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Projeto de Dutos
ABNT 15280-1/ASME B31.4Projeto
� Condições de Projeto
�PressãoRegime Permanente
Condição Estática
Transiente
Projeto de Dutos
ASME B31.4
Capítulo II – Projeto
Projeto de Dutos
Projeto
Projeto de Dutos
ASME B31.4Capítulo II – Projeto
� Condições de Projeto
�Temperatura
�Ambiente
- 30 oC < T < 120 oC – Propriedades Mecânicas =
Cuidado especial Temperaturas baixas
Expansão do fluido (aumento da pressão causado pelo aquecimento do fluido em um componente estático)
Projeto de Dutos
�Carregamentos Dinâmicos
� Carregamento Peso
�Carregamento de contração e expansão térmica
Impacto
Vento
Terremoto
Vibração
Recalque do solo
Ondas e correntes
Reação de jato
Carregamento vivo (peso fluido)
Carregamento morto (peso tubo e componentes, cobertura, revestimento)
Projeto de Dutos
Carregamento de contraçãoe expansão térmica
Bloco de ancoragem
Projeto de Dutos
Projeto Mecâncio
� Determinar a espessura de parede em função da pressão
� Dutos de transporte 40<D/t<100
� Dutos de parede fina – cálculo da espessura pela Fórmula de
Barlow -
Constante>20Parede fina
Variável<20Parede grossa
Tensão circunferencial ao longo da espessura de parede
D/tTubo
t
DPh .2
.=σ
Projeto de Dutos
Tensão Circunferencial (Hoop Stress)
t = espessura de parede
P = Pressão interna
D = Diâmetro
σh = Tensão circunferencial (hoop stress)
t.2D.P
=σh
t.4D.P
=σLP
Projeto de Dutos
Projeto Mecânico de OleodutoCO DE Barlow Equation H oop Stress
Factor(using tcode)
H oop StressFactor(using tnom and O D)
M axim umIncidentalPressure
ASM E B31.4σ h
i
nom
p OD
t=
.
.
*
2
0.72 0.72 10%
ASM E B31.8σ h
i
nom
p OD
t=
.
.
*
2
0.80 0.80 10% (<=0.72)4% (>0.72)
IGE/TD/1σ h
ip OD
t=
.
.
*
m in2
0.72 0.65 10%
BS 8010 Sect 2.8σ h
ip OD
t=
.
.
*
m in2
0.72 0.65 10%
BS 8010 Part 3σ h
ip OD
t=
.
.
*
m in2
0.72 0.65 10%
CSA Z662σ h
i
nom
p OD
t=
.
.
*
2
0.80 0.80 10%
ISO CD 13623σ h
ip OD t
t=
−.( )
.min
*
min2
0.77-0.83 0.76 10%
NEN 3650σ h
ip OD t
t=
−.( )
.min
*
min2
0.72 0.66 15%
prEN 1594σ h
ip OD
t=
.
.
*
m in2
0.72 0.65 15%
Projeto de Dutos
t = espessura de parede
P = Pressão interna
D = Diâmetro nominal
σh = Tensão circunferencial (hoop stress)
t.2D.P
=σhσh.2D.P
=t
Projeto de Dutos
Projeto Mecânico de Oleoduto
Norma ASME B31.4
Para σh =S, onde:
S = 0,72.E.SMYS (tensão admissível do material)
E = fator de eficiência de junta
Fator de projeto = 0,72
σh.2D.P
=tS.2D.P
=t
Projeto de Dutos
Fator de Projeto
�Originado nos anos 30 nos EUA;
�Historicamente os testes de fábrica eram feitos a 90% do SMYS;
�Os operadores concordaram que um fator de segurança de 1,25 era razoável;
�Nos anos 60 a máxima tensão de projeto de 72%SMYS foi incorporada nas normas B31.4 e B31.8;
�Não tem nenhum significado estrutural é apenas histórico.
Projeto de Dutos
Fator de Eficiência de Junta
0,60Soldado a topo/ fornoAPI 5L
1,00Soldado a arco submersoAPI 5L
1,00Com solda elétrica autógena de
topoAPI 5L
1,00Soldado a resistência elétricaAPI 5L
1,00Sem costuraAPI 5L
Fator EClasse de TuboEspec.
No.
