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LEITURA E INTERPRETAO DE DESENHO DE TUBULAO INDUSTRIAL

TECNOLOGIA DE TUBULAO INDUSTRIAL

Manoel Benedito Serra da Costa.

Tecnologiade Tubulao Industrial

AutorManoel Benedito Serra da CostaJos Cursino Junior

2010

Costa, Manoel Benedito Serra da. Junior,Jos Cursino / Tecnologia de Tubulao Industrial Duque de Caxias :Escola Tcnica Atenew, 2010.81 p.

1. impresso

Al: Francisco de Miranda, lt:09 qd:01Jardim Primavera Duque de Caxias RJ25.215 425www.atenew.com.br

NDICE

TUBULAO. 4 Tubos. 4 Dimetros Comerciais. 6 Schedule 6 Tipos de Ligaes. 8SUPORTES PARA TUBULAO.11CONEXES.21IDENTIFICAO DE TUBOS, EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS.30VLVULAS.32 Classificao das Vlvulas.33FLANGES.42PURGADORES E FILTROS.54BOMBAS, COMPRESSORES E TURBINAS.60VASOS DE PRESSO E PERMUTADORES.64DESCONTO DE MATERIAL 68 OBSERVAO FINAL 75 REFERENCIAS BILBIOGRFICAS 80

_____________________________________________________________________Tecnologia de Tubulao Industrial3

Escola Tcnica ATENEW

TUBULAO.

Tubos.

So condutos fechados geralmente de seocircular, sendo destinados ao transporte de fluidos, lquidos ou gasosos. Operam nas mais diversas condies de presso e temperatura.

Materiais empregados.

Os materiais so muito variados, dependendo da finalidade dos tubos. De um modo geral podemos dividi-los em dois grandes grupos.

-Tubos metlicos

-Tubos no-metlicos

Tubos Metlicos.

Subdividem-se em dois tipos:

-Ferrosos: ao, carbono, aos liga, ao inoxidvel, ferro fundido, ferro forjado, etc.

-No-ferrosos: cobre, chumbo, alumnio, bronze, etc.

Tubos No-Metlicos.

Plsticos (pvc, poliestireno), vidro, barro, vidrado, concreto, cermica, etc.

Tecnologia de Tubulao Industrial4


Ao selecionar o materialdo tubo,deve-se levar em contaos seguintes fatores:

-tipo de fluido

-condies de operao (presso e temperatura)

-resistncia corroso

-custo, segurana e durabilidade.

Quanto ao processo de fabricao, os tubos podem ser classificados em:

Tubos sem costura obtidos atravs de fundio, laminao, etc.

Tubos com costura obtidos atravs de solda.

Em indstrias de processamento os tubos de ao-carbono so os mais utilizados, representando cerca de 80% do total. Isto devido ao fato de sua resistncia e baixo custo. O ferro fundido s usado em linhas de baixa presso e que necessitem de pequena resistncia mecnica, alm de boa resistncia corroso.

Os tubos so padronizados e especificados atravs de normas, sendo que as mais usadas so.

ASTM American Society Testing Materials

ANSI American National Standart Institute

Em geral cada firma utiliza a norma que mais lhe convm, no havendo uma padronizao a esse respeito. Como exemplo daremos como se identificaria um tubo pela norma ASTM.



Ex:ASTM A-106-GR B

A Material ferroso

106 n de ordem do material para especificao

GR B define as propriedades do material

Dimetros Comerciais.

Os dimetros comerciais dos tubos de ao foram estabelecidos pela ANSI (norma B-36-10). Os tubos so indicados pelo dimetro nominal; at 12 o dimetro nominal um valor intermedirio entre o interno e o externo. A partir de 14 o dimetro nominal coincide com o dimetro externo.

Os dimetros nominais padronizados pela ANSI vo de 1/8 a

36. Os valores maiores que 36, no so padronizados.

Para cada dimetro nominalfabricam-setubos com vrias espessuras. A espessura do tubo pode ser definida como:

e = DE - DIDE dimetro externo

2DI dimetro interno

Schedule.

Com o fim de se evitar um grande nmero de acessrios, o que seria muito dispendioso, o dimetro externo no varia o que vai acarretar a variao do interno. As normas ANSI para designar as caractersticas (espessuras e peso) dos tubos, estabeleceram as sries ou n Schedule. Os nmeros so os seguintes:



10 20 30 40 60 80 100 120 140 160

Os schedules mais usados so 40, 80, 160.

Frmula que nos d o nmero do Schedule.

Sch = 1000 x P

3750

Tipos de extremidades de tubo.

Os tubos, dependendo do tipo de ligao, podem ser fabricados com 3 tipos de ponta:

Lisa para solda de encaixe.Com Chanfro para solda de topo. Com Rosca - para ligaes rosqueadas. Elementos de Requisio.

Para se requisitar tubos so necessrios os seguintes elementos:

-quantidade (em peso, ou em metros)



-dimetro nominal

-schedule

-material e processo de fabricao

-norma a ser obedecida

-tipo de extremidade

Tipos de Ligao.

Solda de topo o tipo usado em tubulaes de ao com 2 com ponta chanfrada. Serve para qualquer presso e temperatura, possuindo grande segurana contra vazamentos. Sua desvantagem no permitir o desmonte da tubulao e dificultar a soldagem em locais de difcil acesso.

Solda de Topo

Espessura de parede menor que 3/16"no precisa de chanfro.

X

CHANFRO

B

A

CHANFRO DUPLO

Espessura de parede entre 3/16" e 3/4". X = 37,5 (+2,5)

EE = 1/16" (+ 1/32")

Espessura de parede acima de 3/4".

