Enchimento de cilindros a 150 bar ou 165 bar: qual especificação é a ideal para sua estação?

Dois padrões, um ponto de decisão

Ao especificar uma nova estação de enchimento de cilindros de oxigênio, a pressão de enchimento — 150 bar ou 165 bar — é uma das primeiras decisões a serem tomadas. Ela afeta as especificações do compressor, as especificações da válvula do cilindro, a pressão nominal do manifold e da mangueira, e o cronograma de testes do cilindro exigido pela sua autoridade de gases.

A maioria dos compradores já sabe qual norma se aplica aos seus cilindros antes de especificar o compressor. No entanto, recebemos regularmente consultas de operadores que estão expandindo a capacidade, convertendo de uma norma para outra ou instalando uma nova estação em um mercado onde não estão familiarizados com as normas locais para cilindros. Este artigo descreve as diferenças práticas entre as duas especificações e os fatores que determinam qual é a mais adequada para a sua operação.

A diferença física: densidade de enchimento

A diferença entre uma pressão de enchimento de 150 bar e 165 bar corresponde a um aumento de 10% na massa de gás armazenada por cilindro à mesma temperatura. Para um cilindro tipo T padrão com capacidade para 40 litros de água:

Para um operador de posto de abastecimento, a vantagem de 165 bar é clara: mais gás por cilindro, menos entregas para o mesmo volume vendido ou a capacidade de atender clientes que exigem uma pressão de trabalho superior a 150 bar em seus cilindros.

Compatibilidade de Cilindros: A Restrição Crítica

Não é possível encher um cilindro existente com classificação de 200 bar até 165 bar e considerá-lo em conformidade. A pressão de enchimento não deve exceder a pressão de enchimento de projeto do cilindro, que é determinada pela sua classificação de pressão de trabalho e pela norma nacional aplicável para cilindros.

Na maioria dos mercados, os cilindros de oxigênio industriais padrão do tipo T têm uma pressão de teste de 200 bar e uma pressão de trabalho (enchimento) de 150 bar. Para enchê-los a 165 bar, seria necessário:

• Cilindros com pressão de teste de 230 bar e pressão de trabalho de 165 bar, especificamente marcados para este serviço; ou
• Aplicação da taxa de enchimento da norma local para cilindros (por exemplo, se a norma permitir o enchimento até 5/6 da pressão de teste, um cilindro de teste de 200 bar pode ser enchido até aproximadamente 167 bar em algumas jurisdições).

⚠️ Antes de especificar um compressor de 165 bar, verifique com seu fornecedor de cilindros e com a autoridade de gás quais cilindros em sua frota atual são compatíveis com a pressão de enchimento de 165 bar. A instalação de um compressor de 165 bar em uma estação existente com cilindros de pressão de teste de 200 bar / pressão de trabalho de 150 bar cria um problema de conformidade e segurança.

Onde 150 bar é a especificação apropriada.

150 bar (15,0 MPa) é o padrão de enchimento de cilindros dominante em todo o mundo. Aplica-se em:

• Todas as operações de enchimento de cilindros de oxigênio medicinal (cilindros em conformidade com as normas ISO 10083 e EN 1089-3, com pressão nominal de teste de 200 bar / pressão de trabalho de 150 bar).
• Distribuição industrial padrão de oxigênio usando cilindros tipo T e equivalentes.
• Mercados onde a norma local para cilindros de gás especifica cilindros com pressão de teste de 200 bar como padrão.
• Estações onde a frota de cilindros existente é de 200 bar para teste / 150 bar para trabalho

Se você estiver instalando uma nova estação e não tiver certeza sobre os padrões locais para cilindros, 150 bar é a especificação padrão mais segura — ela é compatível com a mais ampla gama de cilindros disponíveis globalmente.

Onde 165 bar é a especificação apropriada.

