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Até 40% dos dutos de usinas de energia são dutos de utilidades terrestres. Escolher o método de conexão correto pode ajudar a maximizar a eficiência e ter um enorme
impacto nos benefícios econômicos de todo o projeto.
A indústria de geração de energia nos Estados Unidos está se desenvolvendo rapidamente e as empresas que constroem e administram usinas de energia também estão mudando. O número de usinas a gás natural está aumentando e a porcentagem de usinas no país está aumentando. Fontes de energia renováveis como eólica, solar e hidrelétrica estão usando gás natural como fonte de combustível.
Hoje, os custos mais baixos das matérias-primas criaram um padrão no qual várias fontes de combustível são relativamente iguais e as fontes de energia renovável estão gradualmente se tornando populares. O resultado óbvio da transição para o gás natural e a energia renovável é que os Estados Unidos têm muito menos usinas termelétricas a carvão do que antes. Há alguns anos, o carvão abastecia aproximadamente 75% das instalações. Hoje, menos de 35% das usinas usam carvão.
Os aspectos arquitetônicos da geração de energia também sofreram mudanças, e essas mudanças afetaram a implementação de novas gerações e reformas. Dez anos atrás, os contratos de engenharia, aquisição e construção (EPC) acabaram de aparecer no setor de geração de energia. Hoje em dia, os contratos de EPC são muito comuns e cada vez mais empresas fornecem entrega de projetos de EPC com preço fixo em um ambiente mais competitivo.
Encontrar maneiras de reduzir o tempo de trabalho no local e aumentar a eficiência da construção tornou-se parte deste novo normal. A EPC está criando um design pronto para uso que pode “cortar e colar” em trabalhos futuros para fornecer soluções convenientes. O sucesso da implementação dessas medidas levou a uma redução significativa no cronograma do projeto, o que mudou permanentemente as expectativas dos proprietários dos ativos. Hoje, é possível concluir uma usina a gás em dois anos e meio, em comparação a cinco anos atrás apenas alguns anos atrás. Isso significa que a fábrica pode produzir eletricidade e gerar receita na metade do tempo.
Do ponto de vista do proprietário, a decisão de frequentemente premiar projetos é baseada em qual empresa pode construir a fábrica com mais rapidez e melhor qualidade, assim fazendo uma transição rápida para a produção e geração de receita. Para as construtoras, isso aumenta as apostas e fornece uma vantagem competitiva para as empresas que podem atender a planos urgentes.
Embora muitas mudanças tenham ocorrido na indústria de geração de energia, algumas coisas muito importantes permaneceram as mesmas. Para as construtoras, as pessoas sempre esperam oferecer segurança, eficiência, confiabilidade e qualidade. Independentemente dos desafios que o projeto enfrenta, os proprietários esperam que a construtora alcance resultados dentro do prazo e do orçamento, sem comprometer nenhum desses requisitos-chave.
Proprietários de usinas de energia estão tomando decisões de investimento para projetos novos e retrofit, e muitas usinas tendem a usar gás natural como combustível. De acordo com dados da US Energy Information Administration, que coletou uma série de dados do setor de energia dos Estados Unidos, o custo médio de construção de usinas a gás natural em 2017 foi de aproximadamente US $ 920 / kW. Isso é ligeiramente mais alto do que o custo de construção de uma usina movida a líquidos de petróleo, mas muito mais barato do que construir uma fábrica movida a energia renovável.
A conexão de tubulação acima do solo é sinônimo de soldagem. Qualquer pessoa que já participou de projetos, incluindo soldagem, sabe que a soldagem traz desafios. Uma autorização de trabalho a quente deve ser obtida antes de iniciar o trabalho, e a soldagem requer trabalhadores qualificados, que nem sempre são fáceis de obter, especialmente no mercado de trabalho apertado de hoje. Além disso, como a soldagem depende do clima, as condições adversas retardarão o progresso. Em condições secas e ventosas, a soldagem geralmente requer monitoramento de incêndio, o que significa que trabalhadores adicionais devem ser enviados ao local e podem causar ferimentos.
Em vez de se limitar ao trabalho executado com mais frequência, pode ser vantajoso esticar a malha mais amplamente e considerar o uso de acoplamentos ranhurados mecanicamente em vez de soldagem. Para tubos utilitários usados em água encanada, água de resfriamento, sistemas de ar, sistemas de glicol e nitrogênio, esses tubos podem representar de 30% a 40% dos componentes do tubo desta obra, e o uso de juntas mecânicas com fenda (Figura 1) pode ser Levar a economia de custos.
1. Juntas mecânicas com fenda podem economizar muitos custos e melhorar a eficiência dos dutos públicos no solo. Cortesia: Victaulic
Os acoplamentos mecânicos ranhurados são muito familiares à maioria das empresas de construção e EPC. Ao longo dos anos, muitas pessoas usaram essa tecnologia em sistemas de proteção contra incêndio, aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). Os empreiteiros tendem a usar esses acoplamentos para aumentar a velocidade e confiabilidade e melhorar a segurança. A instalação do acoplamento dispensa a utilização de alvarás de trabalho em alta temperatura ou queima, de forma que o instalador não ficará exposto a fumaça ou chama, e não há necessidade de confrontar a caixa d'água, tocha ou chumbo durante o processo de instalação.
