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  • 1. TUBOS, MATERIAIS E PROCESSOS DE FABRICAÇÃO Instrutores: Jorivaldo Medeiros Jordana Luiza Veiga Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 1 MÓDULOS 1 - Tubos, Materiais e Processos de Fabricação. 2 - Meios de Ligação entre Tubos 3 - Conexões. 4 - Válvulas. 5 - Aquecimento e isolamento térmico. 6 - Purgadores. 7 - Normas Técnicas. 8 - Padronizações de Material de Tubulações. 9 - Documentos de Projeto de Tubulações. 10 - Traçamento e Detalhamento de Tubulações. 11 - Suportes de Tubulação. 12 - Inspeção, Montagem e Testes. 13 - Dimensionamento Mecânico. 14 - Noções de Flexibilidade 2 1
  • 2. DEFINIÇÕES • TUBOS: – “Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao transporte de fluídos. Todos os tubos são de seção circular, apresentando-se como cilindros ocos.” – Tubulações Industriais – Pedro C. Silva Telles • TUBULAÇÕES: – Conjunto de tubos e seus acessórios, tais como válvulas, conexões, filtros, flanges, etc. Em unidades de processo, são os elementos físicos de ligação entre os equipamentos (vasos de pressão, reatores, tanques, bombas, trocadores de calor, etc) por onde circulam os fluídos de processo e utilidades. 3 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO EMPREGO Tubulações Industriais Tubulações dentro de instalações industriais Tubulações de Processo Tubulações de utilidades Tubulações de instrumentação Tubulações de transmissão hidráulica Tubulações de drenagem Tubulações fora de instalações industriais Tubulações de transporte Adução Transporte Drenagem Tubulações de distribuição Distribuição Coleta 4 2
  • 3. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO FLUIDO CONDUZIDO y Tubulações para água; y Tubulações para vapor; y Tubulações para óleos; y Tubulações para ar; y Tubulações para gases; y Tubulações para esgotos e drenagem; y Tubulações para fluidos diversos. 5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS • TUBOS SEM COSTURA – Laminação; – Extrusão; – Fundição. • TUBOS COM COSTURA – Fabricado a partir da calandragem de chapas e soldagem longitudinal ou helicoidal das extremidades das chapas. Esta última não deve ser utilizada em tubos de processo conduzindo fluídos inflamáveis ou tóxicos; – Processos de soldagem: elétrica com fusão de um metal de adição (arco submerso) ou por resistência elétrica (sem metal de adição). 6 3
  • 4. LAMINAÇÃO – LAMINADOR OBLÍQUO ™ Empregado na fabricação de tubos sem costura de aços carbono, aços liga e aços inoxidáveis. • Lingote cilíndrico; • Dois Rolos de cone duplo; • Ponteira cônica faz o furo (formando o cilindro). 7 LAMINADORES DE ACABAMENTO o No Brasil podem ser fabricados tubos até 14”; o No exterior são disponíveis tubos até 24”. 9 4
  • 5. EXTRUSÃO • Empregado na fabricação de tubos sem costura de aço de pequeno diâmetro (< 80 mm), alumínio, cobre, chumbo, latão, e outros metais não-ferrosos, bem como de materiais plásticos. 10 FUNDIÇÃO • Empregado na fabricação de tubos sem costura de ferro fundido, de aços especiais não- forjáveis e da maioria dos materiais não- metálicos, tais como: concreto, cimento- amianto, barro-vidrado, etc; • Os tubos de ferro fundido e de concreto são fabricados por fundição centrífuga, que consiste de um molde cilíndrico com leve inclinação na horizontal dotado de movimento de rotação; • Os tubos de concreto armado são aplicados por vertimento e vibração para melhor adensamento. 11 5
  • 6. FABRICAÇÃO A PARTIR DE BOBINAS DE CHAPA (tubos com costura) 12 PROCESSOS DE SOLDAGEM • SMAW – Shielded Metal Arc Weld (Eletrodo Revestido); • GTAW ou TIG – Tungsten Arc Weld (Tungsten Inert Gas); • GMAW ou MIG – Metal Arc Weld (Metal Inert Gas); • FCAW - Flux Cored Arc Weld. • SAW - Submerged Arc Weld (Arco Submerso); • ERW – Electric Resistance Weld. 13 6
  • 7. SMAW Metal de base Camada de Gás Eletrodo Revestimento Escória Arco Metal de solda 14 SMAW • Processo Manual; • Mais comum; • Emprega o calor de um arco elétrico para fundir o metal de base, o revestimento e a alma do eletrodo; • O soldador movimenta o eletrodo ao longo da junta soldada a medida que o mesmo vai sendo consumido. • São aplicáveis a maioria dos metais e ligas; • É relativamente portátil, podendo ser utilizado em áreas relativamente limitadas. 15 7
  • 8. SMAW • Exige interrupção constante para reposição do eletrodo, elevando o tempo de produção da solda; • Exige entre cada reposição do eletrodo a retirada da escória e do óxido formados; • A qualidade da solda é altamente dependente da qualidade e da capacidade do soldador. 16 Curso Tocha TIG Condutor elétrico Eletrodo TIG Camada de Gás Metal de soldaArco Poça de fundição Arame Metal de base Canal GTAW ou TIG 17 8
  • 9. GTAW ou TIG • Processo Manual ou automático; • Utiliza uma tocha provida de um eletrodo não consumível de tungstênio que imprime o arco elétrico responsável pela fusão do metal de base e do arame consumível (metal de adição). Existem processos especiais que empregam esse sistema sem metal de adição (espessuras menores que 9,5 mm); • Um gás (argônio, hélio ou uma mistura dos dois) é projetado no ambiente através da tocha, criando uma atmosfera inerte que envolve a solda protegendo os constituintes da poça de solda da ação do ambiente; • É portátil, podendo ser utilizado em áreas relativamente limitadas. 18 GTAW ou TIG • É utilizado para o passe de raiz da solda; • A taxa de deposição é mais lenta que a do eletrodo revestido; • A exposição do consumível quente ao ar ambiente ou a transferência de tungstênio para a solda podem resultar em soldas não satisfatórias. 19 9
  • 10. GMAW ou MIG Poça de fusão Metal de base Camada de Gás Bocal de Gás Guia do arame e tubo de contato Gás inerte Entrada Eletrodo (arame) Condutor de corrente Metal de solda Arco Curso 20 GMAW ou MIG • Processo semi-automático ou automático; • Utiliza uma tocha provida de uma alimentação contínua de arame de um eletrodo consumível (metal de adição) que imprime o arco elétrico responsável pela fundição do metal de base e do arame consumível; • Um gás (argônio, hélio, gás carbônico ou uma mistura dos gases) é projetado no ambiente através da tocha, criando uma atmosfera inerte que envolve a solda, protegendo os constituintes da poça de solda da ação do ambiente; • Utilizado na maioria dos processos de alta produção, em materiais como aço carbono, aço inoxidável, alumínio e cobre. 21 10
  • 11. FCAW Poça de fundição Metal de base Camada de Gás Bocal de Gás Guia do arame e tubo de contato Entrada Eletrodo revestido Condutor de corrente Metal de solda Arco Curso Gás inerte Escória Escória fundida 22 FCAW • Processo semi-automático ou automático; • Utiliza uma tocha provida de uma alimentação contínua de arame tubular de um eletrodo consumível (metal de adição) com uma alma composta de minerais tais como ligas ferrosas, desoxidantes e outros materiais formadores de escória. O arco formado pelo eletrodo é o responsável pela formação do arco que resulta na fundição do metal de base, do arame consumível e de sua alma; • O gás de proteção pode ser inserido pela tocha ou através da fundição da alma do eletrodo (argônio, hélio, gás carbônico ou uma mistura dos gases) é introduzido no ambiente através da tocha, criando uma atmosfera inerte que envolve a solda, protegendo os constituintes da poça de solda da ação do ambiente; • Utilizado na maioria dos processos de alta produção. 23 11
  • 12. ARCO SUBMERSO (SAW) Ar Fluxo Eletrodo Metal de baseMetal de solda solidificado Arco 24 SAW • Processo automático; • O que diferencia esse processo é a proteção solda por um material granulado (fluxo). O arco fica imerso no fluxo, que também será fundido durante a formação do arco. Este material é responsável pelas altas taxas de deposição e qualidade de soldagem; • É largamente utilizado para aços carbono, aços liga, aços estruturais e aços inoxidáveis, tendo uso limitado para outras materiais; • Utilizado na maioria dos processos de alta produção, sendo limitado aos processo de fabricação de tubos ou spools, tendo aplicação limitada para soldas de campo (o tubo precisa ser rolado para realização de soldas circunferenciais). 25 12
  • 13. SAW – Solda Longitudinal Faixa de diâmetros: NPS 12 a 48 Espessuras: 0,250” a 1,250” Comprimentos: 6 a 13 metros 26 ERW Contatos Corrente Rolos Curso do tubo 27 13
  • 14. ERW 28 ERW • Processo automático; • A fusão das duas extremidades é feita através do calor gerado pela passagem de uma corrente elétrica entre as duas extremidades da chapa calandrada. Como resultado, obtêm-se um plano de solda e não um cordão, como na solda por eletrodo revestido; • É restrito à espessuras até 9,5 mm e diâmetros acima de 6” inclusive; • Não há adição de metal. 29 14
  • 15. ERW Rebarba da solda pelo diâmetro externo extru- dado durante o processo de soldagem. Normal- mente é removido. Zona de solda por forjamento Rebarba da solda pelo diâmetro interno similar a do diâmetro externo. A rebarba interna pode ser deixada, usinada ou conformada, conforme requerido pelo usuário. 30 TUBOS COM SOLDA HELICOIDAL „ Processo automático; „ Matéria prima: bobina de aço; „ Não há limitação de diâmetro; „ Sua utilização é limitada aos fluídos categoria D. 31 15
  • 16. TUBOS COM SOLDA HELICOIDAL 32 CONSIDERAÇÕES PARA SELEÇÃO DE MATERIAIS • Fluído conduzido; • Condições de serviço; • Resistência mecânica; • Disponibilidade; • Conexões e meios de ligação; • Custo; • Facilidade de fabricação e montagem; • Experiência prévia; • Vida útil. 33 16
  • 17. 34 CUSTOS RELATIVOS DE MATERIAIS* Materiais Custo relativo Materiais Custo relativo Aço carbono estrutural 1 Ferro fundido 0,95 Aço carbono com qualificação 1,15 Alumínio 2,5 Aço liga 1 ¼ Cr – 1/2 Mo 3,1 Latão de alumínio 7,6 Aço inox 304 11,5 Monel 31,8 Aço Inox 316 15,0 Titânio 41,0 •Apenas para Referência, não deve ser utilizado como critério de seleção. 34 MATERIAIS – AÇO CARBONO ‰Fácil de soldar; ‰Menor relação custoeeresistência mecânica; ‰Fácil de conformar; ‰Material de maior utilização; ‰Faixa de temperatura de utilização: -45 qC a 430 qC; ‰Em alguns casos é possível utilização até 520 qC; ‰Temperatura limite de oxidação superficial: 530 qC; ‰Especificações de Material: ASTM A53 ASTM A106 API 5L ASTM A333 35 17
  • 18. ASTM A 53 ‰Material de uso geral, em serviços de baixa criticidade; ‰Graus A (baixo carbono) e B (médio carbono); ‰NPS 1 8 a NPS 26; ‰Com costura (resistência elétrica); ‰Sem costura; ‰Preto (sem acabamento superficial); ‰Galvanizado. 36 ASTM A 106 ‰Indicado para serviços sujeitos à corrosão sob tensão ou que requeiram material acalmado; ‰Baixa Temperatura: -45 qqC, quando normalizado ou com teste de impacto; ‰Alta Temperatura: 430 qC; ‰Graus A (baixo carbono), B (médio carbono) e C (alto carbono). Este último menos utilizado pela soldabilidade pior; ‰NPS 1 8 a NPS 26; ‰Sem costura; ‰Acalmado com Si. 37 18
  • 19. API 5L ‰Material de uso geral, possui vários graus com aplicações diversas, usado em especial para oleodutos e gasodutos; ‰Grau B – uso geral, médio carbono, boa resistência mecânica; ‰Não acalmado; ‰NPS 1 8 a NPS 64; ‰Sem costura; ‰Com costura (vários processos); ‰A ISO elaborou a norma ISO 3183 - parte A baseada nesta norma; ‰Possui dois níveis básicos de qualidade: PSL1 e PSL2 (mais rigoroso). 38 API 5L (PSL 1 x PSL 2) 39 19
  • 20. ASTM A 333 Gr. 6 ‰Material específico para baixa temperatura (-45 qqC); ‰Aço acalmado; ‰Composição muito semelhante à do ASTM A 106 Gr. B; ‰Sem costura; ‰Com costura, com resistência elétrica e sem metal de adição; ‰Incorpora requisitos de teste de impacto e tratamento térmico de normalização. 40 MATERIAIS – AÇO LIGA ‰Aplicável a: • Temperaturas muito elevadas; • Temperaturas muito baixas; • Fluídos muito corrosivos ‰Relação custoeeresistência mecânica mais elevada que a do aço carbono e, em geral, menor que a do aço inoxidável; ‰Difícil de soldar ‰Exige, normalmente, tratamento térmico de alívio de tensões e maior rigor nos ensaios não destrutivos; ‰Faixa de temperatura de utilização: -100 qC a 600 qC, dependendo da especificação. 41 20
  • 21. 42 MATERIAIS – AÇO LIGA Especificação ASTM Cr Mo Ni Limite (qC) A 335 Gr. P1 - 0,5 - 480 A 335 Gr. P5 5 0,5 - 540 A 335 Gr. P7 7 0,5 - 540 A 335 Gr. P9 9 0,5 - 600 A 335 Gr. P11 1,25 0,5 - 520 A 335 Gr. P22 2,25 0,5 - 570 A 333 Gr. 3 - - 3,5 -100 A 333 Gr. 7 - - 2,25 -60 42 MATERIAIS – AÇO INOXIDÁVEL • Aplicável a: – Mesmas aplicações dos aços liga, porém com limites de uso mais amplos; – Serviços quando se quer evitar contaminação do fluído conduzido; • Relação custoeresistência mecânica mais elevada que a do aço carbono e, em geral, maior que a do aço liga; • Alguns materiais não são tão complicados de soldar (em especial alguns austeníticos); • Faixa de temperatura de utilização: -273 qC a 650 qC, dependendo da especificação. 43 21
  • 22. 44 AISI Estrutura Metalúrgic a Cr Ni + Limite Máx. (qC) Limite Mín. (qC) 304 Austenítica 18 8 C: 0,08 600 -255 304L Austenítica 18 8 C: 0,03 400 -273 316 Austenítica 16 10 C: 0,08 Mo: 2 650 -195 316L Austenítica 16 10 C: 0,03 Mo: 2 400 -195 321 Austenítica 17 9 Ti: 0,5 600 -195 347 Austenítica 17 9 Nb+Ta:1 600 -255 405 Ferrítica 12 - Al: 0,2 470 0 MATERIAIS – AÇO INOXIDÁVEL 44 45 MATERIAIS – AÇO INOXIDÁVEL (CONT.) AISI Estrutura Metalúrgica C Cr Ni Mo N Limite Máx. (qC) Limite Mín. (qC) 317 Austenítica 0,08 16 10 3 - 650 -195 UNS S3180 3 Austenítico- Ferrítica (Duplex) <0,03 21- 23 4,5- 6,5 2,5- 3,5 0,08 - 0,20 280 -40 UNS S3276 0 Austenítico- Ferrítica (Super Duplex) <0,03 24- 26 6,0- 8,0 3,0- 4,0 0,20 - 0,30 300 -190 45 22
  • 23. MATERIAIS – PLÁSTICOS • Os principais plásticos de engenharia são polímeros, materiais compostos de macromoléculas, ou seja cadeias compostas pela repetição de uma unidade básica (mero); • O Polietileno, por exemplo, é composto milhares de unidades da molécula básica do etileno (ou eteno). Normalmente superior a 10.000, ou seja, o polietileno é composto de pelo menos 10.000 unidades de etileno. Esse é o chamado grau de polimerização (GP), que indica o número de meros que constituem a macromolécula. 46 MATERIAIS – PLÁSTICOS • Os polímeros podem ser divididos em: – Termoplásticos; – Termo fixos ou termorrígidos; – Elastômeros. 47 23
  • 24. Termoplásticos • São materiais que podem ser fundidos diversas vezes; • Facilita a reciclagem; • Exemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de vinila) (PVC); • Constituem-se na maioria dos polímeros comerciais. 48 Termorrígidos • São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura; • Uma vez prontos não se fundem. O aquecimento do polímero a altas temperaturas promove a decomposição do material antes da fusão; • Reciclagem complicada; • Exemplos: baquelite, plásticos (poliésteres) reforçados com fibra de vidro (PRFV). 49 24
  • 25. Elastômeros (Borrachas) • Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos; • Não são fusíveis, mas apresentam elasticidade, não sendo rígidos como os termorrígidos; • Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão; • Tem uso restrito na área de tubulações, sendo mais aplicáveis em juntas de vedação, mangueiras e mangotes flexíveis. 50 MATERIAIS – PLÁSTICOS • Resistência à corrosão; • Leves; • Custo mais baixo que materiais metálicos de alta resistência à corrosão; • São em geral de fácil manuseio; • Faixa de temperatura de utilização: -40 qC a 80 qC, dependendo da especificação; • Uso relativamente recente; • Reciclagem: só viável para termoplásticos, que podem ser refundidos, com grande consumo (devido ao preço/peso); o plástico reciclado, porém, é considerado um material de segunda classe, diferentemente dos materiais metálicos. 51 25
  • 26. 52 MATERIAL CUSTO REL. APLICAÇÃO Limite (qC) POLIETILENO 1,03 Ácidos minerais, álcalis e sais -30/80 PVC 1,20 Água, esgoto, ácidos, álcalis e outros produtos corrosivos -40/65 -5;80 PTFE ALTO (N.A.) Mais vantajoso como revestimento -200/260 POLIPROPILENO 1,02 Água contaminada -5/90 MATERIAIS – PLÁSTICOS 52 MATERIAIS – PLÁSTICOS MATERIAL CUSTO APLICAÇÃO Limite (qC) PEAD 1,0 Água de incêndio, Gás (boa resistência mecânica) -40/60 PRFV BAIXO (N.A.) Água, esgoto, ácidos, álcalis e outros produtos corrosivos -40/104 53 26
  • 27. POLIETILENO • Densidade: 0,918-0,940 g/cm3; • Elevada resistência química e a solventes; • Flexível; • Fácil processamento; • Baixa permeabilidade a água; • Excelentes propriedades isolantes; • Atóxico. 54 PVC • Experiência de uso viabilizou normalização (ASTM, ABNT); • São materiais combustíveis e, sob ação de fogo, liberam o cloro que é tóxico, porém, esse risco é pequeno e não impossibilita ou restringe sua utilização. A causa principal de fatalidades em um incêndio continua a ser o monóxido de carbono, mesmo após a consolidação do uso de tubulações de PVC em edificações na última década. • O PVC rígido é o mais utilizado na fabricação de tubos; • Não reagem quimicamente com a água potável, não alterando seu sabor e qualidade; 55 27
  • 28. PVC (cont.) • A fabricação de PVC consome significativamente menos energia que a fabricação de tubos de ferro ou concreto utilizados na construção civil; • Coeficiente de dilatação térmica é, em geral, maior que o dos metais; • Devido a presença de halôgeneos geram gases tóxicos durante a queima, devendo, portanto, ser submetidos a dehalogenação antes da queima. 56 PEAD • Densidade: 0,935 – 0,960 g/cm3; • É um plástico rígido de excelente resistência à tração e moderada resistência ao impacto; • Indicado para distribuição de água e gás, no entanto não deve ser utilizado no transporte de hidrocarbonetos líquidos, pois esse material absorve os hidrocarbonetos líquidos leves (nafta e gasolina), aumentando muito de volume; • Coeficiente de expansão térmica muito elevado. 57 28
  • 29. PRFV • É um material compósito de matriz polimérica: resina + fibra de vidro + aditivos; • Densidade: 1,4 g/cm3; • Coeficiente de dilatação térmica: 17x10-6 cm/cm oC (a do aço carbono é 11,7x10-6 cm/cm oC; • Elevada resistência mecânica; • Baixa condutibilidade térmica: 0,2 kcal/m2.h.oC (a do aço carbono é 38 kcal/m2.h.oC. 58 Páginas da INTERNET • www.thefabricator.com – Sítio de fabricação de materiais metálicos; • www.ppfahome.org – Associação dos fabricantes de tubulações de plástico; • www.plasticpipe.org – Sítio do Instituto de Tubulações de Plástico (Plastic Pipe Institute) 59 29
  • 30. Tubulações Industriais - Fundamentos MEIOS DE LIGAÇÃO ENTRE TUBOS Instrutores: Jordana Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ 2V PHLRV GH OLJDomR VHUYHP SDUD ‡/LJDU DV YDUDV GH WXER HQWUH VL ‡/LJDU WXERV jV YiOYXODV jV FRQH[}HV H GHPDLV DFHVVyULRV GH WXEXODomR ‡/LJDU WXERV DRV HTXLSDPHQWRV ² WDQTXHV YDVRV ERPEDV WURFDGRUHV GH FDORU HWF 30
  • 31. Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ /LJDomR URVTXHDGD ‡ /LJDomR SRU VROGD GH HQFDL[H ‡ /LJDomR SRU VROGD GH WRSR ‡ /LJDomR IODQJHDGD ‡ /LJDo}HV HVSHFLDLV Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ $ HVFROKD GR PHLR GH OLJDomR D XVDU GHSHQGH GH PXLWRV IDWRUHV HQWUH RV TXDLV ‡ 0DWHULDO GD WXEXODomR ‡ 'LkPHWUR GD WXEXODomR ‡ )LQDOLGDGH ‡ /RFDOL]DomR GD OLJDomR ‡ &XVWR ‡ *UDX GH VHJXUDQoD H[LJLGR ‡ 3UHVVmR H WHPSHUDWXUD GH WUDEDOKR ‡ )OXLGR FRQWLGR ‡ 1HFHVVLGDGH RX QmR GH GHVPRQWDJHP ‡ ([LVWrQFLD RX QmR GH UHYHVWLPHQWR LQWHUQR 31
  • 32. Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ (P WXEXODo}HV H[LVWHP VHPSUH RX TXDVH VHPSUH WUrV FODVVHV GH OLJDo}HV ‡ /LJDo}HV FRUUHQWHV GH HPHQGD HQWUH GRLV WXERV ‡ /LJDomR HQWUH XP WXER H XPD FRQH[mR GH WXEXODomR FXUYD MRHOKR Wr UHGXomR HWF RX HQWUH GXDV FRQH[}HV ‡ /LJDo}HV H[WUHPDV GD WXEXODomR RQGH D WXEXODomR VH OLJD D XP HTXLSDPHQWR RX D XPD PiTXLQD RX D SHoDV GHVPRQWiYHLV YiOYXODV H SXUJDGRUHV SRU H[HPSOR Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ 3DUWLFXODULGDGHV GD OLJDomR WXER WXER WXER FRQH[mR H FRQH[mR FRQH[mR ‡ 6mR HP JUDQGH Q~PHUR ‡ ([LJH VH VHJXUDQoD FRQWUD YD]DPHQWRV ‡ %DL[R FXVWR ‡ )DFLOLGDGH GH H[HFXomR ‡ 3DUD OLJDo}HV WXER HTXLSDPHQWR H WXER YiOYXOD ‡ )DFLOLGDGH SDUD GHVPRQWDJHP PDQXWHQomR 32
  • 33. Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ /LJDo}HV GHVPRQWiYHLV VmR ‡0DLV FDUDV ‡0HQRV VHJXUD FRQWUD YD]DPHQWR Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ /LJDo}HV URVTXHDGDV VmR XP GRV PDLV DQWLJRV PHLRV GH OLJDomR SDUD WXERV ‡ (P WXERV GH SHTXHQR GLkPHWUR HVVDV OLJDo}HV VmR GH EDL[R FXVWR H GH IiFLO H[HFXomR ‡ 2 GLkPHWUR Pi[LPR GH XVR FRUUHQWH p GH µ PDV VmR IDEULFDGDV SHoDV DWp µ DV YH]HV PDLRUHV 33
  • 34. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ 3DUD OLJDomR GDV YDUDV GH WXERV HQWUH VL HPSUHJDP VH GRLV WLSR GH SHoDV ‡ /XYDV ‡ 8QL}HV ‡ 8QL}HV VmR XVDGDV SDUD QHFHVVLGDGH GH GHVPRQWDJHP IiFLO RX HP DUUDQMRV IHFKDGRV ‡ $ OLJDomR HQWUH DV GXDV PHLDV XQL}HV p FRQVHJXLGD SRU PHLR GH XPD JD[HWD TXH p FRPSULPLGD RX SRU PHLR GH VHGH PHWiOLFD LQWHJUDO XVDGRV SDUD DOWD WHPSHUDWXUD Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ 34
  • 35. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ $V URVFDV WDQWR HP OXYDV FRPR HP XQL}HV VmR F{QLFDV 2 DSHUWR VH Gi SRU LQWHUIHUrQFLD HQWUH RV ILRV GH URVFDV 3DUD DX[LOLDU D YHGDomR XVD VH ILWD DGHVLYD HQURODGD VREUH DV URVFDV H[WHUQDV ‡ 2 URVTXHDPHQWR HQIUDTXHFH VHPSUH DV SDUHGHV GR WXER Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ (PSUHJD VH OLJDo}HV URVTXHDGDV SDUD ‡ 7XEXODo}HV JDOYDQL]DGDV ‡ $oR FDUERQR ‡ $oR OLJD ‡ )HUUR IXQGLGR ‡ 0DWHULDLV SOiVWLFRV ‡ /LPLWDGRV DWp µ ‡ $oRV LQR[ H PHWDLV QmR IHUURVRV p UDUR R XVR GH OLJDV GHYLGR D SDUHGH ILQD GD WXEXODomR 35
  • 36. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ 2 $60( % SHUPLWH R HPSUHJR GH WXEXODo}HV URVTXHDGDV ‡ &RP '1 DWp µ ‡ 6HUYLoRV TXH QmR VHMDP IRUWHPHQWH FLFOLFRV ‡ 1HP PXLWR FRUURVLYRV ‡ $V OLJDo}HV URVTXHDGDV GDV WXEXODo}HV QmR GHYHP HVWDU VXMHLWDV D ‡ *UDQGHV HVIRUoRV ‡ 0RPHQWRV WHQGHQWHV D GHVDWDUUD[DU DV URVFDV Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 52648($'$ ‡ 1D SUiWLFD HVWmR OLPWDGDV D ‡7XEXODo}HV GH SHTXHQR GLkPHWUR ‡%DL[D UHVSRQVDELOLGDGH ‡$U FRPSULPLGR ‡ÉJXD ‡&RQGHQVDGR ‡ ,VWR VH GHYH DR IDWR GH D URVFD VHU VHPSUH XP SRQWR IUDFR HP TXH D UHVLVWrQFLD p EHP PHQRU GR TXH QR SUySULR WXER 36
  • 37. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ ‡ $ PDLRU SDUWH GDV OLJDo}HV VROGDGDV p FRP VROGD SRU IXVmR FRP DGLomR GH HOHWURGR GH GRLV WLSRV SULQFLSDLV ‡ 6ROGD GH WRSR ‡ 6ROGD GH HQFDL[H ‡ 9DQWDJHQV ‡ 5HVLVWrQFLD PHFkQLFD ERD ‡ (VWDQTXHLGDGH SHUIHLWD H SHUPDQHQWH ‡ %RD DSDUrQFLD ‡ )DFLOLGDGH GH DSOLFDomR GH LVRODPHQWR WpUPLFR H SLQWXUD ‡ 6HP QHFHVVLGDGH GH PDQXWHQomR Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ ‡ 'HVYDQWDJHQV ‡ 'LILFXOGDGH GH GHVPRQWDJHP ‡ 1HFHVVLGDGH GH PmR GH REUD HVSHFLDOL]DGD ‡ 6HU XP WUDQDOKR D TXHQWH H H[LJLU FXLGDGRV HVSHFLDLV WDLV FRPR VHJXUDQoD HP DPELHQWH FRP FRPEXVWtYHO LQIODPiYHLV RX H[SORVLYRV ‡ 2 $60( % QmR ID] TXDOTXHU UHVWULomR DR VHX XVR VHMD SRU VHUYLoR WHPSHUDWXUD H PDWHULDO GHVGH TXH FRP SURFHGLPHQWR GH VROGDJHP TXDOLILFDGR H[FHomR IHUUR IXQGLGR 37
  • 38. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ '( (1&$,;( ‡ 8VDGR QD PDLRULD GRV WXERV FRP OLJDo}HV VROGDGDV DWp ôµ LQFOXVLYH HP WRGD IDL[D XVXDO GH SUHVV}HV H WHPSHUDWXUDV ‡ $V YDUDV GH WXERV SRGHP OLJDU XPDV jV RXWUDV SRU PHLR GH ‡ /XYDV ‡ 8QL}HV ‡ $V XQL}HV VmR XVDGDV TXDQGR VH GHVHMD IDFLOLGDGH GH GHVPRQWDJHP ‡ 2V WXERV VmR VROGDGRV QDV OXYDV RX XQL}HV FRP XP ~QLFR SDVVH GH VROGD Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ '( (1&$,;( 38
  • 39. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ '( 7232 ‡ e R VLVWHPD PDLV XVDGR SDUD VROGDV HQWUH WXERV GH µ H PDLRUHV ‡ 2V WXERV H GHPDLV DFHVVyULRV SDUD XVR FRP VROGD GH WRSR GHYHP WHU DV H[WUHPLGDGHV FRP FKDQIURV SDUD VROGD QRUPDOPHQWH GH DFRUGR FRP D $60( % ‡ $EHUWXUD GH UDL] YDULD HQWUH H PP ‡ 2 $60( % SRVVXL LQ~PHUDV UHFRPHQGDo}HV VREUH VROGDJHP GH WXERV VHTXHQFLD GH VROGDJHP 7UDWDPHQWR WpUPLFR TXDOLILFDomR GH VROGDGRUHV WHVWHV Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 325 62/'$ '( 7232 39
  • 40. Tubulações Industriais - Fundamentos 75$16,d®2 '( (63(6685$6 6(*81'2 $60( % $ QRUPD $60( % %XWWZHOGLQJ (QGV HVWDEHOHFH RV SDGU}HV SDUD WUDQVLomR GH HVSHVVXUD HQWUH H[WUHPLGDGHV GH FRPSRQHQWHV GH WXEXODomR GH HVSHVVXUDV GLVWLQWDV 2V FRQWRUQRV WUDFHMDGRV LQGLFDP HQYHORSHV Pi[LPRV SDUD WUDQVLomR GH HVSHVVXUDV Tubulações Industriais - Fundamentos &+$1)52 3$5$ (63(6685$6 '( 3$5('( $7e 00 40
  • 41. Tubulações Industriais - Fundamentos &+$1)52 3$5$ (63(6685$6 '( 3$5('( $&,0$ '( 00 Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 )/$1*($'$6 ‡ 8PD OLJDomR IODQJHDGD p FRPSRVWD GH GRLV IODQJHV XP MRJR GH SDUDIXVRV RX HVWRMRV FRP SRUFDV H XPD MXQWD GH YHGDomR 41
  • 42. Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 6mR XVDGDV HP WXEXODo}HV GH µ RX PDLRUHV HP FDVRV HVSHFtILFRV ‡ /LJDU WXERV FRP YiOYXODV H HTXLSDPHQWRV ‡ 7XER FRP WXER TXDQGR ‡7XEXODo}HV TXH SRVVXDP UHYHVWLPHQWR LQWHUQR ‡7XEXODo}HV TXH QHFHVVLWHP VXD GHVPRQWDJHP SDUD OLPSH]D LQWHUQD GHYLGR D IOXLGRV PXLWR YLVFRVRV VXMRV RX TXH GHL[HP VHGLPHQWRV RX LQFUXVWDo}HV /,*$d®2 )/$1*($'$6 Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ $V OLJDo}HV IODQJHDGDV GHYHP VHU XVDGDV QR PHQRU Q~PHUR SRVVtYHO SRLV VmR SRQWRV GH YD]DPHQWRV H WDPEpP SRUTXH VmR SHoDV FDUDV SHVDGDV H YROXPRVDV ‡ 2 IODQJHV SRGHP VHU LQWHJUDLV FRP R WXER RX LQGHSHQGHQWHV VROGDGRV RX URVTXHDGRV DR WXER ‡ 2V IODQJHV GH YiOYXODV ERPEDV FRPSUHVVRUHV H RXWUDV PiTXLQDV VmR TXDVH VHPSUH LQWHJUDLV FRP HVVHV HTXLSDPHQWRV /,*$d®2 )/$1*($'$6 42
  • 43. Tubulações Industriais - Fundamentos 7,326 '( )/$1*(6 ‡ 2V WLSRV PDLV XVXDLV GH IODQJHV VmR ‡)ODQJH LQWHJUDO ‡)ODQJH GH SHVFRoR ‡)ODQJH VREUHSRVWR ‡)ODQJH URVTXHDGR ‡)ODQJH GH HQFDL[H ‡)ODQJH VROWR ‡)ODQJH FHJR ‡)ODQJH WLSR DQHO Tubulações Industriais - Fundamentos 7,326 '( )/$1*(6 43
  • 44. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 ‡ $ IDFH GH DVVHQWDPHQWR GRV IODQJHV SRGH VHU GH YiULRV WLSRV H FRP GLIHUHQWHV DFDEDPHQWRV ‡)DFH FRP UHVVDOWR ‡)DFH SODQD ‡)DFH SDUD MXQWD GH DQHO ‡)DFH GH PDFKR H IrPHD ‡)DFH GH IODQJH FRP YLUROD Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 44
  • 45. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 45
  • 46. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 Tubulações Industriais - Fundamentos &859$6 '( /,0,7( 35(66®2 ; 7(03(5$785$ ‡ $ SUHVVmR DGPLVVtYHO SDUD FDGD FODVVH GH SUHVVmR p XP YDORU YDULiYHO TXH GHSHQGH GD WHPSHUDWXUD H GR PDWHULDO GR IODQJH ‡ $ QRUPD $60( % DVVLP FRPR RXWUDV QRUPDV GLPHQVLRQDLV HVWDEHOHFH TXH SDUD FDGD GLkPHWUR QRPLQDO H FODVVH GH SUHVVmR WRGDV DV GLPHQV}HV GRV IODQJHV ‡ 'LkPHWUR LQWHUQR H H[WUHQR ‡ &RPSULPHQWR ‡ (VSHVVXUD ‡ &tUFXOR GH IXUDomR Q~PHUR H GLrPWUR GRV SDUDIXVRV HWF 46
  • 47. Tubulações Industriais - Fundamentos &859$6 '( /,0,7( 35(66®2 ; 7(03(5$785$ ‡ $ QRUPD GLPHQVLRQDO $60( % DEUDQJH IODQJHV GH DoR IRUMDGR GH WRGRV RV WLSRV QRV GLkPHWURV QRPLQDLV GH ôµ DWp µ ‡ $EUDQJH DV FODVVHV GH SUHVVmR UDWLQJ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ Tubulações Industriais - Fundamentos &859$6 '( /,0,7( 35(66®2 ; 7(03(5$785$ ‡ 3DUD FDGD XPD GDV FODVVHV GH SUHVVmR WrP VH SDUD FDGD PDWHULDO XPD FXUYD GH LQWHUGHSHQGrQFLD HQWUH SUHVVmR DGPLVVtYHO H WHPSHUDWXUD ‡ 7RGRV RV IODQJHV GH PHVPD FODVVH GH SUHVVmR H GH PHVPR PDWHULDO REHGHFHP j PHVPD FXUYD SUHVVmR ; WHPSHUDWXUD TXDOTXHU TXH VHMD VHX WLSR RX VHX GLkPHWUR 47
