vida Útil - equipamentos - caldeira, etc

EEssttuuddoo ddee

VViiddaa ttiill EEccoonnmmiiccaa ee TTaaxxaa ddee

DDeepprreecciiaaoo

VOLUME 1 / 2

Escola Federal de Engenharia de Itajub

CERNE - Centro de Estudos em Recursos Naturais e Energia

Novembro 2000

ANEEL Agncia Nacional de Energia Eltrica 1 Estudo de Vida til Econmica e Taxa de Depreciao

NDICE

VOLUME 1 / 2

INTRODUO............................................................................................................................................4

ESTUDOS DE VIDA TIL ECONMICA ..................................................................................................6 Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Lquido ou Gasoso.......................................6

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Nuclear .......................................................23

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Slido..........................................................29

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Resduo..........................................................................36

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Resduo Nuclear..............................................................54

Balana para Veculos de Carga ........................................................................................................60

Banco de Capacitores (Sistemas de Distribuio)................................................................................68

Banco de Capacitores (Sistemas de Transmisso) ..............................................................................77

Barragem e Adutora ..........................................................................................................................86

Barramento.......................................................................................................................................92

Caldeira............................................................................................................................................98

Cmara e Galeria ..............................................................................................................................103

Canal de Descarga ............................................................................................................................107

Chamin ...........................................................................................................................................113

Chave (Sistema de Distribuio).........................................................................................................119

Chave (Sistema de Transmisso) .......................................................................................................124

Compensador de Reativos .................................................................................................................129

Comporta..........................................................................................................................................136

Computador e Perifricos...................................................................................................................153

Condensador de Vapor ......................................................................................................................160

Conduto e Canaleta...........................................................................................................................163

Conduto Forado...............................................................................................................................168

Condutor (Sistema de Distribuio) ....................................................................................................177

Condutor (Sistema de Transmisso) ...................................................................................................182

Controlador Programvel ...................................................................................................................187

Conversor de Corrente ......................................................................................................................193

Conversor de Freqncia...................................................................................................................200

Disjuntor ...........................................................................................................................................205

Edificao Casa de Fora Produo Hidrulica..............................................................................213

Edificao Outras ...........................................................................................................................217

Elevador e Telefrico.........................................................................................................................221

Equipamento Geral............................................................................................................................226


Equipamentos da Tomada Dgua...................................................................................................... 230

Equipamentos do Ciclo Trmico......................................................................................................... 246

Estradas de Acesso .......................................................................................................................... 254

Estrutura (Poste, Torre) (Sistema de Distribuio)............................................................................... 257

Estrutura (Poste, Torre) (Sistema de Transmisso) ............................................................................. 262

Estrutura da Tomada Dgua ............................................................................................................. 269

Estrutura Suporte de Equipamento e de Barramento ........................................................................... 273

Fibra tica........................................................................................................................................ 279

Gerador............................................................................................................................................ 286

Gerador de Vapor ............................................................................................................................. 293

Instalaes de Recreao e Lazer...................................................................................................... 299

Luminria ......................................................................................................................................... 304

Medidor ............................................................................................................................................ 309

Motor de Combusto Interna.............................................................................................................. 316

Painel, Mesa de Comando e Cubculo................................................................................................ 321

Pra-Raios ....................................................................................................................................... 326

Ponte Rolante, Guindaste ou Prtico.................................................................................................. 331

Precipitador de Resduos ................................................................................................................... 342

Protetor de Rede............................................................................................................................... 348

Reator (ou Resistor) .......................................................................................................................... 356

VOLUME 2 / 2

Reator Nuclear.................................................................................................................................. 361

Rede Local de Computadores ............................................................................................................ 368

Regulador de Tenso (Sistema de Distribuio) .................................................................................. 376

Regulador de Tenso (Sistema de Transmisso) ................................................................................ 383

Religador .......................................................................................................................................... 390

Reservatrio ..................................................................................................................................... 395

Seccionalizador................................................................................................................................. 401

Sistema Anti-Rudo ........................................................................................................................... 407

Sistema Auxiliar de Corrente Contnua ............................................................................................... 412

Sistema de gua de Circulao ......................................................................................................... 421

Sistema de Alimentao de Energia ................................................................................................... 426

Sistema de Amostragem Primrio ...................................................................................................... 431

Sistema de Ar Comprimido ................................................................................................................ 435

Sistema de Ar e Gases de Combusto ............................................................................................... 441

Sistema de Aterramento .................................................................................................................... 448

Sistema de Comunicao e Proteo Carrier...................................................................................... 453

Sistema de Comunicao Local ......................................................................................................... 462

Sistema de Controle Qumico e Volumtrico ....................................................................................... 467


Sistema de Dados Meteorolgicos e Hidrolgicos................................................................................474

Sistema de Exausto, Ventilao e Ar Condicionado ...........................................................................482

Sistema de Lubrificao, de leo de Regulao e leo Isolante ..........................................................489

Sistema de Proteo Contra Incndio.................................................................................................495

Sistema de Pulverizao do Envoltrio de Conteno..........................................................................500

