50988457 material de estudo petrobras 2011

8/2/2019 50988457 Material de Estudo Petrobras 2011

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TCNICO(A) DE MANUTENO JNIOR -

CALDEIRARIA

Desenho tcnico. Sistemas da qualidade.Organizao do trabalho e normas tcnicas.

Tubulaes e Acessrios; - Equipamentos

Estticos

Vasos de Presso, Fornos, Caldeiras, Tanques,

Trocadores de Calor. Soldagem. Metalurgia,metalografia e tratamentos trmicos. Ensaios

de materiais. Resistncia dos materiais.

Metrologia. Tecnologia Mecnica. Materiais de

construo mecnica. Ajustagem e controle

geomtrico. Segurana do trabalho.


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Equipamentos EstticosSumrio1 TUBULAES ACESSRIOS/LIGAES . 7 1.1Tubulaes . 7 1.2 Classificao dos Tubos . 7 1.3 Uso dos

Principais Tipos de Tubos . 7 1.3.1 Tubos de Ao Carbono .7 1.3.2 Tubos de Ao-Liga e Ao Inoxidvel . 7 1.3.3 Tubosde Materiais Metlicos no Ferrosos . 7 1.4 DimetrosComerciais . 7 1.5 Espessuras de Paredes dos Tubos . 71.6 Acessrios/ligaes . 8 1.6.1 Acessrios de Tubulaes. 8 1.6.2 Ligaes de Tubulaes . 9 1.6.3 IsolamentoTrmico de Tubulaes . 10 2 VLVULAS . 11 2.1Definio . 11 2.1.1 Classificao e Principais Tipos deVlvulas . 11 2.1.2 Vlvulas que permitem o fluxo em

apenas uma direo . 11 2.1.3 Vlvulas que controlam apresso a montante ou Vlvulas de segurana, alvio econtra presso . 11 2.1.4 Vlvulas que controlam a pressoa jusante ou Vlvulas redutoras e reguladoras de presso .11 2.2 Principais Componentes das Vlvulas . 11 2.2.1Corpo de Vlvula . 11 2.2.2 Castelo . 12 2.2.3 MecanismosInternos e Gavetas . 13 2.2.4 Meios de Operao deVlvulas . 13 2.3 Detalhes Particulares de cada Tipo eVlvulas . 14 2.3.1 Detalhes Particulares de cada Tipo e

Vlvulas . 14 2.3.1 Vlvula de Gaveta . 14 2.3.2 VlvulaMacho . 15 2.3.3 Vlvula Globo . 16 2.3.4 Vlvulas deControle . 17 2.3.5 Vlvula Borboleta . 17 2.3.6 Vlvulas deDiafragma . 18 2.3.7 Vlvulas de reteno . 18 2.3.8Vlvulas de Segurana e de Alvio . 19 3 PURGADORES .20 3.1 Introduo . 20 3.1.1 Remoo do Condensado . 203.2 Tipos . 20 3.2.1 Purgador de Bia . 20 3.2.2 Purgadorde Panela Invertida . 21 3.2.3 Purgador Termosttico deFole . 21 3.2.4 Purgador Termodinmico . 21 3.3 Tabela

Comparativa para Purgadores . 22 3.4 Outros DispositivosSeparadores . 23 3.5 Filtros para Tubulaes . 23 3.5.1Filtros Provisrios e Permanentes . 24 4 PERMUTADORESDE CALOR . 25 4.1 Introduo . 25 4.2 Descrio Geral .26 4.2.1 Permutador de Espelhos Fixos . 26 4.2.2Permutador de tampa flutuante . 28 4.2.3 Permutador deTubos em U . 28 4.3 Materiais Usados em Permutadores


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de Calor . 28 4.4 Escolha do Fluido . 29 4.5 Instrumentaodo Permutador de Calor . 29 4.6 Operao . 29 4.6.1Normas de Operao . 29 4.6.2 Causas de Perda deEficincia . 30 4.7 Manuteno . 30 4.7.1 Limpeza . 30

4.7.2 Testes de Presso . 30 4. 8 Componentes dosTrocadores . 31 4.8.1 Componentes . 31 5 TANQUES . 325.1 Finalidade . 32 5.2 Classificao quanto funo . 325.2.1 Tanques de Armazenamento . 32 5.2.2 Tanques deResduo . 32 5.2.3 Tanques de Mistura . 32 5.3Classificao quanto ao tipo de teto . 32 5.3.1 Tanques deTeto Fixo . 32 5.3.2 Tanques de Teto Flutuante . 32 5.4 Acessrios . 33 5.4.1 Respirao . 33 5.4.2 Vlvula dePresso e Vcuo . 33 5.4.3 Agitador . 33 5.4.4 Sistema de