O gerenciamento da força de trabalho é uma parte importante de todo projeto de construção, e todos na indústria da construção devem lidar com a escassez de trabalhadores qualificados. Na América do Norte, encontrar as pessoas certas com as habilidades necessárias tem sido difícil, e a falta de trabalhadores tem um impacto negativo no cronograma do projeto.
Hoje, a escassez de trabalhadores na América do Norte é mais grave do que nunca e não há solução para esse problema. O fato é que se um projeto carece de mão de obra para atividades-chave como soldagem, o impacto no projeto será extenso.
O uso de acoplamentos mecânicos ranhurados é um método inovador e econômico. Comparada com a soldagem, esta tecnologia tem vantagens porque não requer processamento térmico, nenhuma licença de queima, nenhum relógio de incêndio e raios-X, e o design simples do dispositivo de acoplamento pode ser instalado usando ferramentas manuais padrão.
Em um projeto recente, mais de 120 instaladores de tubos foram treinados para instalar juntas ranhuradas mecânicas em menos de 20 minutos. Esta equipe de montagem de tubos pode executar rapidamente todo o projeto sem acidentes. Em média, mesmo para iniciantes, a instalação do sistema mecânico de ranhura é de 50% a 60% mais rápida do que a soldagem (Figura 2).
2. Comparado com a soldagem, o tempo de instalação das juntas mecânicas ranhuradas é mais rápido e eficiente. Cortesia: Victaulic
Outra vantagem de utilizar um acoplamento mecânico ranhurado é que o sistema pode ser pré-fabricado, o que não só dá consistência ao produto, mas também economiza tempo, pois o carretel pode ser instalado no canteiro de obras. Em comparação com a montagem no local, a pré-fabricação pode economizar mais produtividade e melhorar a segurança.
A instalação precisa é fundamental para componentes em usinas, por isso é importante garantir o treinamento e a qualificação dos soldadores. É difícil distinguir a qualidade das soldas acabadas por observação, e mesmo os testes ou raios-X nem sempre podem identificar soldas fracas. A soldagem realizada incorretamente pode ser muito cara, levando a sérias perdas físicas e financeiras ao longo do tempo.
A aparência dos acoplamentos mecânicos com fenda pode ser inspecionada, simplificando o controle de qualidade e permitindo que os instaladores tenham habilidades básicas para verificar se cada junta está instalada corretamente. Isso elimina outras documentações de controle de qualidade necessárias para inspeções de soldagem, incluindo raios-X e / ou testes de penetração de tinta.
As juntas mecânicas também são mais fáceis de manter. Tradicionalmente, os reparos em juntas soldadas são mais demorados e caros. No entanto, substituir as juntas ranhuradas mecânicas é tão fácil quanto instalá-las, e como quase todos que trabalham em uma usina de energia podem ser treinados para substituí-las em poucos minutos, economias de custo significativas podem ser alcançadas ao longo do tempo (Figura 3). Considerando que uma usina de energia típica de 1.000 MW pode gerar US $ 1 milhão em receita por dia, limitar o tempo que a usina pode ficar offline ou com capacidade total pode trazer enormes benefícios.
3. Em comparação com as soluções de soldagem, o uso de soluções Victaulic pode tornar os trabalhadores mais eficientes. Cortesia: Victaulic
Os acoplamentos mecânicos ranhurados têm sido usados por muitos anos em várias aplicações de usinas de energia em várias estações de energia de alto perfil. Essa tecnologia é usada há mais de 100 anos e tem um histórico confiável.
Durante um período apertado de paralisação de uma usina hidrelétrica em Nova Jersey, a solução de ranhura mecânica permitiu a instalação de novos sistemas de água de resfriamento e proteção contra incêndio com severas restrições de tempo. Em uma fábrica na Pensilvânia, acoplamentos mecânicos ranhurados foram usados para comprimir linhas de ar e linhas de ar de instrumento para atender ao cronograma de construção acelerado; da mesma forma, uma fábrica em Arkansas usava ar de instrumento, ar comprimido, pelo mesmo motivo. Essa tecnologia é usada em linhas de ar, água deionizada e água de resfriamento. No projeto de transformação de uma usina no Alasca, trabalhos em alta temperatura não são permitidos no local e faltam mão de obra qualificada. O sistema usa um sistema de conexão de tubo mecânico ranhurado para atualizar para um sistema suplementar de abastecimento de água da turbina a vapor, proporcionando assim uma solução. Ele não apenas atende ao requisito de não realizar operações em alta temperatura, mas também economiza milhares de dólares em trabalho e cronograma.
Como muitos outros setores, o setor da construção também está sob pressão para aumentar a eficiência e reduzir custos. Isso exige mais do proprietário, do EPC e do empreiteiro. Agora, mais do que nunca, é necessário avaliar e usar formas inovadoras para executar com sucesso projetos dentro ou fora do orçamento.
Quando as condições do mercado são limitadas e turbulentas, fornecer soluções confiáveis torna-se particularmente importante. Embora possa parecer contra-intuitivo adotar uma abordagem diferente nessas situações estritas, na realidade, neste caso, as soluções tradicionais podem se tornar o maior obstáculo. Não há melhor momento do que agora para pensar em usar os sistemas de acoplamento mecânico de tubos ranhurados Victaulic fora da estrutura. ■
—Dan Christian é engenheiro de petróleo e energia fretado da Victaulic e diretor do mercado de energia global, enquanto Chris Iasielo, PE, é especialista em geração de energia da Victaulic.
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Horário da postagem: 02/09/2020