Sistema de Radiocomunicao ..........................................................................................................504

Sistema de Refrigerao de Emergncia do Ncleo do Reator .............................................................509

Sistema de Refrigerao do Reator ....................................................................................................515

Sistema de Refrigerao e Purificao do Poo de Combustvel Usado................................................523

Sistema de Resfriamento de Equipamentos ........................................................................................528

Sistema de Servios ..........................................................................................................................537

Sistema para Gaseificao de Carvo ................................................................................................541

Subestao SF6 ................................................................................................................................546

Subestao Unitria ..........................................................................................................................553

Suprimento e Tratamento Dgua .......................................................................................................561

Transformador de Aterramento...........................................................................................................567

Transformador de Distribuio............................................................................................................571

Transformador de Fora ....................................................................................................................579

Transformador de Medida ..................................................................................................................586

Transformador de Potencial Capacitivo ou Indutivo .............................................................................592

Transformador de Servios Auxiliares .................................................................................................597

Turbina a Gs ...................................................................................................................................602

Turbina Hidrulica .............................................................................................................................607

Turbogerador ....................................................................................................................................613

Urbanizao e Benfeitorias ................................................................................................................618

Veculos ............................................................................................................................................622

TABELA COMPARATIVA...........................................................................................................................631


INTRODUO

O artigo 138, 2, da Lei n 6.404/76, estabelece

que: A diminuio de valor dos elementos do

ativo imobilizado ser registrada periodicamente

nas contas de:

Depreciao, quando corresponder

perda do valor dos direitos que tm por

objeto bens fsicos sujeitos a desgastes ou

perda de utilidade por uso, ao da

natureza ou obsolescncia;

Amortizao, quando corresponder

perda do valor do capital aplicado na

aquisio na aquisio de direitos de

propriedade industrial ou comercial e

quaisquer outros com existncia ou

exerccio de durao limitada, ou cujo

objeto sejam bens de utilizao por prazo

legal ou contratualmente limitado;

Exausto, quando corresponder perda

do valor, decorrente da sua exploso, de

direitos cujo objeto sejam recursos

minerais ou florestais, ou bens aplicados

nessa explorao.

Entretanto, a tendncia de um nmero significativo

de empresas simplesmente adotar as taxas

admitidas pela legislao fiscal. Os critrios

bsicos de depreciao, de acordo com a

legislao fiscal, esto consolidados no

Regulamento do Imposto de Renda atravs de

seus arts. 248 a 256.

O fisco admite ainda que a empresa adote taxas

diferentes de depreciao, quando suportadas por

laudo pericial do Instituto Nacional de Tecnologia,

ou de outra entidade oficial de pesquisa cientfica

ou tecnolgica (art. 253, 2, do RIR/94).

A base de clculo da depreciao ser:

Custo histrico, assim entendido o valor do

bem no balano anterior ou no incio do

perodo;

Valor de reavaliao decorrente de novas

avaliaes no ativo imobilizado.

A tcnica contbil estipula que o valor residual do

bem deve ser computado como deduo do seu

valor total para determinar o valor-base de clculo

da depreciao. Todavia, na prtica, esse

procedimento no tem sido muito adotado, pois

bastante difcil estimar o valor residual, numa

economia instvel como a nossa.

Uma dificuldade associada ao clculo da

depreciao a determinao do perodo de vida

til econmica do ativo imobilizado.

Alm das causas fiscais decorrentes do desgastes

natural pelo uso e pela ao de elementos da

natureza, a vida til afetada por fatores

funcionais, tais como a inadequao e o

obsoletismo, resultantes do surgimento de

substitutos mais aperfeioados.

Este trabalho visa o estudo dos diversos sistemas,

equipamentos e componentes do sistema eltrico,

quando ao problema de estimar uma vida til

econmica, e por conseguinte uma taxa de

depreciao para os mesmos.


Existem diversos fatores que influenciam na vida

til econmica de um equipamento, por exemplo:

Caractersticas de operao: princpio de

funcionamento, condies de operao,

condies do ambiente onde este

equipamento est instalado, entre outras;

Tipos e freqncia de falhas;

Obsolescncia tecnolgica, advinda do

desenvolvimento de novos materiais e

novas tecnologias;

Tipo e freqncia de manuteno.

A manuteno toda atividade que se realiza

atravs de processos diretos ou indiretos nos

equipamentos, obras ou instalaes, com a

finalidade de lhes assegurar condies de cumprir

com segurana e eficincia as funes para as

quais foram fabricados ou construdos, levando-se

em considerao as condies de operao e

econmicas.