Projeto de Dutos
Projeto Mecânico de Gasoduto
Norma ASME B31.8
Para σh =S, onde:
S = SMYS
F = Fator de Projeto
E = fator de eficiência de junta
T = Fator de temperaturaTEFS
DPt
....2
.=
Projeto de Dutos
Projeto Mecânico de Gasoduto
Norma ASME B31.8
Projeto de Dutos
Fator de Temperatura
0,870230
0,905200
0,929180
0,966150
1120 ou menos
Fator de Redução de Temperatura
T
Temperatura, °C
Projeto de Dutos
Variação do Limite de Resistência em Função da Tempe ratura
Projeto de Dutos
Fator de Projeto
0,40Classe de Locação 4
0,50Classe de Locação 3
0,60Classe de Locação 2
0,72Classe de Locação 1
Fator de Projeto FClasse de Locação
Projeto de Dutos
Fator de Projeto
Projeto de Dutos
Fator de Projeto
Projeto de Dutos
Instalação Div. 1 Div. 2 2 3 4Gasodutos 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40
Cruzamentos de rodovias, ferrovias, sem proteção:
(a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40(b) Estradas públicas sem melhorias 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40(c) Estradas, rodovias ou ruas públicas, com superfície dura e ferrovias 0,60 0,60 0,50 0,50 0,40
Cruzamentos de estradas, ferrovias, com proteção:
(a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40(b) Estradas públicas sem melhorias 0,72 0,72 0,60 0,50 0,40(c) Estradas, rodovias ou ruas públicas com superfície dura e ferrovias 0,72 0,72 0,60 0,50 0,40
Invasão paralela de gasodutos em estradas/rodovias:
(a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40(b) Estradas públicas sem melhorias 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40(c) Estradas, rodovias ou ruas públicas com superfície dura e ferrovias 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40
Conjuntos pré-fabricados (v. par. 841.121) 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40Gasodutos em pontes (v. par. 841.122) 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40
Tubulação de estação compressora 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40
Próximo a concentração de pessoas em Classes de Locação 1 e 2 [v. par. 840.3(b)] 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40
Classe de Locação1
Fator de Projeto para Gasodutos
Projeto de Dutos
Fator de Projeto para Oleodutos
0,60,72Cruzamento rodoviário ou ferroviário com tubo camisa
Para duto em píer, o fator 0,6 deve ser estendido no mínimo até 100 m de afastamento do mar, no rio ou lago
Tubulação de píer
Lançadores e recebedores
Bases, Estações e Terminais 0,6
Travessia
Cruzamento rodoviário ou ferroviário sem tubo-camisa; interferência paralela; ponte com tráfego veicular
0,60,72Geral
Categoria IICategoria I
Fator de projetoTipo de Instalação
Projeto de Dutos
Sobreespessura de Corrosão
Função do potencial de corrosão
Valor mínimo = 1,3 mm
Produtos claros com adição de inibidor admite-se 0,75 mm
Projeto de Dutos
Espessura mínima de parede
Reduzir ocorrência de:
� amassamento e ovalização nas extremidades, decorrentes de
transporte e manuseio de tubos
� Enrugamento durante o curvamento a frio
Projeto de Dutos
Espessura mínima
Norma
NBR15280
Projeto de Dutos
Espessura mínima
de parede Norma
ABNT - 12712
Projeto de Dutos
Passos para o Cálculo da Espessura Final de Parede
1 – Cálculo da espessura em função da pressão, do diâmetro, da tensão
admissível, a qual varia com a temperatura e é reduzida pelo fator de projeto e
de junta
2 – Acrescentar sobreespessura de corrosão
3 – Comparar com valores mínimos de parede
4 – Seleção de espessura comercial imediatamente acima da calculada.
Projeto de Dutos
Projeto de Dutos
Área de Válvula
Mudança de espessura trecho aéreo
Projeto de Dutos
Curvamento a Frio (curva de campo)
Curvas feitas em campo para acompanhar o perfil do terreno, feitas pordobramento de tubos retos
Projeto de Dutos
Curvamento a Frio (curva de campo)
� É um processo de curvamento de tubos retos com emprego de forças aplicadas por meio de dispositivos hidráulicos (Golpes).
� O ângulo central máximo “β” de uma curva de campo é fixado no conforme fórmula ou tabela a seguir:
πβ 1801 ×=
R
Projeto de Dutos
Curvamento a Frio
� A diferença entre o maior e o menor dos diâmetros externos,
medidos em qualquer seção do tubo, após o curvamento, não pode
exceder 2,5 % do seu diâmetro externo especificado na norma
dimensional de fabricação
Projeto de Dutos
� Em tubos com costura, não é permitida a coincidência da solda longitudinal
com a geratriz mais tracionada ou mais comprimida, devendo o curvamento ser
executado de forma que a solda longitudinal seja localizada o mais próximo
possível do eixo neutro do tubo curvado, com uma tolerância de ± 30°;
� Nos curvamentos de tramos que contenham uma solda circunferencial, deve
ser deixado um comprimento reto mínimo de 1 m para cada lado da solda
Circunferencial
� Não é permitido
enrugamentos
Projeto de Dutos
Curvas Forjadas
� Utilizadas em instalações aéreas, próximo aos
lançadores/recebedores de pigs e estações de
bombeamento.
Curvas padronizadas
� 1DN, 1,5DN e 3 DN
� 45º, 90º e 180º
Projeto de Dutos
Curvamento a Quente
(curvas por indução)
� Processo de curvamento por indução eletromagnética de alta frequência, com aquecimento localizado em temperaturas elevadas, seguido de um curvamento mecânico e resfriamento forçado
Projeto de Dutos
Curvamento a Quente
� Após o curvamento as paredes das regiões tracionadas e comprimidas devem ser iguais ou superiores às espessuras mínimas para resistir a pressão interna.
� Admite-se que a curva obtida possua a mesma tensão mínima de escoamento do tubo
�ABNT NBR15273
Projeto de Dutos
Curva em Gomos
� Não se permite o uso de curva em gomos em duto
� Um desvio angular de até 3 °, causado por erro de alinhamento entre dois tubos soldados, não constitui umacurva em gomos e, portanto, não requer consideraçõesparticulares para o cálculo da pressão de projeto; entretanto, no cálculo da tensão de flexão, qualquer desvioangular entre dois segmentos retos, deve ser consideradopara efeito de concentração de tensões.