Como armazenar um cilindro de mergulho autônomo | Dicas para armazenamento de longo prazo

O cilindro deve ser armazenado na posição vertical, com a pressão mantida em 300-500 PSI para impedir a entrada de umidade.

Coloque-o em um local fresco e seco.

Certifique-se de realizar uma inspeção visual todos os anos e um teste hidrostático a cada cinco anos.

Preparação e pressão

Para o armazenamento prolongado dos cilindros, a pressão interna precisa ser mantida em 300-500 PSI (20-35 Bar).

Esse nível de pressão é suficiente para resistir à pressão atmosférica externa de 14.7 PSI, evitando que a umidade penetre pelas vedações da válvula.

Para cilindros de liga de alumínio 6061-T6 ou de aço Chromoly, o sal residual (cloreto de sódio) presente no corpo deve ser completamente removido antes do armazenamento, e deve-se garantir que o O-ring da válvula não esteja danificado.

Recomenda-se que a temperatura ambiente seja controlada entre 15°C - 25°C para retardar a reação de oxidação do metal.

Padrões de pressão

De acordo com o documento de orientação P-1 da Compressed Gas Association (CGA), os cilindros devem ser mantidos na faixa de 300 PSI a 500 PSI (20 Bar a 35 Bar) durante o armazenamento prolongado.

Os cilindros de mergulho são preenchidos com ar ultrasseco filtrado em várias etapas, com teor de água normalmente abaixo de 0,02 mg/L, enquanto a umidade do ar ambiente geralmente provoca reações de oxidação nas paredes metálicas internas em poucas semanas.

Status da pressão de armazenamento	Valor da pressão (PSI/Bar)	Manifestação física e consequências técnicas
Faixa de armazenamento recomendada	300-500 PSI / 20-35 Bar	Mantém um diferencial de pressão positivo para resistir à umidade externa, minimizando ao mesmo tempo a tensão estática nas paredes do cilindro e nos componentes da válvula.
Estado completamente vazio	0 PSI / 0 Bar	Conexão interna com a atmosfera. Devido ao efeito de respiração causado pelas diferenças de temperatura, a umidade entra no cilindro, fazendo com que cilindros de alumínio produzam pó de óxido de alumínio ou cilindros de aço produzam carepa de óxido de ferro.
Pressão criticamente baixa	< 100 PSI / 7 Bar	Gradiente de pressão insuficiente. Sob diferenças extremas de temperatura ambiente, pode ser gerada uma pressão negativa local dentro do cilindro, atraindo traços de condensação pelas roscas da válvula.
Armazenamento à Pressão de Trabalho	2250-3442 PSI / 155-237 Bar	Isso faz com que o disco de ruptura seja submetido a tensão de tração contínua, reduzindo sua vida útil à fadiga do metal e aumentando a probabilidade de deformação do O-ring.

Para um tanque de alumínio AL80 (80 pés cúbicos) comum, sua pressão de trabalho nominal é normalmente de 3000 PSI, enquanto o limiar de ruptura do disco de ruptura é definido entre 140% e 166% da pressão de trabalho, o que corresponde aproximadamente a 4200 PSI a 5000 PSI.

Se o cilindro for armazenado à pressão máxima por muito tempo, a estrutura interna de liga de alumínio 6061-T6 permanecerá sempre sob tensão elevada.

Nos padrões norte-americanos de inspeção visual, os técnicos se concentram em observar rachaduras nas roscas de cilindros armazenados sob pressão total, porque a alta pressão amplifica a taxa de expansão de defeitos microscópicos nos materiais metálicos.

Quando o gás é descarregado rapidamente de 3000 PSI, de acordo com o efeito Joule-Thomson, a temperatura do gás cai bruscamente.

Se a velocidade de descarga for muito alta, a temperatura das peças internas da válvula poderá cair abaixo de 0°C, fazendo com que a umidade do ar congele na superfície da válvula ou gere condensação.

Se essa condensação permanecer retida nas passagens da válvula, será empurrada para dentro do cilindro pela pressão após o fechamento da válvula, desencadeando corrosão por pites durante o armazenamento.

A operação correta é ventilar lentamente a uma taxa que não exceda 300 PSI por minuto até que o ponteiro do manômetro se estabilize em aproximadamente 400 PSI.

Limpeza física

Tratar os resíduos químicos nas superfícies metálicas é o primeiro passo antes do armazenamento prolongado de cilindros de mergulho.

Seja um cilindro de liga de alumínio 6061-T6 ou de aço Chromoly, após o uso em água do mar, uma grande quantidade de cristais de cloreto de sódio ficará aderida à superfície.

Esses sais são altamente higroscópicos; mesmo em um ambiente com umidade relativa abaixo de 50%, as partículas de sal absorverão pequenas quantidades de umidade do ar para formar uma solução eletrolítica.

Para tanques de alumínio, isso pode causar corrosão por pites, e pites com profundidade superior a 0,015 polegada (0,38 mm) podem resultar no descarte do cilindro durante a inspeção visual.

Recomenda-se deixar o cilindro completamente imerso em água doce morna a 30°C a 40°C por pelo menos 15 minutos;

Água morna é mais eficaz para dissolver os depósitos de sal nas folgas da rosca da válvula.

Durante o enxágue, preste atenção especial à junção entre a válvula do cilindro e o corpo do cilindro, onde dois metais diferentes (geralmente uma válvula de latão e um corpo de alumínio ou aço) se encontram, pois essa área é propensa à corrosão eletroquímica.

De acordo com os padrões da Compressed Gas Association (CGA), se a corrosão externa de um cilindro metálico resultar em uma redução da espessura da parede superior a 10% do projeto original, o cilindro deverá ser retirado de serviço. Para os comuns tanques de alumínio S80, se o descascamento da camada de oxidação externa atingir uma profundidade de aproximadamente 1,2 mm, a integridade estrutural ficará comprometida.

