tubulação industrial

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TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS

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Traçados e dicas sobre Tubulação Industrial e Caldeiraria+

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  • TUBULAES INDUSTRIAIS

  • Tubos so condutos fechados, destinados principalmente aotransporte de fluidos.

    A grande maioria dos tubos funciona como condutos forados,isto sem superfcie livre, com o fluido tomando toda a reada seo transversal

    Chama-se tubulao um conjunto de tubos e de diversosacessrios.

    A necessidade da existncia das tubulaes decorreprincipalmente do fato de o ponto de gerao ou dearmazenamento dos fludos estar, em geral, distante do seuponto de utilizao.

  • Usam-se tubulaes para o transporte de todos os materiaiscapazes de escoar, isto , todos os fluidos conhecidos,lquidos ou gasosos, assim como materiais pastosos e fludoscom slidos em suspenso com as mais variadas faixas detemperatura e presso.

    O destaque das tubulaes na industrias de granderelevncia;uma vez que todas possuem redes de tubulaesde maior ou menor importncia, e quase todas essas redesso essenciais ao funcionamento da indstria.

  • A importncia ainda maior nas chamadas industrias deprocesso nas quais as tubulaes so os elementos fsicos deligao entre os equipamentos (vasos de presso,reatores,tanques, bombas, trocadores de calor etc.) por onde circulamos fludos de processo e de utilidades.

    Nestas indstrias o valor das tubulaes representa, emmdia, 20% a 25% do custo total da instalao industrial.

  • Tubulaes de fludos que constituem a finalidade bsica daindstria, cuja atividade principal o processamento, aarmazenagem ou a distribuio de fluidos.Exemplos: tubulaes de leo em refinarias, tubulaes deprodutos qumicos em indstrias qumicas etc.

    Tubulaes de fludos auxiliares nas indstrias e tambm astubulaes em geral que se dedicam a outras atividades.Podem servir no s ao funcionamento da indstria (sistemade refrigerao, aquecimento etc.) como tambm a outrasfinalidades normais ou eventuais (manuteno,limpeza,combate a incndio etc.) Costumam ainda constituirredes de utilidades aquelas aplicadas em gua doce, guasalgada, vapor e ar comprimido nas industrias em geral

  • Tubulaes para a transmissode sinais de ar comprimidopara as vlvulas de controle e instrumentos automticos.

    Tubulaes de transmisso hidrulica sob presso para oscomandos e servomecanismos hidrulicos

    Redes encarregadas de coletar e conduzir ao destinoconveniente os diversos efluentes fludos de uma instalaoindustrial.

    Redes encarregadas de coletar e conduzir ao destinoconveniente os diversos efluentes fludos de uma instalaoindustrial.

  • Redes ramificadas fora das instalaes industriais.Exemplo: gua, vapor etc.

    Troncos empregados para o transporte de lquidos e de gasesa longas distncias fora da instalao industrial.Exemplos: adutoras de gua, oleodutos e gasodutos

  • grande a variedade dosmateriais atualmenteutilizados na fabricao detubos

  • Entre todos os materiais industriais existentes , o ao-carbono o que apresenta menor relao custo/resistncia mecnica,alem de ser um material fcil de soldar e de conformar, etambm fcil de ser encontrado no comrcio.

    Em uma refinaria de petrleo, por exemplo, mais de 90% detoda tubulao de ao-carbono.

    Por todos esses motivos, o ao-carbono o chamadomaterial de uso geral em tubulaes industriais, isto , s sedeixa de empregar o ao carbono quando houver algumacircunstncia especial que o proba, e desta forma todos osoutros materiais so utilizados apenas em alguns casosespeciais de exceo.

  • As propriedades do ao-carbono so grandementeinfluenciadas por sua composio qumica e pelatemperatura.

    Emprega-se o ao carbono para a gua doce, vapor de baixapresso, condensado, ar comprimido leos, gases e muitosoutros fluidos pouco corrosivos, em temperaturas desde -45C,e a qualquer presso.

