Falhas nas conexões e mangueiras da tubulação de entrega da bomba de concreto

Propósito

Este alerta de segurança destaca o risco de falha nas linhas de distribuição de bombas de concreto, incluindo falhas nas conexões finais.

As empresas que instalam acessórios finais em mangueiras e tubos de entrega de concreto devem seguir e documentar práticas sólidas de engenharia e fornecer informações sobre métodos de inspeção aos clientes.

Os proprietários de bombas de concreto devem obter informações dos fornecedores de tubos e mangueiras sobre os métodos de fabricação utilizados e os métodos de inspeção apropriados.

Fundo

Houve incidentes em Queensland onde as linhas de entrega falharam e pulverizaram concreto sob pressão.

As falhas incluíram:

• falha na mangueira de entrega de borracha
• haste do acoplamento rachando com a extremidade quebrando (consulte a Fotografia 1)
• o encaixe da extremidade começa a se separar da mangueira de borracha (consulte a Fotografia 2) com o concreto saindo da abertura
• rachaduras no flange e rompimento de uma curva redutora de aço de 90 graus, de 6 a 5 polegadas, localizada na tremonha (consulte as fotografias 3 e 4).

A pressão de bombeamento de concreto pode ultrapassar 85 bar, especialmente quando ocorrem bloqueios. Todos esses incidentes tinham potencial para causar ferimentos graves se os trabalhadores estivessem perto do local onde ocorreu a falha. Em um incidente, o para-brisa de um carro foi quebrado a aproximadamente 15 metros de distância.

Parte rachada e falhada de uma haste de mangueira

Encaixe final estampado que se separou da mangueira

Flange com falha na curva do redutor de aço

Fatores contribuintes

Mangueiras e acessórios finais podem falhar devido a:

• a classificação de pressão da bomba de concreto excedendo a da mangueira de borracha ou acessórios finais
• tolerâncias incorretas nas partes internas e externas do acoplamento
• o procedimento de estampagem ou crimpagem não está em conformidade com as especificações do fabricante
• especificações incorretas para a mangueira de borracha
• desgaste excessivo - especialmente na parte interna da conexão devido ao fluxo de concreto.

Flanges em tubos de aço podem falhar devido a:

• soldagem deficiente devido a eletrodos incorretos, preparação incorreta, falta de penetração ou outras irregularidades de soldagem
• flanges e tubos feitos de tipos de aço que podem ser difíceis de soldar
• má correspondência entre flanges e tubos (ou seja, o flange não se ajusta bem à extremidade do tubo)
• manuseio incorreto do flange do tubo (ou seja, bater no flange ou no tubo com um martelo quando o tubo adjacente e/ou a braçadeira da mangueira não estão alinhados)
• braçadeiras de mangueira mal ajustadas (por exemplo, tamanho incorreto, acúmulo de concreto).

Ação necessária

Proprietários de bombas de concreto

Os proprietários de bombas de concreto precisam garantir que a classificação de pressão da bomba de concreto não exceda a da tubulação. Por exemplo, se uma bomba tiver uma pressão de concreto de 85 Bar, então é inaceitável que a tubulação de aço seja substituída por uma mangueira de borracha com uma classificação máxima de 45 Bar. Os proprietários também devem tomar medidas razoáveis ​​para garantir que um programa de garantia de qualidade seja seguido durante a fixação dos acessórios finais, para evitar falhas nos acessórios finais. Geralmente é mais fácil obter certificação de um fornecedor local ao comprar equipamentos.

Se o proprietário de uma bomba de concreto importar componentes do exterior, poderá ser mais difícil obter informações confiáveis ​​sobre o processo de fabricação. Este é o caso quando o fornecedor estrangeiro é desconhecido ou não há marca do fabricante. Sabe-se também que fabricantes inescrupulosos copiam os nomes e marcas comerciais dos fabricantes, pelo que a marcação dos produtos por si só pode não fornecer provas adequadas de que o produto é adequado à finalidade.