Cilindros de liga de alumínio precisam secar naturalmente ao ar após a limpeza; não use equipamentos de aquecimento para acelerar a secagem, pois temperaturas excessivas podem afetar a dureza do metal no estado tratado termicamente T6.

O Tank Boot deve ser removido antes do armazenamento.

A parte inferior do boot geralmente tem orifícios de drenagem, mas, no uso real, areia fina e umidade se acumulam entre a parte inferior do boot e o cilindro, formando um microambiente fechado de alta umidade.

Nos cilindros de aço, essa água acumulada provoca o descascamento de grandes áreas da camada de oxidação no fundo e pode até produzir corrosão penetrante invisível a olho nu.

Embora os cilindros de aço Chromoly (padrão DOT-3AA) tenham maior resistência à pressão do que os tanques de alumínio, eles são extremamente sensíveis à umidade. Em ambientes com umidade superior a 60%, as paredes internas de cilindros de aço sem tratamento contra ferrugem apresentarão pontos de ferrugem superficial amarelada em até 48 horas.

O núcleo do eixo do volante e o conjunto do disco de ruptura são peças de precisão; se substâncias calcificadas se depositarem em seu interior, isso causará dificuldade na comutação da válvula ou vazamento de pressão.

Ao limpar a interface da válvula, use um cotonete de algodão limpo e sem fiapos para limpar a superfície de vedação da interface DIN ou Yoke.

É estritamente proibido usar produtos de limpeza que contenham óleo de silicone ou graxa para pulverizar as passagens internas da válvula, pois esses produtos químicos podem causar combustão ou até explosão sob alta pressão durante futuros processos de enchimento.

Se forem encontradas substâncias brancas e pulverulentas nas roscas da válvula, elas são normalmente óxidos de alumínio, indicando que a umidade penetrou no interior das roscas.

Nesse momento, um técnico profissional certificado (como um técnico certificado pela PSI-PCI) deve desmontar a válvula e medi-la usando um calibrador de rosca padrão 3/4-14 NPSM.

Os cilindros de aço geralmente utilizam processos de galvanização por imersão a quente ou revestimento em pó.

Se aparecerem bolhas ou rachaduras na camada de tinta, elas devem ser tratadas imediatamente, pois a umidade se infiltrará sob a camada de tinta ao longo das rachaduras, causando corrosão oculta.

Para cilindros destinados ao armazenamento de longo prazo, por mais de 6 meses, recomenda-se instalar um tampão de vedação limpo (somente para válvulas DIN) na interface da válvula após a limpeza externa ser concluída.

Isso cria uma barreira física para impedir a entrada de poeira, esporos de mofo ou insetos no interior da válvula.

Se estiver usando uma válvula Yoke, certifique-se de que a tampa contra poeira esteja seca e bem ajustada.

Ambiente ideal

O ambiente de armazenamento deve ser mantido a uma temperatura constante de 15°C a 22°C (60°F - 72°F), e a umidade relativa deve ser inferior a 50%.

A cada aumento de 1°C na temperatura, a pressão dentro do cilindro aumenta aproximadamente 5 PSI;

A expansão e contração térmica severas acelerarão a fadiga do metal.

A concentração de ozônio no ar ambiente deve ser inferior a 0,05 ppm para evitar que as peças de borracha da válvula se tornem quebradiças.

Os cilindros devem ser colocados verticalmente sobre calços de borracha ou madeira, sendo estritamente proibido que entrem em contato com pisos de concreto, e o fluxo de ar ambiente deve ser mantido acima de 100 FPM para evitar o acúmulo de condensação.

Controle de temperatura e umidade

Durante o armazenamento estático de cilindros de mergulho, a energia térmica ambiental é convertida em energia cinética do gás dentro do cilindro.

Para um cilindro de liga de alumínio com pressão de trabalho padrão de 3000 PSI (207 Bar), a cada alteração de 1°C na temperatura ambiente, a pressão interna variará aproximadamente 5,5 PSI (0,38 Bar).

Se o ambiente de armazenamento atingir mais de 40°C (104°F) no verão, a pressão interna de um cilindro originalmente com pressão residual de 500 PSI subirá para mais de 560 PSI.

Esse ciclo de pressão impulsionado pela temperatura é chamado de "indução de fadiga térmica".

Embora o valor de uma única variação seja pequeno, ao longo de um ciclo de armazenamento de vários meses, a repetida expansão e contração térmica causará deslocamentos microscópicos na estrutura cristalina do material de liga de alumínio 6061-T6 ou aço cromo-molibdênio.

Os padrões ideais de controle de temperatura devem ser rigorosamente definidos entre 15°C e 21°C (59°F - 70°F), e a variação de temperatura em 24 horas não deve exceder 3°C.

A tabela abaixo mostra o impacto quantificado de diferentes temperaturas ambientes sobre a pressão interna de um cilindro de alumínio padrão de 80 pés cúbicos (11,1 litros):

Temperatura ambiente (°C/°F)	Pressão interna (PSI/Bar)	Percentual de alteração da pressão	Avaliação da segurança estrutural
10°C / 50°F	2891 PSI / 199 Bar	-3.6%	Gera contração térmica, benéfica para reduzir a tensão estática
21°C / 70°F	3000 PSI / 207 Bar	0,0% (Referência)	Ponto ideal de calibração para armazenamento
35°C / 95°F	3142 PSI / 216 Bar	+4,7%	Estado de excesso prolongado, acelera o envelhecimento do selante
50°C / 122°F	3294 PSI / 227 Bar	+9,8%	Próximo do limite de fadiga do disco de ruptura, é estritamente proibido armazenar por longos períodos

Quando a umidade relativa (UR) excede 50%, as moléculas de água no ar começam a formar uma película monomolecular de água invisível na superfície metálica.

