Tempo de retenção e NER: quanto tempo dura o líquido criogénico
O que significam o NER e o tempo de retenção, o que os afeta e a evaporação estática típica de 0,2 a 0,6 por cento ao dia em tanques criogénicos fixos.
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O tempo de retenção é o período durante o qual um tanque criogénico guarda líquido antes de a pressão ou a perda obrigarem a ventilar, e o NER, a taxa normal de evaporação, é a percentagem diária de líquido que evapora por entrada de calor. Em tanques criogénicos fixos modernos, a evaporação estática ronda 0,2 a 0,6 por cento ao dia.
Estes dois valores indicam ao comprador quanto produto armazenado o tanque conserva ao longo do tempo e com que rapidez se aproxima da condição de ventilação se ficar sem utilização. São determinados pela qualidade do vácuo, pelo isolamento, pelo nível de enchimento e pela temperatura ambiente, e estão entre os indicadores mais claros de um recipiente criogénico saudável.
Este guia define o tempo de retenção e o NER, explica o que os condiciona, apresenta os valores típicos com que pode planear e mostra como distinguir uma perda normal de uma avaria em desenvolvimento.
O que é a taxa normal de evaporação (NER) de um tanque criogénico?
A taxa normal de evaporação, escrita muitas vezes NER e por vezes chamada taxa de evaporação estática, é a percentagem do conteúdo de um tanque que evapora por dia enquanto o tanque permanece fechado e sem consumo. Existe porque nenhum isolamento é perfeito, pelo que uma pequena quantidade de calor chega continuamente ao líquido e transforma uma fração dele em gás. O NER é medido com o tanque estático, ou seja, sem retirada de produto.
Em tanques criogénicos fixos modernos, a evaporação estática situa-se aproximadamente entre 0,2 e 0,6 por cento ao dia, consoante a dimensão e o isolamento. Um tanque maior e bem isolado fica perto do limite inferior e um tanque mais pequeno perto do limite superior, porque um tanque pequeno tem mais área de superfície em relação ao volume que contém.
O que é o tempo de retenção e em que difere do NER?
O tempo de retenção é o período durante o qual um tanque pode conservar líquido sem qualquer consumo antes de a subida da pressão atingir o ponto de abertura da válvula de segurança e o tanque começar a ventilar. O NER é uma taxa, uma percentagem por dia. O tempo de retenção é uma duração, o número de dias até começar a ventilação. Estão ligados, porque a mesma entrada de calor que gera o NER também acumula a pressão que põe fim ao tempo de retenção.
- O NER é a percentagem diária de líquido perdida por evaporação em estado estático
- O tempo de retenção é o número de dias até a pressão obrigar a ventilar
- Um NER baixo e uma margem ampla até à MAWP prolongam ambos o tempo de retenção
- Ambos pressupõem que não está a ser retirado produto do tanque
O tempo de retenção depende não só da taxa de evaporação, mas também da margem de pressão disponível abaixo da pressão máxima admissível de serviço. Um tanque com maior margem consegue absorver a evaporação sob a forma de pressão durante mais tempo antes de ter de ventilar.
O que afeta a taxa de evaporação e o tempo de retenção?
Predominam quatro fatores. Em conjunto, explicam por que razão dois tanques com a mesma dimensão nominal conservam o líquido de forma diferente.
- A qualidade do vácuo, ou seja, o estado do vácuo na camisa de isolamento, que é o fator isolado mais importante
- O isolamento, isto é, o tipo e a integridade do material entre os recipientes interior e exterior
- O nível de enchimento, já que um tanque mais cheio apresenta em geral uma perda percentual inferior à de um quase vazio
- A temperatura ambiente, porque um ambiente mais quente introduz mais calor no líquido
Destes, a qualidade do vácuo é o que mais pesa. É o vácuo na camisa que trava a transferência de calor. À medida que se degrada, mais calor chega ao líquido, o NER sobe e o tempo de retenção diminui. Por isso o vácuo deve ser verificado periodicamente e por isso uma evaporação crescente é tratada como sinal de alerta.
Que valor de evaporação normal posso usar para planear?
Para planeamento, utilize o intervalo aproximado de 0,2 a 0,6 por cento ao dia em tanques criogénicos fixos modernos. Um tanque fixo grande e bem isolado, num clima moderado, tende a situar-se perto do limite inferior. Um tanque fixo mais pequeno, ou instalado num clima quente, tende para o limite superior. Os tanques de transporte e os recipientes muito pequenos podem divergir, por isso trate este valor como o intervalo do armazenamento fixo.
Este valor permite estimar a perda de existências ao longo de um ciclo de entrega. Se o tanque for reabastecido com frequência, uma fração de ponto percentual por dia é pouco relevante. Se ficar muitos dias entre consumos, a mesma taxa acumula uma parcela significativa do conteúdo, razão pela qual as instalações de baixo consumo devem considerá-la no dimensionamento.
Como é que o nível de enchimento altera a perda percentual?
A evaporação é provocada pelo calor que chega ao líquido, e essa carga térmica é praticamente constante, independentemente de quão cheio está o tanque. Quando o tanque está cheio, essa perda constante representa uma pequena percentagem de uma grande quantidade. Quando está quase vazio, a mesma perda representa uma percentagem maior de uma quantidade pequena. Assim, o NER percentual tende a parecer mais elevado à medida que o tanque esvazia, ainda que a quantidade absoluta evaporada não tenha mudado muito.
Vale a pena recordar isto ao comparar leituras. Uma percentagem de evaporação obtida num tanque quase vazio não é diretamente comparável com outra obtida num tanque cheio.
