A importância do traço elétrico na manutenção de temperatura de fluídos

O traço elétrico ou cabo de aquecimento autorregulável desempenha um papel fundamental em muitas aplicações de manutenção de temperatura de tubulações. Entenda como empregar essa tecnologia de forma eficaz.

Seja para manter a temperatura das tubulaçoes em uma refinaria de petróleo no Rio de Janeiro ou em uma indústria de alimentos no nordeste do país, os engenheiros de projetos estão bem familiarizados com os desafios que essa tarefa representa.

Por um lado, tubulações contendo fluidos - por exemplo, óleo combustível - que devem ser mantidos em forma líquida e em certa viscosidade, demandam temperaturas mais altas. Por outro lado, em toda a instalação, uma tubulação transportando água requer uma temperatura de manutenção mais baixa para evitar que o fluido congele durante o tempo frio, minimizando os custos de energia.

Para complicar as coisas, muitos engenheiros também precisam se esforçar para manter as temperaturas internas dos tubos que estão sujeitos a temperaturas extremamente altas geradas pela limpeza a vapor ou outros fatores.

Embora uma única solução para todas as aplicações ainda precise ser desenvolvida, os avanços na tecnologia de polímeros condutores permite que uma solução de manutenção de temperatura de tubulação ideal para cada necessidade está prontamente disponível. No centro dessas soluções está o cabo de aquecimento autorregulável. Hoje em dia, essa tecnologia familiar oferece ainda mais potência, durabilidade, flexibilidade e eficiência.

O que é o traço elétrico ou cabo de aquecimento autorregulável?

Qualquer profissional que possua conhecimento sobre os métodos de manutenção de temperatura de tubulações está bem familiarizado com o aquecimento elétrico industrial - e o papel crítico que o cabo de aquecimento autorregulável desempenha nele.

Desenvolvido na década de 1970 para fornecer um método simples e confiável de manutenção da temperatura, a potência do cabo de aquecimento autorregulável varia em resposta à temperatura ambiente. Variações na temperatura ambiente, ou perda de calor pelo isolamento térmico, são compensadas automaticamente ao longo de todo o comprimento do cabo, que é instalado diretamente em contato com a tubulação.

Como é fabricado e como funciona?

O cabo de aquecimento autorregulável tem um elemento de aquecimento que consiste em um polímero condutor de matriz de carbono. Esta mistura é co-extrudada em torno dos condutores. A matriz exibe um coeficiente de temperatura positivo. A resistência da matriz aumenta com o aumento da temperatura e a potência do cabo diminui com o aumento da temperatura. Portanto, conforme a temperatura aumenta, a potência de saída do cabo é se aproxima a zero.

A maioria dos cabos de aquecimento auto reguláveis ​​são fornecidos em um comprimento contínuo, podendo ser cortados no comprimento necessário para cada tubulação. O cabo é instalado em uma tubulação na posição 4 ou 8 horas e é flexível o suficiente para ser instalado em flanges, válvulas e bombas. Ele pode ser sobreposto e não superaquecerá.

Além do cabo, outros itens normalmente necessários para concluir um sistema de aquecimento auto regulável na tubulação são:

• Caixas de conexão e kit de terminação.
• Controlador de temperatura.
• Painel de comando

O isolamento térmico e o revestimento para ajudar a manter o isolamento térmico seco são dois dos componentes mais frequentemente negligenciados de um sistema completo. O isolamento térmico é indiscutivelmente uma das partes mais importantes de um sistema de traço elétrico pois ajuda a dissipar o calor em toda a tubulação.

Principais indústrias que usam o traço elétrico

Como a manutenção de temperatura é uma prioridade em muitos setores, os cabos de aquecimento auto reguláveis ​​são usados ​​por milhares de empresas industriais no mundo todo.

Petróleo e Gás

Diferentes fases de processamento na indústria de petróleo e gás - coleta, produção, processamento, armazenamento e distribuição - exigem o controle da temperatura da tubulação. Portanto, não é de surpreender que a indústria global de petróleo e gás seja uma das maiores - senão a maior - usuária de cabos de aquecimento auto reguláveis.