  • 48. Tubulações Industriais - Fundamentos &859$6 '( /,0,7( 35(66®2 ; 7(03(5$785$ Limites de pressão e Temperatura 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Temperatura (°C) Pressão(Kgf/cm2 ) 150# 300# 600# Tubulações Industriais - Fundamentos 7$%(/$ '( /,0,7(6 '( 35(66®2 ( 7(03(5$785$ 48
  • 49. Tubulações Industriais - Fundamentos 0$7(5,$,6 3$5$ )/$1*(6 ‡ (VSHFLILFDomR $670 SDUD IODQJHV IRUMDGRV ‡$ ² DoR FDUERQR DFDOPDGR DR 6L IRUMDGR ‡$ ² DoR OLJD 0R &U 0R H DoRV LQR[LGiYHLV ‡$ ² DoRV FDUERQR H DoRV OLJD 1L SDUD EDL[DV WHPSHUDWXUDV Tubulações Industriais - Fundamentos &2035$ ‡ 3DUD HQFRPHQGD RX UHTXLVLomR GH FRPSUD p QHFHVViULR ‡ 4XDQWLGDGH ‡ 7LSR GR IODQJH ‡ 'LkPHWUR QRPLQDO ‡ 7LSR GH IDFH H VH QHFHVViULR DFDEDPHQWR GD IDFH ‡ (VSHFLILFDomR GR PDWHULDO $ $ JUDX H FODVVH GR PDWHULDO µ GH SHVFRoR $60( % IDFH FRP UHVVDOWR GH DFDEDPHQWR UDQKXUDGR FODVVH $670 $ *U ) / SDUD WXERV VpULH $60( % 49
  • 50. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( 9('$d®2 3$5$ )/$1*(6 ‡ (OHPHQWR GH YHGDomR TXH ILFD FRPSULPLGR HQWUH DV IDFHV GRV IODQJHV ‡-XQWDV QmR PHWiOLFDV ‡-XQWDV VHPLPHWiOLFDV HVSLUDODGDV ‡-XQWDV PHWiOLFDV HQFDPLVDGDV ‡-XQWDV PHWiOLFDV FRUUXJDGDV ‡-XQWDV PHWiOLFDV PDFLoDV ‡-XQWDV PHWiOLFDV GH DQHO Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( 9('$d®2 3$5$ )/$1*(6 50
  • 51. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( 9('$d®2 3$5$ )/$1*(6 ‡ 3DGU}HV GLPHQVLRQDLV SDUD MXQWDV GH YHGDomR ‡$60( % ² 0HWDOOLF *DVNHWV IRU 3LSH )ODQJHV ‡$60( % ² 1RQPHWDOOLF )ODW *DVNHWV IRU 3LSH )ODQJHV ‡ $V MXQWDV SODQDV SRGHP VHU SDUD XVR HP IODQJHV FRP UHVVDOWR RX IDFH SOHQD IXOO IDFH SDUD XVR HP IODQJHV GH IDFH SODQD VHP UHVVDOWR 1HVWH ~OWLPR FDVR DV MXQWDV YHP FRP D IXUDomR GRV SDUDIXVRV Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 1®2 0(7É/,&$6 | 8VDGR HP IODQJH FRP IDFH GH UHVVDOWR RX SODQD | (VSHVVXUD YDULD HQWUH D PP | -XQWDV QmR PHWiOLFDV y %RUUDFKD QDWXUDO ² XVDGD SDUD iJXD DU FRQGHQVDGR DWp ƒ & y %RUUDFKD VLQWpWLFD ² XVDGD SDUD yOHR DWp ƒ & y 0DWHULDLV SOiVWLFRV ² XVDGD SDUD IOXLGRV FRUURVLYRV HP EDL[DV SUHVV}HV H WHPSHUDWXUDV y 3DSHOmR KLGUiXOLFR ² QRPH JHQpULFR SDUD GHVLJQDU GLYHUVDV MXQWDV GH JUDILWDGR 51
  • 52. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 0(7É/,&$6 )2/+($'$6 | 6mR MXQWDV FRP XPD FDSD PHWiOLFD SODQD RX FRUUXJDGD H HQFKLPHQWR GH JUDILWH y (VSHVVXUD GH D PP | 9HGDomR PDLV GLItFLO y )ODQJH FRP DFDEDPHQWR OLVR RX y 5DQKXUD FRQFrQWULFD | 3RXFR XVDGDV QRUPDOPHQWH VH XVD DV MXQWDV HVSLUDLV Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 0(7É/,&$ 0$&,d$ | -XQWDV PHWiOLFDV PDFLoDV y 6mR MXQWDV PHWiOLFDV FRP IDFHV SODQDV RX UDQKXUDGDV y 0XLWR XVDGD HP IODQJHV FRP IDFH FRP UHVVDOWR PDFKR IrPHD RX UDQKXUD H OLQJXHWD | ,PSRUWDQWH TXH R PDWHULDO GD MXQWD VHMD PHQRV GXUR TXH R PDWHULDO GRV IODQJHV 52
  • 53. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 6(0, 0(7É/,&$6 RX (63,520(7É/,&$ | -XQWDV VHPLPHWiOLFDV HVSLUDODGDV y &RQVWLWXtGD GH OkPLFD PHWiOLFD WRUFLGD HP HVSLUDO FRP HQFKLPHQWR GH JUDILWH HQWUH FDGD YROWD y $QHO GH FHQWUDOL]DomR LQWHUQR H DQHO H[WHUQR y $FDEDPHQWR OLVR GD IDFH GRV IODQJHV p UHFRPHQGDGR Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( (63,520(7É/,&$6 ‡ &RQVLVWH GH XPD ILWD FRUUXJDGD PHWiOLFD HP JHUDO GH XP PDWHULDO QREUH DoR LQR[ HQURODGR HP XP PDWHULDO QmR PHWiOLFR TXH SURPRYH D YHGDomR 53
  • 54. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( (63,520(7É/,&$6 ‡ 0DWHULDLV PDLV XWLOL]DGRV SDUD DV ILWDV PHWiOLFDV $,6, $,6, $,6, H 021(/ ‡ 0DWHULDLV PDLV XWLOL]DGRV QR HQFKLPHQWR JUDILWH IOH[tYHO WHIORQ H PLFDIOH[ ‡ $QHO GH FHQWUDOL]DomR H[WHUQD VHUYH GH EDWHQWH H GH DSRLR SDUD D PRQWDJHP VXSRUWDQGR D MXQWDV QRV HVWRMRV 1RUPDOPHQWH GH DoR FDUERQR Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( (63,520(7É/,&$6 ‡ $QHO LQWHUQR VHUYH GH EDUUHLUD GH DomR DR IOXtGR HOLPLQDQGR R YD]LR IRUPDGR HQWUH R GLkPHWUR LQWHUQR GD MXQWD H R GR WXER 6mR QRUPDOPHQWH GR PHVPR PDWHULDO GR IODQJH 6HUYHP DLQGD SDUD JDUDQWLU HVWDELOLGDGH D MXQWD PLQLPL]DQGR D SRVVLELOLGDGH GH IODPEDJHP ODWHUDO 54
  • 55. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( $1(/ ‡ -XQWDV PHWiOLFDV GH DQHO ‡ 6mR DQpLV PHWiOLFRV PDFLoRV GH VHomR RYDODGD RX RFWRJRQDO ‡ $V GLPHQV}HV GR DQHO YDULDP GH DFRUGR FRP R GLkPHWUR H D FODVVH GH SUHVVmR ‡ 8VDGD HP IODQJHV FRP IDFH GH MXQWD GH DQHO ‡ 'HYLGR D SHTXHQD iUHD GH FRQWDWR HQWUH MXQWD H IODQJH D IRUoD GH DSHUWR p LQIHULRU DR QHFHVViULR SDUD DV MXQWDV PHWiOLFDV PDFLoDV Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( $1(/ 0(7É/,&2 7,32 5 ‡ 6mR DQpLV PHWiOLFRV PDFLoRV FRP XP GHVHQKR GH VHomR DGHTXDGR SDUD DGDSWDomR QRV FDQDLV JURRYHV GDV IDFHV GRV IODQJHV 57- ‡ $ YHGDomR p REWLGD HP XPD OLQKD GH FRQWDWR SRU DomR GH FXQKD FDXVDQGR HOHYDGDV SUHVV}HV GH HVPDJDPHQWR H GHVWD IRUPD IRUoDQGR R PDWHULDO D HVFRDU QHVWD UHJLmR ‡ 2 DFDEDPHQWR VXSHUILFLDO WHP GH VHU GH DOWD SUHFLVmR SDUD JDUDQWLU D YHGDomR UHTXHULGD 55
  • 56. Tubulações Industriais - Fundamentos -817$6 '( $1(/ 0(7É/,&2 7,32 5; ‡ 6mR DQpLV PHWiOLFRV PDFLoRV SRUpP D VHomR UHWD QmR p VLPpWULFD H R DQHO p YD]DGR GH PRGR TXH D WLUDU SDUWLGR GD SUHVVmR LQWHUQD SDUD JDUDQWLU YHGDomR ‡ $ IDFH H[WHUQD p PRQWDGD FRP LQWHUIHUrQFLD FRP D FDQDOHWD GR IODQJH ‡ 8WLOL]D D PHVPD FDQDOHWD DGRWDGD SDUD RV SHUILV FRQYHQFLRQDLV WLSR 5 Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 5HFRPHQGD VH TXH D GXUH]D GR DQHO VHMD VHPSUH PHQRU TXH D GR IODQJH SDUD QmR GDQLILFi OR (VWD GLIHUHQoD GHYH VHU GH SHOR PHQRV +% ‡ 2 DFDEDPHQWR GD IDFH GRV IODQJHV H GR DQHO PHWiOLFR GHYH VHU GH VHU QR Pi[LPR LJXDO D μLQ 506 -817$6 '( $1(/ 0(7É/,&2 7,32 5; 56
  • 57. Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 3DUD D OLJDomR GH XP IODQJH QR RXWUR H DSHUWR GD MXQWD HPSUHJDP VH GRLV WLSRV GH SDUDIXVRV ‡3DUDIXVR GH PiTXLQD ‡(VWRMRV 3$5$)8626 ( (672-26 3$5$ )/$1*(6 Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 2 DSHUWR GRV SDUDIXVRV GH XPD OLJDomR IODQJHDGD WUDFLRQD RV SDUDIXVRV FRPSULPH D MXQWD H LQWURGX] HVIRUoRV GH IOH[mR QRV IODQJHV ‡ $V QRUPDV IL[DP OLPLWHV GH WHQVmR GH HVFRDPHQWR GR DoR GRV SDUDIXVRV SDUD XVR FRP IODQJHV GH PDWHULDLV GH IUDFD UHVLVWrQFLD 3$5$)8626 ( (672-26 3$5$ )/$1*(6 57
  • 58. Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 1R DSHUWR GRV SDUDIXVRV GLVWLQJXH VH R DSHUWR LQFLDO GR DSHUWR UHVLGXDO ‡ ,QLFLDO ² WHP SRU ILQDOLGDGH ID]HU FRP TXH D MXQWD VH DGDSWH R PDLV SHUIHLWDPHQWH SRVVtYHO jV IDFHV GRV IODQJHV ‡ 5HVLGXDO ² FRPEDWHU R HIHLWR GD SUHVVmR LQWHUQD QD WXEXODomR WHQGHQGR D VHSDUDU RV IODQJHV ‡ 3DUD WXEXODo}HV FRP WHPSHUDWXUDV HOHYDGDV RV HVWRMRV WHQGHP D VH GLODWDU H VH GHIRUPDU SRU IOXrQFLD ! DIURX[DPHQWR GR SDUDIXVR ! UHDSHUWR D TXHQWH 3$5$)8626 ( (672-26 3$5$ )/$1*(6 Tubulações Industriais - Fundamentos 3$5$)8626 ( (672-26 3$5$ )/$1*(6 58
  • 59. Tubulações Industriais - Fundamentos 5(48,6,726 3$5$ 0217$*(0 '( 81,¯(6 )/$1*($'$6 ‡ 6HOHomR GH -XQWDV GH 9HGDomR ‡ 6HOHomR GH 0DWHULDLV GRV (VWRMRV ‡ 'HWHUPLQDomR GRV WRUTXHV GH DSHUWR SDUD RV HVWRMRV ‡ $60( 3&& ‡ 6LWXDo}HV HVSHFLDLV ‡ 8VR GH PRODV SUDWR ‡ 8VR GH WHQVRUHV SDUD DMXVWH GDV FDUJDV GH PRQWDJHP QRV HVWRMRV ‡ 8VR GH GLVSRVLWLYRV SDUD UHGXomR GH DWULWR HQWUH IODQJH H SRUFDV Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d¯(6 '( 3217$ ( %2/6$ ‡ 7XEXODo}HV GH IHUUR IXQGLGR H GH IHUUR OLJDGRV SDUD iJXD HVJRWRV H OtTXLGRV FRUURVLYRV ‡ 7XEXODo}HV GH IHUUR IXQGLGR SDUD JiV QmR UHFRPHQGDGR SDUD QRYRV SURMHWRV ‡ 7XEXODo}HV UHYHVWLGDV FRP YLGUR ‡ 7XEXODo}HV GH FRQFUHWR VLPSOHV RX DUPDGR ‡ 7XEXODo}HV GH 39& 59
  • 60. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d¯(6 '( 3217$ ( %2/6$ Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d¯(6 (0 78%26 '( 39& &20 5(9(67,0(172 /$0,1$'2 (0 35)9 60
  • 61. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d¯(6 (0 78%26 &20 5(9(67,0(172 ,17(512 $17,&25526,92 Tubulações Industriais - Fundamentos 7$%(/$ 6,67(0$ '( /,*$d®2 3$5$ 78%8/$d¯(6 '( $d2 )OXLGR QmR VHYHUR ² IOXLGR QmR SHULJRVR SUHVVmR DWp NJI FP H WHPSHUDWXUD GH DWp ƒ & 61
  • 62. Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 Instrutores: Jordana Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 1 Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡0XGDQoDV GH GLUHomR ‡'HULYDo}HV ‡0XGDQoD GH GLkPHWUR ‡'LVSRVLWLYR GH OLJDomR HQWUH WXERV ‡)HFKDPHQWR GH H[WUHPLGDGHV 2 62
  • 63. Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡0XGDQoDV GH GLUHomR ‡&XUYDV GH UDLR ORQJR ‡&XUYDV GH UDLR FXUWR ‡&XUYDV GH UHGXomR ‡-RHOKRV ‡-RHOKRV GH UHGXomR 3 Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡'HULYDo}HV ‡ 7rV QRUPDLV ² ƒ ‡ 7rV GH ƒ ‡ 7rV GH UHGXomR ‡ 3HoDV ´<µ ‡ &UX]HWDV ‡ &UX]HWDV GH UHGXomR ‡ 6HODV ‡ &RODUHV VRFNROHW ZHOGROHW 4 63
  • 64. Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡0XGDQoD GH GLkPHWUR ‡5HGXomR FRQFrQWULFD ‡5HGXomR H[FrQWULFD ‡5HGXomR EXFKD 5 Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡'LVSRVLWLYR GH OLJDomR HQWUH WXERV ‡/XYD ‡8QL}HV ‡)ODQJHV ‡1LSOHV ‡9LURODV 6 64
  • 65. Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 '$6 &21(;¯(6 ‡)HFKDPHQWR GH H[WUHPLGDGHV ‡7DPS}HV ‡%XM}HV ‡)ODQJHV FHJRV 7 Tubulações Industriais - Fundamentos &/$66,),&$d®2 325 7,32 '( /,*$d®2 ‡&RQH[}HV SDUD VROGD GH WRSR ‡&RQH[}HV SDUD VROGD GH HQFDL[H ‡&RQH[}HV URVTXHDGDV ‡&RQH[}HV IODQJHDGDV ‡&RQH[}HV GH SRQWD H EROVD ‡2XWUDV 8 65
  • 66. Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '( 7232 9 Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '( (1&$,;( 10 66
  • 67. Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 )/$1*($'$6 11 Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3217$ ( %2/6$ 12 67
  • 68. Tubulações Industriais - Fundamentos 1,3/(6 ‡ 3HGDoRV FXUWRV GH WXERV SDUD LQWHUOLJDU GXDV FRQH[}HV ‡ 1LSOHV SDUDOHORV [ 1LSOHV GH UHGXomR ‡ 1LSOHV SDUDOHORV ‡ $PERV H[WUHPRV URVTXHDGRV ² %(7 ‡ $PERV H[WUHPRV OLVRV ² %(3 ‡ 8P H[WUHPR URVTXHDGR H RXWUR OLVR ² 2(7 ‡ 1LSOHV GH UHGXomR ‡ $PERV H[WUHPRV URVTXHDGRV ² %(7 ‡ $PERV H[WUHPRV OLVRV ² %(3 ‡ ([WUHPR PDLRU URVTXHDGR H PHQRU OLVR ² /(7 6(3 ‡ ([WUHPR PDLRU OLVR H PHQRU URVTXHDGR /(3 6(7 13 Tubulações Industriais - Fundamentos 1,3/(6 ‡)DEULFDGRV DWp µ SRUpP PDLV FRPXQV DWp µ ‡&RPSULPHQWRV GH D PP ‡3DGURQL]DGRV VHJXQGR R 066 63 14 68
  • 69. Tubulações Industriais - Fundamentos 1,3/(6 15 Tubulações Industriais - Fundamentos &859$6 (0 *2026 16 ‡ 8WLOL]DGDV QRUPDOPHQWH SDUD GLkPHWURV HP TXH QmR VmR GLVSRQtYHLV FXUYDV IRUMDGDV RX IDEULFDGDV SRU FRQIRUPDomR ‡ (YLWD VH HP VHUYLoRV FUtWLFRV ‡ &ULWpULR GH GLPHQVLRQDPHQWR SHOR $60( % 69
  • 70. Tubulações Industriais - Fundamentos %2&$6 '( /2%2 17 ‡ 0DLV VLPSOHV GDV FRQH[}HV ‡ (YLWD VH HP VHUYLoRV FtFOLFRV RX TXDQGR R QtYHO GH WHQV}HV p PXLWR HOHYDGR SRLV WHP RV PDLRUHV FRHILFLHQWHV GH LQWHQVLILFDomR GH WHQV}HV Tubulações Industriais - Fundamentos %2&$6 '( /2%2 6,03/(6 18 ‡9DQWDJHQV ‡%DL[R FXVWR ‡)iFLO GH H[HFXWDU ‡1mR UHTXHU SHoDV HVSHFLDLV ‡'HVYDWDJHQV ‡%DL[D UHVLVWrQFLD ‡&RQFHQWUDo}HV GH WHQV}HV ‡3HUGD GH FDUJD HOHYDGD ‡'LILFLO UDGLRJUDIDU 70
  • 71. Tubulações Industriais - Fundamentos %2&$6 '( /2%2 &20 $1(/ '( 5()25d2 19 ‡9DQWDJHQV ‡ %DL[R FXVWR ‡ )iFLO GH H[HFXWDU ‡ 1mR UHTXHU SHoDV HVSHFLDLV ‡ 5HVLVWrQFLD PHFkQLFD PHOKRU ‡ &RQFHQWUDo}HV GH WHQV}HV PDLV DWHQXDGD ‡'HVYDWDJHQV ‡ 3HUGD GH FDUJD HOHYDGD ‡ 'LILFLO UDGLRJUDIDU Tubulações Industriais - Fundamentos '(5,9$d¯(6 62/'$'$6 20 Weldolet – colar para solda de topo Sockolet – colar para solda de encaixe Threadolet – colar roscado 71
  • 72. Tubulações Industriais - Fundamentos '(5,9$d¯(6 &20 &2/$5(6 )25-$'26 21 ‡9DQWDJHQV ‡ %RD UHVLVWrQFLD PHFkQLFD ‡ 0HOKRU GLVWULEXLomR GH WHQV}HV ‡ 0HOKRU FRQWUROH GH TXDOLGDGH ‡ 1mR Ki OLPLWDo}HV GH VHUYLoR H WHPSHUDWXUD ‡'HVYDQWDJHQV ‡ 0DLRU FXVWR ‡ 0DLRU QHFHVVLGDGH GH XP HPSUHJR GH JUDQGH YDULHGDGH GH SHoDV Tubulações Industriais - Fundamentos '(5,9$d¯(6 &20 6(/$6 22 ‡9DQWDJHQV ‡ ([FHOHQWH UHVLVWrQFLD PHFkQLFD ‡ %DL[D SHUGD GH FDUJD ‡ 0HOKRU GLVWULEXLomR GH WHV}HV ‡ 1mR Ki OLPLWDomR GH VHUYLoR SUHVVmR H WHPSHUDWXUD ‡'HVYDQWDJHQV ‡ &XVWR HOHYDGR ‡ 1HFHVVLGDGH GH SHoDV HVSHFLDLV ‡ 0RQWDJHP GLItFLO 72
  • 73. Tubulações Industriais - Fundamentos (;(03/2 '( &21(;¯(6 23 Tubulações Industriais - Fundamentos 3(d$6 ´),*85$ µ ( 5$48(7$ 24 73
  • 74. VÁLVULAS IN Instrut Jorivaldo M Jordana Lu Thi PThiago Pere Setembro NDUSTRIAIS tores: Medeiros uiza Veiga i d M l 1 eira de Melo de 2009 CLASSIFICAÇÃO QUAN • BLOQUEIO; • REGULAGEM; RETENÇÃO• RETENÇÃO; • CONTROLE DE PRES MONTANTE; • CONTROLE DE PRES JUSANTE.JUSANTE. NTO A FINALIDADE SSÃO A SSÃO A 2 74
  • 75. VÁLVULAS (COMPPONENTES) 3 TIPOS DE INST • Wafer TALAÇÃO 4 |Flangeada 75
  • 76. TIPOS DE INSTALAÇÃO • Lug - CONTINUAÇÃO 5 • Clamp TIPOS DE INSTALAÇÃO • Solda de topo | - CONTINUAÇÃO 6 |Solda de topo com tampa de visita 76
  • 77. • Utilizadas especialmente como bloqueio; VÁLVULA GAVETA bloqueio; • Podem substituir válvulas globo na função de regulagem para diâmetros grandes (6” e acima). 7 VÁLVULA GAVETA Castelo roscado Espaço para alojamento da gavet válvula com fluido com sólidos em Castelo aparafusado 8 8 a – impede a utilização da m expansão. 77
  • 78. VÁLVULA ESSFERA 9 VÁLVULA ESF • Usadas na função de • Normalmente aplicada E i f h t á– Exigem fechamento ráp – Exigem maior estanque – Fluídos limpos, sem só suspensão; – Gases; – Instalações hidráulicas • Não devem ser utilizad regulagem de fluxo. FERA bloqueio; as quando se: idpido; eidade; ólidos em . das para 10 78
  • 79. VÁLVULA M • Utilizada em condições simi- lares as das válvulas esfera; • Em temperaturas elevadas ( 150°C) é dá l(>150°C) é recomendável utilizar fluído selante (“válvula lubrificadas”); • São de um modo geral mais robustas que as válvulas esfe ra, porém menos estanques; • Há exemplo de válvulas dess tipo usadas no sistema de distribuição de águas durante império romano. MACHO as e- se e o 11 VÁLVULA M • Disponíveis com revestimentos anticorrosivos (Teflon®), que também tem função de redução de atrito entre obturador e sede, bem como proverprover estanqueidade. MACHO 12 79
  • 80. VÁLVULA BORBOLETAA TRIEXCÊNTRICA 13 VÁLVULA BORBOLETA • Podem ser utilizadas p • Boa estanqueidade; A t é• Apresentam, porém, pe mais elevada que as d bloqueio apresentada a • Podem ser utilizadas e temperatura elevada. A TRIEXCÊNTRICA para regulagem; d derda de carga emais válvulas de até agora; em serviço a 14 80
  • 81. VARIANTE DA VÁLVVULA ESFERA 15 VARIANTE DA VÁLV • O obturador é apoiado trunion com a extremid • Atua pela combinação• Atua pela combinação de rotação e pendular • Excelente estanqueida • Passível de dano devid depósitos nas sedes. VULA ESFERA na base por um dade esférica; de movimentosde movimentos do obturador; ade; do a erosão ou 16 81
  • 82. • Excelente estanqueidade, sendo recomendado para tubulações que VARIANTE DA VÁLVULA MAC tubulações que conduzem produtos diferentes que não devem se contaminar (polidutos) e linhas de produtos; • Associa translação• Associa translação vertical e rotação para acionar o obturador; • O obturador é tri- partido. CHO (RETRÁTIL) 17 17 VARIANTE DA VÁLVULA MA • Permite reparo no obturador sem retirada da válvula da lin • Atua pela combinação de i t d t ã tmovimentos de rotação e tran do obturador; • Durante a rotação o obturado (macho), não tem contato com sedes; • Excelente estanqueidade; • Permite a purga dos vazios n durante os movimentos de ab e fechamento (injeção de fluí purga). ACHO (WEDGEPLUG) e sede nha; l ãnslação or m as no corpo bertura do de 18 82
  • 83. VÁLVULAS DE RE • Globo; • Agulha; B b l t• Borboleta; • Diafragma. EGULAGEM 19 VÁLVULA GLOBO 20 83
  • 84. VÁLVULA G • Mais comum; • Normalmente limitadas válvulas industriais (nãválvulas industriais (nã de 6”, deve-se avaliar o em relação ao uso de v • Possuem boa estanque não ser essa sua funçã GLOBO s a 12”. Para ão controle) acimaão controle), acima o custo-benefício válvula gaveta; eidade (apesar de ão principal. 21 • Utilizadas para ajuste f (precisão); • Aplicado em instalaçõe VÁLVULA A • Aplicado em instalaçõe laboratoriais, estações amostragem ou instala de medição; • Limitadas a 2”; • A precisão é função do ângulo do cone. fino es AGULHA es de ações o 22 22 84
  • 85. 9É/98/$9É/98/$9É/98/$9É/98/$ $1$1$1$1 • Tem os bocais de entrada e saída a 90° um do outro;um do outro; • São de aplicação muito específica, geralmente associada a uma necessidade de arranjo físico da instalação ou equipamento. 1*8/$51*8/$51*8/$51*8/$5 a e 23 23 VÁLVULA BOR • São de boa faixa de controle; • Baixa estanqueidade;q ; • Podem ainda assim ser usadas para bloqueio em linhas de água; • Deve-se evitar o uso em serviços com sólidos emç suspensão, podendo provocar erosão na linha por incidência. RBOLETA 24 24 85
  • 86. VÁLVULA DE DIAAFRAGMA 25 VÁLVULA DE DIA • Desenvolvidas especia bloqueio e regulagem corrosivos, tóxicos ou • Boa estanqueidade; • Resistência a pressão material e dimensão d • Haste fica fora do con O corpo é em geral de• O corpo é em geral de metálico ou revestido anti-corrosão (ebonite porcelana). AFRAGMA almente para de fluídos perigosos;p g o é função do do obturador; tato do fluído; e material nãoe material não- com proteção , borracha, vidro, 26 86
  • 87. VÁLVULAS DE R • Retenção: – Portinhola; Dupla portinhola;– Dupla portinhola; – Pistão ou esfera; • Retenção e fechamen check”); • De pé. RETENÇÃO nto (“stop and 27 VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO PORTINHOLA 28 87
  • 88. VÁLVULA DE RETENÇÃO - FUNCIONAM TIPO PORTINHOLA MENTO 29 VÁLVULA DE RETENÇÃO • A ação do empuxo (força fluído sobre a portinhola, aberta; • Função do perfil de fluxo e ruído intenso, por isso s por fadiga mecânica; • Posição de instalação é fu (inversão interrompe fluxo • Perda de carga é elevada no dimensionamento e se TIPO PORTINHOLA de pressão) do mantém a válvula pode gerar vibração são sujeitas a falhas undamental o); a e deve ser avaliada eleção da válvula. 30 88
  • 89. VÁLVULA DE RETENÇÃO TTIPO “TILTING DISC” 31 • Fechamento mais ráp • Menos barulho durant M ibilid d d VÁLVULA DE RETENÇÃO T • Menor possibilidade d impacto; • Menor indução de vibr ido; e operação; d TIPO “TILTING DISC” e danos por ração na linha. 32 89
  • 90. VÁLVULA DE RETENÇ PORTINHO ÃO TIPO DUPLA OLA 33 VÁLVULA DE RETENÇ PORTINHO • Construção mais leve q mais compacta;mais compacta; • Danos a mola tornam a inoperante (falha por fa corrosão); • Menos suscetível a vib d d é iperda de carga é impo ÇÃO TIPO DUPLA OLA que a anterior e a válvula adiga ou bração, porém t trtante. 34 90
  • 91. VÁLVULAS DE RETENÇÃO PARA • Tipos: pistão, esfera e portinhola; • Os tipos pistão e f ã desfera não devem ser instalados em trechos verticais; • O peso dos obturadores pode ocasionar mal funcionamento das válvulas; • A adição de molas minimiza o problema. PEQUENOS DIÂMETROS 35 35 VÁLVULA DE RETENÇÃOO E FECHAMENTO 36 91
  • 92. VÁLVULA DE RETENÇÃ • Permitem atuação exte fechamento ou controle obturador;obturador; • São providas de contra geral são válvulas de g ÃO E FECHAMENTO erna para induzir o e de posição do apesos pois em grande diâmetro. 37 VÁLVULA DE RETENÇÃ AERODINÂM ÃO COM PERFIL MICO 38 92
  • 93. VÁLVULA DE RETENÇÃ AERODINÂM ÃO COM PERFIL MICO 39 VÁLVULA DE RETENÇÃO COM PPERFIL AERODINÂMICO 40 93
  • 94. VÁLVULA DE RETENÇÃO COM P • Válvula de retenção co estanqueidade; • Baixa perda de carga;• Baixa perda de carga; • Abertura e fechamento • Custo elevado em rela convencionais de válvu PERFIL AERODINÂMICO om excelente o sem choques; ção aos tipos ulas de retenção. 41 OUTRAS VÁLVULAS SLIDE VAL S ESPECIAIS LVE 42 94
  • 95. OUTRAS VÁLVULA - TWO-PORT DIVER AS ESPECIAIS RTER VALVES 43 DESCRIÇÃO DE VÁLVULAS 44 95
  • 96. DESCRIÇÃO DE V • A variabilidade de tipos normas de fabricação o da forma de descriçãoda forma de descrição número de itens de est • Disciplinar o descritivo até 50% o número de i propicia redução de cu economia de escalaeconomia de escala. VÁLVULAS s construtivos, ou simplesmente da válvula eleva oda válvula eleva o toque e o custo; pode reduzir em tens de estoque e usto devido a 45 REQUISITOS ADI - VÁLVULA TESTAD • O teste consiste em su a chama durante 30 m após o teste (resfriada)após o teste (resfriada) deve ser medido e aten requisitos mínimos def CIONAIS DA A FOGO ubmeter a válvula inutos. Durante e ) o vazamento) o vazamento nder a certos finidos em norma. 46 96
  • 97. REQUISITOS ADI - VÁLVULA CRIO • Realização de testes d temperaturas criogênic Durante o teste a válvuDurante o teste a válvu nitrogênio líquido. Após temperatura de teste, a pressurizada com hélio medido com equipame CIONAIS OGÊNICA de pressão em cas (ex. -196°C). ula é imersa emula é imersa em s atingir a a válvula é o e o vazamento é entos especiais. 47 PÁGINAS NA IN • http://www.unitedvalve m • http://www unitedvalve• http://www.unitedvalve ards.htm • http://www.unitedvalve .htm NTERNET .com/vr_council.ht com/valve stand.com/valve_stand .com/valve_history 48 97
  • 98. 1 AQUECIMENTO E ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÕES Instrutores: Jorivaldo Medeiros Jordana Luiza Veiga Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 FINALIDADES DO AQUECIMENTO DAS TUBULAÇÕES • Compensar as perdas de calor que ocorrem ao longo da tubulação, mantendo a temperatura inicial do fluído, visando: – manter em condições de escoamento líquidos de alta viscosidade ou que operem em temperaturas próximas da de solidificação; – manter o fluído dentro de certa faixa de temperatura por exigência de serviço, tais como: evitar transformações químicas, mudanças de estado físico; – pré-aquecer a tubulação durante a partida para liquefazer depósitos sólidos. 2 98
  • 99. TUBOS DE AQUECIMENTO EXTERNOS PARALELOS • Feito com uso de um ou mais (normalmente três no máximo) tubos de pequeno diâmetro (“steam-tracers” ou tracejamento a vapor) amarrados do lado externo dos tubos a aquecer; – aço carbono, mais utilizados devido ao baixo custo; – cobre ou alumínio, utilizados em regiões que exijam traçado mais complexo dos tubos (<200 oC e DN<1/2”); • Vantagens: – baixo custo inicial; – facilidade de manutenção; • Desvantagens: – baixa eficiência; – difícil controle de temperaturas. 3 4 99
  • 100. TUBO DE AQUECIMENTO HELICOIDAL EXTERNO Consiste de um tubo de pequeno diâmetro enrolado externamente ao tubo a aquecer ou acessórios de formato irregular. 5 o Vantagens: • aquecimento mais uniforme e eficiente; o Desvantagens: • mais caro que o de tubos paralelos; • montagem complexa; • exige a instalação de vários ramais de aquecimento. TUBO DE AQUECIMENTO INTERNO • O tubo de aquecimento fica localizado no centro do tubo a aquecer sustentado por guias. – normalmente utilizado em tubos de diâmetro > 20”; • Vantagem: – eficiência bem maior que a dos sistemas com tubos externos; • Desvantagens: – construção cara e complicada; – dilatação diferencial entre o tubo interno e o externo deve ser absorvida através de traçado adequado; – não permite limpeza mecânica interna dos tubos; – possibilidade de contaminação, dificuldade de localização e reparo de vazamentos. 6 100
  • 101. 7 CAMISA EXTERNA • É a inversão do sistema anterior, pois o tubo a aquecer fica interno ao tubo de aquecimento; • Pode ser utilizado com dois fluídos de processo dispensando o uso de vapor; • Apresenta todas as desvantagens do caso anterior, com maior criticidade pelos diâmetros envolvidos e pela dificuldade de inspecionar o tubo que conduz o fluído interno; • Permite aquecimento rápido, eficiente e controlado. 8 101
  • 102. 99 AQUECIMENTO ELÉTRICO • Utiliza resistências elétricas dispostas externamente ao longo do tubo (traço elétrico). • Vantagens: – permite controle muito preciso do aquecimento; – boa eficiência; – aquecimento rápido; – indicado para tubos de grande extensão; – baixo custo de manutenção. • Desvantagens: – custo de instalação relativamente elevado, porém o custo-benefício pode ser atrativo. – Risco de curto-circuito e exigência de componentes especiais caso utilizado em área classificada. 10 102
  • 103. AQUECIMENTO ELÉTRICO – FITA OU MANTA • Sistema consiste de um elemento de resistência elétrica que se altera com a temperatura permitindo que a corrente elétrica seja regulada dependo da necessidade de aquecimento do sistema. Se a temperatura é menor que o desejado a resistência elétrica diminui aumentando a corrente elétrica e gerando mais calor pela fita e vice-versa. • A fita pode ser passada ao longo da parte inferior da tubulação, mas também pode ser passada ao redor em espiral o que permite uma melhor distribuição. 11 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Quantidade, diâmetro e comprimento dos tubos dependem: – do diâmetro do tubo a aquecer; – da espessura do isolamento térmico; – da temperatura do vapor saturado utilizado; – da temperatura ambiente mínima; – da temperatura de aquecimento. • O dimensionamento desse sistema pode ser feito através do ábaco do item 75(a) da página 180 livro Tabelas e Gráficos para Projetos de Tubulações (Silva Telles e Darcy Barros). 12 103
  • 104. 13 Exemplo: Diâmetro do tubo – 10” Temp. de aquecimento (Ta) – 90°C Temp. de saturação do vapor (Tv) - 172°C Temp. ambiente mínima (Tm) – 10°C Espessura do isolamento – 1 ½” Cálculos: Ta – Tm = 90 – 10 = 80°C Tv – Tm = 172 – 10 = 162°C 14 104
  • 105. 15 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • O comprimento do tubo de aquecimento não deve ser muito curto para evitar quantidade insuficiente de condensado para os purgadores. • Não deve ser muito longo para não reduzir a eficiência de troca térmica. • Comprimento básico contínuo de um ramal de aquecimento é o definido desde o contato inicial da tubulação aquecida até o purgador de vapor. • Para cada curva empregada no ramal de aquecimento, o comprimento máximo contínuo deve ser reduzido em 0,50 metros. 16 105
  • 106. AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Profundidade de bolsa: distância vertical entre os pontos baixos e altos próximos em um ramal de aquecimento, no sentido de fluxo. 17 A B C Prof. Total = A+B+C AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS Comprimento e profundidade das bolsas dos ramais Pressão Nom. do vapor (MPa) DN do Ramal de Aquecimento Comprimento Máximo (m) Profundidade total (m) 0,14 a 0,17 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 90 3,0 0,35 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 120 6,0 0,42 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 90 7,5 0,53 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 120 9,0 0,70 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 120 12,0 1,05 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 120 18,0 1,40 3/8” - 1/2” 3/4” - 1” 60 120 24,0 18 106
