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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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 '( /,*$d®2 (175( 78%26
‡ 2V PHLRV GH OLJDomR VHUYHP SDUD
‡/LJDU DV YDUDV GH WXER HQWUH VL
‡/LJDU WXERV jV YiOYXODV jV FRQH[}HV H
GHPDLV DFHVVyULRV GH WXEXODomR
‡/LJDU WXERV DRV HTXLSDPHQWRV ² WDQTXHV
YDVRV ERPEDV WURFDGRUHV GH FDORU HWF
30
Tubulações Industriais - Fundamentos
0(,26 '( /,*$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
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
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
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
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
‡ $oRV LQR[ H PHWDLV QmR IHUURVRV p UDUR R XVR GH
OLJDV GHYLGR D SDUHGH ILQD GD WXEXODomR
35
Tubulações Industriais - Fundamentos
/,*$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
‡$U FRPSULPLGR
‡ÉJXD
‡&RQGHQVDGR
‡ ,VWR VH GHYH DR IDWR GH D URVFD VHU VHPSUH
XP SRQWR IUDFR HP TXH D UHVLVWrQFLD p
EHP PHQRU GR TXH QR SUySULR WXER
36
Tubulações Industriais - Fundamentos
/,*$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 $60( % QmR ID] TXDOTXHU UHVWULomR DR VHX
XVR VHMD SRU VHUYLoR WHPSHUDWXUD H PDWHULDO
GHVGH TXH FRP SURFHGLPHQWR GH VROGDJHP
TXDOLILFDGR H[FHomR IHUUR IXQGLGR
37
Tubulações Industriais - Fundamentos
/,*$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&$,;(
38
Tubulações Industriais - Fundamentos
/,*$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
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
Tubulações Industriais - Fundamentos
&+$1)52 3$5$ (63(6685$6
'( 3$5('( $&,0$ '( 00
Tubulações Industriais - Fundamentos
/,*$d®2 )/$1*($'$6
‡ 8PD OLJDomR IODQJHDGD p FRPSRVWD GH GRLV
IODQJHV XP MRJR GH SDUDIXVRV RX HVWRMRV
FRP SRUFDV H XPD MXQWD GH YHGDomR
41
Tubulações Industriais - Fundamentos
‡ 6mR XVDGDV HP WXEXODo}HV GH µ RX PDLRUHV HP
FDVRV HVSHFtILFRV
‡ /LJDU WXERV FRP YiOYXODV H HTXLSDPHQWRV
‡ 7XER FRP WXER TXDQGR
‡7XEXODo}HV TXH SRVVXDP UHYHVWLPHQWR
LQWHUQR
‡7XEXODo}HV TXH QHFHVVLWHP VXD GHVPRQWDJHP
SDUD OLPSH]D LQWHUQD GHYLGR D IOXLGRV PXLWR
YLVFRVRV VXMRV RX TXH GHL[HP VHGLPHQWRV RX
LQFUXVWDo}HV
/,*$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
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 '( )/$1*(6
43
Tubulações Industriais - Fundamentos
)$&( '( )/$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
)$&( '( )/$1*(6
44
Tubulações Industriais - Fundamentos
)$&( '( )/$1*(6
Tubulações Industriais - Fundamentos
)$&( '( )/$1*(6
45
Tubulações Industriais - Fundamentos
)$&( '( )/$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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Tubulações Industriais - Fundamentos
&21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '(
7232
9
Tubulações Industriais - Fundamentos
&21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '(
(1&$,;(
10
66
Tubulações Industriais - Fundamentos
&21(;¯(6 )/$1*($'$6
11
Tubulações Industriais - Fundamentos
&21(;¯(6 3217$ ( %2/6$
12
67
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
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
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
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/'$'$6
20
Weldolet – colar para solda de topo
Sockolet – colar para solda de encaixe
Threadolet – colar roscado
71
Tubulações Industriais - Fundamentos
'(5,9$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
Tubulações Industriais - Fundamentos
(;(03/2 '( &21(;¯(6
23
Tubulações Industriais - Fundamentos
3(d$6 ´),*85$ µ ( 5$48(7$
24
73
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
VÁLVULAS (COMPPONENTES)
3
TIPOS DE INST
• Wafer
TALAÇÃO
4
|Flangeada
75
TIPOS DE INSTALAÇÃO
• Lug
- CONTINUAÇÃO
5
• Clamp
TIPOS DE INSTALAÇÃO
• Solda de topo |
- CONTINUAÇÃO
6
|Solda de topo
com tampa de
visita
76
• 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
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
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
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
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
• 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
VÁLVULAS DE RE
• Globo;
• Agulha;
B b l t• Borboleta;
• Diafragma.
