n-2791

N-2791 12 / 2010

PROPRIEDADE DA PETROBRAS 46 páginas e GT

Detalhes de Instalação de Instrumentos ao Processo

Padronização

Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. A Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma é a responsável pela adoção e aplicação das suas seções, subseções e enumerações.

CONTEC Comissão de Normalização

Técnica

Requisito Técnico: Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não segui-la (“não-conformidade” com esta Norma) deve ter fundamentos técnico-gerenciais e deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter impositivo.

Prática Recomendada: Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pela Unidade da PETROBRAS usuária desta Norma. É caracterizada por verbos de caráter não-impositivo. É indicada pela expressão: [Prática Recomendada].

SC - 10

Cópias dos registros das “não-conformidades” com esta Norma, que possam contribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora.

As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, a seção, subseção e enumeração a ser revisada, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma.

Instrumentação e Automação Industrial

“A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS, de uso interno na PETROBRAS, e qualquer reprodução para utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorização da titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente, através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. A circulação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo e Confidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedade industrial.”

Apresentação

As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho

- GT (formados por Técnicos Colaboradores especialistas da Companhia e de suas Subsidiárias), são

comentadas pelas Unidades da Companhia e por suas Subsidiárias, são aprovadas pelas

Subcomissões Autoras - SC (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando as

Unidades da Companhia e as Subsidiárias) e homologadas pelo Núcleo Executivo (formado pelos

representantes das Unidades da Companhia e das Subsidiárias). Uma Norma Técnica PETROBRAS

está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a

cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a Norma Técnica PETROBRAS N-1. Para informações completas

sobre as Normas Técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS. .

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Sumário

1 Escopo................................................................................................................................................. 3

2 Referências Normativas ...................................................................................................................... 3

3 Termos e Definições............................................................................................................................ 3

4 Condições Gerais ................................................................................................................................ 4

4.1 Documentação ....................................................................................................................... 4

4.2 Materiais................................................................................................................................. 5

4.3 Inspeção e Testes.................................................................................................................. 5

4.4 Montagem .............................................................................................................................. 5

4.5 Suportes ................................................................................................................................. 7

5 Condições Específicas ........................................................................................................................ 7

5.1 Uso de Conexão do Tipo União (Roscada ou Soldada)........................................................ 7

5.2 Instalação de Instrumentos que Necessitem de Purga ou “Flushing” ................................... 7

5.3 Uso de Niple Soldado à Válvula Raiz .................................................................................... 7

5.4 Uso de Selagem..................................................................................................................... 8

5.5 Uso de Selo Remoto com Capilar.......................................................................................... 8

5.6 Uso de Válvulas para “Vent” e Dreno .................................................................................... 8

5.7 “Manifold” 5 Vias .................................................................................................................... 9

5.8 Uso de Válvulas Tipo “Vent-Screw” ....................................................................................... 9

5.9 Bloqueio da Linha de Impulso................................................................................................ 9

5.10 Construção de Linhas de Impulso com “Tubing” ................................................................. 9

5.11 Tomada e Linha de Impulso com Aquecimento................................................................... 9

5.12 Construção de Linhas de Impulso com Tubo Rígido......................................................... 10

Anexo A - Matriz para seleção de detalhe de instalação ...................................................................... 11

Anexo B - Detalhes de Instalação ......................................................................................................... 14

Figuras

Figura 1 - Orientação das Tomadas de Impulso..................................................................................... 6

Figura A.1 - Instalação para Pressão.................................................................................................... 11

Figura A.1 - Instalação para Pressão (Continuação) ............................................................................ 12

Figura A.2 - Instalação para Vazão....................................................................................................... 13

Figura B.1 - Pressão.............................................................................................................................. 14

Figura B.2 - Vazão................................................................................................................................. 32

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1 Escopo 1.1 Esta Norma padroniza os detalhes de instalação de instrumentos ao processo a serem utilizados nos projetos de instrumentação para a PETROBRAS. 1.2 Não estão contemplados no texto desta Norma detalhes de instalação referentes a instrumentos de medição de nível e temperatura. 1.3 Esta Norma se aplica a projetos iniciados a partir da data de sua edição e também a instalações e equipamentos existentes submetidos à manutenção ou reforma. 1.4 Esta Norma contém Requisitos Técnicos e Práticas Recomendadas. 1.5 No Anexo A é apresentada a matriz para seleção de detalhe de instalação, que permite a seleção dos detalhes de instalação de acordo com a montagem, conexão ao processo, orientação da tomada e outros. 1.6 No Anexo B são apresentados os desenhos que representam as instalações típicas definidas conforme as necessidades de instalação previstas no Anexo A. 2 Referências Normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes dos referidos documentos (incluindo emendas).