  • 107. AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS Pressão do vapor Mpa (psig) Valor máx. de cada bolsa individualmente (m) 0,14 a 0,35 (20 a 50) 1 0,42 a 0,70 (60 a 100) 3 1,05 a 1,40 (150 a 200) 6 19 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Quando a tubulação a aquecer for horizontal, os ramais de aquecimento devem ficar, preferencialmente, na parte inferior do tubo. • Quando a tubulação a aquecer for vertical, os ramais de aquecimento devem ficar simetricamente dispostos ao longo da circunferência do tubo. • Prever curvas de expansão nos ramais de aquecimento para absorver a dilatação térmica diferencial entre os mesmos e o tubo a aquecer. Em geral, o espaçamento entre essas curvas deve ser da ordem de 15 metros. 20 107
  • 108. 21 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS Diâmetro do tronco de aquecimento Número de ramais de aquecimento Diâmetro do 3/8” 1/2” 3/4” Tronco 1 a 2 1 - 1/2” 3 a 5 2 a 4 1 3/4” 6 a 8 5 a 6 2 a 3 1” 9 a 18 4 a 7 1 1/2” 19 a 28 8 a 11 2” - - 12 a 16 3” 22 108
  • 109. AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS Diâmetro do tronco de recolhimento de condensado Número de purgadores Diâmetro do Tronco de Condensado 1 a 2 3/4” 3 a 5 1” 6 a 15 1 1/2” 16 2” 23 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Devem ser instaladas válvulas de bloqueio nos pontos de conexão de suprimento e retorno. • Devem ser usados, sempre que possível, tubos curvados para reduzir a possibilidade de vazamento nas soldas. • Os tubos de aquecimento devem ser fixados a cada metro utilizando fitas de aço inoxidável ou arame galvanizado BWG 16. • Linhas de pequeno diâmetro a serem aquecidas podem ser isoladas em um único bloco de aquecimento. • Os purgadores devem ser protegidos por filtros e devem ser instalados em locais de fácil acesso para manutenção. 24 109
  • 110. AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • O aquecimento de válvulas, filtros, instrumentos, bombas e outros deve ser obtido enrolando-se externamente em ziguezague ou em espiral, um ou mais tubos de cobre. • Sistema de aquecimento de alta performance devem ser utilizados quando se deseja reduzir o número de ramais de aquecimento. – perfil de alumínio; – fita de alumínio; – massa termocondutora. Observou-se que este sistema perde eficácia com o tempo, devido a degradação da massa (em desuso). 25 AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Perfil de alumínio: 26 110
  • 111. AQUECIMENTO POR MEIO DE TUBOS EXTERNOS PARALELOS • Fita de alumínio: 27 ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÕES o Finalidades: – Reduzir as trocas de calor entre o tubo e o meio ambiente, podendo ser: ƒ Isolamento para linhas quentes - T > Tambiente; ƒ Isolamento para linhas frias - T < Tambiente. 28 111
  • 112. ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÕES o Principais aplicações do isolamento térmico externo: – economia de energia; – proteção pessoal (T > 60 oC ou T < 0 oC); – exigências de serviço; – evitar condensação da umidade do ambiente em linhas frias. o Exigências de serviço: – estabilização de fases de processo; – manutenção de fluidez de produtos. 29 o Isolamento térmico (revestimento refratário) interno: – reduzir a temperatura de parede de tubulações operando em temperaturas muito elevadas, permitindo o uso de materiais menos nobres na tubulação (aço carbono); – proteger a tubulação contra erosão pelo fluído de processo; – é feito com pastas de cimento refratário aplicados por: projeção com pistola, socagem manual, vertimento com vibração externa ou bombeio; – empregado em tubulações de grande diâmetro. 30 ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÕES 112
  • 113. MATERIAIS PARA ISOLAMENTO TÉRMICO • Alta temperatura: – hidrosilicato de cálcio - encontrado sob a forma de calhas e largamente utilizado até 650 oC; – sílica diatomácea, utilizado até 1000 oC; – lã de rocha; – lã de vidro; – fibra cerâmica. • Baixa temperatura: – poliestireno expandido (-130 a 100 oC); – poliuretano expandido; – cortiça (-130 a 150 oC). 31 APLICAÇÃO DO ISOLAMENTO TÉRMICO 32 113
  • 114. 33 ESPESSURAS DO ISOLAMENTO TÉRMICO • Comparação entre o custo do isolamento e o custo da energia dissipada ao longo da tubulação (Espessura econômica). • Exigências de processo: a espessura deve ser tal que mantenha a temperatura dentro de faixas adequadas a cada caso. • Normalmente são adotadas tabelas padronizadas para os diversos casos e materiais disponíveis. 34 114
  • 115. ESPESSURAS ECONÔMICAS PARA ISOLAMENTO TÉRMICO 35 DETALHES DE INSTALAÇÃO DE ISOLAMENTO TÉRMICO • Superfície do tubo deve estar isenta de ferrugem, respingos de solda, óleos, graxas e tintas (exceto para temperaturas inferiores a 120 oC, quando recomenda-se o uso de pintura anticorrosiva). • DN até 10” - calhas. • DN > 10” - segmentos. • Proteção contra umidade: papelão betuminoso + chapa de alumínio corrugado. 36 115
  • 116. DETALHES DE INSTALAÇÃO DE ISOLAMENTO TÉRMICO • Para tubos operando a baixa temperatura deve ser usada massa de vedação para impedir entrada de umidade. • Para tubos operando, alternadamente, a baixa e alta temperatura deve-se utilizar: – primeira camada de isolamento térmico rígido para alta temperatura; – segunda camada de isolamento para baixa temperatura. 37 116
  • 117. Tubulações Industriais - Fundamentos 1 PURGADORES DE VAPOR Instrutores: Jordana Luiza Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 Tubulações Industriais - Fundamentos 6,67(0$6 '( 9$325 • As principais plantas industriais se utilizam de vapor para diversos fins, o principal deles geração de energia elétrica, porém pode ser utilizado ainda para: • aquecimento de outros fluídos (em trocadores de calor e em sistemas de tracejamento a vapor de tubulações); • propulsão de fluídos de processo; • Limpeza; • controle de disparos de temperatura, entre outros. • A presença de condensado e gases incondensáveis (CO2) reduz consideravelmente a eficiência do vapor. 2 117
  • 118. Tubulações Industriais - Fundamentos 385*$'25(6 '( 9$325 3 • Purgadores de vapor são essenciais para sistemas de vapor. • É o link entre a boa qualidade do vapor e o manuseio econômico do condensado produzido. • São utilizados para separar e eliminar condensado, bem como eliminar gases incondensáveis (CO2), minimizando as perdas de vapor. • Dependendo do objetivo, a instalação do purgador pode ser completamente diferente. Tubulações Industriais - Fundamentos • Em linhas de vapor úmido por precipitação do condensado; • Em linhas de vapor saturado, pela perda de calor ao longo da tubulação; • Em linhas de vapor saturado ou superaquecido pelo arraste de água de caldeira; • Na partida de unidades de processo devido ao contato do vapor com a tubulação fria ou na parada das unidades de processo, devido ao resfriamento do vapor. 4 &$86$6 '( )250$d®2 '( &21'(16$'2 (0 /,1+$6 '( 9$325 4 118
  • 119. Tubulações Industriais - Fundamentos 5$=¯(6 3$5$ 5(02d®2 '2 &21'(16$'2 • Conservação de energia; • Evitar vibrações e golpes de aríete nas tubulações provocados em mudanças de direção ou em válvulas ou pontos extremos da tubulação pelo impacto do condensado ou interrupção brusca de fluxo; • Evitar erosão nas palhetas das turbinas provocadas pelo impacto das gotas de condensado; • Diminuir os efeitos de corrosão pela combinação do CO2 com água gerando o ácido carbônico; • Evitar a redução da seção transversal útil; • Evitar o resfriamento do vapor pela mistura com ar e outros gases. 5 Tubulações Industriais - Fundamentos ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 '( 9$325 • Devem ser instalados preferencialmente abaixo da geratriz inferior do tubo a drenar. • É recomendável a instalação de um filtro antes de cada purgador. • Os purgadores podem ser de descarga livre, lançando o condensado no sistemas de drenagem local, ou descarga para a rede de tubulações, fazendo retornar o condensado a um reservatório. 6 119
  • 120. Tubulações Industriais - Fundamentos ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 '( 9$325 • Para purgador com descarga livre, colocar válvula de bloqueio antes do purgador e de dreno após o purgador. • Os purgadores devem ser instalados em local de fácil acesso para inspeção e manutenção. • Para tubulações até 3” , inclusive, o poço deve ser do mesmo diâmetro da tubulação. Acima de 3” pode ser menor. 7 Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 • Todos os pontos baixos e todos os pontos de aumento de elevação, posicionados sempre nos pontos mais baixos; • Nos trechos longos em nível, instalar um purgador a cada 100 a 250 metros dependendo da pressão de vapor (quanto mais baixa menos espaçados); • Todos os pontos extremos fechados (tampões, flanges cegos, bujões, etc); • Imediatamente antes de válvulas de retenção, de bloqueio, de controle e redutoras de pressão, de modo a eliminar condensado formado quando a válvula estiver fechada; • Próximo a grandes máquinas à vapor 8 120
  • 121. Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 9 Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 10 121
  • 122. Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 11 Tubulações Industriais - Fundamentos 12 )81&,21$0(172 Existem 3 tipos básicos de purgadores (de acordo com a classificação da ISO 6704:1982): • Termostáticos - funcionam pela mudança de temperatura do fluído • Mecânicos - funcionam pela mudança na densidade do fluído • Termodinâmicos - funcionam através da dinâmica do fluído 122
  • 123. Tubulações Industriais - Fundamentos 13 Purgador mecânico de bóia Opera por diferença de densidade entre o vapor e o condensado. 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 14 Purgador mecânico de bóia Vantagens • O purgador descarrega condensado continuamente – na temperatura de vapor. • Não é afetado por flutuações de pressão e vazão. • Capaz de descarregar ar livremente (válvula termostática – deve ser especificado). • Excelente capacidade comparado com os outros tipos. • Resistente a golpes de aríete (alguns fabricantes). 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 123
  • 124. Tubulações Industriais - Fundamentos 15 Purgador mecânico de bóia Desvantagens • Muitos componentes internos. Dependendo do range de operação podem ser necessários diversos ajustes. Manutenção regular. • Não podem trabalhar com pressões muito elevadas que tenderiam a achatar a bóia (alguns fabricantes). 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 16 Purgador mecânico de panela invertida 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 124
  • 125. Tubulações Industriais - Fundamentos 17 Purgador mecânico de panela invertida 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 Vantagens • Suporta altas pressões. • Boa resistência a golpes de aríete. • Pode ser usado em linhas com vapor superaquecido - incluir válvula de retenção na entrada. • Falha normalmente na posição aberta, o que o torna seguro para aplicações críticas, como por exemplo drenos de turbinas. Tubulações Industriais - Fundamentos 18 Purgador mecânico de panela invertida 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 Desvantagens • Devido ao pequeno furo no topo da panela, este purgador descarrega o ar muito lentamente. • Precisa ser escorvado para iniciar operação. • Necessita de muita manutenção • Caso ocorra uma queda repentina de pressão e o condensado vaporize, deixando de atuar como selo, pode haver grande vazamento de vapor. 125
  • 126. Tubulações Industriais - Fundamentos 19 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão líquida • Funciona através da expansão de um óleo. • Possuí ajustes que permitem definir a temperatura de descarga de condensado - entre 60°C e 100°C - o que o torna ideal para partidas de unidade. Tubulações Industriais - Fundamentos 20 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão líquida Vantagens • Pode ser ajustado para descartar condensado a baixas temperaturas. • Válvula totalmente aberta durante a partida permitindo a máxima descarga de ar e outros gases não condensáveis. 126
  • 127. Tubulações Industriais - Fundamentos 21 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão líquida Desvantagens • Elemento de expansão susceptível a corrosão. • Não resiste a golpes de aríete. • Como só descarta o condensado em temperaturas inferiores a 100°C não pode ser usado em aplicações que requerem descarte imediato. Tubulações Industriais - Fundamentos 22 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada • É um melhoramento da versão anterior • Funciona através da expansão de uma cápsula contendo um líquido com ponto de ebulição inferior ao da água • Em condições de partida, devida a baixa temperatura, fica bem aberta permitindo remoção do ar que está na linha 127
  • 128. Tubulações Industriais - Fundamentos 23 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada Tubulações Industriais - Fundamentos 24 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada Vantagens • Pequeno e leve. • Válvula totalmente aberta durante a partida permitindo a máxima descarga de ar e outros gases não condensáveis. • Manutenção pode ser feita sem a remoção do purgador da linha. 128
  • 129. Tubulações Industriais - Fundamentos 25 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada Desvantagens • Pouca capacidade (com a vantagem de ser bem compacto). • Modelos antigos deste tipo de purgador tinham fole, o que os tornava susceptível a danos por golpe de aríete ou corrosão pelo condensado. • Purgador não abre até que a temperatura do condensado caia abaixo da temperatura de vapor - possibilidade que grande quantidade de condensado se acumule antes do descarte, o que o torna inviável para aplicações como uso em drenos principais ou equipamentos trocadores de calor. Tubulações Industriais - Fundamentos 26 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão metálica 129
  • 130. Tubulações Industriais - Fundamentos 27 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão metálica • Utiliza um elemento bimetálico. Devido a diferença de dilatação térmica entre os dois metais ocorre a flexão do elemento quando aquecido. • Temperatura de operação é fixa não podendo ser ajustada. • É necessário a utilização de mais de um elemento bimetálico para aumentar o poder de reação a mudanças de temperatura. Tubulações Industriais - Fundamentos 28 Purgador de expansão metálica Vantagens • São normalmente compactos. • Válvula totalmente aberta durante a partida permitindo a máxima descarga de ar e outros gases não condensáveis. • Normalmente suportam golpes de aríete, corrosão e altas temperaturas. • Manutenção pode ser feita sem a remoção do purgador da linha. 385*$'25(6 7(50267É7,&26 130
  • 131. Tubulações Industriais - Fundamentos 29 Purgador de expansão metálica Desvantagens • Não é indicado para instalações onde a retirada do condensado deva ser contínua. • Susceptível a entupimento devido a baixa velocidade de fluxo interna. • Elemento bimetálico com baixo poder de reação – bastante vazamento de vapor. 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 30 Purgador de expansão metálica • Projeto aperfeiçoado com labirinto para diminuir fuga de vapor durante variações de pressão. Conjuga o efeito termostático ao termodinâmico. 385*$'25(6 7(50267É7,&26 131
  • 132. Tubulações Industriais - Fundamentos 31 Purgador termodinâmico de disco Opera por meio do efeito dinâmico de evaporação do condensado em certas condições de pressão e temperatura. O disco que promove a abertura e fechamento do purgador é a única parte móvel do sistema. 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 32 Purgador termodinâmico de disco 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 132
  • 133. Tubulações Industriais - Fundamentos 33 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de disco Vantagens • Trabalha sem ajustes ou mudanças em seus internos. • Compacto, simples, leve e com boa capacidade de eliminação de condensado para o seu tamanho. • Trabalha com vapor superaquecido a altas pressões e suporta golpes de aríete e vibração. • Resistência a corrosão devido ao corpo integral em aço inox. • Disco é a única parte móvel permitindo manutenção sem remoção do purgador da linha. Tubulações Industriais - Fundamentos 34 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de disco Desvantagens • Não trabalha bem com pequenos diferenciais de pressão, pois a velocidade do fluxo passando por baixo do disco não será suficiente para criar a zona de baixa pressão. Não deve ser usado quando a pressão de entrada no purgador for inferior a 0.25 bar g ou a contrapressão de condensado for maior que 80% da pressão de vapor. • Não permite descarga contínua. • Descarga muito barulhenta. 133
  • 134. Tubulações Industriais - Fundamentos 35 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de impulso Tubulações Industriais - Fundamentos 36 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de impulso Vantagens • Razoável capacidade para o seu tamanho. • Com o mesmo modelo (tamanho) é possível operar em grande range de pressões. • Aceita altas pressões e vapor superaquecido. 134
  • 135. Tubulações Industriais - Fundamentos 37 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de impulso Desvantagens • Perda de vapor considerável. • Muito sensível a presença de sujeira. • O purgador pode pulsar gerando ruído, golpes de aríete e danos no seu dispositivo. • Não funciona bem com contra-pressão que exceda 40% da pressão de entrada. Tubulações Industriais - Fundamentos 38 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de labirinto 135
  • 136. Tubulações Industriais - Fundamentos 39 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de labirinto Vantagens • Boa capacidade para o seu tamanho. • Robustez aliada a baixa manutenção devido a ausência de partes móveis. Desvantagens • Requer ajuste fino (manual) dos defletores em função de mudanças na pressão de vapor ou no condensado. Tubulações Industriais - Fundamentos 40 6(/(d®2 '( 385*$'25(6 Fatores que influenciam na seleção: • Natureza da instalação e finalidade do purgador. • Pressão e temperatura do vapor na entrada do purgador; flutuações da pressão e da temperatura. • Tipo de descarga do condensado (aberta ou fechada), pressão e temperatura do condensado no caso do sistema ser fechado. • Quantidade de condensado a ser eliminado. • Necessidade de descarga contínua/rápida. 136
  • 137. Tubulações Industriais - Fundamentos 41 6(/(d®2 '( 385*$'25(6 Fatores que influenciam na seleção: • Perda admitida de vapor vivo. • Quantidade de ar e outros gases presentes no vapor. • Ocorrências de golpes de aríete ou de vibrações na tubulação. • Ação corrosiva ou erosiva do vapor ou do condensado. • Facilidades disponíveis de manutenção. • Custo inicial. Tubulações Industriais - Fundamentos 42 6(/(d®2 '( 385*$'25(6 Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles 137
  • 138. Tubulações Industriais - Fundamentos 43 6(/(d®2 '( 385*$'25(6 Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles Tubulações Industriais - Fundamentos 44 &É/&8/2 '$ 48$17,'$'( '( &21'(16$'2 ( )Sa QQnQ 5,0+= 1) Purgadores para drenagem de linhas de vapor: Onde: Q= quantidade total de condensado. n=coeficiente de segurança Qa=quantidade de condensado formado em conseqüência da perda de calor sofrida pelo vapor para aquecer a tubulação, na partida. QS=quantidade de condensado formado em conseqüência das perdas de calor por irradiação, com a tubulação em operação normal 138
  • 139. Tubulações Industriais - Fundamentos 45 &É/&8/2 '$ 48$17,'$'( '( &21'(16$'2 NQ twL Q i a . ...84,6 Δ = i S Q UtaL Q ... Δ = Os valores de Qa e Qs são de difícil determinação e devem ser extraídos de tabelas e gráficos apropriados. Na falta desses dados essas grandezas podem ser calculadas aproximadamente pelas expressões: Onde: L= comprimento da tubulação (pés). w= peso unitário do tubo vazio (lb./pé). ¨t= diferença de temperatura entre o vapor e o ambiente (°F). Qi= calor latente do vapor na temperatura final (Btu). N= número de minutos de duração do aquecimento da tubulação (toma-se geralmente N=5). a= área lateral unitária do tubo (pé2/pé). U= perda unitária de calor através do isolamento térmico. Para o isolamento usual de hidrossilicato de cálcio com 2” de espessura , tem-se U=0,286 Btu/pé2/°F/horas. Obs. – fórmula válida para tubulações de aço em local exposto ao tempo e relativamente abrigado. Tubulações Industriais - Fundamentos 46 &É/&8/2 '$ 48$17,'$'( '( &21'(16$'2 2) Purgadores que tem a finalidade de reter o vapor na saída de um aparelho de aquecimento, devem ser projetados para uma quantidade de condensado igual a quantidade consumida pelo aparelho. Essa informação é facilmente conseguida com o fabricante do equipamento. 139
  • 140. Tubulações Industriais - Fundamentos 47 1250$6 5(/$&,21$'$6 • ISO 6552 : 1980 (BS 6023 : 1981) Glossary of technical terms for automatic steam traps • ISO 6553 : 1980 - CEN 26553 : 1991 (Replaces BS 6024 : 1981) Marking of automatic steam traps • ISO 6554 : 1980 - CEN 26554 : 1991 (Replaces BS 6026 : 1981) Face-to-face dimensions for flanged automatic steam traps • ISO 6704 : 1982 - CEN 26704 : 1991 (Replaces BS 6022 : 1983) Classification of automatic steam traps • ISO 6948 :1981 - CEN 26948 : 1991 (Replaces BS 6025 : 1982) Production and performance characteristic tests for automatic steam traps • ISO 7841 : 1988 - CEN 27841 : 1991 (Replaces BS 6027 : 1990) Methods for determination of steam loss of automatic steam traps • ISO 7842 : 1988 - CEN 27842 : 1991 (Replaces BS 6028 : 1990) Methods for determination of discharge capacity of automatic steam traps 140
  • 141. Tubulações Industriais - Fundamentos 1 NORMAS E CÓDIGOS Instrutores: Jordana Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 Tubulações Industriais - Fundamentos +,67Ð5,&2 ‡ 1D VHJXQGD PHWDGH GR VpFXOR ;,; p UHJLVWUDGR D SULPHLUD WHQWDWLYD GH SDGURQL]DomR GH WXERV ‡ 2V HIRUoRV VH IRFDUDP QDV GLPHQV}HV QRPLQDLV GH WXERV H GH URVFDV ‡ $ SDGURQL]DomR RFRUUHX PDV SRVVXLD XPD IDL[D GH DFHLWDomR WmR ODUJD TXH D LQWHUFDPELDELOLGDGH HQWUH RV GLIHUHQWHV IDEULFDQWHV QmR H[LVWLD ‡ &HUFD GH DQRV GHSRLV %ULJJV TXH IRL VXSHULQWHQWHGHQWH GR 3DVFDO ,URQ :RUNV SURGX]LX XP GRFXPHQWR FRP GHWDOKHV HVSHFtILFRV VREUH DV GLPHQV}HV GH WXERV H URVFDV ‡ (VWDV GLPHQV}HV WHP VLGR XVDGDV GHVGH HQWmR ‡ 6mR XWLOL]DGDV DWp KRMH QR $60( % 2 141
  • 142. Tubulações Industriais - Fundamentos +,67Ð5,&2 ‡ 0XLWRV FyGLJRV H QRUPDV GH SURMHWR SURPRYHP RV UHTXLVLWRV EiVLFRV SDUWLFXODUHV D FDGD WLSR GH LQG~VWULD ‡ 2 REMHWLYR GRV FyGLJRV H QRUPDV DOpP GH IL[DU GLPHQV}HV p GHILQLU UHTXLVLWRV PtQLPRV SDUD XPD FRQVWUXomR VHJXUD ‡ 3URYHU SURWHomR S~EOLFD GHILQLQGR UHTXLVLWRV GH ‡ 0DWHULDLV ‡ 3URMHWR ‡ )DEULFDomR ‡ ,QVSHomR ‡ &XMD QmR XWLOL]DomR DXPHQWD ULVFRV QD RSHUDomR 3 Tubulações Industriais - Fundamentos +,67Ð5,&2 ‡ (OHV GHILQHP ‡ 0DWHULDO GH FRQVWUXomR ‡ 0pWRGRV GH IDEULFDomR ‡ 5HTXLVLWRV GH WHVWH RX GH LQVSHomR ‡ 7ROHUkQFLDV GLPHQVLRQDLV ‡ (QWUH RXWURV UHTXLVLWRV 4 142
  • 143. Tubulações Industriais - Fundamentos 1250$6 ( &Ð',*26 '( 78%8/$d¯(6 ‡ 'HILQHP DV GLUHWUL]HV EiVLFDV GH SURMHWR FRQVWUXomR PRQWDJHP WHVWHV H IDEULFDomR GH WXEXODo}HV H VHXV FRPSRQHQWHV ‡ 1mR VmR GH XVR PDQGDWyULR QHP LVHQWDP VHXV XVXiULRV GD UHVSRQVDELOLGDGH SRUpP UHWUDWDP D FRQVROLGDomR GD ERD SUiWLFD GH HQJHQKDULD GDV GLYHUVDV HQWLGDGHV QRUPDWLYDV QDFLRQDLV H LQWHUQDFLRQDLV ‡ -i DV QRUPDV UHJXODPHQWDGRUDV 15·V WHP IRUoD GH OHL H SRGHP WRUQDU REULJDWyULR R XVR GH XPD GHWHUPLQDGD QRUPD GH HQJHQKDULD 5 Tubulações Industriais - Fundamentos 6 %(1()Ì&,26 '$ 1250$/,=$d®2 6(*81'2 $ $662&,$d®2 %5$6,/(,5$ '( 1250$6 7e&1,&$6 Qualitativos: • A utilização adequada dos recursos (equipamentos, materiais e mão-de-obra). • A uniformização da produção. • A facilitação do treinamento da mão-de-obra, melhorando seu nível técnico. • A possibilidade de registro do conhecimento tecnológico. • Melhorar o processo de contratação e venda de tecnologia. 143
  • 144. Tubulações Industriais - Fundamentos 7 Quantitativos: • Redução do consumo de materiais e do desperdício. • Padronização de equipamentos e componentes. • Redução da variedade de produtos (melhorar). • Fornecimento de procedimentos para cálculos e projetos. • Aumento de produtividade. • Melhoria da qualidade. • Controle de processos. %(1()Ì&,26 '$ 1250$/,=$d®2 6(*81'2 $ $662&,$d®2 %5$6,/(,5$ '( 1250$6 7e&1,&$6 Tubulações Industriais - Fundamentos 'H WRGR R PRGR R QmR XVR GH XP UHTXLVLWR PDQGDWyULR RX GH XPD SUiWLFD UHFRPHQGDGD FRQVWDQWH GH XPD QRUPD GH HQJHQKDULD H[LJH SRU SDUWH GRV WpFQLFRV HQYROYLGRV UHVSDOGR H FDSDFLWDomR SDUD WDO VHQGR QHFHVViULR R UHJLVWUR GRV IDWRV UHOHYDQWHV H GD EDVH GH FRQKHFLPHQWR XWLOL]DGRV SDUD DGRWDU XPD PHGLGD FRQIOLWDQWH FRP XP UHTXLVLWR QRUPDWLYR $LQGD DVVLP D DFHLWDomR GHVVH SURFHGLPHQWR GHSHQGH GDV FRQGLo}HV HVWDEHOHFLGDV HP FRQWUDWR RX SHOR FOLHQWH 8 1250$6 ( &Ð',*26 '( 78%8/$d¯(6 144
  • 145. Tubulações Industriais - Fundamentos 35,1&,3$,6 (17,'$'(6 1250$7,9$6 ‡ $%17 ² $VVRFLDomR %UDVLOHLUD GH 1RUPDV 7pFQLFDV ‡ $16, ² $PHULFDQ 1DWLRQDO 6WDQGDUGV ,QVWLWXWH ‡ $3, ² $PHULFDQ 3HWUROHXP ,QVWLWXWH ‡ $60( ² $PHULFDQ 6RFLHW RI 0HFKDQLFDO (QJLQHHUV ‡ $670 ² $PHULFDQ 6RFLHW IRU 7HVWLQJ 0DWHULDOV ‡ %6, ² %ULWLVK 6WDQGDUGV ,QVWLWXWLRQ ‡ &(1 ² &RPLWp (XURSpHQ GH 1RUPDOLVDWLRQ ‡ ,62 ² ,QWHUQDWLRQDO 6WDQGDUG 2UJDQL]DWLRQ ‡ 066 ² 0DQXIDFWXUHUV 6WDQGDUG 6RFLHW 9 Tubulações Industriais - Fundamentos $%17 ‡ 2 WUDEDOKR GH QRUPDOL]DomR WpFQLFD QD $%17 p VXEGLYLGLGR HP GLYHUVRV &RPLWrV %UDVLOHLURV &%·V ‡ (VVHV &%·V WHP D IXQomR GH GHVHQYROYHU RV WUDEDOKRV QRUPDWLYRV HVSHFtILFRV • Na área de tubulações se destacam: • CB-04 – Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos Mecânicos • CB-50 – Comitê Brasileiro de Materiais, Equipamentos e Estruturas Offshore para a Indústria do Petróleo e Gás Natural 10 145
  • 146. Tubulações Industriais - Fundamentos $%17 ² &% ‡ e XP HVSHOKR GR 7HFKQLFDO &RPPLWHH 7& 0DWHULDOV HTXLSPHQW DQG RIIVKRUH VWUXFWXUHV IRU SHWUROHXP SHWURFKHLPFDO DQG QDWXUDO JDV LQGXVWULHV GD ,62 ‡ 2 &% WHP SRU REMHWLYRV DFRPSDQKDU RV WUDEDOKRV HP DQGDPHQWR QR 7& H DYDOLDU D QHFHVVLGDGH GH FULDomR GH QRUPDV EUDVLOHLUDV QD iUHD GR SHWUyOHR VHMDP HODV 1%5 ,62 RX QmR 11 Tubulações Industriais - Fundamentos $%17 ² &% ‡ 2 &% p WDPEpP FRQVWLWXtGR GH VXEFRPLWrV WDPEpP HVSHOKDGRV QRV VXEFRPLWHV GR 7& GHQWUH HOHV VH GHVWDFD R &( &RPLWr GH (VWXGRV GH 6LVWHPDV H (TXLSDPHQWRV GH 3URFHVVR HVSHOKR GR 6& 3URFHVVLQJ HTXLSPHQW DQG VVWHPV ‡ (VWH &( p VHFUHWDULDGR SHOD 21,3 2UJDQL]DomR 1DFLRQDO GDV ,QG~VWULDV GR 3HWUyOHR H UHFHEHX D VHJXLQWH GHQRPLQDomR 6LVWHPDV H (TXLSDPHQWRV GH 3URFHVVR 2V WUDEDOKRV GH UHYLVmR YRWDomR H FRPHQWiULRV GDV QRUPDV ,62 EHP FRPR RV GH UHYLVmR RX FULDomR GH QRUPDV GD iUHD GH 3HWUyOHR QD $%17 VmR GLVFXWLGRV SRU HVVH FRPLWr 12 146
  • 147. Tubulações Industriais - Fundamentos $%17 ² &% ‡ e R UHVSRQViYHO SHOD HPLVVmR GH QRUPDV QD iUHD GH HTXLSDPHQWRV WHQGR FRPR SDWURQR D $%,0$4 $VVRFLDomR %UDVLOHLUD GH 0iTXLQDV ‡ $V QRUPDV GH YiOYXODV HVWmR VRE UHVSRQVDELOLGDGH GHVVH &% 1R HQWDQWR TXDQGR VH WUDWDP GH YiOYXODV SDUD D LQG~VWULD GR SHWUyOHR p QHFHVViULD XPD DomR FRQMXQWD FRP R &% 13 Tubulações Industriais - Fundamentos $%17 ‡ 1%5 ² 9iOYXODV ‡ 1%5 ² 9iOYXODV JDYHWD GH DoR IXQGLGR ‡ 1%5 ² 9iOYXODV GH HVIHUD ² UHTXLVLWRV ‡ 1%5 ,62 ² 9iOYXODV ,QGXVWULDLV ² (QVDLR GH SUHVVmR GH YiOYXODV ‡ 1%5 ,62 7XEXODomR QD LQG~VWULD GR SHWUyOHR H JiV QDWXUDO ‡ $V GXDV ~OWLPDV QRUPDV VmR H[HPSORV GD DSOLFDomR GH QRUPDV ,62 FRPR QRUPDV $%17 QHVVH FDVR R VHX WH[WR p YHUWLGR SDUD R SRUWXJXrV VHP TXDOTXHU DOWHUDomR GH FRQWH~GR WHP TXH VHU DGRWDGR QD tQWHJUD 14 147