CA = 3/4"C = 37,5 (+ 2,5) B = 10 (+ 1)DD = 1/16" (+1/32")

A abertura da solda varia de 1,5mm a 6mm dependendo do .



Solda de encaixe usada para tubos ferrosos e no- ferrosos com 1 .

Ligao com rosca um dos tipos mais usados, devido ao baixo custo e a possibilidade de desmontagem. Apresenta a desvantagem de no ser apropriada para linhas de mdia e alta presso, alm detendncia a enferrujar e necessidade de vedantes.



Ligao com Flange um tipo de ligao composto de 2 flanges, 1 jogo de parafusos e uma junta de vedao. So facilmente desmontveis e suportam grandes presses. As suas desvantagens so alto custo, grande volume e alto peso. S existem para dimetros acima de 1.

Ligao de ponta e bolsa sistema usado para tubos de ferro fundido para gua, esgoto e para tubos de barro vidrado, PVC e cimento.



SUPORTES PARA TUBULAO.

Suportes so estruturas ou dispositivos que tem a finalidade de sustentar a tubulao, e transmitir o peso dos tubos e acessrios alm de outros esforos atuantesna tubulao, ao solo ou s estruturas vizinhas.

Classificao.

Existem trs tipos de suportes bsicos, os quais relacionamos abaixo:

-Suportes de peso

-Suportes limitadores de movimentos

-Suportes amortecedores de vibraes

Tipos de suportes de peso.

Suportes Rgidos.

Existe uma grande variedade de tipos e de um modo geralpodem ser apoiados ou pendurados. Os mais importantes so os seguintes:

-Suportes de pedestal



-Trunion

-Suporte de mo francesa

-

-

-

-

-

-

-

-



-Suporte pendurado

-Suporte para tubos elevados

_



Suporte Semi Rgidos.

So usados para tubos leves em reas de processamento. Os mais importantes so os seguintes:

-Pendural: usados em tubos horizontais.

-Grampos e braadeiras: usados em tubos verticais.



Suporte No-Rgidos.

So usados emtubulaes sujeitas a movimentos verticais de razovel amplitude. Os tipos principais so os seguintes:

-Suportes de molas: usados quando se tm grandes deslocamentos e nessecaso usado o modelo de carga constante; se os deslocamentos forem pequenos emprega-se o modelo de carga varivel.

-Suportes de Contrapeso: usados quando se tm ao mesmo tempo grandes cargase grandes deslocamentos.

SUPORTE DE MOLA



Tipos de limitadores de movimento.

Os tipos principaisdelimitadores de movimento soos seguintes:

Ancoragens.

Restringem totalmente omovimento,podendo ser utilizadas em:

-Tubos no isolados

TUBOS PESADOS

TUBOS LEVES

-Tubos isolados



Guias.

Permitemapenas deslocamentos axiais, ou seja, na direo do eixo do tubo. So usadas em:

-Tubos no isolados.

-Tubos isolados.



Batente.

Impedem os movimentos axiais em um ou ambos os sentidos e podem ter vrias disposies como mostra o desenho abaixo.

Simbologia de suportes.

-Suporte Rgido.

S

-Suporte de Mola.

SM



-Ancoragem.

A

-Guia.

G

-Guia Transversal.

GT



-Batente.

B



CONEXES.

So peas usadas em tubulaes com a finalidade de estabelecer unies, mudar direes, fazer derivaes, reduzir ou ampliar o dimetro dos tubos e so fabricados com o mesmo material destes.

1 Fazer mudanas de direo em tubulaes

2 Fazer derivaes em tubulaes

3 Fazer ligaes de tubos entre si

- Curvas de raio longo- Curvas de raio curto- Curvas de reduo- Joelhos- Joelhos de reduo

- Ts normais (de 90C)- Ts de 45- Ts de reduo- Peas em Y- Cruzetas- Cruzetas de reduo- Selas- Colares- Derivaes soldadas

- Luvas- Unies- Flanges- Niples- Virolas (uso em flanges soltos)

4 Fazer mudanas de dimetro em tubulaes

- Redues concntricas- Redues excntricas- Redues bucha

5 Fazer o fechamento da extremidade do tubo

- Tampes- Bujes- Flange cego



Os tipos principais so:

Curvas.

Servem para mudar a direo de linhas de tubulao. Existem as curvas compradas feitas e as de tubos dobrados. Estas possibilitam menor risco de vazamentos e perdas de carga, mas as curvas compradas feitas, so mais fceis de serem montadas e de melhor qualidade. As curvas compradas mais usadas so:

-Rosca externa a 90 e 45 graus

-Rosca interna a 90 e 45 graus

-Flangeada a 90 e 45 graus

-Para solda de topo a 90 e 45 graus

-Para solda de encaixe a 90 e 45 graus

As curvas seguem as normas e tem raio de 1 (curto) e 1,5

(longo) ou 5 ( 5D ).

Joelhos.

So tambm utilizados para mudar direes de linhas; so, porm diferentes das curvas, por possurem raio de curvatura bem menor, alm de apresentarem um peso maior. A sua conexo atravs de rosca ou solda de encaixe. Os tipos principais so:

-Macho e fmea roscados a 90 graus

-Para solda de encaixe a 90 e 45 graus

-Fmea roscados a 90 e 45 graus

-Com bolsas a 90 e 45 graus



Ts.

So peas utilizadas para fazer derivaes com conseqente mudanade direo. Alguns tipos permitem tambm a mudana de dimetro. Os tipos principais so:

-Para solda de topo a 90 e 45 graus.

-Com rosca a 90 e 45 graus.

