Taxa de evaporação de um tanque criogênico explicada (valores normais)

A taxa de evaporação de um tanque criogênico é a fração do líquido armazenado que evapora por dia à medida que o calor entra no recipiente. Nos tanques criogênicos estacionários modernos, a taxa de evaporação estática normal fica em torno de 0,2 a 0,6 por cento do conteúdo por dia, conforme o tamanho e o isolamento.

Este guia define a evaporação, explica o que a determina, indica a faixa normal que pode citar e mostra como distinguir um tanque saudável de outro com uma falha em desenvolvimento. Foi escrito para operadores e compradores que querem avaliar um tanque pelos seus números.

Os valores aqui apresentados são valores gerais da indústria. A KAF verifica o vácuo e a pressão em todas as unidades de segunda mão certificadas, por isso um tanque que compre chega com o desempenho do isolamento verificado e não presumido.

O que é a evaporação num tanque criogênico?

A evaporação, também chamada de gás de evaporação ou BOG, é o vapor produzido quando uma pequena quantidade do líquido criogênico armazenado passa ao estado gasoso. Acontece porque nenhum isolamento é perfeito, por isso chega sempre algum calor ao líquido, e esse calor converte parte dele em gás.

O gás evaporado se acumula no topo do tanque e vai aumentando gradualmente a pressão. Este comportamento é normal e esperado, e o tanque foi projetado para gerenciá-lo. A evaporação só se torna preocupante quando a taxa sobe acima da faixa normal do tanque, o que aponta para uma perda de desempenho do isolamento.

Qual é a taxa de evaporação normal?

Nos tanques criogênicos estacionários modernos, a taxa de evaporação estática normal fica em torno de 0,2 a 0,6 por cento do conteúdo por dia, conforme o tamanho do tanque e a qualidade do isolamento. Os tanques maiores tendem para o extremo inferior dessa faixa porque têm menos área de superfície em relação ao seu volume.

• Tanques maiores: perda percentual diária mais baixa, junto ao extremo de 0,2 por cento.
• Tanques menores: perda percentual diária mais elevada, junto ao extremo de 0,6 por cento.
• A taxa estática pressupõe que o tanque mantém líquido sem extração ativa.

Este é o número a ter presente ao avaliar um tanque. Se uma unidade estiver perdendo muito mais do que a sua taxa diária esperada, é provável que o isolamento ou o vácuo estejam se degradando.

O que determina a taxa de evaporação?

A evaporação é determinada pela quantidade de calor que chega ao líquido. Vários fatores a definem, e compreendê-los ajuda a interpretar uma taxa em vez de apenas lê-la.

• Qualidade do vácuo: o vácuo entre os envoltórios é a principal barreira ao calor; um vácuo em enfraquecimento aumenta a evaporação.
• Isolamento: o isolamento multicamada na camisa reduz a transferência de calor por radiação.
• Dimensão do tanque: os tanques maiores têm menos área de superfície por unidade de volume, por isso perdem uma porcentagem menor por dia.
• Temperatura ambiente: um ambiente mais quente empurra mais calor para dentro do tanque.
• Nível de enchimento: um tanque mais cheio altera a relação entre líquido e vapor e afeta a perda observada.

De todos estes, a qualidade do vácuo é o fator que se altera ao longo da vida de um tanque e que vale a pena monitorar, porque uma quebra lenta do vácuo se manifesta primeiro como um aumento da evaporação.

Como distinguir a evaporação normal de um problema?

A chave está na comparação com a referência do próprio tanque e com a faixa normal. Um tanque que sempre perdeu uma quantidade estável por dia e continua a fazê-lo está saudável; um tanque cuja perda diária aumenta subitamente não está.

• Entre cerca de 0,2 e 0,6 por cento por dia e estável: normal num tanque estacionário moderno.
• Perdendo subitamente muito mais do que a referência estabelecida: investigue o vácuo e o isolamento.
• Evaporação subindo com gelo ou condensação no envoltório exterior: forte indício de perda de vácuo.
• Subida de pressão mais rápida a par de maior perda: coerente com um isolamento em degradação.

O gelo ou a condensação no envoltório exterior, o aumento da evaporação e a subida de pressão mais rápida são os sintomas verificados de perda de vácuo, e costumam surgir em conjunto.

Que relação existe entre a evaporação e o tempo de retenção?

O tempo de retenção é o período durante o qual um tanque pode permanecer fechado antes de a pressão subir o suficiente para descarregar. A evaporação e o tempo de retenção são duas leituras da mesma física: quanto mais lenta a evaporação, mais tempo o tanque aguenta antes de precisar descarregar ou de ser utilizado.

• Menos evaporação significa maior tempo de retenção e menos produto perdido em descargas.
• Um tanque parado depende de um bom isolamento para evitar perdas por descarga.
• Níveis de enchimento mais altos e classes de pressão mais elevadas afetam ambos o tempo que um tanque aguenta.

Em operações onde os tanques ficam por vezes parados entre utilizações, uma taxa de evaporação baixa e estável protege diretamente tanto o produto como o custo.

Como medir e acompanhar a evaporação?

A evaporação se acompanha monitorando o nível e a pressão do tanque ao longo do tempo em condições conhecidas. Um registro simples transforma a vaga sensação de que um tanque não está bem numa tendência clara sobre a qual pode atuar.

• Registre diariamente o nível de líquido em condições estáticas, sem extração, sempre que possível.
• Anote o comportamento da pressão e qualquer gelo ou condensação no envoltório exterior.
• Faça uma leitura de vácuo a cada 6 a 12 meses para que uma quebra lenta seja detectada antes de custar produto.
• Compare a tendência com a faixa normal de 0,2 a 0,6 por cento por dia.

Acompanhar estes elementos em conjunto torna simples separar um tanque normal de outro em que a evaporação está subindo por perda de vácuo.

Como ajuda a KAF no desempenho da evaporação?

O desempenho quanto à evaporação depende do vácuo e do isolamento, que é precisamente o que a KAF verifica no seu equipamento. Todas as unidades de segunda mão certificadas são inspecionadas, ensaiadas por métodos não destrutivos e submetidas a ensaio de vácuo e de pressão antes da venda, e são expedidas com dossiê documental e garantia escrita, por isso o desempenho do isolamento é verificado e não presumido.

A KAF fornece tanques de armazenamento novos, construídos segundo especificação, e como unidades de segunda mão certificadas, com estoque usado certificado capaz de ser expedido em semanas, enquanto a fabricação nova demora normalmente meses. Se o seu tanque estiver perdendo mais do que a sua taxa normal, ou se pretender uma unidade com vácuo verificado, a KAF pode aconselhar sobre ensaios, nova evacuação e fornecimento.

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