Solução de acoplamento de flange Conflex para o projeto de expansão do abastecimento de água em grande escala de Simiyu, Tanzânia.

Contexto do projeto

O Projeto de Expansão do Abastecimento de Água de Simiyu é um projeto fundamental para a subsistência municipal no noroeste da Tanzânia, executado pela principal empreiteira EPC. O projeto completo inclui instalações de captação de água, uma estação de tratamento de água com capacidade projetada de 69.000 m³ por dia, sete reservatórios de água, 175 km de tubulações principais de transmissão e cerca de 300 km de redes de distribuição, fornecendo água potável para Nyashimo, Bariadi, Lagangabilili e áreas residenciais adjacentes.

O corredor do oleoduto atravessa um terreno ondulado de planalto com chuvas sazonais intensas, solo de aterro mole e riscos de recalque irregular do solo para tubulações enterradas. A rede combina tubos de ferro fundido dúctil, tubos de aço e tubos de PEAD de origem local; a pressão de trabalho é classificada como PN16 para a linha principal, que transporta água potável tratada para abastecimento doméstico urbano e rural. Conexões de grande diâmetro ocorrem frequentemente nas saídas dos reservatórios, interfaces das estações de bombeamento e seções de transição de material dos tubos, impondo altas exigências em termos de desempenho de vedação, adaptabilidade dimensional e capacidade anticorrosiva subterrânea.

Requisitos do cliente

Durante a fase de licitação, a principal empreiteira EPC enfrentou um dilema crítico de engenharia no local: a aquisição de materiais de múltiplos fornecedores gerou tolerâncias inconsistentes no diâmetro externo das seções de tubos de ferro fundido dúctil, aço e PEAD em juntas de transição cruciais. Os acoplamentos flangeados padrão disponíveis no mercado não conseguiam cobrir a faixa de desvio do diâmetro externo, e as conexões flangeadas rígidas eram vulneráveis ​​a vazamentos causados ​​por recalque diferencial do solo. Os métodos convencionais de corte, soldagem e re-flangeamento no local consumiriam um tempo considerável de construção e mão de obra local especializada, comprometendo o cronograma geral do projeto.

Traduzindo para especificações formais de aquisição, o contratante exigia uma solução de conexão que atendesse aos seguintes requisitos principais:

1. Acomodar desvios reais no diâmetro externo de tubos de ferro fundido dúctil, aço e PEAD de fornecimento misto, mantendo uma vedação estável sob pressão de trabalho PN16;
2. Resistir ao risco de vazamento induzido pelo assentamento diferencial do solo em dutos enterrados, proporcionando certa capacidade de compensação de deflexão angular;
3. Cumprir as normas de segurança para materiais de vedação que entram em contato com água potável;
4. Revestimento anticorrosivo de alta resistência, adequado para ambientes tropicais úmidos em solos enterrados;
5. A furação da flange deve seguir o padrão ISO PN16 especificado, minimizando os trabalhos de corte e soldagem a quente no local para acelerar o processo de instalação;
6. Personalização e prazos de entrega curtos para coincidir com o período apertado de construção do gasoduto antes da época das chuvas.

A solução

Após analisar os desenhos do projeto, os registros de levantamento do diâmetro externo da tubulação conforme construída, a pressão de trabalho, o ambiente de instalação enterrada e as restrições do cronograma de construção apresentadas pela principal empreiteira EPC, a equipe técnica da Conflex propôs uma solução integrada que combina adaptadores universais de flanges flexíveis, juntas de desmontagem e acoplamentos de transição para juntas de tubos com materiais heterogêneos.