Como distingo uma taxa de evaporação normal de um problema?
Uma evaporação estável dentro do intervalo esperado, com o corpo exterior frio ao toque e sem gelo visível, é normal. Uma avaria em desenvolvimento manifesta-se habitualmente através de uma alteração ao longo do tempo e não numa leitura isolada. Os sinais mais claros são uma evaporação crescente, um tempo de retenção que continua a encurtar e sintomas físicos no recipiente exterior.
- Gelo ou condensação no corpo exterior, o que aponta para perda de vácuo na camisa
- Uma taxa de evaporação que sobe acima do intervalo normal em verificações sucessivas
- Pressão a subir mais depressa do que antes e ventilações mais frequentes
- Tempo de retenção inferior ao que o tanque alcançava anteriormente
Estes são os mesmos sintomas que indicam perda de vácuo. Se os observar, o vácuo da camisa de isolamento é a primeira coisa a verificar. O nosso guia sobre a perda de vácuo num tanque criogénico explica como a detetar e confirmar.
Com que frequência deve o vácuo ser verificado para proteger o tempo de retenção?
Uma vez que a qualidade do vácuo é o maior fator isolado do NER e do tempo de retenção, deve ser monitorizada de forma programada. Uma leitura de vácuo a cada 6 a 12 meses é um intervalo razoável para um tanque fixo em serviço normal. Detetar cedo uma degradação lenta do vácuo evita a subida progressiva da evaporação e a perda de tempo de retenção que se seguem a uma camisa negligenciada.
As verificações de rotina da válvula de segurança e dos manómetros pertencem ao mesmo ritmo de manutenção. Cumprir estes intervalos é a forma prática de manter o NER próximo do valor inicial e preservar o tempo de retenção para que dimensionou o tanque.
Como verifica a KAF o tempo de retenção nos tanques que fornece?
O tempo de retenção e a evaporação dependem da integridade do vácuo, que é precisamente o que a KAF Cryogenics ensaia no equipamento que vende. Os tanques novos são construídos de acordo com a especificação, com o isolamento e o vácuo verificados. Os tanques em segunda mão certificados são inspecionados, submetidos a ensaios não destrutivos e a ensaios de vácuo e de pressão, e vendidos com um dossiê documental e uma garantia escrita, pelo que o comprador vê a prova de que o vácuo e o isolamento cumprem.
Como um tanque usado certificado tem a integridade do vácuo documentada e pode ser expedido de stock em semanas em vez dos meses típicos do fabrico novo, o comprador consegue obter um tanque com características de retenção comprovadas sem um prazo de entrega longo. A KAF também compra equipamento usado e aceita retoma em encomendas novas.
Perguntas frequentes
Qual é a taxa de evaporação normal de um tanque criogénico?
Em tanques criogénicos fixos modernos, a evaporação estática ronda 0,2 a 0,6 por cento ao dia, consoante a dimensão e o isolamento. Os tanques maiores e bem isolados situam-se perto do limite inferior e os mais pequenos ou instalados em climas quentes perto do limite superior. É este o intervalo a usar para planear armazenamento fixo.
Qual é a diferença entre NER e tempo de retenção?
O NER, taxa normal de evaporação, é a percentagem diária de líquido que evapora com o tanque estático. O tempo de retenção é o número de dias que o tanque aguenta sem consumo antes de a subida de pressão obrigar a ventilar. O NER é uma taxa, o tempo de retenção é uma duração, e ambos resultam do calor que chega ao líquido.
Qual é o maior fator que afeta o tempo de retenção?
A qualidade do vácuo na camisa de isolamento é o fator isolado mais importante. O vácuo trava a transferência de calor, pelo que, à medida que se degrada, mais calor chega ao líquido, a taxa de evaporação sobe e o tempo de retenção diminui. O isolamento, o nível de enchimento e a temperatura ambiente também contribuem, mas o estado do vácuo domina.
Porque parece a percentagem de evaporação mais alta com o tanque quase vazio?
A carga térmica que chega ao líquido é praticamente constante, independentemente do nível de enchimento, pelo que evapora a mesma quantidade com o tanque cheio ou quase vazio. Em percentagem, essa perda constante é pequena face a um tanque cheio e maior face a um quase vazio. As leituras num tanque cheio e num tanque vazio não são diretamente comparáveis.
Como sei se a minha evaporação é um problema?
Uma taxa estável dentro do intervalo normal, sem gelo no corpo exterior, está correta. Os sinais de alerta são gelo ou condensação no recipiente exterior, uma evaporação que sobe em verificações sucessivas, subida de pressão mais rápida e encurtamento do tempo de retenção. Estes apontam para perda de vácuo na camisa, que deve ser verificada em primeiro lugar.
Com que frequência devo verificar o vácuo para proteger o tempo de retenção?
Uma leitura de vácuo a cada 6 a 12 meses é razoável para um tanque fixo em serviço normal. Como a qualidade do vácuo é o maior fator da evaporação e do tempo de retenção, monitorizá-la com esta periodicidade deteta cedo uma degradação lenta, antes de a evaporação subir e o tempo de retenção cair.
O tempo de retenção importa numa instalação de baixo consumo?
Sim. Numa instalação onde o tanque fica muitos dias entre consumos, mesmo uma fração de ponto percentual por dia acumula uma parcela significativa do conteúdo. O tempo de retenção e o NER devem ser considerados no dimensionamento de instalações de baixo consumo, para que o tanque não ventile produto antes de este ser utilizado.
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