projetista de tubulação

7/29/2019 Projetista de Tubulação

http://slidepdf.com/reader/full/projetista-de-tubulacao 1/111

Prof. Luis Dantas



APRESENTAÇÃO

Na indústria do Petróleo e Gás é comum oescoamento e manuseio de sistemas polifásicos tais como lamas, suspensões, leitos fluidizados emisturas líquidos-gases. Isso requer muita

consideração por parte dos profissionaisenvolvidos, quer seja com projetos, montagem oumanutenção de tubulações, assim como dos

envolvidos com a operação de sistemas deprodução, independentemente da área deatuação.



APRESENTAÇÃO

Os processos de prospecção, produção, refino de

petróleo, bem como o armazenamento e transporte dederivados, de um modo geral, são variados e complexos.Neste curso serão apresentados as suas peculiaridadese, a partir daí, conceituar alguns dos processos de

fabricação de tubos e os respectivos materiais nelesempregados de modo geral, visando a fornecer aoprojetista de tubulação uma visão geral sobre o processode fabricação de tubos e os respectivos equipamentos,

assim como os acessórios envolvidos em uma tubulação,de modo a subsidiar as atividades de planejamento eprojeto de obras na indústria do petróleo.



APRESENTAÇÃO

Com esse foco, o profissional que projetaas tubulações deve possuir um perfil desaber fazer, assim como deve encontrar-

se atualizado nos métodos, técnicas eprocedimentos estabelecidos, visando àqualidade e à produtividade dos

processos industriais, relativos ao projetoda tubulação.



APRESENTAÇÃO

O projetista de tubulação poderá exercer suas atividades profissionais na indústria,em atividades de projeto de tubulações e

em serviços de prestação de mão-de-obra qualificada para a área da indústria,possibilitando assim a sua inserção no

mercado de trabalho e/ou aempregabilidade, além de uma melhoriada qualidade do serviço prestado.



APRESENTAÇÃO

Na perspectiva de uma sintonia com os argumentos acima

expostos, este módulo do Curso Projetista de Tubulação,intitulado Processo de Fabricação de Tubos e MateriaisUtilizados, constituído de seis unidades curricularesplanejadas para execução em 60 horas/aula, foi elaborado demaneira a levar o participante a apreender os conhecimentospertinentes ao tema e, a partir das competências adquiridas,desempenhar de maneira satisfatória as suas novasatribuições nas áreas de atividade relacionadas com osprocessos de prospecção, produção e refino de petróleo.

Espera-se que, ao estudar estas seis unidades curriculares, oparticipante consiga entrelaçar o prazer de descobrir novosconhecimentos à leitura deste material didaticamenteproposto.



I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS

I.1 Definição de tuboI.2 Critério de classificação das tubulações

I.3 Aplicações de tubos

I.4 Exercícios



Tubo - Conduto de forma cilíndrica, de paredeconstante, com a finalidade de transportar fluido,podendo ser fabricado de vários materiais.

Tubulação - Conjunto de tubos, unidos emsequência, que assegura a circulação de um fluidoou de um produto pulverulento numa instalação.

Tubulação industrial - Termo que se refere a todosos acessórios, como ligações, curvas, derivações,

válvulas, filtros de linha e purgadores que devem ser instalados para garantir o transporte adequado dosfluidos a pontos distintos de um processo.






I.4 Exercícios



Tipos de áreas de aplicação

Tipo de serviço realizado

Condições de operação

Materiais de fabricação



Tipos de áreas de aplicação - Existem nas instalações industriais asáreas de processamento e a chamada área externa. Isso permite separar as tubulações de fabricação em categorias, com características distintas,baseadas em norma específica para tal. Exemplo é a Tubulação defabricação que integra os setores produtivos nas fábricas. Fazem parteda tubulação de fabricação as seguintes tubulações. São elas:

Tubulações de processo , destinadas às finalidades básicas da indústria.

