Tipos de juntas e requisitos de instalação de tubos de ferro dúctil K9

O tubo de ferro dúctil K9 é geralmente selecionado quando a tubulação precisa suportar pressão interna e, ao mesmo tempo, tolerar movimentações do solo, cargas de manuseio e impactos normais da construção. A classe de espessura da parede do tubo define a resistência mecânica, mas o desempenho em campo frequentemente depende tanto da junta. Uma junta bem escolhida deve vedar sob pressão de operação, permanecer estável durante o assentamento e permitir o grau de deflexão angular exigido pelo traçado sem sobrecarregar a bolsa ou a junta de vedação.

Tipos comuns de juntas utilizados com tubos de ferro dúctil K9

A configuração mais conhecida é a junta de encaixe com bolsa, às vezes chamada de junta do tipo Tyton no uso comercial geral. Ela utiliza uma junta de borracha assentada no interior da bolsa, e a ponta lisa é inserida após a lubrificação. Essa junta é amplamente utilizada em tubulações enterradas de água porque a instalação é relativamente rápida, a junta pode acomodar uma deflexão angular limitada e a vedação se torna mais firme quando a pressão interna atua sobre o perfil da junta. No entanto, esse comportamento de vedação pressupõe que a junta esteja corretamente assentada, que a profundidade de inserção tenha sido atingida e que a superfície da ponta lisa esteja limpa e livre de protuberâncias de revestimento ou danos por impacto.

Outro tipo é a junta mecânica, na qual um prensa-junta comprime a junta de vedação por meio de parafusos. Essa estrutura é útil quando se prefere uma montagem controlada, quando as conexões exigem aperto restringido ou quando pode ser necessária uma desmontagem posterior. As juntas mecânicas toleram menos variações no torque dos parafusos. Se um lado for apertado muito cedo, a junta pode se deslocar e criar um caminho de vazamento, mesmo quando o torque final parece aceitável.

As juntas flangeadas são utilizadas quando a linha se conecta a válvulas, medidores, bombas, passagens em paredes ou tubulações acima do solo. Um flange cria uma conexão rígida e proporciona um alinhamento preciso, mas não oferece a mesma flexibilidade que uma junta de encaixe em uma tubulação enterrada. Por esse motivo, as seções flangeadas em instalações enterradas normalmente exigem um controle cuidadoso do empuxo e suporte adequado. Recalques excessivos ou desalinhamentos podem transferir diretamente tensões de flexão para as faces dos flanges e os parafusos.

As juntas travadas são utilizadas quando a tubulação precisa resistir ao empuxo axial sem depender inteiramente de blocos de ancoragem de concreto. Isso geralmente se aplica a curvas, tês, reduções, trechos com declive acentuado, entradas em camisas ou condições instáveis de vala. Existem diferentes sistemas de travamento, incluindo segmentos de travamento, travas soldadas quando permitidas pela especificação e projetos especiais de bolsas. O detalhe da instalação é mais importante que o nome do produto: se o sistema de travamento for dimensionado para determinada deflexão e resistência ao arrancamento, a montagem em campo deve corresponder exatamente a essa condição.

Como a seleção da junta muda conforme as condições do local

Um trecho reto em solo estável pode exigir apenas juntas de encaixe padrão, com assentamento normal e blocos de ancoragem nas conexões. Esse mesmo tubo, em um traçado com mudanças frequentes de direção, pode ser difícil de montar se a deflexão angular disponível for consumida em muitas juntas consecutivas. Nesse caso, o layout pode exigir comprimentos de tubo menores, conexões fabricadas especificamente para essa finalidade ou seções com juntas travadas para evitar esforços excessivos na bolsa.

A agressividade do solo também é importante. Quando houver água subterrânea, teor de cloretos ou risco de correntes parasitas, o revestimento externo e o sistema de proteção devem ser avaliados em conjunto com a área da junta. A região da bolsa e da ponta lisa é frequentemente onde ocorrem danos ao revestimento durante o manuseio e a inserção. Um corpo de tubo que atende à especificação ainda pode se tornar um problema de manutenção se o revestimento da junta for raspado e deixado sem reparo antes do reaterro.

Em zonas de gerenciamento de pressão, os acessórios próximos influenciam a decisão sobre a junta. Um nó de controle que utiliza umaVálvula de Controle Hidráulico pode introduzir condições transitórias dependendo do comportamento de abertura e fechamento. Quando houver possibilidade de transientes de pressão, o travamento das juntas, o projeto de ancoragem e os limites de deflexão devem ser verificados como um único sistema, e não como componentes separados.

Pontos de instalação que afetam o desempenho da vedação

O fundo da vala deve ser moldado de modo que o corpo do tubo tenha suporte contínuo, enquanto a área da bolsa permaneça aliviada. Se a bolsa ficar apoiada sobre solo duro, a linha instalada poderá desenvolver cargas pontuais e tensões angulares antes mesmo de ser pressurizada. Um leito que parece nivelado quando visto de cima ainda pode conter uma pedra localizada sob o corpo do tubo, e esse único ponto de contato pode danificar o revestimento interno ou alterar o alinhamento.

