Quando as máquinas de tubulação congelam no Texas

Proteção de Máquinas em Condições Difíceis

Máquinas de oleodutos e gasodutos congelaram no Texas durante a tempestade de inverno que iniciou uma reação em cadeia que causou mortes, escassez de alimentos e água, e desligamento de usinas elétricas. Neste caso, as máquinas nas estações de bombeamento, válvulas e até mesmo as tubulações não estavam protegidas das temperaturas de congelamento.  

Houston e as áreas circundantes não são normalmente sujeitas a condições de frio e neve. Os equipamentos associados e a operação da infra-estrutura do gasoduto foram protegidos como poderia ser no Alasca, Dakotas, ou Nebraska.

É claro que algumas das faltas de energia se deveram ao encerramento das instalações de produção e processamento de energia durante os meses de inverno normalmente amenos para manutenção. Isto só agravou o desastre que os texanos sofreram.  

Como o equipamento deve ser protegido de condições adversas?

Em localizações geográficas do Norte, as condutas e as máquinas que as operam são protegidas através de dispositivos de isolamento e aquecimento especificamente concebidos para proteger contra o frio.   

Os aquecedores de elementos cerâmicos PTC são frequentemente utilizados para aquecimento nestes climas rigorosos. Os dispositivos únicos de controlo de temperatura ocupam pouco espaço, não são combustíveis e autocontrolam-se. PTC significa coeficiente positivo de temperatura que gere a resistência em relação inversa à temperatura. Uma vez atingida a temperatura de set-point, a resistência crescente desliga o circuito. As mesmas características oferecem um aquecimento rápido devido à baixa resistência a temperaturas mais frias.  Leia mais sobre como funcionam os aquecedores PTC.

PTC ar com barbatanas E Aquecedores com ventilador PTC são utilizados em armários electrónicos para manter os circuitos de controlo afastados da humidade e das temperaturas de congelação. Ambos são projetados para transferir o calor produzido pelos elementos PTC para o gabinete, cabines de operador ou sistemas de ventilação para a climatização do edifício.

Aquecedores de superfície PTC são fixados diretamente à superfície a ser aquecida.  

Aquecedores de cartucho de PTC pode ser inserido diretamente em um recipiente ou recipiente para aquecer materiais dentro de forma eficiente.

História da maquinaria de construção de oleodutos nos Estados Unidos

As máquinas para a construção de gasodutos e oleodutos nos EUA começaram com a perfuração do primeiro poço de petróleo comercial em 1859, na Pensilvânia rural. O poço só produzia 25 barris por dia; não havia lugar para colocá-lo. Logo os perfuradores começaram a comprar todos os barris de madeira disponíveis. Os produtores rapidamente compraram barris para melaço, peixe, whisky, água para transporte de petróleo.

O desafio era levar os barris para o mercado. As carroças puxadas por cavalos levavam os barris de 42 galões até à refinaria mais próxima. O transporte era caro, em parte porque os equipistas e as ferrovias cobravam preços altos para transportar os barris.

Em breve um comerciante de petróleo construiu um oleoduto de 5 milhas de comprimento e 2 polegadas de diâmetro que transportava 2.000 barris por dia para o depósito ferroviário próximo. Ainda levou algumas décadas para tornar os barris obsoletos, mas ainda hoje, o petróleo é vendido pelo barril!

O Instituto Americano do Petróleo estima que, até 1920, havia 40.000 milhas de oleodutos nos EUA transportando petróleo para os mercados. Na década seguinte, esse número triplicou à medida que a maquinaria tornava mais fácil a construção de oleodutos mais longos.

Ambientes adversos estimularam novas tecnologias para o conforto do trabalhador

As carruagens puxadas a cavalo não ofereciam muita protecção contra os elementos. Como os caminhões motorizados passaram a ser utilizados para o transporte de tubulações, as cabines fechadas protegiam os motoristas dos elementos.

No local onde as equipes de construção colocavam e os trabalhadores soldados colocavam barracas cobrindo o seu canteiro de obras. Mais tarde aprenderam como mover as tendas ao longo do gasoduto à medida que se deslocavam para a secção seguinte para soldar.

Modern environmental protection involves heating and cooling elements that require little maintenance and operation of equipment battery voltages.  Long

As atuais cabines, fluidos, baterias e outros equipamentos elétricos são protegidos por sistemas de aquecimento PTC e resfriamento eletrônico Peltier. Estes sistemas robustos utilizados no espaço e em diferentes ambientes adversos são ideais para proporcionar conforto aos operadores de equipamentos de tubulação.

A necessidade de gás na costa leste impulsiona a procura de ainda mais gasodutos

O Gás Natural tornou-se popular na década de 1930, mas utilizado principalmente perto de poços de gás no Texas e Colorado. A costa leste ainda usava carvão ou um gás derivado feito de carvão para aquecimento. Ainda ninguém tinha construído gasodutos de longa distância. A falta de gasodutos de longa distância mudou durante a Segunda Guerra Mundial.

