O custo real de um medidor de nível muitas vezes se resume aos seus flanges. Quanto mais barato for o material do flange, mais barato será o medidor de nível. Certo? Nem sempre. Outros elementos influenciam no preço final, como a classificação do flange e a necessidade de materiais e usinagem extras.
Os flanges são uma forma comum de conectar um medidor de nível ao reservatório. Quanto maior o medidor, maiores deverão ser os flanges. Há também a questão da classificação do flange, que se baseia nos limites de pressão e temperatura que o flange pode suportar.
O custo de um medidor de nível aumenta de acordo com o tamanho do flange e seus requisitos de pressão e temperatura. ANSI (American National Standards Institute) é o padrão de norma mais comum usado no Brasil, com classes de pressão variando de 150 # a 2500 #. Quanto mais alta a classificação, mais alta é a pressão máxima que o flange pode suportar. Naturalmente, quanto mais alta a classificação do flange, mais caro ele é.
Alguns engenheiros escolhem automaticamente um material de flange mais barato, como aço carbono ao invés do mais caro, o aço inoxidável 316/316L, sendo assim uma forma de economizar dinheiro. O que eles as vezes ignoram é que materiais diferentes têm características e requisitos de conexão diferentes; o trabalho extra e os materiais farão uma grande diferença no custo final.
Às vezes é mais barato usar flanges de aço carbono, enquanto outras vezes é menos caro, e menos trabalhoso optar por flanges feitos de aço inoxidável 316/316L. Vamos dar uma olhada nessas duas ligas e descobrir como escolher o tipo de flange com melhor custo-benefício.
Comparando Aço Inoxidável 316/316L e Aço Carbono
O aço inoxidável é uma liga à base de ferro com no máximo 1,2% de carbono e pelo menos 10,5% de cromo, que reage com o oxigênio para formar uma camada de óxido protetora, tornando-o resistente à corrosão. Quanto mais cromo e menos carbono houver no aço inoxidável, mais resistente à corrosão ele será. A adição de níquel oferece à liga sua resistência e maleabilidade. Outros elementos incluem manganês, silício, cobre, enxofre e muito mais.
Um tipo popular de aço inoxidável é o 316/316L, que tem 2,5% de molibdênio, uma porcentagem maior de níquel e apenas uma quantidade muito pequena de carbono, cerca de 0,08%, para uma resistência ainda maior à corrosão. Essas adições, entretanto, tornam esse tipo de aço mais caro. Ele também tem uma estrutura cristalina de austenita e não é magnética.
O aço carbono, por outro lado, é basicamente ferro com maior teor de carbono, até 2,1%. Ele é mais forte e mais duro que o aço inoxidável, mas tem uma estrutura cristalina diferente e é magnético. Feito basicamente de apenas dois elementos comuns, é mais barato de produzir do que o aço inoxidável.
Minimizando Custos e Maximizando Utilidade
Como o aço inoxidável 316 não é magnético, um flange 316/316L (à esquerda) não interfere com a boia magnética de um medidor de nível. No entanto, ao usar um flange feito de aço carbono (direita), que é magnético, um espaço 316/316L é necessário para evitar a interferência magnética.
O aço 316/316L é extremamente resistente à corrosão e, portanto, é o material de escolha para peças, como flanges, que são expostas a meios agressivos e altos níveis de umidade. Mas, como essa liga possui um valor significativo, o custo do sistema de medidor de nível pode aumentar drasticamente quando o tamanho do flange e a classificação do mesmo aumentam.
Uma maneira de reduzir custos é usar flanges de aço carbono, que podem ser de um terço a um quinto do custo dos flanges 316/316L. Mas embora o aço carbono seja um material mais barato, ele é magnético. Portanto, quando estiver localizado próximo à boia magnética no medidor de nível, o flange de aço carbono puxará a boia para longe das bandeirolas. Podendo assim até desligar o sistema.
Para superar o problema de atração magnética indesejada em um indicador de nível, é necessário usar um espaçador em aço 316/316L entre o flange e o medidor. Este espaçador garante que o flange em aço carbono não afete as bandeirolas ou indicadores. No entanto, a adição do espaçador significa usinagem e soldagem extras. Isso às vezes leva a um medidor de nível mais caro, mas às vezes não.
Soluções econômicas para medidores de nível
Os engenheiros em projetos precisam analisar globalmente ao selecionar o material a ser usado para os flanges. Os preços* podem ser muito semelhantes uma vez que as peças e a mão-de-obra são levadas em consideração. Tomemos os flanges de 2 polegadas como exemplo, usando os preços de 2019:
- Um flange 300 # 316/316L custa R$ 285, mas pode ser soldado diretamente na conexão do ramal. O custo final: cerca de R$ 485.
Um flange 300 # aço carbono custa R$ 105, mas requer um espaçador 316/316L, que requer usinagem e soldagem adicionais. O custo final: cerca de R$ 500.
Nesse caso, o flange 316/316L ganha por pouco. Agora vamos dobrar a classificação do flange.
- Um flange 600 # 316/316L custa R$ 765, mas pode ser soldado diretamente na conexão. O custo final: cerca de R$ 950.
- Um flange 600 # aço carbono custa R$ 150, mas requer um espaçador 316/316L, que requer usinagem e soldagem adicionais. O custo final: cerca de R$ 545.
Para flanges com uma classificação mais alta, é definitivamente mais barato usar o flange de aço carbono, mesmo com o material e mão de obra adicionais.
Medidores de nível da WIKA
Medidor de nível modelo BNA
A WIKA projeta e fabrica uma variedade de medidores de nível, incluindo o indicador de nível tipo bypass, modelo BNA com display magnético. O BNA pode ser combinado com uma variedade de tamanhos e classes de flanges. Para garantir uma soldagem de penetração total, independentemente do material do flange, a WIKA usa um processo de soldagem TIG (gás inerte de tungstênio) exclusivo que pode incorporar uma combinação de ligas. Nossos concorrentes podem ser capazes de efetuar o processo TIG, mas não possuem os procedimentos de soldagem aprovados pelo cliente.
O modelo BNA é robusto e resistente à corrosão e fornece indicação de nível contínuo sem a necessidade de fonte de alimentação. Sua faixa de temperaturas de operação (−320 ° F a + 840 ° F / −196 ° C a + 450 ° C), pressões (vácuo até 5.800 psi / 400 bar) e densidades (até 21 libras / ft3 / 340kg / m3) o designam como a solução ideal para aplicações químicas e petroquímicas, bem como para usinas de energia, unidades de tratamento de água, empresas de alimentos e bebidas e farmacêuticas.
Muitas variáveis são utilizadas para maximizar o desempenho e minimizar os custos. Contate um especialista WIKA para obter mais informações sobre medidores de nível, tipos de conexão, classificações de flange e se é mais econômico usar flanges de aço inoxidável 316/316L ou aço carbono para sua aplicação.
*Entre em contato com a WIKA para obter os preços mais recentes de flanges, espaçadores e mão de obra, que podem ser maiores ou menores do que os valores listados nesses exemplos.