Para cilindros de aço de especificação DOT-3AA, essa película de água se combina com o dióxido de carbono da atmosfera, formando um ambiente de ácido carbônico microácido que inicia rapidamente a reação de oxirredução do ferro.

Em um ambiente com umidade relativa de 60%, a taxa de corrosão por pites no fundo dos cilindros de aço é de aproximadamente 0,05 mm por ano;

quando a umidade ultrapassa 80%, a taxa de corrosão cresce exponencialmente, superando 0,2 mm por ano.

Essa perda localizada de metal reduz a capacidade da parede do cilindro de suportar pressão, levando ao descarte do cilindro por exceder as taxas de expansão durante o teste hidrostático de cinco anos.

Para cilindros de liga de alumínio, a alta umidade causa a formação de incrustações de hidróxido de alumínio na superfície.

Embora essa película possa, até certo ponto, impedir a corrosão profunda, quando há acúmulo de água dentro da bota do cilindro, ela cria um efeito de célula deficiente em oxigênio, induzindo uma corrosão severa semelhante a uma úlcera.

Umidade relativa (UR %)	Nível de risco de corrosão	Previsão do estado da superfície metálica	Medidas de intervenção sugeridas
< 30%	Extremamente baixo	A superfície metálica permanece seca; as trocas eletrônicas são interrompidas	Nenhum tratamento especial necessário
30% - 45%	Baixo	Taxa de oxidação extremamente lenta, em estado passivo	Índice padrão para armazéns profissionais de armazenamento
50% - 65%	Moderado	Cilindros de aço começam a apresentar pontos dispersos de ferrugem	Utilize desumidificadores de nível industrial
> 75%	Extremamente alto	Água acumulada na bota; cilindros de alumínio produzem pó branco	Altere imediatamente o ambiente de armazenamento e limpe o corpo

Se a temperatura da superfície da área de armazenamento for inferior ao ponto de orvalho do ar, gotas de condensação se formarão na parede externa do cilindro.

Considerando uma temperatura interna de 25°C e uma umidade relativa de 70%, a temperatura do ponto de orvalho é de aproximadamente 19°C.

Se um cilindro for levado de um ambiente externo frio para um local interno, ou se o ambiente esfriar à noite, a superfície do cilindro ficará "suada".

A condensação penetrará nas minúsculas folgas das roscas da válvula do cilindro, causando não apenas ferrugem externa, mas também podendo contaminar a área de vedação da boca do cilindro por ação capilar.

Para manter a integridade estrutural, o ambiente de armazenamento deve estar equipado com um sistema HVAC com funções de ajuste automático, garantindo que a temperatura ambiente esteja sempre mais de 5°C acima da temperatura do ponto de orvalho.

Durante ciclos frequentes de temperatura, a folga de ajuste entre a haste da válvula e o volante sofre alterações em nível micrométrico.

Em um ambiente estável de 15°C a 22°C, essa folga física pode ser mantida dentro de uma tolerância nominal de 0,02 mm.

Se a temperatura ambiente permanecer constantemente acima de 30°C, os anéis de vedação de fluorocarbono dentro da válvula sofrerão degradação térmica, e sua dureza diminuirá cerca de 2-5 Shore A a cada 6 meses.

Proteção contra o ozônio

Ao armazenar cilindros de mergulho por longos períodos, as moléculas de ozônio (O3) presentes no ambiente se manifestam como estresse oxidativo contínuo, danificando os componentes da válvula.

A concentração normal de ozônio na atmosfera geralmente é mantida entre 0,01 ppm e 0,03 ppm, mas em ambientes internos fechados, especialmente em áreas com motores elétricos, transformadores, alternadores ou equipamentos eletrônicos de alta tensão, a concentração de ozônio subirá rapidamente acima de 0,05 ppm.

Os anéis de vedação dentro da válvula do cilindro geralmente são feitos de nitrila (NBR) ou fluorocarbono (Viton); esses elastômeros sofrerão "craqueamento por ozônio" quando expostos a altas concentrações de ozônio.

Isso se manifesta especificamente como microfissuras perpendiculares à direção da tensão na superfície de vedação do anel de vedação, com profundidade de aproximadamente 0,1 mm a 0,5 mm.

Isso reduz a estanqueidade da vedação da válvula, levando a uma perda lenta de pressão de 1-3 PSI a cada 24 horas.

Para evitar esses danos estruturais, os cilindros devem ser armazenados a pelo menos 3 metros (10 pés) de qualquer fonte geradora de faíscas, e os níveis de ozônio no ambiente devem permanecer abaixo do limite detectável pelos sentidos humanos.

• Distância de Isolamento de Equipamentos Eletrônicos: A distância física entre os cilindros e grandes eletrodomésticos (por exemplo, compressores de geladeiras, secadoras, purificadores de ar) deve ser mantida acima de 5 metros, pois os arcos elétricos gerados na partida são a principal fonte de ozônio em ambientes internos.
• Seleção do Material de Vedação: Se for certo que o ambiente de armazenamento terá uma exposição leve e inevitável ao ozônio, recomenda-se substituir todos os anéis de vedação periféricos por material fluorocarbonado de 90 Shore A antes do armazenamento prolongado, pois sua estabilidade química é mais de 5 vezes maior que a da borracha nitrílica padrão.
• Proteção Física: Usar sacos plásticos de polietileno (PE) com espessura superior a 0,1 mm para envolver a parte da válvula pode reduzir o contato com o fluxo de ar em mais de 90%, bloqueando assim as moléculas de ozônio que atacam as cadeias poliméricas da borracha.

