Estudo de Caso de Fabricante de Tubos de Bomba de Concreto: Tubulação de uma Torre de 300 m

Uma estrutura central de torre estava sendo erguida a 300 m, e o subcontratante de concreto tinha uma chance por andar: bombear, finalizar, limpar a linha e estar pronto para a próxima vazio. Nessa altura, a bomba registra aproximadamente 200 bar, e uma linha estourada não só custa uma vazio, mas coloca em risco as pessoas abaixo dela. Fornecemos tubos resistentes ao desgaste temperados, cotovelos de alta resistência e abraçadeiras com classificação de pressão para toda a pilha vertical, com uma rotina de inspeção que substituía cotovelos com base na espessura da parede, e não na intuição.

Instantâneo do Projeto

O Problema: Pressão que Cresce com Cada Andar

O bombeamento vertical é um problema cumulativo. Cada metro de elevação adiciona o peso da coluna de concreto dentro do tubo, e a fricção na parede do tubo aumenta ainda mais isso. Quando uma torre ultrapassa 200 m, o tubo próximo à bomba funciona sob uma pressão para a qual uma linha padrão nunca foi dimensionada, e os locais de maior desgaste não estão distribuídos uniformemente ao longo da pilha.

O desgaste se concentra em dois locais. O primeiro é na saída da bomba e na primeira seção horizontal, onde o concreto muda de direção e a mistura ainda está sendo impulsionada com mais força. O segundo é nos cotovelos. As curvas recebem a carga abrasiva em um lado da curva, então um cotovelo desgasta completamente muito antes do tubo reto ao lado ser substituído.

Na torre anterior do subcontratante, uma vazio foi perdida devido a uma abraçadeira que soltou na altura. Não houve feridos, mas o custo da paralisação foi maior que o dos tubos, e o novo requisito da empresa era simples: nenhuma falha, e evidência de que a linha estava em boas condições antes de cada vazio.

Por Que Escolhemos Tubo Resistente ao Desgaste Temperado em Vez de Tubo Padrão, Linha Dupla e Elevador

Tubo seamless padrão. Excluído. A parede é uniforme e a camada de desgaste não é suficientemente dura, então a vida útil nessas pressões é medida em poucos andares, e não em centenas.

Bombeamento com linha dupla e uma segunda pilha. Excluído. Não reduz a pressão na linha principal, e dobra o aço, as abraçadeiras e o tempo de instalação em uma estrutura central que já está congestionada.

Elevador de caixas e posicionamento com guindaste. Excluído. Não consegue acompanhar o ciclo de andares, e em uma torre dessa altura o guindaste já é o gargalo do local.

Tubo resistente ao desgaste temperado com espessura de parede escalonada e cotovelos robustos. Selecionado. A parede endurecida resiste à abrasão, a espessura aumenta onde a pressão é maior, e o padrão de desgaste se torna previsível o suficiente para ser agendado.

O Pacote de Bombeamento Fornecido

A pilha foi especificada em etapas, e não em um único tamanho de tubo. A seção inferior, onde a pressão atinge o pico, tinha a parede temperada mais espessa. As seções foram reduzidas gradualmente com a altura, com tubo redutor em cada transição, para que a mudança ocorresse em um acoplamento, e não em uma junta abrupta.

Todos os cotovelos são cotovelos de aço fundido temperados com a mesma camada de desgaste HRC 55–62 que o tubo, e fornecemos eles como curvas completas, e não como segmentos para soldagem no local. Cada junta usa abraçadeiras tipo cunha classificadas para a pressão daquela altura, além de suportes de tubo dimensionados para o peso da pilha, para que as abraçadeiras suportem a carga de conexão, e não a carga vertical.

Como o subcontratante usa equipamentos mistos, o pacote foi construído para se adaptar às bombas Sany, Zoomlion e XCMG já no local, então um tubo reserva poderia ser usado em qualquer lugar sem um adaptador. Mantemos estoque de buffer dessa seção exatamente por esse motivo.

Instalação: Como o Trabalho Procedeu

A pilha foi erguida em seis dias atrás da estrutura central, seguindo o ciclo de andares, e não ficando à frente dele.

Cada nível foi fixado com abraçadeiras, verificado quanto à alinhamento e suportado antes de adicionar a próxima elevação.

Antes da primeira vazio de produção, a linha foi testada à pressão em uma vez e meia a figura de trabalho e mantida.

Testes e Controle de Qualidade

Três verificações foram feitas antes do embarque. A camada de desgaste foi medida quanto à dureza em amostras de cada lote de produção, a espessura da parede foi medida nas extremidades do tubo e em cada cotovelo, e cada abraçadeira foi carregada de prova até sua figura classificada.

No local, a rotina que protege a linha é a inspeção. Uma caliper ultrassônica é usada para registrar a espessura da parede em pontos fixos no tubo e na curva externa de cada cotovelo, e as leituras são registradas andar por andar. Os cotovelos são então substituídos em uma data prevista, e não após uma vazamento. Essa é a mudança mais importante nessa altura: o padrão de desgaste se torna um item de manutenção agendado, e não um risco.

Resultados: O Que os Números Mostram

Cada andar foi vazado sem falha na linha. O subcontratante completou o programa de vazios no prazo, e nenhuma abraçadeira soltou em nenhum ponto da pilha.

Os dados de desgaste da seção inferior agora dão ao contratante um intervalo de substituição por posição do cotovelo, e o mesmo design de pilha foi adotado na próxima torre da empresa. O pacote é extraído da nossa linha resistente ao desgaste, e os cotovelos podem ser fornecidos como uma peça agendada, e não como um pedido de emergência.

O Que Este Caso Significa para Seu Projeto

Em uma vazio alta, o tubo é um recipiente de pressão com uma carga abrasiva. A questão de design não é qual tubo é mais forte, mas onde a pressão atinge o pico e onde o desgaste se concentra, porque essas duas respostas estão em locais diferentes.

Somos um fabricante de tubos de bomba de concreto, e não uma casa de comércio, então a espessura da parede, a temperagem e a classificação das abraçadeiras são definidas em nossa própria fábrica. Se você está planejando uma vazio vertical, uma longa seção horizontal ou uma linha de túnel, envie-nos a altura, o modelo da bomba, a mistura e a taxa de vazio. Nossa equipe vai escalonar a espessura da parede, dimensionar os cotovelos e abraçadeiras, e estabelecer uma agenda de inspeção com você. Converse com nossa equipe antes que o layout da pilha seja fixado, e faremos um orçamento para a linha e as peças de desgaste juntos.