PETROBRAS N-42 - Projeto de Sistema de Aquecimento Externo de Tubulação, Equipamento e Instrumentação com Vapor; PETROBRAS N-57 - Projeto Mecânico de Tubulações Industriais; PETROBRAS N-75 - Abreviaturas para os Projetos Industriais; PETROBRAS N-76 - Materiais de Tubulação para Instalações de Refino e Transporte; PETROBRAS N-1882 - Critérios para Elaboração de Projetos de Instrumentação; PETROBRAS N-1883 - Apresentação de Projeto de Instrumentação/Automação; PETROBRAS N-1931 - Material de Tubulação para Instrumentação; PETROBRAS N-2833 - Formulários e Listas para Projetos de Instrumentação; DR-ENGP-1.1 - Piping Standard and Material for Oil Production and Process Facilities; API RP 551 - Process Measurement Instrumentation.

3 Termos e Definições Para os efeitos deste documento aplicam-se os seguintes termos e definições. 3.1 conexão ao processo do instrumento conexão do instrumento que será interligada à linha de impulso









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3.2 contorno (“by-pass”) instalação física que permite o isolamento de instrumento sem a interrupção do processo, estando sempre fechado em condições normais 3.3 dreno linha isolada por válvula, que permite o escoamento de fluidos, instalada nos pontos baixos de tubulação ou equipamento 3.4 linha de impulso trecho de linha que interliga a válvula raiz à conexão ao processo do instrumento 3.5 purga ou “flushing” sistema de limpeza contínuo ou eventual das tomadas de impulso por injeção de fluido 3.6 tomada de impulso ponto de derivação do equipamento ou linha de processo onde será instalada a válvula raiz 3.7 válvula raiz válvula de bloqueio que isola a tomada de impulso da linha de impulso 3.8 “vent” linha isolada por válvula, que permite o escoamento de fluidos, instalada nos pontos altos de tubulação ou equipamento 4 Condições Gerais Os detalhes de instalação de instrumentos (detalhes típicos) contidos nesta Norma abrangem os casos mais comuns encontrados para instrumentos de medição de pressão e vazão. Estes detalhes consideram a montagem das linhas de impulso a partir da válvula raiz sendo executados com “tubing”. Situações não descritas nesta Norma requerem soluções específicas ou adaptações dos detalhes existentes. 4.1 Documentação 4.1.1 Os detalhes de instalação constantes desta Norma, executados como documentos de projeto, devem ser apresentados conforme formulário padronizado pela PETROBRAS N-2833 ou conforme padronização inserida nas ferramentas de automação de projeto padronizadas pela PETROBRAS. 4.1.2 Além das abreviaturas apresentadas na PETROBRAS N-75, são usadas as abreviaturas:

a) INST - Instrumentação; b) TUB - Tubulação.



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4.2 Materiais 4.2.1 Os materiais utilizados devem seguir as padronizações de material previstas no projeto. 4.2.2 Na área do Abastecimento e Transporte são usadas as PETROBRAS N-1931 e N-76 para especificação de materiais. A PETROBRAS N-1931 concentra as padronizações da PETROBRAS N-76, segundo o tipo de material e produto, visando à redução de tipos e especificações de materiais. 4.2.3 Na área de E&P é utilizada a DR-ENGP-1.1 (diretriz corporativa) para especificação de materiais de tubulações. 4.2.4 A descrição completa dos materiais apresentados nos detalhes de instalação ao processo deve seguir as descrições padronizadas pelas normas e documentos citados nos itens 4.2.2 e 4.2.3 e em sistemas em uso na PETROBRAS. 4.2.5 Nos detalhes de instalação do Anexo B, apenas um item de cada tipo de material foi indicado. As quantidades finais deverão ser levantadas durante a execução do documento final do Projeto Executivo. 4.3 Inspeção e Testes As linhas de impulso e seus componentes devem ser submetidos aos mesmos procedimentos de inspeção, ensaios, testes ou outros aplicados no equipamento ou tubulação de origem. Situações especiais devem estar claramente indicadas na folha específica do detalhe de instalação. 4.4 Montagem 4.4.1 Instrumentos inseridos diretamente na linha ou equipamento não foram considerados no escopo desta norma por não possuir material de instalação além de juntas e parafusos, que seguem as especificações aplicáveis e normalmente são quantificados pela disciplina de tubulação. Quando a disciplina de tubulação não quantificar estes materiais, deve ser gerado um detalhe que permita quantificar e especificar os mesmos. 4.4.2 A disciplina de instrumentação deve verificar a posição de instrumentos inseridos diretamente na linha assim como a definição da tomada de impulso pela disciplina de tubulação, considerando os requisitos de operação e manutenção do instrumento. 4.4.3 A divisão do limite de responsabilidade entre instrumentação e tubulação apresentada no desenho de detalhe de instalação ao processo se refere à especificação e quantificação de material. Na definição do limite construtivo devem ser consideradas as atividades específicas executadas por cada especialidade. 4.4.4 Recomenda-se que as atividades relacionadas à instrumentação que envolvam soldagem sejam executadas e fiscalizadas pela disciplina de tubulação. [Prática Recomendada] 4.4.5 Os instrumentos devem ser instalados de forma que sejam acessíveis a partir do piso, de plataformas ou escadas fixas, com garantia contínua de acesso fixo. Para tal, deve ser observado também que o comprimento das linhas de impulso seja o menor possível.