Esta desenvolve especial papel na determinao

da vida til econmica, uma vez que ela pode

determinar quando no ser mais

economicamente vivel dar manuteno no

equipamento. dividida da seguinte forma:

Manuteno Preditiva: Manuteno que se

realiza atravs de anlises das

caractersticas operativas e/ou fsica-

qumicas dos equipamentos, obras ou

instalaes, com a finalidade de detectar

possveis falhas;

Manuteno Preventiva: Manuteno que

se realiza mediante um servio

programado de controle, conservao e

reparao de equipamentos, obras ou

instalaes, com a finalidade de mant-los

em condies satisfatrias de

funcionamento, e de prevenir contra

possveis ocorrncias que acarretam sua

indisponibilidade;

Manuteno Corretiva: Manuteno que se

realiza em equipamentos, obras ou

instalaes, com a finalidade de corrigir as

causas e efeitos motivados por ocorrncias

constatadas, e que acarretam ou podem

acarretar sua indisponibilidade, em

condies quase sempre no

programadas. Esta se divide em:

Manuteno Corretiva de Emergncia,

quando se necessita proceder de imediato

o restabelecimento das condies normais

de utilizao dos equipamentos, obras ou

instalaes; e Manuteno Corretiva de

Urgncia, quando se necessita proceder o

mais breve possvel o restabelecimento

das condies normais de utilizao dos

equipamentos, obras ou instalaes;

Manuteno Corretiva Programada,

quando se necessita proceder, a qualquer

tempo, o restabelecimento das condies

normais de utilizao dos equipamentos,

obras ou instalaes.

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Lquido e Gasoso

RESUMO

A matriz de processamento dos combustveis

lquidos e gasosos abrange uma complexa cadeia

de equipamentos envolvidos direta e

indiretamente no processo. Os combustveis

lquidos e gasosos aplicados na produo de

potncia por meio de turbinas a vapor ou motores

de combusto interna, so na sua grande maioria

derivados de petrleo. O suprimento de insumos

energticos, abrange uma logstica de

transmisso e distribuio e armazenamento,

garantidas por um sistema virio que envolve

modalidades de transporte como dutos, ferrovias,

hidrovias e rodovias, interligando unidades

produtoras s bases primrias, prximas s

refinarias, e estas s bases secundrias,

normalmente mais distantes. Os processos de

transmisso e distribuio de petrleo e seus

derivados so feitos preferencialmente por

bombeamento atravs de dutos, em funo dessa

modalidade apresentar capacidade de transporte

em grandes volumes, facilidade no controle do

fluxo, alta confiabilidade no suprimento e os

custos envolvidos no processo serem

relativamente menores quando comparados a

outros modos. O processo de armazenagem

funciona como um dispositivo regular entre a

taxas flutuantes de produo e as variaes dos

ndices de demanda. No processo de

armazenamento dos combustveis lquidos, so

utilizados em geral tanques de aos de grandes

dimenses em formato cilndrico ou cnico, e/ou

combinaes dessas duas formas, equipadas com

sistemas de aquecimento. Os combustveis

gasosos so armazenados em tanques

denominados vasos de presso de

armazenamento ou de acumulao, sob presso.

Os vasos de presses, com raras excees, tm o

casco na forma cilndrica, cnica ou esfrica e/ou

combinaes dessas trs formas. A vida til

proposta econmica proposta para esse trabalho

de 35 anos.

I. INTRODUO

Os processos de armazenamento, manipulao e

transporte de combustveis lquidos e gasosos so

analisados considerando suas propriedades

fsicas e composio qumica, inerentes a cada

tipo de combustvel, alm das especificaes

tcnicas relacionadas com a manuteno da

qualidade desejada e os custos envolvidos em

cada etapa do processo, at a sua efetiva

utilizao.

O suprimento de insumos energticos lquidos ou

gasosos aplicados gerao trmica a vapor ou a

combusto interna abrange, uma logstica de

transmisso e distribuio e armazenamento dos

combustveis em geral, garantidas por um sistema

virio que envolve modalidades de transporte

como dutos, ferrovias, hidrovias e rodovias,

interligando unidades produtoras s bases

primrias, prximas s refinarias, e estas s bases

secundrias, normalmente mais distantes.

Os combustveis lquidos compreendem variadas

combinaes no referido estado, ricas em


hidrocarbonetos, com as mais diversas

propriedades motoras, qumicas e fsicas, e de

diversos meios de obteno, produzidos hoje

quase exclusivamente base do petrleo.

Os combustveis gasosos compreendem os gases

permanentes (gs de rua, gs de coque, gs de

alto forno, metano, gs natural), que a

temperatura ambiente, no se liquefazem mesmo

a altas presses, e gases liquefeitos (misturas de

propano, propileno, butano e butileno) que

temperatura ambiente, e altas presses se

liquefazem.

A seguir sero abordados equipamentos utilizados

no processo de armazenamento, manipulao e

transporte de combustveis lquidos e gasosos,

aplicados a gerao trmica a vapor ou

combusto interna.

I.1. ARMAZENAMENTO

O processo de armazenagem funciona como um

dispositivo regular entre a taxas flutuantes de

produo e as variaes dos ndices de demanda.

No processo de armazenamento dos insumos

(combustveis) lquidos para fins de gerao de

energia, so utilizados em geral tanques de aos

de grandes dimenses em formato cilndrico ou

cnico, e/ou combinaes dessas duas formas,

equipadas com sistemas de aquecimento

controlados termostaticamente e, com indicador

de temperatura prximo a linha de sada do

combustvel. Estes procedimentos permitem a

operao dos mesmos a nveis de temperatura

constante e, conseqentemente, na faixa ideal de

viscosidade do combustvel para seu manuseio.