  • 148. Tubulações Industriais - Fundamentos $16, ‡ $PHULFDQ 1DWLRQDO 6WDQGDUGV ,QVWLWXWH ‡ 3DUWFLSDP UHSUHVHQWDQWHV GH RUJDQL]Do}HV GD ‡ ,QG~VWULD ‡ *RYHUQR ‡ &RQVXPLGRUHV ‡ $OpP GH HPSUHVDV GR VHWRU ‡ (QWLGDGH QRUPDWLYD QDFLRQDO QRUWH DPHULFDQD TXH p D UHVSRQViYHO SHOD FHUWLILFDomR H FUHGLWDomR GDV QRUPDV WpFQLFDV QD iUHD GH WXEXODo}HV LQGXVWULDLV QRV (VWDGRV 8QLGRV ‡ $ HQWLGDGH UHVSRQViYHO SHOD DWXDOL]DomR H HPLVVmR GHVVDV QRUPDV p R $60( 15 Tubulações Industriais - Fundamentos $16, ‡ $WXDOPHQWH DV QRUPDV WHP D GHQRPLQDomR $60( DVVLP ‡ $16, % ŸŸŸŸ $60( % ‡ $ PHGLGD TXH DV QRUPDV IRUHP VHQGR UHYLVDGDV PXGDUmR VXD GHVLJQDomR SDUD $60( (P SDVVDGR UHFHQWH H[LVWLDP QRUPDV FRP RV GRLV VHORV $16, $60( RX $60( $16, 16 148
  • 149. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( e D DVVRFLDomR UHVSRQViYHO SHOD HODERUDomR GH QRUPDV WpFQLFDV OLJDGDV D (QJHQKDULD 0HFkQLFD $V QRUPDV HODERUDGDV SHORV JUXSRV WpFQLFRV GR $60( GD iUHD GH &DOGHLUDULD H 7XEXODomR VmR UHFRQKHFLGDV FRPR 1RUPDV $PHULFDQDV $PHULFDQ 1DWLRQDO 6WDQGDUGV H FKDQFHODGDV SHOD $16, 17 Tubulações Industriais - Fundamentos 18$60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % ‡ e XP LPSRUWDQWH SURMHWR GH HODERUDomR H DWXDOL]DomR GH FyGLJRV GH SURMHWR FRQVWUXomR PRQWDJHP LQVSHomR H WHVWHV GH VLVWHPDV GH WXEXODomR SDUD GLYHUVDV iUHDV GH DWXDomR ‡ e VXEGLYLGLGR HP VHo}HV DSOLFiYHLV D XPD iUHD HVSHFtILFD GD LQG~VWULD &DGD XPD GDV VHo}HV FRP VHX UHVSHFWLYR FRPLWr UHVSRQViYHO 18 149
  • 150. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % +,67Ð5,&2 ‡ 2 SURMHWR % IRL FULDGR HP PDUoR GH D SHGLGR GR $60( SHOD $PHULFDQ 6WDQGDUGV $VVRFLDWLRQ $6$ ‡ 2 SULPHLUR FyGLJR GH WXEXODo}HV IRL SXEOLFDGR HP FRP R QRPH GH $PHULFDQ 7HQWDWLYH 6WDQGDUG &RGH IRU 3UHVVXUH 3LSLQJ $ LQWHQomR LQLFLDO HUD D GH SXEOLFDU XP FyGLJR TXH DWHQGHVVH DR WHPD 7XEXODo}HV ‡ 7XEXODo}HV ,QGXVWULDLV ‡ 'XVWRV GH WUDQVSRUWH SDUD OtTXLGRV H JDVHV ‡ (QWUH RXWURV ‡ 3RVWHULRUPHQWH FDGD VHomR SDVVRX D VHU HPLWLGD GH IRUPD LQGHSHQGHQWH 19 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % +,67Ð5,&2 ‡ (P IRL SXEOLFDGR R $6$ % FRPR R $PHULFDQ 6WDQGDUG &RGH IRU 3UHVVXUH 3LSLQJ UHYLVDGR HP H QHVVH PRPHQWR Mi FRPR XPD VHomR VHSDUDGD YROWDGD SDUD DV XQLGDGHV GH JHUDomR GH HQHUJLD DTXHFLPHQWR H UHVIULDPHQWR ‡ 1DTXHOD pSRFD IRL LGHQWLILFDGD D GLILFXOGDGH GH SURGX]LU XP ~QLFR FyGLJR TXH DWHQGHVVH D WRGDV DV iUHDV LQGXVWULDLV GHFLGLQGR VH HQWmR SRU VHSDUDU RV FyGLJRV HP VHo}HV HVSHFLDOL]DGDV 20 150
  • 151. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % +,67Ð5,&2 ‡ (P IRL SXEOLFDGR R SULPHLUR FyGLJR GH XPD VHomR VHSDUDGD R $6$ % *DV 7UDQVPLWLRQ DQG 'LVWULEXWLRQ 3LSLQJ 6VWHPV ‡ (P IRL FULDGR R $6$ % 3HWUROHXP 5HILQHU 3LSLQJ &RGH ‡ (QWUH H D $6$ VH WRUQRX D 8QLWHG 6WDWHV RI $PHULFD 6WDQGDUGV ,QVWLWXWH 86$6, H HP VHJXLGD D $PHULFDQ 1DWLRQDO 6WDQGDUGV ,QVWLWXWH $16, 2 FyGLJR SDVVRX D VHU GHQRPLQDGR $PHULFDQ 1DWLRQDO 6WDQGDUG &RGH IRU 3UHVVXUH 3LSLQJ 21 Tubulações Industriais - Fundamentos 22 1R HQWDQWR WHQWRX VH QD PHGLGD GR SRVVtYHO SUHVHUYDU D QXPHUDomR GRV SDUiJUDIRV GRV FyGLJRV SRU DVVXQWR VHQGR R SULPHLUR GtJLWR FRUUHVSRQGHQWH DR Q~PHUR GD VHomR FRUUHVSRQGHQWH 2 SDUiJUDIR UHIHUH VH j GHILQLomR GH FRQGLomR GH SURMHWR GR $60( % HQTXDQWR R p R FRUUHVSRQGHQWH DR $60( % 22 $60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % +,67Ð5,&2 151
  • 152. Tubulações Industriais - Fundamentos 23 &Ð',*26 '( 78%8/$d®2 $60( % Seção Publicação Título B31.1 2004 Power Piping B31.2 1968 Fuel Gas Piping* B31.3 2008 Process Piping B31.4 2002 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids B31.5 2001 Refrigeration Piping and Heat Transfer Components B31.8 2003 Gas Transmission and Distribution Piping Systems 23 Tubulações Industriais - Fundamentos 24 &Ð',*26 '( 78%8/$d®2 $60( % Seção Publicação Título B31.9 1996 Building Services Piping B31.11 2002 Slurry Transportation Piping Systems B31.G 1991 Manual for Determining the Remaining Strenght of Corroded Pipeline: A Supplement to ASME B31 Code for Presssure Piping 24 152
  • 153. Tubulações Industriais - Fundamentos % &21',d¯(6 *(5$,6 ‡ 2V FyGLJRV HVWmR FRQVWDQWHPHQWH VHQGR HPHQGDGRV H DWXDOL]DGRV ‡ (P DGLomR D LVVR PXGDQoDV QRV UHTXLVLWRV GRV FyGLJRV DVVLP FRPR VXDV LQWHUSUHWDo}HV VmR FRQVWDQWHPHQWH SXEOLFDGDV QD IRUPD GH &RGH &DVH ‡ 2 FyGLJR IRUQHFH PDWHULDOV VSHFLILFDWLRQV H VWDQGDUGV H VH EDVHLD HP HVSHFLILFDo}HV IRUQHFLGDV SRU YiULDV RUJDQL]Do}HV TXH FRQWULEXHP PXLWR SDUD D SUiWLFD GH SDGURQL]DomR WDLV FRPR % H $670 25 Tubulações Industriais - Fundamentos % &21',d¯(6 *(5$,6 ‡ 2V FyGLJRV IRUQHFHP UHJUDV SDUD SURMHWR H FRQVWUXomR GH VLVWHPDV GH WXEXODomR VHJXURV H FRQWpP RV GDGRV GH UHIHUrQFLD EiVLFD H IyUPXODV QHFHVViULRV SDUD RV VHJXLQWHV DVVXQWRV ‡ (VSHFLILFDomR GH PDWHULDO H SDGU}HV GH FRPSRQHQWHV ‡ 5HTXLVLWRV GH SURMHWR GH FRPSRQHQWHV ‡ /LPLWDo}HV GH UHVLVWrQFLD H UHTXLVLWRV GH DYDOLDomR ‡ 5HTXLVLWRV GH IDEULFDomR H FRQVWUXomR ‡ 5HTXLVLWRV GH WHVWH H LQVSHomR 26 153
  • 154. Tubulações Industriais - Fundamentos % &21',d¯(6 *(5$,6 ‡ e UHVSRQVDELOLGDGH GR SURSULHWiULR D FRUUHWD VHOHomR GD VHomR DSURSULDGD ‡ 2 FyGLJR QmR p UHWURDWLYR D PHQRV TXH DFRUGDGR HP FRQWUiULR FRP R SURSULHWiULR ‡ $ HGLomR PDLV UHFHQWH HPLWLGD DWp VHLV PHVHV DQWHV GD GDWD GR FRQWUDWR GD SULPHLUD IDVH GH DWLYLGDGHV GH XP HPSUHHQGLPHQWR GHYH VHU D HGLomR YiOLGD SDUD R PHVPR ‡ 2 FyGLJR QmR p XP PDQXDO H SRU LVVR QmR LVHQWD R VHX XVXiULR GH FRQKHFLPHQWRV WpFQLFRV DYDOLDomR H FRPSHWrQFLD 27 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % É o código de projeto, fabricação, montagem, inspeção e testes das tubulações de Unidades de Processamento tipicamente encontrados em: refinarias de petróleo, plantas químicas, plantas de celulose, plantas criogênicas, bem como terminais relacionados, sendo aplicável à tubulações novas. ‡ Apresentaoão 28 154
  • 155. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % I. Escopo e Definições; II. Projeto; III. Materiais; IV. Normas de Componentes de Tubulação; V. Fabricação, Construção e Montagem; VI. Inspeção, Exames e Testes; VII. Tubulações não-metálicas ou revestidas com materiais não-metálicos; VIII. Tubulações para Serviço com Fluído Categoria M; IX. Tubulações para Alta Pressão. ‡ Relaoão dos capttulos 29 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % Apêndice A: Tensões admissíveis e fatores de qualidade para tubulações metálicas e materiais de parafusos. Apêndice B: Tabelas de tensões e pressões admissíveis para materiais não-metálicos Apêndice C: Propriedades Físicas de Materiais de Tubulação Apêndice D: Fatores de Intensificação de Tensões e de Flexibilidade Apêndice E: Normas de Referência Apêndice F: Considerações Preventivas ‡ Relaoão dos apêndices 30 155
  • 156. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % Apêndice G: Salvaguardas Apêndice H: Exemplos de Cálculo de Reforço em Derivações Apêndice J: Nomenclatura Apêndice K: Tensões Admissíveis para Tubulação em Pressões Elevadas Apêndice L: Flanges de Tubulações de Ligas de Alumínio Apêndice M: Guia para Classificação de serviços Apêndice Q: Programa de Sistema da Qualidade ‡ Relaoão dos apêndices 31 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % Apêndice S: Exemplo de Análise de Tensões em Sistemas de Tubulação Apêndice V: Variações Admissíveis em Serviço a Temperaturas Elevadas Apêndice X: Juntas de Expansão Metálicas de Foles Corrugados Apêndice Z: Preparação de Questionamentos Técnicos ‡ Relaoão dos apêndices 32 156
  • 157. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % São prescritos requisitos para materiais e seus componentes, projeto, fabricação, montagem, exames, inspeção e testes de tubulação de processo; Este código se aplica a todos os fluídos, incluindo: Matéria-prima, intermediários e produtos químicos acabados; Derivados de petróleo; Gás, vapor, ar e água; Sólidos em suspensão; Fluídos refrigerantes; Fluídos criogênicos. A junta da tubulação com o equipamento está dentro do escopo da ASME B31.3. ‡ Conte~do 33 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % ‡ Diagrama de aplicaoão 34 157
  • 158. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % Condições de projeto: ‰ Pressão de projeto: “a pressão interna (ou externa) correspondente à condição mais severa de pressão e temperatura simultâneas, que possam ocorrer em serviço normal”; ‰ Temperatura de projeto é a correspondente à pressão de projeto; ‰ Na maioria dos casos o dimensionamento deve ser feito para atender a classe de pressão da espec de tubulação. ‡ Condioões de Projeto 35 Tubulações Industriais - Fundamentos &20,7È % +,67Ð5,&2 $ SULPHLUD HGLomR GH XPD QRUPD GH IODQJH GR $60( GDWD GH 6WDQGDUG )ODQJH 7HPSODWH 'HVGH HQWmR GLYHUVDV LQLFLDWLYDV IRUDP WRPDGDV DWp VH FKHJDU D FULDomR GR FRPLWr % RUJDQL]DGR SHOD HQWmR $PHULFDQ (QJLQHHULQJ 6WDQGDUGV &RPLWWHH DWXDO $16, FRP R REMHWLYR GH XQLILFDU H SRVWHULRUPHQWH GHVHQYROYHU QRUPDV DPHULFDQDV GH IODQJHV FRQH[}HV YiOYXODV H MXQWDV GH YHGDomR 36 158
  • 159. Tubulações Industriais - Fundamentos &20,7È % ² &21',d¯(6 *(5$,6 'LIHUHQWHPHQWH GR FRPLWr % QHVWH FRPLWr VmR HVWDEHOHFLGRV SDGU}HV UHFRQKHFLGRV H VHXV UHVSHFWLYRV OLPLWHV GH VHUYLoR TXDQGR DSOLFiYHO ‡ 'LPHQV}HV SDGURQL]DGDV ‡ 0DWHULDLV ‡ /LPLWHV GH 3UHVVmR [ 7HPSHUDWXUD 3UHVVXUH UDWLQJ ‡ 7ROHUkQFLDV GH IDEULFDomR ‡ 7HVWHV ‡ 0DUFDomR 37 Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % ‡ $60( % &DVW ,URQ 3LSH )ODQJHV DQG )ODQJHG )LWWLQJV ‡ $60( % 0DOOHDEOH ,URQ 7KUHDGHG )LWWLQJV ‡ $60( % *UD ,URQ 7KUHDGHG )LWWLQJV ‡ $60( % 3LSH )ODQJHV DQG )ODQJHG )LWWLQJV ‡ $60( % )DFWRU 0DGH :URXJKW 6WHHO %XWWZHOGLQJ )LWWLQJV ‡ $60( % )DFH WR )DFH DQG (QG 7R (QG 'LPHQVLRQV RI 9DOYHV ‡ $60( % )RUJHG )LWWLQJV 6RFNHW :HOGLQJ DQG 7KUHDGHG ‡ $60( % )HUURXV 3LSH 3OXJV %XVKLQJV DQG /RFNQXWV :LWK 3LSH 7KUHDGV ‡ $60( % &DVW %URQ]H 7KUHDGHG )LWWLQJV &ODVV DQG ‡ $60( % &DVW &RSSHU $OOR 6ROGHU -RLQW 3UHVVXUH )LWWLQJV ‡ $60( % :URXJKW &RSSHU DQG &RSSHU $OOR 6ROGHU -RLQW 3UHVVXUH )LWWLQJV 38 159
  • 160. Tubulações Industriais - Fundamentos $60( % ‡ $60( % &DVW &RSSHU $OOR 3LSH )ODQJHV DQG )ODQJHG )LWWLQJV &ODVVHV DQG ‡ $60( % &DVW &RSSHU $OOR )LWWLQJV IRU )ODUHG &RSSHU 7XEHV ‡ $60( % :URXJKW 6WHHO %XWWZHOGLQJ 6KRUW 5DGLXV (OERZV DQG 5HWXUQV ‡ $60( % 9DOYHV )ODQJHG 7KUHDGHG DQG :HOGLQJ (QG ‡ $60( % 2ULILFH )ODQJHV &ODVV DQG ‡ $60( % 0DOOHDEOH ,URQ 7KUHDGHG 3LSH 8QLRQV &ODVV DQG ‡ $60( % 'XFWLOH ,URQ 3LSH )ODQJHV DQG )ODQJHG )LWWLQJV &ODVV DQG ‡ $60( % /DUJH 'LDPHWHU 6WHHO )ODQJHV 136 7KURXJK 136 ‡ $60( % 6WHHO /LQH %ODQNV ‡ $60( % 39 Tubulações Industriais - Fundamentos $670 ‡ (QWLGDGH HVWDEHOHFH HVSHFLILFDo}HV GH PDWHULDO DSOLFiYHLV D GLYHUVRV WLSRV GH FRPSRQHQWHV WXERV IRUMDGRV FKDSDV IXQGLGRV EDUUDV HWF ‡ (VSHFLILFDo}HV $670 $670 6SHFLILFDWLRQV ² VmR GLYLGLGDV HP FDWHJRULDV TXH VmR IDFLOPHQWH LGHQWLILFiYHLV SHOR SUHIL[R QD VXD FRGLILFDomR SRU H[HPSOR ‡ $ ² 0HWDLV )HUURVRV ‡ % ² 0HWDLV 1mR IHUURVRV ‡ & ² 0DWHULDLV &HUkPLFRV H &RQFUHWR ‡ ' ² 2XWURV 0DWHULDLV ‡ ( ² 2XWURV DVVXQWRV SRU H[HPSOR LQVSHomR 40 160
  • 161. Tubulações Industriais - Fundamentos $670 ‡ $670 $ ² &DUERQ 6WHHO )RUJLQJV IRU 3LSLQJ $SSOLFDWLRQV ‡ $670 $ ² 6HDPOHVV &DUERQ 6WHHO 3LSH IRU +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH ‡ $670 $ ² )RUJHG RU 5ROOHG $OOR 6WHHO 3LSH )ODQJHV )RUJHG )LWWLQJV DQG 9DOYHV DQG 3DUWV IRU +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH ‡ $670 $ ² 6WHHO &DVWLQJV &DUERQ 6XLWDEOH IRU )XVLRQ :HOGLQJ IRU +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH ‡ $670 $ ² 3LSLQJ )LWWLQJV RI :URXJKW &DUERQ 6WHHO DQG $OOR 6WHHO IRU 0RGHUDWH DQG +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH 41 Tubulações Industriais - Fundamentos $670 ‡ $670 $ ² 6HDPOHVV DQG :HOGHG $XVWHQLF 6WDLQOHVV 6WHHO 3LSH ‡ $670 $ 6HDPOHVV DQG :HOGHG 6WHHO 3LSH IRU /RZ 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH ‡ $670 $ ² 6HDPOHVV )HUULWLF $OOR 6WHHO 3LSH IRU +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH ‡ $670 $ ² &DUERQ DQG /RZ $OOR 6WHHO )RUJLQJV 5HTXLULQJ 1RWFK 7RXJKQHVV 7HVWLQJ IRU 3LSLQJ &RPSRQHQWV ‡ $670 $ ² (OHFWULF )XVLRQ :HOGHG $XVWHQLF &KURPLXP 1LFNHO $OOR 6WHHO 3LSH IRU +LJK 7HPSHUDWXUH 6HUYLFH 42 161
  • 162. Tubulações Industriais - Fundamentos $670 ‡ $670 $ ² (OHFWULF )XVLRQ :HOGHG 6WHHO 3LSH IRU $WPRVIHULF DQG /RZHU 7HPSHUDWXUHV ‡ $670 $ (OHFWULF )XVLRQ :HOGHG 6WHHO 3LSH IRU +LJK 3UHVVXUH 6HUYLFH DW 0RGHUDWH 7HPSHUDWXUHV ‡ $670 $ ² &DUERQ DQG $OOR 6WHHO 3LSH (OHFWULF )XVLRQ :HOGHG IRU +LJK 3UHVVXUH DW +LJK 7HPSHUDWXUHV ‡ $670 $ ² :HOGHG DQG 6HDPOHVV &DUERQ 6WHHO DQG $XVWHQLWLF 6WDLQOHVV 6WHHO 3LSH 1LSSOHV 43 Tubulações Industriais - Fundamentos $3, ‡ e XPD RUJDQL]DomR TXH UH~QH HPSUHVDV DPHULFDQDV RX FRP VHGH QRV (VWDGRV 8QLGRV OLJDGDV j ,QG~VWULD GR 3HWUyOHR 3XEOLFD QRUPDV VWDQGDUGV HVSHFLILFDo}HV VSHFV H SUiWLFDV UHFRPHQGDGDV UHFRPPHQGHG SUDFWLFHV GH LQWHUHVVH GD LQG~VWULD GR SHWUyOHR SDUD VHUYLoR ´RIIVKRUHµ LQVWDODo}HV PDUtWLPDV H ´RQVKRUHµ LQVWDODo}HV LQGXVWULDLV WHUUHVWUHV ‡ &RRUGHQD D HODERUDomR GH QRUPDV GR VXEFRPLWr GR 7& GD ,62 H D KDUPRQL]DomR GH QRUPDV ,62 H $3, ‡ $V QRUPDV HODERUDGDV SRU HVVD HQWLGDGH SRGHP VHU FRQVLGHUDGDV QRUPDV GH XPD HQWLGDGH GH FODVVH QDFLRQDO 44 162
  • 163. Tubulações Industriais - Fundamentos $3, ‡ $3, 6SHF / ² 6SHFLILFDWLRQ IRU /LQH 3LSH ‡ $3, 6SHF ' ² 3LSHOLQH 9DOYHV ‡ $3, ² 3LSLQJ ,QVSHFWLRQ &RGH ‡ $3, 3XEO 'DPDJH 0HFKDQLVPV $IIHFWLQJ )L[HG (TXLSPHQW LQ 7KH 5HILQLQJ ,QGXVWU ‡ $3, ² ,QVSHFWLRQ RI 3UHVVXUH 5HOLHYLQJ 'HYLFHV ‡ $3, 3XEO ² 5LVN %DVHG ,QVSHFWLRQ %DVH 5HVRXUFH 'RFXPHQW ‡ $3, 67' ² &KHFN 9DOYHV :DIHU :DIHU /XJ DQG 'RXEOH )ODQJHG 7SH ‡ $3, 67' ² 9DOYH ,QVSHFWLRQ DQG 7HVWLQJ ‡ $3, 67' ² 0HWDO 3OXJ 9DOYHV ² )ODQJHG 7KUHDGHG DQG :HOGLQJ (QGV 45 Tubulações Industriais - Fundamentos $3, ‡ $3, 67' ² %ROWHG %RQQHW 6WHHO *DWH 9DOYHV IRU 3HWUROHXP DQG 1DWXUDO *DV ,QGXVWULHV ‡ $3, 67' ² 6WHHO *DWH *OREH DQG &KHFN 9DOYHV IRU 6L]HV '1 DQG 6PDOOHU IRU WKH 3HWUROHXP DQG 1DWXUDO *DV ,QGXVWULHV ‡ $3, 67' ² &RUURVLRQ 5HVLVWDQW %ROWHG %RQQHW *DWH 9DOYHV ² )ODQJHG DQG %XWW :HOGLQJ (QGV ‡ $3, 67' )LUH 7HVW IRU 6RIW 6HDWHG 4XDUWHU 7XUQ 9DOYHV ‡ $3, 67' 0HWDO %DOO 9DOYHV ² )ODQJHG 7KUHDGHG DQG :HOGLQJ (QGV 46 163
  • 164. Tubulações Industriais - Fundamentos $3, ‡ $3, 67' %XWWHUIO 9DOYHV 'RXEOH )ODQJHG /XJ DQG :DIHU 7SH ‡ $3, 53 ( ² 'HVLJQ DQG ,QVWDOODWLRQ RI 2IIVKRUH 3URGXFWLRQ 3ODWIRUP 3LSLQJ 6VWHPV ‡ $3, 53 ² 6L]LQJ 6HOHFWLRQ DQG ,QVWDOODWLRQ RI 3UHVVXUH 5HOLHYLQJ 'HYLFHV LQ 5HILQHULHV ‡ $3, 53 ² *XLGH IRU 3UHVVXUH 5HOLHYLQJ DQG 'HSUHVVXULQJ 6VWHPV ‡ $3, 53 6WHHOV IRU +GURJHQ 6HUYLFH DW (OHYDWHG 7HPSHUDWXUHV DQG 3UHVVXUHV LQ 3HWUROHXP 5HILQHULHV DQG 3HWURFKHPLFDO 3ODQWV 47 Tubulações Industriais - Fundamentos ,62 ‡ 2UJDQL]DomR QRUPDWLYD LQWHUQDFLRQDO TXH WHP JDQKR PXLWD IRUoD QRV ~OWLPRV DQRV JUDoDV DR SURFHVVR GH JOREDOL]DomR H j XQLmR HXURSpLD WHQWDQGR HVWDEHOHFHU QRUPDOL]DomR GH FRQVHQVR D QtYHO LQWHUQDFLRQDO HP HVSHFLDO QD LQG~VWULD GR SHWUyOHR ‡ $ DSUR[LPDomR GR $3, IRUWDOHFHX DLQGD PDLV R SURFHVVR GH QRUPDOL]DomR YLD ,62 48 164
  • 165. Tubulações Industriais - Fundamentos ,62 ‡ ,62 ² (VSHFLILFDomR GH WXERV GH DoR SDUD XVR QD LQG~VWULD GR SHWUyOHR H JiV 3DUWH , IRL EDVHDGD QR $3, / ‡ ,62 ² 9iOYXODV JDYHWD IODQJHDGDV H VROGDGDV $3, ‡ ,62 ² 9iOYXODV SDUD ROHRGXWRV H JDVRGXWRV $3, ' ‡ ,62 ² 7XEXODomR GH 3OiVWLFR 5HIRUoDGR FRP )LEUD GH 9LGUR 35)9 ² ,QG~VWULD GR 3HWUyOHR H *iV 1DWXUDO ‡ ,62 ² 9iOYXODV GH WXEXODo}HV VXEPDULQDV ² 6LVWHPDV GH 7XEXODomR GH 7UDQVSRUWH ,QG~VWULD GR 3HWUyOHR H *iV 1DWXUDO ‡ ,62 ² 7XEXODomR ,QGXVWULD GR 3HWUyOHR H *iV 1DWXUDO ‡ ,62 ² 9iOYXODV JDYHWD JORER UHWHQomR SDUD GLkPHWURV QRPLQDLV H PHQRUHV SDUD D LQGXVWULD GR SHWUyOHR H JiV QDWXUDO $3, H %6 ‡ ,62 ² 9iOYXODV HVIHUD PHWiOLFDV SDUD D LQG~VWULD GR SHWUyOHR SHWURTXtPLFD H DVVRFLDGDV $3, 49 Tubulações Industriais - Fundamentos 066 ‡(QWLGDGH OLJDGD DRV IDEULFDQWHV GH FRPSRQHQWHV LQGXVWULDLV HVWDEHOHFHQGR SDGU}HV GLPHQVLRQDLV GH LQVSHomR HQWUH RXWURV OLJDGRV j IDEULFDomR GH FRPSRQHQWHV ‡0XLWRV GRV SDGU}HV HVWDEHOHFLGRV SRU HVVD HQWLGDGH YLHUDP D VHU LQFRUSRUDGRV SHODV QRUPDV $3, $16, RX $60( 50 165
  • 166. Tubulações Industriais - Fundamentos 066 ‡ 066 63 ² $FDEDPHQWR GH IDFHV GH IODQJHV ‡ 066 63 ² ([DPH SRU SDUWtFXOD PDJQpWLFD DSOLFDGD YiOYXODV IODQJHV H FRQH[}HV ‡ 066 63 ² ([DPH SRU UDGLRJUiILFD DSOLFDGD D YiOYXODV IODQJHV H FRQH[}HV ‡ 066 63 ² 0DWHULDLV SURMHWR H IDEULFDomR GH VXSRUWHV GH WXEXODomR ‡ 066 63 ² 6HOHomR H DSOLFDomR GH VXSRUWHV GH WXEXODomR 51 Tubulações Industriais - Fundamentos %6, ‡ (QWLGDGH QRUPDWLYD QDFLRQDO EULWkQLFD ‡ 1R %UDVLO XWLOL]DP VH SULQFLSDOPHQWH QRV FDVRV GH YiOYXODV QmR FREHUWDV SHOR $3, $60( RX ,62 3RU LVVR PHVPR WHP VLGR JUDGDWLYDPHQWH VXEVWLWXtGDV SRU QRUPDV ,62 RX HXURSpLDV ‡ %6 ² 9iOYXODV GH UHWHQomR SDUD XVR QD LQG~VWULD GR SHWUyOHR ‡ %6 ² 9iOYXODV JORER SDUD LQG~VWULD GR SHWUyOHR ‡ %6 ² 9iOYXODV HVIHUD SDUD LQG~VWULD GR SHWUyOHR &DQFHODGD H VXEVWLWXtGD SHOD QRUPD ,62 52 166
  • 167. Tubulações Industriais - Fundamentos 5()(5È1&,$ %,%/,2*5É),&$ ‡ 6LOYD 7HOOHV 3 & 7XEXODo}HV ,QGXVWULDLV 0DWHULDLV 3URMHWR H 0RQWDJHP HG /7& ‡ 7KH 0 : .HOORJJ &R 'HVLJQ RI 3LSLQJ 6VWHPV HG -RKQ :LOOH ‡ 5HQR & .LQJ 6DELQ &URFNHU 3LSLQJ +DQGERRN 0F*UDZ +LOO ‡ 9HLJD - &DUORV -XQWDV ,QGXVWULDLV ‡ 6PLWK 3DXO 5 9DQ /DDQ 7KRPDV - 3LSLQJ DQG 3LSH 6XSSRUWH 6VWHPV ‡ 6NRXVHQ 3KLOLS / 9DOYH +DQGERRN 0F*UDZ +LOO ‡ 6KHUZRRG 'DYLG 3LSLQJ *XLGH ‡ 1DDU 0RKLQGHU 3LSLQJ +DQGERRN ‡ %HFKW ,9 &KDUOHV 3URFHVV 3LSLQJ 7KH &RPSOHWH *XLGH WR $60( % $60( 35(6 53 Tubulações Industriais - Fundamentos 3É*,1$6 1$ ,17(51(7 ‡ KWWS ZZZ HQJ WLSV FRP )yUXP GH HQJHQKDULD LQWHUQDFLRQDO ‡ KWWS ZZZ DVPH FRP ‡ KWWS ZZZ LVR FRP ‡ KWWS ZZZ SLSLQJGHVLJQ FRP ‡ KWWS ZZZ FHQRUP EH FHQRUP LQGH[ KWP 54 167
  • 168. 1 PADRONIZAÇÃO DE MATERIAIS DE TUBULAÇÃO (ESPECS) Instrutores: Jorivaldo Medeiros Jordana Luiza Veiga Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 PADRONIZAÇÃO DE MATERIAIS DE TUBULAÇÕES (ESPEC) • Mais conhecido como espec de tubulação (pipe spec em ingles); • Documento onde são apresentados os principais componentes de um sistema de tubulação e as suas características para um dado serviço. Exemplo: espec para tubulação de água de serviço; • Para não confundir com as especificações de materiais, a PETROBRAS optou por denominar esse documento de padronização de materiais de tubulação. 2 168
  • 169. PADRONIZAÇÃO DE MATERIAIS DE TUBULAÇÕES (ESPEC) • Cada espec tem uma curva limite de pressão x temperatura, a qual todos os seus componentes devem estar dimensionados para resistir. Qualquer exceção deve ser explicitada claramente nos documentos de projeto de modo a evitar possíveis erros numa futura modificação. 3 4 169
  • 170. PADRONIZAÇÃO DE MATERIAIS DE TUBULAÇÕES (ESPEC) • Contém as características principais dos componentes das tubulações: – Válvulas; – Conexões; – Flanges; – Juntas de vedação; – Peculiaridades de fabricação, montagem e testes; – Limites de uso; – Derivações; – Tubos e espessuras de parede; – Parafusos ou estojos de flanges. 5 Materiais de Tubulação • A espec de tubulação deve descrever cada um dos componentes de tubulação que comporá o sistema de tubulação e que estará representado nos isométricos 6 170
  • 171. Simulação Gráfica de Tubulação 7 Base de Dados em Maquete Eletrônica • Com a consolidação do uso de simulação computacional, as especs de tubulação ganharam ainda mais relevância, pois são a base para a construção do banco de dados dos sitemas de tubulação sendo a origem dos catálogos de componentes que compõe o sistema de tubulação. 8 171
  • 172. Descrição de componentes • Todo componente recebe uma descrição na padronização ou no espec de tubulação. Esta descrição define em linhas gerais o componente para facilitar a identificação, daí a designação: descrição resumida (muitos projetistas utilizam códificações em substituição aos descritivos); • Para compra do componente, no entanto, é preciso descrever o mesmo por completo. 9 FOLHA DE PADRONIZAÇÃO • A folha de Padronização pode ter formato de uma tabela ou ser simplesmente uma listagem. • O exemplo ao lado é o da norma PETOBRAS N-76 utilizada nas áreas de Abastecimento e Transporte. 10 172
  • 173. FOLHA DE PADRONIZAÇÃO • Devido ao conteúdo necessário a padronização tem mais de uma folha, sendo conveniente que tenha apenas duas folhas, simplificando o manuseio. • Exemplo da folha de verso da padronização Ba da norma PETOBRAS N-76. 11 12 173
  • 174. FOLHA DE PADRONIZAÇÃO • No caso da N-76 a primeira folha (frente) contém os descritivos dos componentes de tubulação, enquanto a folha de verso tem informações complementares, quais sejam: diagrama de derivações, gráfico de limites de temperatura e pressão e notas técnicas. 13 CABEÇALHO • Os primeiros campos compõe o cabeçalho da espec servindo para identificar as características básicas da padronização: – A norma básica (ASME B31.3, ASME B31.4, etc); Classe de pressão e extremidade dos flanges (150 RF no exemplo); Material básico do tubo (Aço-carbono); Designação da padronização (Ba); Limites de temperatura máxima (400°C) e mínima (0°C); Data de atualização da padronização; Descrição do serviço; Corrosão admissível ou sobrespessura de corrosão (1,6 mm). 14 174
  • 175. Válvulas de bloqueio • São descritas as válvulas de bloqueio aplicáveis ao serviço especificado. São definidas as faixas de diâmetro, classe de pressão, extremidade (ES até 1½” e flangeada de 2” e acima), descrição resumida e o código da família do componente, no caso a válvula gaveta ou esfera. A escolha final é do projetista e deve ser indicada no fluxograma de engenharia. 15 Padronização de válvula gaveta VGA-800-01 • A norma N-2668 estabelece os descritivos completos de válvulas. Ao lado o descritivo completo da válvula gaveta da faixa de ½” a 1 ½” utilizada na padronização Ba. Na parte de baixo da tabela são apresentados os códigos de material (correspondente ao número de estoque) referente cada diâmetro de válvula. 16 175
  • 176. 17 Válvulas de regulagem • São descritos os padrões de válvulas de regulagem de ½” a 1½”, classe 800, extremidade para solda de soquete; e de 2” a 12”, classe 150. A norma construtiva é a ISO 15761 (API 602) para as válvulas menores que 1½” e BS-1873 para válvulas de 2” a 12”. 18 176
  • 177. Padronização de válvulas globo VGL-150-01 • Ao lado o descritivo completo da válvula globo da faixa de 2” a 12” utilizada na padronização Ba. O descritivo completo corresponde ao texto utilizado na Requisição de Compra da válvula (RM). 19 Válvulas de retenção • São descritos os padrões de válvulas de retenção de ½” a 1½”, classe 800, extremidade para solda de soquete; e de 2” a 24”, classe 150. A norma construtiva é a ISO 15761 (API 602) para as válvulas de 1½” e menores, e BS-1868 para válvulas de 2” a 24”. A válvula de retenção utilizada nessa espec é a do tipo pistão de ½” a 1½” e do tipo portinhola de 2” a 24”. 20 177
  • 178. Padronização de válvulas de retenção VRE-150-01 • Ao lado o descritivo completo da válvula de retenção da faixa de 2” a 24” utilizada na padronização Ba. O descritivo completo corresponde ao texto utilizado na Requisição de Compra da válvula (RM). 21 Tubos • São descritos os tubos utilizados para cada faixa de diâmetro, agrupados por espessura, extremidade, especificação de material do tubo e seu código de componente. • O descritivo resumido de tubos consiste da sigla do material, como por exemplo aço carbono (AC), especificação de material do tubo (ASTM A 106 Gr. B), com ou sem costura (CC ou SC), norma dimensional (ASME B36.10 ou B36.19). 22 178
  • 179. Descritivo completo de tubos Descritivo completo de tubos de condução. Note-se que este padrão considera aceitáveis tanto os tubos fabricados segundo a especificação API 5L Gr. B quanto ASTM A 106 Gr. B. 23 Niples • Niples são conexões especiais, normalmente pedaços de tubos, normalmente de pequeno diâmetro, utilizados para facilitar a montagem desses tubos de pequeno diâmetro. São padronizados niples retos e de redução, com ambas as extremidades planas (AEP), uma extremidade roscada (UER) ou ambas as extremidades roscadas (AER). • Apesar de serem disponíveis niples de diâmetros maiores, optou-se na N-76 por padronizá-los até 1½”, onde se vislumbrou maior ganho em sua aplicação. 24 179
  • 180. Descritivo completo de niples Padrão de niple reto adotado para a espec Ba. 25 Conexões • Este campo não descreve todas as conexões possíveis para uma dada espec. Essa informação é complementada por meio de uma nota na espec. As espessuras para cada conexão devem ser compatíveis com as dos tubos de mesmo diâmetro. 26 180
  • 181. Descritivo completo de conexões 27 o São várias as conexões disponíveis para tubulações em geral. Para cada espec, somente algumas serão adequadas. A nota 82 define, no caso da espec Ba, quais as conexões aplicáveis para este serviço. Flanges • Todos os flanges utilizáveis na espec devem constar desse campo, tais como: flanges de pescoço (PE), flanges com extremidade para solda de soquete (ES), flanges cegos (CE), flanges de orifícios (OR), entre outros. • As respectivas normas para cada tipo de flange e/ou faixa de diâmetro são apresentadas no descritivo. Flanges de orifício se iniciam em classe 300. 28 181
  • 182. Descritivo completo de flanges • No descritivo de flanges para solda de encaixe são discriminados itens diferentes para cada espessura de parede adotada, haja visto que o diâmetro interno se altera com a espessura adotada. 29 Parafusos • Descreve o material de estojos e porcas utilizados na espec de tubulação, o padrão de rosca e norma de referência da ligação flangeada (ASME B16.5 no caso) que estabelece os principais requisitos, quais sejam: quantidade, norma dimensional dos estojos e porcas, e cálculo do comprimento de estojos. 30 182
  • 183. Descritivo completo de parafusos • Na PETROBRAS foram padronizados estojos para aperto de flanges, os parafusos foram suprimidos. O descritivo apresenta o comprimento necessário para cada estojo, conforme cirtérios da norma de flanges correspondente. 31 Juntas de vedação • Descreve o tipo de junta de vedação para cada faixa de diâmetro, suas espessuras, material da junta e requisitos construtivos, tais como, anel de centralização externo e interno, além da norma dimensional (ASME B16.20) 32 183
  • 184. Descritivo completo de juntas de vedação • Anel externo: permite a centralização da junta durante a montagem e batente durante o aperto • Anel interno: elimina o vazio entre as faces dos flanges e o fundo da junta de vedação, além aumentar a sua resistência a flambagem. 33 Limite de temperatura • O limite de temperatura de uma espec é definido pelo menor dos seguintes valores: – Limite de uso dos materiais componentes da espec; – Limite associado ao serviço (não há sentido em uma espec para água até 400 ºC); 34 184
