sms - aplicado a projetos de tubulação
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FUNCEFET – Pós-Graduação Lato Sensu – Construção Naval e Offshore
QSMS – Aplicado QSMS – Aplicado em Projetos de em Projetos de
TubulaçãoTubulação
QSMS – Aplicado QSMS – Aplicado em Projetos de em Projetos de
TubulaçãoTubulação
FUNCEFET – Pós-Graduação Lato Sensu – Construção Naval e Offshore
Indice Desenho de Projeto.
Tubulações Industriais.
Flexibilidade de Tubulações.
Suportes de Tubulações.
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Corte com Jato de Água
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Corte com Jato de Água
1. entrada de água a alta pressão;
2. "jóia" (rubi ou diamante);
3. Abrasivo;
4. Tubo de mistura;
5. Guarda;
6. Jato de água cortantematerial a ser cortado.
Diagrama de um cortador a jato de agua.
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Corte com Jato de Água
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Corte a Plasma
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Corte a Plasma
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Corte a Plasma
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Processo de Corte a Laser(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
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Goivagem
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Corte oxi-acetilênico;
Corte a plasma;
Corte automatizado;
Máquinas com controle numérico, dados de entrada
obtidos de programas de otimização do corte;
Pode dispor de mesas transportadoras ou de pontes
rolantes.
Oficinas de Corte
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Oficinas de Corte
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FUNCEFET – Pós-Graduação Lato Sensu – Construção Naval e Offshore
Softwares NAPA e FORAN
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Softwares NAPA e FORAN
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Softwares NAPA e FORAN
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Softwares NAPA e FORAN
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Projeto do Navio Projeto de processo: (em plataformas) projeto básico
de funcionamento da instalação como um todo, incluindo-se seleção do processamento químico, estudo dos balanços de massa e energia, seleção dos tipos e dimensionamento básico dos equipamentos principais e determinação das tubulações de processo.
Projeto de máquinas: seleção e especificação de bombas, compressores, turbinas, motores de combustão interna (MCP´s), motores elétricos (MCA´s), máquinas transportadoras, condicionadores de ar e outros.
Projeto de tubulações: contém todos os equipamentos, tubulações, apoios e acessórios de uma determinada área do navio e da instalação industrial.
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Documentação Técnica de um Projeto de Tubulações
De uma forma simplificada, podemos dizer que o projeto de tubulações é composto por uma série de desenhos (projetivos e não-projetivos) dispostos na seguinte estrutura hierárquica.
PPAR
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Diagrama do Processo
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Fluxograma de Engenharia
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Tubulações Industriais
Tubulações são condutos fechados destinados ao
transporte de fluidos. As tubulações são constituídas de
tubos de tamanhos padronizados, colocados em série.
Na prática, são chamados de tubos, somente os
condutos rígidos. Os condutos flexíveis recebem a
denominação de tubos flexíveis, mangueiras ou
mangotes.
Definição:
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Distribuição de vapor para força e/ou para aquecimento;
Distribuição de água potável ou de processos industriais;
Distribuição de óleos combustíveis ou lubrificantes;
Distribuição de ar comprimido;
Distribuição de gases e/ou líquidos industriais;
Distribuição de materiais pastosos.
Tubulações Industriais
Aplicações:
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Hoje em dia emprega-se uma variedade muito grande de
materiais para a fabricação de tubos.
Só A,S.T.M (American Society for Testing and Materiais)
especifica mais de 500 tipos diferentes de materiais.
A seguir será mostrado um resumo dos principais
materiais usados:
Tubulações Industriais
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Tubos metálicos ferrosos:Tubulações Industriais
Aços carbono (carbon steel);
Aços liga (low and high alloy steel);
Aços inoxidáveis (stainless-steel);
Ferro fundido (cast iron);
Ferro forjado (wrought iron);
Ferros ligados (alloy cast iron);
Ferro modular ( nodular cast iron).
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Tubulações Industriais
Cobre (copper);
Latões (brass);
Cupro-níquel (cupronickel);
Alumínio (aluminum);
Níquel e ligas (nickel);
Metal monel (nickel-copper alloy);
Chumbo (lead);
Titânio (titanium), Zircônio (zirconium).
Tubos metálicos não ferrosos:
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Tubulações Industriais
Cloreto de poli-vinil (PVC);
Polietileno;
Acrílicos;
Acetato de celulose;
Epóxi;
Poliésteres;
Fenólicos, etc.
Tubos plásticos:
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Tubulações Industriais
Cimento-amianto (transite);
Concreto Armado (reinforced concrete);
Barro vibrado (clay);
Borrachas (rubber);
Vidro (glass);
Cerâmica (ceramic), porcelana (porcelain), etc.