O proprietário de uma bomba de concreto que importa equipamentos do exterior assume as funções de um importador sob aLei de Saúde e Segurança no Trabalho de 2011(Lei WHS). O importador deve realizar, ou mandar realizar, quaisquer cálculos, análises, testes ou exames do equipamento para controlar os riscos de segurança.

Fornecedores de tubos e mangueiras

Os fornecedores de mangueiras e tubos com acessórios finais devem garantir que um programa de garantia de qualidade seja seguido ao anexar os acessórios finais e que as informações sobre este programa estejam disponíveis para o comprador.

Os fornecedores também devem fornecer instruções documentadas sobre os parâmetros operacionais do produto, juntamente com os métodos de inspeção a serem utilizados.

Se o fornecedor anexar acessórios de extremidade a tubos ou mangueiras, o fornecedor assume as obrigações dos fabricantes de acordo com a Lei WHS, além das obrigações dos fornecedores.

Montagem de acessórios finais em mangueiras

As conexões finais são fixadas às mangueiras de borracha usando dois métodos: crimpagem e estampagem. Com o método de crimpagem, as forças compressivas são aplicadas radialmente à parte externa (ponteira) da conexão final com a haste interna inserida dentro da extremidade da mangueira. Uma conexão de extremidade ondulada pode ser claramente reconhecida por recortes óbvios na parte externa da conexão de extremidade (consulte a Fotografia 5). Com o método de estampagem, o encaixe final é preso à mangueira quando o encaixe final é empurrado para a extremidade da mangueira sob pressão hidráulica. Embora haja alguma marcação na conexão final proveniente do processo de fabricação, as conexões finais estampadas não possuem reentrâncias óbvias como uma conexão final crimpada. A fotografia 2 é um exemplo de uma conexão de extremidade estampada que está parcialmente separada da mangueira.

Embora a crimpagem e a estampagem sejam fundamentalmente diferentes, ambos os métodos dependem fortemente do uso de componentes de qualidade com as tolerâncias corretas, além de garantir que seja seguido um processo rigoroso para a fixação dos acessórios finais.

Os fabricantes de mangueiras normalmente só certificam que suas mangueiras são capazes de suportar pressões específicas de concreto quando são instaladas extremidades de mangueiras de alta qualidade. Alguns fabricantes de mangueiras operam sob o conceito depar correspondenteonde eles só garantirão a pressão máxima de sua mangueira, quando forem usadas conexões de extremidade de um determinado fabricante usando um método de crimpagem ou estampagem verificável.

Ao montar as conexões finais nas mangueiras, certifique-se de:

• conformidade com todas as condições especificadas pelo fabricante da mangueira e/ou da conexão final
• o material e as dimensões da mangueira são adequados para bombeamento de concreto e para montagem do tipo específico de conexão final
• o tamanho das partes externas e internas da conexão deve estar dentro das tolerâncias especificadas pelo fabricante da mangueira ou fabricante da conexão para as dimensões da mangueira utilizada
• o método de fixação da conexão final deve estar de acordo com as especificações do fabricante (também podem ser necessárias informações do fabricante da mangueira).

O teste do encaixe final é uma forma de ajudar a demonstrar a integridade da conexão. Testes de prova de todas as conexões ou testes destrutivos de amostras são métodos que podem ser usados. Se o teste de prova for realizado, o método de teste precisa garantir que a conexão e a mangueira não estejam danificadas.

Após a fixação da conexão final à mangueira, a conexão deve ser marcada permanentemente com informações sobre o número do lote e uma marca de identificação da empresa que fixa a conexão final. Isto ajudará na rastreabilidade e autenticação do procedimento de montagem. O método de marcação não deve afetar negativamente a integridade do conjunto da mangueira.

