Conexões premium VAM® SLIJ-3 são aprovadas com sucesso para aplicações em hidrogênio
A equipe de P&D da Vallourec, sediada no Centro de Pesquisa da Vallourec em Aulnoye-Aymeries (França), realizou recentemente uma série de testes rigorosos nas conexões VAM® SLIJ-3 com CLEANWELL® para aplicações de armazenamento de hidrogênio. Agora aprovadas para diâmetros de até 16” para uso em cavernas de sal subterrâneas, bem como para a solução Delphy da Vallourec, as conexões VAM® SLIJ-3 fortalecem o portfólio Vallourec® New Energies.
Com o crescimento do hidrogênio como energia alternativa, os fornecedores de energia renovável estão utilizando cada vez mais cavernas de sal para armazenamento. “Observamos uma tendência em direção a poços de maior capacidade, que permitem uma lixiviação mais rápida de novas cavernas,” afirma Harold Evin, Diretor de CCS & Hidrogênio. “E, uma vez que esse tipo de poço está em operação, o hidrogênio pode ser injetado e retirado de maneira muito mais rápida.” Isso exige tubos de diâmetros maiores, capazes de suportar pressões extremas e grandes variações de temperatura.
“Até agora, nossas conexões premium VAM® 21 de 13 3/8” eram o maior diâmetro que havíamos qualificado para uso em armazenamento de hidrogênio,” afirma Justine Bernard, Gerente Técnica de Armazenamento de Hidrogênio da Vallourec. “Nosso novo objetivo era qualificar nossas conexões VAM® SLIJ-3 para diâmetros de até 16” para uso em cavernas de sal, bem como em nosso sistema de armazenamento de hidrogênio Delphy.”
Setting up the test Preparando o teste
O VAM® SLIJ-3 é a mais recente geração de conexões premium flush oferecida pela Vallourec. Ele combina alto desempenho com um design compacto. “É adaptado para as condições mais críticas e já se tornou um padrão em poços de alta temperatura/alta pressão no Golfo do México há vários anos,” afirma Ayoub Mansouri, Engenheiro de P&D da Vallourec. “No entanto, as aplicações de armazenamento de hidrogênio exigem um conjunto completamente diferente de protocolos, o que implica parâmetros de teste rigorosos.”
Devido ao pequeno tamanho da molécula de hidrogênio, o desafio é garantir que as conexões sejam suficientemente estanques para evitar vazamentos, independentemente das condições ambientais enfrentadas no local. “Estabelecemos protocolos avançados em nossa instalação de testes, considerando temperatura, ciclos de pressão, compressão e muito mais,” explica Ayoub.
O principal objetivo dos testes na instalação é abranger todos os cenários possíveis que as conexões de tubos possam enfrentar em suas aplicações no mundo real.
Estamos sempre empenhados em ultrapassar os limites ao avaliar o desempenho de nossas conexões premium em situações em que nossos produtos possam ser utilizados. Contamos com bancadas de teste muito avançadas e, na verdade, buscamos testar além do que será encontrado nos ambientes operacionais. Se não houver vazamentos na fábrica, não haverá vazamentos no campo.
Elevando os testes a outro nível
As conexões foram testadas em cinco fases principais:
A Fase 1, a mais longa do teste, envolveu mais de 10.000 ciclos de pressão interna entre 450 e 500 bar, realizados com uma mistura de 5% de hidrogênio e 95% de nitrogênio.
A Fase 2 concentrou-se em variações de temperatura e pressão interna que representam as variações sazonais de armazenamento. Os testes submeteram as conexões a temperaturas que variavam de 4°C — a temperatura mais baixa alcançável em uma cavidade salina — até 180°C. Essa fase apresentou desafios, pois exigiu que a equipe adaptasse seus métodos e equipamentos para alcançar as temperaturas desejadas em um tempo de ciclo adequado para a realização dos testes.
A Fase 3 consistiu em uma avaliação de flexão, testando a conexão nos limites do envelope de Von Mises para tensão e compressão sob estresse de flexão.
A Fase 4 envolveu uma verificação de vedação realizada na pressão interna máxima (749 bar), chegando a até 95% da resistência ao escoamento do tubo.
A Fase 5 ofereceu a oportunidade de realizar uma verificação com hidrogênio puro, sob 100% de pressão interna de hidrogênio a 475 bar. Essa última fase confirmou a representatividade dos testes realizados com a mistura de 5% de hidrogênio e 95% de nitrogênio, além de validar que os esforços combinados das Fases 1 a 4 não comprometeram o desempenho da conexão. Para essa verificação final, a Vallourec contou com a parceria do laboratório externo independente CETIM, em Nantes (França).
CLEANWELL® oferece revestimento de conexão de última geração
O VAM® SLIJ-3 foi qualificado para aplicações com hidrogênio utilizando o CLEANWELL®. Aplicado à superfície do VAM® SLIJ-3 e de outras conexões VAM® nas fábricas da Vallourec, o CLEANWELL® é um revestimento multifuncional e não poluente. Ele substitui tanto os compostos de armazenamento quanto os de montagem, oferecendo excelentes propriedades anticorrosivas e de lubrificação.
“É fundamental para nossas aplicações em Novas Energias,” afirma Harold. “É mais limpo e confiável do que os compostos tradicionais e oferece desempenho exemplar em termos de vedação, o que é essencial para o armazenamento de hidrogênio e para uso com nossa solução Delphy.”
Obtendo resultados bem-sucedidos
O veredito final: a conexão VAM® SLIJ-3 é altamente adequada para condições extremas de pressão, temperatura, vedação e flexão. “Seja em uma caverna de sal ou na solução Delphy, é essencial atender às demandas de alta pressão e garantir a estanqueidade da conexão,” afirma Vincent Designolle, Diretor da Delphy. “O VAM® SLIJ-3 está superando nossas expectativas.”
Em relação à estanqueidade, nenhum vazamento de hidrogênio foi detectado durante as cinco fases de teste. A vedação foi validada de acordo com os padrões de detecção de vazamentos da API RP 5C5: 2017, calibrados com hidrogênio. Na Fase 5, com 100% de hidrogênio, a taxa estimada de vazamento foi de 5,03*10⁻⁰⁸ mbar L/s. “Isso está muito abaixo do limite permitido,” explica Ayoub, “e bem inferior ao padrão da API.”
As conexões premium VAM® já são utilizadas na maioria dos projetos de cavernas de sal na Europa, e este último sucesso nos testes reforça a vantagem tecnológica da Vallourec.
Isso significa poder oferecer os produtos certos para os projetos mais desafiadores de nossos clientes, adaptando-nos às suas necessidades e mantendo-nos na vanguarda dos programas de teste. O mesmo vale para a Delphy. Nossa capacidade de fabricar essas conexões premium de tubos é crucial para a montagem de nossos sistemas Delphy.