Por exemplo, o setor upstream realiza exploração e perfuração onshore e offshore e usa plataformas, sondas de perfuração e unidades flutuantes de armazenamento e transferência de produção (FPSO). Os processos dependem fortemente de tubulações onde as temperaturas adequadas devem ser mantidas e temperaturas elevadas são frequentemente necessárias.

Conforme o processo avança, o setor downstream requer manutenção de temperatura para refinar, armazenar e distribuir esses produtos. Por exemplo, tanques de armazenamento de gás, tubos, válvulas e linhas de transferência devem ser mantidos na temperatura adequada.

Petroquímica e Química

Para produzir produtos químicos, as plantas químicas e petroquímicas também exigem aquecimento de manutenção de processos para manter as temperaturas na tubulação e manter certos produtos na forma líquida. Por exemplo, os cáusticos devem ser mantidos a cerca de 26°C para que permaneçam no estado líquido.

Indústria de Alimentos

O chocolate deve passar com fluidez pela tubulação e a uma temperatura constante durante todo o processo de fabricação para uma maior qualidade do produto final. Para iogurtes e derivados lácteos, é essencial manter uma viscosidade contínua durante todo o processo para evitar interrupções. Também o setor de bebidas alcoólicas e não alcoólicas requerem manutenção de temperatura, por exemplo, a matéria prima da cerveja, high maltose, precise estar na temperatura certa para ser misturada com o resto dos produtos e formar uma das bebidas mais consumidos no planeta. 

Geração de energia

Cada usina que gera energia - seja nuclear, solar ou movida a carvão - tem uma série de necessidades de aquecimento de tubos que devem ser atendidas. Por exemplo, um cabo de aquecimento autorregulável é usado para garantir que as linhas de vapor sejam preparadas para o inverno. O traço térmico também ajuda a garantir que o equipamento usado para controlar a planta opere de forma confiável, para que a energia seja gerada sem interrupção.

Quais são as principais aplicações do traço elétrico?

Com a gama de recursos de manutenção e temperatura de exposição que os cabos de aquecimento auto reguláveis ​​individuais oferecem, os tipos de aplicações são variados.

Proteção contra congelamento

Uma das principais aplicações do traço elétrico auto regulável é fornecer proteção contra congelamento para tubulações, vasos, tanques e equipamentos metálicos e não metálicos durante os meses de tempo frio. Por exemplo, se congelar uma tubulação que conecte um terminal a uma refinaria petroquímica, isso pode causar um falha no processo, resultando em um atraso caro para a empresa.

Esta aplicação é caracterizada por fornecer calor para compensar a perda de calor por meio de isolamento térmico. Normalmente requer que o tubo seja mantido a uma temperatura logo acima de zero - normalmente a 4,4°C.

Isso é especialmente significativo para a indústria de petróleo e gás, onde 25% dos recursos atuais de petróleo e gás estão situados em regiões extremamente frias. Como resultado, os navios e plataformas requerem níveis variados de proteção contra congelamento para tubulações que também podem ser submetidas à limpeza a vapor. É extremamente importante se proteger contra o congelamento de tubulações, válvulas, acessórios e tubos de instrumentos usados ​​para reter água potável, água do mar, água de perfuração e descarga de água do depósito.

Manutenção da temperatura do processo

 Para manter a temperatura do produto em um tubulação de processo - dentro de uma certa faixa para processamento ou para outros fins - o cabo de aquecimento auto regulável é realmente eficaz. Ele possibilita que a tubulação de processo, por exemplo, transporte o fluido de um tanque principal para a unidade de processo da planta e, em seguida, transporte o material processado para tanques de armazenamento. Também evita a condensação e a formação de hidratos nos gasodutos.

Controle de viscosidade. Um método padrão para controlar a viscosidade dos fluidos do processo é usar um cabo de aquecimento auto regulável para manter a tubulação ou o tanque na temperatura desejada. Com isso, o produto é mantido na forma líquida, facilitando o transporte e evitando a cristalização.