-Flangeados a 90 e 45 graus, com ou sem reduo.

-Para solda de topo a 90 graus com reduo.

-Com rosca a 90 graus com reduo.

Cruzetas.

So peas com caractersticas e emprego semelhante s peasT, apresentando, todavia uma derivao a mais, sempre em ngulo reto. Podem ser Flangeadas, com rosca, para solda de topo e encaixe e com bolsas.

Luvas.

So peas utilizadas para unir tubos, prolongar as linhas, ligar acessrios e reduzir dimetros. Os tipos principais so:

-Luva paralela para solda de encaixe

-Luva paralela de rosca com corpo liso

-Luva paralela com rosca e corpo reforado

-Luva de rosca com reduo

-Luva com reduo para solda de encaixe



Unies.

So peas utilizadas para unir tubos, com a finalidade de permitir fcil montagem e desmontagem. Os tipos principais so:

-Unio com anel para solda de encaixe com corpo liso

-Unio com anel roscada e corpo liso

-Unio roscada com anel e corpo sextavado

-Unio de compresso (para altas presses)

Niples.

So peas utilizadas parafacilitar a ligao entre dois acessrios. Podem ser paralelos (mesmo dimetro) e de reduo. Sofeitos de pedaos de tubo, podendo ser concntricos ou ento excntricos. Os tipos principais so:

-Niple paralelo roscado com sextavado

-Niple paralelo roscado

-Niple concntrico roscado com reduo

-Niple para solda de encaixe concntrico com reduo

-Niple para solda de encaixe excntrico com reduo

Redues.

So peas cuja finalidade simplesmente a de reduzir os dimetros dos tubos atravs de ligaes simples. Podem ser concntricas ou excntricas. Quanto ao tipo de ligao temos reduo para solda (topo ou encaixe), com rosca e flangeada.



Adaptadores.

So utilizados para fazer a conexo entre um tubo e um acessrio de extremidades diferentes. O tipo mais comum o de encaixe e rosca.

Buchas.

So acessrios empregadospara facilitar a ligao entre equipamentoseprincipalmenteparareduzirdistncias e economizar material. Conectam tubos pelas duas faces (interna e externa). Os tipos mais comuns so:

-Bucha de reduo sextavada com rosca

-Bucha de reduo com rosca

Tampo.

Acessrio utilizado para fechar a extremidade de um tubo. Podem ser roscados ou soldados.

Bujo ou Plug.

Acessrio utilizado para fechamento de uma conexo roscada. Os tipos mais comuns so os de cabea redonda, quadrada e sextavada.



Conexes pr-fabricadas.

So feitas com pedaos de tubos ou chapas e tem a mesma funo das conexes anteriores. Os tipos principais so:

-Curva de Gomos (90 graus)

-Boca de Lobo (T 90 graus)



Conexes para solda de topo.

Conexes para solda de encaixe.



Conexes rosqueadas.

Conexes flangeadas.



Conexes de ponta e bolsa.

Curva em gomos.

Utilizada em dimetros acima de 20. Devido aoalto custo e dificuldade de obteno de outros tipos de curvas, em dimetros acima de8. Usada tambm emtubulaes com presso e temperatura moderadas (classes de presso 150# a 400#), por motivo econmico.



IDENTIFICAODASTUBULAES,EQUIPAMENTOSE INSTRUMENTOS.

Em todos os projetos industriais adota-se um sistema de identificao para todas as tubulaes, vasos, equipamentos e instrumentos.

A identificao dos elementos de uma instalao industrial facilita a execuo dos desenhos, a montagem, a operao e a manuteno da instalao.

As instalaes so identificadas por siglas que englobam:

Dimetro nominal

Fluido contido

Nmero da linha

Especificao do material

Exemplo: 4 V 3.05 Bv

A sigla indicativa dos fluidos circulares estabelecida pelas normas internas da prpria empresa.

Exemplo: V para vapor, A para ar, O para leo, R para lquidos refrigerantes, P para gua potvel, etc...

O primeiro ou os primeiros algarismos do nmero da linha indicam a rea em que atubulao se encontra enquanto queos ltimos indicam o nmero de ordem da linha.

Exemplo: 3.051 (rea 3 tubulao nmero 51).



As especificaes so normas elaboradas especialmente para cada classe de servio e para cada projeto ou instalao.

Os equipamentos tambm so indicados por siglas compostas de letras e nmeros. As letras indicam o tipo de equipamento.

Exemplo: B para bombas, C para compressores,P para permutadores, T para torres, TQ para tanques, etc...

Os nmeros indicam a rea e a ordem numrica.

Quando na mesma rea se tem dois ou mais equipamentos iguais executando omesmo servio como,porexemplo, bombas ou compressores em paralelo, usual dar-se a todos o mesmo nmero, distinguindo-se um do outro pelo acrscimo de uma letra.

Exemplo: B-305A e B-305B.

A identificao dos instrumentos e das vlvulas de controle feita da mesma forma, adotando-se geralmente siglas estabelecidas pelas normas ISA (Instrumentation Society of Amrica).

Os instrumentos mais usados soos indicadores de presso e temperatura como so mostrados na figura abaixo:

88P IT I

PI = Indicador de pressoTI = Indicador de temperatura

88 = nmero do Loop(nmero seqencial)



A linha horizontal no circulo da figura acima mostra que o instrumento, desempenhando uma funo, deve ser interligado com um painel de controle. A ausncia da linha horizontal mostra que o instrumento dever ser instalado no local.

Instrumentos Interconectados (LOOPS).