Os combustveis gasosos so freqentemente

armazenados em tanques denominados vasos de

presso de armazenamento ou de acumulao,

em forma liquefeita, sob presso, para que se

possa acondicionar uma grande massa em um

volume relativamente pequeno.

Os vasos de presso (com raras excees) tm o

casco na forma cilndrica, cnica ou esfrica e/ou

combinaes dessas trs formas. A forma esfrica

utilizada no armazenamento de grandes massas

de combustvel, em funo dessa geometria

permitir uma distribuio uniforme das tenses no

material devido presso, com a qual se chega

menor espessura de parede e ao menor peso

relativo, em igualdade de presso e de massa

contida, quando comparada a outros formatos.

Em 1944 no Brasil, j havia uma estrutura de

abastecimento composta de instalaes de

armazenamento para combustveis somando

aproximadamente 815.000 m3 e mais cerca de

100.000 m3 para fins militares, construdas pelas

foras armadas americanas. Estas tancagens

estavam espalhadas pelos estados do Par,

Maranho, Cear Rio Grande do Norte, Bahia,

Minas Gerais, Esprito Santo, Rio de Janeiro,

Distrito Federal, So Paulo e Rio Grande do Sul.

Uma das caractersticas desses equipamentos o

fato de no serem produtos de linhas de

fabricao. So projetados e construdos por

encomenda, segundo o tipo, dimenses e formato

adequados s necessidades e as condies de

desempenho em cada caso. H no mercado,

inmeras empresas que atuam no seguimento de


projeto e fabricao de reservatrios de

combustveis, sendo os principais fabricantes

nacionais so as empresas CONFAB, Pierre

Saby, ALUFER, SADE, FEM, Mecnica Pesada,

BARDELLA entre outros.

I.2. TRANSPORTE

A estrutura de abastecimento de combustveis

interliga, atravs de vrios modos de transporte,

trs pontos distintos:

Fontes de produo;

Refinarias;

Centros consumidores.

Com base nos trs pontos acima pode-se

classificar as etapas do transporte distintamente

em:

Transmisso: caracteriza-se pela etapa do

transporte da matria prima das fontes de

produo as refinarias, e dos derivados

aos centros de distribuio;

Distribuio: compreende a etapa do

transporte dos centros de distribuio dos

derivados aos centros consumidores.

A matriz de transporte para combustveis lquidos

e gasosos envolve as seguintes modalidades

caractersticas:

Rodovirio: atravs de caminhes tanques;

Ferrovirio: por vages tanques;

Hidrovirio e martimo: atravs de

embarcaes e navios tanques;

Por meio de dutos.

O sistema de transmisso e distribuio modal por

bombeamento atravs de dutos o meio mais

seguro e econmico de se transportar

combustveis lquidos e gasosos, interligando

regies produtoras, plataformas, refinarias,

terminais martimos, parques de estocagem e os

centros consumidores. Quase a totalidade dos

dutos constituda por tubos metlicos. Podem

ser instalados no mar ou em terra, e operam dia e

noite para garantir o abastecimento das refinarias

e suprir as necessidades de consumo dos centros

consumidores.

As bombas centrfugas para combustveis lquidos

e compressores a pisto para gasosos, com

vrias etapas de impulso, instaladas em srie ou

em paralelo, segundo os fluxos, as presses e as

necessidades de se contar com reservas.

Para conseguir a presso mnima necessria na

aspirao destas bombas, se recorrem a outras

pequenas bombas auxiliares denominadas

bombas de reforo ou booster.

Os motores que movem as bombas podem ser

eltricos, de exploso, cujo caso se alojam em

recinto distinto das bombas, ou turbinas a gs.

No parque de vlvulas ocorre regulao das

presses e fluxos do fluido. Chega-se a uma total

automao nestas estaes.

Em casos onde os centros de gerao no so

atendidos pela malha dutoviaria, por questes de

falta de investimentos ou demandas insuficientes

que justifiquem economicamente a implantao de

troncos para distribuio, o processo de

abastecimento intermodal, combinando as

outras modalidades de transporte em funo da


capacidade, mobilidade dos respectivos modos e

vias de acesso. I.3. HISTRICO DO OLEODUTO NO BRASIL

A primeira linha de 10 de dimetro entre Santos e

So Paulo foi inaugurada em 20/10/1951. O

traado desse oleoduto representou um grande

desafio, pois alm do trecho pantanoso entre

Santos e Cubato, enfrentou-se pela primeira vez

a subida da Serra do Mar um desnvel de 750m

em apenas 1,5km. Esta obra tem sido usada

como referencia at os dias de hoje.