Aquecimento . 33 5.4.5 Isolamento Trmico . 33 5.4.6Sistema de Medio . 33 5.5 Diques . 33 6 TORRES . 346.1 Finalidades . 34 6.2 Tipos . 34 6.2.1 Torre de Bandejas. 34 6.2.2 Bandejas com Borbulhadores . 35 6.2.3 BandejasValvuladas . 35 6.2.4 Bandejas Perfuradas . 35 6.2.5Bandejas Gradeadas . 36 6.2.6 Panelas . 36 6.3 TorresRecheadas . 36 6.3.1 Recheios . 37 6.3.2 Suporte deRecheio . 37 7 FORNOS . 38 7.1 Utilizao (dos fornos nasplantas de processo de petrleo) . 38 7.2 Caractersticas

gerais dos fornos . 38 7.3 Classificao geral dos fornos .38 7.3.1 Quanto utilizao . 38 7.4 Fornos Reatores . 397.4.1 Reformadores para unidades de hidrognio e amnia. 39 7.4.2 Fornos de pirlise . 39 7.4.3 Quanto ao aspectoconstrutivo . 39 7.4.4 Cilindro vertical em seo deconveco . 39 7.4.5 Cilndrico vertical com seo deconveco horizontal . 40 7.4.6 Tipo de cabine com tuboshorizontais . 40 7.4.7 Tipo Caixa com cmara deCombusto Independente . 40 7.4.8 Tipo Caixa com

Queimadores nas Paredes . 41 7.4.9 Tipo Cabine com Altar. 41 7.5 Estrutura e carcaa metlica . 41 7.6 Refratrios .41 7.7 Tubos . 42 7.7.1 Tubos de radiao . 42 7.7.2 Tubosde Conveco . 42 7.8 Curvas e cabeote de retorno . 427.9 Suportes dos tubos . 42 7.10 Queimadores . 42 7.11Chamin e abafadores . 43 7.12 Sopradores de fuligem /ramonadores . 43 8 CALDEIRAS . 44 8.1 Consideraes


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gerais . 44 8.2 Classificao das caldeiras . 44 8.2.1Caldeiras Flamotubulares . 44 8.2.2 CaldeirasAquotubulares . 45 8.2.3 Classificao quanto tiragem .45 8.2.4 Classificao quanto circulao . 45 8.3

Elementos principais de uma caldeira . 45 8.3.1 Tubulo devapor . 45 8.3.2 Tubulo de gua . 46 8.3.3 Feixeconvectivo . 46 8.4 Paredes de gua . 46 8.5Superaquecedores . 46 8.5.1 Generalidades . 46 8.5.2Tipos . 46 8.5.3 Fatores de influncia operacional . 47 8.6Pr-aquecedores . 47 8.6.1 Generalidades . 47 8.6.2Classificao . 47 8.6.3 Corroso . 47 8.7 Economizadores. 47 8.8 Queimador . 48 8.8.1 Queimador . 48 8.8.2Distribuidor de ar . 48 8.8.3 Queimador de leo combustvel

. 48 8.9 Ramonador (ou soprador de fuligem) . 48 8.10Internos do Tubulo . 49 8.10.1 Separadores de vapor . 498.10.2 Ciclones . 49 8.11 Vlvulas . 49 8.11.1 Vlvulas deBloqueio . 49 8.11.2 Vlvula de Reteno . 49 8.11.3Vlvulas de Controle . 49 8.11.4 Vlvulas de Segurana .49 8.11.5 Vlvulas de purga de superfcie . 49 8.11.6Vlvulas de purga de fundo . 50 8.11.7 Vlvulas de vent .50 8.12 Termos usuais em trabalhos de caldeiras . 506

Equipamentos EstticosTubulaes Acessrios/Ligaes1.1 TubulaesTubulaes so condutos fechados destinados aotransporte de fluidos. As tubulaes so constitudas detubos de tamanhos padronizados, colocados em srie.Usam-se tubulaes para o transporte de todos os fluidos,materiais pastosos, lquidos e gasosos. Na prtica, sochamados de tubos, somente os condutos rgidos. Os

condutos flexveis recebem a denominao de tubosflexveis, mangueiras ou mangotes.11.3.2 Tubos de Ao-Liga e Ao InoxidvelSo usados para servios especiais tais como fluidoscorrosivos, fluidos altas temperaturas, etc. Os elementos


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de liga mais usados so: Cr e Mo, para altas temperaturase Ni para baixas temperaturas.1.3.3 Tubos de Materiais Metlicos no FerrososSo usados geralmente para fins especficos, que

envolvem pequenos dimetros (ar de instrumento, tubos depermutador, entre outros).1.2 Classificao dos TubosOs tubos podem ser classificados em metlicos ou nometlicos. a) Tubos Metlicos Ferrosos: Ao Carbono; AoLiga ( base de Cr, Mo Ni, Si); Ao inoxidvel; FerroFundido; Ferro Forjado. b) Tubos Metlicos no Ferrosos:Cobre e ligas de cobre (lato, bronze); Alumnio; Chumbo;Nquel; Outros metais; etc. c) Tubos No Metlicos:

Cimento-amianto; PVC; Borracha; Concreto; Vidro;Plstico; etc.1.4 Dimetros ComerciaisOs tubos so identificados por um nmero chamadodimetro nominal (DN). A unidade a polegada (smbolo:"). Uma polegada equivale a 2,54 cm. De DN 1/8" at 12",esse valor no corresponde a nenhuma dimenso fsicados tubos; e de DN 14" a 36" o dimetro nominal coincidecom o dimetro externo (D. Ext.) dos tubos. Assim, o valor

fixo dos tubos de 1/8" a 12" o dimetro externo, sempremaior que o dimetro nominal. Exemplo: DN 4" DN 8"D. Ext. = 4,5" D. Ext. = 8,6"Acima de 30", os tubos so padronizados, fabricados comcostura, sob encomenda.1.5 Espessuras de Paredes dos TubosPara cada um dos dimetros nominais, fabricam-se tuboscom diversas espessuras de parede. Esta espessura padronizada e recebe o nome de Schedule (Sch). Quanto

mais alto o Sch, maior ser a espessura da parede do tubo.7 Exemplo:DN 8" DN 8"D. Ext. = 8,6" Sch 40 = 0,32" D. Ext. = 8,6" Sch 80 = 0,5"1.3 Uso dos Principais Tipos de Tubos1.3.1 Tubos de Ao Carbono