EGULAGEM
19
VÁLVULA GLOBO
20
83
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
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
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
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
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
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
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
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
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
VÁLVULA DE RETENÇÃ
AERODINÂM
ÃO COM PERFIL
MICO
39
VÁLVULA DE RETENÇÃO COM PPERFIL AERODINÂMICO
40
93
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
OUTRAS VÁLVULA
- TWO-PORT DIVER
AS ESPECIAIS
RTER VALVES
43
DESCRIÇÃO DE VÁLVULAS
44
95
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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$325
• As principais plantas industriais se utilizam de
vapor para diversos fins, o principal deles geração
de energia elétrica, porém pode ser utilizado ainda
para:
• aquecimento de outros fluídos (em trocadores de
calor e em sistemas de tracejamento a vapor de
tubulações);
• propulsão de fluídos de processo;
• Limpeza;
• controle de disparos de temperatura, entre outros.
• A presença de condensado e gases
incondensáveis (CO2) reduz consideravelmente a
eficiência do vapor. 2
117
Tubulações Industriais - Fundamentos
385*$'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$325
4
118
Tubulações Industriais - Fundamentos
5$=¯(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$325
• Devem ser instalados preferencialmente abaixo
da geratriz inferior do tubo a drenar.
• É recomendável a instalação de um filtro antes
de cada purgador.
• Os purgadores podem ser de descarga livre,
lançando o condensado no sistemas de
drenagem local, ou descarga para a rede de
tubulações, fazendo retornar o condensado a um
reservatório.
6
119
Tubulações Industriais - Fundamentos
,167$/$d®2 '( 385*$'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
Tubulações Industriais - Fundamentos
321726 '( ,167$/$d®2 '(
385*$'25(6
9
Tubulações Industriais - Fundamentos
321726 '( ,167$/$d®2 '(
385*$'25(6
10
121
Tubulações Industriais - Fundamentos
321726 '( ,167$/$d®2 '(
385*$'25(6
11
Tubulações Industriais - Fundamentos
12
)81&,21$0(172
Existem 3 tipos básicos de purgadores (de acordo com a
classificação da ISO 6704:1982):
• Termostáticos - funcionam pela mudança de
temperatura do fluído
• Mecânicos - funcionam pela mudança na
densidade do fluído
• Termodinâmicos - funcionam através da
dinâmica do fluído
122
Tubulações Industriais - Fundamentos
13
Purgador mecânico de bóia
Opera por diferença de densidade entre o vapor e o
condensado.
385*$'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*$'25(6 0(&Ç1,&26
123
Tubulações Industriais - Fundamentos
15
Purgador mecânico de bóia
Desvantagens
• Muitos componentes internos. Dependendo do
range de operação podem ser necessários
diversos ajustes. Manutenção regular.
• Não podem trabalhar com pressões muito elevadas
que tenderiam a achatar a bóia (alguns
fabricantes).
385*$'25(6 0(&Ç1,&26
Tubulações Industriais - Fundamentos
16
Purgador mecânico de panela invertida
385*$'25(6 0(&Ç1,&26
124
Tubulações Industriais - Fundamentos
17
Purgador mecânico de panela invertida
385*$'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*$'25(6 0(&Ç1,&26
Desvantagens
• Devido ao pequeno furo no topo da panela, este
purgador descarrega o ar muito lentamente.
• Precisa ser escorvado para iniciar operação.
• Necessita de muita manutenção
• Caso ocorra uma queda repentina de pressão e o
condensado vaporize, deixando de atuar como selo,
pode haver grande vazamento de vapor.
125
Tubulações Industriais - Fundamentos
19
385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26
Purgador de expansão líquida
Vantagens
• Pode ser ajustado para descartar condensado a
baixas temperaturas.
• Válvula totalmente aberta durante a partida
permitindo a máxima descarga de ar e outros
gases não condensáveis.