Tubulações de utilidades , destinadas ao transporte de fluidos auxiliares.

Tubulações de instrumentação , destinadas a transmitir, por meio de

impulsos, sinais para os operadores dos sistemas de comando.

Tubulações de coleta de condensado ou de efluentes da planta industrial.



Tipo de serviço realizado - Esta classificação permite separar em

sete categorias as tubulações com finalidades definidas entre si. Sãoelas:

Tubulação de condução - Transporte de fluidos.

Tubulação de troca térmica - Uso em caldeiras ou trocadores de calor.

Tubulação de uso mecânico - Destinadas a peças mecânicas em geral. Tubulação de uso estrutural - Montagem de estruturas mecânicas de

suportações estruturais em geral.

Eletrodutos – Aplicações para proteção de condutores elétricos.

Tubos de instrumentação - Transporte de sinais pneumáticos ehidráulicos.

Tubos de exportação e produção de petróleo - Transporte de

óleo com características especiais e próprias da área petrolífera.



Condições de operação - É uma classificação pouco utilizadapor depender diretamente de fatores tais como pressão,

temperatura e composição do fluido, o que dificulta a

classificação com clareza da categoria do tubo.

Materiais de fabricação - Estes são especificados de acordo

com a sua composição química e as propriedades

mecânicas que cada um deles deve possuir. A Tabela 1.1

abaixo apresenta os principais tipos de materiais usados na

fabricação de tubos.






I.4 Exercícios



Aplicações de tubos

Tubos de condução - Transporte de fluidos.

Tubos de troca térmica - Uso em caldeiras ou trocadores de calor.

Tubos de uso mecânico - Destinadas a peças mecânicas em geral.

Tubo de uso estrutural - Montagem de estruturas mecânicas de

suportações estruturais em geral.

Eletrodutos – Aplicações para proteção de condutores elétricos.

Tubos de instrumentação - Transporte de sinais pneumáticos e

hidráulicos.

Tubos de exportação e produção de petróleo - Transporte

de óleo com características especiais e próprias da área petrolífera.




Tubos de condução - São elementos vazados, normalmente de

forma cilíndrica e seção constante, com garantia de estanqueidade e

resistência a pressões internas ou externas, utilizados como condutores

de materiais sólidos (granulados ou particulados); líquidos; pastosos ou

gasosos. São empregados nas atividades de produção de petróleo e gás

natural, bem como em refinarias e indústrias químicas, petroquímicas,

nos gasodutos e nas redes de gases, nos produtos derivados de

petróleo, nas indústrias farmacêuticas, nas alimentícias, etc.




Tubos de troca térmica - São tubos fabricados pelo processo

de centrifugação e utilizados em serpentinas, colunas,

manifolds, coletores de fornos e em caldeiras.

A figura 1.2, a seguir, mostra uma coluna e coletores para fornos,

onde são aplicados os tubos de troca térmica.




A seguir algumas composições de aços aplicados na

construção de tubulação de troca térmica.

- Aço do tipo 25 Cr 35 Ni Nb

- Aço tipo 20 Cr 32 Ni Nb.

Os tubos utilizados na fabricação de trocadores de calor são

fabricados seguindo normas pertinentes. Tais normas

garantem a aplicação do material certo a cada utilização da

tubulação.

Tubos de troca térmica




NORMAS PARA FABRICAÇÃO DAS TUBULAÇÕES DOS TROCADORES DE CALOR:

ASTM A249: exige a utilização de tubos de aço inoxidável com costuraem trocadores de calor, caldeiras, aquecedores e condensadores.

ASTM A209: exige a utiliza Cao de tubos de aço - liga sem costura emcaldeiras e superaquecedores de caldeiras.

ASTM A213: exige a utilização de tubos de aço inoxidável sem costuraem caldeiras, superaquecedores de caldeiras e trocadores de calor.