Ao armazenar cilindros em uma garagem ou oficina doméstica, a concentração de compostos orgânicos voláteis (VOCs), como vapores de gasolina, diluentes de tinta, solventes de limpeza e lubrificantes, costuma ser alta.

Para cilindros feitos de liga de alumínio 6061-T6, determinados produtos de limpeza que contêm solventes clorados (por exemplo, tricloroetileno) podem induzir corrosão intergranular severa.

Quando a concentração de hidrocarbonetos no ar atinge 50 mg/m³, o revestimento em pó ou a tinta epóxi na superfície do cilindro amolecerá ou até descascará, e o substrato metálico exposto sofrerá rapidamente reações eletroquímicas no ar úmido.

Depois que esses vapores químicos entrarem no cilindro e se dissolverem no ar de alta pressão, o ar que o mergulhador respirará na próxima vez conterá poluentes de hidrocarbonetos acima dos limites permitidos, violando os padrões de ar respirável Grau E da CGA (Compressed Gas Association).

• Linha Vermelha para Armazenamento de Produtos Químicos: É estritamente proibido armazenar cilindros no mesmo sistema de ciclo de ventilação que produtos à base de petróleo (gasolina, querosene, diesel) em recipientes abertos. Mesmo que a distância física seja grande, a difusão das moléculas de gás ainda fará com que as peças de borracha inchem, aumentando seu volume em 5% - 15% e provocando maior resistência ao funcionamento do botão da válvula.
• Especificação da proteção do revestimento: a espessura do revestimento de poliuretano da carcaça do cilindro normalmente fica entre 100 microns to 200 microns. O contato prolongado com compostos voláteis ácidos ou alcalinos fará com que o revestimento perca o brilho e forme bolhas. Recomenda-se usar dispositivos de filtragem com carvão ativado na área de armazenamento para reduzir a concentração total de compostos orgânicos voláteis no ar.
• Controle do fluxo de ventilação: a taxa de renovação do ar na área de armazenamento deve atingir 4-6 vezes por hora ou manter a velocidade do fluxo de ar acima de 100 FPM (pés por minuto), usando o fluxo de ar para diluir possíveis nuvens de vapores químicos acumulados.

As baterias liberam pequenas quantidades de névoa de ácido sulfúrico durante o carregamento; essas partículas ácidas se depositam nas superfícies de aço Chromoly ou liga de alumínio dos cilindros.

Para cilindros de Chromoly Steel, os resíduos ácidos aceleram a formação de corrosão por pites, criando cavidades de ferrugem com mais de 0.2 mm de profundidade em apenas 6 meses de armazenamento, o que geralmente é considerado uma reprovação nas inspeções visuais anuais (VIP).

Em ambientes com alta temperatura e umidade, a névoa ácida se combina com a umidade do ar para formar uma solução diluída de ácido sulfúrico, causando corrosão por acúmulo de água dentro do Tank Boot na parte inferior do cilindro.

• Monitoramento da neutralização ácido-base: Se o ambiente de armazenamento estiver próximo a baterias, devem ser colocadas fitas de teste de pH ou instrumentos eletrônicos de monitoramento próximos ao cilindro para garantir que o ambiente esteja neutro. Se forem encontrados precipitados pulverulentos brancos ou amarelos na superfície metálica, lave imediatamente com água doce e uma solução de sabão alcalino suave.
• Especificação da barreira física: Recomenda-se usar prateleiras feitas de polietileno de alta densidade (HDPE) e evitar o uso de suportes metálicos para prevenir a corrosão galvânica gerada entre metais diferentes na presença de derramamentos químicos.
• Processo de limpeza: Antes de iniciar o armazenamento de longo prazo, as paredes externas e os cantos da válvula do cilindro devem ser enxaguados completamente com água doce para remover todos os resíduos de sal, pois o sal cria um efeito sinérgico com os compostos químicos voláteis do ambiente, aumentando a taxa de corrosão em 3 a 10 vezes.

Para garantir que o cilindro mantenha sua integridade estrutural durante um período de armazenamento superior a 12 meses, o ar no local de armazenamento deve, idealmente, passar por filtragem em múltiplos estágios para remover partículas, névoa de óleo e gases ácidos/alcalinos.

Posicionamento

Ao armazenar cilindros de mergulho por longos períodos, é preferível mantê-los na posição vertical.

De acordo com as normas técnicas da CGA (Compressed Gas Association), a espessura do metal no fundo de um cilindro é normalmente de 12mm-18mm, enquanto as paredes laterais têm apenas 4mm-8mm.

O posicionamento vertical garante que qualquer condensação que possa se formar dentro do cilindro se acumule no fundo mais espesso, retardando a perda de resistência estrutural causada pela corrosão oxidativa.

Use uma base dedicada ou um rack fixo durante o armazenamento e mantenha uma pressão residual interna de 300-500 psi (20-35 bar) para evitar que a umidade entre pela válvula.

Posicionamento vertical versus horizontal

De acordo com os padrões de fabricação, a espessura da área reforçada no fundo de um cilindro geralmente é mantida entre 12 mm e 18 mm, enquanto a espessura da seção central da parede do cilindro é de apenas 4,1 mm a 6,4 mm.

Durante o armazenamento prolongado, a gravidade exerce uma influência contínua sobre pequenas quantidades de umidade que permanecem dentro do cilindro.

Mesmo após uma filtragem rigorosa na estação de enchimento, o ar comprimido ainda pode conter uma pequena porcentagem de umidade ou gerar condensação durante as mudanças de temperatura.