126
Tubulações Industriais - Fundamentos
21
385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26
Purgador de expansão balanceada
• É um melhoramento da versão anterior
• Funciona através da expansão de uma cápsula
contendo um líquido com ponto de ebulição inferior
ao da água
• Em condições de partida, devida a baixa
temperatura, fica bem aberta permitindo remoção
do ar que está na linha
127
Tubulações Industriais - Fundamentos
23
385*$'25(6 7(50267É7,&26
Purgador de expansão balanceada
Tubulações Industriais - Fundamentos
24
385*$'25(6 7(50267É7,&26
Purgador de expansão balanceada
Vantagens
• Pequeno e leve.
• Válvula totalmente aberta durante a partida
permitindo a máxima descarga de ar e outros
gases não condensáveis.
• Manutenção pode ser feita sem a remoção do
purgador da linha.
128
Tubulações Industriais - Fundamentos
25
385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26
Purgador de expansão metálica
129
Tubulações Industriais - Fundamentos
27
385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26
130
Tubulações Industriais - Fundamentos
29
Purgador de expansão metálica
Desvantagens
• Não é indicado para instalações onde a retirada do
condensado deva ser contínua.
• Susceptível a entupimento devido a baixa
velocidade de fluxo interna.
• Elemento bimetálico com baixo poder de reação –
bastante vazamento de vapor.
385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26
131
Tubulações Industriais - Fundamentos
31
Purgador termodinâmico de disco
Opera por meio do efeito dinâmico de evaporação do
condensado em certas condições de pressão e
temperatura. O disco que promove a abertura e
fechamento do purgador é a única parte móvel do
sistema.
385*$'25(6
7(502',1Ç0,&26
Tubulações Industriais - Fundamentos
32
Purgador termodinâmico de disco
385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26
132
Tubulações Industriais - Fundamentos
33
385*$'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*$'25(6 7(502',1Ç0,&26
Purgador termodinâmico de disco
Desvantagens
• Não trabalha bem com pequenos diferenciais de
pressão, pois a velocidade do fluxo passando por
baixo do disco não será suficiente para criar a zona de
baixa pressão. Não deve ser usado quando a pressão
de entrada no purgador for inferior a 0.25 bar g ou a
contrapressão de condensado for maior que 80% da
pressão de vapor.
• Não permite descarga contínua.
• Descarga muito barulhenta.
133
Tubulações Industriais - Fundamentos
35
385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26
Purgador termodinâmico de impulso
Tubulações Industriais - Fundamentos
36
385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26
Purgador termodinâmico de impulso
Vantagens
• Razoável capacidade para o seu tamanho.
• Com o mesmo modelo (tamanho) é possível
operar em grande range de pressões.
• Aceita altas pressões e vapor
superaquecido.
134
Tubulações Industriais - Fundamentos
37
385*$'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*$'25(6 7(502',1Ç0,&26
Purgador termodinâmico de labirinto
135
Tubulações Industriais - Fundamentos
39
385*$'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*$'25(6
Fatores que influenciam na seleção:
• Natureza da instalação e finalidade do purgador.
• Pressão e temperatura do vapor na entrada do
purgador; flutuações da pressão e da
temperatura.
• Tipo de descarga do condensado (aberta ou
fechada), pressão e temperatura do condensado
no caso do sistema ser fechado.
• Quantidade de condensado a ser eliminado.
• Necessidade de descarga contínua/rápida.
136
Tubulações Industriais - Fundamentos
41
6(/(d®2 '( 385*$'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*$'25(6
Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles
137
Tubulações Industriais - Fundamentos
43
6(/(d®2 '( 385*$'25(6
Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles
Tubulações Industriais - Fundamentos
44
&É/&8/2 '$ 48$17,'$'( '(
&21'(16$'2
( )Sa QQnQ 5,0+=
1) Purgadores para drenagem de linhas de vapor:
Onde:
Q= quantidade total de condensado.
n=coeficiente de segurança
Qa=quantidade de condensado formado em conseqüência da
perda de calor sofrida pelo vapor para aquecer a tubulação,
na partida.
QS=quantidade de condensado formado em conseqüência das
perdas de calor por irradiação, com a tubulação em
operação normal
138
Tubulações Industriais - Fundamentos
45
&É/&8/2 '$ 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
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
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
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
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,&$6
Qualitativos:
• A utilização adequada dos recursos
(equipamentos, materiais e mão-de-obra).
• A uniformização da produção.
• A facilitação do treinamento da mão-de-obra,
melhorando seu nível técnico.