ASTM A333: exige a utilização de tubos de aço carbono em serviços emque se operam baixas temperaturas.

EEMUA 144: exige a utilização de tubos em cobre - níquel para serviçosseveros com a presença de sais, e segue a composição especificadapelo fabricante e atestado por meio de ensaios de recebimento peloconsumidor.

Tubos de troca térmica




Tubos de uso mecânico - São produzidos em aço carbono, com

costuras, pelos processos ERW -LONGITUDINAL (solda por resistênciaelétrica) e SAW - HELICOIDAL (solda por arco submerso) DN 150 a2500 mm e espessuras de parede entre 4,4 e 12,5 mm. Os tubos dessalinha para aplicações industriais atendem às normas ASTM A252 Gr.1,2,3; ASTM A134; ASTM A139 e a ASTM A135 Gr. A e B. Figura 1.3.Podem ser utilizados em:

Estacas de fixação de plataformas;

Camisa metálica de aquecimento;

Estruturas (elementos mecânicos);

Aplicação naval; Aplicação ferroviária;

Aplicação automotiva;

Cilindros hidráulicos.




Tubo de uso estrutural - A espessura de parede nesses tipos

de tubo é constante e a fabricação é feita por conformação, a

partir de tiras de material que são gradativamente curvadas até a

forma desejada. O fechamento é feito por soldagem de resistência

elétrica ou por solda de arco submerso.




Eletrodutos - São tubos de aço cuja fabricação pode ser com ou

sem costura, no sentido longitudinal revestidos de pintura interna

e, externamente, com esmalte de cor preta ou de superfície

externa galvanizada. Comercialmente, os eletrodutos metálicos

tipo rígidos, usados em eletricidade, são especificados de acordo

com sua "bitola".




Tubos de instrumentação - São tubos fabricados em aço

inox, nas seguintes normas (conforme ANSI B 36.10 e ANSI

B 36.19):

- ASTM A312,

- ASTM A409,

- ASTM A778.




Tubos de exportação e produção de petróleo - São tubos

usados para revestimento de poços, e são conhecidos como

tubos OCTG (Oil Country Tubular Goods) e respectivos

acessórios. São de alta resistência à corrosão e a impactos

e ideais para aplicações severas, em águas ultraprofundas e

em ambientes ácidos.

A li õ d t b




São tubos usados para:

Revestimento de poços de petróleo ou água; Tubos condutores de fluidos;

Tubos estruturais para jaquetas e torres de perfuraçãooffshore.

Os tubos para condução de fluidos podem ser fabricados por

meio de três processos distintos:

SAW Longitudinal com formação U - O - E; ERW Longitudinal em linha contínua;

SAW Espiral com formação contínua.

Tubos de exportação e produção de petróleo

P d F b i ã



Processo de FabricaçãoSAW Longitudinal (U-O-E)






I.4 Exercícios



1. - De acordo com o estudo, o que é tubo?

2. - Como são classificados os tubos quanto à área

de aplicação?3. - Como pode ser classificada a tubulação,

considerando - se o tipo de serviço utilizado?

4. - Cite três das aplicações gerais dos tubos emuma indústria.



II-MATERIAIS

II.1 Materiais utilizados na fabricação detubos

II.1.1 Aço com teor de carbono até 2%

II.1.2 Aço ligaII.1.3 Teor de carbono acima de 2% - Ferrofundido

II.1.4 O cobre e outras ligas não ferrosas



Exercícios



Aço com teor de carbono até 2%



Exercícios



II-MATERIAIS

II.2 Fatores de influência na seleção de

materiais para confecção de tubos



Fatores



II-MATERIAIS

II.3 Especificação de material para

tubos de açoII.3.1 Aços Carbono

II.3.2 Aços LigadosII.3.3 Aços de Alta Resistência e Baixa

Liga (ARBL)



Especificações: aços carbono



II-MATERIAIS




Liga (ARBL)



Especificações: aços ligados



II-MATERIAIS




Liga (ARBL)