Os padres ISA utilizam o termo LOOP para descrever um grupo interconectado de instrumentos que so, necessariamente, um arranjo em circuito fechado, ou seja, instrumentao utilizada em um arranjo.

Peas e acessrios.

Vlvulas.

So dispositivos destinados a estabelecer, regular e interromper o fluxo de uma tubulao. o acessrio mais importante dos usados em tubulao e a sua especificao, escolha e localizao deve ser estudada criteriosamente. Elas devem ser usadas em menor nmero possvel, pois so caras e causam grandes perdas de carga, alm de poderem ser pontos de possveis vazamentos.



Classificao das vlvulas.

As vlvulas conforme a sua funo podem ser classificadas em quatro grupos principais, que so os seguintes:

Vlvulas de bloqueio.

So vlvulas que tem a funo d estabelecer ou interromper o fluxo de uma tubulao, permitindo o escoamento do mesmo em qualquer direo. Os tipos principais so: gaveta, macho e esfera.

Vlvulas de regulagem.

Como o nome indica, estas vlvulas tm a funo de regular o fluxo de uma tubulao, permitindo o mesmo movimento emambos os sentidoscitando no tipo anterior,porm com intensidade variada. As mais importantes so a globo, agulha, controle, borboleta e diafragma.

Vlvulas de sentido nico.

Este tipo de vlvula s permite a passagem do fluido num nico sentido. So usadas com o fim de impedir o retorno do fluido em caso de parada do processo. O tipo principal a vlvula de reteno.



Vlvulas controladoras de presso.

So vlvulas que impedem que o excesso de presso possa ocasionar acidentescom a tubulao. Os tipos principais so os de segurana e alvio.

Acionamento.

-Manual (alavanca, volante)

-Motorizado (pneumtico, hidrulico)

Extremidade das vlvulas.

-Rosqueadas ( 4)

-Flangeadas ( 2)

-Para solda de topo ( 2)

-Para solda de encaixe ( 2)



Tipos Mais Usados:

Vlvula Gaveta.

o tipo mais importante e o mais utilizado (2/3 do total) de vlvula. Visa estabelecer ou interromper o fluxo em uma tubulao podendo ser usada em qualquer linha de lquido, vapor ( = 8) e ar comprimido ( = 2). Serve para qualquer presso e temperatura e normalmente operada manualmente. Como so vlvulas de bloqueio e no de regulagem, s devem funcionar completamente abertas ou completamente fechadas.

Vlvula Gaveta.



Vlvula Globo.

um tipo muito utilizado para controlar o fluxo, trabalhandoem qualquer posio. o tipo mais importante de vlvula de regulagem, e d uma vedao bem melhor do que a de gaveta. Um exemplo de vlvula globo a torneira de um chuveiro. Este tipo de vlvula fabricao at a dimenso de 8, pois acima deste valor se tornam caras e no do uma boa vedao.

Vlvula Globo.



Vlvula de Controle.

um tipo de vlvula de regulagem, geralmente automtica. muito usada em tubulaes de contorno(by pass) formando junto com as vlvulas globo e gaveta uma estaode controle. Um exemplo dessa vlvula o medidor de gs usado nas residncias.

Vlvula de Controle.



Vlvula de Reteno.

Esta vlvula permite a passagem do fluido em um sentido apenas, fechando-se automaticamente por diferena de presso, o que acontece quando h tendncia inverso do escoamento. usada de um modo geral, logo aps a uma bomba para evitar o retorno do lquido no caso da mesma parar. Com isso se evita uma contrapresso que poderia danificar a bomba.

Vlvula de Reteno.



Vlvula de Alvio e Segurana.

So vlvulas controladoras da presso montante. As de segurana trabalham com gases e as de alvio com fluidos incompressveis (lquidos). uma vlvula automtica que se abre quando a presso alcana um determinado valor para o qual foi ajustada. Ela impede que o excesso de presso possa ocasionar uma exploso no sistema de tubulao. Os tipos citados acima so basicamente os mesmos no que se refere a construo. A nica diferena est no perfil da sede e do tampo.

Vlvula de Alvio e Segurana.



Vlvula Macho.

As vlvulas de macho representam uma mdia cerca de10% detodas as vlvulasusadasem tubulaes industriais.

Aplicam-se principalmente nos servios de bloqueio de gases e tambm no bloqueio rpido de gua, vapor e lquidos em geral. Em vlvulas desse tipo o fechamento feito pela rotao de uma pea chamada macho. So de fechamento rpido, bastando de volta.

As vlvulas de macho s devem ser usadas como vlvulas de bloqueio, isto , no devem funcionar em posio de fechamento ou abertura parcial. Um exemplo de vlvula macho so as chamadas torneiras.

Vlvula Macho.



Vlvula de Esfera.

semelhante ao anterior, sendo que o macho nesta vlvula uma esfera que gira sobre umdimetro, deslizando sobre anis retentores de borracha ou similares, tornando a vedao perfeitamente estanque. O uso destas vlvulas tem aumentado muito recentemente e so empregados em numerosos servios de bloqueio de gua, ar, leos e gases.

Vlvula de Esfera.



FLANGES.

So acessrios empregados nas ligaes flangeadas. Este tipo de ligao composto de e flanges, 1 jogo de parafusos ou estojos com porcas e uma juntadevedao. Apesar de serem facilmente desmontveis, o seu uso dever ser limitado ao necessrio porque so peas caras, muito grandes e pesadas. Geralmente so usadas para dimetros na faixa de 2 a 24.

Tipos de flanges.

Flange Integral.

o tipo mais antigo e mais resistente de flange. usado em alguns casos, para tubos de ferro fundido somente.