• A possibilidade de registro do conhecimento
tecnológico.
• Melhorar o processo de contratação e venda
de tecnologia.
143
Tubulações Industriais - Fundamentos
7
Quantitativos:
• Redução do consumo de materiais e do
desperdício.
• Padronização de equipamentos e componentes.
• Redução da variedade de produtos (melhorar).
• Fornecimento de procedimentos para cálculos e
projetos.
• Aumento de produtividade.
• Melhoria da qualidade.
• Controle de processos.
%(1()Ì&,26 '$ 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
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
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
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
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
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
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
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
$60( &2'( )25 35(6685(
3,3,1* % +,67Ð5,&2
151
Tubulações Industriais - Fundamentos 23
&Ð',*26 '( 78%8/$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
$60( %
Seção Publicação Título
B31.9 1996 Building Services Piping
B31.11 2002
Slurry Transportation Piping
Systems
B31.G 1991
Manual for Determining the
Remaining Strenght of Corroded
Pipeline: A Supplement to ASME
B31 Code for Presssure Piping
24
152
Tubulações Industriais - Fundamentos
% &21',d¯(6 *(5$,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
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
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
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
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
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 $16, FRP R REMHWLYR GH
XQLILFDU H SRVWHULRUPHQWH GHVHQYROYHU
QRUPDV DPHULFDQDV GH IODQJHV FRQH[}HV
YiOYXODV H MXQWDV GH YHGDomR
36
158
Tubulações Industriais - Fundamentos
&20,7È % ² &21',d¯(6
*(5$,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
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
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
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17 06-2011 17-53-tubulacoes_industriais_-_fundamentos

  • 1.
  • 2. 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
  • 3. 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
  • 4. 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
  • 5. 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
  • 6. 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
  • 7. 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
  • 8. 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
  • 9. 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
  • 10. 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
  • 11. 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
  • 12. 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
  • 13. 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
  • 14. 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
  • 15. 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
  • 16. 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
  • 17. 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
  • 18. 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
  • 19. 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
  • 20. 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
  • 21. 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
  • 22. 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
  • 23. 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
  • 24. 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
  • 25. 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
  • 26. 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
  • 27. 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
  • 28. 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
  • 29. 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
  • 30. 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
  • 31. 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 '( /,*$d®2 (175( 78%26 ‡ 2V PHLRV GH OLJDomR VHUYHP SDUD ‡/LJDU DV YDUDV GH WXER HQWUH VL ‡/LJDU WXERV jV YiOYXODV jV FRQH[}HV H GHPDLV DFHVVyULRV GH WXEXODomR ‡/LJDU WXERV DRV HTXLSDPHQWRV ² WDQTXHV YDVRV ERPEDV WURFDGRUHV GH FDORU HWF 30
  • 32. Tubulações Industriais - Fundamentos 0(,26 '( /,*$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
  • 33. 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
  • 34. 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
  • 35. 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
  • 36. 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 ‡ $oRV LQR[ H PHWDLV QmR IHUURVRV p UDUR R XVR GH OLJDV GHYLGR D SDUHGH ILQD GD WXEXODomR 35
  • 37. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$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 ‡$U FRPSULPLGR ‡ÉJXD ‡&RQGHQVDGR ‡ ,VWR VH GHYH DR IDWR GH D URVFD VHU VHPSUH XP SRQWR IUDFR HP TXH D UHVLVWrQFLD p EHP PHQRU GR TXH QR SUySULR WXER 36
  • 38. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$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 $60( % QmR ID] TXDOTXHU UHVWULomR DR VHX XVR VHMD SRU VHUYLoR WHPSHUDWXUD H PDWHULDO GHVGH TXH FRP SURFHGLPHQWR GH VROGDJHP TXDOLILFDGR H[FHomR IHUUR IXQGLGR 37
  • 39. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$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&$,;( 38
  • 40. Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$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