  • 185. Limites de diâmetro • Os limites de diâmetro de uma espec estão associados a: – Limites usuais de aplicação da espec; – Disponibilidade dos componentes no mercado; – Limites das normas construtivas e dimensionais. 35 Compatibilidade de materiais • A escolha dos materiais que compõe a espec leva em consideração a compatibilidade de composição química, resistência mecânica e a corrosão dos materiais dos componentes. • Várias normas tem agrupamentos de materiais de componentes, tais como: ASME B16.5 e ASME B16.34, que podem ser utilizadas como guias para escolha das especificações de materias de componentes utilizadas para um dado serviço. 36 185
  • 186. Diagrama de derivações • O tipo de derivação a ser utilizado é definido pela junção do diâmetro da linha tronco com o diâmetro do ramal. • Indicada a seleção de boca de lobo sem reforço de um ramal de 3” em uma linha de 8”. 37 Limites de pressão e temperatura • Este gráfico representa o limite de componente de menor resistência da espec, na maioria dos casos é o rating do flange. • Assinalado o limite de uso de válvulas esfera para essa espec. 38 186
  • 187. Notas gerais • Notas complementares com requisitos de ensaios, códigos de componentes entre outros. 39 Seleção de especs 1) Identificação do Serviço; 2) Seleção da Norma Básica; 3) Seleção dos Materiais e definição da sobrespessura de corrosão; 4) Seleção da classe de pressão; 5) Seleção da Padronização. 40 187
  • 188. Documentação de Projeto 1 Instrutores: Jorivaldo Medeiros Jordana Luiza Veiga Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 Documentação de Projeto • Fluxogramas de Processo • Fluxogramas de Engenharia • Planta de Arranjo • Plantas de Tubulação • Desenhos Isométricos • Desenhos de detalhes e de fabricação • Listas de linhas 2 ‹ Padronizações de Material de Tubulações ‹ Padronizações de Material de Componentes ‹ Especificações Técnicas de acessórios especiaisu ‹ Folha de dados de suportes de mola ‹ Lista de suportes 188
  • 189. • Estudo preliminar de locação da unidade e Plano Diretor • Dados Básicos para o Projeto • Fluxogramas de Processo • Fluxogramas de Engenharia ou P&I • Planta de Arranjo Básico • Desenhos de Tubulações Especiais • Padronização de Material de Tubulação • Listas de Linhas • Especificações de Válvulas e Acessórios Especiais 31 Projeto Conceitual Avaliação técnico- econômica preliminar Análise Preliminar de Risco Avaliação de Impacto Ambiental Projeto é viável? Fim N S Projeto Básico Avaliação técnico- econômica preliminar Análise Preliminar de Risco Avaliação de Impacto Ambiental Fim N S Projeto é viável? Principais Documentos gerados: Principais Documentos gerados: • Fluxogramas de Processo • Fluxogramas de Engenharia ou P&I • Planta de Arranjo • Desenhos de Tubulações Especiais • Padronização de Material de Tubulação • Listas de Linhas • Especificações de Válvulas e Acessórios Especiais • Plantas de Tubulação • Isométricos • Listas de Material • Requisições de Compra • Lista de suportes 4 1 Projeto de Detalhamento Emissão de requisições de compra Montagem Pré-operação Operação Revisar projeto para adequação Necessita de ajustes? S N 189
  • 190. Identificação de Tubulações • Em todos os projetos industriais é necessário adortar-se uma sistemática de identificação de tubulação, equipamentos e instrumentos. 5 • As tubulações costumam ser designadas por uma identificação constituída por uma sigla composta pelas seguintes informações: | Diâmetro nominal do tubo. | Indicação do tipo ou classe do fluido. | Número indicativo da área ou unidade; | Número de ordem da linha. | Código representativo da especificação de material. 6 Identificação de Tubulações 190
  • 191. • As classes de fluido são designadas por uma ou duas letras, cuja escolha depende da prática de cada projetista. – HC – Hidrocarboneto. – AD – Água para uso industrial – BZ – Benzeno – OC – Óleo combustível. 7 Identificação de Tubulações 8”- PE – 2112 - 005 – Ba • 8” – Diâmetro nominal do tubo. • PE – Classe de fluido conduzido: Petróleo. • 2112 – Área 2112 onde está localizada a tubulação • 005 – Número de ordem da linha (dentro de cada área). • Ba – Sigla indicativa da Padronização de Material de Tubulação. 8 Identificação de Tubulações 191
  • 192. Identificação de Equipamentos • A identificação de Equipamentos é, em geral, composta de: | Sigla indicativa do tipo de equipamento; | Número indicativo da área ou unidade; | Número seqüencial do equipamento. o B-2112008 A...F – Bombas. o P-2112015 A/B – Permutadores de calor. o V-2112001 – Vasos. 9 Fluxogramas de Processo • Desenho esquemáticos (diagramas), sem escala, preparados pela equipe de processo, mostrando um resumo do funcionamento de um dado sistema. 10 192
  • 193. • Devem apresentar: o Equipamentos principais, com suas identificações; o Tubulações principais (correntes), com indicação do sentido de fluxo; o Principais válvulas industriais e de controle; o Instrumentos principais; o Tabela contendo as principais correntes de processo e suas principais características. 11 Fluxogramas de Processo Fluxogramas de Engenharia • Diagramas esquemáticos, sem escala, preparados conjuntamente pela equipe de processo e pela de projeto mecânico (equipamentos e automação e controle). • São também conhecidos como fluxogramas de tubulação e instrumentação ou de detalhamento ou “P&I flow-sheet” ou ainda, P&ID. 12 193
  • 194. • São os desenhos básicos para execução do projeto mecânico de tubulações. • Devem conter todas as exigências de serviço necessárias para o bom funcionamento do processo, contemplando: instrumentação, tubulações, válvulas, posição relativa de equipamentos, entre outras. 13 Fluxogramas de Engenharia • Devem fornecer as seguintes informações: o Todos os equipamentos com sua identificação e principais características; o Todas as tubulações com sua respectiva identificação, sentido de fluxo, aquecimento externo; o Todos os acessórios principais (tais como, válvulas, filtros, figuras 8 e raquetes); o Todos os instrumentos, com indicação do tipo, identificação e malha de controle. 14 Fluxogramas de Engenharia 194
  • 195. • Todos os elementos devem ser representados utilizando convenções apropriadas. 15 Fluxogramas de Engenharia • Exigências mais freqüentes: o Tubulações com caimento constante; o Elevação mínima necessária para equipamentos de caldeiraria; o Tubulações com arranjos simétricos; o Localização de válvulas em relação a instrumentos; 16 Fluxogramas de Engenharia 195
  • 196. • Exigências mais freqüentes (continuação): o Comprimento reto mínimo necessário para tubulações; o Tubulações sujeitas a vibrações ou ruídos; o Purga em instrumentos e válvulas. 17 Fluxogramas de Engenharia Plantas de Arranjo • Desenhos elaborados pela equipe de tubulação, em escala, contendo: todos os equipamentos, estruturas principais, pontes de tubulação, norte de projeto, direção predominante de ventos, relação dos equipamentos representados na planta, limites de bateria, arruamentos e edificações de uma unidade industrial. • Documento multi-disciplinar. 18 196
  • 197. Plantas de Arranjo • São a base para a elaboração das plantas de tubulação, desenhos de construção civil e desenhos de instalações subterrâneas. • Devem apresentar as posições dos elementos utilizando o sistema de coordenadas de projeto da unidade. 19 Plantas de Arranjo • A planta de arranjo é um dos primeiros documentos concebidos num projeto de uma unidade de processo, evoluindo ao longo de todas as suas fases. • Na fase de projeto conceitual, é elaborado um estudo de arranjo para definir a área necessária e sua localização dentro da unidade industrial. 20 197
  • 198. Plantas de Arranjo • Na fase de projeto básico, é executada a primeira verificação de viabilidade técnica do arranjo, com base na concepção de processo e demais dados básicos do projeto. • Na fase de projeto de detalhamento, são fixadas as definições finais do arranjo, baseados nos dados de fabricantes e de projeto mecânico dos sistemas. 21 • Considerações sobre a elaboração de Plantas de Arranjo: o exigências dos fluxogramas de engenharia; o acesso para manutenção e montagem; o distâncias mínimas recomendadas; o acesso para operação; o acesso para combate a incêndio e fuga; o minimizar comprimentos de: linhas críticas sob o ponto de vista de processo, linhas de grande diâmetro ou de materiais mais nobres. 22 Plantas de Arranjo 198
  • 199. Planta de Arranjo 23 Plantas de Tubulação • Desenhos em planta, feitos em escala, contendo todas as tubulações e equipamentos de uma determinada área, numa dada faixa de elevações. • As diversas plantas de tubulação de uma dada unidade correspondem a partes da planta de arranjo geral da unidade, em escala maior. • A planta chave apresenta a distribuição relativa das diversas plantas de tubulação na planta de arranjo da unidade de processo. 24 199
  • 200. • Informações contidas: o todas as tubulações com suas cotas, elevações e identificação completa; o todos os equipamentos e respectivas coordenadas; o referências básicas (limite de área, linha de centro de ruas, diques, plataformas, escadas, colunas das pontes de tubulação, etc); o todos os suportes com sua identificação; o todos os instrumentos com sua identificação; o norte de projeto; o identificação de desenhos adjacentes. 25 Plantas de Tubulação Plantas de Tubulação • Devem ser indicados na planta, os documentos de referência relativos a mesma. • Tubos de diâmetros até 12” são representados por um traço único, na posição da linha de centro, enquanto os demais são representados em escala. • Válvulas e acessórios de tubulação são representados por convenções. No primeiro caso, devem ser representados o volante e a haste da válvula, em escala. 26 200
  • 201. Isométricos de Tubulação • Desenhos em perspectiva isométrica, feitos sem escala, contendo uma tubulação ou grupo de tubulações interligadas, para fins de fabricação. • Podem ser subdivididos em mais desenhos conforme a conveniência. • São utilizados no levantamento de material necessário para a fabricação e montagem das tubulações, bem como na efetiva execução dessas atividades. 27 Isométricos de Tubulação • Informações: o todas as peças das tubulações com suas cotas, elevações e identificação completa; o todas as válvulas e acessórios; o equipamentos e bocais, com respectivas elevações; o relação do material necessário a fabricação; o indicações relativas ao isolamento térmico e sistemas de aquecimento; o condições de operação e projeto; o norte de projeto; o indicação de desenhos isométricos adjacentes. 28 201
  • 202. Isométricos de tubulação 29 Isométricos de Tubulação • Símbolos gráficos utilizados na representação do sistema de tubulações no isométrico. 30 202
  • 203. Desenhos de Detalhes • São desenhos mostrando detalhes típicos padrões ou não, que não apareçam nos demais desenhos de tubulação, tais como: o curvas em gomos; o drenos e respiros; o suportes e seus detalhes de montagem; o instalação de estações de válvulas de controle. • Alguns desses detalhes podem ser representados nas plantas de tubulação. 31 Maquete eletrônica • A consolidação do uso da maquete eletrônica tem levantado questões sobre a real necessidade de emissão de documentos tão detalhados, em especial as plantas de tubulação. • Alguns projetistas tem preferido condensar os desenhos em planta para que funcionem como um registro da conclusão de etapas do projeto deixando os detalhes dimensionais e de locação para consulta direta à maquete. 32 203
  • 204. Maquete eletrônica 33 Maquete eletrônica 34 204
  • 205. Representação do pipe-rack 35 Pipe-rack 36 205
  • 206. Lista de linhas • Também conhecidos como folha de dados de tubulação, apresentam as seguintes informações: o dados que compõem a identificação de tubulações; o tipo de isolamento térmico (e, eventualmente, sua espessura); o dados sobre a localização da linha; o condições de operação, projeto e teste; o necessidade de limpeza com vapor; o notas complementares. 37 Lista de linhas 38 206
  • 207. Lista de linhas • Identificação da linha: Diametro nominal; símbolo do fluído, área, número sequencial, padronização de material e código do isolamento térmico. 39 Lista de linhas • Serviço, fase do fluído e localização (origem, destino e número do fluxograma). 40 207
  • 208. Lista de linhas • Condições de operação, projeto e eventuais do fluído. Alguns projetistas preferem incluir as condições de teste da linha. • As condições eventuais são importantes para uma análise mais racionalizada, evitando seleção de materiais e espec muito rigorosas para condições que ocorrem durante curta duração. 41 Lista de linhas – automação de projetos • Tem se desenvolvido Sistemas de automação que são capazes de automatizar e integrar trabalhos de projeto. • Nesse tipo de sistema a lista de linhas é apenas um relatório da base de dados de linhas em que todos os sistemas de tubulação são cadastrados em consistência com a base de dados de processo. 42 208
  • 209. Traçamento e Detalhamento de Tubulações Jordana Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 1 Introdução • As tubulações são os elementos físicos de interligação entre os diversos pontos entre os quais se dá o escoamento (vasos de pressão, bombas, compressores, turbinas, etc.). • O detalhamento inicia-se após aO detalhamento inicia se após a definição destes pontos no terreno, ou seja a partir da consolidação da planta de arranjo ou “Lay-out” da instalação industrial. 2 209
  • 210. Planta de arranjo de instalação 3 Introdução • O desenvolvimento do trabalho de detalhamento de tubulações pode resultar em modificações na planta de arranjo para adequar o espaço ao traçado e suportação das tubulações. 4 210
  • 211. Considerações Básicas para a elaboração do traçado de Tubulações • Exigências de serviço: –Raramente impõe de forma obrigatória o traçado; –Necessário conhecer como informação da razão de ser do projeto e por exigências:projeto e por exigências: • de mínima perda de carga; • Caimento constante; • Traçado retilíneo obrigatório. 5 Considerações Básicas (cont.) • Flexibilidade – linhas com traçado que lhes dê flexibilidade suficiente para absorver esforços proveniente de dilatação térmica. • Enquadramento de esforços em bocais de equipamentos dentro dosbocais de equipamentos dentro dos limites admissíveis. • Redução de vibrações. • Acesso operacional a válvulas, instrumentos e equipamentos. 6 211
  • 212. Considerações Básicas (cont.) • Facilidades para construção e manutenção. • Segurança operacional (fuga, combate a incêndio, etc.). • Custo-benefício – o traçado adequado é sempre o mais barato respeitadasé sempre o mais barato, respeitadas as demais exigências. • Aparência – aspecto de ordem – Proporciona ainda facilidade de operação, manutenção e economia. 7 Tubulações Aéreas X Subterrâneas • Dentro dos limites de uma instalação industrial quase todas as tubulações costumam ser não subterrâneas. • Razões: –Mais seguras e maior confiabilidade:g • Facilmente inspecionadas; • E reparadas. –Geralmente mais econômicas. –Construção e manutenção mais fáceis. 8 212
  • 213. Regras para Tubulações Aéreas • São consagradas pela prática usual. • Mas não devem ser tomadas como absolutas, são orientação geral. • Todas podem admitir exceções, desde que devidamente justificáveis. S d ã b d id• Sempre deverão ser obedecidos, caso existam, os códigos e especificações locais. 9 Grupos Paralelos de mesma Elevação • Tubulações devem correr, sempre que possível, formando grupos paralelos de mesma elevação; • Assim, os suportes ficam no mesmo nível para todos os tubosnível para todos os tubos. 10 213
  • 214. Grupos Paralelos de mesma Elevação • As tubulações com isolamento térmico externo devem ter um patim de proteção do isolamento. 11 Grupos Paralelos de mesma Elevação • As tubulações de grande diâmetro, com mais de 20”, podem ser exceção a essa regras, correndo independente das outras. Trajetos curtos e diretos: economia de materialeconomia de material. • Por isso, o traçado das linhas se inicia pelas de maior diâmetro, pelas linhas tronco e pelas áreas mais congestionadas. 214
  • 215. Elevações diferentes para Direções diferentes • Mudanças de direção em tubulações devem, sempre que possível, ser efetuadas consideefetuadas conside- rando que para direções diferentes correspondem elevações diferentes. Regras Gerais para tubulações aéreas • Grupos paralelos de mesma elevação. – EL.F. (elevação de fundo) ou B.O.P. (“bottom of pipe”), facilita a suportação e uniformiza a referência; – Respeitar as direções ortogonais de projeto (norte-sul e leste-oeste) e a direção verticaldireção vertical. – Todas as mudanças de direção devem ser em ângulo reto. Evitar posição inclinada. – Minimizar comprimento de tubulações de grande diâmetro. 215
  • 216. Regras Gerais para tubulações aéreas • Execeções são: – Tubulações de grande diâmetro. – Tubulações com exigência de traçado retilíneo; – Caimento contínuo. T h 45° t ã• Trechos a 45°, nestes casos, são permitidos. Regras Gerais para tubulações aéreas • Flexibilidade de tubulações. – Sempre que possível, as tubulações devem ter flexibilidade própria para absorver as dilatações térmicas diferenciais e atender aos esforços admissíveis nos bocais; – Para tubulações com exigência de caimento ou com proibição de pontos altos devem ter curvas de expansão no mesmo plano. 216
  • 217. Regras gerais para tubulações aéreas • Como regra geral: “Não deve haver trecho reto de tubo entre dois pontos fixos.” • Exceção: tubos providos de juntas de expansão ou dispositivos capazes dep p p absorver dilatações térmicas. • Pontos fixos: – Equipamentos. – Ancoragens Tubulações longas com curvas de expansão • Trecho retos longos devem ser divididos em partes por ancoragens. Cada parte com a sua curva de expansão. Isso torna o sistema de tubulações mais estável e melhor controlado. 217
  • 218. Grupo de curvas de expansão • Tubulações que exijam grandes curvas de expansão devem ser colocadas preferencialmente nas margens do grupo; 19 Grupo de curvas de expansão † As curvas de expansão situadas no plano vertical têm graves inconvenientes ¾ Dificuldade de suportação; ¾ Fonte de vibração; ¾ Aumenta perda de carga; 20 ¾ Aumenta perda de carga; ¾ Introduz ponto alto na tubulação. † As curvas de expansão (“loops”) devem estar na horizontal em elevação superior ao do grupo de tubos paralelos. 218
  • 219. Espaçamento entre Tubos Paralelos • Deve-se levar em consideração os seguintes fatores: – Acesso para pintura, inspeção, soldagem e montagem de tubulações e acessórios; – Espaço para o isolamento térmico texterno; – Grandes movimentos laterais; – Flanges que devem ficar desalinhados; – Distância mínima entre bocais, para as tubulações ligadas a equipamentos de caldeiraria 21 Espaçamento entre Tubos Paralelos 22 219
  • 220. Arranjo nos Grupos Paralelos • Arranjos das tubulações nos grupos paralelos: – Atender a modulação dos vãos entre suportes; – Manter de um lado do grupo as tubulações com ramais voltados para o respectivo lado; M t t t l d t b l õ– Manter na parte central do grupo as tubulações que tenham ramais para ambos os lados; – Tubulações de pequeno diâmetro (até 2”), localizadas em tubovias devem ficar no centro do grupo. 23 Vão entre Suportes de Tubulação • Máximos possíveis para reduzir quantidade de suportes e custo. 24 220
  • 221. Vão entre Suportes de Tubulação • Na sua determinação devem ser considerados: – Resistência mecânica do material da tubulação na temperatura de projeto; – Peso próprio: do tubo, do fluído contido, do isolamento térmico e sistema de aquecimento ramais válvulas e outrosaquecimento, ramais, válvulas e outros acessórios, outras tubulações suportadas pelo tubo; – Sobrecarga (usualmente 100 kgf no centro do vão); – Flecha máxima (25 mm para tubos fora da unidade, 5 mm dentro da unidade). 25 Vão entre Suportes de Tubulação • A flecha máxima deve ser limitada pois causa aspecto desagradável à tubulação, pode causar vibração e formação de bolsas de líquido impossíveis de drenar. • O vão máximo será diferente para cada tubulação. • Utiliza-se valores conservadores para a tensão admissível, para as cargas e para as flechas. • Para tanto há valores padronizados em tabelas e ábacos. 26 221
  • 222. Vão entre Suportes para grupos de tubos • O vão dos suportes principais deve ser determinado pelo diâmetro médio dos tubos ou pelo diâmetro correspondente ao de maior quantidade. • As tubulações de pequeno diâmetro deverão ser suportadas em suportes intermediários fixados a tubos de grande diâmetro ou às vigas longitudinais da ponte de tubulação. 27 Vão entre suportes para grupos de tubos 28 222
  • 223. Vão entre suportes para grupos de tubos • Grupos com grande quantidade de tubos de diversos diâmetros podem ser agrupados por diâmetros próximos para minimizar a quantidade de suportes intermediários. • Pontes de tubulação (pipe-racks) são usualmente construídas utilizando-se vão de 6 metros. 29 Tubulação em Instalação Industrial • Dois casos gerais de tubulações dentro dos limites de uma instalação industrial: –Tubulações em área de processo – interior de áreas onde os fluidos passam por transformações físicaspassam por transformações físicas ou químicas. –Tubulações em áreas externas – fora da área de processo: tubulações de interligação e em áreas de armazenagem, por exemplo. 30 223
  • 224. Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • Tubulações devem ser encaminhadas sobre estruturas de pórtico (pontes de tubulação ou pipe-racks). • As linhas mais pesadas e de grande diâmetro devem ficar próximas às colunas de sustentaçãocolunas de sustentação. • As tubulações de utilidades devem ser posicionadas ao centro dos suportes, pois normalmente dão derivações para ambos os lados. 31 Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • Para estruturas com dois níveis para tubulação sugere-se a colocação de linhas de utilidades no nível superior, assim como as linhas que tiverem ambas as extremidades em elevação i ltmais alta. • No nível inferior tubulações com extremidades em elevação mais baixa. 32 224
  • 225. Tubulação em Área de Processo 33 Pipe-Rack 34 225
  • 226. Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • As tubulações que entram e saem das unidades de processo devem ter válvulas de bloqueio no “limite de bateria” (“fronteira” da unidade). • Deve ser evitada a instalação de tubulações abaixo do piso dentro detubulações abaixo do piso, dentro de canaletas. • Devem ser previstas facilidades de remoção para os tubos ligados a equipamentos com necessidade de desmontagem frequente. 35 Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • A largura da ponte de tubulação deve ser determinada considerando: –quantidade e diâmetro dos tubos; –distâncias mínimas entre tubos paralelos; d t d i t t ã–dutos de instrumentação; –eletrodutos; –folga para ampliação: 10 a 20% da largura calculada. 36 226
  • 227. Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • Altura mínima livre abaixo da ponte de tubulação: 4 metros , quando previsto tráfego de veículos, e 3 metros quando previsto apenas tráfego de pessoas. • Alguns projetistas dividem os serviços pelos níveis da ponte de tubulação, ou seja, utilidades em um nível, processo em outro nível, dutos de instrumentação e elétrica em outro nível. 37 Vão livre em pontes de tubulação • É preciso deixar uma distância livre abaixo da viga mais baixa de uma ponte de tubulação paratubulação para passagem de veículos (4 metros) e pessoas (3 metros); 38 227
  • 228. Vão livre em pontes de tubulação • Quando a ponte de tubulação atravessar uma rua, a ponte de tubulações deve ter uma altura livre deuma altura livre de 4,5 metros. 39 Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • Tubulações situadas fora das pontes de tubulação precisam, frequentemente, de suportes adicionais. Por economia, esses suportes devem ser fixados em equipamentos, estruturas de suportação dos mesmos ou em outras construções existentes capazes de suportar essasexistentes, capazes de suportar essas cargas. • As tubulações verticais junto às torres e vasos, deverão, sempre que possível estar suportadas nos mesmos. 40 228
  • 229. Arranjo de Tubulações dentro de Áreas de Processo • Tubulações de sucção de bombas devem ser mais curtas o possível. • Estações de controle devem ser instaladas próximas do piso ou em uma plataforma para facilitar o acesso. 41 Arranjo de Tubulações fora de Áreas de Processo (ou Externas) • Tubulações devem ser encaminhadas sobre suportes de pequena altura (dormentes) com elevação de fundo mínima de 300 mm. 42 229
  • 230. Arranjo de Tubulações fora de Áreas de Processo (ou Externas) • Usualmente essas tubulações são instaladas abaixo do piso, dentro de uma trincheira, denominada de tubovia (pipe-way). • As tubovias devem estar alinhadas• As tubovias devem estar alinhadas com as direções ortogonais de projeto (norte-sul ou leste-oeste), ao longo das ruas de acesso da unidade industrial. 43 Arranjo de Tubulações fora de Áreas de Processo (ou Externas) • A profundidade das trincheiras das tubovias deve ser o suficiente para: –Permitir a construção de pontilhões nos cruzamentos de rua; P iti d i ã ti–Permitir que uma derivação a partir da geratriz superior da linha tronco passe por baixo da rua; –Não criar problemas de drenagem. 44 230
  • 231. Arranjo de Tubulações fora de Áreas de Processo (ou Externas) ‰ Os pontilhões devem ter placas removíveis e altura mínima de pelo menos 1,5 metros, permitindo acesso para manutenção e inspeção. ‰ As tubovias devem ter valetas de drenagem. 45 Arranjo de Tubulações fora de Áreas de Processo (ou Externas) ‰ As trincheiras de largura até 15 metros devem ser dispostas na margem das ruas. ‰ As trincheiras maiores devem ficar entre duas ruas com pistas de mão eentre duas ruas, com pistas de mão e contra-mão de cada lado da mesma. 46 231
  • 232. Trincheira de Tubovia 47 Passagem Tubulação Área de processo para Externa ‰Ponto de passagem de fora para dentro de uma área de processo - tubulações passam da tubovia para para os pipe-racks 48 232
  • 233. Passagem Tubulação Área de processo para Externa ‰As válvulas de bloqueio, no limite da área, são colocadas no trecho vertical das tubulações, em altura que permita operação. 49 Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Tubos ligados a bombas e outros equipamentos que necessitem de acesso operacional, desmontagem e remoção freqüentes devem ser dispostos de forma a deixar livres osdispostos de forma a deixar livres os espaços em volta dos mesmos, com o mínimo de retirada dos tubos. 50 233
  • 234. Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Prever, em pontos sujeitos a limpeza freqüente, a instalação de estações de serviço (vapor, água e ar). • Válvulas de segurança e alívio devem ser usadas para prevenir o excesso de pressão em linhas que possam conter fluídos confinados ou conectadas a equipamentos de deslocamento positivo (bombas alternativas). 51 Arranjo de tubulações de sucção de bombas • Evitar pontos não- drenáveis; • Evitar pontos altos que resultem em bolsões de gás oubolsões de gás ou ar. 52 234