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Representam a maior parte das tubulaes utilizadas narefinaria. So usados para transferir hidrocarbonetos,vapor, gua, gases, etc. Suas limitaes so, no que dizrespeito, a produtos qumicos corrosivos e ao fator

temperatura.Equipamentos EstticosConcluso do exemplo: como o D. Ext. fixo (8,6") paraum mesmo DN (8"), ento ao aumentarmos o n. deschedule a espessura de pare de aumenta econseqentemente o dimetro interno diminui. (.1).Sch. D. Ext. D. Int.Curva 90Curva 90 com p

Curva 45.2 Acessrios flangelados..1 Espessura de parede de tubos.Existem tubos para outras finalidades que nosimplesmente o transporte de fluidos. So os tubos usadosem permutadores, fornos, caldeiras, etc, que servemtambm para aumentar a rea de troca de calor. Exigem,na maioria dos casos especificaes especiais. Para essestubos, o dimetro externo corresponde ao dimetro nominal

(DN), e a espessura de parede que varia grandemente, designada pela prpria medida de espessura em mm,dcimo de polegada, entre outras unidades. Exemplo: TuboDN 3/4" Tubo DN 2"Curva 90 Raio LongoCurva 45.3 Acessrios para solda do topo.Cruzeta .4 Acessrios flangelados.T

D. Ext. = 3,4" D. Ext. = 2"Sela T1.6 Acessrios/ligaes1.6.1 Acessrios de TubulaesOs acessrios de tubulaes so os meios utilizados paraconectar tubos, vlvulas, outros acessrios eequipamentos. Alm de ligar, os acessrios servem


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tambm para mudar a direo, variar o dimetro datubulao, fazer derivaes, interromper ligaes, etc. Osacessrios podem ser soldados, rosqueados ouflangelados. Classificam-se conforme sua funo nas

tubulaes: a) Para mudar a direo em tubos, usa-se: (.2e 1.3) Curvas de raio longo: 45, 90; Curvas de raio curto:45, 90; Joelhos de 45 e 90. b) Para derivao em tubos:(.4 e 1.5) T normal; Selas; Cruzetas. c) Para variar odimetro em tubos: (.6 e 1.7) Reduo concntrica;Reduo excntrica. 8 d) Para ligaes de tubos entre si:(.8 e 1.9) Luvas; Unies; Flanges..5 Acessrios para solda do topo.Reduo .6 Acessrio flangelado.

Reduo ConcntricaReduo Excntrica.7 Acessrios para solda do topo.Solda Luva soldadaLuva rosqueada Tubo.8 Ligaes rosqueadas e ligaes soldadas.Equipamentos Estticos Tubo Tubo Unio soldada PorcaUnio rosqueada Porca Soldaf) Para isolar trechos de tubulaes e equipamentos;

Raquetes; (.13) Figuras-Oito. (.14)FlangesTuboPorca Parafuso TuboSolda Junta .13Raqueta Lado cheio Lado vazado.9 Ligaes rosqueadas e unio flangelada.e) Para fechar a extremidade de um tubo: CAP; (.10.)Bujes; (.11.) Flanges cegos. (.12.)

.141.6.2 Ligaes de Tubulaesa) Ligaes Rosqueadas (.4) um dos mtodos maisantigos para ligao de tubulaes, pois de baixo custo efcil execuo. Sua utilizao limitada a tubos depequenos dimetros (at 4") e para ligaes de baixapresso. b) Ligaes Soldadas (.5) o sistema mais usado


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para a ligao de tubos, acima de 2", para aos dequalquer tipo e metais no ferrosos soldveis. Para aexecuo das soldas existem normas que regulamentam otipo de eletrodo, o tipo de inspeo, o tratamento trmico,

etc..11 Bujo (cabea quadrada)Cap .10 Acessrio para solda do topo.Flange cego TuboJunta de vedaoc) Ligaes Flangeadas (.6) As ligaes flangeadascompreendem, normalmente, dois (02) flanges, jogo deparafusos, porcas e uma junta. So ligaes facilmentedesmontveis, empregadas em uma srie de situaes,

tais como: acoplar tubulao a uma vlvula; acoplartubulaes aos equipamentos; permitir montagens edesmontagens fceis. Existem diversos tipos de flanges.Os mais 9 usuais so: de pescoo, integral, sobreposto,rosqueado, de encaixe, cego, etc. Quanto face, pode-seter: face lisa, com ressalto, macho e fmea, etc.Parafuso .12 Flange cego.PorcaEquipamentos Estticos

Os flanges, confeccionados de material forjado, podem serclassificados segundo a presso nominal de projeto. Asclasses de presses para flanges so: 125, 150, 300, 400,600, 900, 1.500 e 2.500 lbs/pol2. Os flanges mais usadosem refinaria correspondem s classes de 150 e 300lbs/pol2. As dimenses dos flanges (espessura, n. deparafusos, dimetro externo) variam com as classes depresso. Em todas as ligaes com flanges, existe sempreuma junta que o elemento de vedao. O material da

junta dever ser deformvel e elstico, para compensar asirregularidades das faces dos flanges, estratgia queconfere vedao perfeita. Dever tambm ser especificado,visando suportar as variaes de temperatura e presso.Existem diversos tipos de juntas. As mais comuns narefinaria so: Espirotlicas: Juntas planas com espiralmetlico recheado de amianto. So usadas para fluidos


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altas temperaturas, situao em que um vazamento torna-se extremamente perigoso. Nitripak: Juntas planas,fabricadas com papelo recheado de tela metlica. Usadaspara fluidos alta presso e a baixas temperaturas.