  • 41. 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
  • 42. Tubulações Industriais - Fundamentos &+$1)52 3$5$ (63(6685$6 '( 3$5('( $&,0$ '( 00 Tubulações Industriais - Fundamentos /,*$d®2 )/$1*($'$6 ‡ 8PD OLJDomR IODQJHDGD p FRPSRVWD GH GRLV IODQJHV XP MRJR GH SDUDIXVRV RX HVWRMRV FRP SRUFDV H XPD MXQWD GH YHGDomR 41
  • 43. Tubulações Industriais - Fundamentos ‡ 6mR XVDGDV HP WXEXODo}HV GH µ RX PDLRUHV HP FDVRV HVSHFtILFRV ‡ /LJDU WXERV FRP YiOYXODV H HTXLSDPHQWRV ‡ 7XER FRP WXER TXDQGR ‡7XEXODo}HV TXH SRVVXDP UHYHVWLPHQWR LQWHUQR ‡7XEXODo}HV TXH QHFHVVLWHP VXD GHVPRQWDJHP SDUD OLPSH]D LQWHUQD GHYLGR D IOXLGRV PXLWR YLVFRVRV VXMRV RX TXH GHL[HP VHGLPHQWRV RX LQFUXVWDo}HV /,*$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
  • 44. 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 '( )/$1*(6 43
  • 45. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$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 )$&( '( )/$1*(6 44
  • 46. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$1*(6 45
  • 47. Tubulações Industriais - Fundamentos )$&( '( )/$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
  • 48. 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
  • 49. 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
  • 50. 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
  • 51. 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
  • 52. 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
  • 53. 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
  • 54. 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
  • 55. 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
  • 56. 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
  • 57. 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
  • 58. 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
  • 59. 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
  • 60. 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
  • 61. 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
  • 62. 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
  • 63. 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
  • 64. 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
  • 65. 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
  • 66. 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
  • 67. Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '( 7232 9 Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3$5$ 62/'$ '( (1&$,;( 10 66
  • 68. Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 )/$1*($'$6 11 Tubulações Industriais - Fundamentos &21(;¯(6 3217$ ( %2/6$ 12 67
  • 69. 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
  • 70. 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
  • 71. 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
  • 72. 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/'$'$6 20 Weldolet – colar para solda de topo Sockolet – colar para solda de encaixe Threadolet – colar roscado 71
  • 73. Tubulações Industriais - Fundamentos '(5,9$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
  • 74. Tubulações Industriais - Fundamentos (;(03/2 '( &21(;¯(6 23 Tubulações Industriais - Fundamentos 3(d$6 ´),*85$ µ ( 5$48(7$ 24 73
  • 75. 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
  • 76. VÁLVULAS (COMPPONENTES) 3 TIPOS DE INST • Wafer TALAÇÃO 4 |Flangeada 75
  • 77. TIPOS DE INSTALAÇÃO • Lug - CONTINUAÇÃO 5 • Clamp TIPOS DE INSTALAÇÃO • Solda de topo | - CONTINUAÇÃO 6 |Solda de topo com tampa de visita 76
  • 78. • 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
  • 79. 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
  • 80. 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
  • 81. 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
  • 82. 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
  • 83. • 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
  • 84. VÁLVULAS DE RE • Globo; • Agulha; B b l t• Borboleta; • Diafragma. EGULAGEM 19 VÁLVULA GLOBO 20 83
  • 85. 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
  • 86. 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
  • 87. 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
  • 88. 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
  • 89. 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
  • 90. 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
  • 91. 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
  • 92. 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
  • 93. 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
  • 94. VÁLVULA DE RETENÇÃ AERODINÂM ÃO COM PERFIL MICO 39 VÁLVULA DE RETENÇÃO COM PPERFIL AERODINÂMICO 40 93
  • 95. 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
  • 96. OUTRAS VÁLVULA - TWO-PORT DIVER AS ESPECIAIS RTER VALVES 43 DESCRIÇÃO DE VÁLVULAS 44 95
  • 97. 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
  • 98. 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
  • 99. 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
  • 100. 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
  • 101. 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
  • 102. 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
  • 103. 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
  • 104. 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
  • 105. 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
  • 106. 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
  • 107. 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