  • Melhor resistncia corroso Preo mais elevado Menor resistncia mecnica Menor resistncia s altas temperaturas Melhor comportamento em baixas temperaturas

    DE UM MODO GERAL SO DE POUCA UTILIZAO DEVIDO AO ALTO CUSTO

    Comparao geral com o Ao Carbono:

  • Da atmosfera Da gua, inclusive salgada Dos lcalis e dos cidos diludos De muitos compostos orgnicos De numerosos outros fluidos corrosivosSevero efeito de corroso sob-tenso quando em contatocom: Amnia Aminas Compostos Nitrados

    DEVIDO AO ALTO COEFICIENTE DE TRANSMISSO DE CALOR SOUSUALMENTE EMPREGADOS EM SERPENTINAS, COMO TUBOS DEAQUECIMENTO OU REFRIGERAONO DEVEM SER EMPREGADOS PARA PRODUTOS ALIMENTARES OUFARMACUTICOS PELO FATO DE DEIXAREM RESDUOS TXICOS PELACORROSO

  • DEVIDO AO ALTO COEFICIENTE DE TRANSMISSO DECALOR SO EMPREGADOS EM SERPENTINAS, COMOTUBOS DE AQUECIMENTO OU REFRIGERAO

    Muito boa resistncia ao contato com:

    A atmosfera A gua Compostos orgnicos, cidos orgnicos

    A RESISTNCIA MECNICA MUITO BAIXAA adio de Si, Mg ou Fe melhora a resistncia mecnica.

  • Baixa resistncia mecnica Pesado

    CARACTERSTICAS excepcional resistncia corroso Pode trabalhar com H2SO4 em qualquer concentrao

  • MATERIAIS COM PROPRIEDADES EXTRAORDINRIAS TANTO DERESISTNCIA CORROSO, COMO RESISTNCIA S TEMPERATURAS EQUALIDADES MECNICAS; ALM DISSO O PESO ESPECFICO CERCA DE2/3 DO PESO DOS AOS.A PRINCIPAL DESVANTAGEM O PREO EXTREMAMENTE ELEVADO

    PRINCIPAIS TIPOS Nquel Comercial Metal Monel (67% Ni, 30% Cu) Inconel (80% Ni, 20% Cr

    RESISTNCIA CORROSO, E BOAS QUALIDADES MECNICAS E DE RESISTNCIA S TEMPERATURAS, TANTO ELEVADAS COMO BAIXAS.

  • PLSTICOS (GRUPO MAIS IMPORTANTE)

    A UTILIZAO DE TUBOS DE PLSTICO TEM CRESCIDO NOS LTIMOSANOS, PRINCIPALMENTE COMO SUBSTITUTOS PARA OS AOSINOXIDVEIS

    VANTAGENS Pouco peso Alta resistncia corroso Coeficiente de atrito muito baixo Facilidade de fabricao e manuseio Baixa condutividade trmica e eltrica Cor prpria e permanente

  • TERMOPLSTICOS (para dia. pequenos) Polmeros decadeia reta (Podem ser moldados pelo calor)

    TERMOESTVEIS (Termofixos, para dimetros grandes)Polmeros de cadeia ramificada (No podem ser moldados)

    DESVANTAGENS Baixa resistncia ao calor Baixa resistncia mecnica Pouca estabilidade dimensional Insegurana nas informaes tcnicas Alto coeficiente de dilatao Alguns plsticos podem ser combustveis

  • A seleo adequada um problema difcil porque, na maioriados casos, os fatores determinantes podem ser conflitantesentre si. Caso tpico corroso versus custo.

    Os principais fatores que influenciam so:

    Fluido conduzido Natureza e concentrao do fluidoImpurezas ou contaminantes; pH; Velocidade; Toxidez;Resistncia corroso; Possibilidade de contaminao.

    Condies de servio Temperatura e presso de trabalho.(Consideradas as condies extremas, mesmo que sejamcondies transitrias ou eventuais.)

  • Nvel de tenses do material O material deve terresistncia mecnica compatvel com a ordem de grandezados esforos presentes. ( presso do fluido, pesos, ao dovento, reaes de dilataes trmicas, sobrecargas, esforosde montagem etc.

    Natureza dos esforos mecnicos Trao; Compresso;Flexo; Esforos estticos ou dinmicos; Choques; Vibraes;Esforos cclicos etc.