  • 235. Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção zTodas as válvulas, instrumentos e equipamentos devem ter acesso fácil para manutenção e operação. Posição da válvula Distância ideal do volante Posição da válvula acima do piso (metros) Horizontal 1 Vertical 1,3 Vertical (pequeno diâmetro e operação pouco frequente) 2,1 53 Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Quando a elevação do eixo do volante for superior a 2,1 metros acima do piso ou plataforma de acesso, deve ser utilizado acionamento por corrente ou haste de extensão (para acesso t l t f i )por outra plataforma superior). • Válvulas não devem ser instaladas com a haste na vertical voltada para baixo. 54 235
  • 236. Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Não é, em geral, necessário prever acesso permanente para pequenas válvulas de uso pouco freqüente. • Válvulas para operação durante uma emergência devem ser locadas bem visíveis, com acesso fácil e seguro. 55 Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção 56 236
  • 237. Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Sempre deve ser previsto espaço e possibilidade de desmontagem dos equipamentos, válvulas, instrumentos e outras peças que necessitem periodicamente de remoção ou manutenção.ç • Tubulações normalmente não são desmontadas, salvo aquelas com fluidos muito viscosos ou muito sujos. 57 Recomendações gerais para Montagem, Operação, Segurança e Manutenção • Prever espaço para permitir a remoção e a colocação de parafusos e juntas em ligações flangeadas. • Recomenda-se folga livre mínima de 70 mm entre flange e qualquer obstáculoobstáculo. • Os flanges não devem suportar o peso do tubo, para que seja possível trocar um junta sem ser preciso escorar provisioramente. 58 237
  • 238. Drenos e Respiros de Tubulações – Drenos são derivações de pequeno diâmetro com válvula, colocadas nos pontos baixos das tubulações, para drenagem dos tubos; – Respiros são derivações similares aos drenos colocadas nos pontos altosdrenos, colocadas nos pontos altos das tubulações, para permitir o enchimento ou esvaziamento das tubulações, impedindo, respectivamente, a pressurização ou formação de vácuo na linha. 59 Drenos e suspiros • Usar bujão quando a válvula for roscada; • Quando o fluído for muito viscosofor muito viscoso ou abrasivo, usar dreno de 1”; 60 238
  • 239. Drenos e suspiros • O tipo, material e a extremidade das conexões devem ser de acordo com a padronização de material da linha. No entanto o tampão daentanto, o tampão da extremidade do dreno ou suspiro deve ser sempre roscado para facilitar retirada. 61 Drenos e suspiros 62 239
  • 240. Curvas em Tubulações • Curvas fabricadas a partir de tubos dobrados: –menor perda de carga; –menor custo; –menor tendência a corrosão emenor tendência a corrosão e erosão; –ocupam mais espaço; –exige maior cuidado na inspeção e fabricação. 63 Detalhes de Arranjo de Tubulações • Curvas de 45o são utilizadas nas mudanças de elevação em derivações e curvas de expansão. 64 240
  • 241. Detalhes de Arranjo de Tubulações • Recomendações para a posição das reduções: –tubos horizontais: excêntrica niveladas por baixo para manter a elevação de fundo;elevação de fundo; –tubos verticais: concêntricas. 65 Detalhes de Arranjo de Tubulações • tubos de sucção de bombas: excêntrica nivelada por cima para evitar bolsa de ar, exceto quando a linha for vertical descendente na sucção da bomba, nesse caso deve ser nivelada por baixo para facilitar drenagem da linhafacilitar drenagem da linha. 66 241
  • 242. Detalhes de Arranjo de Tubulações • Derivações nos tubos para gases, vapor e ar deverão ser feitas, preferencialmente, pela parte superior da linha tronco. • Derivações nos tubos de água de resfriamento deverão ser feitas por baixo. 67 Detalhes de Arranjo de Tubulações • Válvulas de controle, válvulas redutoras de pressão, filtros, medidores e outros acessórios que possam ter o seu serviço interrompido temporariamente durante a operação da unidade devem ter tubulações de by-pass com válvula de regulagem e bloqueio. 68 242
  • 243. Detalhes de Arranjo de Tubulações • Tubulações de grande diâmetro (>30”), conduzindo líquidos, devem ter bifurcações em ângulo (peças “Y”), de modo ade modo a minimizar esforços dinâmicos advindos de mudanças bruscas de direção. 69 Detalhes de Arranjo de Tubulações • Válvulas com extremidades livres devem ser fechadas com flange cego ou bujões. • Quando necessário garantir estanqueidade total em uma tubulação podem ser utilizados duplo bloqueio com dreno. O dreno deverá permanecer aberto quando as válvulas de bloqueio estiverem fechadas. 70 243
  • 244. Detalhes de Arranjo de Tubulações • Tubos de contorno com bloqueio – válvulas e controle, válvulas redu- toras de pressão, filtros, medidores e alguns outros equipamentos j icujo serviço possa ser temporariamente dispensado, devem ter um tubo de contorno (by- pass) com válvula de regulagem e válvula de bloqueio. 71 Detalhes de Arranjo de Tubulações • Tubulações de descarga de válvulas de segurança e alívio devem ser devidamente encaminhadas para evitar danos a pessoas e equipamentos. • As válvulas de segurança devem ficarAs válvulas de segurança devem ficar a uma altura mínima de 20 metros do solo e pelo menos 3 metros acima de qualquer piso num raio de 8 metros. 72 244
  • 245. Detalhes de Arranjo de Tubulações • Devem ser previstos comprimentos míni- mos retos de tubulação antes e depois de placas de orifício e outros instrumen- tos de medição de vazão, conforme definido nas normas apropriadas. Referência usuais: 30 DN à montante e 6 DN à jusanteDN à jusante. • Placas de orifício são instaladas entre flanges especiais, denominados “flanges para placa de orifício”, que contêm no corpo do flange uma tomada rosqueada para a tubulação de medição de pressão. São fabricados da classe 300# em diante. 73 Detalhes de Arranjo de Tubulações • Os manômetros são instalados em uma pequena derivação saindo de um “tê” ou de uma luva soldada na tubulação principal. A derivação deve ter uma válvula de bloqueio e uma válvula de dreno e purga de ar.p g 74 245
  • 246. Suportes de Tubulações Tubulações Fundamentos 1 Jordana Veiga Jorivaldo Medeiros Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 Introdução • São dispositivos destinados a suportar os pesos e os demais esforços exercidos pelos tubos ou sobre os tubos, transmitindo esses f t t Tubulações Fundamentos 2 esforços para estruturas adjacentes. 246
  • 247. Introdução • Conseqüências de um mal dimensionamento de suportes: – flechas excessivas e distorções na tubulação; – falhas em juntas de expansão; – vazamento em válvulas e flanges; Tubulações Fundamentos 3 – sobrecarga em bocais de equipamentos, ocasionando: desalinhamento de bombas, trincas em bocais, deformação no casco de equipamentos; – vibração nas tubulações. Classificação • Sustentação de pesos –Fixos –Semimóveis (pendurais ou pipe- hangers) Tubulações Fundamentos 4 g ) –Móveis: suportes de mola (spring-hangers) ou suportes de contrapeso 247
  • 248. Classificação • Restrições aos movimentos dos tubos (restraints) – Ancoragens (anchors): fixam os movimentos da tubulação em todas as direções; – Guias (guides): permitem movimentos em apenas uma ou duas direções; Tubulações Fundamentos 5 apenas uma ou duas direções; – Batentes (stops): impedem o movimento em um sentido; – Contraventos (tirantes limitadores ou bracings): limitam os movimentos laterais; • Dispositivos que absorvem vibrações – Amortecedores (dampers). Cargas que atuam sobre os suportes • Pesos: – Peso próprio dos tubos, válvulas e outros acessórios; – Peso do fluído; Peso de isolamento térmico ou sistema Tubulações Fundamentos 6 – Peso de isolamento térmico ou sistema de aquecimento; – Peso de tubos conectados, pessoas, plataformas, estruturas, etc. 248
  • 249. Cargas que atuam sobre os suportes • Forças de atrito provenientes dos movimentos relativos entre os tubos e os suportes. • Reações devidas a dilatação Tubulações Fundamentos 7 térmica dos tubos. • Cargas dinâmicas: golpes de aríete, vibrações, vento, abertura de válvulas de segurança, etc. Suportes Fixos • Suportes que não se deslocam verticalmente. • Podem ser apoiados ou pendurados, porém os de apoio são os mais utilizados, por serem Tubulações Fundamentos 8 mais econômicos e estáveis. 249
  • 250. Suportes Fixos • Normalmente para sustentação de um tubo vertical utiliza-se um único suporte colocado o mais próximo do ponto onde a dilatação térmica diferencial entre a tubulação e a Tubulações Fundamentos 9 diferencial entre a tubulação e a estrutura se anule. Quando o suporte único for inviável, os suportes adicionais devem ser móveis. Suportes Fixos • As pontes de tubulação (pipe-racks) são estruturas que suportam os grupos paralelos, são constituídas de vigas dispostas transversalmente a tubulação (onde estão localizados os principais suportes) e vigas longitudinais, cujas funções principais são: Tubulações Fundamentos 10 funções principais são: – absorver esforços horizontais; – suportar tubulações ortogonais a ponte de tubulação; – sustentar vigas intermediárias para suportar tubos de pequeno diâmetro. – transmitir esses esforços às colunas do pipe- rack. 250
  • 251. Suportes Fixos • Dormentes: suportes simples ou diretos. Para tubulações a pequena altura e que transmitem os pesos diretamente ao solo ou a algum piso. Tubulações Fundamentos 11 Exemplo de suportes Tubulações Fundamentos 12 251
  • 252. Exemplo de suportes Tubulações Fundamentos 13 Exemplo de suportes Tubulações Fundamentos 14 6XSRUWH SDUD WXERV YHUWLFDLV 252
  • 253. Exemplo de suportes Tubulações Fundamentos 15 6XSRUWHV HVSHFLDLV SDUD WXERV OHYHV Disposição típica de uma ponte de tubulações Tubulações Fundamentos 16 253
  • 254. Contato entre os tubos e os suportes • Procura-se geralmente evitar o contato direto entre o tubo e a superfície de apoio do suporte pelos seguintes motivos: Permitir acesso para pintura inspeção Tubulações Fundamentos 17 – Permitir acesso para pintura, inspeção, soldagem e montagem de tubulações e suportes; – Evitar corrosão por frestas; – Evitar deformação ou mordeduras localizadas na parede das tubulações. Contato entre os tubos e os suportes • Para evitar esse contato é colocado um vergalhão de 3/4” de diâmetro Tubulações Fundamentos 18 com as pontas dobradas para cima para evitar queda do suporte. 254
  • 255. Contato entre os tubos e os suportes • Para evitar deformação ou mordeduras na parede da tubulação devido a carga localizada em tubos de grande diâmetro (tubos >12” ou de parede fina), são utilizadas chapas de Tubulações Fundamentos 19 reforço ou trechos de tubo de maior diâmetro na região do suporte (só nos casos mais críticos). Calhas de fibra de vidro também tem sido utilizados com sucesso. Contato entre os tubos e os suportes • Recursos utilizados para redução de atrito: – roletes; – placas de teflon coladas ou fixadas mecanicamente à superfície de contato Tubulações Fundamentos 20 mecanicamente à superfície de contato do suporte. Nesse caso, deve ser evitado o contato teflon-teflon, devido a possibilidade de engripamento, sendo recomendável que a placa de deslizamento seja revestida com aço inoxidável. 255
  • 256. Contato entre os tubos e os suportes Tubulações Fundamentos 21 Contato entre os tubos e os suportes • Tubos com isolamento térmico externo devem ser suportados através de patins de modo a evitar o contato direto do isolamento com o suporte. • Os patins devem ter largura e comprimento Tubulações Fundamentos 22 compatíveis com a dilatação térmica do tubo para evitar queda do tubo do ponto de apoio. Normalmente possuem 100 mm de altura e 300 a 450 mm de comprimento. 256
  • 257. Contato entre os tubos e os suportes • Devem ser evitados dispositivos metálicos de suportação soldados aos tubos em serviço a baixa temperatura ou criogênicos, devido Tubulações Fundamentos 23 a corrosão decorrente da condensação nas superfícies metálicas expostas. Nesses casos, podem ser utilizados suportes de madeira. Suportes Semi-móveis ou Pendurais • Transmitem os pesos para estruturas localizadas acima das tubulações. • São constituídas de barras de aço com dispositivos para ajuste da distância entre o tubo e a atracação na estrutura Tubulações Fundamentos 24 entre o tubo e a atracação na estrutura de suportação (esticadores, luvas e porcas). 257
  • 258. Suportes Semi-móveis ou Pendurais • Esses suportes devem ser dimensionados de forma que o ângulo máximo de inclinação, em operação, seja de 4o em relação Tubulações Fundamentos 25 ao eixo vertical, para minimizar a reação lateral atuando sobre as tubulações. Caso contrário, o projetista deve considerar esta reação na análise de tensões. Suportes semi-móveis Tubulações Fundamentos 26 258
  • 259. Suportes Móveis • São dispositivos capazes absorver movimento vertical e aplicar cargas sobre as tubulações . • São suportes mais caros que os Tubulações Fundamentos 27 fixos exigindo cuidados na seleção, instalação, inspeção e manutenção. Suportes Móveis • Usados quando os deslocamentos verticais da tubulação não permitirem o uso de suportes fixos por resultarem em esforços Tubulações Fundamentos 28 excessivos no sistema, seja por perda total do suporte (deslocamentos para cima) ou por sobrecarga (deslocamentos excessivos para baixo). 259
  • 260. Emprego de suportes de mola • Os pontos B e D tendem a perder contato em função do deslocamento Tubulações Fundamentos 29 dos pontos A e C (bocais da coluna) Suportes Móveis • Podem ser dos tipos: –suportes de mola de carga variável; –suportes de mola de carga Tubulações Fundamentos 30 suportes de mola de carga constante; –suportes de contrapeso. 260
  • 261. Suportes Móveis • São selecionados da seguinte forma, após verificada a impossibilidade de uso de suportes fixos: – Calcula-se a reação devido ao peso próprio, necessária para equilibrar o i t t d t ã Tubulações Fundamentos 31 sistema no ponto de suportação; – Calcula-se o deslocamento da tubulação naquele ponto; – Escolhe-se o tipo de suporte móvel mais adequado. Emprego de suportes de mola • Os pontos A e B devem ter suportes de mola, seja por Tubulações Fundamentos 32 perda de contato ou por sobrecarga. 261
  • 262. Suportes de Mola de Carga Variável • São os suportes móveis de uso mais freqüentes. Consistem de uma mola helicoidal de aço que imprime a carga necessária para equilibrar o peso próprio da tubulação Tubulações Fundamentos 33 próprio da tubulação. • Sua carga varia com o deslocamento da tubulação no ponto de suportação, proporcionalmente à constante da mola. Suportes de Mola de Carga Variável • A componente variável da carga (K.x) deverá ser considerada no cálculo das tensões devidas à dilatação térmica da tubulação. • Fabricadas para cargas até 15 Tubulações Fundamentos 34 • Fabricadas para cargas até 15 toneladas e movimentos até 200 mm (recomendável utilizar até 50 mm). • Variação de carga (K.x) não deve ultrapassar 20% da carga em operação (carga a quente). 262
  • 263. Suporte de mola de carga variável Tubulações Fundamentos 35 Suportes de Mola de Carga Variável Exemplo de Seleção • Pop - Reação de peso ou carga a quente = 1000 kgf • Dy - Deslocamento em operação = 30 mm p/ baixo • K - Constante de mola • Pinst - Carga de instalação ou carga a frio = Pop + K.Dy • K.Dy/ Pop < 20% Tamanho 12 13 Tubulações Fundamentos 36 Tamanho 12 13 SM-1 SM-2 SM-4 SM-1 SM-2 SM-4 K 3,99 7,98 15,94 5,35 10,7 21,4 K.Dy/Pop (%) 11,97 23,9 47,8 16,0 32,0 64,0 Avaliação O.K. N.A. N.A. O.K. N.A. N.A. Pinst 880,3 839,5 263
  • 264. 23 23 264
  • 265. Suportes de Mola de Carga Constante • Devem ser usados nos seguintes casos: –Deslocamentos verticais muito grandes (>50 mm); C t d it d Tubulações Fundamentos 39 –Carga suportada muito grande; –Tubulações críticas em que a variação de carga for indesejável. Suportes de Mola de Carga Constante • Devem ser usados nos seguintes casos: –Deslocamentos verticais muito grandes (>50 mm); Tubulações Fundamentos 40 g ( ) –Carga suportada muito grande; –Tubulações críticas em que a variação de carga for indesejável. 265
  • 266. Suportes de Mola de Carga Constante Exemplo de Seleção Pop - Reação de peso ou carga nominal = 14000 kgf Dy - Deslocamento em operação = 130 mm p/baixo CT - Curso total = 1,2 x 130 = 156 130 +15 = 145 => 160 mm Tubulações Fundamentos 41 Curso Total (mm) Grupo Tam. 140 150 160 170 6 27 9870 9210 8640 8130 7 28 12300 11500 10800 10200 29 15400 14400 13500 12700 30 19300 18000 16900 15900 26 266
  • 267. Inclinação de suportes de mola • A inclinação do tirante tem como principais inconvenientes: –Componente Tubulações Fundamentos 43 horizontal indesejável; –Aumento do deslocamento no suporte de mola. Inclinação de suportes de mola • Recomendações: –Ângulo máximo de inclinação: 4° (aumento do comprimento do tirante); –Considerar na simulação o Tubulações Fundamentos 44 Considerar na simulação o comprimento do tirante e as componentes laterais em casos críticos ou quando o tirante não puder ser aumentado. 267
  • 268. Inclinação de suportes de mola • Medidas Alternativas: –Instalar roletes na atracação superior do suporte, em caso de impossibilidade de prover comprimento adequado de Tubulações Fundamentos 45 tirante; –Montar tirante com off-set. Inclinação de suportes de mola –Montar tirante com off-set. Tubulações Fundamentos 46 268
  • 269. Roletes na atracação superior de um suporte de mola Tubulações Fundamentos 47 Suportes de Mola • Devem possuir uma plaqueta com todas as suas características: carga de instalação, carga a quente (variáveis), deslocamento, Tubulações Fundamentos 48 identificação e modelo. 269
  • 270. Suportes de Mola { 3RVLo}HV D IULR H D TXHQWH GHYHP YLU LQGLFDGDV GH IiEULFD Tubulações Fundamentos 49 Suportes de Mola • São fornecidos travados por um pino ou estojo com porcas, que só deverão ser retirados após o teste de pressão e liberação da tubulação para entrar em operação Tubulações Fundamentos 50 em operação. • Os dispositivos para ajuste de curso são semelhantes aos dos pendurais: porcas, esticadores ou luvas roscadas. 270
  • 271. Suportes de Mola • Dados para encomenda de suportes de mola: – Tipo de suporte (variável ou constante); – Carga a suportar (montagem e operação); Tubulações Fundamentos 51 p ç ) – Movimento vertical máximo e seu sentido; – Movimento lateral máximo; – Disposição desejada (pendurado ou apoiado); – Espaço disponível. Montagem de Suportes de Mola • O tirante do suporte de mola deve ter comprimento suficiente para permitir ajuste de montagem e futuros ajustes em operação; • Os pinos (travas) não devem ser Tubulações Fundamentos 52 • Os pinos (travas) não devem ser retirados a força. Travamentos a frio podem significar: seleção inadequada, montagem inadequada ou necessidade de ajuste de curso. 271
  • 272. Montagem de Suportes de Mola • O ajuste do esticador ou porcas deve ser feito até a liberação total da trava (ajustável ou fixa); • Ajustes de carga não podem ser feitos no campo sem uma análise da Tubulações Fundamentos 53 no campo, sem uma análise da redistribuição dos esforços. • Suportes de mola devem ser, de preferência, pendurados para facilitar montagem, ajuste e inspeção. Disposições usuais de suportes de mola Tubulações Fundamentos 54 272
  • 273. Suportes de Contrapeso • São dispositivos simples, constituídos de um contrapeso associado a uma alavanca ou a um conjunto de roldanas e cabos de aço. Tubulações Fundamentos 55 • Aplicam carga constante na tubulação, em qualquer condição, sendo facilmente reguláveis, através da retirada das placas de contrapeso. Suportes de Contrapeso • São confiáveis e eficientes, exigindo pouca manutenção e inspeção. • Apresentam as seguintes Tubulações Fundamentos 56 Apresentam as seguintes desvantagens: –Peso do suporte é elevado; –Tendência de vibrações; –Ocupa muito espaço. 273
  • 274. Suportes de contrapeso Tubulações Fundamentos 57 Restrições aos movimentos das Tubulações (Restraints) • A aplicação das restrições depende da análise de flexibilidade da linha. Têm as seguintes funções: – limitar e orientar os movimentos das t b l õ Tubulações Fundamentos 58 tubulações; – proteger pontos fracos do sistema; – evitar interferências com estruturas, equipamentos e tubulações adjacentes; 274
  • 275. Restrições aos movimentos das Tubulações (cont.) –evitar flambagem das tubulações; –reduzir vibrações; –subdividir sistemas complexos, evitando a instabilidade do sistema; redistribuir os esforços na tubulação Tubulações Fundamentos 59 –redistribuir os esforços na tubulação. Ancoragens • São pontos de fixação total, restrigindo os movimentos em todas as direções. • Servem para isolar sistemas Tubulações Fundamentos 60 interligados. • Não se devem empregar mais de uma junta de expansão entre duas ancoragens, exceto para juntas articuladas; 275
  • 276. Ancoragens • Bocais de equipamentos podem ser, a princípio, considerados como ancoragens de tubulação. No entanto, as ancoragens de fato são os pontos de fixação nas bases dos equipamentos Tubulações Fundamentos 61 fixação nas bases dos equipamentos. • Devem ser colocados em todas as tubulações nos limites de áreas de processo. • Evitam desengate em tubulações de ponta e bolsa. Ancoragens Tubulações Fundamentos 62 276
  • 277. Guias • Guias são normalmente empregadas para limitar os movimentos laterais de uma tubulação. Tubulações Fundamentos 63 • Guias transversais impedem movimentos longitudinais. • Guias de pinos impedem a translação em todas as direções, permitindo as rotações. Guias • Principais casos de emprego: –trechos retos longos; –proteção de bocais e outros pontos críticos; Tubulações Fundamentos 64 pontos críticos; –tubulações com juntas de expansão; –tubulações verticais; –estações de válvulas de controle. 277
  • 278. Guias Tubulações Fundamentos 65 Guias • Espaçamento e quantidade de guias em um trecho reto contendo uma junta de expansão. Tubulações Fundamentos 66 278
  • 279. Contraventos • São utilizados para limitar movimentos laterais, quando não é possível instalar guias. Podem ser instalados em conjunto com Tubulações Fundamentos 67 suportes de mola ou pendurais. Contraventos • São muito semelhantes aos suportes pendurais, só que são instalados na posição horizontal. • Contribuem para limitar vibrações Tubulações Fundamentos 68 de grande amplitude. 279
  • 280. Batentes • Limitam os movimentos em apenas um sentido. • São usados tipicamente para proteger pontos fracos ou orientar Tubulações Fundamentos 69 g o movimento das tubulações. • Exemplo: absorver a carga de empuxo decorrente da reação de abertura de válvulas de segurança. Batentes Tubulações Fundamentos 70 280
  • 281. Regras básicas para evitar problemas com vibrações em Tubulações • Minimizar mudanças bruscas de direção, ou seja reduzindo a flexibilidade das tubulações (paradoxo). Suportar adequadamente as Tubulações Fundamentos 71 • Suportar adequadamente as mudanças de direção. • Usar suportes de elevada rigidez (grande inércia). Regras básicas para evitar problemas com vibrações em Tubulações • Suportar adequadamente as massas concentradas (válvulas, filtros e outros acessórios). • Cuidado especial no projeto e suportação de tubulações de pequeno Tubulações Fundamentos 72 suportação de tubulações de pequeno diâmetro. • Só usar derivações reforçadas (casos críticos: apenas tês forjados). 281
  • 282. Regras básicas para evitar problemas com vibrações em Tubulações • Não usar conexões roscadas. • Para linhas elevadas, a freqüência natural da Tubulação deve ser pelo maior que 1 Hz, caso contrário deve Tubulações Fundamentos 73 ser realizada análise dinâmica do sistema para carga de vento. • Reduzir folgas das restrições ao mínimo. Regras básicas para evitar problemas com vibrações em Tubulações • O melhor meio de reduzir a tendência de vibrações de alta freqüência é atuar na fonte (quando possível) ou na freqüência natural da tubulação. Tubulações Fundamentos 74 • Para vibrações de grandes amplitudes e baixa frequência, podem ser adotados contraventos, amortecedores, suportes de mola ou juntas de expansão. 282
  • 283. Considerações sobre o dimensionamento de Suportes • Procurar enquadrar em padrões existentes, reduzindo o custo. Apenas suportes especiais devem ser dimensionados. Tubulações Fundamentos 75 • Prever folga para futuras ampliações. • Avaliar corrosão devido ao ambiente externo agressivo. Considerações sobre o dimensionamento de Suportes • Deve-se verificar se os suportes selecionados como fixos, são de fator rígidos. Suportes muito flexíveis permitem movimentos que podem lt õ it Tubulações Fundamentos 76 resultar em reações muito menores, alterando completamente a distribuição de cargas do sistema. 283
  • 284. Considerações sobre o Projeto e Construção dos Suportes • Para o suporte de um único tubo ou de um grupo de tubos paralelos, deve-se por motivo de economia, fazer tanto quanto possível o aproveitamento em édi t t t Tubulações Fundamentos 77 prédios, vasos e outras estruturas existentes. Considerações sobre o Projeto e Construção dos Suportes • No aproveitamento de qualquer estrutura existente deve sempre ser observado: – Verificar se os esforços atuantes estão compatíveis com a estrutura em questão. – Descarregar os pesos nos blocos de f d ã l i Tubulações Fundamentos 78 fundação nas colunas ou nas vigas próximo às colunas, para diminuir momento fletor e de torção. – Evitar torção e flexão nas vigas. – Evitar a transmissão de vibrações e calor à estrutura. 284
  • 285. Exemplos de Suportes Tubulações Fundamentos 79 Exemplos de Suportes Tubulações Fundamentos 80 285
  • 286. 1Tubulações Industriais - Fundamentos FABRICAÇÃO, MONTAGEM, ENSAIOS, TESTES E CONDICIONAMENTO DE TUBULAÇÕES -RUGDQD 9HLJD -RULYDOGR 0HGHLURV 7KLDJR 3HUHLUD GH 0HOR 6HWHPEUR GH 2Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM 0RQWDJHP SUpYLD GH VXEFRQMXQWRV FRP WXERV H FRQH[}HV GHQRPLQDGRV SHoDV ³VSRRO´ 286
  • 287. 3Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ 3DUD WUHFKRV UHWRV VHP QHQKXPD FRQH[mR QmR Ki QHFHVVLGDGH GH SUp PRQWDJHP ‡ 2 PRQWDGRU UHFHEH GLUHWDPHQWH QR ORFDO GD REUD DV YDUDV FRUULGDV GH WXER H OLJD XPDV QDV RXWUDV ‡ $ SUp PRQWDJHP GH SHoDV GH WXEXODomR DSOLFD VH jV WXEXODo}HV PHWiOLFDV FRP VROGDV GH WRSR H HYHQWXDOPHQWH jV WXEXODo}HV GH )53 4Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ 3DUD WXEXODo}HV HQWHUUDGDV QmR VH ID] SUp PRQWDJHP ‡ 1mR p XVXDO ID]HU SUp PRQWDJHP GH WXEXODo}HV GH ´ RX PHQRUHV ‡ 2 REMHWLYR GD SUp PRQWDJHP p VLPSOLILFDU R VHUYLoR JOREDO GH PRQWDJHP UHGX]LQGR DR PtQLPR VROGDJHP H PRQWDJHP QR ORFDO GD REUD 287
  • 288. 5Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $ SUp PRQWDJHP SRGH VHU IHLWD HP RILFLQD SUySULD IRUD GR ORFDO GH PRQWDJHP SUp IDEULFDomR RX QR SUySULR ORFDO GD PRQWDJHP IDEULFDomR QR FDPSR ‡ $ SUp IDEULFDomR p XVDGD RQGH Ki UHFXUVRV GH RILFLQDV RX HP FDVRV GH JUDQGHV PRQWDJHQV D LQVWDODomR GH XPD RILFLQD HVSHFLDO SDUD HVVH ILP 6Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $ SUp IDEULFDomR HP RILFLQDV SHUPLWH XP WUDEDOKR PDLV UiSLGR PDLV VHJXUR H HP FRQGLo}HV EHP PDLV HFRQ{PLFDV GR TXH D IDEULFDomR HP FDPSR ‡ 'HYLGR j ‡ 1mR LQWHUUXSomR GR VHUYLoR SRU FKXYD ‡ 0DX WHPSR ‡ 3RVVLELOLGDGH GH IDEULFDomR HP VpULH GH YiULDV SHoDV 288
