Guia de Compra de Tanques de Armazenamento de Nitrogênio Líquido (LIN)

Um tanque de nitrogênio líquido é um recipiente com isolamento por vácuo que mantém LIN a temperatura criogênica para fornecimento de gás no local. Para comprar bem, dimensione-o ao consumo diário e à frequência de entregas, escolha a classe de pressão adequada ao processo e associe a ele um vaporizador corretamente dimensionado.

O nitrogênio líquido serve a congelação de alimentos, o tratamento de metais, a eletrônica, os laboratórios e a inertização em muitas unidades industriais. O tanque que instala determina o custo de entrega, a pressão de gás no ponto de utilização e a quantidade de produto que evapora entre entregas.

Este guia percorre a capacidade, a pressão, a associação ao vaporizador, os documentos a exigir e as duas vias de fornecimento que a KAF Cryogenics disponibiliza, para que possa especificar com confiança e pedir um orçamento rigoroso.

Para que serve um tanque de nitrogênio líquido?

Um tanque de nitrogênio líquido mantém o LIN em forma líquida a baixa temperatura e pressão moderada até ser retirado e vaporizado em gás. O recipiente tem parede dupla: um recipiente sob pressão interior contém o líquido e um invólucro exterior envolve um espaço com isolamento por vácuo que retarda a entrada de calor do ar ambiente.

Como o calor entra sempre lentamente, uma pequena quantidade de líquido transforma-se em gás ao longo do tempo. É a evaporação normal. Um vácuo em bom estado mantém essa taxa baixa, o que protege o produto que pagou e estabiliza a pressão dentro do tanque.

• O recipiente interior mantém o nitrogênio líquido a temperatura criogênica
• A camisa com isolamento por vácuo retarda a entrada de calor e limita a evaporação
• O circuito de formação de pressão mantém a pressão de fornecimento à medida que o líquido é consumido
• Os dispositivos de segurança protegem o recipiente contra sobrepressão
• A linha de saída alimenta um vaporizador que converte o líquido em gás

Como se dimensiona um tanque de nitrogênio líquido?

O dimensionamento parte da quantidade de nitrogênio que consome e da frequência com que pode ser entregue. Um tanque deve conter o suficiente para os dias entre entregas mais uma margem de segurança para os picos de demanda, de modo que a fábrica nunca fique sem produto e as carretas não sejam chamadas mais vezes do que o necessário.

Analise estes dados antes de fixar uma capacidade.

• Consumo médio diário nas suas unidades de trabalho
• Demanda diária de pico nos turnos de maior atividade
• Frequência de entrega que o seu fornecedor de gás consegue assegurar
• Dias de autonomia que pretende manter entre entregas, como reserva
• Condicionantes do local, como a área ocupada, o acesso do caminhão de entrega e as distâncias de segurança
• Margem para evaporação, para que o volume útil considere uma pequena perda diária

Um tanque maior reduz a frequência de entregas e o risco de ruptura, mas custa mais e ocupa mais espaço. Um tanque menor custa menos a instalar, mas exige entregas mais frequentes. A nossa equipe pode dimensionar um tanque para o seu padrão de demanda; para o método subjacente, consulte o nosso guia de dimensionamento de tanques de armazenamento.

De que classe de pressão precisa o seu processo?

A classe de pressão determina a pressão a que o gás sai do tanque e chega aos seus equipamentos. Um processo que exija maior pressão de fornecimento requer um recipiente de classe de pressão superior, o que também altera a forma como o tanque gerencia a evaporação e a formação de pressão entre utilizações.

Ajuste a classe à pressão que a sua aplicação realmente exige, em vez de optar por padrão pela mais alta disponível. Sobredimensionar a pressão acrescenta custo sem benefício, enquanto subdimensionar deixa os equipamentos sem alimentação suficiente nos fluxos de pico. Compartilhe a pressão de fornecimento necessária e o fluxo de pico com o fornecedor, para que a classe seja escolhida com base em dados.

Como associar um vaporizador ao tanque?

A maior parte do nitrogênio líquido é utilizada como gás, por isso o tanque alimenta um vaporizador atmosférico que aquece o líquido até ao estado gasoso usando o calor do ar circundante. O vaporizador tem de ser dimensionado para o fluxo de gás de pico e não apenas para a média, sob pena de o gás sair demasiado frio durante os consumos intensos.

