Tipos de tubulações industriais para uma usina termelétrica a vapor

A construção e a operação de usinas termelétricas a carvão ou a vapor envolvem diversos processos. Tubo de metallinhas, cada uma selecionada com base no ambiente de trabalho e nos requisitos funcionais. Abaixo, segue uma introdução detalhada às tubulações metálicas necessárias para cada sistema:
1. Tubulações do Sistema de Caldeiras
Materiais:Cromo-molibdênio Liga de aço (ex.: ASTM A335 P11/P22/P91/P92), aço inoxidável austenítico (ex.: TP304H, TP347H).
Aplicações:Seções de alta temperatura e alta pressão, como fornos de caldeiras, superaquecedores e reaquecedores, utilizam aço cromo-molibdênio, que contém cromo (resistente à oxidação em altas temperaturas) e molibdênio (que aumenta a resistência), adequado para temperaturas de vapor superiores a 600 °C. Em zonas de temperatura ainda mais elevada, utiliza-se aço inoxidável austenítico, como as ligas Super304H e HR3C, que suportam temperaturas acima de 650 °C.
2. Tubulações principais de vapor e de vapor de reaquecimento
Materiais:Aço martensítico resistente ao calor (ex.: P91/P92, T91/T92), alguns utilizando ligas à base de níquel (ex.: Inconel 617).
Aplicações:Transporte de vapor em alta temperatura e alta pressão para turbinas. O aço P91/P92, com alto teor de cromo (9–12%), molibdênio e vanádio, apresenta excelente resistência à fluência e é adequado para condições de vapor de até 625 °C e 30 MPa.
3. Tubulações do Sistema de Condensado e Água de Alimentação
Materiais:Aço de baixo carbono (ASTM A106 Gr.B, com revestimentos anticorrosivos), aço inoxidável austenítico (304/316L).
Aplicações:Transporta água a baixa temperatura e baixa pressão da saída do condensador para o desaerador. O aço inoxidável é utilizado em áreas sensíveis à corrosão (por exemplo, sistemas de refrigeração com água do mar), enquanto o aço carbono requer revestimento epóxi ou galvanização para proteção contra corrosão.
4. Tubulações do Sistema de Tratamento de Gases de Combustão
Materiais:Aço inoxidável duplex (2205, 2507), ligas à base de níquel (C-276), aço carbono revestido com borracha/fibra de vidro.
Aplicações:Tubulações de entrada e saída de torres de absorção em sistemas de dessulfurização de gases de combustão úmidos (FGD). O aço inoxidável duplex resiste à corrosão sob tensão induzida por cloretos, ligas à base de níquel são utilizadas em ambientes altamente ácidos e tubulações revestidas oferecem resistência à corrosão com boa relação custo-benefício.
5. Oleodutos para transporte de combustível
Materiais:Tubos de ferro fundido com alto teor de cromo (Cr26) resistentes ao desgaste, e tubos de aço carbono revestidos com cerâmica ou carboneto de silício.
Aplicações:Oleodutos para transporte de partículas de carvão exigem resistência ao desgaste abrasivo. Revestimentos cerâmicos prolongam a vida útil dos oleodutos, especialmente em curvas e junções.
6. Tubulações do Sistema de Água de Refrigeração
Materiais:Ligas de cobre-níquel (90/10, 70/30), aço galvanizado, aço inoxidável 316L.
Aplicações:Tubulações de água de resfriamento do condensador. Ligas de cobre-níquel resistem à corrosão da água do mar, aço galvanizado é usado em sistemas de água doce e aço inoxidável é empregado em ambientes com alto teor de cloreto.
7. Tubulações do Sistema Auxiliar
Sistemas de ar comprimido/lubrificação:Aço carbono (ASTM A53) ou aço inoxidável 304.
Sistemas de injeção de amônia (desnitrificação SCR):Aço inoxidável 316L (resistente à corrosão por amônia).
Fatores-chave na seleção de materiais
Temperatura e pressão:Ambientes de alta temperatura e alta pressão exigem ligas resistentes ao calor, enquanto condições de baixa temperatura priorizam a tenacidade.
Meios corrosivos:Os gases de combustão ácidos exigem materiais de alta liga; ambientes com água do mar requerem aço inoxidável duplex ou de cobre-níquel.
Relação custo-benefício:Os dutos revestidos oferecem uma boa relação custo-benefício em ambientes corrosivos, enquanto os aços de alta liga são utilizados em seções críticas.
Exemplos de graus de materiais
Aço P91:9Cr-1Mo-V-Nb, usado em tubulações principais de vapor.
TP347H:18Cr-11Ni-Nb, usado em superaquecedores de caldeiras.
Inconel 625:Ni-Cr-Mo, utilizado em ambientes de corrosão extrema.

A seleção de materiais para usinas termelétricas a carvão exige o equilíbrio entre desempenho, custo e manutenção. Com o avanço da tecnologia ultra-supercrítica, as aplicações futuras poderão utilizar cada vez mais novas ligas resistentes ao calor (por exemplo, aço G115) para melhorar a eficiência.