Se houver alguma dúvida sobre os critérios de fabricação ou testes relacionados à conexão final, deverá ser obtido aconselhamento do fabricante do equipamento original (OEM). Se isto não estiver disponível, deverá ser obtido aconselhamento de um engenheiro profissional devidamente qualificado.

Informações documentadas sobre o método de fixação da conexão final devem ser mantidas pela empresa que fixa a conexão final e devem estar disponíveis mediante solicitação.

Soldagem de flanges em tubo de aço

Soldar flanges em tubulações de aço usadas para bombeamento de concreto é uma questão complexa e requer altos níveis de conhecimento técnico e habilidade para garantir que o processo de soldagem resulte em um produto de qualidade.

O seguinte deve ser garantido:

• Somente tubos destinados especificamente para bombeamento de concreto devem ser usados. Antes da soldagem, deve haver algum método confiável para verificar se o tubo e os flanges são do tipo real solicitado.
• As especificações de solda devem ser compatíveis com as características do material do tubo e do flange e com as especificações de pressão do tubo que está sendo soldado. Informações devem ser obtidas junto ao fabricante do tubo sobre este assunto.
• A soldagem deve ser feita de acordo com um procedimento de soldagem detalhado que inclui a seleção do eletrodo, instruções de pré-aquecimento (quando necessário) e o uso de um método de soldagem recomendado pelo fabricante do tubo.
• Realização de testes destrutivos em uma amostra de teste para verificar se o método de soldagem é adequado ao propósito.

Inspeção de mangueiras e tubos

Os proprietários e operadores de equipamentos de bombeamento de concreto precisam garantir a realização de inspeções contínuas de tubos e mangueiras. Os métodos de inspeção e os intervalos para medir a espessura do tubo estão descritos noCódigo de Prática de Bombeamento de Concreto 2019(PDF, 1,97MB). Contudo, além disso, um programa de inspeção deve ser aplicado às extremidades das mangueiras de borracha e aos flanges dos tubos de aço.

Inspeção de mangueiras

Informações documentadas sobre a inspeção de mangueiras (ou seja, do OEM) devem ser fornecidas pela empresa que instala a conexão final e devem ser repassadas pelo fornecedor da mangueira ao usuário final.

O programa de inspeção deve incluir uma inspeção antes do uso e uma inspeção periódica com intervalo baseado na frequência de uso e no ambiente operacional.

O programa de inspeção deve incluir:

• uma inspeção interna com níveis de luz suficientes para verificar se os tubos das mangueiras têm espessura razoável, se não há tecido têxtil ou reforço de aço exposto, se não há bloqueios, rasgos, cortes ou rasgos no tubo do revestimento e se não há seções colapsadas do tubo interno ou mangueira
• uma inspeção externa verificando se há danos na cobertura, incluindo cortes, rasgos, abrasão expondo o material de reforço, ataque químico, dobras ou áreas desmoronadas, pontos fracos, rachaduras ou desgaste
• inspeção de acessórios finais quanto a desgaste excessivo e diminuição da espessura da parede
• inspeção visual de acessórios finais quanto a rachaduras. Se houver alguma dúvida ou histórico de fissuras, um exame não destrutivo pode ser necessário
• verificar se as conexões das extremidades estão intactas e se não escorregam da mangueira devido à idade avançada ou devido a cargas mecânicas de tração.

Inspecionando flanges soldados em tubos de aço

Além do teste de espessura da tubulação de aço (especificado no Código de Prática) e da verificação de danos na tubulação, é importante verificar os flanges da tubulação de bombeamento de concreto.

O programa de inspeção deve incluir a inspeção de:

• soldas quanto a rachaduras, falta de solda, solda rebaixada e consistência da solda
• flanges para verificar se não estão deformadas e não apresentam marcas de martelo
• extremidades do tubo internamente para desgaste irregular e rachaduras
• flanges para garantir que estejam livres de acúmulo de concreto e outros materiais estranhos.