Especificações: ARBL



II-MATERIAIS

II.4 Principais propriedades dos

materiais para os tubosII.4.1Tubos fabricados em aço carbono

II.4.2Tubos fabricados em aço inoxidávelII.4.3Tubos fabricados em ferro fundido



Propriedades: aço carbono



II-MATERIAIS






Propriedades: aço inox

Figura 2.1 - Tubos de aço inox comcostura - Fonte: www.aquanex.com.br

http://www.aquanex.com.br/

http://www.aquanex.com.br/



II-MATERIAIS






Propriedades: ferro fundido



II-MATERIAIS

II.5 Recomendações e normas

aplicadas a tubos de aço em geralII.5.1 Recomendações para os tubos fabricadosem aço-liga sem costuraII.5.2 Recomendações para os tubos mecânicos -

sem costuraII.5.3 Recomendações para os tubos de aço -carbono tipo com costura, preto e galvanizadosII.5.4 Recomendações para os tubos eletrodutos

tipo galvanizados



Reconendações: tubos de aço-liga sem costura



Reconendações: tubos mecânicos sem costura



II-MATERIAIS


aplicadas a tubos de aço em geralII.5.1 Recomendações para os tubos fabricados emaço-liga sem costuraII.5.2 Recomendações para os tubos mecânicos -


tipo galvanizados



Recomendações: tubos de aço-carbono comcostura, pretos e galvanizados



II-MATERIAIS


aplicadas a tubos de aço em geralII.5.1 Recomendações para os tubos fabricados emaço-liga sem costuraII.5.2 Recomendações para os tubos mecânicos -


tipo galvanizados



Recomendações: tubos eletrodutos galvanizados



II-MATERIAIS

II.6 Principais normas de aplicaçãode tubos existentes no mercado

II.6.1 Normas utilizadas para fabricação detubos para troca térmica



Normas



II-MATERIAIS

II.7 Exercícios



Exercícios



III-PROCESSOS DEFABRICAÇÃO DE TUBOS

III.1 Descrição dos processos defabricação de tubos

III.1.1 Fabricação de tubos com costuraIII.1.2 Processo de fabricação de tubos

sem costura



Processos com costura



III-PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS

III.1 Descrição dos processos defabricação de tubos

III.1.1 Fabricação de tubos com costuraIII.1.2 Processo de fabricação de tubos

sem costura



Exercícios



IV-LIGAÇÕES ENTRE TUBOS E TIPOSDE ACESSÓRIOS

IV.1 Ligações por conexões rosqueadasIV.1.1 Conexões rosqueadas



Conexões rosqueadas



Exercícios



IV-LIGAÇÕES ENTRE

TUBOS E TIPOS DE ACESSÓRIOS

IV.2 Ligação de tubos por meio de solda

IV.2.1 Ligações soldadas pelo processo

topo a topo

IV.2.2 Ligação por soldagem de encaixe

IV.2.3 Ligação de ponta e bolsa



Solda topo a topo



Exercícios



IV-LIGAÇÕES ENTRE




topo a topo





Solda por encaixe



Exercícios



IV-LIGAÇÕES ENTRE




topo a topo





Ponta e bolsa



Exercícios



V - ISOLANTES

V.1 Peculiaridades do isolante térmico

V.2 Isolante térmico a frioV.3 Isolante térmico a quente

V.3.1 Normas que regulamentam a espes-

sura do isolante térmicoV.4 Isolamento AcústicoV.5 Pintura das tubulações industriais