Papelo grafitado: Juntas planas fabricadas com papelo egrafite. Usadas para fludos baixa presso e baixatemperatura.Anotaes1.6.3 Isolamento Trmico de TubulaesOs isolamentos trmicos, com freqncia, tm porfinalidade, reduzir as trocas de calor do tubo para o meioambiente, ou vice-versa. So constitudos, geralmente, dematerial base de clcio ou l de rocha. Os isolamentos

trmicos podem ser utilizados por duas razes, comfinalidades especficas diferentes: a) Motivo Econmico Asperdas de calor de um fluido para o exterior, representamum desperdcio da energia empregada no aquecimento. Autilizao de isolamento trmico resulta, portanto, emeconomia de energia. b) Proteo Pessoal O isolamentotrmico pode tambm ser necessrio para evitarqueimaduras caso o operador encoste-se na tubulao, ouainda, em algumas situaes, para evitar o desconforto da

excessiva irradiao de calor.10Equipamentos EstticosVlvulas2.1 DefinioVlvulas so dispositivos usados para estabelecer,controlar e interromper a passagem de fluidos emtubulaes. Dentro deste conceito global, as vlvulaspodem ter, no entanto, funes e caractersticas

especficas que permitem uma classificao segundo seuemprego.22.1.4 Vlvulas que controlam a presso a jusanteSo tambm conhecidas como vlvulas redutoras ereguladoras de presso2.2 Principais Componentes das Vlvulas


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2.2.1 Corpo de VlvulaO corpo ou carcaa a parte da vlvula que se conecta tubulao e contm o orifcio de passagem do fluido. Asvlvulas so peas sujeitas manuteno e, por isso,

devem ser, em princpio, facilmente desmontveis. Tantoas vlvulas rosqueadas, como as flangeadas obedecem aeste conceito. No entanto, com o desenvolvimento dosprocessos de solda, passaram tambm a ser empregadasvlvulas com extremidades para solda de soquete e parasolda de topo. A desmontagem dessas vlvulas bemmais difcil, mas em compensao, no h riscos devazamentos na tubulao. So os seguintes os principaiscasos de emprego de cada tipo de extremidade em

vlvulas: a) Extremidades flangeadas Sistema usado emquase todas as vlvulas, de qualquer material, empregadoem tubulaes industriais de mais de 2". (.1)Volante Pino graxeiro Haste2.1.1 Classificao e Principais Tipos de Vlvulas Vlvulasque controlam o fluxo em qualquer direoa) Vlvulas de Bloqueio So aquelas que se destinam,primordialmente, a estabelecer ou interromper o fluxo, ouseja, devem s funcionar completamente abertas ou

completamente fechadas. Tipos mais usados: vlvulagaveta; vlvula macho; vlvula esfera. b) Vlvulas deRegulagem de Fluxo Destinam-se para o controle de fluxoe podem, devido a isto, trabalhar em qualquer posio.Tipos mais usados: vlvula globo; vlvula agulha; vlvulade controle; vlvula borboleta; vlvula de diafragma.2.1.2 Vlvulas que permitem o fluxo em apenas umadireoa) vlvula de reteno de portinhola; b) vlvula de reteno

tipo plug; c) vlvula de reteno de esfera; d) vlvula de p.Sobreposta Gaxetas Castelo Flangeado Corpo FlangeGaveta112.1.3 Vlvulas que controlam a presso a montanteSo tambm conhecidas como vlvulas de segurana,alvio e contra presso


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Sede .1 Vlvula gaveta.Equipamentos Estticosb) Extremidades para solda de soquete Sistema usado,principalmente, em vlvulas de ao, de menos de 2", em

que a solda de topo ineficiente. c) Extremidadesrosqueadas Sistema usado em vlvulas menores de 4" emtubulaes que no conduzem fluidos corrosivos ouvenenosos. d) Extremidades para solda de topo Sistemausado em vlvulas de ao, de mais de 2", em servios compresses muito altas ou com fluidos em que se exijaeliminao absoluta do risco de vazamento.b) Castelo preso ao corpo por uma porca solta de unioUsado para vlvulas pequenas, de alta presso. Permite

uma vedao bem melhor que o castelo rosqueado. Estavlvula deve ser de boa qualidade (Figuras 2.2 e 2.3).Volante Haste c/ rosca externa SobrepostaCastelo aparafusado Tampo Sede2.2.2 CasteloO castelo a parte da vlvula que suporta e contm aspeas mveis de controle de fluxo. O castelo fixado aocorpo de maneira a permitir rpida desmontagem e fcilacesso ao interior da vlvula. So trs os meios usuais de

ligao do castelo ao corpo: a) Castelo e corpo rosqueados o sistema mais barato, usado apenas em pequenasvlvulas de baixa presso (.2).Volante Sentido de fluxo.3 Vlvula globo.c) Castelo aparafusado Sistema usado para vlvulasgrandes sob qualquer presso, por ser mais robusto epermitir melhor vedao (Figuras 2.4 e 2.5).Volante

Porca de aperto Sobreposta Gaxetas Sobrecastelo Hastecom roca externa Sobreposta Castelo Rosqueado Haste c/rosca interna Castelo aparafusado Corpo Gaveta Extremosrosqueados Gaveta Sedes Junta Corpo Gaxetas12Flanges.2 Vlvula gaveta castelo rosqueado.