Flange de Pescoo.

o tipo mais usado em tubulaes industriais. Servem para quaisquer presses e temperaturas e so ligados ao tubo por uma solda de topo. O tubo deve ter os extremos chanfrados para ser soldado, o que encarece o processo. o mais resistente dos flanges no integrais.

Flange Sobreposto.

um flange mais barato e mais fcil de instalar que o tipo anterior. Neste tipo a ponta do tubo encaixa dentro do flange. em eral usado em tubulaes com presso at



20kg/cm2 e temperatura de 400C. no recomendado para servios onde apaream tenses de natureza cclica.

Flange Rosqueado.

Estetipo usado apenas em tubos de metais no soldveis e para tubos no metlicos como os de plstico. usado tambm para tubos de ao em instalaes secundrias e em redes de residncias.

Flange de Encaixe.

semelhante ao sobreposto, porm mais resistente e temum encaixecompleto para a ponta do tubo, dispensando por isso a solda interna. o tipo de flange mais usado para tubulaes de ao de pequeno dimetro

(at 2).

Flange Cego.

So flanges fechados usados para fechar extremidades de linhas ou de bocais flangeados.

Flange Solto.

Estetipo fica soltona tubulao,podendo deslizar livremente sobre o tubo. Quando se emprega este flange, deve-se soldar o topo na extremidade do tubo, uma pea chamada virola que servir de batente para o flange. O



flange solto tem a vantagem de ficar fora de contato com o fluido circulante, podendo por isso ser usado em servios em que os tubos tenham que ser de materiais especiais, tal como ao inoxidvel ou liga de nquel, sem que ele prprio o seja.

Faceamento de flanges.

A face de encosto dos flanges pode ter vrios tipos de acabamento. So os tipos abaixo relacionados os mais usados:

Face com ressalto.

o tipo de face mais comum para flanges de ao aplicados a qualquer presso e temperatura. O ressalto tem 1/16 de altura para presses at 20kg/cm2 e para presses maisaltas.Asuperfciedoressalto apresenta geralmente uma srie de pequenas ranhuras concntricas, cuja funo melhorar o aperto da junta.

Face Plana.

o faceamento usual nos flanges de ferro fundido e de materiais frgeis, tal como os plsticos. O aperto da junta muitoinferior aoobtido com flanges de face com ressalto.



Face para junta de anel.

Este tipo de face usado em flanges de ao para altas temperaturas e presses envolvendo fluidos perigosos, inflamveis ou txicos, em que deve haver absoluta segurana contra vazamentos.

A face dos flanges temum rasgo, circular, onde se encaixa uma junta em forma de anel metlico. Consegue- se uma vedao bem melhor no s devido ao da junta, mas tambm porque a presso interna tende a dilatar a prpria junta apertando-se contra a faze do flange.

Face de macho e fmea.

Este tipo nem mais raro que os anteriores e so usados em servios especiais com fluidos corrosivos, porque neles a junta est protegida, no havendo quase nenhum contato entre a junta e o fluido.

Parafusos e estojos para flanges.

Para ligaes de um flange no outro e aperto dejuntas, empregam-se dois tipos de parafusos:

-Parafusos de mquina (Machine bolts)

-Estojos (Stud bolts)



Parafusos de mquina.

So parafusos cilndricos com cabea integral sextavada ou quadrada, onde a parte rosqueada nunca abrange todo o corpo do parafuso. As dimenses esto padronizadas na norma ANSI.B.18.2 e as dimenses dos filetes de rosca na norma ANSI.B.1.1.

So designados pelo comprimento (da extremidade at a base da cabea) e pelo dimetro nominal da rosca. Esses parafusos e respectivas porcas earruelas esto padronizadas nas normas P-PB-41 a 44 da ABNT.

Estojos.

So barras cilndricas rosqueadas com porcas e contra porcas independentes, onde a parte rosqueada pode ou no abranger todo o comprimento. Os estojos permitem melhor aperto do que os parafusos de mquina porque a parte mais fraca desses parafusos justamente a ligao do corpo com a cabea.

Os estojos so designados pelo comprimento total e pelo dimetro nominal da rosca.

Tipos de aperto.

No aperto de parafusos distingue-se o inicial e o residual. O aperto inicial tem por finalidade fazer com que a junta se adapte o mais perfeitamente



possvel s faces dos flanges; sendo que este aperto ser tanto mais forte quanto mais dura for a junta.

O aperto residual tem por objetivocombater o efeito da presso interna do tubo quetendea separar os flanges. Este aperto ser tanto mais forte quanto maior for a presso interna.

Na prtica para evitar vazamentos, basta que o aperto residual tenha de 1,5 a 2 vezes o valor da presso interna. Evidentemente, em qualquer ligaoflangeada, o aperto residual deve ser somado ao aperto inicial. Em tubulaes sujeitas grandes variaes de temperatura, deve-se fazer um terceiro aperto a quente, para compensar os efeitos da dilatao.

Materiais, Classes e Dimetro Comerciais.

Os flanges de ao-caborno e de ao-liga costumam ser forjados. Para os flanges de ao-carbono emprega-se o ao ASTM-A-181 se a presso menor ou igual a 20kg/cm2 e a temperatura at400C. Acima destes valores emprega-se o ao ASTM-A-105. para os flanges de ao-liga, o material mais comum so os aos ASTM-A-182, com diferentes percentagem de Cr e Mo.

