David Gailey

Os reguladores de gás comprimido, quando não funcionam de forma ideal, podem levar a muitas situações perigosas, tais como o vazamento de gases tóxicos, pirofóricos ou asfixiantes para a atmosfera, ou até mesmo o risco de explosões ou incêndio. Como tal, os reguladores são dispositivos que devem ser usados somente por pessoas experientes e conscientes dos perigos inerentes.

Os reguladores são continuamente expostos a altas tensões devido às pressões dos cilindros.  Além disso, os materiais de construção são atacados internamente tanto por gases moderada como severamente corrosivos. Ambientes corrosivos externos podem causar ferrugem nos manômetros e molas, descoloração dos acessórios e pode manchar severamente a aparência de um produto fabricado de maneira brilhante. Por quanto tempo um regulador deve funcionar corretamente sob condições severas? Com que freqüência os reguladores devem ser testados e/ou recondicionados?  Quais testes devem ser incluídos nos gráficos de manutenção preventiva?  Estas são perguntas que os fabricantes são constantemente feitas pelos consumidores com relação à expectativa de vida útil dos reguladores de gás comprimido.  Infelizmente, as respostas são variadas e um tanto complicadas.

Considere o cliente "A".  Este cliente usa um cilindro de argônio a cada seis meses, pressurizando o regulador uma vez por semana dentro de uma sala limpa onde a temperatura, umidade e outros fatores ambientais são controlados.  Este regulador pode durar 25 anos ou mais sem necessidade de reforma ou substituição de quaisquer componentes principais.  De fato, Harris freqüentemente ouve de clientes que usam o mesmo regulador Harris desde os anos 40, sem problemas, porém, estes são casos extremos.  Contraste isso com o cliente "B" que usa um regulador de oxigênio várias horas por dia em uma plataforma petrolífera na costa do Golfo do Mississippi.  Devido ao ar salgado e ao ambiente agressivo dentro e ao redor de uma oilrig, este regulador pode precisar de uma grande reforma ou substituição em apenas três meses.  Como as aplicações para reguladores de gás comprimido são tão variadas, a expectativa de vida é variada e proporcional ao serviço de gás e ao ambiente em que o dispositivo é utilizado.

Fatores que afetam a vida útil do regulador

Serviço de gás.  Conheça as propriedades do gás sendo regulado e contate um fabricante ou distribuidor de gás para ajuda na seleção correta de reguladores para gases específicos.   Os reguladores de argônio, hélio e nitrogênio (CGA 580), sob um determinado conjunto de condições, terão uma vida útil mais longa do que os reguladores usados para cloreto de hidrogênio e sulfeto de hidrogênio (CGA 330) simplesmente porque o serviço de gás é mais severo (corrosivo).

Alguns gases não corrosivos podem ser reativos em certos ambientes.  Por exemplo, o dióxido de carbono pode reagir com umidade ou condensação dentro de um regulador para formar ácido carbônico. Este é um ácido relativamente fraco, mas pode atacar certos componentes elastoméricos com o tempo e reduzir a vida útil de um regulador de CO2.  Para assegurar que o serviço de gás não afetará adversamente a vida útil esperada de um regulador, contate o fabricante para discutir a aplicação, bem como os materiais metálicos e não metálicos de construção do regulador.

Ambiente de serviço.  Muitas aplicações exigem que os reguladores funcionem no exterior; expostos à chuva, neve, gelo e alta umidade/salinidade.  Estas são condições que podem reduzir a vida útil dos componentes dos reguladores.  Uma porcentagem significativa dos calibradores tem caixas de aço, que enferrujam se expostos à chuva, neve ou gelo.  A maioria das molas de ajuste de pressão também são feitas de aço que, mesmo estando dentro do regulador, irão corroer com o tempo em um ambiente úmido.  O aço e as ligas à base de cobre (latão) estão geralmente em contato entre si dentro e fora do regulador.  Mesmo que um ou ambos os componentes possam ser pintados ou galvanizados, a corrosão eletroquímica (galvânica) não pode ser ignorada.  A corrosão de peças e/ou falha de componentes pode ser acelerada em ambientes agressivos. Tanto os fabricantes quanto os usuários que operam reguladores em uma aplicação de serviço crítica, devem considerar estas questões ao recomendar ou comprar reguladores de pressão.