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.4 Vlvula gaveta castelo aparafusado.Equipamentos Estticos Alavanca de operaoc) Operao automtica: pelo prprio fluido; por meio demolas ou contrapesos. Para operao manual, empregam-

se volantes e alavancas em vlvulas de at 12". Paravlvulas maiores, usam-se os sistemas de engrenagem eparafuso sem fim, com o objetivo de suavizar a operao.Volante Engrenagens de reduoGuia da alavanca Haste deslizante Gaxeta CasteloaparafusadoGaveta Flange .5 Vlvula de fecho rpido. Castelo2.2.3 Mecanismos Internos e GavetasO mecanismo mvel interno da vlvula (haste e peas de

fechamento) e a sede chamase trim da vlvula. So aspeas mais importantes da vlvula, geralmente, feitas demateriais de melhor qualidade do que os da carcaa,porque esto sujeitas a grandes esforos e fortecorroso. Devem ter tambm uma usinagem cuidadosapara que a vlvula tenha fechamento estanque. Na maioriadas vlvulas, a haste atravessa o castelo, indo para fora docorpo. Para evitar vazamento pela haste, existem gaxetasconvencionais com porca de aperto, ou, mais raramente,

sistemas especiais de vedao como retentores, foles,entre outros. Quando a haste rosqueada (como acontecena maioria das vlvulas), a rosca deve, de preferncia,estar por fora da gaveta, por ser um sistema de construomais barato.Flange .6 Vlvula gaveta com reduo de engrenagens.Para a operao manual de vlvulas situadas fora doalcance do operador, utilizam-se volantes ou alavancascom correntes, ou ainda hastes de extenso (.7).

a) Vlvula acima do operadorVolante para corrente Volante2.2.4 Meios de Operao de VlvulasH uma variedade muito grande de sistemas usados para aoperao de vlvulas: a) Operao manual, por meio de:volante; alavancas; engrenagens; (.6) parafusos sem fim;


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etc. b) Operao motorizada: hidrulica; pneumtica;eltrica.Piso de operaoHaste de extenso

b) Vlvula abaixo do operador13.7 Vlvulas com volante com corrente e com haste deextenso.Equipamentos EstticosA operao motorizada empregada apenas nos seguintescasos: Em vlvulas comandadas distncia; Em vlvulassituadas em posies inacessveis; Em vlvulas muitograndes, cuja operao manual seja difcil. Nos sistemas

de operao motorizada, hidrulica ou pneumtica, a hasteda vlvula comandada por um mbolo ou um diafragma,sujeito presso de um lquido ou ar comprimido. Ocomando hidrulico, mais raro na prtica do que ocomando pneumtico, usado quase somente, paravlvulas muito grandes.Conexes para o lquido acionador2.3 Detalhes Particulares de cada Tipo e Vlvulas2.3.1 Vlvula de Gaveta

o tipo de vlvula mais importante e de uso maisgeneralizado. So utilizadas principalmente nos servios debloqueio nas linhas de gua, leos e lquidos em geral(desde que no sejam muito corrosivos ou volteis), paraquaisquer dimetros, e tambm para o bloqueio de vapor ear em linhas de dimetro acima de 8". Em todos estesservios, as vlvulas de gaveta so usadas para qualquerpresso ou temperatura (.1). O fechamento dessas vlvulas feito pelo movimento de uma pea chamada gaveta, que

se desloca paralelamente ao orifcio da vlvula eperpendicularmente ao sentido de escoamento do lquido.Quando completamente abertas, a perda de carga causadapor este tipo de vlvula desprezvel. Apenas devemtrabalhar completamente abertas ou completamentefechadas, isto , so vlvulas de bloqueio e no deregulagem. Quando parcialmente abertas, causam


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laminagem da veia fluida, acompanhada de cavitao eviolenta eroso. Observa-se que as vlvulas gaveta sosempre de fechamento lento, sendo impossvel fech-lasinstantaneamente: o tempo necessrio para o fechamento

ser tanto maior quanto maior for a vlvula. Essa umagrande vantagem das vlvulas gavetas, porque, destamaneira, pode-se controlar o efeito dos golpes de ariete. Asvlvulas gaveta dificilmente do um fechamentoabsolutamente estanque. Por outro lado, na maioria dasaplicaes prticas, tal fechamento no necessrio. Agaveta das vlvulas pode ser em cunha ou paralela. Asgavetas de cunha so de maior qualidade e do, devido aao da cunha, um fechamento mais seguro do que as