    Disponibilidade dos materiais Com exceo do ao-carbono os materiais tem limitaes de disponibilidade.

    Sistema de ligaes Adequado ao tipo de material e ao tipode montagem.

    Custo dos materiais Fator freqentemente decisivo. Deve-se considerar o custo direto e tambm os custos indiretosrepresentados pelo tempo de vida, e os conseqentes custosde reposio e de paralisao do sistema.

  • Tempo de vida previsto O tempo de vida depende danatureza e importncia da tubulao e do tempo deamortizao do investimento.

    Segurana Do maior ou menor grau de segurana exigidodependero a resistncia mecnica e o tempo de vida.

    Facilidade de fabricao e montagem Entre as limitaesincluem-se a soldabilidade, usinabilidade, facilidade deconformao etc.

    Experincia prvia arriscado decidir por um materialque no se conhea nenhuma experincia anterior emservio semelhante.

    Tempo de vida para efeito de projeto de

    aproximadamente 15 anos.

  • Laminador mandrilador

    Tubos com dimetro interno

    entre 57 e 426 mm, com espessura entre 3 e 30 mm

  • Laminador de tubos com costura

    Tubos com dimetro interno entre 10 e 114 mm e espessura de parede entre 2 e 5 mm

  • Os diversos meios usados para conectar tubos, servemno s para as varas de tubos entre si, como tambm paraligar tubos s vlvulas, aos diversos acessrios e tambmaos equipamentos como: bombas, turbinas, vasos depresso, tanques, etc.

    - Ligaes rosqueadas;- Ligaes soldadas;- Ligaes flangeadas;- Ligaes de ponta e bolsa;- Ligaes de compresso;- Ligaes patenteadas

  • A escolha do meio de ligao a usar depende de muitosfatores entre os quais: material e dimetro da tubulao,finalidade e localizao da ligao, custo, grau de seguranaexigido, presso e temperatura de trabalho, fluido contido,necessidade ou no de desmontagem, existncia ou no derevestimento interno nos tubos, etc. Em todas as tubulaesexistem sempre, ou quase sempre, trs classes de ligaes:

    Ligaes de emenda entre dois tubos;Ligaes entre um tubo e uma conexo de tubulao(curva, joelho, t, reduo etc.), ou entre duas conexes;Ligaes extremas da tubulao, onde a tubulao se ligaa um equipamento ou a uma mquina (tanque, vaso, filtro,bomba, compressor etc.), ou ligaes da tubulao compeas desmontveis (vlvulas, purgadores de vapor, etc.) daprpria tubulao.

  • So uns dos mais antigos meios de ligaes para tubos.Para tubos de pequenos dimetros, essas ligaes so debaixo custo e de fcil execuo.EMPREGO: Dimetro nominal: 2a 4.

  • Em tubulaes industriais, a maior parte das ligaes sosoldadas com solda de fuso, com adio de eletrodo, dedois tipos principais: Solda de topo; Solda de encaixe.

    Desvantagens: Dificuldade de desmontagem; Necessidade de mo de obra especializada para sua execuo, e ofato de ser um trabalho a quente, o que pode exigir cuidadas comambientes com combustveis,inflamveis ou explosivos.

    Vantagens: Resistncia mecnica; Estanqueidade perfeita e permanente; Boa aparncia; Facilidade na aplicao de isolamento trmico ou pintura; Nenhuma necessidade de manuteno, devida a sua resistnciamecnica.

  • A solda de topo o sistema mais usado para as ligaes entretubos de 1 at 2 ou maiores, de aos de qualquer tipo.Pode ser aplicada em toda a faixa usual de presses e detemperaturas, inclusive para servios severos, sendo por issoo sistema de ligao mais empregado para tubulaes de 2ou maiores, em indstrias de processamento.

  • SOLDA DE ENCAIXE (OU DE SOQUETE):

    Esse tipo de ligaes soldadas (ver figura ao lado) usadona maioria dos tubos industriais com dimetros at 1 at2, inclusive, em toda faixa usual de presses e detemperaturas, para tubos de ao de qualquer tipo. A solda deencaixe empregada tambm, embora no exclusivamente,em tubos at 4, de metais no-ferrosos e de plsticos.