Antes da montagem, o interior da bolsa e a extremidade da ponta lisa devem ser limpos. Areia, fragmentos soltos de revestimento, lascas de madeira das embalagens e pequenas pedras são causas frequentes de vazamentos imediatos. A junta deve ficar assentada uniformemente em seu alojamento, sem torções. Uma junta torcida pode permitir a inserção, mas pode se enrolar sob compressão e deixar parte do lábio de vedação sem carga.

O lubrificante deve ser compatível com o composto de borracha e aplicado somente onde for necessário. Lubrificante insuficiente pode arrastar a junta para fora de sua posição. A aplicação excessiva e indiscriminada pode prender detritos ou dificultar a verificação de eventual deslocamento da junta. Substitutos à base de petróleo às vezes são utilizados em campo quando o lubrificante adequado não está disponível; isso pode ser um erro grave se o elastômero não for resistente a esse produto.

A inserção não consiste simplesmente em empurrar até que a resistência aumente. A marca de inserção da ponta lisa existe por uma razão. Se o tubo parar antes do ponto correto, a junta ainda poderá parecer engatada, mas a faixa de compressão da vedação estará incorreta. Se a inserção ultrapassar a posição prevista em uma montagem forçada, a deflexão disponível poderá ser reduzida e a bolsa poderá sofrer sobrecarga. Em diâmetros maiores, geralmente são necessárias ferramentas de alinhamento ou lingas para que a ponta lisa entre concentricamente, em vez de raspar a junta por um dos lados.

Deflexão angular e controle do empuxo

Toda junta de encaixe possui uma faixa de deflexão permitida, e esse valor deve ser tratado como um limite de instalação, não como uma meta para cada junta da linha. É prática comum defletir a junta após a inserção completa, mas o ângulo deve permanecer dentro da tolerância especificada para o diâmetro e o projeto da junta. Uma deflexão excessiva pode não causar vazamento durante o primeiro teste hidrostático, mas pode reduzir a vida útil da junta ou aumentar a possibilidade de arrancamento quando ocorrerem transientes de pressão.

As mudanças de direção geram empuxo axial. Em curvas, tês, extremidades cegas e flanges cegos, a tubulação precisa de um método de travamento definido. Os blocos de ancoragem de concreto são tradicionais, mas dependem das condições de capacidade de suporte do solo e de uma área de apoio correta contra as paredes não perturbadas da vala. Em terrenos moles, úmidos ou recentemente reaterrados, um bloco de ancoragem que parece substancial ainda pode se mover. As juntas travadas reduzem a dependência do bloco, mas não eliminam a necessidade de verificar todo o caminho de transmissão do empuxo.

Questões de manuseio, armazenamento e transporte que se manifestam posteriormente

Os problemas nas juntas frequentemente começam antes da escavação. Tubos empilhados sobre madeiras irregulares podem sofrer uma leve ovalização na bolsa se forem armazenados de forma inadequada. O içamento com correntes sem proteção pode marcar a extremidade da ponta lisa. Juntas expostas por longos períodos à luz solar, contaminadas por óleo ou armazenadas junto com materiais incompatíveis podem envelhecer antes da instalação. Nenhum desses problemas pode ser evidente depois que a linha estiver na vala, razão pela qual a inspeção de recebimento deve se concentrar na circularidade da bolsa, nas condições da borda do revestimento de argamassa de cimento, na continuidade do revestimento e nas condições da junta, e não apenas na contagem das quantidades.

Durante o descarregamento, impactos na bolsa são especialmente prejudiciais. Uma pequena lasca ou deformação na entrada da bolsa pode não impedir a montagem, mas pode afetar o assentamento da junta ou criar um ponto de início de trinca no revestimento e no revestimento interno. Os reparos devem seguir o procedimento aplicável ao material e ser concluídos antes que o tubo seja baixado para a vala.

Erros frequentes de avaliação na instalação em campo

• Supor que qualquer anel de borracha que se encaixe fisicamente seja aceitável, mesmo quando o perfil ou a dureza não correspondem ao projeto da junta.
• Usar a força de inserção como prova de montagem correta, em vez de confirmar o posicionamento da junta e a profundidade de inserção.
• Considerar a deflexão máxima da junta indicada em um catálogo e aplicá-la em mudanças acentuadas de declive sem levar em conta o erro acumulado de alinhamento.
• Realizar o reaterro pesado de um lado antes que a linha esteja devidamente alinhada, o que pode bloquear tensões na junta.
• Realizar o teste hidrostático muito cedo, antes que os suportes de concreto ou os blocos de ancoragem tenham desenvolvido a condição considerada no projeto.

Quando o tubo de ferro dúctil K9 for especificado, a junta deve ser tratada simultaneamente como parte do sistema de pressão, do sistema estrutural e da sequência de instalação. A maioria dos problemas de vazamento não é causada pela classe do tubo em si, mas por pequenos desvios na bolsa, na junta, no alinhamento ou na etapa de travamento, que permanecem ocultos até o teste de pressão ou o início da operação.