A norma ANSI.B.16.5 define 7classes de flanges, cujas presses nominais so:

150# 300# 400# 600# 900# 1500# 2500#



A presso nominal de cada classe a presso admissvel de trabalho em psi, sem choques, a uma determinada temperatura. Essas temperaturas variam de acordo como material. As presses admissveis de trabalho, par qualquer materiale qualquer classe, decrescem com o aumento de temperatura. Desta forma, o nmero que representa a presso nominal, embora sirva para designar o flange no significa a presso admissvel com que o flange pode trabalhar.

A presso admissvel do flange, depende da temperatura e do material do mesmo.

Deve-se observar que as presses admissveis dos flanges referem-se a flanges submetidos exclusivamente ao esforo de presso interna.

As 7 classes de presso nominal abrangem todos os tipos de flanges, desde o dimetro nominal de at 24, com as seguintes excees:

A classe 2500 s vai at o dimetro de 12.

Os flanges de encaixe s so fabricados nas classes de 150 a

600.

Os flanges rosqueados da classe 1500s vo at 12 de dimetro.

Os flanges menores ou iguais a 3, so iguais nas classes 400,

600.

No Brasil fabricam-se flanges de ao de mais de 24, segundo a norma API-605 ou padronizados por alguns fabricantes.



Requisio de flanges.

Para a encomenda ou requisio de flanges as seguintes indicaes devem ser dadas:

Quantidade, dimetro nominal, tipo, faceamento, classe de presso, a norma adotada, descrio completa do material do flange e a espessura da parede do tubo a que ser ligado.

Ex: 20, 6, de pescoo, face com ressalto, 300#, ANSI.16.5, ASTM-A-181 para tubos sch40.

Juntas.

Existem duas espcies de juntas usadas em tubulao:

-Juntas de Vedao (para flanges)

-Juntas de Expanso (para tubos)

Apesar no nome semelhante, a funo de cada uma delas na verdade totalmente diferente. A primeira tem a funo de impedir a presena de vazamentos nas ligaes flangeadas e a outra a de funcionar como trecho flexvel, absorvendo os movimentos impostos a tubulao pelas tenses trmicas.

Abaixo descrevemos com mais detalhes, as caractersticas de cada uma delas.



Juntas de Vedao.

Em todas as ligaes flangeadas existe sempre uma junta de vedao que tem a funo de impedir vazamentos.

O material da junta que dever ser menos duro que o material dos flanges tambm deformvel e elstico para compensar as irregularidades das faces dos flanges,dando uma vedao perfeita, e suportar as variaes de presso e temperatura. O materialtem que resistirtambm ao dofluido, especialmente se o mesmo corrosivo.

So os seguintes os tipos mais usuais de juntas para flanges:

Juntas No-metlicas.

So sempre planas usadas para flanges de face plana ou com ressalto. As espessuras variam de 1/32 a 1/8, sendo que as mais usadas so as de 1/16. Os materiais mais comuns so:

MaterialUso

Borracha naturalgua, ar e condensado at

100C

Borracha sintticaleos at 120C

Amianto grafitadoVapor e leos at 400CPlsticosFluidos corrosivos baixa presso e temperaturaPapeles hidrulicosgua, ar e condensado e outrosfluidosbaixa presso e temperatura



Juntas Metlicas Folheadas.

Estas juntas possuem uma capa metlica plana ou corrugada e o enchimento de material macio, geralmente de amianto. As espessuras variam de 1/16 a 1/8 e so usadas para altas presses e temperaturas.

Juntas Metlicas em Espiral.

So constitudas de fitas metlicas enroladas em espiral, juntamente com fitasde amianto. Osmateriaiseas aplicaes soanlogos aos das juntas metlicas folheadas. As juntas emespiralpossuem excelente elasticidade.

Juntas Metlicas Macias.

So juntas metlicas com faces planas ou ranhuradas. Usam-se essas juntas com flanges de face com ressalto, para altas presses.

Os materiais empregados so os mesmos das juntas anteriores e tambm podem usadas em flanges com face de macho e fmea.



Juntas Metlicas de Anel.

So constitudas de anis metlicos macios com seco ovalada ou octogonal. Em geral so de ao inox e esto padronizadas pela norma ANSI-B-16-20. Existem tambm juntas de anel em ao carbono.

Juntas de Expanso.

As juntas de expanso so peas no rgidas que se colocam nas tubulaes para absorver os movimentos causados pela expanso ou contrao trmica das mesmas.

Este tipo de junta s deve ser usado, quando no se tiver outra alternativa para melhorar a flexibilidade da tubulao. Em geral se procura alongar mais a tubulao, acrescentando no traado as chamadas curvas de expanso o que melhora consideravelmente a flexibilidade.

As juntas de expanso tm menores perdas de carga do que as curvas porm so mais caras e mais sujeitas a vazamentos.

Existem dois tipos de junta de expanso:

-Junta Telescpica

-Junta Sanfonada ou de Fole

Asjuntastelescpicas soempregadas principalmente para tubulaes de vapor ou de condensado em locais onde no possvel formar as curvas de expanso. Estas juntas absorvem movimentos no sentido axial e so fabricadas de ao fundido, ferro fundido e de bronze. O dimetro nominal vai at 24 e



suportam presses de at 40kg/cm2 e com curso mximo de

30cm.

As juntas de fole so constitudas de um sanfonado metlico guiadointernamente por um cano rgido. Absorvem movimentos axiais, laterais e de rotao, dependendo do tipo do fole.

As juntas de fole podem ser:

-Simples

-Duplas

-Com Anis de Equalizao

-Com Articulao (dobradia, card)

Em geral, as juntas de fole possuem tirantes limitadores de movimento. Os foles podem ser de cobre, metal monel, aos inox, etc.