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4.4.6 Os instrumentos, quando montados sobre o piso ou plataforma, devem estar a 1,40 m de altura em suporte tubular de 2” tipo coluna ou parede. Quando os requisitos funcionais solicitarem altura ou montagem diferentes, estas devem ser submetidas à aprovação da PETROBRAS. 4.4.7 Os instrumentos devem ser instalados em locais com temperaturas adequadas à especificação do mesmo. Deve ser evitada a instalação próxima de fontes de calor que alterem suas condições normais de trabalho. 4.4.8 Os instrumentos com indicação local devem ser instalados com seu indicador voltado para as vias normais de acesso. 4.4.9 Todos os trechos horizontais das linhas de impulso devem ter inclinação mínima de 1:10, evitando a formação de bolsões e visando facilitar a drenagem ou alívio. 4.4.10 Conforme a API RP 551, na medição de fluidos gasosos, o instrumento deve ser instalado acima da tomada de impulso e na medição de líquidos e vapores condensáveis, abaixo da tomada de impulso. Para gases secos não sujeitos à condensação, o instrumento pode ser instalado abaixo da tomada de impulso. 4.4.11 Em aplicações com gases úmidos, quando a instalação do instrumento acima da tomada de impulso não for possível, deve ser utilizado selagem ou pote de drenagem. 4.4.12 De acordo com fluido a medir, a orientação das tomadas de impulso em linhas de processo instaladas na horizontal deve ser conforme a Figura 1.

Gás

Líquido

Vapor

Gás

Vapor

Líquido

Preferencial

Posição

pref

eren

cial

Pos

ição

preferencial

Posição

Linha de processo

horizontal

Plano

vert

ical

Pla

no

NOTA 1 Os detalhes de instalação do Anexo B mostram as posições preferenciais. Caso o arranjo de tubulação não permita a instalação da tomada de impulso na posição preferencial os detalhes deverão ser adaptados inclusive quanto à utilização de outros materiais para permitir a instalação.

NOTA 2 Sempre que houver possibilidade de arraste de impurezas em linhas de líquido, a tomada deve ser instalada na posição horizontal. Possíveis serviços onde deve ser aplicado: linhas de resíduo de vácuo, linhas de carga de forno de unidade de coque e linhas de água de injeção em poços.

Figura 1 - Orientação das Tomadas de Impulso

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4.5 Suportes 4.5.1 O tipo de suporte e o local de instalação devem ser adequados às solicitações mecânicas, tais como expansão térmica e vibração dos equipamentos ou tubulações associadas, de modo a não causar danos ou prejudicar a operação dos instrumentos. 4.5.2 Os instrumentos não devem ser montados nos corrimãos, “pipe-racks” ou outros lugares sujeitos a vibrações, choques ou outros distúrbios. 4.5.3 O espaçamento entre suportes das linhas de impulso deve garantir a rigidez, estabilidade e inclinação adequada à medição. 4.5.4 As linhas de impulso devem ser convenientemente suportadas para:

a) sustentar o próprio peso, incluindo o fluído; b) não criar esforços sobre os instrumentos.