Os submarinos alemães estavam a afundar petroleiros americanos que transportavam petróleo do golfo para a costa leste. O governo americano construiu o primeiro oleoduto de longa distância para o transporte de petróleo do Texas para as refinarias de Nova Jersey.  A construção do BIG INCH começou em junho de 1942.

À medida que o trabalho avançava nos projectos de construção do Big Inch do Texas, passando pelo Arkansas até Illinois, começaram os planos para o Little Big Inch. Nenhum dos projetos usou um oleoduto de uma polegada. O Big Inch usou um tubo de 24 polegadas de diâmetro sem costura, enquanto o Little Big Inch usou um tubo de aço de 20 polegadas para distribuição a partir do terminal principal do Big Inch. O Big Inch continuou para a Pensilvânia, onde o Little Big Inch se estendeu para as refinarias de Nova York e Nova Jersey.

Cada secção do tubo de aço sem costura de 24" era ½ "grosso e até 44 pés de comprimento". A tubulação de 20" de diâmetro tinha 5/16" de espessura e até 44 pés de comprimento. Cada seção do tubo de 44 pés de Big Inch pesava 4.200 libras. Este tamanho de tubo não era facilmente transportado para locais remotos, soldado ou colocado em valas de 4 pés de profundidade e 3 pés de largura.  

Foram necessárias grandes quantidades de aço e maquinaria para cavar valas, soldar e colocar o tubo nas valas ao longo de mais de 1.475 milhas mais linhas secundárias para a Little Big Inch. Os homens estavam colocando até 9 milhas de tubulação por dia. Ao final, havia 34 estações de bombeamento para mover o óleo através dos oleodutos Big e Little Big Inch.

Após o fim da II Guerra Mundial, o governo vendeu o activo de guerra e converteu-o para transportar gás natural do Texas para a costa leste dos EUA. O actual sistema de gasodutos invisíveis que atravessam os EUA é expansivo e continua a expandir-se.  

Mapa das rotas dos gasodutos existentes nos Estados Unidos.

Fabricação do Tubo de Aço Sem Costura

A fabricação de tubos de aço sem costura tem uma história própria que remonta a 100 anos atrás - não foi criada sem unir duas pontas de uma fita de aço curvada que faz uma forma redonda. O termo sem costura refere-se ao processo. O processo junta os dois lados de uma fita contínua de aço onde é soldada, brunida, recozida e cortada no comprimento. O produto acabado parece ser sem costura.

Os processos de maquinaria para a fabricação do tubo sem costura têm melhorado desde o Big Inch com soldagem automatizada de alta frequência e processos contínuos. O processo pode ser em linha após o bilete ou a laminação contínua e a frio do aço ou uma operação secundária criando o tubo a partir do aço enrolado.  

Um tubo de grande diâmetro pode ir até 60" de diâmetro, mas a maioria dos oleodutos e gasodutos para transporte de longa distância tem 48". Os tubos de diâmetro menor são utilizados para sistemas de distribuição. Atualmente, um gasoduto de gás natural transporta gás a altas pressões de 500 a 1.400 libras por polegada quadrada. Estes tubos de grande diâmetro necessitam de ser moldados a partir de chapas planas em vez de fundir uma haste que é perfurada para criar o tubo oco.

Transporte de tubos da fábrica para o canteiro de obras

O transporte por camião e comboio foi o próximo grande desafio para a construção de oleodutos. As tubulações de até 44 pés e 60 pés de comprimento, pesando até 4.200 libras por seção, exigiam máquinas pesadas para carregar e descarregar. Os trilhos dos trens não corriam para os locais de trabalho, o que exigia um local de descarga adicional onde os tubos poderiam ser temporariamente armazenados até que os caminhões os levassem nos últimos quilômetros.

Escusado será dizer que o tubo de assentamento em todo o país envolveu alguns locais de construção muito remotos e condições meteorológicas adversas. O equipamento e o pessoal precisam trabalhar eficazmente, independentemente das condições de frio, calor, chuva ou neve. O sistema de tubulação Trans-Alaskan é um dos mais notáveis projetos de tubulação com condições climáticas adversas.

O gasoduto ligava a baía de Prudhoe, atravessando o Alasca, ao porto de Valdez, na costa sul, a 639 milhas de distância. O diâmetro da tubulação era de 44 polegadas e é capaz de bombear 2,136 milhões de barris por dia.  

Os tubos que compõem o gasoduto repousam em suportes acima do solo devido ao gelo permanente, tornando inviável o enterramento do gasoduto. Não estão fixados aos suportes permitindo a expansão e contração, uma vez que a temperatura varia 150 graus F entre os meses de verão e inverno.

Nem todos os locais de construção de gasodutos são tão acidentados como o gasoduto Trans-Alaskan, mas sim montanhas e os estados do norte dos EUA podem oferecer desafios semelhantes. Devido à natureza remota da maioria das rotas de gasodutos, pode ser difícil levar o equipamento de construção de gasodutos e tubulações até os locais.

As cabines de caminhões, trens e equipamentos de operação no local são mais toleráveis para os operadores através do uso de Aquecedores de cerâmica PTC.

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