Diante do principal problema da inconsistência nos diâmetros externos dos tubos devido a compras mistas, os produtos de gama padrão não conseguiam cobrir toda a faixa de tolerância de diâmetro externo no local. Os adaptadores de flange flexíveis Conflex adotam uma estrutura de fixação e vedação multissegmentada: em vez de depender da estrita conformidade dimensional do tubo, como os flanges rígidos, o conjunto de junta de elastômero absorve as variações de diâmetro externo de fabricação e no local, preservando a integridade da vedação PN16. Para conexões entre materiais de tubos diferentes (ferro fundido dúctil com aço, aço com PEAD), os acoplamentos de transição correspondentes eliminam a necessidade de fabricação complexa no local. As juntas de desmontagem incorporadas oferecem folga para extração axial, simplificando a manutenção posterior do equipamento e a desmontagem da tubulação nas interfaces com reservatórios de água e estações de bombeamento.

Em comparação com a alternativa de corte e soldagem no local de flanges rígidas convencionais, este esquema de conexão flexível reduz drasticamente as operações a quente, diminui a dependência de equipes de soldagem locais altamente qualificadas e comprime o ciclo de instalação da junta.

Engenharia e personalização

Considerando que diversas juntas da tubulação principal estavam fora das faixas de diâmetro externo (DE) padrão do produto, o departamento de P&D e engenharia da Conflex realizou cálculos de resistência de acordo com os parâmetros de projeto da norma PN16, com base em dados de DE da tubulação medidos em campo pelo cliente. Adaptadores de flange flexíveis personalizados foram desenvolvidos para atender à faixa de tolerância de diâmetro externo específica do projeto.

• Furação de flanges: usinagem personalizada seguindo rigorosamente o layout de furos para parafusos ISO PN16 especificado no projeto, para corresponder às principais válvulas e interfaces de equipamentos fornecidas pelo contratante EPC;
• Material da junta: borracha EPDM selecionada de qualidade alimentar, certificada para uso com água potável e resistente ao envelhecimento em condições tropicais de alta temperatura;
• Sistema de revestimento: aplicação de revestimento anticorrosivo de epóxi fundido de alta resistência (FBE), otimizado para solos úmidos e tropicais enterrados, a fim de mitigar a corrosão do solo e o ataque microbiológico;
• Análise dos desenhos do produto: A Conflex emitiu desenhos de fabricação personalizados para aprovação de engenharia do principal contratante EPC antes do início da produção.

Aproveitando a capacidade interna da Conflex de oferecer mais de 500 séries de produtos padrão e um fluxo de trabalho personalizado consolidado, todo o ciclo, da engenharia à entrega, foi rigorosamente controlado para cumprir o cronograma de construção antes da temporada de chuvas. Essa capacidade técnica de personalização tornou-se um dos fatores decisivos para a conquista da licitação.

Resultados do projeto

Todos os adaptadores de flange, juntas de desmontagem e acoplamentos de transição fornecidos pela Conflex passaram pela inspeção de fábrica e foram submetidos a testes de pressão hidrostática no local, no nível PN16; nenhum vazamento foi detectado durante a fase de comissionamento.

A solução de conexão flexível acomodou eficazmente as variações do diâmetro externo da tubulação e absorveu parcialmente o deslocamento diferencial do solo. Os processos de corte e soldagem a quente em campo para mais de 120 juntas principais foram amplamente evitados. O tempo médio de instalação por junta crítica foi reduzido em aproximadamente 60% em comparação com a fabricação convencional de flanges rígidos em campo. Todo o lote de conexões foi instalado e comissionado antes da chegada da principal estação chuvosa, contribuindo para o progresso significativo da instalação do gasoduto principal. Até o momento, esses pontos de conexão têm operado de forma estável e contínua, sem relatos de vazamentos ou falhas de vedação.

Feedback do cliente

Declaração do Gerente de Projeto, Principal Contratante EPC do Projeto de Abastecimento de Água de Simiyu: “A aquisição de tubos de diferentes fornecedores gerou grandes problemas de variação de diâmetro externo na fase de licitação. A solução de acoplamento de flange flexível personalizável da Conflex resolveu nosso gargalo de vedação e instalação. A rápida aprovação e entrega do desenho personalizado nos ajudou a cumprir o prazo de construção durante a estação chuvosa. O desempenho do teste de pressão no local atende a todas as especificações do projeto.”

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