5 Condições Específicas 5.1 Uso de Conexão do Tipo União (Roscada ou Soldada) 5.1.1 Não é permitido o uso de conexões do tipo união, exceto em arranjos que não permitam o giro do instrumento. 5.1.2 Sempre que o arranjo da linha de impulso exigir o uso da conexão tipo união devido a requisitos de manutenção, devem ser utilizados flanges. 5.2 Instalação de Instrumentos que Necessitem de Purga ou “Flushing” 5.2.1 Aplicações que necessitem de purga ou “flushing” para manter desobstruída a tomada de impulso devem possuir a conexão de entrada do fluido de purga ou “flushing” junto à tomada de impulso, seguindo os critérios do API RP 551 seção 6. Para os equipamentos auxiliares (rotâmetro, regulador de pressão, orifício de restrição etc.) devem ser observados os critérios descritos pela PETROBRAS N-1882. 5.2.2 Os equipamentos e acessórios necessários às instalações de purga ou “flushing” devem ser montados de forma permanente. 5.3 Uso de Niple Soldado à Válvula Raiz 5.3.1 Em caso de válvula raiz com conexão fêmea ES, é recomendado o uso de niple e conector fêmea (ES x OD), possibilitando a reutilização da válvula raiz. [Prática Recomendada] 5.3.2 O niple deve ter o comprimento limitado à faixa de 100 mm a 150 mm.


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5.4 Uso de Selagem 5.4.1 A selagem deve ser empregada sempre que for desejável evitar-se, junto ao instrumento, a presença de:

a) líquidos sujeitos a congelamento ou endurecimento; b) fluidos corrosivos; c) líquidos viscosos; d) fluidos em que haja mudança de fase próxima ao instrumento; e) fluidos tóxicos.

5.4.2 Em caso de necessidade de utilização de selagem em tomadas de impulso de instrumentos, deve ser utilizada a montagem usando tê para fechamento e montagem da selagem. A utilização do pote de selagem deve ser restrita a casos específicos e submetidos à aprovação da PETROBRAS. 5.4.3 Exceção deve ser feita para medição de vazão de vapor, onde deve ser utilizado pote de condensado. 5.4.4 A distância entre o ponto de tomada do processo e o tê de selagem deve ser minimizada. 5.4.5 Deve ser indicado no detalhe de instalação o fluido de selagem e a linha de impulso que receberá enchimento. 5.4.6 Recomenda-se a utilização de válvula-agulha para enchimento das linhas de impulso pela sua parte inferior. [Prática Recomendada] 5.5 Uso de Selo Remoto com Capilar Deve ser prevista a montagem de dreno ou “vent” após a válvula raiz para a liberação do instrumento. 5.6 Uso de Válvulas para “Vent” e Dreno 5.6.1 Devem ser incluídas em todos os detalhes de instalação válvulas de “vent” para gases e vapores e válvula de dreno para líquidos. Estas válvulas devem ser tipo agulha para permitir a abertura gradual da mesma. 5.6.2 Todos os drenos e “vents” das tomadas de impulso devem ser direcionados para local conhecido, inclusive os provenientes de “manifold” 5 vias. Exceções a este item devem ser submetidas à aprovação da PETROBRAS. 5.6.3 Em aplicações onde o fluido de processo exija limpeza nas linhas e tomada de impulso deve ser prevista a instalação de dispositivos (“vent”/dreno) que possibilitem a execução da limpeza sem a necessidade de desmontar as linhas e válvulas. 5.6.4 Especificamente em tubulações e equipamentos contendo fluidos tóxicos ou inflamáveis, todos os drenos e “vents” de tomadas de impulso devem ser direcionados para local seguro ou tocha. Exceções a este item devem ser submetidas à aprovação da PETROBRAS. 5.6.5 O uso de válvula esfera (abertura rápida e passagem plena) no lugar de válvula agulha (regulagem da saída e passagem reduzida) no dreno da linha de impulso dos instrumentos só é permitido em aplicações não críticas, tais como fluidos não corrosivos, fluidos não tóxicos, fluidos não inflamáveis e em baixas pressões.

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5.6.6 Para fluidos corrosivos, inflamáveis ou com altas temperatura e pressão, podem ser utilizadas as válvulas tipo plugue com passagem plena e haste não rotativa. [Prática Recomendada] 5.7 “Manifold” 5 Vias 5.7.1 Deve ser utilizado “manifold” de 5 vias nas instalações de transmissores de pressão diferencial. 5.7.2 Operações de drenagem, “vent” ou enchimento da tomada de impulso devem ser efetuadas através de conexão ao “manifold” de 5 vias. 5.8 Uso de Válvulas Tipo “Vent-Screw” Bujões e tampões associados à válvula de dreno ou “vent” podem ser substituídos por “vent-screw”. [Prática Recomendada] 5.9 Bloqueio da Linha de Impulso 5.9.1 A válvula raiz deve ser considerada como bloqueio principal e o bloco “manifold” como bloqueio da instrumentação. 5.9.2 O uso de outro bloqueio com válvula junto ao instrumento na linha de impulso deve ser limitado a aplicações críticas e quando a válvula raiz estiver em local de difícil acesso. 5.10 Construção de Linhas de Impulso com “Tubing” 5.10.1 Caso a montagem da linha de impulso possua comprimento maior que o comprimento máximo de fabricação do material utilizado (6 m) na montagem, as seguintes opções devem ser consideradas para união:

― união de compressão; ― solda orbital; ― solda de soquete para “tubing”.