Em 1966 comeou a funcionar o primeiro duto de

grande extenso no Brasil, o Oleoduto Rio/Belo

Horizonte (ORBEL), transferindo produtos

refinados provenientes da Refinaria Duque de

Caxias (REDUC) para Belo Horizonte, com

dimetro de 18" e 365 km de extenso. Com a

entrada em operao da Refinaria Gabriel Passos,

em 1968, o oleoduto passou a desempenhar a

funo para a qual foi construdo, ou seja, atender

o abastecimento daquela Refinaria com petrleo

recebido atravs do Terminal da Guanabara

(TORGU).

A primeira grande obra da dcada de 70, na rea

de transporte, foi a entrada em operao, em

1971, da ampliao do TEBAR, permitindo a

atracao de navios de at 300.000 tpb e o

oleoduto So Sebastio/Paulnia com dimetro de

24" e 226 km de extenso.

I.4. HISTRICO DO GASODUTO NO BRASIL

Na dcada de 60, no Recncavo Baiano tambm

foram concludas algumas obras importantes

como a primeira Planta de Gasolina Natural (PGN)

do Brasil com a Unidade de Absoro em Catu e a

Unidade de Fracionamento em Mataripe. A fim de

alimentar e escoar a produo da PGN foi

construdo mais de 150 km de gasodutos e dutos

para gasolina natural e GLP.

A dcada de 80 caracterizou-se pela construo

de um grande nmero de gasodutos, ampliando o

aproveitamento do gs natural produzido no

Esprito Santo e principalmente na Bacia de

Campos, no litoral do Rio de Janeiro.

O primeiro gasoduto interestadual entrou em

operao em 1974 ligando os estados de Sergipe

e Bahia. o GASEB, como foi denominado. Ele tem

seu ponto inicial na Estao de Compressores de

Atalaia Velha, em Sergipe, e seu ponto final no

Campo de Catu, conectando-se ao sistema de

gasodutos do Recncavo Baiano. A sua extenso

de 235 km, o dimetro de 14" e capacidade

inicial de transferncia de 1.500.000 m3/dia.

I.5. MANIPULAO

Os processos de manipulao apresentam

algumas particularidades em relao aos

combustveis lquidos e gasosos utilizados nos

ptios de gerao.

Os equipamentos utilizados na manipulao dos

combustveis lquidos em ptios de gerao

trmica a vapor ou motor de combusto interna

compreendem:

Conjunto moto-bomba propulsor para

elevar a presso no fluxo de injeo do

leo aos queimadores, a patamares

adequados a nebulizao (atomizao);

Tanques de armazenagem principal para

reserva estratgica e de servio, caso este


ltimo tambm exista, equipados com

sistemas de aquecimento, controlado

termostaticamente com indicadores de

temperatura.

Tubulaes isoladas termicamente com

sistemas de aquecimento do trecho entre o

tanque principal e/ou de servio ao(s)

queimador (es), possibilitando manter os

nveis de temperatura constante e,

conseqentemente, manter a faixa ideal de

viscosidade do combustvel para que

oferea baixa resistncia ao fluxo.

Nos geradores de vapor, a partir do tanque,

enchido atravs da estao de recepo, o

combustvel bombeado para tanques de servio

por meio de bombas especficas ou pela inverso

das bombas de admisso. A dimenso dos

tanques de servio suficiente para uma carga

total de 6 a 8 horas.

O combustvel dos tanques de servio flui atravs

dos filtros duplos de aspirao para as bombas

axiais dos queimadores, que comprimem o

combustvel atravs de pr-aquecedores

tubulares, aquecidos a vapor, e eventualmente

atravs de filtros duplos de presso, com presso

e viscosidade necessrias a atomizao do fluido

nos queimadores.

Quando opera com gs natural, utiliza-se o ciclo

OTTO; com leo pesado, o ciclo DIESEL. Existe

ainda uma terceira verso bi-combustvel

operando em ciclo DIESEL, que pode queimar

tanto gs natural como leo pesado.

Os motores de combusto interna que operam em

ciclo diesel tm como vantagens produzir pouco

rudo, grande durabilidade, possibilidade de

utilizar combustveis de baixa volatilidade (leo

cru, leo de alcatro e leo diesel), menores

exigncias de fiscalizao durante o

funcionamento e menos trabalho de manuteno,

devido ao nmero reduzido de vlvulas,

tubulaes bombas, etc. So utilizados em usinas

termoeltricas de grande potncia e na propulso

de navios de grande tonelagem.

Para gerao trmica por meio de motores de

combusto interna utilizando leo diesel os

tanques de armazenamento e as tubulaes no

possuem sistema de aquecimento, uma vez que a

viscosidade do leo diesel a temperatura e

presso ambiente so satisfatrias para imediata

utilizao.

Os parques equipados com de motores de

combusto interna estacionrios a gs e/ou

alimentao de caldeiras para gerao trmica a

vapor para gerao de grandes potncias, devem

estar circunscritos s regies onde haja

disponibilidade de combustveis gasosos (gs de

coqueria, gs de alto forno, metano, gs natural,

etc), que temperatura ambiente, no se

liquefazem, mesmo a altas presses. Os

equipamentos utilizados na manipulao so:

Sistemas de regulagem da presso e

medio (vasos de presso, vlvulas e

medidores) do gs para redes de

alimentao de alta e mdia presso;

Pressurizadores ou moto-compressor;


Vasos de presso para armazenamento de

gases liquefeitos (misturas e propano,

propileno, butano, butileno);

Instrumentos de controles de vlvulas, que

atuam sobre vlvulas moduladoras para

regular a presso do gs.

