Title

ESTUDO DE VAZAMENTOS EM UNIÕES FLANGEADAS DISSIMILARES EM CAIXAS-FRIA

STUDY OF LEAKAGE IN FLANGED CONNECTIONS OF DIFFERENT MATERIALS IN COLD BOXES

Authorship

Garajau, Mauro Pereira; Gobbo, Rodrigo; Prieto, Carlos Alberto; Ramos, Marcio de Oliveira

Garajau, Mauro Pereira

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Gobbo, Rodrigo

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Prieto, Carlos Alberto

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Ramos, Marcio de Oliveira

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DOI

10.5151/2594-3626-0016

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Abstract

Este trabalho tem como objetivo a avaliação das possíveis causas de vaza- mentos em conexões flangeadas de materiais dissimilares, localizadas no interior de uma caixa fria, em uma unidade de lavagem com nitrogênio líquido. Ao longo de 23 anos de operação ocorreram duas falhas, que levaram a paradas de produção e da- nos significativos nos flanges. Os danos foram agravados por erosão, devido ao tur- bilhonamento provocado pela expansão do nitrogênio ao encontrar a perlita, que faz o isolamento térmico dos equipamentos. Uma análise detalhada dos eventos revelou que a causa dos vazamentos pode ter sido a dilatação diferencial do alumínio/inox, agravada pelos ciclos de temperatura a que está sujeita a unidade nas paradas e partidas. Com o passar dos anos, o número grande de ciclos térmicos pode ter leva- do a um relaxamento da junta e perda gradual do aperto dos parafusos. Um disposi- tivo de detecção de vazamentos foi proposto, com o objetivo de reduzir os danos causados pelas falhas, através de um diagnóstico antecipado.

The aim of the present work is to find out the possible causes of leakage in flanged connections of different materials located inside of a cold box in a Liquid Ni- trogen Wash Unit. Over 23 years of operation, two fails have occurred, resulting in shutdowns and significant damages to the flanges. The damages became heavier due to erosion, caused by nitrogen expansion in contact with perlite, used for thermal insulation of the equipments. A detailed analysis showed that the cause of the leak- age could be due the differential expansion of two materials aluminum and stainless steel, worsened by the temperature cycles during the Unit operation. The high num- ber of thermal cycles could result the joint relaxation and gradual lost of the screw tightening. A leakage detection device was proposed, in order to reduce the damage caused by any leakage, through an anticipated diagnostic.

Keywords

Detecção de vazamento; Caixa fria; Lavagem com nitrogênio líqui- do.

Leakage detect; Cold box; Liquid nitrogen wash.