O aço — oprincipal componente

Porque é que a espessura de parede é 30% superior ao mínimo do setor

O material principal para virolas, fornalhas e placas tubulares é aço para equipamentos sob pressão, P355NL1 e P265GH segundo a EN 10028-2. Estes aços destinam-se a equipamento sob pressão: mantêm a ductilidade a baixas temperaturas, toleram a carga cíclica dos arranques e das paragens e não são propensos à fragilização na zona termicamente afetada pela soldadura.

A espessura de parede calculada que os códigos exigem é o mínimo com que a estrutura passa em resistência no estado novo. A exploração acrescenta aquilo que os códigos só em parte consideram: oxigénio na água de reposição, depósitos nas superfícies de aquecimento, ciclos térmicos diários. Acrescentamos 30% ao mínimo do setor e gastamos essa margem não em resistência, mas em vida útil.

Sobrespessura de corrosão

A redução de espessura não retira a caldeira da resistência de projeto ao fim de alguns anos de serviço.

Resistência à ciclagem

Uma parede mais espessa reage com maior suavidade às oscilações de temperatura durante arranques frequentes.

Menos deformação

Uma virola rígida respira menos ao aquecer e o revestimento mantém a geometria durante mais tempo.

Reparabilidade

Há metal para soldar um remendo ou uma tubuladura sem perder secção.

Onde uma caldeira precisa de aço resistente à fluência e o que é um cálculo à fluência

Nem todas as partes da estrutura trabalham nas mesmas condições. Os componentes do espaço da fornalha, as paredes de tubos e os apoios próximos da chama funcionam a temperaturas bastante mais elevadas do que uma parede arrefecida por água. O aço corrente para equipamentos sob pressão perde aí resistência sob aquecimento prolongado e deforma-se lentamente sob a sua própria carga.

Nesses componentes utilizamos os aços resistentes à fluência 13CrMo4-5 e X11CrMo5-1: a liga com crómio e molibdénio preserva a estrutura do aço às temperaturas de serviço durante dezenas de milhares de horas. É por isso que calculamos estes componentes não apenas à resistência, mas também à fluência — a acumulação de deformação sob carga permanente. O cálculo mostra se a peça manterá a geometria até ao fim da vida atribuída ou se passará a ser um consumível.

Isolamento térmico: como λ ≤ 0,04 W/(m·K) se traduz na sua fatura do gás

As perdas pelo revestimento não constam da chapa de características, mas notam-se no consumo anual de combustível: cada grau na superfície exterior é calor que foi para a central térmica em vez de ir para o fluido de trabalho. O sistema de isolamento é projetado para λ ≤ 0,04 W/(m·K) e é construído por camadas.

Lã de basalto

Painéis de alta densidade, e não rolos: a lã solta assenta e deixa uma faixa sem isolamento no topo da virola.

Ecrãs refletores

Devolvem à parede a componente radiante do fluxo de calor — sem eles, o calor atravessa o isolamento sob a forma de radiação.

Revestimento galvanizado

O aço galvanizado com camada de proteção mantém a forma e não enferruja com a condensação.

As juntas e as passagens de tubuladuras merecem atenção particular: é aí que se formam pontes térmicas. Projetamos o revestimento para ser desmontável, porque um isolamento que não se consegue desmontar sem danos deixa de trabalhar após a primeira reparação.

Revestimento da fornalha: betão refratário e chamote

A fornalha é a parte mais solicitada de uma caldeira: o material trabalha a temperaturas inatingíveis para o aço e recebe um choque térmico em cada arranque. Para revestir câmaras de combustão utilizamos betão refratário resistente ao calor até 1 600 °C — permite conformar geometrias complexas sem as construir a partir de peças individuais e, portanto, sem juntas desnecessárias.

Nas zonas mais exigentes, reforçamos o betão com tijolo de chamote: a reparação local da alvenaria custa menos do que voltar a betonar a câmara. O programa do primeiro aquecimento, com velocidade controlada de subida de temperatura, é fornecido com a caldeira — o desvio a esse programa durante a montagem continua a ser uma causa frequente de fissuração precoce.

Componentes: uma lista curta de fornecedores em vez do orçamento mais barato

O corpo da caldeira é construído por nós, enquanto o queimador, as bombas e o sistema de comando provêm de fabricantes especializados nesses equipamentos. Mantivemos deliberadamente curta a lista de marcas: quanto mais curta, melhor os nossos engenheiros conhecem o equipamento e mais previsível é o fornecimento de peças de reserva anos mais tarde.

Queimadores

Weishaupt, Riello, Oilon — para configurações a gás, a fuelóleo e bicombustível. O modelo é selecionado para o regime de funcionamento da instalação e não para a potência nominal.

Bombas

Grundfos e Wilo nos circuitos de circulação e de reposição. Selecionadas face à curva real do sistema, para que a bomba trabalhe no seu ponto de funcionamento.

Sistemas de comando

Siemens e Schneider, a par de alternativas regionais aprovadas pela nossa equipa de engenharia — dão independência nos prazos de entrega e no custo da assistência.

Os equipamentos principais são fornecidos com assistência autorizada: se algo falhar, não lida com um revendedor, mas com uma organização que tem acesso a peças originais. Se necessitar de um equivalente aprovado, ou de uma marca específica para acompanhar o parque instalado, construímos a especificação em torno dessa condição na fase de aprovação.

O que o departamento de qualidade verifica antes de uma chapa chegar à mesa de corte

Cada lote de material passa pelo controlo de receção do departamento de qualidade. Um defeito no metal que passe despercebido no armazém custa incomparavelmente menos do que o mesmo defeito no ensaio hidráulico de uma caldeira acabada ou nas suas instalações. O laboratório dispõe de um espetrómetro de faísca e de um durómetro, pelo que verificamos o material no dia em que chega.

• Cruzamento do certificado de qualidade com a marcação real do lote.
• Análise espetral da composição — confirmar o aço tal como é, e não como está estampado.
• Medição de dureza para avaliar o estado de fornecimento.
• Verificações dimensionais: espessura da chapa, desvios de planeza, estado dos bordos.
• Exame da superfície em busca de laminações, corrosão e danos de transporte.

Um lote que não passe na inspeção é devolvido ao fornecedor. Os resultados ficam associados à encomenda — na entrega, esses documentos estão disponíveis para os seus técnicos.

Existências para 90 dias de produção significam, na prática, a sua data de entrega

A causa mais frequente de incumprimento de prazos no fabrico de caldeiras não é a lentidão da produção, mas a falta de material: a fábrica espera por chapa da espessura certa ou por um queimador, e o cliente recebe uma carta com uma nova data. Mantemos existências para cerca de 90 dias do programa.

Chapa

1 200 toneladas de aço para equipamentos sob pressão nas espessuras correntes.

Tubo

8 500 metros para superfícies de aquecimento e tubagens.

Isolamento

320 m³ de painéis de basalto.

Refratário

180 toneladas para revestimentos de fornalha.

Elementos de fixação

65 toneladas de fixações — habitualmente o item que faz parar a montagem.

Queimadores

120 unidades — o item com o prazo de entrega mais longo.

As existências trabalham a seu favor duas vezes. No prazo: a produção começa pelo corte nos primeiros dias após a aprovação dos desenhos. No preço: comprar em grandes lotes com antecedência protege o preço acordado consigo das oscilações do mercado do aço. Se o material de que precisa não estiver em existência permanente, indicamos desde logo, na proposta, o prazo incluindo o aprovisionamento, em vez de adiar a data mais tarde.