Tubulaes sem sistemas de

aquecimento.

II. CARACTERSTICAS

II.1. TANQUES E VASOS DE PRESSO PARA

ARMAZENAMENTO DE COMBUSTVEIS LIQUIDOS

E GASOSOS

Os tanques e os vasos de presso e seus

componentes, para fins de armazenamento,

podem ser confeccionados com diversos

materiais, sendo as seguintes classes as

principais:

Materiais metlicos: Metais ferrosos -

Aos-carbono, aos-liga, aos inoxidveis;

Metais no-ferrosos - Alumnio e ligas,

nquel e ligas, titnio e ligas.

Materiais no-ferrosos: Materiais plsticos

reforados (termoestveis) e cermicas.

O ao-carbono o material mais empregado na

construo de tanques e vasos de presso para

armazenamento de combustveis lquidos e

gasosos, por ser um material de boa

conformabilidade, boa soldabilidade, de fcil

obteno e encontrado sob todas as formas de

apresentao, e o material de menor preo em

relao a sua resistncia mecnica.

As propriedades do ao carbono so influenciadas

por sua composio qumica e pela temperatura

de trabalho. O aumento na quantidade de carbono

no ao produz basicamente um aumento nos

limites de resistncia e de elasticidade e na

dureza e temperabilidade do ao; em

compensao, esse aumento prejudica a

ductilidade e a soldabilidade do material.

O ao-carbono um material de baixa resistncia

a corroso, sendo necessrio o acrscimo de

sobre-espessura no casco, para prevenir a

corroso em todas as partes em contato com os

fluidos de processo ou com a atmosfera, ou

aplicao de uma pintura ou outro revestimento

protetor adequado.

Os aos-ligas (alloy-steel) so aos que

possuem em sua composio uma quantidade de

outros elementos (molibdnio, cromo, nquel,

fsforo e cobre) alm da composio bsica dos

aos carbonos. Estes elementos acrescidos h

estrutura cristalina dos aos, conferem altas

resistncias corroso (cromo, fsforo, cobre),

fluncia (molibdnio) e fratura devido as baixas

temperaturas (nquel).

Os aos-liga so mais caros que os aos-carbono,

em funo da maior quantidade de elementos de

liga em sua composio, alm dos processos de

fabricao (usinagem, montagem e soldagem)

eles so mais difceis e custoso.

Devido a alta resistncia aos agentes oxidantes,

tanques e vasos confeccionados em aos-liga

apresentam uma vida til sensivelmente maior em

relao aos aos-carbonos.


O cdigo ASME seo VIII, divises 1 e 2

(American Society of Mechanical Engineers) so

as normas de referencia (materiais, projetos e

processos de fabricao) para tanques e vasos de

presso.

II.2. LEODUTOS E GASODUTOS

Os dutos para transporte de combustveis lquidos

e gasosos so confeccionados na sua grande

maioria, com tubos de seo circular de aos-

carbono e, eventualmente para necessidades

especiais empregam-se outros materiais como

aos-liga, fundidos e plsticos entre os principais.

Entre os dutos de aos-carbono se empregam trs

tipos fundamentais:

Tubos sem costura ou estirados obtidos

por puno e laminao de troncos

(procedimento Mannesman);

Tubos soldados longitudinalmente obtidos

por calandreamento e soldagem das

chapas por arco submerso;

Tubos helicoidais obtidos por enrolamento

e soldagem em arco submerso de chapas

procedente de bobinas.

Com o objetivo de proteger os dutos contra

corroso, se recorre freqentemente a proteo

catdica em geral por corrente impressa e

ocasionalmente com anodos de sacrifcio. Utiliza-

se de potenciais de proteo da ordem de 1,5

volts em relao ao solo.

A utilizao dos revestimentos termoplsticos,

pinturas a base de resinas epxi, polister e ligas

mais adequadas a manipulao de

hidrocarbonetos, tambm tm contribudo para

uma melhora significativa na resistncia a

corroso, prorrogando sensivelmente a vida utl.

As normas tcnicas pertinentes a especificao de

tubos para conduo, so:

Tubos de ao-carbono: ASTM A106 graus

A, B e C; ASTM A53 graus A e B; ASTM

A120; ASTM A333 grau 6; API 5L; API 5LX

grau 42, 46, 52,60,65, 70; ASTM A134;

ASTM A135 grau A e B; ASTM A671;

ASTM A672; ASTM A211.

Tubos de Aos-liga e aos inoxidveis:

ASTM A335 graus P1,P5, P11, P22, 3 e 7;

ASTM A691; ASTM A333; AISI 304, 304

L, 316, 316L, 321, 347 e 405.