5.10.2 Todas as conexões de compressão devem ser acessíveis, permitindo a inspeção. A instalação de uniões de compressão deve prever um ressalto ("off-set") na linha de impulso que permita a inserção de ferramenta de aperto. 5.11 Tomada e Linha de Impulso com Aquecimento 5.11.1 A instalação de traço de vapor deve seguir os critérios da norma PETROBRAS N-42. 5.11.2 Em tomadas e linhas de impulso que necessitem de conservação da temperatura do fluido de processo e utilizem isolamento térmico, com ou sem aquecimento, a aplicação destes dispositivos deve ser estendida até o tê de selagem, diafragma de selagem ou instrumento. 5.11.3 A instrumentação deve verificar com a disciplina de tubulação a necessidade de utilização de aquecimento e isolamento térmico das tomadas e linhas de impulso.


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5.11.4 Recomenda-se que o levantamento e especificação de material e a montagem do traço de vapor e isolamento térmico sejam executados e fiscalizados pela disciplina de tubulação. [Prática Recomendada] 5.11.5 Recomenda-se que o levantamento e especificação de material e a montagem do traço elétrico sejam executados e fiscalizados pela disciplina de elétrica. [Prática Recomendada] 5.12 Construção de Linhas de Impulso com Tubo Rígido 5.12.1 O uso de tubo rígido em linhas de impulso deve ser restrito aos casos onde o “tubing” não for aplicável tecnicamente. 5.12.2 A utilização de tubo rígido deve ser restrita ao menor trecho possível a partir da válvula raiz. 5.12.3 Nas instalações com tubo rígido, deve ser instalado um flange próximo ao instrumento de forma a facilitar a remoção para manutenção.

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Anexo A - Matriz para seleção de detalhe de instalação

montagem conexão a tubulação

Orientação da tomada

tipo de “manifold”

linha de impulso

conexão ao instrumento acessórios

conexão do acessório desenho

montagem direta (auto suportada)

rosca vertical superior horizontal

sem “manifold”

simples roscada sem acessório NA P-001

amortecedor de pulsação protetor de sobrepressão selo diafragma

roscada P-002

roscado simples roscada sem acessório NA P-003


roscada P-004

solda de encaixe macho

vertical superior horizontal

sem “manifold”



roscada P-006



roscada P-008

solda de encaixe fêmea


sem “manifold”



roscada P-010

sifão RO/ES P-011



roscada P-013

flange


sem “manifold”



roscada P-015

sifão RO/ES P-016



roscada P-018

Figura A.1 - Instalação para Pressão

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linha de impulso



montagem remota

rosca vertical superior horizontal


com selagem

roscada tê de selagem roscada P-020

com pote de drenagem

roscada pote de drenagem roscada P-021




com selagem

roscada tê de selagem soldada P-023



flangeado simples flangeada sem acessório NA P-025

com selagem

flangeada tê de selagem soldada P-026

solda de encaixe fêmea



com selagem





com selagem


flange



com selagem





com selagem


Figura A.1 - Instalação para Pressão (Continuação)

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linha de impulso



montagem remota

rosca superior rosca/flange simples flangeada sem acessório NA F-001

pote de drenagem roscada F-002

com selagem

flangeada tê de selagem roscada F-003

horizontal rosca/flange simples flangeada sem acessório NA F-004

com selagem

flangeada tê de selagem roscada F-005


superior rosca/flange simples flangeada sem acessório NA F-006

pote de drenagem soldada F-007

com selagem

flangeada tê de selagem soldada F-008

flange/flange simples flangeada sem acessório NA F-009


com selagem



com selagem



com selagem


solda encaixe fêmea

superior rosca/flange simples flangeada sem acessório NA F-016


com selagem




com selagem



com selagem



com selagem


flange superior flange/flange simples flangeada sem acessório NA F-026


com selagem


horizontal flange/flange simples flangeada sem acessório NA F-029

com selagem


Figura A.2 - Instalação para Vazão

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