Quando o cilindro é colocado na posição vertical, essa umidade se acumula ao longo das paredes do cilindro, na parte inferior mais espessa.

Como a espessura excedente de metal no fundo é extremamente alta, mesmo que ocorra uma leve reação de oxidação, ela não causará danos substanciais à integridade estrutural geral do cilindro em pouco tempo.

Esse método coordena efetivamente com a inspeção visual anual (VIP), pois os técnicos podem observar claramente o estado do fundo usando uma luz de inspeção.

Se houver acúmulo de óxido ou água dentro do cilindro, o armazenamento vertical permite que essas impurezas se concentrem em uma área fácil de limpar, em vez de se espalharem pelas frágeis paredes laterais.

Dimensão de avaliação	Armazenamento vertical	Armazenamento horizontal	Dados e desempenho físico
Distribuição da força da umidade	Concentrada na área espessada do fundo (aço/alumínio de 15 mm ou mais)	Distribuída ao longo do eixo longitudinal da parede lateral (aproximadamente 5 mm de espessura)	A espessura do metal no ponto de tensão da corrosão no armazenamento vertical é 2,5 a 3 vezes maior do que no armazenamento horizontal
Área de contato com a oxidação	Extremamente pequena, limitada apenas ao diâmetro do fundo arredondado	Maior; a umidade forma uma longa "linha de molhamento"	A área de contato da umidade com o metal no armazenamento horizontal é mais de 400% maior do que no armazenamento vertical
Risco de pressão estrutural	A corrosão ocorre em zonas que não são de tensão principal	A corrosão ocorre na parede lateral, afetando os limites de pressão	Uma profundidade de corrosão localizada nas paredes laterais superior a 0,6 mm pode causar falha no teste hidrostático
Pressão da válvula e do anel de vedação	A pressão interna atua uniformemente sobre os componentes da válvula	A válvula poderá sofrer a ação lateral da gravidade ou da pressão causada pelo rolamento	Se ocorrer uma inclinação lateral nas roscas da válvula, isso poderá causar um pequeno vazamento
Densidade de armazenamento e segurança	Ocupa pouco espaço, mas requer fixação física (racks/cordas)	Boa estabilidade, mas ocupa muito espaço no piso ou na prateleira	Um cilindro de 12,2 litros armazenado verticalmente precisa de apenas cerca de 0,04 metro quadrado

Se for escolhida a colocação horizontal, quando o cilindro for colocado de lado, a condensação interna se distribuirá ao longo das paredes laterais do corpo, formando uma faixa longa de água.

Como as paredes laterais do cilindro são projetadas para suportar tensão radial, sua espessura é muito menor que a do fundo.

O contato prolongado da umidade com as paredes laterais provocará corrosão eletroquímica, manifestando-se como pó branco de óxido de alumínio em cilindros de alumínio e ferrugem de ferro em cilindros de aço.

Essa corrosão geralmente ocorre na forma de pontos e é chamada de "corrosão por pite".

Durante o teste hidrostático de cinco anos, o equipamento de detecção é muito sensível à redução da espessura da parede;

qualquer perda de espessura nas paredes laterais poderá resultar no descarte do cilindro por reprovação no teste de taxa de expansão.

Se um cilindro armazenado horizontalmente rolar, a energia cinética de seu peso morto de cerca de 14 kg atingirá a válvula.

As válvulas geralmente são feitas de latão cromado, que é mais macio que a liga de alumínio ou o aço do corpo;

se um impacto causar deformação, o cilindro poderá apresentar problemas de vedação durante o enchimento ou uso.

Na ausência de um suporte profissional para cilindros, embora a colocação horizontal tenha um centro de gravidade baixo, ela dificulta a inspeção, e a umidade do chão em garagens ou salas de armazenamento penetrará na camada superficial metálica por meio da área de contato maior.

Fixação física

Cilindros de mergulho geralmente pesam entre 12 kg e 18 kg quando cheios.

Por exemplo, um cilindro comum de liga de alumínio S80 pesa cerca de 14,3 kg, enquanto um cilindro de aço de alta pressão de 12 litros pesa aproximadamente 16 kg.

Devido ao formato cilíndrico esbelto, com diâmetro geralmente em torno de 184 mm, o centro de gravidade é alto.

Depois de inclinado, o torque gerado pela gravidade rapidamente excede a força de apoio da base, fazendo o cilindro tombar.

Ao projetar um sistema de fixação, é necessário considerar que as alças das válvulas geralmente são feitas de latão, cuja resistência ao impacto é muito menor que a do corpo do cilindro.

Se um cilindro totalmente carregado cair da posição vertical e atingir um piso rígido, a interface da válvula poderá sofrer uma força de impacto instantânea superior a 5.000 Newtons, suficiente para danificar a válvula ou causar falha na vedação.

Portanto, instalar um suporte para cilindro especializado em uma garagem ou sala de armazenamento é uma prática padrão.

Esses suportes geralmente são feitos de polietileno de alta densidade (HDPE) ou madeira tratada com conservante para evitar que o contato metal-metal provoque corrosão.

A altura do suporte deve ser instalada entre 60% e 70% da altura total do cilindro. Para um cilindro padrão de 650 mm de altura, o ponto de fixação deve ficar entre 40 cm e 45 cm do chão. Essa configuração de altura equilibra efetivamente o centro de gravidade, mantendo a estabilidade mesmo quando submetido a um empurrão lateral de cerca de 15 graus, contando com a tensão contrária do ponto de fixação.

Em soluções de montagem na parede, a prática mais comum é usar cintas de náilon ou cordas elásticas de borracha com ganchos de aço inoxidável.

Recomenda-se que a largura da cinta de náilon não seja inferior a 25 mm.