gavetas paralelas, embora sejam de construo emanuteno mais difcil. Emprega-se, nas vlvulas gaveta,trs sistemas diferentes de movimentao da haste:Cilindro HidrulicoGaxetas Haste deslizanteGaveta .8 Vlvula comandada por cilindro hidrulico.A operao motorizada pneumtica o sistema mais usadonas vlvulas comandadas por instrumentos automticos. preciso no confundir vlvulas comandadas por

instrumentos automticos com vlvulas de operaoautomtica. Existem dois sistemas de operao motorizadaeltrica de uso corrente: Motor eltrico, acionando o volanteda vlvula por meio de engrenagens de reduo. Estesistema usado apenas em vlvulas de grande tamanhopara tornar a operao mais fcil e mais rpida.14Solenide, cujo campo magntico movimenta, diretamentepor atrao, a haste da vlvula. Este sistema pode ser

empregado apenas para pequenas vlvulas,freqentemente por rels eltricos ou instrumentosautomticos.Haste ascendente com rosca externa o sistema usado nas vlvulas grandes e de boaqualidade. A haste tem apenas movimento de translao eo volante, preso ao castelo por uma porca fixa, apenas


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movimento de rotao. A rosca da haste externa vlvulaEquipamentos Estticosestando, assim, livre, do contato com o fluido. A extenso

da haste acima do volante d uma indicao visualimediata da posio de abertura ou de fechamento davlvula, sendo esta a principal vantagem do sistema (.4).Variantes das vlvulas gavetasUma variante da vlvula gaveta a vlvula de fecho rpido.Nessas vlvulas, a gaveta manobrada por uma alavancaexterna fechando-se com um movimento nico da alavanca(.5).Haste ascendente com rosca interna

a disposio mais usual em vlvulas pequenas e tambmem vlvulas grandes de qualidade inferior. A haste, dentroda vlvula, juntamente com o volante, tem movimentos detranslao e rotao. No h indicao visual da posiode abertura ou fechamento (.2).2.3.2 Vlvula Macho Aplica-se, principalmente, nos servios de bloqueio degases para qualquer dimetro, temperatura ou presso etambm no bloqueio rpido de gua, vapor e lquidos em

geral para pequenos dimetros e baixas presses (.9).Engraxadeira Alavanca de manobraHaste no ascendenteA haste, juntamente com o volante tem apenas movimentode rotao. Somente a gaveta da vlvula que se atarraxana extremidade da haste, tem movimento de translao. um sistema barato, de construo fcil, usado em vlvulaspequenas de qualidade inferior. Alguns problemas socaractersticos durante a operao de vlvulas gavetas: Em

caso de alta presso, difcil a operao de uma vlvulagaveta. H casos em que se torna necessrio o uso dechaves apropriadas aplicadas ao volante, h outros em quea vlvula possui um desvio: na abertura ou fechamento davlvula utiliza-se o desvio para evitar alto diferencial depresso na operao. As gaxetas requerem ateno, umavez que podem apresentar um pequeno vazamento com o


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uso. importante que sejam reapertadas ou trocadas empocas apropriadas. Ao se abrir ou fechar completamente avlvula, ela pode se trancar. Existe uma pequena folga quepermite inverter ligeiramente o sentido de rotao do

volante sem que se altere a posio da gaveta. Quando avlvula no est vedando completamente no boa normaforar seu fechamento: as causas podem ser depsitos nasede, defeito na sede, etc. A operao indevida podeagravar o problema. Na maioria das vezes, ocorre a quebrada bucha. Tanto a m lubrificao como o apertodemasiado das gaxetas podem acarretar dificuldades naoperao da vlvula.Sobreposta Gaxetas Sedes Macho Orifcio de passagem

Rasgos de LubrificaoVlvula machoPosio abertaPosio fechadaCortes em projeo horizontal .9 Vlvula macho.Nessas vlvulas, o fechamento feito pela rotao de umapea (macho) existente no interior do corpo da mesma. Sovlvulas de fecho rpido, porque bloqueiam com 1/4 devolta do macho ou da haste. As vlvulas macho so,

fundamentalmente, vlvulas de bloqueio. Quandototalmente abertas, a perda de carga mnima e, quandoparcialmente fechadas, a turbulncia impede uma vazoregularizada. Existem dois tipos gerais de vlvulas macho:com e sem lubrificao. Nas vlvulas com lubrificao, hum sistema de injeo de lubrificantes sob presso, 15atravs do macho, para melhorar a vedao e evitar que omesmo fique preso. Essas vlvulas so empregadasgeralmente em servios com gases.

Equipamentos Estticos As vlvulas sem lubrificao, de boa qualidade, usadaspara gases, tm sedes removveis, feitas de materialresiliente (teflon, neoprene, etc.), dando tima vedaoestanque.Variantes da vlvula Macho


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Uma das variantes da vlvula macho corresponde svlvulas de esfera. Neste caso, o macho uma esfera quegira sobre um dimetro, deslizando entre anis retentores.As vantagens das vlvulas de esfera sobre a de gaveta so

o menor tamanho, peso e custo, melhor vedao e menorfacilidade de operao (.10).Haste Orifcio de passagem Alavanca de manobrabem melhor que as vlvulas de gaveta, de forma que possvel conseguir, principalmente em vlvulas pequenas,um fechamento absolutamente estanque (.3). As vlvulasglobo devem ser instaladas de modo que o fluido entresempre pela face inferior do tampo. Essa disposio tem avantagem de poupar as gavetas, porque a presso no fica

agindo permanentemente sobre elas e tambm de permitir,em muitos casos, o reengaxetamento com a vlvula emservio.Variantes de vlvula globoVlvulas AngularesEngaxetamentoEssas vlvulas tm os bocais de entrada e sada a 90 .Permite perdas de cargas menores que a vlvula globocomum. Devido posio do orifcio de passagem (.12).