• Dimensione o vaporizador para o fluxo de pico, com margem para tempo frio
• Considere o ciclo de funcionamento e o tempo de descongelação, já que os vaporizadores atmosféricos formam gelo e precisam de recuperar
• Utilize vaporizadores em paralelo quando o fluxo contínuo não pode ser interrompido para descongelação
• Confirme que a temperatura do gás à saída cumpre o requisito do seu processo

Em climas frios, os vaporizadores atmosféricos são habitualmente sobredimensionados, porque há menos calor disponível no ar. O nosso guia de dimensionamento de vaporizadores atmosféricos explica o cálculo em detalhe.

Deve comprar novo ou usado certificado?

A KAF Cryogenics fornece tanques de nitrogênio líquido por duas vias. As unidades novas são fabricadas de acordo com a sua especificação, o que se adequa a projetos com requisitos específicos e tempo para aguardar a fabricação. As unidades usadas certificadas são inspecionadas, submetidas a ensaios não destrutivos e a testes de vácuo e de pressão, e vendidas com dossiê documental e garantia escrita.

A diferença prática está muitas vezes no prazo de entrega. A fabricação nova demora habitualmente meses, ao passo que um tanque usado certificado em estoque pode ser expedido em semanas. Quando o cronograma do projeto é apertado, a via do usado certificado pode alterar a economia de toda a instalação.

• Novo: fabricado sob especificação, prazo mais longo, projeto atual
• Usado certificado: inspecionado, com ensaios não destrutivos e testes de vácuo e de pressão, garantia e dossiê documental, entrega de estoque em semanas
• Troca: a KAF compra equipamento usado e aceita troca em pedidos novos

Para uma comparação completa de custo e prazos, consulte o nosso guia sobre tanques criogênicos novos frente a usados.

Que documentos e certificações deve exigir?

Um equipamento sob pressão só é tão confiável quanto a sua documentação. Peça a documentação de certificação antes da compra, quer o tanque seja novo ou usado certificado, e confirme que o código corresponde ao mercado onde o tanque vai operar.

• PED 2014/68/EU para o mercado europeu, ou ASME Section VIII para mercados que exijam o código norte-americano
• Conformidade com a EN 13458, a norma para recipientes criogênicos fixos com isolamento por vácuo
• Registros de ensaios de impacto dos materiais, já que o serviço a baixa temperatura exige ensaios Charpy V-notch para evitar a fratura frágil
• Nas unidades usadas certificadas: relatório de inspeção, resultados dos ensaios não destrutivos, registros dos testes de vácuo e de pressão e a garantia escrita
• Documentação do dimensionamento e da pressão de abertura dos dispositivos de segurança

O código correto depende do mercado de destino e não do nível de qualidade. Um tanque certificado segundo a PED não tem qualidade inferior a um certificado segundo a ASME; servem regiões regulamentares diferentes.

Que taxa de evaporação é normal num tanque de LIN?

Os tanques criogênicos fixos modernos perdem aproximadamente entre 0,2 e 0,6 por cento do conteúdo por dia por evaporação estática, conforme a dimensão e o isolamento. Os tanques maiores apresentam, em geral, uma perda percentual inferior, por terem menos área de superfície em relação ao volume.

Se observar gelo ou condensação no invólucro exterior, uma taxa de evaporação a subir ou uma formação de pressão mais rápida do que o habitual, o isolamento por vácuo pode estar se degradando. Recomenda-se uma leitura de vácuo a cada 6 a 12 meses. O nosso guia da taxa de evaporação explica como distinguir um valor normal de um problema em desenvolvimento.

Como obter um preço rigoroso?

Não existe um preço de tabela fixo para um tanque de nitrogênio líquido, porque o custo depende da especificação. A capacidade, a classe de pressão, o material, o código de certificação, o isolamento e o fato de a unidade ser nova ou usada certificada influenciam todos o valor.

Para obter um orçamento rigoroso, compartilhe o seu consumo, a pressão de fornecimento necessária, o fluxo de pico, o mercado de destino e o prazo pretendido. Com esses dados, a KAF pode propor uma fabricação nova ou uma unidade usada certificada de estoque e apresentar preço em função das suas necessidades reais.

Perguntas frequentes

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