Este tipo de junta fabricado com dimetro nominal de at100, para presses de 40kg/cm2 e temperaturas at 870C. permite um curso axial de 17cm e deflexo angular de 50.



PURGADORES E FILTROS.

Sodispositivos automticos utilizados para separar, reter ou eliminar fluidos ou corpos indesejveis na tubulao.

Purgadores.

Purgadores de Vapor.

So empregadospara separar e eliminar ocondensado nas tubulaes de vapor, sem permitir o escapamento deste ltimo. Estes aparelhos eliminar tambm o ar e outros gases, podendo tambm ser utilizados para reter o vapor nos aparelhos de aquecimento.

Os purgadores podem ser divididos em trs classes:

-Mecnicos (bia, balde invertido, balde aberto)-Termostticos (presso balanceada, expanso lquida, bi metlicos)

-Termodinmicos (simples com filtro, fluxo distribudo)

Os purgadores mecnicos tm sua operao baseada na diferena de densidade da gua para ovapor. Os termostticos tm o seu



funcionamento baseado na diferena de temperatura e finalmente os termodinmicos trabalham com a variao da presso e temperatura.

Basicamente existem dois casos tpicos de emprego de purgadores de vapor:

Purgadores para drenar o condensado.

Eliminam o condensado que se forma ao longo da tubulao e so colocados em uma derivao da mesma. Abaixo mostramos como se deve instalar um purgador.



Para drenar o condensado das linhas os purgadores devero ser colocados nos seguintes locais.

-Pontos extremos das linhas

-Pontos baixos das linhas

-Mudanas de elevaes

-Trechos em nvel de 100 a 250m-Antes das vlvulas de bloqueio, regulagem, reteno e controle

-Prximos entrada de mquinas

Ex:

PV5

PV6

PV3

PV1

PV2



Purgadores para reter o vapor nos aparelhos de aquecimento. Nesse caso os purgadores devero ser colocados prximos sada doaparelho. Se no houvesse purgador, o vapor circularia a alta velocidade sem ceder todo o seu calor.

Ex:

SUPRIMENTO DE VAPOR

APARELHO DE AQUECIMENTO A VAPOR

LINHA DE CONDENSAO

FILTRO

VLVULA DE RETENO

DRENO

PURGADOR

Filtros.

So aparelhos que retm poeiras, slidos em suspenso e os corpos estranhos em lquidos ou gases.

Os filtros de acordo com a sua finalidade podem ser classificados em:

-Filtros Provisrios

-Filtros Permanentes

Filtros Provisrios.

So filtros de utilizao temporria,que se colocam nas tubulaes, normalmente prximo aos bocais de entradas dos equipamentos. Sua finalidade trabalhar nas linha, na



operao de teste de unidade, para reter resduos de solda ou qualquer sujeira existente nas tubulao.

Um tipo muito comum de filtro provisrio o de anis de chapa fina com uma cesta de tela.para facilitar a colocao e a retirada dos filtros deste tipo, deve-se colocaruma pea flangeada qualquer, geralmente carretel, na entradas dos equipamentos.

Abaixo temos um exemplo de filtro provisrio:

CESTA

FLANGE

FLUXO

FiltrosPermanentes

So filtrosinstalados nastubulaesde modo definitivo, geralmente prximo aos bocais de entrada de equipamentos muito sensveis a corpos estranhos, como bombas de engrenagens.

Este tipo consiste geralmente, em uma caixa de ao, ferro fundido ou bronze, com bocais para entrada e sada de tubulaes, no interior da qual existem elementos de filtragem.

Os modelos mais comuns so o filtro em Y para pequenos dimetros (at 3) e o filtro vertical para grandes dimetros.



TAMPA

CESTA DE TELA

ENTRADA

ENTRADA

SADA

SADA

CESTA DE TELA

TAMPA DE DRENO

DRENO

A seguir damos um exemplo destes tipos de filtros:

Elementos Filtrantes.

Os elementos mais usados como filtros so os seguintes:

Filtragem grosseira de lquidos

-Grades metlicas

-Chapas perfuradas

-Telas metlicas

Filtragem fina de lquidos

-Telas finas

-Feltro

-Nylon

-Papel



Filtragem de gases.

-Palhas metlicas

-Feltro

-Camura

Dependendo do tipo de filtro utilizado os elementos filtrantes, podem ter as mais variadas formas; cones, discos, cestas, etc.

Nas linhas de funcionamento contnuo os filtros devem ser duplos, com duas cmaras bloqueveis em paralelo, de modo que se uma estiver em manuteno, a outra permanea em funcionamento.

BOMBAS, COMPRESSORES E TURBINAS.

So dispositivos destinados a movimentao de fluidos, gases ou lquidos, muito utilizado em sistemas de tubulao.

Bombas.

So mquinas destinadas a elevar agua e outroslquidos ou impulsion-los. As bombas s trabalham com lquidos, dessa maneira deve-se evitar a presena de vcuo no interior das mesmas.

Os tipos mais comuns de bombas so os seguintes:



Centrfugas.

So caracterizados por possurem um rgo rotativo dotado de ps. Sode escoamento contnuo eservem para grandes vazes e presses relativamente pequenas.

Alternativas.

Este tipo puxa o lquido atravs do movimento do pisto. A vazo aproximadamente proporcional velocidade de funcionamento. Atinge vazes da ordem de 400l/s com diferena de presso de at 1000 atm.

As tubulaes de suco para bombas devem ter a menor perda de carga possvel, poucos acidentes, com dimetro maior que o bocal de entrada da bomba. A linha de descarga da bomba deve ser protegida atravs de uma vlvula de reteno para evitar que o retorno do lquido possa danificar a bomba em caso de parada sbita.