  • 289. 7Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ 3DUD D SUp PRQWDJHP GH SHoDV R PRQWDGRU GHYH UHFHEHU ‡ 'HVHQKRV LVRPpWULFRV ‡ 3ODQWDV GH WXEXODomR ‡ (VSHFLILFDo}HV GH PRQWDJHP ‡ (VSHFLILFDo}HV GH LQVSHomR ‡ 0XLWRV SURMHWLVWDV H XVXiULRV GH WXEXODo}HV SRVVXHP HVVDV HVSHFLILFDo}HV Mi HODERUDGDV SUHYLDPHQWH H YiOLGDV SDUD PXLWRV SURMHWRV H PRQWDJHQV 8Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $V HVSHFLILFDo}HV GHYHP GLVFULPLQDU DV QRUPDV D VHUHP REHGHFLGDV HP WRGDV DV IDVHV GH SUp PRQWDJHP H DV H[LJrQFLDV DGLFLRQDLV RX SDUWLFXODUHV GH ‡ UHFHELPHQWR H SUHSDUDomR GR PDWHULDO ‡ PRQWDJHP ‡ VROGDJHP ‡ WROHUkQFLDV GH PRQWDJHP ‡ WUDWDPHQWRV WpUPLFRV ‡ LQVSHomR ‡ DFDEDPHQWR ‡ DUPD]HQDJHP ‡ PDUFDomR H WUDQVSRUWH GH SHoDV 289
  • 290. 9Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ 2 PRQWDGRU DR UHFHEHU RV GHVHQKRV LVRPpWULFRV GHYH UHDOL]DU XP HVWXGR GH TXDO D IRUPD PDLV FRQYHQLHQWH SDUD VXEGLYLGLU D WXEXODomR PRVWUDGD HP FDGD LVRPpWULFR HP XP FHUWR Q~PHUR GH SHoDV 10Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $ HVFROKD GDV GLPHQV}HV H GR SHVR GDV SHoDV SUp PROGDGDV GHSHQGH HVVHQFLDOPHQWH GDV IDFLOLGDGHV TXH H[LVWDP GH WUDQVSRUWH H HOHYDomR GH FDUJDV QR ORFDO GD REUD H HQWUH RILFLQD H REUD ‡ 8VXDOPHQWH OLPLWD VH HP PHWURV GH FRPSULPHQWR PHWURV GH ODUJXUD RX DOWXUD H NJ SDUD IDFLOLWDU R WUDQVSRUWH 290
  • 291. 11Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $V SHoDV JUDQGHV H SHVDGDV GLPLQXHP R Q~PHUR GH VROGDV QR FDPSR PDV WRUQDP D PRQWDJHP PDLV GLItFLO ‡ 7XEXODo}HV FRP UHYHVWLPHQWR LQWHUQR GH SOiVWLFR ERUUDFKD RX PDWHULDLV VHPHOKDQWHV p XVXDO TXH QmR H[LVWDP VROGDV GH FDPSR VHQGR DV SHoDV GRWDGDV GH IODQJHV 12Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $V HPHQGDV HQWUH XPD SHoD H RXWUD VHUmR VROGDV GH FDPSR TXH GHYHP ILFDU HP ORFDLV GH IiFLO DFHVVR GH SUHIHUrQFLD FRP IROJD PtQLPD GH PP ‡ e LPSRUWDQWH TXH HVWDV VROGDV VHMDP GH H[HFXomR IiFLO H[HFXomR 291
  • 292. 13Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ $V SHoDV SUp PRQWDGDV GHYHP GHYHP LQFOXLU WRGRV RV IODQJHV WRGDV DV FRQH[}HV VROGDGDV GHULYDo}HV VROGDGDV GH TXDOTXHU WLSR FXUYDV HP JRPRV UHIRUoRV HWF ‡ 1mR GHYHP VHU LQFOXtGRV RV SXUJDGRUHV YiOYXODV ILOWURV VHSDUDGRUHV MXQWDV GH H[SDQVmR H WRGDV DV FRQH[}HV QmR VROGDGDV 14Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM ‡ 3DUD IDFLOLWDU D PRQWDJHP H HYLWDU HUURV WRGDV DV SHoDV SUp PRQWDGDV FRVWXPDP UHFHEHU XPD QXPHUDomR TXH ILFD PDUFDGD QD SUySULD SHoD H QRV GHVHQKRV LVRPpWULFRV TXH IRUHP XWLOL]DGRV QD PRQWDJHP ‡ 2V GHVHQKRV GHYHP LQIRUPDU D ORFDOL]DomR GH WRGDV DV VROGDV GH FDPSR 292
  • 293. 15Tubulações Industriais - Fundamentos PEÇA (SPOOL) 16Tubulações Industriais - Fundamentos RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ- MONTAGEM ‡ 3UHSDUDomR GR PDWHULDO ‡ &XUYDPHQWR GH WXERV ‡ 3UHSDUDomR GRV FKDQIURV SDUD VROGD ‡ 3RVLomR GRV IODQJHV ‡ 7ROHUkQFLDV GH SUp PRQWDJHP ‡ 7XERV FRP VROGD ORQJLWXGLQDO ‡ 'HULYDo}HV VROGDGDV 293
  • 294. 17Tubulações Industriais - Fundamentos RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ- MONTAGEM (CONT.) ‡ &RUUHomR GH SHoDV GHIHLWXRVDV ‡ 3Up PRQWDJHP FRP JDEDULWRV ‡ 3URWHomR H HVWRFDJHP GDV SHoDV SUp PRQWDGDV 18Tubulações Industriais - Fundamentos PREPARAÇÃO DO MATERIAL ‡ 9HULILFDomR H FODVVLILFDomR GH WRGRV FRPSRQHQWHV TXH YmR VHU XWLOL]DGRV ‡ /LPSH]D H[WHUQD H LQWHUQD ‡ ,GHQWLILFDomR GR WLSR GH PDWHULDO GH FDGD FRPSRQHQWH YHULILFDU D FRQIRUPLGDGH GRV FHUWLILFDGRV GH TXDOLGDGH UHDOL]DomR GR WHVWH SRU SRQWRV H HP FDVRV H[WUHPRV DQiOLVH GH DPRVWUDV 294
  • 295. 19Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ &XUYDV IDEULFDGDV D SDUWLU GH WXERV GREUDGRV SRU SURFHVVRV FRQYHQFLRQDLV GH GREUDPHQWR ‡ 1mR GHYHP FDXVDU ‡ (QUXJDPHQWRV RX RQGXODo}HV ‡ 7RUo}HV ‡ $GHOJDoDPHQWR GD SDUHGH ‡ 2YDOL]DomR H[FHVVLYD GR WXER 20Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ $ RYDOL]DomR Pi[LPD SHUPLWLGD VHJXQGR % p GH SDUD WXERV VRE SUHVVmR LQWHUQD H SDUD WXERV VRE SUHVVmR H[WHUQD ‡ $V FXUYDV IHLWDV GH WXERV FXUYDGRV GHYHP VHU XVDGDV VHPSUH TXH SRVVtYHO HP WXEXODo}HV GH DoR FDUERQR HP OXJDU GH MRHOKRV H FXUYDV HFRQRPLD GH VROGD H FRQH[}HV PHQRU SHUGD GH FDUJD PHQRU ULVFR GH YD]DPHQWR FRUURVmR H HURVmR 295
  • 296. 21Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ e XVXDO XVR GH FRQH[}HV HP WXEXODo}HV GH PDLV GH ´ H HP ORFDLV DSHUWDGRV 7XER FXUYDGR GHYH WHU HP JHUDO '1 GH UDLR PpGLR PtQLPR ‡ 7XERV DWp ´ VmR FXUYDGR D IULR HP SUHVDV PDQXDLV ‡ 3DUD WXERV GH ´ RX PDLRUHV HPSUHJD VH R FXUYDPHQWR D IULR HP SUHQVDV D PRWRU RX D TXHQWH 22Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ &XUYDPHQWR D TXHQWH ‡ 2 WXER p HQFKLGR FRP DUHLD ‡ 7XER p DTXHFLGR QR ORFDO D VHU FXUYDGR ‡ )D] VH XP DTXHFLPHQWR GH WRGR R WXER HP WHPSHUDWXUD PDLV EDL[D SDUD DTXHFHU D DUHLD ‡ 2 WXER p OHYDGR D XPD EDQFDGD GH HQFXUYDPHQWR RQGH XPD GDV H[WUHPLGDGHV p ULJLGDPHQWH SUHVD H D RXWUD YDL VHQGR WUDFLRQDGD DWp VH DWLQJLU D FXUYDWXUD GHVHMDGD 296
  • 297. 23Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ ([LVWHP SURFHVVRV PRGHUQRV GH FXUYDPHQWR GH WXER SRU PHLR GH DTXHFLPHQWR ORFDO SRU FRUUHQWH HOpWULFD GH DOWD IUHTXHQFLD ‡ 1mR p QHFHVViULR HQFKHU R WXER GH DUHLD ‡ &RPR R DTXHFLPHQWR ORFDO p SRU WHPSR PXLWR FXUWR QmR Ki SUHMXt]R SDUD R PDWHULDO VHMD SRU R[LGDomR RX SRU DOWHUDo}HV PHWDO~UJLFDV 24Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ &XUYDV GREUDGDV D TXHQWH SRU LQGXomR GH FRUUHQWH D DOWD IUHTrQFLD ‡ p R SURFHVVR LQGLFDGR SDUD XVR HP DoRV LQR[L GiYHLV H R PDLV LQGLFDGR SDUD WXERV GH DoR OLJD ‡ IDL[DV GH GLkPHWUR ´ D ´ ‡ SHUPLWH SURGX]LU XP VSRRO GH WXEXODomR FRP YiULDV FXUYDV HP VHTrQFLD UHGX]LQGR R Q~PHUR WRWDO GH VROGDV ‡ PHOKRU TXDOLGDGH ‡ SRVVtYHO UDLR PpGLR GH DWp GLkPHWURV GHSHQGHQGR GR GLkPHWUR HVSHVVXUD H PDWHULDO 297
  • 298. 25Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS 26Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ 2 $60( % H[LJH WUDWDPHQWR WpUPLFR GH DOtYLR GH WHQV}HV DSyV R FXUYDPHQWR SDUD RV WXERV FXUYDGRV D IULR GH DoR FDUERQR H GH DoRV OLJD IHUUtWLFRV ‡ 7DPEpP H[LJH TXH D FRQIRUPDomR D TXHQWH GH DoRV FDUERQR H OLJD IHUUtWLFRV VHMD IHLWD HP WHPSHUDWXUD VXSHULRU j UHVSHFWLYD WHPSHUDWXUD GH WUDQVLomR SRQWR FUtWLFR VXSHULRU 298
  • 299. 27Tubulações Industriais - Fundamentos CURVAMENTO DE TUBOS ‡ &RPR UHJUD JHUDO QmR VH UHFRPHQGD XVR GH WXERV FRP FRVWXUD SDUD IDEULFDomR GH FXUYDV ‡ 4XDQGR QmR IRU SRVVtYHO GHYH VH SRVLFLRQDU D FRVWXUD QD OLQKD PpGLD GD FXUYD ORQJH GDV UHJL}HV PDLV WHQVLRQDGDV 28Tubulações Industriais - Fundamentos PREPARAÇÃO DOS CHANFROS PARA SOLDA ‡ *HUDOPHQWH SUHSDUDGRV SRU XVLQDJHP R[LFRUWH PDoDULFR RX JRLYDJHP ‡ 0DoDULFR DXWRPiWLFR H IL[R FRP R WXER JLUDQGR HP XP SRVLFLRQDGRU ‡ ([LVWHP PiTXLQDV SRUWiWHLV FRP PDoDULFRV TXH JLUDP HP WRUQR GRV WXERV SDUD FRUWDU H FKDQIUDU ‡ 2 R[LFRUWH QmR GHYH VHU XWLOL]DGRV SDUD DoRV OLJD &U DoRV LQR[LGiYHLV RX PHWDLV QmR IHUURVRV 299
  • 300. 29Tubulações Industriais - Fundamentos POSIÇÃO DOS FLANGES ¾)ODQJH GHYH VHU RULHQWDGR GH PRGR D GLYLGLU D IXUDomR LJXDOPHQWH HP UHODomR DRV HL[RV QRUWH VXO OHVWH RHVWH H YHUWLFDO GHSHQGHQGR GD SRVLomR GR IODQJH 30Tubulações Industriais - Fundamentos POSIÇÃO DOS FLANGES ¾2 Q~PHUR GH SDUDIXVRV GH IODQJH p VHPSUH P~OWLSOR GH ¾2V SDUDIXVRV GHYHP VHU GLVSRVWRV VLPHWULFDPHQWH ¾3DUD HYLWDU GDQRV QDV IDFHV GRV IODQJHV DQWHV GXUDQWH H GHSRLV GD PRQWDJHP RV IODQJHV GHYHP VHU FREHUWRV FRP PDGHLUD RX PDWHULDO GH UHVLOLrQFLD HTXLYDOHQWH 300
  • 301. 31Tubulações Industriais - Fundamentos POSIÇÃO DOS FLANGES ¾2 DSHUWR GHYH VHJXLU UHFRPHQGDomR GR $60( 3&& ¾2 DSHUWR GHYH VHU IHLWR SRU LJXDO SHORV SDUDIXVRV GLDPHWUDOPHQWH RSRVWRV DWp TXH D WHQVmR UHFRPHQGDGD VHMD DWLQJLGD 32Tubulações Industriais - Fundamentos TOLERÂNCIA DE PRÉ-MONTAGEM ¾$V SHoDV SUp PRQWDGDV FRP XP H[WUHPR SDUD VROGD GH DMXVWDJHP QR FDPSR GHYHP VHU GHL[DGDV FRP HVVH H[WUHPR OLVR VHP FKDQIUR H FRP XP FHUWR FRPSULPHQWR D PDLV GR TXH R FRPSULPHQWR GH SURMHWR ¾$V IDFHV GRV IODQJHV QmR GHYHP DSUHVHQWDU TXDOTXHU FRQFDYLGDGH GHSRLV GD VROGDJHP ¾1mR p XVXDO FRQVLGHUDU HVSHVVXUDV GH MXQWD GH YHGDomR HQWUH IODQJHV TXDQGR LJXDO RX LQIHULRU D PP 301
  • 302. 33Tubulações Industriais - Fundamentos TOLERÂNCIAS DE PRÉ-MONTAGEM 34Tubulações Industriais - Fundamentos TUBOS COM SOLDA LONGITUDINAL ‡ 3RVLFLRQDU VROGDV GH PRGR D HYLWDU LQWHUIHUrQFLD FRP GHULYDo}HV GUHQRV UHVSLURV HWF ‡ 'RLV WXERV VXFHVVLYRV GHYHP WHU DV VROGDV GHIDVDGDV GH ° RX QR PtQLPR PP GLVWDQWHV XPD GD RXWUD 302
  • 303. 35Tubulações Industriais - Fundamentos DERIVAÇÕES SOLDADAS ‡ 2 FRUWH GR WXER WURQFR SRGH VHU IHLWR SRU PDoDULFR RX SRU JRLYDJHP ‡ 'HVYLR Pi[LPR GH XP PLOtPHWUR HP TXDOTXHU SRQWR ‡ &KDSD GH UHIRUoR GHYH DVVHQWDU FRP PtQLPR GHVYLR GR WXER WURQFR DEHUWXUD Pi[LPD PP ‡ $ GLVWkQFLD PtQLPD HQWUH D SULPHLUD VROGD FLUFXQIHUHQFLDO GR UDPDO H D JHUDWUL] PDLV SUy[LPD GR WXER WURQFR GHYH VHU GH [ HVSHVVXUD RX PP R TXH IRU PDLRU 36Tubulações Industriais - Fundamentos CORREÇÃO DE PEÇAS DEFEITUOSAS ‡ 2V GHIHLWRV VXSHUILFLDLV HP WXERV IODQJHV FRQH[}HV GH WXEXODo}HV GHYHP VHU FRUULJLGRV SRU HVPHULOKDPHQWR RX XVLQDJHP GHVGH TXH VHMD SRVVtYHO UHWLUDU SRU FRPSOHWR R GHIHLWR ‡ $SyV D UHWLUDGD GR GHIHLWR D HVSHVVXUD GHYH VHU VXSHULRU DR H[LJLGR HP SURMHWR FRQVLGHUDQGR VH D VREUHHVSHVVXUD GH FRUURVmR 303
  • 304. 37Tubulações Industriais - Fundamentos PRÉ-MONTAGEM COM GABARITO ‡ 6HUYHP SDUD ‡ &RQWURODU FRP PDLV ULJRU DV PHGLGDV GDV SHoDV ‡ 'DV SRVLomR H[DWDV GRV IODQJHV ‡ 'LPLQXLU HIHLWRV GH FRQWUDomR GH VROGDJHP ‡ 'LPLQXLU HIHLWRV GH GLVWRUomR GH VROGDJHP ‡ 7DPEpP DX[LOLDP H DSUHVVDP D SUp PRQWDJHP QRV FDVRV HP TXH WHQKDP YiULDV SHoDV LJXDLV 38Tubulações Industriais - Fundamentos ARMAZENAGEM E MANUSEIO ¾3UHFDXo}HV D VHUHP WRPDGDV QD DUPD]HQDJHP H PDQXVHLR ¾1mR HQWUDU WHUUD QDV YDUDV GH WXERV TXDQGR HVWLYHUHP VHQGR PRYLPHQWDGDV ¾$V YiOYXODV GHYHP WHU ERFDLV WDPSRQDGRV H DUPD]HQDGDV IHFKDGDV FRP KDVWH SDUD FLPD ¾&XLGDGR SDUD QmR SURYRFDU GDQRV QRV WXERV H SHoDV FRP UHYHVWLPHQWR GH SURWHomR 304
  • 305. 39Tubulações Industriais - Fundamentos ARMAZENAGEM E MANUSEIO ¾ $ HVWRFDJHP H R WUDQVSRUWH GHYHP VHU IHLWRV FRP FXLGDGR SDUD HYLWDU ¾ $PDVVDPHQWRV ¾ (PSHQDPHQWRV ¾ ( RXWURV GDQRV ¾ 3ULQFLSDOPHQWH SDUD WXERV GH SHTXHQRV GLkPHWURV ¾ 7RGDV DV SDUWHV XVLQDGDV GHYHP VHU FREHUWDV FRP JUD[D RX FRPSRVWRV HVSHFLDLV FRQWUD D FRUURVmR 40Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ 7RGDV DV VROGDV GHYHP VHU IHLWDV FRP SURFHGLPHQWR GH VROGDJHP DGHTXDGR DR PDWHULDO TXH HVWi VHQGR VROGDGR 305
  • 306. 41Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ $QWHV GH LQLFLDU TXDOTXHU VHUYLoR GH VROGDJHP HP WXEXODo}HV GH UHVSRQVDELOLGDGH GHYH VHU IHLWD D TXDOLILFDomR GH WRGRV RV SURFHGLPHQWRV GH VROGDJHP H GH VROGDGRUHV ‡ 1mR VH GHYH H[HFXWDU QHQKXPD VROGD VRE FKXYD QHYRHLUR RX YHQWR IRUWH 42Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ 3URFHGLPHQWR GH VROGDJHP p D GHVFULomR GHWDOKDGD GH WRGRV RV SDUkPHWURV UHODWLYRV D XPD VROGD ‡ 3RVLomR GD VROGD ‡ *HRPHWULD GD VROGD ‡ *HRPHWULD GH FKDQIURV ‡ 7LSR H HVSHVVXUD GR PDWHULDO ‡ 3URFHVVR GH VROGDJHP ‡ 0DWHULDO ‡ 7LSR H GLPHQV}HV GH HOHWURGR IOX[R H RXWURV FRQVXPtYHLV 306
  • 307. 43Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ &RQWLQXDomR ‡ 7LSRV GH SUHSDUDomR ‡ 1~PHUR H VHTrQFLD GH SDVVHV ‡ ,QWHQVLGDGH H SRODULGDGH GD FRUUHQWH HOpWULFD ‡ ([LJrQFLDV GH SUp RX SyV DTXHFLPHQWR ‡ ([LJrQFLDV GH DOtYLR GH WHQV}HV 44Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ $V QRUPDV GD $:6 $PHULFDQ :HOGLQJ 6RFLHW ID]HP GLYHUVDV UHFRPHQGDo}HV H H[LJrQFLDV GHWDOKDGDV SDUD FDGD XP GRV SDUkPHWURV GH VROGDJHP ‡ $V QRUPDV $:6 GHYHP VHU FRQVXOWDGDV H REHGHFLGDV HP WRGRV RV FDVRV HP TXH IRUHP DSOLFiYHLV 307
  • 308. 45Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ 2V SRQWRV GH VROGD GH IL[DomR GHYHP VHU IHLWRV SRU VROGDGRUHV TXDOLILFDGRV ‡ 7RGDV DV VROGDV GHSRLV GH FRPSOHWDGDV GHYHP VHU VXEPHWLGDV D H[DPHV QmR GHVWUXWLYRV SDUD YHULILFDomR GD H[LVWrQFLD GH GHIHLWRV ‡ $QWHV GR LQtFLR GD PRQWDJHP GDV WXEXODo}HV WRGRV RV HTXLSDPHQWRV GHYHP VHU LQVWDODGRV 46Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ 3URFHGLPHQWR GH OLPSH]D DQWHV GD VROGDJHP UHPRYHQGR ‡ )HUUXJHP ‡ &DUHSD ‡ 7LQWD ‡ ÏOHR ‡ *UD[D ‡ $ OLPSH]D GHYH VHU IHLWD HP XPD IDL[D GH SHOR PHQRV PP D SDUWLU GD VROGD SDUD PHWDLV IHUURVRV H PP SDUD QmR IHUURVRV 308
  • 309. 47Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ 6ROGDV GLVVLPLODUHV GHYHP VHU HYLWDGDV ‡ 6ROGDV GH PDWHULDLV GLIHUHQWHV RX GH JUXSR ³S´ GLIHUHQWH ‡ 1D SUiWLFD p GLItFLO GH VHU FXPSULGR TXDQGR R PDWHULDO GR WXER p GLIHUHQWH GH DoR FDUERQR 48Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS ‡ $ DUPD]HQDJHP H D JXDUGD GH HOHWURGRV GH FDPSR GHYHP VHU IHLWDV HP UHFLQWR IHFKDGR FRP DWPRVIHUD VHFD H DTXHFLGD HVWXIDV DTXHFLGDV 309
  • 310. 49Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS 50Tubulações Industriais - Fundamentos SOLDAS 310
  • 311. 51Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS DAS SOLDAS ‡ (QVDLRV QmR GHVWUXWLYRV WUDGLFLRQDLV ‡ ([DPH YLVXDO ‡ (QVDLR SRU OtTXLGR SHQHWUDQWH ‡ (QVDLR FRP SDUWtFXODV PDJQpWLFDV ‡ (QVDLR SRU UDGLRJUDILD ‡ (QVDLR SRU XOWUD VRP 52Tubulações Industriais - Fundamentos EXAME VISUAL ‡ e REULJDWyULR HP WRGDV DV VROGDV ‡ 3RGHP VHU GHWHFWDGRV GHIHLWRV VXSHUILFLDLV WULQFDV PRUGHGXUDV UHIRUoRV H[FHVVLYRV ‡ 3RGHP LQGLFDU SURYiYHLV ORFDLV GH GHIHLWRV LQWHUQRV SHUPLWLQGR RULHQWDU QRYRV H[DPHV QmR GHVWUXWLYRV 311
  • 312. 53Tubulações Industriais - Fundamentos EXAME VISUAL 54Tubulações Industriais - Fundamentos EXAME VISUAL ‡ 3DUD WXEXODo}HV GH UHVSRQVDELOLGDGH UHFRPHQGD VH LQVSHomR LQWHUQD FRP XVR GH DSDUHOKRV yWLFRV 312
  • 313. 55Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR LÍQUIDO PENETRANTE ‡ &RQVLVWH GH XPD VLQDOL]DomR YLVXDO GH XP OtTXLGR HVSHFLDO GLVWULEXtGR VREUH D UHJLmR D LQVSHFLRQDU H TXH DSULVLRQDGR HP GHIHLWRV H WULQFDV Gi LQGLFDomR GHVVHV GHIHLWRV DSyV XVR GH XP Sy WDOFR VREUH D VXSHUItFLH ‡ 3RGHP VHU GHWHFWDGRV GHIHLWRV VXSHUILFLDLV DIORUDQWHV WULQFDV 56Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR LÍQUIDO PENETRANTE ‡ %DL[R FXVWR SRU LVVR SRGH VHU XWLOL]DGR URWLQHLUDPHQWH SDUD H[DPH GH FDGD SDVVH GD VROGD 313
  • 314. 57Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS ‡ $ GLVWULEXLomR GH SDUWtFXODV PHWiOLFDV VRE DomR GH XP FDPSR PDJQpWLFR SHUPLWH GHWHFWDU D SUHVHQoD GH GHIHLWRV H WULQFDV ‡ 3RGHP VHU GHWHFWDGRV GHIHLWRV VXSHUILFLDLV DIORUDQWHV WULQFDV H VXEVXSHUILFLDLV ‡ 6y SRGH VHU XWLOL]DGR HP PHWDLV IHUURPDJQpWLFRV QmR VHQGR DSOLFDGRV DRV DoRV LQR[LGiYHLV H PHWDLV QmR IHUURVRV 58Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS 314
  • 315. 59Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR RADIOGRAFIA ‡ 3RGHP VHU XVDGRV RV UDLRV ; RX UDLRV γ 60Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR RADIOGRAFIA ‡ e FDSD] GH GHWHFWDU GHIHLWRV LQWHUQRV WDLV FRPR WULQFDV GXSOD ODPLQDomR IXVmR LQFRPSOHWD EROKDV LQFOXV}HV HWF 315
  • 316. 61Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR RADIOGRAFIA ‡ 'HIHLWRV SODQDUHV SRGHP QmR VHU GHWHFWDGRV HP IXQomR GD VXD SRVLomR UHODWLYD D IRQWH ‡ 3RU LVVR p UHFRPHQGiYHO UHDOL]DU QRV SRQWRV PDLV FUtWLFRV GXDV UDGLRJUDILDV D ° XPD GD RXWUD ‡ 2 UHVXOWDGR GD LQVSHomR UDGLRJUDILD p XP UHJLVWUR GRFXPHQWDGR SHUPDQHQWH 62Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR RADIOGRAFIA 316
  • 317. 63Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR ULTRASSOM ‡ e XP SURFHVVR PDLV VHQVtYHO TXH D UDGLRJUDILD 64Tubulações Industriais - Fundamentos ENSAIO POR ULTRASSOM ‡ 0HVPR GHIHLWRV SODQDUHV SRGHP VHU GHWHFWDGRV ‡ (PSUHJR H LQWHUSUHWDomR PDLV GLItFHLV ‡ 5HFRPHQGiYHO SDUD LQVSHomR GH MXQWDV WXER [ WXER DFLPD GH ´ H SDUD MXQWDV WXER [ FRQH[mR DFLPD GH ´ FRP HVSHVVXUDV OLPLWDGDV D YDORUHV PDLRUHV TXH PP 317
  • 318. 65Tubulações Industriais - Fundamentos CONSIDERAÇÕES GERAIS ‡ 1tYHO GH LQVSHomR GHSHQGH GR VHUYLoR H PDWHULDO GDV WXEXODo}HV ‡ $SyV RV UHSDURV GH GHIHLWRV GHWHFWDGRV QRYD LQVSHomR GHYHUi VHU UHDOL]DGD ‡ &DVRV HVSHFLDLV H[LJLUmR HQVDLRV GHVWUXWLYRV WDLV FRPR ‡ WHVWH GH GXUH]D HP VHUYLoRV VXMHLWRV j FRUURVmR VRE WHQVmR ‡ WHVWH GH LPSDFWR HP VHUYLoRV D EDL[D WHPSHUDWXUD 66Tubulações Industriais - Fundamentos TRATAMENTO TÉRMICO ‡ 3Up DTXHFLPHQWR ‡ $TXHFLPHQWR SUpYLR ORFDO GR PDWHULDO QD UHJLmR D VHU VROGDGD H QR DTXHFLPHQWR HQWUH XP SDVVH H RXWUR ‡ (YLWDU UHVIULDPHQWR UiSLGR H IRUPDomR GH IDVHV IUiJHLV H RX GXUDV 318
  • 319. 67Tubulações Industriais - Fundamentos TRATAMENTO TÉRMICO ‡ 3Up DTXHFLPHQWR ‡ 3DUD PDWHULDLV HP WHPSHUDWXUDV LQIHULRUHV D ƒ& ‡ 6HPSUH IHLWR FRP PDoDULFR ‡ 'HSHQGH GR PDWHULDO HVSHVVXUD H VHUYLoR ‡ $OtYLR GH WHQV}HV ‡ $TXHFLPHQWR GHSRLV GD VROGDJHP GH SHOR PHQRV WRGD D iUHD DIHWDGD SHOD VROGD DWp WHPSHUDWXUD DEDL[R GD GH WUDQVIRUPDomR GR DoR ‡ 'HSHQGH GR PDWHULDO HVSHVVXUD H VHUYLoR 68Tubulações Industriais - Fundamentos TRATAMENTO TÉRMICO ‡ 1RUPDOL]DomR DSOLFDGR SDUD VHUYLoR D EDL[D WHPSHUDWXUD ‡ 6ROXELOL]DomR DSOLFDGR HP DoRV DXVWHQtWLFRV SDUD UHVVROXELOL]DU IDVHV SUHFLSLWDGDV HYLWDQGR R IHQ{PHQR GH VHQVLWL]DomR GR PDWHULDO Vy YLiYHO QD IiEULFD 319
  • 320. 69Tubulações Industriais - Fundamentos LIMPEZA DAS TUBULAÇÕES - ÁGUA ‡ 5HPRomR GH GHSyVLWRV GH IHUUXJHP SRQWDV GH HOHWURGR UHVSLQJRV GH VROGD VREUDV GH PRQWDJHP H RXWURV GHWULWRV DQWHV GD HQWUDGD HP RSHUDomR GD XQLGDGH ‡ %RPEHLR GH iJXD SHOR VLVWHPD GH WXEXODomR DWp TXH D VDtGD GH iJXD HVWHMD OLPSD 3DUD WXEXODo}HV GH DoR LQR[LGiYHO GHYH VH OLPLWDU R WHRU GH FORUHWRV DWp SSP ‡ 9iOYXODV GH UHWHQomR YiOYXODV GH FRQWUROH SODFDV GH RULItFLR YiOYXODV GH VHJXUDQoD H DOtYLR GHYHP VHU UHWLUDGDV GD WXEXODomR H OLPSDV HP VHSDUDGR ‡ $ VXSRUWDomR GHYH HVWDU GLPHQVLRQDGD SDUD UHVLVWLU DR SHVR DGLFLRQDO GH iJXD RX VXSRUWDomR SURYLVyULD GHYHUi VHU SUHYLVWD 70Tubulações Industriais - Fundamentos LIMPEZA DAS TUBULAÇÕES - OUTROS ‡ 3DUD WXEXODo}HV FRQGX]LQGR IOXtGRV LQIODPiYHLV H RX Wy[LFRV p SUHFLVR XWLOL]DU RXWUR WLSR GH OLPSH]D SDUD JDUDQWLU LVHQomR GH UHVtGXRV QD WXEXODomR DQWHV GH VHUYLoRV GH PDQXWHQomR ‡ /LPSH]D FRP YDSRU XWLOL]D VH YDSRU GH EDL[D SUHVVmR D °& 3RU VHU XP SURFHVVR OHQWR RX SHOD LQGLVSRQLELOLGDGH GHVVH YDSRU SRGH VH HYHQWXDOPHQWH XWLOL]DU YDSRU GH PpGLD 3UREOHPDV GDQR HP FRPSRQHQWHV UHVLOLHQWHV ‡ /LPSH]D FRP DU FRPSULPLGR XVDGD RQGH D FRQWDPLQDomR FRP iJXD QmR SRVVD VHU DGPLWLGD ‡ /LPSH]D PHFkQLFD RX TXtPLFD XVDGD RQGH VHMD UHTXHULGD OLPSH]D GH PDLRU TXDOLGDGH 320
  • 321. 71Tubulações Industriais - Fundamentos TESTES DE PRESSÃO ‡ 1HFHVViULR SDUD YHULILFDU D HVWDQTXHLGDGH GR VLVWHPD GH WXEXODo}HV ‡ 7HVWH KLGURVWiWLFR PDLV FRPXP 8WLOL]D FRPR IOXtGR D iJXD ‡ 7HVWH KLGUR SQHXPiWLFR D WXEXODomR p SDUFLDOPHQWH SUHHQFKLGD FRP iJXD H SUHVVXUL]DGD FRP DU FRPSULPLGR SDUD DWLQJLU D SUHVVmR ILQDO GH WHVWH ‡ 7HVWH SQHXPiWLFR GHYH VHU XWLOL]DGR TXDQGR DOJXP IDWRU QmR SHUPLWD R XVR GR WHVWH KLGURVWiWLFR e XP WHVWH SHULJRVR SRLV HP FDVR GH IDOKD GHSHQGHQGR GRV PDWHULDLV WHPSHUDWXUD GH WHVWH H HVSHVVXUDV HQYROYLGDV SRGH RFDVLRQDU XPD UXSWXUD FDWDVWUyILFD 72Tubulações Industriais - Fundamentos CONSIDERAÇÕES SOBRE OS TESTES DE PRESSÃO ‡ 4XDQGR D SUHVVmR GH WHVWH GD WXEXODomR p PHQRU RX LJXDO TXH D GR YDVR GH SUHVVmR D HOH FRQHFWDGR D WXEXODomR SRGH VHU WHVWDGD FRQHFWDGD DR YDVR GH SUHVVmR QD SUHVVmR GH WHVWH GD WXEXODomR ‡ 4XDQGR D SUHVVmR GH WHVWH GD WXEXODomR p PDLRU TXH D GR YDVR GH SUHVVmR D HOH FRQHFWDGR H QmR IRU SUiWLFR LVRODU D WXEXODomR GR YDVR GH SUHVVmR D WXEXODomR SRGH VHU WHVWDGD HP FRQMXQWR FRP R YDVR GH SUHVVmR QD SUHVVmR GH WHVWH GR YDVR GH SUHVVmR GHVGH TXH DSURYDGR SHOR SURSULHWiULR GD LQVWDODomR H D SUHVVmR GH WHVWH GR YDVR VHMD PDLRU GR TXH GD SUHVVmR GH WHVWH GD WXEXODomR 321
  • 322. 73Tubulações Industriais - Fundamentos CONSIDERAÇÕES SOBRE OS TESTES DE PRESSÃO ‡ 3UHSDUDomR SDUD R WHVWH ‡ 7RGR R VLVWHPD GH WXEXODomR GHYH VHU GLYLGLGR HP VHo}HV UDTXHWD IODQJH FHJR ILJXUD ‡ $V SODVFDV GH RULItFLR H WRGDV DV RXWUDV UHVWULo}HV GH IOX[R GHYHP VHU UHWLUDGDV ‡ 7RGDV DV YiOYXODV GHYHP HVWDU FRPSOHWDPHQWH DEHUWDV RX WUDYDGDV DEHUWDV ‡ $V YiOYXODV GH EORTXHLR GRV UDPDLV SDUD LQVWUXPHQWRV GHYHP VHU IHFKDGDV ‡ $V YiOYXODV GH VHJXUDQoD GHYHP VHU UHPRYLGDV ‡ 2V LQVWUXPHQWRV H HTXLSDPHQWRV TXH QmR SRVVDP VHU VXEPHWLGRV DR WHVWH GHYHP VHU UHWLUDGRV 74Tubulações Industriais - Fundamentos CONSIDERAÇÕES SOBRE OS TESTES DE PRESSÃO ‡ 3UHSDUDomR SDUD R WHVWH FRQWLQXDomR ‡ $V MXQWDV GH H[SDQVmR GH IROH GHYHP VHU HVFRUDGDV SDUD HYLWDU GHIRUPDomR GR IROH ‡ 7RGDV DV VROGDV URVFDV H TXDLVTXHU RXWUDV OLJDo}HV GD WXEXODomR GHYHP VHU GHL[DGDV H[SRVWDV ‡ 7RGDV DV HPHQGDV HP WXERV HQWHUUDGRV GHYHP ILFDU H[SRVWDV ‡ $R HQFKHU D WXEXODomR GH iJXD GHYH VH DEULU WRGRV RV UHVSLURV SDUD SXUJD GR DU 322
  • 323. 75Tubulações Industriais - Fundamentos PRESSÃO DE TESTE HIDROSTÁTICO ¾$ SUHVVmR GH WHVWH KLGURVWiWLFR GHYH VHU GHILQLGD FRQIRUPH H[SUHVVmR DEDL[R h T T S SP P ⋅⋅ = 5,1 ‡ 2QGH ‡ 3W ± 3UHVVmR GH WHVWH ‡ 3 ± 3UHVVmR GH SURMHWR ‡ 6W ± 7HQVmR DGPLVVtYHO GR PDWHULDO QD WHPSHUDWXUD GR WHVWH ‡ 6K ± 7HQVmR DGPLVVtYHO GR PDWHULDO QD WHPSHUDWXUD GH SURMHWR 76Tubulações Industriais - Fundamentos PRESSÃO DE TESTE PNEUMÁTICO ‡ $ SUHVVmR GH WHVWH SQHXPiWLFR GHYH VHU GHILQLGD FRQIRUPH H[SUHVVmR DEDL[R 3W 3 323
  • 324. 77Tubulações Industriais - Fundamentos TESTE DE VAZAMENTO ALTERNATIVO ‡ 4XDQGR R SURSULHWiULR GD LQVWDODomR FRQVLGHUDU WDQWR R WHVWH KLGURVWiWLFR TXDQWR R SQHXPiWLFR LQYLiYHLV R WHVWH GH YD]DPHQWR DOWHUQDWLYR SRGH VHU DGRWDGR GHVGH TXH ‡ 2 WHVWH KLGURVWiWLFR SRVVD GDQLILFDU UHYHVWLPHQWR LQWHUQR RX FRQWDPLQDU R SURFHVVR RX DLQGD SURYRFDU IUDWXUD IUiJLO GR VLVWHPD ‡ 2 WHVWH SQHXPiWLFR SRVVD SURYRFDU IUDWXUD IUiJLO GR VLVWHPD 78Tubulações Industriais - Fundamentos TESTE DE VAZAMENTO ALTERNATIVO ‡ 5HDOL]DU GH H[DPH UDGLRJUiILFR RX XOWUDVVRP QDV VROGDV ORQJLWXGLQDLV RX FLUFXQIHUHQFLDLV QmR VXEPHWLGDV DR WHVWH KLGURVWiWLFR RX SQHXPiWLFR ‡ 5HDOL]DU GH H[DPH SRU OtTXLGR SHQHWUDQWH RX SDUWtFXODV PDJQpWLFDV GH DWUDFDomR HVWUXWXUDO H GHPDLV VROGDV QmR UDGLRJUDIiYHLV ‡ 5HDOL]DU DQiOLVH GH IOH[LELOLGDGH VHMD XWLOL]DQGR PpWRGRV DSUR[LPDGRV RX VLPXODomR FRPSXWDFLRQDO ‡ 5HDOL]DU WHVWH GH VHQVLELOLGDGH DR YD]DPHQWR FRQIRUPH SDUiJUDIR GR FyGLJR $60( % 324
  • 325. 79Tubulações Industriais - Fundamentos TESTE DE SENSIBILIDADE AO VAZAMENTO ‡ 7HVWH GH DFRUGR FRP R WHVWH GH EROKD GR $60( VHF 9 DUWLJR 6HQVLELOLGDGH GR WHVWH QmR GHYH VHU LQIHULRU D DWP PP V ‡ $ SUHVVmR GH WHVWH GHYH VHU D PDLRU HQWUH N3D RX GD SUHVVmR GH SURMHWR ‡ $ SUHVVmR GHYH VHU JUDGXDOPHQWH DXPHQWDGD DWp VH DWLQJLU R PHQRU YDORU HQWUH N3D RX PHWDGH GD SUHVVmR GH WHVWH PRPHQWR QR TXDO XPD YHULILFDomR SUHOLPLQDU GHYH VHU HIHWXDGD ‡ $ SUHVVmR GHYH VHU HOHYDGD JUDGXDOPHQWH HP SDWDPDUHV DWp TXH VH DWLQMD D SUHVVmR ILQDO (P FDGD SDWDPDU D SUHVVmR GHYH VHU PDQWLGD SRU WHPSR VXILFLHQWH DWp TXH VHMD HTXDOL]DGD QDV H[WUHPLGDGHV GD WXEXODomR 80Tubulações Industriais - Fundamentos Montagem ¾1mR VH GHYH WHQWDU FRUULJLU GHVDOLQKDPHQWR GH IODQJH SHOR DSHUWR H[FHVVLYR GRV SDUDIXVRV ¾$V MXQWDV GH H[SDQVmR GHYHP VHU PRQWDGDV SURWHJLGDV H PDQWLGDV WUDYDGDV DWp D FRQFOXVmR GR WHVWH KLGURVWiWLFR GD WXEXODomR ¾$V DQFRUDJHQV Vy GHYHP VHU VROGDGDV DSyV D FRQFOXVmR GH WRGD D PRQWDJHP H DOLQKDPHQWR GDV WXEXODo}HV PDV DQWHV GR WHVWH KLGURVWiWLFR 325
  • 326. 81Tubulações Industriais - Fundamentos Tubulações de instrumentação ¾$V WXEXODo}HV LQVWUXPHQWDGDV VmR LQVWDODGDV HP FDOKDV HVSHFLDLV GH FKDSD RX GH SOiVWLFR ¾$V FDOKDV VmR PRQWDGDV QRV VXSRUWHV GDV WXEXODo}HV GH SURFHVVR 82Tubulações Industriais - Fundamentos AJUSTES DE SUPORTES FIXOS E DE MOLA ¾ 'HSRLV GH FRPSOHWDGD D PRQWDJHP GH XP VLVWHPD GH WXEXODo}HV GHYH VHU IHLWD XPD FXLGDGRVD YHULILFDomR GH WRGRV RV VXSRUWHV DMXVWDQGR RV VH QHFHVViULR SDUD TXH RV GLVSRVLWLYRV GH UHVWULomR JXLDV EDWHQWHV HWF IXQFLRQHP FRUUHWDPHQWH FRPR SUHYLVWR QR SURMHWR ¾ 4XDOTXHU DMXVWH GHYHUi VHU IHLWR DSyV R WUDWDPHQWR WpUPLFR GDV WXEXODo}HV ¾ 0HVPR TXDQGR WRGRV RV VXSRUWHV HVWmR FRP DOLQKDPHQWR H QLYHODPHQWR WHyULFR H[DWRV R DMXVWH DLQGD SRGH VHU QHFHVViULR 326
  • 327. 83Tubulações Industriais - Fundamentos AJUSTES DE SUPORTES FIXOS E DE MOLA ¾ 2 FRPSRUWDPHQWR GH WRGRV RV VXSRUWHV H UHVWULo}HV GHYH VHU FXLGDGRVDPHQWH DFRPSDQKDGR GXUDQWH R LQtFLR GD RSHUDomR GR VLVWHPD ¾ 'HYH VH REVHUYDU VH GHSRLV GR DTXHFLPHQWR VH ¾2V SHVRV FRQWLQXDP EHP GLVWULEXtGRV SRU WRGRV RV VXSRUWHV ¾6H DV GLODWDo}HV HVWmR VH GDQGR QRV VHQWLGRV HVSHUDGRV ¾6H RV SRQWRV GH IL[DomR H UHVWULomR HVWmR IXQFLRQDQGR VDWLVIDWRULDPHQWH ¾6H RV VXSRUWHV GH PROD HVWmR QR DMXVWH FRUUHWR 84Tubulações Industriais - Fundamentos ESTIMATIVA DE SERVIÇO ¾ $ HVWLPDWLYD GH VHUYLoR GH WXEXODomR p FRPSOH[D QmR Vy SHOD YDULHGDGH GH WLSRV GH VHUYLoRV FRPR WDPEpP SHOD LQIOXrQFLD GH LQ~PHUDV FLUFXQVWkQFLDV PXLWDV YH]HV GLItFHLV GH SUHYHU RX GH VH DYDOLDU ¾ e IHLWD XPD HVWLPDWLYD EiVLFD FRP EDVH HP FRQGLo}HV WtSLFDV QRUPDLV &RQVXOWD D WDEHODV ¾ 'HSRLV p UHDOL]DGD XPD FRUUHomR QHVWHV YDORUHV SDUD DWHQGHU jV VLWXDo}HV UHDLV GRV GLYHUVRV IDWRUHV GH LQIOXrQFLD 327
  • 328. 1Tubulações Industriais - Fundamentos DIMENSIONAMENTO MECÂNICO DE TUBULAÇÕES -RUGDQD 9HLJD -RULYDOGR 0HGHLURV 7KLDJR 3HUHLUD GH 0HOR 6HWHPEUR GH 2Tubulações Industriais - Fundamentos CARGAS ATUANTES ‡ &DUJDV TXH DWXDP VREUH DV WXEXODo}HV ‡ 3UHVVmR ‡,QWHUQD RX H[WHUQD ‡ 3HVR ‡'R WXER GR IOXLGR GRV DFHVVyULRV HWF ‡ 'LODWDo}HV WpUPLFDV ‡'HYLGR j YDULDomR GH WHPSHUDWXUD ‡ 2XWUDV FDUJDV 328
  • 329. 3Tubulações Industriais - Fundamentos CARGAS ATUANTES – cont. ‡ 2XWUDV FDUJDV ‡6REUHFDUJDV GLYHUVDV ‡0RYLPHQWRV GH SRQWRV H[WUHPRV ‡$WULWR QRV VXSRUWHV ‡$o}HV GLQkPLFDV ‡9LEUDo}HV ‡5HDo}HV GH MXQWDV GH H[SDQVmR ‡7HQV}HV GHFRUUHQWHV GH PRQWDJHP ‡'HVQLYHODPHQWR GH VXSRUWHV RX HTXLSDPHQWRV 4Tubulações Industriais - Fundamentos CONDIÇÕES DE PROJETO ‡ $60( % ‡ 3UHVVmR GH SURMHWR ³D SUHVVmR LQWHUQD RX H[WHUQD FRUUHVSRQGHQWH j FRQGLomR PDLV VHYHUD GH SUHVVmR H WHPSHUDWXUD VLPXOWkQHDV TXH SRVVDP RFRUUHU HP VHUYLoR QRUPDO´ ‡ 7HPSHUDWXUD GH SURMHWR p D FRUUHVSRQGHQWH j SUHVVmR GH SURMHWR ‡ 1RV FDVRV PDLV JHUDLV GLPHQVLRQDPHQWR SHOD FODVVH GH SUHVVmR GD HVSHF GH WXEXODomR 329
  • 330. 5Tubulações Industriais - Fundamentos • Visão da tabela A-1 com as tensões admissíveis (Sh) para os diversos materiais listados no código. • O código ASME B31.3 estabelece os critérios para determinação das tensões admissíveis para os diversos grupos de materiais no parágrafo 302.3.2, Basis for Design Stresses; • Os valores de tensões admissíveis estão estabelecidos na tabela A-1 do anexo A do código ASME B31.3; • Valores são usados para estabelecimento dos limites de tensões de tração, compressão e flexão de cargas primárias. ASME B31.3 • Tabela de Tensões Admissíveis 6Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 • Tabela de Tensões Admissíveis 330