Cintas com essa especificação normalmente têm uma resistência à ruptura superior a 500 kg, suficiente para suportar a pressão de vários cilindros inclinando-se simultaneamente.

Durante a instalação, mantenha um espaço de 2 cm a 5 cm entre cada cilindro para evitar que os corpos sejam arranhados por colisões entre si.

Se a área de armazenamento estiver em um ambiente com leves vibrações, como um porão, recomenda-se usar uma cinta com uma fivela Cam para ajustar a tensão, garantindo que o cilindro fique firmemente encostado no suporte de parede.

Para tanques de alumínio, a superfície de contato do sistema de fixação deve evitar aço carbono sem pintura para prevenir a corrosão galvânica entre dois metais com grandes diferenças de potencial quando a umidade do ar exceder 60%, o que pode causar pontos de corrosão na superfície de alumínio.

Em centros comerciais de mergulho ou salas de equipamentos, uma densidade comum de fixação é de 4 a 5 cilindros por metro de espaço na parede. Ao usar suportes plásticos modulares, suas bases geralmente são projetadas com orifícios de ventilação para garantir uma camada de circulação de ar de cerca de 1 cm entre a parte inferior do cilindro e o chão, reduzindo a probabilidade de acúmulo de condensação dentro da base.

A Base do Tanque é um componente auxiliar em sistemas de fixação vertical. Uma base adequada deve ter várias ranhuras de drenagem e orifícios de ventilação.

Uma base completamente vedada após seis meses de armazenamento pode acumular umidade suficiente para causar uma camada de ferrugem de até 0,2 mm de profundidade na parte inferior de um tanque de aço.

Para aumentar a estabilidade, recomenda-se escolher modelos de base com laterais alargadas ou bases quadradas/hexagonais; esses formatos aumentam significativamente a resistência à torção do cilindro no chão.

Ao posicionar os cilindros, certifique-se de que a base esteja em contato total com o chão;

não coloque sobre carpetes ou tapetes macios, pois uma superfície de apoio instável fará o cilindro oscilar levemente, desgastando o revestimento protetor na parte inferior com o tempo.

Para o armazenamento de vários cilindros, layouts de fixação em níveis ou em colmeia podem melhorar o aproveitamento do espaço. Nesse layout, a orientação das válvulas da fileira traseira deve ser alternada em relação à fileira dianteira, garantindo que o volante ou a tampa contra poeira de qualquer cilindro possa ser operado livremente sem mover os demais. O adesivo de Inspeção Visual de Proteção (VIP) de cada cilindro deve estar sempre voltado para fora, facilitando as verificações mensais de status.

Em soluções de fixação, embora as tampas das válvulas não façam parte da estrutura de suporte, capas de proteção com rosca devem ser instaladas nas interfaces das válvulas durante o armazenamento para evitar a entrada de poeira ou insetos.

Se houver acesso de veículos no ambiente de armazenamento (por exemplo, uma garagem), devem ser instalados na frente do suporte blocos ou guard-rails com pelo menos 10cm de altura.

Isso serve para evitar que colisões acidentais de veículos façam o suporte desmoronar.

Se o material do suporte for metal, ele deverá receber pintura a pó para isolar os sais do ambiente, especialmente em áreas costeiras, onde os íons cloreto penetrarão rapidamente na pintura spray comum, desencadeando a corrosão da estrutura de fixação.

Se for necessário empilhar horizontalmente (normalmente limitado a casos de espaço extremamente restrito), devem ser usados suportes rebaixados antirrolamento. Juntas de borracha com espessura não inferior a 10mm devem ser colocadas entre cada camada de cilindros, e a altura da pilha não deve exceder três camadas. Quando armazenados horizontalmente, os manípulos das válvulas devem apontar alternadamente em direções opostas para equilibrar o centro de gravidade e evitar que os componentes das válvulas colidam entre si.

Para usuários individuais, uma estrutura simples pode ser feita com madeira tratada sob pressão de 2x4 polegadas ao construir um sistema de fixação.

A aplicação de almofadas de neoprene de 3mm de espessura na parte interna da estrutura pode aumentar ainda mais o atrito e reduzir o deslocamento do cilindro.

Os parafusos de fixação devem penetrar pelo menos 50mm na parede para garantir que o próprio suporte não se desprenda da parede caso um cilindro tombe acidentalmente.

Inspeção e manutenção

Antes do armazenamento prolongado, confirme se o adesivo de inspeção anual VIP e o carimbo do teste hidrostático de cinco anos ainda estão dentro dos respectivos prazos de validade.

Verifique se o anel de vedação da válvula (normalmente #011 para interfaces Yoke e #014 para DIN) apresenta endurecimento ou rachaduras.

Deve ser mantida dentro do cilindro uma pressão residual de 300-500 psi (20-35 bar) para manter a pressão interna positiva e impedir a entrada de umidade do ar.

Cilindros de aço (por exemplo, Steel 100/120) exigem atenção especial à umidade na base, enquanto cilindros de alumínio (por exemplo, AL80) devem ser verificados quanto à presença de pó branco de oxidação nas roscas da válvula.

Manutenção do cilindro

O mercado atual de cilindros de mergulho é dominado principalmente por dois materiais:

Liga de alumínio 6061-T6 e aço cromo-molibdênio 4130, seguindo diferentes especificações do Department of Transportation (DOT), como DOT-3AL para alumínio e DOT-3AA para aço.

As características do material dos cilindros de alumínio fazem com que a espessura de suas paredes seja muito maior que a dos cilindros de aço.

Tomando a especificação AL80 como exemplo, sua pressão nominal de trabalho é de 3000 psi (207 bar), e a espessura da parede normalmente fica entre 12 mm e 15 mm.