Compressores.

So equipamentos utilizados para aumentar a presso de um gs. Seu emprego semelhante ao da bomba, s que no pode ser utilizado para lquidos.

Existem trs tipos de compressores de acordo com o princpio de funcionamento:



Centrfugos.

Utilizam o princpio da fora centrfuga. So usados para a movimentao de grandes vazes de gases.

Rotativos.

Este tipo fornece uma vazo constante e pode funcionar com misturar bifsicas. A sua desvantagem que a presso de descarga relativamente baixa.

Alternativos.

Composto de pistes, geralmente com razo de compresso de4:1 eespao mortovariando de 1% a 10%. Sousados quando se faz necessrio, altas presses de descarga.

Turbinas.

So mquinas que transformam a energia trmica de fluido gasoso, geralmente vapor, em energia mecnica.

Suas partes principais so o estator (fixo) e o rotor (mvel).

Os tipos principais so:



Turbina de impulso.

Neste tipo o bocal est na parte fixa do corpo, provocando uma expanso do vapor que perde presso e ganha velocidade. O jato de vapor vai para as palhetas onde a presso mantida.

Turbina de reao.

Ao contrrio do tipo anterior, a turbina de reao apresenta uma queda de presso na passagem do vapor pelas palhetas.

Os bocais esto na parte mvel do corpo, e na verdade o que ocorre que este tipo trabalha como turbina de impulso e reao.

Comercialmente, o termo turbina de reao aplica-se somente s turbinas em que h substancial expanso do vapor nas partes mveis.



VASOS DE PRESSO E PERMUTADORES.

Os vos de presso e os permutadores so dos itens de maior importncia e certamente os de maior tamanho nas indstrias de processamento,ouseja,indstriasqumicas,petroqumicas, farmacuticas e de alimentos.

Vasos de presso.

Os vasos so usados para armazenar ou acumular para uso em determinadas ocasies, gases ou lquidos sobre presso.

Os fluidos so armazenados sob presso para que se possa ter um grande peso dos mesmos em um volume relativamente pequeno. Os vasos costumam ser cilndricos, quando de capacidade pequena ou seja at 100m3 e esfricos quando de maiores dimenses.

Os principais componentes de um vaso de presso so:

-Casco composto da parte cilndrica e dos tampos.-Bocas de visita so aberturas flangeadaspara inspeo e manuteno do vaso.

Conexes de entradas e sada de produto, ventilao e acessrios.

Quanto a posio de instalao os vasos de presso podem ser verticais, horizontais ou inclinados. Tanto o formato quanto a posio de instalao dos vasos dependem essencialmente do servio a que forem destinados. Os vasos verticais so empregados, por exemplo, para torres de fracionamento. Os horizontais,muito comuns, so usados principalmente para



armazenamento e acumulao. O formato ideal o esfrico, embora no seja muito econmico, devido a dificuldade de construo e ao grande espao ocupado. Os vasos inclinados s so usados por exigncias de servio.

As dimenses que caracterizam um vaso de presso so o dimetro interno e o comprimento entre tangentes (CET). O dimetro interno aplica-se a vasos de qualquer formato; o comprimento entre tangentesaplica-sesomenteaosvasos cilndricos; o comprimento total do corpo cilndrico.

Abaixo temos ilustraes dos diversos tipos de vasos:

CET

CILNDRICO INCLINADOCILNDRICO HORIZONTAL



Permutadores de calor.

O permutador de calor um equipamento onde dois fluidos, com temperaturas diferentes, trocam calor atravs de uma interface metlica. Os fluidos circulantes podem ser lquidos ou gases. De acordo com os fluidos que trocam calor e com o fim a que se destina. O permutador de calor pode ter diferentes denominaes:

Intercambiador.

Quando h troca de calorentre dois fluidos doprocesso. Executa uma dupla funo; aquece um fluido usando outro fluido mais quente que se resfria. No h perda do calor transferido.

Resfriador.

Quando resfria fluidos do processo usando gua como meio de resfriamento.



Aquecedor.

Quando aquece fluido do processo por meio de vapor dgua ou outro meio qualquer.

Condensador.

Quando um fluido no estado de vapor passa para o estado lquido, cedendo o calor a outro fluido, geralmente gua.

Evaporador.

Quando um fluido no estado lquido se vaporiza atravs do calor cedido pelo fluido quente.

Normalmente um trocador ou permutador, consiste de um corpo cilndrico chamado casco, do carretel que uma cmara ligada aos tubos e que serve par distribuir o fluido circulante, finalmente o feixe de tubos na posio desejada evitando que sofram esforos de flexo, e os espaadores que mantm o conjunto de chicanas em posio.

Para permitir a limpeza, o feixe tubular removvel e por esse motivo os lquidos corrosivos devem sempre passar pelos tubos, pois sua limpeza ou substituio mais fcil e barata do que a do casco.

A seguir mostramos alguns exemplos de aplicao de trocadores de calor.



RESFRIADOR

LEO DIESEL PARA TANQUE DE RESFRIAMENTO

PETRLEOGUA DE REFRIGERAO

RESFRIADOR DE LEO DIESEL

TORRE DE DESTILAO ATMOSFRICA

GUA DE REFRIGERAO

CONDENSADORES

NFTA LEVE

CONDENSADOR DE TORRE DE DESTILAO ATMOSFRICA

2VAPOR 10 Kg/cm

AQUECEDOR

TIC

SODA CUSTICA

CONDENSADOR

AQUECEDOR DE REGENERAO DE SOLDA

T1T2T3

52325602 tecnologia de tubulacao industrial

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