Porca de aperto Gaxetas Haste com roscaMacho (esfera oca)Anis retentores .10 Vlvula de esfera.TampoOutra variante das vlvulas macho so as vlvulas de 3 ou4 vias, onde o macho nesss vlvulas furado em T em Lou em cruz, dispondo a vlvula de 3 ou 4 bocais paraligao s tubulaes (.11)Macho

Trajetria do fludo .12 Vlvula Angular.Vlvula AgulhaO tampo nestas vlvulas substitudo por uma peacnica agulha, que permite um controle mais delicado davazo. usado em linha at 2 (.13).Posio aberta Corte em projeo horizontal .11 Vlvula de3 vias.


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2.3.3 Vlvula GloboEm vlvulas globo, o fechamento feito por meio de umtampo que se move contra o orifcio da vlvula, que,geralmente, est em posio paralela ao sentido do fluxo.

As vl16 vulas globo podem trabalhar em qualquer posioe fechamento, isto , so vlvulas de regulagem. Causam,entretanto, em qualquer posio de fechamento, fortesperdas de cargas. As vlvulas globo do um fechamentoCastelo de unio Porca AgulhaTrajetria do fluido .13 Vlvula Agulha.SedeEquipamentos EstticosVlvula sem sede

uma variante das vlvulas angulares em que o tampoconsiste de um mbolo que desliza do corpo da vlvula.Estas vlvulas so empregadas para a descarga decaldeiras (.14).Mola regulvel (para abrir a vlvula) Admisso de arcomprimido (para fechar a vlvula) Diafragma flexvelmbolo Haste SobrepostoIndicador de posio de aberturaGaxetas

Retentores Sedes .14 Vlvula sem sede. Tampes duplosbalanceadosVlvulas em YEssas vlvulas apresentam a haste a 45 com o corpo, demaneira tal que a trajetria da corrente fluida fica quaseretilnea. Em conseqncia disso as perdas de carga ficamreduzidas um valor mnimo. Essas vlvulas so usadaspara bloqueio e regulagem de vapor (.15)..16 Vlvula de Controle.

2.3.5 Vlvula BorboletaUsada para tubulaes de grande dimetro (mais de 20' ),sujeitas a baixas presses, sem a exigncia de vedaoperfeita. O fechamento da vlvula feio por meio de umapea circular que pivota em torno de um eixo perpendicularao sentido de escoamento do fluido (.17).Volante


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TampoEixo Trajetria do fluidoSede .15 Vlvula em Y . Corpo2.3.4 Vlvulas de Controle

Essas vlvulas so usadas em combinao cominstrumentos automticos, que as comandam distncia,para controlar a vazo ou a presso de um fluido. A vlvulaem si quase semelhante a uma vlvula globo sendooperada, na maioria das vezes, por meio de um diafragmasujeito presso de ar comprimido. H um instrumentoautomtico que comada a presso de ar, que por sua vezfaz variar a posio de abertura da vlvula. A operao nasvlvulas de controle feita, geralmente, pelo diafragma em

um sentido (para abrir ou fechar) e por uma mola regulvelno outro sentido (.16).Disco.17 (a) Vlvula Borboleta. AlavancaFe ch ad o o ert AbFlanges da tubulao17Corpo da vlvula Disco de (entre os flanges) fechamento.17 (b) Vlvula Borboleta.

Equipamentos Estticos2.3.6 Vlvulas de DiafragmaMuito usadas para fluidos perigosos, corrosivos, txicos,inflamveis, etc, as vlvulas de diafragma no apresentamgaxetas. Seu fechamento feito por meio de um diafragmaflexvel apertado contra a sede. O mecanismo mvel quecontrola o diafragma fica completamente fora do contatocom o fluido (.18).Volante Haste

Flange de entradaTampaEixo Flange de sadaSedeTampo.19 Vlvula de reteno de portinhola.Castelo


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Tampo Algumas vlvulas desse tipo tm uma alavanca externa,com a qual a portinhola pode ser aberta ou fechada, vontade, quando necessrio.

Vlvulas de reteno tipo plugO fechamento da vlvula feito por meio de um tampo,semelhante ao das vlvulas globo, cuja haste desliza emuma guia interna. Essas vlvulas causam perdas de cargamuito grandes e por isso so pouco usadas em linhas dedimetro acima de 6' . So adequadas ao trabalho comgases e vapores (Figuras 2.20).Tampa Diafragma flexvel (aberto) .18 Vlvula deDiafragma. Guia Pino Sede

Posio fechada Sede2.3.7 Vlvulas de retenoEstas permitem a passagem de fluido apenas em sentido,fechamento automaticamente, por diferena de pressesexercidas pelo prprio fluido, se houver tendncia inverso no sentido de escoamento. So, por isso, vlvulasde operao automtica. Um caso tpico do uso de vlvulasde reteno na linha de recalque de bombas em paralelo,para evitar o retorno do fluido atravs das bombas paradas.