II.3. BOMBAS

Bombas so mquinas operatrizes hidraulicas,

que recebem energia de uma fonte motora e

conferindo-a ao fluido no estado liquido, com a

finalidade de transport-lo de um ponto para outro,

obedecendo s condies do processo.

O modo pelo qual feita a transmisso da

potncia mecnica ao fluido, aumentando sua

presso e/ou velocidade. Classificam as bombas

em:

Bombas de deslocamento positivo ou

volumgenas;

Turbobombas ou rotodinmicas.

As bombas de deslocamento positivo

caracterizam-se pela movimentao do rgo

propulsor da bomba, que obriga o fluido a

executar o mesmo movimento do qual est

animado. Esta categoria de bombas podem ser

divididas em dois tipos: alternativas e rotativas.


Nas bombas alternativas, o lquido recebe a ao

das foras diretamente de um pisto ou mbolo

(pisto alongado) ou de membrana. Classificam-

se em:

Pisto ou mbolo (duplo efeito e simples

efeito, acionadas pela ao do vapor

(steam pumps), motores de combusto

interna ou eletricos (power pumps);

Diafragma (operao por fluido ou

mecanicamente.

Nas bombas rotativas, o lquido recebe ao de

foras de um ou mais propulsores dotados do

movimento de rotao. Pode-se classifica-las em:

Rotor nico (palhetas (deslizantes,

oscilantes e flexveis), pisto rotativo,

elemento flexvel e parafuso simples);

Rotores mltiplos (engrenagens (exteriores

e interiores), rotores lobulares, pistes

oscilatrios e parafusos (duplos e

mltiplos).

As turbobombas ou rotodinmicas so mquinas

nas quais a movimentao do lquido produzida

por foras que se desenvolvem na massa lquida,

em conseqncia da rotao de um rotor

(impelidor) com um certo nmero de ps

especiais.

A distino entre os tipos de bombas

rotodinmicas feita fundamentalmente em

funo da forma como o impelidor cede energia

ao fluido bem como a orientao do fluxo ao sair

do impelidor. Classificam-se em: bombas

centrfugas puras ou radiais, bombas de fluxo

axial ou propulsoras, bombas de fluxo misto ou

diagonal.

A bomba centrfuga propriamente dita, tem um

rotor cuja forma obriga o fluido a deslocar-se

radialmente. Em outro extremo figuraria as

bombas cujo rotor desloca o fluido axialmente,

denominada de bomba de fluxo axial. Entre

ambos os tipos de rotores, h o que desloca o

fluido com componentes axiais e radiais de

velocidade chamada de fluxo misto ou diagonais.

As bombas centrfugas ou radiais so dotadas de

um rotor cuja forma obriga o fluido a deslocar-se

paralelamente ao eixo, sendo dirigido pelas ps

para a periferia, segundo trajetrias contidas em

planos normais ao eixo do rotor. Em outro extremo

figuraria as bombas de fluxo axial, cujo rotor em

forma de hlice transmite a energia cintica

massa lquida por foras puramente de arrasto,

caracterizando-se pela direo do fluxo na sada

ser paralela ao eixo de rotao.

As bombas centrfugas de fluxo misto fornecem

energia ao fluido pelo efeito combinado das

componentes das foras centrifugas e de arrasto,

produzindo no rotor um fluxo inclinado em relao

ao seu eixo.

Quanto ao nmero de estgios, pode-se

classifica-las em:

Simples estgio: o fornecimento da energia

ao lquido feito em um nico estgio

(constitudo por um rotor e um difusor);

Mltiplos estgios: a transferncia de

energia ao lquido feita por dois ou mais

rotores fixados no mesmo eixo. A


passagem do liquido em cada rotor e

difusor configura um estgio na operao

de bombeamento.

Dimenses excessivas, correspondente custo

elevado e baixo rendimento fazem com que

fabricantes no utilizem bombas de um estgio

para alturas de elevao grandes. Esse limite

pode variar de 50 a 100 metros, conforme a

bomba, mas a fabricantes que constroem bombas

com um s estgio, para alturas bem maiores,

usando rotores especiais de elevada rotao,

como o caso das bombas Sundayne com

rotaes que vo de 3600 a 24700 rpm, usando

engrenagens para conseguir elevadas rotaes.

H tambm outra categoria de bombas

rotodinmicas centrfugas que usa um rotor com

palhetas tipo Francis. A caractersticas desse rotor

que suas palhetas possuem curvaturas em dois

planos. Essa particularidade aproxima o

desempenho dessa bomba ao de uma bomba de

fluxo misto, para aplicadas nas linhas de impulso

no processo de transporte de combustveis com

viscosidade elevadas.

A seleo do tipo de bomba mais adequado para

a manipulao de combustveis lquidos a base de

petrleo funo das seguintes caractersticas:

A viscosidade do fluido (combustvel);

Capacidade necessria (fluxo);

Presso e altura manomtrica necessrios.

Este fator pode determinar o ponto de

funcionamento em caso de bombas

centrfugas;

Natureza do combustvel. A presena de

elementos potencialmente corrosivos no

fluido.