é



Peculiaridades: isolante térmico

í



Exercícios



V.1 Peculiaridades do isolante térmicoV.2 Isolante térmico a frioV.3 Isolante térmico a quente


sura do isolante térmico

V - ISOLANTES

V.4 Isolamento AcústicoV.5 Pintura das tubulações industriais

Té i f i



Térmico a frio

E í i



Exercícios



V.1 Peculiaridades do isolante térmico

V.2 Isolante térmico a frioV.3 Isolante térmico a quente

V.3.1 Normas que regulamentam a espessurado isolante térmico

V - ISOLANTES


Té i t



Térmico a quente

E í i



Exercícios






V - ISOLANTES


I l t ú ti



Isolamento acústico

E ercícios



Exercícios






V - ISOLANTES


Pintura



Pintura

Exercícios



Exercícios



V - ISOLANTES

V.6 Exercícios

Exercícios



Exercícios



VI-CONTROLE DEQUALIDADE NA FABRICAÇÃO

DE TUBOS

VI.1 Qualidade na fabricação de tubos

Exercícios



Exercícios

CHIAVERINI V Tecnologia Mecânica Materiais de Construção Mecânica 2 ed São Paulo: Mc Graw Hill do Brasil 2ed 1990

BIBLIOGRAFIA



CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Materiais de Construção Mecânica. 2. ed. São Paulo: Mc Graw-Hill do Brasil. 2ed. 1990.DUBBEL. Manual do Engenheiro Mecânico. 13. ed. São Paulo: Hemus Ltda, 1979.FAIRES, V.M. Elementos Orgânicos de Máquinas. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico,1989.FOUST, Allan Shires et ali. Princípios das Operações Unitárias. 2 ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1982.FREIRE, J. M. Fundamentos de tecnologia mecânica: Máquinas de Serrar e de Furar. Rio de Janeiro: LTC, 2000.

FREIRE, J. M. Materiais de Construção Mecânica. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1983.GOMIDE, Reynaldo. Fluidos industriais. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos. 1989HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais.3. Ed. Rio de Janeiro: LTC. 2002.INCROPERA, F. P; WITT, D. P. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa. Rio de Janeiro: LTC, 1992.MANNESMANN, Especificação materiais: aços liga. Minas Gerais, 2007,NASH, William Arthur. Resistência dos Materiais. 2. ed. atual. São Paulo, Mc Graw-Hill, 1982.PETROBRAS, CONTEC, Comissão de Normas Técnicas. Norma ET - 200. 03: Materiais de Tubulação para Instalações de Produção eProcesso. Rio de Janeiro, 2007ROWILLER, R. Formulário do Mecânico. São Paulo: Hemus Ltda, 1982.SHIGLEY, J. E; e MISCHKE, C. R. Mechanical Engineering Design. 5 ed. São Paulo: McGraw-Hill. 1989.

SMITH, W. F. Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. Lisboa: McGraw-Hill. 3 ed, 1998.TELES, Pedro Carlos da Silva. Tubulações Industriais. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1992.VAN VLACK, L. H. Princípio de Ciência dos Materiais. São Paulo: Edgard Blucher. 14 ed, 2002.VALLOUREC&MANNESMANN. Materiais ferrosos: tubes. New York. 2007.www.abende.orq.br. Acessado em: 04 abr. 2008.www.aquanex.com.br. Acessado em: 14. abr. 2008.www.asalit.com.br. Acessado em: 14 mar. 2008.www.calorisol.com. BR. Acessado em: 14 abr. 2008.www.confab.com.br. Acessado em: 10 abr. 2008.www.enqemasa.com.br. Acessado em: 24 abr. 2008.www.klappe.com.br. Acessado em: 22 abr. 2008.www.multinor.com.br. Acessado em: 16 abr. 2008.www.petrobras.com.br. Acessado em: 18 abr. 2008www.steelpipe.com.br. Acessado em: 25 abr. 2008.www.tubonal.com.br. Acessado em: 10 abr. 2008.www.tupy.com.br. Acessado em: 14 mar. 2008.www.uniforia.com.hr Acessado em: 14 mar. 2008.www.vallov.com.br. Acessado em: 11 abr. 2008.



http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:2006-02-15_Piping.jpg



B

projetista de tubulação

Documents