  • 108. 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
  • 109. 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
  • 110. 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
  • 111. 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
  • 112. 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
  • 113. 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
  • 114. 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
  • 115. 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
  • 116. 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
  • 117. 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
  • 118. 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$325 • As principais plantas industriais se utilizam de vapor para diversos fins, o principal deles geração de energia elétrica, porém pode ser utilizado ainda para: • aquecimento de outros fluídos (em trocadores de calor e em sistemas de tracejamento a vapor de tubulações); • propulsão de fluídos de processo; • Limpeza; • controle de disparos de temperatura, entre outros. • A presença de condensado e gases incondensáveis (CO2) reduz consideravelmente a eficiência do vapor. 2 117
  • 119. Tubulações Industriais - Fundamentos 385*$'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$325 4 118
  • 120. Tubulações Industriais - Fundamentos 5$=¯(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$325 • Devem ser instalados preferencialmente abaixo da geratriz inferior do tubo a drenar. • É recomendável a instalação de um filtro antes de cada purgador. • Os purgadores podem ser de descarga livre, lançando o condensado no sistemas de drenagem local, ou descarga para a rede de tubulações, fazendo retornar o condensado a um reservatório. 6 119
  • 121. Tubulações Industriais - Fundamentos ,167$/$d®2 '( 385*$'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
  • 122. Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 9 Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 10 121
  • 123. Tubulações Industriais - Fundamentos 321726 '( ,167$/$d®2 '( 385*$'25(6 11 Tubulações Industriais - Fundamentos 12 )81&,21$0(172 Existem 3 tipos básicos de purgadores (de acordo com a classificação da ISO 6704:1982): • Termostáticos - funcionam pela mudança de temperatura do fluído • Mecânicos - funcionam pela mudança na densidade do fluído • Termodinâmicos - funcionam através da dinâmica do fluído 122
  • 124. Tubulações Industriais - Fundamentos 13 Purgador mecânico de bóia Opera por diferença de densidade entre o vapor e o condensado. 385*$'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*$'25(6 0(&Ç1,&26 123
  • 125. Tubulações Industriais - Fundamentos 15 Purgador mecânico de bóia Desvantagens • Muitos componentes internos. Dependendo do range de operação podem ser necessários diversos ajustes. Manutenção regular. • Não podem trabalhar com pressões muito elevadas que tenderiam a achatar a bóia (alguns fabricantes). 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 16 Purgador mecânico de panela invertida 385*$'25(6 0(&Ç1,&26 124
  • 126. Tubulações Industriais - Fundamentos 17 Purgador mecânico de panela invertida 385*$'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*$'25(6 0(&Ç1,&26 Desvantagens • Devido ao pequeno furo no topo da panela, este purgador descarrega o ar muito lentamente. • Precisa ser escorvado para iniciar operação. • Necessita de muita manutenção • Caso ocorra uma queda repentina de pressão e o condensado vaporize, deixando de atuar como selo, pode haver grande vazamento de vapor. 125
  • 127. Tubulações Industriais - Fundamentos 19 385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão líquida Vantagens • Pode ser ajustado para descartar condensado a baixas temperaturas. • Válvula totalmente aberta durante a partida permitindo a máxima descarga de ar e outros gases não condensáveis. 126
  • 128. Tubulações Industriais - Fundamentos 21 385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada • É um melhoramento da versão anterior • Funciona através da expansão de uma cápsula contendo um líquido com ponto de ebulição inferior ao da água • Em condições de partida, devida a baixa temperatura, fica bem aberta permitindo remoção do ar que está na linha 127
  • 129. Tubulações Industriais - Fundamentos 23 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada Tubulações Industriais - Fundamentos 24 385*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão balanceada Vantagens • Pequeno e leve. • Válvula totalmente aberta durante a partida permitindo a máxima descarga de ar e outros gases não condensáveis. • Manutenção pode ser feita sem a remoção do purgador da linha. 128
  • 130. Tubulações Industriais - Fundamentos 25 385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26 Purgador de expansão metálica 129
  • 131. Tubulações Industriais - Fundamentos 27 385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26 130
  • 132. Tubulações Industriais - Fundamentos 29 Purgador de expansão metálica Desvantagens • Não é indicado para instalações onde a retirada do condensado deva ser contínua. • Susceptível a entupimento devido a baixa velocidade de fluxo interna. • Elemento bimetálico com baixo poder de reação – bastante vazamento de vapor. 385*$'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*$'25(6 7(50267É7,&26 131