O alumínio gera rapidamente uma película densa de óxido de alumínio ao entrar em contato com o ar; esse mecanismo de autoproteção funciona bem em água doce, mas é propenso à corrosão eletroquímica nas roscas do gargalo se o efeito de escova sacrificial na válvula falhar em água do mar de alta salinidade.

Antes de armazenar, use uma lupa de 20x ou mais para verificar a primeira até a terceira rosca do gargalo, confirmando que não há microfissuras causadas por fadiga por tensão.

Cilindros de liga de alumínio 6351 fabricados antes de 1990 devem passar obrigatoriamente por teste de correntes parasitas, enquanto o material 6061-T6, popularizado após 1990, depende principalmente de inspeções visuais anuais (VIP) para confirmar se as paredes internas apresentam corrosão por pites com profundidade superior a 0,015 polegada (0,38 mm).

Devido à alta resistência do material, os cilindros de aço podem suportar pressões de trabalho mais elevadas.

Entre os mais comuns estão o aço de alta pressão (HP Steel) de 3442 psi (237 bar) e o aço de baixa pressão (LP Steel) de 2400 psi (165 bar).

As paredes internas dos cilindros de aço geralmente são fosfatizadas ou galvanizadas para aumentar a resistência à corrosão.

Até mesmo 5 ml de água do mar residual em um ambiente de alta pressão de 3000 psi provocará grandes áreas de óxido de ferro (ferrugem vermelha) nas paredes internas de um cilindro de aço em um período de 3 a 6 meses.

Esse processo de oxidação consome a espessura da parede.

Quando a profundidade da corrosão por pites excede 10% da espessura original da parede ou atinge 0,06 polegada (aproximadamente 1,5 mm), o cilindro será reprovado no teste hidrostático.

Ao armazenar cilindros de aço, a proteção de borracha deve ser removida, pois o espaço entre a proteção e o corpo atrai água salgada por ação capilar.

Mesmo que pareça seco por fora, a umidade dentro da proteção de borracha causa corrosão em forma de anel na parte inferior, podendo levar à descamação do metal em casos graves.

Comparação de parâmetros físicos e de manutenção	Cilindro de liga de alumínio (DOT-3AL)	Cilindro de aço cromo-molibdênio (DOT-3AA)
Pressão de trabalho padrão	3000 psi / 207 bar	2400 psi (LP) - 3500 psi (HP)
Peso morto (AL80 / ST100)	Aproximadamente 31,3 lb (14,2 kg)	Aproximadamente 33,0 lb (15,0 kg)
Flutuabilidade do cilindro vazio	+4,4 lb (positiva)	-2,0 lb (negativa)
Espessura típica da parede	0.48" - 0.60"	0.15" - 0.25"
Forma dos produtos de corrosão	Pó branco (óxido de alumínio)	Partículas vermelhas/pretas (óxido de ferro)
Requisitos de inspeção das roscas	Concentre-se em trincas por tensão e corrosão galvânica	Concentre-se no desgaste das roscas e na corrosão por pites
Padrões de limpeza e decapagem	Álcali forte proibido; use ácido neutro ou fraco	Solução de ácido fosfórico ou cítrico a 10% comumente usada

Na manutenção durante o armazenamento prolongado, à medida que a pressão do ar cai nos cilindros de alumínio, sua flutuabilidade muda de negativa para significativamente positiva.

Se não houver ar durante o armazenamento, o centro de gravidade físico se desloca, afetando a estabilidade quando o cilindro é colocado na vertical.

Para cilindros de aço com revestimento de poliuretano aplicado por pulverização, verifique se há bolhas no revestimento antes do armazenamento; essas bolhas geralmente abrigam corrosão química em andamento.

Se o revestimento estiver danificado, lixe com uma lixa fina até expor o metal sem revestimento e aplique um primer especializado rico em zinco para reparo local.

Cilindros de alumínio não exigem manutenção do revestimento externo, mas é necessário prestar atenção ao texto estampado no gargalo; se muito sal se acumular na estampa, isso acelera a concentração de tensões.

No processo de teste hidrostático, o cilindro é colocado dentro de uma jaqueta de aço cheia de água.

Uma bomba de alta pressão aumenta a pressão interna para 1,67 vezes a pressão de trabalho (regra de 5/3).

Por exemplo, um cilindro de alumínio de 3000 psi precisa ser pressurizado a 5000 psi.

O equipamento registra a expansão total do corpo por meio de sensores de pressão e a expansão permanente após a liberação da pressão.

Se a expansão permanente exceder 10% da expansão total, isso indica que o material metálico sofreu deformação plástica, e o cilindro deve ser descartado.

Para cilindros de aço, se houver um sinal "+" estampado, isso indica que o cilindro pode ser usado com uma sobrepressão de 10% pelos cinco anos seguintes (ou seja, um cilindro de 2400 psi pode ser enchido até 2640 psi).

No entanto, durante as verificações antes do armazenamento, se for encontrada qualquer marca mecânica mais profunda que 0,02 polegada, esta autorização de sobrepressão expirará automaticamente.

Válvulas e componentes de vedação

A estrutura física das válvulas de cilindros é dividida em válvulas K (tipo alavanca com uma saída) e válvulas DIN (tipo rosqueável).

No campo dos cilindros de alta pressão, a rosca de gargalo comum 3/4"-14 NPSM se adapta à grande maioria dos cilindros de aço e alumínio fabricados na América do Norte.

Antes do armazenamento de longo prazo, deve-se confirmar que o anel de vedação #214 (para roscas de 3/4 de polegada) na junção entre o corpo da válvula e o gargalo não apresenta sinais de extrusão ou envelhecimento.