A pressão de enchimento de 165 bar (16,5 MPa) é apropriada em um conjunto mais restrito de circunstâncias:

• Mercados onde cilindros de teste de 230 bar são padrão: Alguns mercados de gases industriais — particularmente para a distribuição de gases de soldagem em grande volume — padronizaram o uso de cilindros com pressão de teste de 230 bar, que suportam um enchimento de 165 bar.
• Operações em que o custo de transporte por Nm³ é um fator significativo: O conteúdo adicional de gás do 10% por cilindro entregue se traduz em 10% movimentações de cilindros a menos para o mesmo volume. Para distribuidores de alto volume com custos de transporte significativos, isso representa uma vantagem comercial considerável.
• Postos de abastecimento que precisam atender clientes com cilindros de alta pressão: Algumas aplicações subsequentes — particularmente nos mercados aeroespacial, de defesa e de gases industriais especializados — utilizam cilindros com classificação acima de 200 bar que aceitam pressões de enchimento mais elevadas.

Diferenças de compressor entre as variantes /150 e /165

Na nossa série ZW, as variantes /150 e /165 partilham a mesma estrutura mecânica, os mesmos diâmetros de cilindro para os três ou quatro primeiros estágios e a mesma configuração do motor de acionamento. As diferenças limitam-se a:

• Taxa de compressão do estágio final: ajustada para atingir 16,5 MPa em vez de 15,0 MPa, partindo da mesma pressão do penúltimo estágio.
• Especificação da válvula: classificação de pressão mais alta na válvula de descarga do estágio final.
• Ajuste da válvula de alívio de pressão: ajuste para 110% da pressão de saída de projeto (18,15 MPa para /165)
• Teste de alta pressão: teste hidrostático realizado a 1,5 × MAWP — a 24,75 MPa para /165 em comparação com 22,5 MPa para /150

A potência do motor necessária para /165 é ligeiramente superior à de uma máquina /150 equivalente com a mesma vazão — aproximadamente 8 a 12% a mais de potência para a mesma vazão de entrada — devido à maior taxa de compressão final. Isso deve ser levado em consideração no planejamento do fornecimento de energia elétrica caso você esteja convertendo uma estação /150 existente para /165.

Considerações operacionais para 165 postos de gasolina

Um posto de abastecimento de 165 bar impõe maiores exigências a todo o sistema:

• Classificações do coletor e da mangueira: Todas as tubulações de alta pressão, manifolds, válvulas e mangueiras de enchimento devem ser dimensionadas para uma pressão de trabalho de pelo menos 200 bar (de preferência com um fator de projeto de 1,4 ou superior em relação à pressão de enchimento).
• Compatibilidade da válvula do cilindro: Confirme se a válvula especificada para seus cilindros é compatível com uma pressão de enchimento de 165 bar — alguns modelos de válvulas para cilindros tipo T padrão são limitados a 200 bar com enchimento de 150 bar.
• Faixa de medição do manômetro: Os manômetros de painel devem indicar pelo menos 200 bar, com legibilidade adequada a 165 bar.
• Classificação do disco Burst: Os discos de segurança contra ruptura em sistemas de alta pressão devem ser selecionados para condições de serviço de 165 bar.

Nossa recomendação

Para a maioria dos novos postos de abastecimento, recomendamos especificar 150 bar, a menos que haja uma razão comercial ou regulamentar específica para usar 165 bar. As razões são práticas: cilindros de 150 bar estão disponíveis em todo o mundo, de uma gama mais ampla de fornecedores, o compressor e os componentes do posto são padronizados e o processo de regulamentação é mais simples na maioria dos mercados.

Se você estiver construindo um posto de gasolina para um mercado ou base de clientes que exija especificamente 165 bar, nós fornecemos essa configuração — e, caso um posto precise atender a ambos os padrões no futuro, oferecemos configurações de dupla pressão que permitem que a pressão final de enchimento seja definida na instalação.

Para discutir em detalhe as especificações da sua estação, Entre em contato com nossa equipe de engenharia.Para obter as especificações técnicas de ambas as variantes, visite nosso site. Página do compressor de enchimento de cilindros de oxigênio.