  • 133. Tubulações Industriais - Fundamentos 31 Purgador termodinâmico de disco Opera por meio do efeito dinâmico de evaporação do condensado em certas condições de pressão e temperatura. O disco que promove a abertura e fechamento do purgador é a única parte móvel do sistema. 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Tubulações Industriais - Fundamentos 32 Purgador termodinâmico de disco 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 132
  • 134. Tubulações Industriais - Fundamentos 33 385*$'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*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de disco Desvantagens • Não trabalha bem com pequenos diferenciais de pressão, pois a velocidade do fluxo passando por baixo do disco não será suficiente para criar a zona de baixa pressão. Não deve ser usado quando a pressão de entrada no purgador for inferior a 0.25 bar g ou a contrapressão de condensado for maior que 80% da pressão de vapor. • Não permite descarga contínua. • Descarga muito barulhenta. 133
  • 135. Tubulações Industriais - Fundamentos 35 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de impulso Tubulações Industriais - Fundamentos 36 385*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de impulso Vantagens • Razoável capacidade para o seu tamanho. • Com o mesmo modelo (tamanho) é possível operar em grande range de pressões. • Aceita altas pressões e vapor superaquecido. 134
  • 136. Tubulações Industriais - Fundamentos 37 385*$'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*$'25(6 7(502',1Ç0,&26 Purgador termodinâmico de labirinto 135
  • 137. Tubulações Industriais - Fundamentos 39 385*$'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*$'25(6 Fatores que influenciam na seleção: • Natureza da instalação e finalidade do purgador. • Pressão e temperatura do vapor na entrada do purgador; flutuações da pressão e da temperatura. • Tipo de descarga do condensado (aberta ou fechada), pressão e temperatura do condensado no caso do sistema ser fechado. • Quantidade de condensado a ser eliminado. • Necessidade de descarga contínua/rápida. 136
  • 138. Tubulações Industriais - Fundamentos 41 6(/(d®2 '( 385*$'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*$'25(6 Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles 137
  • 139. Tubulações Industriais - Fundamentos 43 6(/(d®2 '( 385*$'25(6 Fonte: Tubulações Industriais – Materiais, Projeto, Montagem – Pedro C. Silva Telles Tubulações Industriais - Fundamentos 44 &É/&8/2 '$ 48$17,'$'( '( &21'(16$'2 ( )Sa QQnQ 5,0+= 1) Purgadores para drenagem de linhas de vapor: Onde: Q= quantidade total de condensado. n=coeficiente de segurança Qa=quantidade de condensado formado em conseqüência da perda de calor sofrida pelo vapor para aquecer a tubulação, na partida. QS=quantidade de condensado formado em conseqüência das perdas de calor por irradiação, com a tubulação em operação normal 138
  • 140. Tubulações Industriais - Fundamentos 45 &É/&8/2 '$ 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
  • 141. 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
  • 142. 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
  • 143. 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
  • 144. 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,&$6 Qualitativos: • A utilização adequada dos recursos (equipamentos, materiais e mão-de-obra). • A uniformização da produção. • A facilitação do treinamento da mão-de-obra, melhorando seu nível técnico. • A possibilidade de registro do conhecimento tecnológico. • Melhorar o processo de contratação e venda de tecnologia. 143
  • 145. Tubulações Industriais - Fundamentos 7 Quantitativos: • Redução do consumo de materiais e do desperdício. • Padronização de equipamentos e componentes. • Redução da variedade de produtos (melhorar). • Fornecimento de procedimentos para cálculos e projetos. • Aumento de produtividade. • Melhoria da qualidade. • Controle de processos. %(1()Ì&,26 '$ 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
  • 146. 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
  • 147. 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
  • 148. 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
  • 149. 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
  • 150. 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
  • 151. 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
  • 152. 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 $60( &2'( )25 35(6685( 3,3,1* % +,67Ð5,&2 151
  • 153. Tubulações Industriais - Fundamentos 23 &Ð',*26 '( 78%8/$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 $60( % Seção Publicação Título B31.9 1996 Building Services Piping B31.11 2002 Slurry Transportation Piping Systems B31.G 1991 Manual for Determining the Remaining Strenght of Corroded Pipeline: A Supplement to ASME B31 Code for Presssure Piping 24 152
  • 154. Tubulações Industriais - Fundamentos % &21',d¯(6 *(5$,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
  • 155. 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
  • 156. 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
  • 157. 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
  • 158. 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
  • 159. 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 $16, FRP R REMHWLYR GH XQLILFDU H SRVWHULRUPHQWH GHVHQYROYHU QRUPDV DPHULFDQDV GH IODQJHV FRQH[}HV YiOYXODV H MXQWDV GH YHGDomR 36 158
  • 160. Tubulações Industriais - Fundamentos &20,7È % ² &21',d¯(6 *(5$,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
  • 161. 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
  • 162. 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