Tubos não metálicos:
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Tubos de aço carbono:
Representam a maior parte das tubulações utilizadas
nos navios, plataformas e refinaria. São usados para
transferir hidrocarbonetos, vapor, água, gases,
materiais pastosos, etc.;
Suas limitações são, no que diz respeito, a produtos
químicos corrosivos e ao fator temperatura.
Tubulações Industriais
Usos dos principais tipos de tubos:
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Tubos de aço liga e aço inoxidáveis:
São usados para serviços especiais tais como fluidos
corrosivos, fluidos à altas temperaturas, etc.;
Os elementos de liga mais usados são: Cr e Mo, para
altas temperaturas e Ni para baixas temperaturas.
Tubulações Industriais
cont...:
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Tubos metálicos não ferrosos:
São usados geralmente para fins específicos, que
envolvem pequenos diâmetros (ar de instrumento,
tubos de permutador e sistemas hidráulico, entre
outros).
Tubulações Industriais
cont...:
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Materiais:
Zinco (zinc);
Materiais plásticos;
Elastômeros (borrachas), ebonite, asfalto;
Concreto;
Vidro, porcelana, etc,.
Tubulações Industriais
Revestimento interno para tubos de aço:
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Finalidade:
Revestimento anti-corrosivo, ou para evitar a
contaminação do fluido conduzido;
Revestimento anti-abrasivos e anti-erosivos;
Revestimentos refratários (isolamento térmico interno).
Tubulações Industriais
cont...:
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Razões:
Custos;
Resistência Mecânica;
Possibilidade de Fabricação.
Tubulações Industriaiscont...:
Montagem;
Soldagem.
Dificuldades:
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Tubulações IndustriaisIsolamento térmico de tubulações:
Motivo Econômico;
Proteção Pessoal.
Os isolamentos térmicos, com freqüência, têm por finalidade,
reduzir as trocas de calor do tubo para o meio ambiente, ou
vice-versa. São constituídos, geralmente, de material à base
de cálcio ou lã de rocha.
Os isolamentos térmicos podem ser utilizados por duas
razões, com finalidades específicas diferentes:
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Classificação das tubulações:
Tubulações dentro das instalações industriais:
Tubulações de processos;
Tubulações de utilidades;
Tubulações de instrumentação;
Tubulações de drenagem.
Tubulações Industriais
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cont...:
Tubulações fora das instalações industriais:
Tubulações de transporte;
Tubulações de distribuição;
Tubulações Industriais
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Fluido conduzido:
Natureza e concentração do fluido; Impurezas ou
contaminantes; pH; Velocidade; Toxidez; Resistência à
corrosão; Possibilidade de contaminação.
Tubulações IndustriaisFatores que influenciam a seleção do material:
Condições de serviço:
Temperatura e pressão de trabalho (consideradas as
condições extremas, mesmo que sejam condições
transitórias ou eventuais.)
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Nível de tensões do material:
O material deve ter resistência mecânica compatível
com a ordem de grandeza dos esforços presentes.
(pressão do fluido, pesos, ação do vento, reações de
dilatações térmicas, sobrecargas, esforços de
montagem, etc.).
Tubulações Industriaiscont...:
Condições de serviço:
Tração; Compressão; Flexão; Esforços estáticos ou
dinâmicos; Choque s; Vibrações; Esforços cíclicos etc.
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Disponibilidade dos materiais:
Com exceção do aço-carbono os materiais tem
limitações de disponibilidade.
Tubulações Industriaiscont...:
Sistema de ligações:
Adequado ao tipo de material e ao tipo de montagem. Segurança:
Do maior ou menor grau de segurança exigido
dependerão da resistência mecânica e do tempo de
vida.
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Custo dos materiais.
Fator freqüentemente decisivo. Deve-se considerar o
custo direto e também os custos indiretos
representados pelo tempo de vida, e os conseqüentes
custos de reposição e de paralisação do sistema.
Tubulações Industriaiscont...:
Tempo de vida previsto.
O tempo de vida depende da natureza e importância da
tubulação e do tempo de amortização do investimento.
Tempo de vida para efeito de projeto é de
aproximadamente 15 anos.
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Facilidade de fabricação e montagem:
Entre as limitações incluem-se a soldabilidade,
usinabilidade, facilidade de conformação etc.
Tubulações Industriais
cont...:
Experiência previa:
É arriscado decidir por um material que não se conheça
nenhuma experiência anterior em serviço semelhante.
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Os tubos são identificados por um número chamado
“diâmetro nominal” (DN). A unidade é a polegada
(símbolo: "). Uma polegada equivale a 2,54 cm.
De DN 1/8" até 12", esse valor não corresponde a
nenhuma dimensão física dos tubos; ede DN 14" a 36" o
diâmetro nominal coincide com o diâmetro externo (D.