Se forem usadas roscas métricas europeias M25x2, deve ser utilizado um anel de vedação métrico correspondente.

Ao desmontar a válvula para inspeção, verifique a suavidade da haste da válvula e certifique-se de que a junta interna da sede da válvula de Teflon não tenha sido excessivamente comprimida e deformada.

Para interfaces Yoke (padrão CGA 850), o anel de vedação #011 na interface suporta 3000 psi (207 bar) de pressão estática.

Ele deve ser removido antes do armazenamento para verificar se sua seção transversal passou de redonda a achatada.

A dureza Shore normalmente é escolhida entre 70 e 90 para garantir resistência à extrusão sob alta pressão.

• Especificações e compatibilidade dos materiais dos anéis de vedação:
  • Anel de vedação #011: usado nas interfaces com reguladores Yoke; borracha nitrílica/Buna-N é comum em ambientes com ar, mas deve ser substituída por borracha fluorocarbonada (Viton/FKM) para Nitrox.
  • Anel de vedação #014: usado dentro da porta da válvula DIN (rosca G5/8"); o anel de vedação nessa posição suporta a força uniformemente quando é rosqueado no regulador, mas também está sujeito ao acúmulo de cristais de sal.
  • Anel de vedação #214: localizado na junção entre a válvula e o bocal, é a última linha de defesa contra vazamentos no gargalo.
• Padrões de uso de lubrificantes:
  • É estritamente proibido usar qualquer graxa à base de petróleo, pois ela pode provocar oxidação violenta ou até combustão em ambientes de oxigênio de alta pressão.
  • Recomenda-se usar lubrificantes de perfluoropoliéter (PFPE), como Christo-Lube MCG 111 ou Molykote 111.
  • A quantidade aplicada deve ser controlada para que apareça apenas um leve brilho na superfície do anel de vedação; o excesso de graxa atrai poeira e limalhas metálicas, causando desgaste durante a rotação da válvula.

O conjunto do disco de ruptura é composto por um corpo de plugue, uma junta e um diafragma metálico.

Para um cilindro de alumínio AL80 classificado para 3000 psi, o disco de ruptura normalmente rompe entre 4000 psi e 4500 psi.

Durante o armazenamento prolongado, se a umidade do ambiente variar significativamente, poderão ocorrer microfissuras (trincas por corrosão sob tensão) na superfície do diafragma metálico, invisíveis a olho nu.

Ao instalar o plugue do disco de ruptura, deve-se usar uma chave de torque para controlar precisamente o aperto entre 45 e 50 libras-polegada;

Um torque insuficiente causa vazamento, enquanto um torque excessivo esmaga a junta de cobre, causando fadiga prematura do diafragma.

De acordo com as recomendações da CGA, mesmo que o disco de ruptura pareça intacto, ele deve ser obrigatoriamente substituído durante cada teste hidrostático de cinco anos.

Se for necessário aplicar força para parar o ar ao girar o volante manual, a junta da sede da válvula está desgastada.

Antes do armazenamento, deixar a válvula de molho em um limpador ultrassônico com água morna e uma solução de ácido cítrico (concentração de 5%-10%) por 15 a 20 minutos remove com eficácia manchas internas de sal e substâncias calcificadas.

Após a limpeza, os canais internos de água devem ser secos com nitrogênio ou ar comprimido seco e filtrado, pois a umidade residual causará corrosão localizada interna durante o armazenamento prolongado.

Para válvulas DIN, a profundidade da rosca de 5 ou 7 voltas determina a resistência da conexão com o regulador.

Verifique se há desgaste ou deformação na parte superior das roscas para garantir que os resultados do calibrador de passo estejam em conformidade com os padrões G5/8".

Nome do componente	Padrão/dados de manutenção	Instruções de operação
Torque do pescoço da válvula	50 - 85 ft-lbs (68 - 115 Nm)	Para roscas 3/4"-14 NPSM, use uma chave de torque profissional.
Compatibilidade com oxigênio	Acima de 40% de concentração de oxigênio	É obrigatório usar O-rings de Viton e realizar o desengraxe.
Volante manual da válvula	Gire no sentido horário até a parada natural	Não aperte excessivamente a válvula durante o armazenamento para evitar a deformação permanente da junta da sede.
Material do disco de ruptura	Cobre revestido ou aço inoxidável	Faça a correspondência de acordo com os padrões do fabricante da válvula; diferentes classificações de pressão não podem ser misturadas.

A resistência sentida no volante manual do cilindro geralmente vem do atrito das juntas de vedação internas.

Se houver um pequeno vazamento sob o volante manual, geralmente isso se deve a uma porca de vedação solta ou às juntas plásticas internas envelhecidas.

Em casos de armazenamento por mais de seis meses, recomenda-se girar o volante manual até fechá-lo completamente e, em seguida, recuá-lo 1/4 de volta.

Isso evita que as peças metálicas internas travem devido a efeitos de soldagem a frio de longo prazo ou à oxidação sutil.

Ao mesmo tempo, verifique se há vestígios verde-claros de azinhavre na porta de exaustão da válvula; isso geralmente é resíduo de água do mar que retornou para dentro do cilindro.

Uma vez identificado o problema, a válvula deve ser desmontada para verificar os danos internos na parede do cilindro.

O plano da ranhura Yoke da válvula do cilindro deve permanecer absolutamente plano.

Use uma régua metálica para verificar esse plano.

Se for encontrada uma depressão ou arranhão com mais de 0.005 polegadas, o O-ring do regulador não formará uma pressão de vedação eficaz nesse plano, causando vazamentos frequentes durante os mergulhos.

Para esse desgaste, a única solução é o reparo com ferramentas profissionais de retificação ou a substituição do corpo da válvula.