a cidade de Oregon obtivesse uma compreensão abrangente das condições de sua rede pressurizada de esgoto. Ao identificar bolsões de ar e acúmulos de detritos, a cidade pode adotar medidas proativas para manter e melhorar a eficiência e a longevidade da tubulação.

Os Pipers® da INGU inspecionaram mais de 100 tubulações de força nos Estados Unidos e Canadá. Essas inspeções abrangeram uma ampla gama de comprimentos de tubulação, de 0,05 a 70 milhas, e diâmetros, de 3 a 108 polegadas. As tubulações de força inspecionadas eram compostas de materiais metálicos (como ferro dúctil e ferro fundido) e não metálicos (como PVC e PEAD), e foram projetadas para diversas faixas de pressão.

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