Elastômeros.   Muitos reguladores industriais têm componentes elastoméricos como diafragmas de neoprene reforçado, selos de viton ou assentos, o-rings de nitrilo, etc.  Os elastômeros podem ser muito sensíveis a mudanças extremas de temperatura e aos elementos.  Durante um período de tempo (normalmente anos), estes materiais tendem a se tornar quebradiços e/ou rachados.  Esta degradação pode resultar em alguma forma de vazamento do regulador.

Modos típicos de falha

A falha de componentes internos geralmente resulta em vazamento do gás regulamentado para a atmosfera.  Não há indicações externas de que a falha de um componente principal está prestes a ocorrer.  Nos reguladores, geralmente há duas áreas de preocupação.  A primeira é o vazamento de gás para a atmosfera a partir das portas externas ou do diafragma. O vazamento das portas é raro, a menos que as conexões ou bitolas de fábrica tenham sido alteradas ou que os ajustes de torque estejam abaixo do recomendado.  O vazamento também pode ocorrer se as roscas das portas tiverem sido danificadas devido à mudança de conexões.

Os diafragmas são componentes flexíveis e dinâmicos que se movem axialmente à medida que os fluxos de gás e as pressões flutuam através do regulador.  Quando um diafragma é pressurizado e depois relaxado, isso constitui uma (1) seqüência ou ciclo.  De acordo com o Panfleto da Associação de Gás Comprimido E-4, os diafragmas devem ter uma vida útil mínima de 25.000 ciclos se forem feitos de um elastômero e 10.000 ciclos se forem feitos de um material metálico (geralmente aço inoxidável). O vazamento do diafragma pode ocorrer se este tiver excedido sua vida útil normal.  Este é geralmente um problema maior para os diafragmas metálicos do que para os diafragmas elastoméricos.  A flexão excessiva do diafragma metálico pode causar uma fenda radial, que permite a fuga de gás para a atmosfera através do orifício de ventilação no castelo.

O segundo e talvez o tipo mais comum de falha do regulador é o vazamento interno, às vezes chamado de rastejamento ou rastejamento.  Isto pode ocorrer quando a sede fica danificada ou deslocada devido a uma partícula estranha, como um chip metálico ou outro material.  Quando a sede não pode fechar completamente, a pressão de entrega não será mantida e a pressão do regulador não poderá alcançar um estado de equilíbrio.  A pressão a jusante ou de entrega continuará a subir até que o mecanismo de alívio de segurança no regulador seja ativado (geralmente uma válvula de alívio ou um furo de ruptura do diafragma). A verificação deste tipo de falha é relativamente fácil se o dispositivo tiver um manômetro que leia a pressão regulada.  A pressão do manômetro começará a subir acima do ponto de ajuste e continuará para cima.  Isto cria uma condição potencialmente perigosa onde qualquer equipamento a jusante estaria sujeito a pressões além do limite nominal.  Os reguladores devem ser verificados visualmente para este tipo de falha com freqüência.

Vida útil longa do regulador começa com uma boa manutenção

Para evitar paradas inesperadas e para aumentar a segurança na área de trabalho, nada pode ser mais importante do que um cronograma de manutenção de rotina do regulador.  Isto assegurará que o desempenho do dispositivo esteja sendo verificado em intervalos regulares onde os problemas possam ser facilmente resolvidos.

Todos os reguladores de gás comprimido devem, no mínimo, ser verificados regularmente quanto a vazamento externo e vazamento interno (rastejamento ou rastejamento).  Além disso, o dispositivo deve ser removido de serviço pelo menos a cada cinco anos (mais freqüentemente em alguns casos) e devolvido ao fabricante, ou a um agente competente do fabricante, para ser inspecionado e/ou recondicionado conforme necessário. Os reguladores também devem ser etiquetados ou rotulados para identificar a última data da inspeção. Os usuários devem consultar o fabricante para procedimentos específicos sobre como verificar vazamentos externos e internos, bem como a freqüência recomendada para os testes.

Em resumo, os reguladores de gás comprimido não têm um tempo de vida útil infinito.  Como alguns reguladores estão em serviço severo e outros não, é difícil dizer como e/ou quando um dispositivo alcançará o fim de sua vida útil.  Algumas empresas publicam diretrizes em sua literatura, que tenta definir o que esperar em termos de vida útil.  Os usuários devem aderir a essas diretrizes para proteger seus equipamentos e a si mesmos contra os perigos que as falhas dos reguladores podem produzir.

David Gailey é o gerente de Produtos Especiais do The Harris Products Group, A Lincoln Electric Co. Ele está com a Harris há 27 anos e atuou como ex-presidente do Comitê de Aparelhos de Gás Industrial da CGA.