  • Uma ligao flangeada composta de dois flanges, um jogo de parafusosou estojos com porcas e uma junta de vedao.

    1. Para ligar os tubos com as vlvulas e os equipamentos (bombas,compressores, tanques, vasos etc.), e tambm em determinados pontos,no correr da tubulao, onde seja necessrio facilidade de desmontagem,nas tubulaes em que, para ligar uma vara na outra, sejam usadosnormalmente outros tipos de ligao: solda, rosca, ponta e bolsa etc. Estoincludas neste caso todas as tubulaes de ao, ferro forjado, metais no-ferrosos e grande parte das tubulaes de plsticos, onde se empregamnormalmente as ligaes de solda ou de rosca. Incluem-se tambm amaioria das tubulaes de ferro fundido, cujas varas de tubo sousualmente ligadas com ponta e bolsa, como veremos adiante.

    As ligaes flangeadas, que so ligaes facilmente desmontveis,empregam-se principalmente para tubos de 2 ou maiores, em dois casosespecficos:

  • A ligao de ponta e bolsa um sistema muito antigo, masainda usado correntemente para as seguintes classes detubulaes:Tubulaes de ferro fundido e de ferro-ligados para gua,esgotos e lquidos corrosivos.Tubulaes de ferro fundido para gs.Tubulaes de barro vidrado e de cimento-amianto.Tubulaes de concreto simples ou armado.

    Empregam-se tambm ligaes de ponta e bolsa paraalgumas tubulaes de materiais plsticos termoestveis, emdimetros grandes. Para todas essas tubulaes, emprega-se a ponta e bolsa em toda a faixa de dimetros em que sofabricadas. No caso das tubulaes de barro vidrado, cimentoamianto e concreto, a ponta e bolsa praticamente o nicosistema de ligao usado.

  • Para uso com ponta e bolsa, as varas de tubos soassimtricas, tendo, cada uma, a ponta lisa em um extremo ea bolsa no outro extremo.A ponta lisa de um tubo (ver figura ao lado) encaixa-se dentroda bolsa do outro tubo, no interior da qual coloca-se oelemento de vedao que servir para darestanqueidade ao conjunto. O elemento vedante deve serelstico, ou ter perfeita aderncia ao tubo; deve tambm serresistente ao fluido contido, no dissolvendo nemcontaminando o mesmo. So os seguintes os elementosvedantes geralmente empregados:

  • So os seguintes os elementos vedantes geralmente empregados:

    Tubos de ferro fundido: Anis retentores de borracha ou de materiaisplsticos, que se alojam, com pequena presso, em um encaixe por dentro da bolsa. Para esses tubos so diferentes os perfis e detalhes da ponta e da bolsa dos tubos, conforme se destinem a servio com lquidos ou com gases.

    Tubos de concreto ou de cimento-amianto: Argamassa de cimento com anis de borracha.

    Tubos de barro vidrado: Argamassa de cimento.

  • So sistemas empregados para tubos de pequeno dimetro(em geral at 60 mm), de ao-carbono, aos inoxidveis emetais no-ferrosos, principalmente para servios de altaspresses, com gases e com leos, e tambm para linhas dear de instrumentao; alguns tipos podem trabalhar compresses at 200 MPa. Em todas essas ligaes, a vedao obtida pela interferncia metlica entre o tubo e uma luva,podendo a interferncia ser conseguida por vrios meios,mas sempre a frio.

  • No exemplo mostrado na figura abaixo, a interferncia se dpela penetrao na parede do tubo de duas arestas de umaluva de ao de alta dureza, causada pelo aperto de umaporca de rosca fina. Em qualquer caso, a vedao muitoboa e a ligao no constitui um ponto fraco na tubulao.Uma das vantagens das ligaes de compresso o fato deno serem um trabalho a quente, como qualquersoldagem, por exemplo, podem assim ser feitas, com todasegurana mesmo na presena de combustveis ouinflamveis.

  • Essas ligaes so todas no rgidas, permitindo sempre um razovel movimento angular e um pequeno movimento axial entre as duas varas de tubo.