  • 331. 7Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 • Tabela de Tensões Admissíveis • Ao lado o API 5L Gr,A25 não deve ser usado abaixo de -20 °F nem acima de 400°F (inclusive). A barra simples ( | ) indica que existe uma restrição de uso abaixo de uma dada temperatura (barra à esquerda na coluna Min. Temp.) ou acima (valores à direita da barra nas colunas de Temperatura); A barra dupla ( | | ) indica que o uso desse material fora dos limites indicados (abaixo/esquerda, acima/direita) é contra-indicado pelo código. 8Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 • Temperatura mínima de uso • A temperatura mínima da especificação ASTM A 672 Gr. A45 é dada pela curva B do gráfico da Fig. 323.2.2A. • A temperatura mínima de uso de materiais é indicada na quinta coluna da tabela A-1; • Pode ser o valor da temperatura ou uma letra, que indica a curva de variação de temperatura com a espessura. 331
  • 332. 9Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 • Fig. 323.2.2A Para um tubo de ASTM A 672 Gr. A45 de 30 mm de espessura, a temperatura mínima é de cerca de 7°C. 10Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 • Temperatura mínima de uso • No exemplo anterior, para utilizar o ASTM A 672 Gr. A45 abaixo de 7°C é necessário atender aos requisitos adicionais da coluna B da tabela. Além disso, requisitos adicionais definidos na tabela 323.2.2 podem ser necessários, inclusive para permitir o uso dos materiais abaixo dos limites estabelecidos na tabela A-1 e no gráfico da figura 323.2.2A. 332
  • 333. 11Tubulações Industriais - Fundamentos SOBREESPESSURA DE CORROSÃO ‡ 'HYH VHU FRQVLGHUDGD XPD VREUHHVSHVVXUD PtQLPD GH PP DSOLFiYHO D WRGRV RV WXERV GH DoR FDUERQR H DoR GH EDL[D OLJD H[FHWR QRV VHUYLoRV SDUD RV TXDLV D FRUURVmR H RX HURVmR IRUHP UHFRQKHFLGDPHQWH QXODV RX GHVSUH]tYHLV RX TXDQGR KRXYHU XP UHYHVWLPHQWR LQWHUQR DGHTXDGR ‡ 9DORUHV PDLRUHV TXH PP GHYHP VHU DGRWDGRV TXDQGR FRQGLo}HV PDLV VHYHUDV GH WUDEDOKR GD WXEXODomR MXVWLILFDUHP WpFQLFD H HFRQRPLFDPHQWH HVWH SURFHGLPHQWR ‡ ‡ ‡ 1R FDVR GH OLJDo}HV URVFDGDV GHYH VHU DGLFLRQDGR DLQGD D HVWH YDORU XPD VREUHHVSHVVXUD SDUD FRPSHQVDU R HQWDOKH GDV URVFDV (VWH YDORU GHYH VHU LJXDO DR UDLR H[WHUQR GR WXER PHQRV R UDLR PtQLPR GH URVFD QD H[WUHPLGDGH GR WXER ‡ $V VREUHHVSHVVXUDV GHYHP VHU EDVHDGDV QR WHPSR PtQLPR GH YLGD ~WLO GH DQRV SDUD DoR FDUERQR DoR OLJD H DoR LQR[LGiYHO H[FHWR TXDQGR IRU HVSHFLILFDGR XP WHPSR GLIHUHQWH 12Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURAS ‡ 1D VHOHomR GD HVSHVVXUD FRPHUFLDO GR WXER GHYH VH OHYDU HP FRQWD DV WROHUkQFLDV LQHUHQWHV DRV SURFHVVRV GH IDEULFDomR 333
  • 334. 13Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURAS À PRESSÃO INTERNA (trecho reto) ‡ 2QGH ‡ 3 3UHVVmR GH SURMHWR ‡ ' 'LkPHWUR H[WHUQR ‡ 6K 7HQVmR DGPLVVtYHO GR PDWHULDO QD WHPSHUDWXUD GH SURMHWR ‡ ( &RHILFLHQWH GH HILFLrQFLD GH VROGD ‡ : ± )DWRU GH UHGXomR GD UHVLVWrQFLD GD VROGD ‡ < &RHILFLHQWH GH UHGXomR GHSHQGHQWH GR PDWHULDO ‡ 6& 6REUHVSHVVXUD GH FRUURVmR ‡ 3DUD RV WXERV GH DoR FDUERQR PDLV XVXDLV PXOWLSOLFD VH D H[SUHVVmR SRU WROHUkQFLD GH IDEULFDomR ( ) SC YPWES DP t h m + ⋅+⋅⋅⋅ ⋅ = 2 14Tubulações Industriais - Fundamentos COEFICIENTE DE EFICIÊNCIA DE SOLDA (E) No. Tipo de cordão Exame não destrutivo Fator de Junta, Ej 1 Solda contínua, Solda de topo feita no forno (Furnace butt weld) Reto Como requerido pela especificação 0,60 2 Resistência elétrica (Electric resistance weld) Reto ou espiral Como requerido pela especificação 0,85 Como requerido pela especificação ou listado no código 0,80 Radiografia spot conforme parágrafo 341.5.1 0,90 Radiografia 100% conforme parágrafos 344.5.1 e tabela 341.3.2 1,00 Como requerido pela especificação ou listado no código 0,80 Radiografia spot conforme parágrafo 341.5.1 0,90 Radiografia 100% conforme parágrafos 344.5.1 e tabela 341.3.2 1,00 Arco submerso (SAW) MIG ou GMAW Combinação GMAW + SAW Reto ou espiral (exceto conf. 4(a)) (a) Chanfro simples (com ou sem metal de adição) (b) Chanfro duplo (com ou sem metal de adição) Tipo de junta Solda por fusão elétrica (Electric fusion weld) Conforme especificação de material 3 4 (a) API 5L Reto com um ou dois cordões ou espiral Como requerido pela especificação 0,95 Reto ou espiral 334
  • 335. 15Tubulações Industriais - Fundamentos COEFICIENTE Y < 482 510 538 566 593 > 621 ( < 900) (950) (1000) (1050) (1100) ( > 1150) Aços Ferríticos 0,4 0,5 0,7 0,7 0,7 0,7 Aços Austeníticos 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 Outros ma- teriais ducteis 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Ferro Fundido 0,0 - - - - - Materiais 7HPSHUDWXUD HP R& QD SULPHLUD OLQKD R) QD VHJXQGD 16Tubulações Industriais - Fundamentos FATOR DE REDUÇÃO DA RESISTÊNCIA DA SOLDA (W) ‡ (P WHPSHUDWXUDV HOHYDGDV IRL DYDOLDGR SHOR $60( TXH D VROGD DSUHVHQWD PHQRU UHVLVWrQFLD PHFkQLFD TXH R PHWDO GH EDVH ‡ 3DUD WXERV FRP FRVWXUD R SURGXWR 6 ( GHYH VHU PXOWLSOLFDGR SHOR IDWRU : ‡ 2 IDWRU QmR VH DSOLFD SDUD D DPSOLWXGH GH WHQVmR DGPLVVtYHO 6D VWUHVV UDQJH H SDUD DV FRQGLo}HV RFDVLRQDLV 335
  • 336. 17Tubulações Industriais - Fundamentos Fator W 0,50,550,590,640,680,730,770,820,860,910,951......... AI austenític o 3XX e ligas de niquel N088XX. 111111111111......... Solda autógena em AI austenític o 3XX, N088XX e ligas de niquel N066XX ..................0,50,50,50,50,50,51...... CSEF PWHT .................0,770,820,860,910,951.........CSEF .....................0,640,680,730,77 0,8 2 0,8 6 0,9 51CrMo 15001450140013501300125012001150110010501000950900850800°F 816788760732704677649621593566538510482454427°C 18Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURAS PARA UMA “ESPEC” DE TUBULAÇÃO ‡ 6HOHomR GR FDVR PDLV FUtWLFR PDLRU UHODomR 3 6 ( : RQGH ‡ 3 SUHVVmR DGPLVVtYHO GD FODVVH GD ³HVSHF´ QXPD GDGD WHPSHUDWXUD 7 ‡ 6 WHQVmR DGPLVVtYHO QD WHPSHUDWXUD 7 ‡ ( &RHILFLHQWH GH HILFLrQFLD GH VROGD ‡ : )DWRU GH UHGXomR GD UHVLVWrQFLD GH VROGD 336
  • 337. 19Tubulações Industriais - Fundamentos ESPESSURAS MÍNIMAS RECOMENDAS ‡ $OpP GRV FiOFXORV FLWDGRV DQWHULRUPHQWH p SUiWLFD GH YiULRV SURMHWLVWDV HVWDEHOHFHU XPD HVSHVVXUD PtQLPD HVWUXWXUDO &RP LVVR VH PLQLPL]DP UHODo}HV GLkPHWUR HVSHVVXUD PXLWR EDL[R YmR HQWUH VXSRUWHV PXLWR SHTXHQRV HWF 20Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURAS À PRESSÃO EXTERNA ‡ 1mR p REWLGD D HVSHVVXUD SRU FiOFXOR GLUHWR 'HYH VH HVWDEHOHFHU XPD HVSHVVXUD LQLFLDO H YHULILFDU ‡ 1RUPDOPHQWH DV WXEXODo}HV QmR VmR VXEPHWLGDV H[FOXVLYDPHQWH j SUHVVmR H[WHUQD ‡ 3URFHGLPHQWR GH FiOFXOR FRQIRUPH $60( 6HomR 9,,, 'LY SDU 8* ‡ $OJXQV SURMHWLVWDV YHULILFDP WRGRV RV WXERV GH SDUHGH PXLWR ILQD ' W ! j SUHVVmR H[WHUQD 337
  • 338. 21Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE COMPONENTES DE TUBULAÇÃO ‡ &iOFXOR GH UHIRUoRV HP GHULYDo}HV VROGDGDV ERFDV GH ORER ‡ &iOFXOR GH WXERV FXUYDGRV ‡ &iOFXOR GH FXUYDV HP JRPRV ‡ &iOFXOR GH IODQJHV QmR SDGURQL]DGRV ‡ 9HULILFDomR GH HVIRUoRV HP IODQJHV SDGURQL]DGRV WXEXODo}HV FUtWLFDV ‡ &iOFXOR GH WDPS}HV FRP GLPHQV}HV DFLPD GDV SDGURQL]DGDV 22Tubulações Industriais - Fundamentos ASME B31.3 ‰ Cálculo de tubos curvados – par. 304.2.1. ‰ Cálculo de curvas em gomos - par. 304.2.3. ‰ Cálculo de reforços em derivações soldadas (bocas de lobo) – par. 304.3.3. ‰ Cálculo de flanges não padronizados – ASME sec. VIII – div. 1 – App. 2. ‰ Verificação de esforços em flanges padronizados (tubulações críticas) – ASME sec. VIII – div. 1 – App. 2. ‰ Cálculo de tampões com dimensões acima das padronizadas – ASME sec. VIII – div. 1 – par. UG-32. 338
  • 339. 23Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURA DE TUBOS CURVADOS 24Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURA DE TUBOS CURVADOS ‡ (VSHVVXUD PtQLPD SDUD WXERV FXUYDGRV ( )[ ]YPIWES DP t h ⋅+⋅⋅⋅ ⋅ = 2 ( ) ( ) 24 14 1 1 −⋅ −⋅ = DR DR I Intrados: Extrados: ( ) ( ) 24 14 1 1 +⋅ +⋅ = DR DR I • Para curvas fabricadas segundo o ASME B16.9 (joelhos) esse cálculo não é aplicável, valendo a equivalência com o tubo de mesma espessura. 339
  • 340. 25Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURA DE CURVAS EM GOMOS 26Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DE ESPESSURA DE CURVAS EM GOMOS (cont.) ‡ 9DULiYHLV GD ILJXUD DQWHULRU ‡ 5 UDLR PpGLR FRUUHVSRQGHQWH D ³FXUYDWXUD´ GD FXUYD HP JRPRV ‡ U UDLR PpGLR GR WXER GD FXUYD HP JRPRV ‡ LJ PHLR kQJXOR GR JRPR ‡ 0 GLVWkQFLD PtQLPD HQWUH D ~OWLPD VROGD GR JRPR H D VROGD GD WUDQVLomR GH HVSHVVXUD HQWUH D FXUYD H R WUHFKR UHWR GH WXER ‡ Q Q~PHUR GH FRUWHV GD FXUYD HP JRPRV ‡ 7 HVSHVVXUD GH SDUHGH 340
  • 341. 27Tubulações Industriais - Fundamentos PRESSÃO MÁXIMA ADMISSÍVEL PARA CURVAS EM GOMOS ( ) ( ) ( )( )¸ ¸ ¹ · ¨ ¨ © § −⋅⋅+− − ⋅ −⋅⋅⋅ = CtrtgCt Ct r CtWES Pm 22 643,0 θ 1) Curva com um gomo e α < 22,5°: 3) Curva com α ≥ 22,5°: ( ) ( ) ( )( )¸ ¸ ¹ · ¨ ¨ © § −⋅⋅+− − ⋅ −⋅⋅⋅ = CtrtgCt Ct r CtWES Pm 22 25,1 θ ( ) ¸¸ ¹ · ¨¨ © § ⋅− − ⋅ −⋅⋅⋅ = 21 21 2 5,0 rR rR r CtWES Pm 2) Curva com múltiplos gomos e α < 22,5° (o menor valor entre 1 e 2): 28Tubulações Industriais - Fundamentos VERIFICAÇÃO DE LIMITES DE APLICAÇÃO 2tan 1 DA R +≥ α ‡ 3DUD XVR GDV H[SUHVV}HV DQWHULRUHV D VHJXLQWH UHVWULomR GHYH VHU DWHQGLGD ‡ 2QGH DOpP GDV YDUiYHLV Mi GHILQLGDV ‡ ' 'LkPHWUR H[WHUQR GR WXER ‡ $ HP XQLGDGHV 6, 341
  • 342. 29Tubulações Industriais - Fundamentos DISTÂNCIA MÍNIMA M 6HPSUH TXH D HVSHVVXUD GH SDUHGH GDV FXUYDV HP JRPRV IRU PDLRU TXH D GRV WXERV GHYH VH PDQWHU XPD GLVWkQFLD PtQLPD HQWUH D VROGD GD FXUYD FRP R WXER H D VROGD GR JRPR PDLV SUy[LPR 30Tubulações Industriais - Fundamentos DISTÂNCIA MÍNIMA M 8VDU R PDLRU GRV GRLV YDORUHV Tr ⋅⋅ 25,2 ( )21 rRtanș −⋅RX $ WUDQVLomR GH HVSHVVXUDV p UHDOL]DGD FRQIRUPH $60( % 342
  • 343. 31Tubulações Industriais - Fundamentos EXERCÍCIO 1: CÁLCULO DE ESPESSURA ‡ 'LkPHWUR QRPLQDO ´ ‡ 0DWHULDO $670 $ *U % ‡ 6& PP ‡ &DOFXODU HVSHVVXUD GR WXER UHWR H GH XP WXER FXUYDGR GH UDLR ['1 1,84002 27,31801 P (kgf/cm2)T (oC)Caso 32Tubulações Industriais - Fundamentos ESPESSURAS CALCULADAS PARA O EXEMPLO: &859$ ,175$'26 &859$ (;75$'26 6&+ 78%2 5(72 (VS QRP PP (VS PtQ WRO PP (VS PtQ PP &203 343
  • 344. 33Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ 1RUPDOPHQWH QmR p FDOFXODGR GXUDQWH R SURMHWR VHQGR DGRWDGDV WDEHODV SDGURQL]DGDV ‡ e OLPLWDGR SRU GRLV IDWRUHV ‡ 7HQVmR Pi[LPD GH IOH[mR PHQRU TXH XP YDORU DGPLVVtYHO ‡ )OHFKD Pi[LPD QR PHLR GR YmR ‡ ÈUHDV GH SURFHVVR PP ‡ ³2II VLWH´ PP ‡ &DVR D IOHFKD FDOFXODGD H[FHGD RV OLPLWHV DQWHULRUHV R YmR GHYH VHU GLPLQXtGR SDUD DWHQGHU D HVVDV FRQGLo}HV 34Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ $V FDUJDV DEDL[R GHYHP VHU FRQVLGHUDGDV QHVVH FiOFXOR D FDUJD GLVWULEXtGD 4 VRPD GDV VHJXLQWHV FDUJDV ‡ 3HVR SUySULR GD WXEXODomR FRP WRGRV RV VHXV DFHVVyULRV ‡ 3HVR GR IOXLGR FRQWLGR RX SHVR GD iJXD R TXH IRU PDLRU YHU 1RWD ‡ 3HVR GR LVRODPHQWR WpUPLFR RX GH DOJXP RXWUR UHYHVWLPHQWR LQWHUQR RX H[WHUQR RX GR VLVWHPD GH DTXHFLPHQWR ‡ 3HVR GH RXWUDV WXEXODo}HV SDUDOHODV GH SHTXHQR GLkPHWUR HYHQWXDOPHQWH VXSRUWDGR SHOR WXER E FDUJDV FRQFHQWUDGDV VRPD GDV VHJXLQWHV FDUJDV ‡ 6REUHFDUJD DGLFLRQDO : ‡ 3HVR VRPDGR GH YiOYXODV RXWURV DFHVVyULRV GH WXEXODomR GH GHULYDo}HV QmR VXSRUWDGDV RX RXWURV WXERV DSRLDGRV H[LVWHQWHV QR WUHFKR FRQVLGHUDGR 4 ‡ $ VREUHFDUJD DGLFLRQDO GH : 1 DSOLFDGD QR PHLR GR YmR GHYH VHU FRQVLGHUDGD REULJDWRULDPHQWH HP WRGDV DV WXEXODo}HV GH DoR 344
  • 345. 35Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES 1RWD 3DUD WXEXODo}HV GH JUDQGH GLkPHWUR ´ RX PDLRU GHVWLQDGDV DR WUDQVSRUWH GH JDVHV SRGH QmR VHU FRQVLGHUDGR R SHVR GD iJXD FRQWLGD GHVGH TXH D WXEXODomR QmR VHMD VXEPHWLGD D WHVWH KLGURVWiWLFR RX TXDQGR IRUHP SUHYLVWRV VXSRUWHV DGLFLRQDLV SDUD R PRPHQWR GR WHVWH KLGURVWiWLFR 7RGDYLD GHYH VHU DQDOLVDGD D SRVVLELOLGDGH GH RFRUUrQFLD GH FRQGHQVDGR GXUDQWH D IDVH GH SDUWLGD GD XQLGDGH 36Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ (P WHRULD D GHWHUPLQDomR GR YmR Pi[LPR GHSHQGH GH ‡ 7LSR GH FDUUHJDPHQWR XQLIRUPH RX FRQFHQWUDGR ‡ 7LSR GH DSRLR HQJDVWH VLPSOHV HWF ‡ 1D SUiWLFD FRQVLGHUD VH R FDVR GH XPD YLJD FRQWtQXD VLPSOHVPHQWH DSRLDGD $ WHQVmR Pi[LPD GH IOH[mR VHUi ( )[ ]WQLq Z L Sv +⋅+⋅⋅ ⋅ = 2 10 345
  • 346. 37Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ 2QGH ‡ 6Y WHQVmR Pi[LPD GH IOH[mR 0SD ‡ / YmR HQWUH VXSRUWHV P ‡ T VRPD GDV FDUJDV GLVWULEXtGDV WDLV FRPR SHVR SUySULR GR WXER LVRODPHQWR WpUPLFR H IOXtGR 1 P ‡ 4 VRPD GH FDUJDV FRQFHQWUDGDV FRQVLGHUDGDV QR PHLR GR YmR WDLV FRPR YiOYXOD ILOWURV H GHULYDo}HV 1 ‡ : 6REUHFDUJD DSOLFDGD QR PHLR GR YmR RX 1 ‡ = PRPHQWR UHVLVWHQWH GD VHomR WUDQVYHUVDO FP 38Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ 1HVVH FDVR D IOHFKD Pi[LPD QR PHLR GR YmR p »¼ º «¬ ª ⋅ + + ⋅ ⋅ ⋅ = 43 2400 3 LqWQ IE L δ L Q+W q 346
  • 347. 39Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO ENTRE SUPORTES ‡ ( ‡ 6Y WHQVmR DGPLVVtYHO QD WHPSHUDWXUD GH SURMHWR FRQVLGHUDQGR VRPHQWH R HIHLWR GH SHVR SUySULR 0SD 5HFRPHQGDGR XWLOL]DU 6K Ÿ6K WHQVmR DGPLVVtYHO QD WHPSHUDWXUD GH SURMHWR ‡ δ IOHFKD Pi[LPD PP ‡ ( PyGXOR GH HODVWLFLGDGH GR PDWHULDO QD WHPSHUDWXUD GH SURMHWR 0SD ‡ , PRPHQWR GH LQpUFLD GD VHomR GR WXER FP 40Tubulações Industriais - Fundamentos CÁLCULO DO VÃO MÁXIMO UTILIZADO NAS TABELAS PADRONIZADAS ‡ 6XSRQGR Vy KDYHUHP FDUJDV XQLIRUPHPHQWH GLVWULEXtGDV FRQFHLWR YiOLGR SDUD SRQWHV GH WXEXODomR R YmR Pi[LPR SRGH VHU GHILQLGR FRPR q SZ L vadm⋅⋅ ≤ 10 4 600 q IE L ⋅ ⋅⋅ ≤ δ Critério de resistência mecânica Critério da flecha máxima admissível 347
  • 348. 41Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 1R FiOFXOR GRV YmRV Pi[LPRV FRQIRUPH HTXDo}HV PRVWUDGDV IRL FRQVLGHUDGR R WXER FKHLR G iJXD j WHQVmR DGPLVVtYHO 7 VHQGR D WHQVmR DGPLVVtYHO 7 H R PyGXOR GH HODVWLFLGDGH ( GR DoR FDUERQR $3, / *U % QRV OLPLWHV VXSHULRUHV GDV IDL[DV GH WHPSHUDWXUD DSUHVHQWDGDV QDV WDEHODV ‡ 2 YDORU GD IOHFKD IRL OLPLWDGR HP PP SDUD GHQWUR GDV XQLGDGHV GH SURFHVVR ³RQ VLWH´ H HP PP SDUD IRUD ³RII VLWH´ ‡ $ VREUHHVSHVVXUD GH FRUURVmR DGRWDGD IRL GH PP RX PP FRQIRUPH R FDVR H D WROHUkQFLD GH IDEULFDomR IL[DGD HP “ GD HVSHVVXUD GR WXER ‡ )RUDP FRQVLGHUDGRV RV SHVRV HVSHFtILFRV GH NJI GP SDUD R LVRODPHQWR WpUPLFR VLOLFDWR GH FiOFLR GH NJI GP SDUD R DoR FDUERQR H GH NJI GP SDUD D iJXD ‡ 1mR IRL FRQVLGHUDGD D VREUHFDUJD DGLFLRQDO GH NJI QR FHQWUR GR YmR QHP TXDLVTXHU RXWUDV VREUHFDUJDV ‡ )RUDP DGRWDGDV SDUD R LVRODPHQWR WpUPLFR DV HVSHVVXUDV HFRQ{PLFDV³ TABELA VÃO MÁXIMO 42Tubulações Industriais - Fundamentos TABELA VÃO MÁXIMO 348
  • 349. 43Tubulações Industriais - Fundamentos TABELA VÃO MÁXIMO 44Tubulações Industriais - Fundamentos OBSERVAÇÕES ‡ 2 FiOFXOR GR YmR Pi[LPR HQWUH VXSRUWHV QmR VH DSOLFD jV WXEXODo}HV GH GLkPHWUR PXLWR JUDQGH '1 ! ´ RX GH SDUHGHV ILQDV UHODomR ' H ! SDUD DV TXDLV GHYH VHU YHULILFDGR R SRVVtYHO HIHLWR GH FRODSVR QD UHJLmR HP FRQWDWR FRP RV VXSRUWHV ‡ 3DUD WXEXODo}HV TXH WUDEDOKDP D YiFXR GHYH WDPEpP VHU YHULILFDGR R HIHLWR GH FRODSVR QD UHJLmR GH FRQWDWR FRP RV VXSRUWHV 349
  • 350. 45Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 3DUD WXEXODomR GH JUDQGH H[WHQVmR VXSRUWDGD SRU SyUWLFRV R FiOFXOR GR YmR HQWUH VXSRUWHV GHYH FRQVLGHUDU XP HVWXGR HFRQ{PLFR HQWUH R DXPHQWR GD HVSHVVXUD GD SDUHGH GR WXER H D GLPLQXLomR GR Q~PHUR GH VXSRUWHV OBSERVAÇÕES 46Tubulações Industriais - Fundamentos EXERCÍCIO 2: cálculo de vão máximo ‡ &DOFXODU R YmR Pi[LPR HQWUH VXSRUWHV GH XP WXER GH FRQGXomR GH iJXD VDOJDGD FRP DV VHJXLQWHV FDUDFWHUtVWLFDV GHQWUR GD XQLGDGH GH SURFHVVR ‡ 'LkPHWUR ´ ‡ (VSHVVXUD 6&+ ‡ 0DWHULDO $670 $ *U $ ‡ 5HYHVWLPHQWR LQWHUQR GH FRQFUHWR GH PP GH HVSHVVXUD H SHVR HVSHFtILFR γ 1 GP ‡ 'HQVLGDGH GD iJXD VDOJDGD 350
  • 351. NOÇÕES DE FLEXIBILIDADE Instrutores: 1 Instrutores: Jorivaldo Medeiros Jordana Luiza Veiga Thiago Pereira de Melo Setembro de 2009 DILATAÇÃO TÉRMICA T1Tamb T1 > Tamb Δ L • Δ corresponde a dilatação térmica do tubo aquecido até T1 e livre para dilatar; • Caso a dilatação térmica seja contida ou impedida, no caso de fixação das extremidades do tubo, surgirão tensões de compressão no tubo. 2 351
  • 352. TENSÃO AXIAL (LEI DE HOOKE) ¾ A tensão de compressão correspondente será: σ = E.ε ¾ Onde: y σ : Tensão normal = F/Ay σ : Tensão normal = F/A y E : Módulo de elasticidade do material y ε : Deformação do tubo = Δ/L y Δ : Dilatação térmica linear = α.L, onde α é o coeficiente de expansão térmica linear absoluto y F : Força axial y A : Área da seção reta do tubo 3 RIGIDEZ X FLEXIBILIDADE • A força correspondente será: L AE F Δ⋅⋅ = Δ⋅= KFou 4 • Onde K é o coeficiente de rigidez axial do tubo e seu inverso é o coeficiente de flexibilidade. Ou seja: K = 1/FL 352
  • 353. EXEMPLO 1 • Supondo um tubo de aço carbono ASTM A106 Gr. A, de 8” - SCH 40, com 15 m de comprimento, submetido a 250 °C, teríamos: E 543417 kPσ = E.α = 543417 kPa • Para um limite de escoamento igual a: Sy = 169286 kPa • Os esforços nas ancoragens seriam de: F = σ.A = 2945 kN 5 CONCLUSÕES • Tensão axial muito elevada (maior que o limite de escoamento do material); • Esforços nas ancoragens muito elevados; • Em tese, a tensão axial no tubo e a reação nas ancoragens independem do comprimento • Na realidade, a tubulação sofrerá um arqueamento lateral a partir de um determinado valor de carga, o que pode, dentro de certos limites, aliviar as tensões e reações nas ancoragens, ou, em casos extremos, levar a falha por flambagem. 6 353
  • 354. MEIOS DE CONTROLAR OS EFEITOS DA DILATAÇÃO TÉRMICA • Prover a configuração de um arranjo flexível (flexibilidade própria); • Utilizar elementos deformáveis em posições adequadas, de modo a absorver os i t d id à dil t ã té imovimentos devidos à dilatação térmica (juntas de expansão); • Pré-tensionamento (cold spring), introduzindo esforços a frio que compensem aqueles devidos à dilatação térmica. 7 FLEXIBILIDADE PRÓPRIA | Consiste em prover o sistema de tubulações de meios para absorver as dilatações através de deformações laterais, ou seja, fazer uso da rigidez à flexão que é consideravelmente menor que a axial. 8 Lx Ly 354
  • 355. RIGIDEZ AXIAL X À FLEXÃO • Coeficiente de rigidez axial do tubo de aço carbono do exemplo anterior (ASTM A106 Gr. A, 8” - SCH 40, de comprimento L = 15 m): L AE Kaxial ⋅ = Kaxial = 405228 kN/m 9 L axial • Coeficiente de rigidez à flexão equivalente para uma configuração em ”L”, com Lx = Ly = 15 m: 3 12 L IE K flexão ⋅⋅ = Kflexão = 20,2 kN/m &ůĞdžŝďŝůŝĚĂĚĞ WƌſƉƌŝĂ Ͳ ĐŽŶĐĞŝƚŽƐ ďĄƐŝĐŽƐ | ŵ ŐĞƌĂů͕ ƋƵĂŶƚŽ ŵĂŝƐ ĂĨĂƐƚĂĚŽ ĚĂ ůŝŶŚĂ ƌĞƚĂ ƋƵĞ ƵŶĞ ƐĞƵƐ ƉŽŶƚŽƐ ĞdžƚƌĞŵŽƐ ŵĂŝƐ ĨůĞdžşǀĞů Ġ Ă ƚƵďƵůĂĕĆŽ͖ | hŵĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ ƚƌŝĚŝŵĞŶƐŝŽŶĂů Ġ Ğŵ ŐĞƌĂů ŵĂŝƐ ĨůĞdžşǀĞů ƋƵĞ ƵŵĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ ƉůĂŶĂ ĚĞ ŵĞƐŵŽ ĐŽŵƉƌŝŵĞŶƚŽ ƚŽƚĂů͕ ƉŽŝƐ ĂĐƌĞƐĐĞŶƚĂͲƐĞ Ă ĐŽŶƚƌŝďƵŝĕĆŽ ĚĂ ƌŝŐŝĚĞnj ;ĨůĞdžŝďŝůŝĚĂĚĞͿ ă ƚŽƌĕĆŽ 10 ;ĨůĞdžŝďŝůŝĚĂĚĞͿ ă ƚŽƌĕĆŽ͘ | Ɛ ƌĞĂĕƁĞƐ ŶŽƐ ĞdžƚƌĞŵŽƐ ĐŽƌƌĞƐƉŽŶĚĞŵ ĂŽƐ ĞƐĨŽƌĕŽƐ ŶĞĐĞƐƐĄƌŝŽƐ ƉĂƌĂ ŝŵƉĞĚŝƌ ƋƵĞ ŽƐ ŵĞƐŵŽƐ ƐĞ ŵŽǀŝŵĞŶƚĞŵ ĚĞǀŝĚŽ ă ĚŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ͘ 355
  • 356. TRAÇADOS NÃO RETILÍNEOS 11 Z > y D EdK ^WKEd E K 12 356
  • 357. ANÁLISE DE FLEXIBILIDADE • Cálculo das tensões máximas em uma tubulação; • Cálculo dos deslocamentos máximos em uma tubulação e seus pontos de suportação;suportação; • Cálculo dos esforços em bocais de equipamentos, suportes, guias e restrições aos movimentos; • Análise da adequação do sistema aos limites dos códigos de projeto. 13 ANÁLISE DE FLEXIBILIDADE • Os cálculos (não a análise) são dispensáveis, quando: – O traçado da tubulação é idêntico a um existente, operando com sucesso nas mesmas di õcondições; – Tubulação semelhante a uma existente em condições mais favoráveis; – Tubulações que operem a temperatura ambiente, não expostas ao sol e não sujeitas a limpeza com vapor. 14 357
  • 358. | K ĐſĚŝŐŽ ^D ϯϭ ƉĞƌŵŝƚĞ ƋƵĞ ƐĞũĂŵ ĚŝƐƉĞŶƐĂĚŽƐ ŽƐ ĐĄůĐƵůŽƐ ƉĂƌĂ ŵĂƚĞƌŝĂŝƐ ŵĞƚĄůŝĐŽƐ ĚĞ ďŽĂ ĚƵĐƚŝůŝĚĂĚĞ ĐŽŵ ĂƉĞŶĂƐ ĚŽŝƐ ƉŽŶƚŽƐ ĚĞ ĂŶĐŽƌĂŐĞŵ ŶŽƐ ĞdžƚƌĞŵŽƐ͕ ĂƚĞŶĚŝĚĂ Ă ĞdžƉƌĞƐƐĆŽ͗ E >/^ &> y/ />/ 15 ( ) 3,2082 ≤ − ⋅ UL YD | KŶĚĞ͗ y ͗ ŝąŵĞƚƌŽ ĞdžƚĞƌŶŽ ;ŵŵͿ͖ y z͗ DŽǀŝŵĞŶƚŽ ƌĞƐƵůƚĂŶƚĞ Ă ƐĞƌ ĂďƐŽƌǀŝĚŽ ƉĞůĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ ;ŵŵͿ͖ y >͗ ŽŵƉƌŝŵĞŶƚŽ ƚŽƚĂů ĚĞƐĞŶǀŽůǀŝĚŽ ĚĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ ;ŵͿ͖ E >/^ &> y/ />/ 16 y h͗ ŝƐƚąŶĐŝĂ ĞŶƚƌĞ ŽƐ ƉŽŶƚŽƐ ĞdžƚƌĞŵŽƐ ;ŵͿ | K ĐƌŝƚĠƌŝŽ ŶĆŽ ƐĞ ĂƉůŝĐĂ ăƐ ƚƵďƵůĂĕƁĞƐ ĐŽŶĚƵnjŝŶĚŽ ĨůƵşĚŽƐ ƚſdžŝĐŽƐ ;͞ĐĂƚĞŐŽƌŝĂ D͟Ϳ ŶĞŵ Ğŵ ƐĞƌǀŝĕŽ ĐşĐůŝĐŽ ƐĞǀĞƌŽ͘ 358
  • 359. | DĠƚŽĚŽƐ ĚĞ ĐĄůĐƵůŽ͗ y DĠƚŽĚŽƐ ŐƌĄĨŝĐŽƐ ƐŝŵƉůŝĨŝĐĂĚŽƐ͕ ƋƵĞ ƐĆŽ ƌĞƐƚƌŝƚŽƐ ă ĂůŐƵŵĂƐ ĐŽŶĨŝŐƵƌĂĕƁĞƐ ƉůĂŶĂƐ ;͞>͕͟ ͞h͟ ŽƵ ůŽŽƉ ƐŝŵĠƚƌŝĐŽͿ͖ y DĠƚŽĚŽ ĚĂ ǀŝŐĂ Ğŵ ďĂůĂŶĕŽ ŐƵŝĂĚĂ͕ ĂƉůŝĐĄǀĞů Ă Ĩŝ Ɓ ů ŝ ŝ ď Ě ƚ ŝ Ě E >/^ &> y/ />/ 17 ĐŽŶĨŝŐƵƌĂĕƁĞƐ ƉůĂŶĂƐ ŽƵ ĞƐƉĂĐŝĂŝƐ ƐŽď ĚĞƚĞƌŵŝŶĂĚĂƐ ůŝŵŝƚĂĕƁĞƐ͖ y DĠƚŽĚŽ ĂŶĂůşƚŝĐŽ ŐĞƌĂů͕ ŶĂ ƋƵĂů ƐĆŽ ďĂƐĞĂĚŽƐ ĂůŐƵŶƐ ĚŽƐ ƉƌŽŐƌĂŵĂƐ ĚĞ ĐŽŵƉƵƚĂĚŽƌ ĚŝƐƉŽŶşǀĞŝƐ ŶŽ ŵĞƌĐĂĚŽ͖ y DĠƚŽĚŽ ĚŽƐ ĞůĞŵĞŶƚŽƐ ĨŝŶŝƚŽƐ͕ ŶĂ ƋƵĂů ƐĆŽ ďĂƐĞĂĚŽƐ ŽƐ ƉƌŽŐƌĂŵĂƐ ĚĞ ĐŽŵƉƵƚĂĚŽƌ ŵĂŝƐ ŵŽĚĞƌŶŽƐ͘ D dK K s/' D > E K 'h/ | ƉůŝĐĄǀĞů Ă ĐŽŶĨŝŐƵƌĂĕƁĞƐ ƋƵĞ ĂƚĞŶĚĂŵ ĂƐ ƐĞŐƵŝŶƚĞƐ ĐŽŶĚŝĕƁĞƐ͗ y dŽĚŽƐ ŽƐ ůĂĚŽƐ ƐĞũĂŵ ƌĞƚŽƐ Ğ ƉĂƌĂůĞůŽƐ ăƐ ĚŝƌĞĕƁĞƐ ŽƌƚŽŐŽŶĂŝƐ͖ y ƚƵďƵůĂĕĆŽ ĚĞǀĞ ƚĞƌ Ž ŵĞƐŵŽ ŵĂƚĞƌŝĂů Ğ 18 y ƚƵďƵůĂĕĆŽ ĚĞǀĞ ƚĞƌ Ž ŵĞƐŵŽ ŵĂƚĞƌŝĂů Ğ ƉƌŽƉƌŝĞĚĂĚĞƐ ĚĞ ƐĞĕĆŽ ĂŽ ůŽŶŐŽ ĚĞ ƚŽĚŽ Ž ƚƌĂĕĂĚŽ͖ y K ƐŝƐƚĞŵĂ ĚĞǀĞ ƚĞƌ ĂƉĞŶĂƐ ĚŽŝƐ ƉŽŶƚŽƐ ĚĞ ĨŝdžĂĕĆŽ ŶŽƐ ĞdžƚƌĞŵŽƐ Ğ ŶĞŶŚƵŵĂ ƌĞƐƚƌŝĕĆŽ ŝŶƚĞƌŵĞĚŝĄƌŝĂ͘ 359
  • 360. ,/WMd ^ ^ ^/DW>/&/ KZ ^ | KƐ ůĂĚŽƐ ƐĞ ĚĞĨŽƌŵĂŵ ĐŽŵŽ ǀŝŐĂƐ Ğŵ ďĂůĂŶĕŽ ĐŽŵ ŐƵŝĂƐ ŶĂƐ ĞdžƚƌĞŵŝĚĂĚĞƐ͘ 19 ,/WMd ^ ^ ^/DW>/&/ KZ ^ | ĚŝůĂƚĂĕĆŽ ƚŽƚĂů ŶƵŵĂ ĚĂĚĂ ĚŝƌĞĕĆŽ Ġ ĂďƐŽƌǀŝĚĂ ƉĞůĂ ĨůĞdžĆŽ ĚŽƐ ůĂĚŽƐ ŽƌƚŽŐŽŶĂŝƐ ăƋƵĞůĂ ĚŝƌĞĕĆŽ͖ | ĐŽŶƚƌŝďƵŝĕĆŽ ĚĂ ƚŽƌĕĆŽ ĚŽƐ ĚŝǀĞƌƐŽƐ ƚƌĞĐŚŽƐ ĚĞ ƚƵďƵůĂĕĆŽ ŶĆŽ Ġ ĐŽŶƐŝĚĞƌĂĚĂ͖ | ĚĞĨŽƌŵĂĕĆŽ ;ĨůĞdžĆŽͿ ĚĂƐ ĐƵƌǀĂƐ ŶĆŽ Ġ ĐŽŶƐŝĚĞƌĂĚĂ͖ 20 |K ĂƌƋƵĞĂŵĞŶƚŽ ůĂƚĞƌĂů ŶĆŽ Ġ ĐŽŶƐŝĚĞƌĂĚŽ͖ | ĞƐƐĞ ŵŽĚŽ͕ ŽƐ ƌĞƐƵůƚĂĚŽƐ͕ ƐĆŽ͕ Ğŵ ŐĞƌĂů͕ ĐŽŶƐĞƌǀĂƚŝǀŽƐ͘ WŽƌĠŵ͕ Ă ĐŽŶĐĞŶƚƌĂĕĆŽ ĚĞ ƚĞŶƐƁĞƐ ŶĂƐ ĐƵƌǀĂƐ ŶĆŽ ƉŽĚĞŵ ƐĞƌ ĂǀĂůŝĂĚĂƐ͘ 360
  • 361. KE&/'hZ K D ͞>͟ 21 CONFIGURAÇÃO EM “L” • Como se supõe que não haja deformação angular nas mudanças de direção, a dilatação de um dos lados do “L” corresponde à flexão do lado ortogonal ao primeiro. Ou seja:p j 22IE LP ⋅⋅ ⋅ = 12 3 δ 11 Le⋅=δ • Flecha de uma viga em balanço com a extremidade guiada: 22 Le⋅=δ 361
  • 362. CONFIGURAÇÃO EM “L” • O momento fletor máximo e a tensão de flexão máxima serão: 2 LP M ⋅ = e I DM f ⋅ ⋅ = 2 σ 23 2 I2 | KŶĚĞ͗ y D ͗ ŵŽŵĞŶƚŽ ĨůĞƚŽƌ ŵĄdžŝŵŽ͖ y σĨ ͗ ƚĞŶƐĆŽ ĚĞ ĨůĞdžĆŽ ŵĄdžŝŵĂ͖ y ͗ ĚŝąŵĞƚƌŽ ĞdžƚĞƌŶŽ͘ KE&/'hZ K D ͞>͟ | ŽŵďŝŶĂŶĚŽ ĂƐ ĞdžƉƌĞƐƐƁĞƐ ĂŶƚĞƌŝŽƌĞƐ Ġ ƉŽƐƐşǀĞů ĐĂůĐƵůĂƌ Ă ƚĞŶƐĆŽ ĚĞ ĨůĞdžĆŽ ŵĄdžŝŵĂ Ă ƉĂƌƚŝƌ ĚĂ ĚŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ ĚĞ ĐĂĚĂ ůĂĚŽ͘ ƐƐŝŵ͗ 2 3 DE f δ σ ⋅⋅⋅ = 24 2 L fσ KďƐ͗͘ WĂƌĂ ĐĄůĐƵůŽ ĚĂ ƚĞŶƐĆŽ ƐĞŐƵŶĚŽ ŽƐ ĐſĚŝŐŽƐ ĚĞ ƉƌŽũĞƚŽ͕ Ġ ŶĞĐĞƐƐĄƌŝŽ ĐĂůĐƵůĂƌ Ă ĐŚĂŵĂĚĂ ĂŵƉůŝƚƵĚĞ ĚĞ ƚĞŶƐƁĞƐ ;ƐƚƌĞƐƐ ƌĂŶŐĞͿ͕ ƉĂƌĂ ƚĂů͕ ĚĞǀĞͲƐĞ ƵƚŝůŝnjĂƌ Ž ŵſĚƵůŽ ĚĞ ĞůĂƐƚŝĐŝĚĂĚĞ ă ĨƌŝŽ͘ 362
  • 363. TENSÃO MÁXIMA ADMISSÍVEL ¾ A amplitude de tensão máxima admissível segundo o código ASME B31.3 é: Sa = f.(1,25.Sc + 0,25.Sh) ¾ Onde:¾ Onde: y f : fator de redução da tensão admissível para o número de ciclos previstos (ver gráfico que se segue); y Sc: Tensão admissível do material na temperatura ambiente; y Sh: Tensão admissível do material na temperatura de projeto. 25 FATOR DE CORREÇÃO DA TENSÃO ADMISSÍVEL (f) 26 363
  • 364. Z O ^ E ^ E KZ ' E^ ¾ K ĐſĚŝŐŽ ƉĞƌŵŝƚĞ ƋƵĞ ĂƐ ƌĞĂĕƁĞƐ ŶĂƐ ĞdžƚƌĞŵŝĚĂĚĞƐ ƐĞũĂŵ ĐĂůĐƵůĂĚĂƐ ĐŽŶƐŝĚĞƌĂŶĚŽ Ă ĐŽŶĚŝĕĆŽ ĚĞ ŽƉĞƌĂĕĆŽ͕ ŽƵ ƐĞũĂ͕ ƵƚŝůŝnjĂŶĚŽ Ž ŵſĚƵůŽ ĚĞ ĞůĂƐƚŝĐŝĚĂĚĞ Ă ƋƵĞŶƚĞ͘ I2 27 c hf Z E E D I M ⋅ ⋅⋅ = σ2 2 2 L M R C X ⋅ = 1 2 L M R A Y ⋅ = y DW>K Ϯ | ĂůĐƵůĂƌ ĞƐĨŽƌĕŽƐ Ğ ƚĞŶƐƁĞƐ ŵĄdžŝŵĂƐ ĂƚƵĂŶƚĞƐ ƉĂƌĂ ƵŵĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ Ğŵ ͞>͟ ĐŽŵ ďƌĂĕŽ ŚŽƌŝnjŽŶƚĂů ĚĞ ϯ ŵ Ğ Ƶŵ ǀĞƌƚŝĐĂů ĚĞ ϭϮ ŵ͕ ĚĞ ϲ͟ Ͳ ^ , ϰϬ ĚĞ ĂĕŽ ĐĂƌďŽŶŽ ^dD ϭϬϲ 'ƌ͘ ͕ ƐƵďŵĞƚŝĚŽ ă ƵŵĂ ƚĞŵƉĞƌĂƚƵƌĂ ĚĞ ϯϭϱ Σ ͘ y ŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ ůŝŶĞĂƌ ƵŶŝƚĄƌŝĂ ;ŐƌĄĨŝĐŽ ĚŽ ŝƚĞŵ ϯϬ͕ ƉĄŐ ϵϱͿ͗ Ğ Ϭ ϰ Đŵͬŵ͖ 28 ƉĄŐ͘ ϵϱͿ͗ Ğ с Ϭ͕ϰ Đŵͬŵ͖ y DſĚƵůŽ ĚĞ ĞůĂƐƚŝĐŝĚĂĚĞ ;ŐƌĄĨŝĐŽ ĚŽ ŝƚĞŵ ϯϭ͕ ƉĄŐ͘ ϵϲͿ͗ • Đ с ϭ͕ϴϲdžϭϬϲ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϴϮ͕ϰdžϭϬϲ ŬWĂ Λ dĂŵď • Ś с ϭ͕ϳdžϭϬϲ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϲϲ͕ϳdžϭϬϲ ŬWĂ Λ d с ϯϭϱ Σ ͖ y Ă ƚĂďĞůĂ ĚŽ ŝƚĞŵ ϱ͘ϭ͕ ƉĄŐ͘ ϭϴ͗ / с ϭϭϳϭ͕ϯ Đŵϰ Ğ с ϭϲϴ ŵŵ͖ 364
  • 365. y DW>K Ϯ | dĞŶƐĆŽ ĂĚŵŝƐƐşǀĞů ;ƚĂďĞůĂ ĚŽ ŝƚĞŵ Ϯϵ͘Ϯ͕ ƉĄŐ͘ ϵϬͿ͗ ͻ ^Đ с ϭϭϮϱ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϭϬϯϮϰ͕ϴ ŬWĂ ͻ ^Ś с ϭϬϰϭ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϬϮϬϴϳ͕Ϯ ŬWĂ ͻ ^ с ϭϲϯϰϮϳ͕ϴ ŬWĂ | ŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ͗ ͻ δ Ϭ ϰ ϯ ϭ Ϯ Đŵ ϭϮ ŵŵ 29 ͻ δϭ с Ϭ͕ϰ dž ϯ с ϭ͕Ϯ Đŵ с ϭϮ ŵŵ ͻ δϮ с Ϭ͕ϰ dž ϭϮ с ϰ͕ϴ Đŵ с ϰϴ ŵŵ | dĞŶƐĆŽ ĚĞ ĨůĞdžĆŽ ŵĄdžŝŵĂ͗ ͻ ƌĂĕŽ ŚŽƌŝnjŽŶƚĂů͗ σσσσĨϭ с ϰϵϬϮϵϭ͕Ϯ ŬWĂ ⊗⊗⊗⊗ ͻ ƌĂĕŽ ǀĞƌƚŝĐĂů͗ σĨϮ с ϳϲϲϬ͕ϴ ŬWĂ y DW>K Ϯ | ZĞĂĕƁĞƐ ŶĂƐ ĞdžƚƌĞŵŝĚĂĚĞƐ͗ ͻ D с ϲϮϱϬϬ E͘ŵ ͻ D с ϵϳϲ E͘ŵ ͻ Zy с ϭϲϯ E ͻ Zz с ϰϭϲϲϳ E 30 365
  • 366. KE&/'hZ K D ͞h͟ 31 KE&/'hZ K D ͞h͟ | EĞƐƐĞ ĐĂƐŽ͕ ĂĚŵŝƚĞͲƐĞ ƋƵĞ Ă ĚŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ ĚŽ ďƌĂĕŽ >Ϯ ƐĞũĂ ĚŝƐƚƌŝďƵşĚĂ ƉƌŽƉŽƌĐŝŽŶĂůŵĞŶƚĞ ă ĨůĞdžŝďŝůŝĚĂĚĞ ĚĞ ĐĂĚĂ Ƶŵ ĚŽƐ ďƌĂĕŽƐ >ϭ Ğ >ϯ͘ KƵ ƐĞũĂ͗ 23212 δδδ += 32 3 3 3 1 23 21 L L = δ δ 366
  • 367. KE&/'hZ K D ͞h͟ | ŽŵďŝŶĂŶĚŽ ĂƐ ĞdžƉƌĞƐƐƁĞƐ ŽďƚġŵͲƐĞ͗ 3 3 3 1 3 1 221 LL L Le + ⋅⋅=δ 33 3 3 3 1 3 3 223 LL L Le + ⋅⋅=δ KE&/'hZ K D ͞h͟ | dĞŶƐƁĞƐ ŵĄdžŝŵĂƐ ĂƚƵĂŶƚĞƐ ŶŽƐ ƚƌġƐ ďƌĂĕŽƐ͗ 3 3 3 1 12 1 3 LL LLeDE S c + ⋅⋅⋅⋅⋅ = 34 ( ) 2 2 31 2 3 L LLeDE S c −⋅⋅⋅⋅ = 3 3 3 1 32 3 3 LL LLeDE S c + ⋅⋅⋅⋅⋅ = 367
  • 368. KE&/'hZ K D ͞h͟ | DŽŵĞŶƚŽƐ Ğ ĨŽƌĕĂƐ ĚĞ ƌĞĂĕĆŽ͗ 1.SCMa = 3.SCMd = 2 M 2 M 2 SC 35 1 2 L M R a xa ⋅ = 3 2 L M R d xd ⋅ = c h E E D I C . 20⋅ = Para M em N.m, R em N, I em cm4 2 2.2 L SC Ry ⋅ = D dK K^ KDWhd /KE /^ |DĠƚŽĚŽ ĂŶĂůşƚŝĐŽ ŐĞƌĂů Ġ ĚĞĚƵnjŝĚŽ ĚŽ ƚĞŽƌĞŵĂ ĚĞ ĂƐƚŝŐůŝĂŶŽ͖ |WŽƌ ƐƵĂ ĐŽŵƉůĞdžŝĚĂĚĞ͕ Ġ ŝŶĚŝĐĂĚŽ Ž ƵƐŽ ĚĞ ƉƌŽŐƌĂŵĂƐ ĚĞ ĐŽŵƉƵƚĂĚŽƌ |EĆŽ ƚĞŵ ůŝŵŝƚĞƐ ĚĞ ĂƉůŝĐĂĕĆŽ͕ ƋƵĂŶƚŽ Ă ĐŽŶĨŝŐƵƌĂĕĆŽ ĚŽ ŝ Ě Ě Ě Ġ Ě ůŝ ŝ Ɓ 36 ƐŝƐƚĞŵĂ͕ ĚĞƉĞŶĚĞŶĚŽ ƉŽƌĠŵ ĚĂƐ ůŝŵŝƚĂĕƁĞƐ ĐŽŵƉƵƚĂĐŝŽŶĂŝƐ ĚĞ ĐĂĚĂ ƉƌŽŐƌĂŵĂ͘ 368
  • 369. PROGRAMA EMPRESA AUTOPIPE REBIS CAESAR II COADE CAEPIPE SST D dK K^ KDWhd /KE /^ CAEPIPE SST PIPEPLUS ALGOR SIMFLEX PENG CONSULTANTS TRIFLEX POWER SYSTEMS 37 y DW>K ϯ | ĂůĐƵůĂƌ ĞƐĨŽƌĕŽƐ Ğ ƚĞŶƐƁĞƐ ŵĄdžŝŵĂƐ ĂƚƵĂŶƚĞƐ ƉĂƌĂ ƵŵĂ ƚƵďƵůĂĕĆŽ Ğŵ ͞h͟ ĐŽŵ ďƌĂĕŽ ǀĞƌƚŝĐĂů ĚĞ ϱ ŵ͕ ŚŽƌŝnjŽŶƚĂů ĚĞ ϴ ŵ Ğ ǀĞƌƚŝĐĂů ĚĞ ϯ ŵ͕ ĚĞ ϰ͟ Ͳ ^ , ϰϬ ĚĞ ĂĕŽ ĐĂƌďŽŶŽ ^dD ϭϬϲ 'ƌ͘ ͕ ƐƵďŵĞƚŝĚŽ ă ƵŵĂ ƚĞŵƉĞƌĂƚƵƌĂ ĚĞ ϯϭϱ Σ ͘ DĠƚŽĚŽ ŽŵƉƵƚĂĐŝŽŶĂů dž DĠƚŽĚŽ ĚĂ sŝŐĂ Ğŵ ĂůĂŶĕŽ 'ƵŝĂĚĂ͘ 38 'ƵŝĂĚĂ͘ y ŝůĂƚĂĕĆŽ ƚĠƌŵŝĐĂ ůŝŶĞĂƌ ƵŶŝƚĄƌŝĂ͗ Ğ с ϰ ŵŵͬŵ͖ y DſĚƵůŽ ĚĞ ĞůĂƐƚŝĐŝĚĂĚĞ͗ • Đ с ϭ͕ϴϲdžϭϬϲ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϴϮ͕ϰdžϭϬϲ ŬWĂ Λ dĂŵď • Ś с ϭ͕ϳdžϭϬϲ ŬŐĨͬĐŵϮ с ϭϲϲ͕ϳdžϭϬϲ ŬWĂ Λ d с ϯϭϱ Σ ͖ y Ă ƚĂďĞůĂ ĚŽ ŝƚĞŵ ϱ͘ϭ͕ ƉĄŐ͘ ϭϴ͗ / с ϯϬϬ͕ϵϯ Đŵϰ Ğ с ϭϭϰ ŵŵ͖ 369
  • 370. y DW>K ϯ 39 W>Kd ' D K DK >K 0 3000 800020 30 40 5000 10 40 370
  • 371. W>Kd ' D K^ Z ^h>d K^ 41 W>Kd ' D K^ Z ^h>d K^ 42 371
  • 372. KDW Z K Z ^h>d K^ Variável Unidade Método da Viga em Balanço Guiada Método Computacional S1 kPa 65664 40503 S2 kPa 7798 5888 43 S3 kPa 39398 32314 Mza (N.m) 3168 2134 Mzd (N.m) 1901 1702 Rxa (N) 1267 615 Ry (N) 94 100 | ^/D&> y Ͳ ŚƚƚƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ƉŝƉĞƐƚƌĞƐƐ͘ĐŽŵͬWĂŐĞƐͬW ĚĞŵŽ͘ĂƐƉ | ^ Z // ͲŚƚƚƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ĐŽĂĚĞ͘ĐŽŵͬƉƌŽĚƵĐƚͺĚĞŵŽŐĞŶĞƌŝĐ͘ĂƐƉ͍ǀĂƌĨůĂŐс ^ Z// | W/W Ͳ ŚƚƚƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ƐƐƚƵƐĂ͘ĐŽŵͬƌĞŐŝƐƚĞƌ͘Śƚŵ | dZ/&> y Ͳ ŚƚƚƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ƉŝƉŝŶŐƐŽůƵƚŝŽŶƐ͘ĐŽŵͬƚƌŝĨůĞdžͬĚĞŵŽ͘Śƚŵů SITES PARA DOWNLOAD DE VERSÕES DE AVALIAÇÃO DE SOFTWARES DE FLEXIBILIDADE: 44 372

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