Outro caso do uso dessas vlvulas na linha decarregamento de um tanque para evitar um possvelesvaziamento. Existem trs tipos principais de vlvula dereteno:EntradaSadaTampo .20 Vlvula de reteno tipo plug.Vlvula de reteno de esferaSo semelhantes s vlvulas de reteno tipo plug, sendo

porm, o tampo substitudo por uma esfera. o tipo devlvula de reteno cujo fechamento mais rpido. Essasvlvulas, muito boas para fluidos de alta viscosidade, sofabricadas e usadas apenas para dimetro de at 2 (.21).Vlvula de reteno de portinhola o tipo mais comum de vlvula de reteno. Seufechamento feito por uma portinhola articulada, que se


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assenta no orifcio da vl18 vula. As vlvulas de portinholano devem ser usadas em tubulaes sujeitas a freqentesinverses de fluxo, porque, nesse caso, tm tendncia avibrar fortemente (.19.).

EntradaSadaEsfera .21 Vlvula de reteno de esfera.Equipamentos EstticosVariantes das vlvulas de retenoVlvulas de pSo vlvulas de reteno especiais para manter a escorvanas linhas de suco de bombas. So semelhantes svlvulas de reteno tipo plug (.22).

Bocal de sadaA construo dessas vlvulas semelhante das vlvulasglobo angulares. O tampo mantido fechado contra asede pela ao de uma mola, com parafuso de regulagem,ou de um contrapeso externo de posio ajustvel. Regula-se tenso ou posio do contrapeso, de maneira a se ter adesejada presso de abertura da vlvula (.24).Pino GuiaPorca de regulagem Mola

TampoBocal de sadaTampo Sede Grade de entrada Bocal de entrada .24Vlvula de segurana..22 Vlvula de p.Vlvulas de reteno e fechamentoSo semelhantes s vlvulas globo, com tampo capaz dedeslizar sobre a haste. Na posio aberta, funcionam comovlvulas de reteno de levantamento e, na posio

fechada, como vlvulas de bloqueio. So usadas nas linhasde sada de caldeiras (Figuras 2.23).Haste rosqueada Haste do tampo Tampo SadaGuia Entrada.23 Vlvula de reteno e fechamento.As vlvulas de mola so as mais comuns. A mola pode serinterna, dentro do castelo da vlvula, ou externa,


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preferindo-se esta ltima disposio para servios comfluidos corrosivos, muito viscosos, ou gases liqefeitos quepossam congelar, prendendo a mola. Essas vlvulas sochamadas de segurana , quando destinadas a trabalhar

com fluidos elsticos (vapor, ar, gases), e de alvio, quandodestinadas trabalhar com lquidos, que so fluidosincompressveis. A construo das vlvulas de segurana ede alvio basicamente a mesma, a principal diferenareside no perfil das sedes e do tampo. Nas vlvulas desegurana, o desenho desses perfis feito de tal forma quea abertura total da vlvula ocorra imediatamente aps apresso de ajuste , e o fechamento repentinamente abaixoda presso de ajuste . Nas vlvulas de alvio, a abertura

gradual, atingindo o mximo com 110% a 125% da pressode ajuste . As vlvulas de segurana costumam ter umaalavanca externa com a qual possvel fazer-semanualmente o disparo da vlvula para teste.2.3.8 Vlvulas de Segurana e de AlvioControlam a presso montante, abrindoseautomaticamente, quando essa presso ultrapassa umdeterminado valor para o qual a vlvula foi ajustada(presso de ajuste).

19Equipamentos EstticosPurgadores3.1 IntroduoPurgadores so equipamentos utilizados para eliminarcondensados das tubulaes que transportam vapor ou arcomprimido. Os bons purgadores alm de removercondensado, removem tambm o ar e outros gasesincondensveis que possam existir. O aparecimento de

condensado em tubulaes de vapor pode se dar devido perda de calor para o meio ambiente, arraste de gotculas,colocao em operao de determinado trecho detubulao fria ou trechos de tubulaes bloqueadas. Oaparecimento de condensado em tubulaes de arcomprimido ocorre em conseqncia da condensao da


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umidade do ar ou do arraste do leo de lubrificao doscompressores.3a) Purgadores de bia; b) Purgadores de panela invertida.

Purgadores Termostticos Agem por diferena detemperatura. a) Purgadores de expanso metlica; b)Purgadores de expanso lquida; c) Purgadores deexpanso balanceada (fole). Purgadores Especiais: a)Purgadores termodinmicos; b) Purgadores de impulso.3.2.1 Purgador de BiaConsiste em uma caixa com uma entrada de vapor e umasada de condensado. A sada do condensado fechadapor uma vlvula comandada por bia; quando h

condensado, a bia flutua e abre a sada do condensado,que expulso pela prpria presso do vapor. necessrioque a fora de flutuao da bia seja suficiente, atravsdas alavancas, para vencer a presso do vapor, que tendea fechar a vlvula. Esse purgador tem descarga contnua eno permite a sada de ar e de outros gases. empregadopara baixas presses de vapor (at 35 Kgf/cm2), quando sedeseja descarga rpida e contnua e quando no hnecessidade de eliminao de ar (.1).

Vlvula termosttica Entrada (vapor + condensado)3.1.1 Remoo do CondensadoRemove-se o condensado existente nas linhas de vaporpelas seguintes razes: Conservar a energia do vapor, poiso condensado

50988457 material de estudo petrobras 2011

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