Ext.) dos tubos.
Tubulações Industriais
Diâmetros comerciais:
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DN 4" D. Ext. = 4,5"
DN 8“ D. Ext. = 8,6"
Assim, o valor fixo dos tubos de 1/8" a 12" é o diâmetro
externo, sempre maior que o diâmetro nominal.
Tubulações Industriais
Diâmetros comerciais:
Acima de 30", os tubos são padronizados, fabricados
com costura, sob encomenda.
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Para cada um dos diâmetros nominais, fabricam-se
tubos com diversas espessuras de parede.
Esta espessura é padronizada e recebe o nome de
“Schedule” (Sch). Quanto mais alto o Sch, maior será a
espessura da parede do tubo.
Tubulações Industriais
Espessura de paredes dos tubos:
DN 8” D. Ext. = 8,6” Sch 40 = 0,32”
DN 8” D. Ext. = 8,6” Sch 80 = 0,50”
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Conhecer os materiais disponíveis na prática e suas
limitações físicas e de fabricação;
Selecionar o grupo mais adequado para o caso tendo em
vista as condições de trabalho, corrosão, nível de tensão
etc.;
Comparar economicamente os diversos materiais
selecionados, levando em conta todos os fatores de
custo.
Tubulações Industriais
Rotina para seleção de materiais:
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Na comparação de custos dos materiais devem ainda ser
levados em consideração os seguintes pontos:
Tubulações Industriais
Custos de materiais
Resistência à corrosão (sobre espessura de sacrifício);
Maior ou menor dificuldade de solda;
Maior ou menor facilidade de conformação e de
trabalho;
Necessidade ou não de alívio de tensões.
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Suportes de mola;
Suportes de contrapeso.
Destinados a sustentar os pesos:
Suportes de Tubulações
Fixos;
Semimóveis;
Móveis:
Destinados a absorver vibrações:
Amortecedores.
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Destinados a limitar os movimentos:
Suportes de Tubulações
Ancoragens – Dispositivos de fixação total;
Guias – Dispositivos que permitem movimento em apenas
uma direção;
Batentes – Dispositivos que impedem o movimento em
um sentido;
Contraventos – Dispositivos que impedem os movimentos
laterais em tubos suportados por pendurais.
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Suportes de Tubulações
Ancoragens:
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Subdivisão de linhas longas;
Tubulações com juntas de expansão;
Limites de áreas;
Subdivisão de sistemas complexos;
Estações de válvulas de controle;
Tubulações de ponta e bolsa;
Isolar vibrações;
Válvulas de segurança.
Casos de emprego:Suportes de Tubulações
Ancoragens;
Obs: não se devem colocar ancoragens próximo de bocais de vasos e equipamentos.
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Suportes de Tubulações
Guias:
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Trechos retos e longos;
Proteção de equipamentos e outros pontos fracos;
Orientação de dilatações (juntas de expansão);
Estações de válvulas de controle.
Casos de emprego:
Suportes de Tubulações
Guias;
Obs: não se devem colocar guias próximo de pontos de mudanças de direção.
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Suportes de Tubulações
Batente:
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Dos tubos, válvulas e outros acessórios e conexões;
Dos fluidos contidos;
Dos isolamentos térmicos;
Sobrecargas diversas.
Cargas atuantes nos suportes:Suportes de Tubulações Pesos;
Força de atrito conseqüente dos movimentos do tubo;
Forças conseqüentes das dilatações térmicas;
Cargas devido a ações dinâmicas diversas (golpe de
aríete, vibrações, ação do vento etc.).
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Motivos para restringir o movimento das tubulações:
Suportes de Tubulações
Orientar e dirigir os movimentos causados pelas dilatações
térmicas;
Proteger pontos fracos do sistema (equipamentos);
Evitar que as tubulações, ao se dilatarem, se esbarrem uma
contra as outras, ou contra paredes, equipamentos etc.;
Evitar flechas exageradas (flambagem ou dilatação do
ramal);
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cont...:
Suportes de Tubulações
Ancorar as tubulações nos limites de área (evitar a
transmissão de esforço de um lado para o outro);
Subdividir sistemas muitos complexos (facilitar o estudo da
flexibilidade);
Isolar as vibrações ou aumentar a freqüência natural das
mesmas, para diminuir a amplitude e evitar ressonâncias.
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Suportes de Tubulações
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Prof. (M Sc) Jorge Guillermo Nikulin Aracena.
Arquiteto Naval, Engenheiro Naval
PETROBRAS – TRANSPETRO – PROMEF
Prof. (M Sc) Jorge Guillermo Nikulin Aracena.
Arquiteto Naval, Engenheiro Naval
PETROBRAS – TRANSPETRO – PROMEF