Relaciona-se abaixo os servios prprios da

indstria de petrleo e nas centrais de gerao

trmica a vapor e os tipos de bombas comumente

empregados para cada caso.

Transporte e manipulao de petrleo cr:

Conduo: centrfuga horizontal de

mltiplos estgios e alternativas;

Carga: cntrfuga de um e mltiplos

estgios e de turbina (tipo Francis) e

rotativas.

Linhas de Impulso: de turbina vertical

(tipo Francis);

Lanamento: combinaes de bombas de

hlice de um estgio e de turbinas de

mltiplos estgios;

Injeo: alternativas.

Refinarias:

Bombas para refinarias: vrios tipos de

centrfugas, de turbina, submergveis,

rotativas e alternativas;

Bombas de processo: centrfugas e de

turbina (tipo Francis);

Bombas qumicas: centrfugas de vrios

tipos;

Bombas dosadoras: dosadoras e

contadoras.

Transporte de produtos refinados so utilizadas

bombas centrifugas, rotativas e alternativas.

Os fatores bsicos que influenciam na

durabilidade das bombas so as condies de

operao (presses, temperaturas, velocidades e

viscosidade do fluido manipulado) compatveis

com as caractersticas de projeto da bomba, as


manutenes e principalmente os materiais dos

quais elas so confeccionadas.

Os materiais so selecionados em funo das

condies de resistncia mecnica (trao,

fluncia, fadiga, desgaste por atrito, etc),

composio qumica (corroso), facilidade de

fabricao e custos envolvidos.

A seleo dos materiais metlicos para confeco

das bombas feita em funo do pH do fluido a

manipular. So basicamente:

(pH de 0 4) Aos inoxidveis, aos de

alta liga, ligas intermediarias e baixa liga;

(pH de 4 6) Totalmente de Bronze;

(pH de 6 9) Ferro fundido ou ao-

carbono moldado (normais ou com peas

de bronze);

(pH de 9 14) Totalmente de ferro.

Devido a patamares de escoamento mais

elevados, os aos moldados so aplicados para

bombas de alta presso e, nas de maior tamanho,

as carcaas podem ser de ao forjado ou soldado,

ou inclusive de aos inoxidveis.

Para bombas submetidas a baixas e mdias

presses, as carcaas e rotores so

confeccionados em ferro fundindo, os eixos em

aos de alta resistncia trao e, ao ou bronze

para peas de reposio submetidas ao desgaste.

O bronze e os aos inoxidveis no so muito

adequados para trabalhar a temperaturas

elevadas. Em funo do elevado coeficiente de

dilatao desses materiais, causa grandes

dificuldades em manter ajustes e folgas corretas

e, pela sensvel perda de resistncia a trao.

Entre outros materiais metlicos de construo

empregados na fabricao de bombas para

manipulao de combustveis lquidos, tem-se:

Ligas no-ferrosas: srie de ligas para

servios duros baseados em nquel, cromo

e molibdnio com menos de 20% de ferro

e pequenas quantidades de cobre,

mangans, silcio e tungstnio;

Ferro com alto contedo em silcio: com

uma porcentagem mnima de 14,25% de

silcio;

Fundio de ferro austentico: comum

mnimo de 22% de nquel, cobre e cromo

no total;

Monel, Titnio entre outros.

Os materiais no metlicos oferecem vantagens

no custo inicial, pois evita os gastos em ligas

especialmente resistentes a corroso e na

manuteno ao longo da vida til. Os materiais

cermicos tais como a porcelana, arenito e vidro

so, em geral, de excelente resistncia qumica

(corroso), porem difceis de fabricar e carecem

de resistncia mecnica baixa a solicitaes no

estticas.

A mesma fragilidade inerente nos materiais

polimerizados rgidos, mas os mesmos podem ser

reforados mecanicamente como poliester e as

resinas epxi reforadas com fibra de vidro e

outras resinas termoestveis.

A aplicao dos materiais termoplsticos na

confeco de bombas torna-se conveniente por


sua capacidade de melhorar as propriedades

tanto mecnicas como qumicas e, podendo ser

facilmente moldado em qualquer formato. Alguns

deles so considerados como material de

engenharia por direito prprio, sobre tudo o nylon,

poliester, o policarbonato e o polipropileno.

A convenincia de aplicar um material base de

polmeros na fabricao de bombas, depende de

suas propriedades fsicas, do custo inicial, e da

reduo dos custos de manuteno que se pode

conseguir em funo de uma maior durabilidade

dos componentes alm dos custos de substituio

do equipamento. A menor resistncia fsica destes

materiais, assim como seus mdulos de

elasticidade impem limitaes no tamanho dos

componentes totalmente plsticos.

A tecnologia dos materiais cermicos e polmeros

vem evoluindo de maneira rpida e consistente.

Com os incrementos tecnolgicos, em mdio

prazo, aprimorando suas propriedades fsicas

(dureza, ductilidade, etc) e mecnicas (fluncia,

trao, etc), esses materiais deixaram de ser

aplicados em casos isolados, para utilizao em

grande escala na fabricao de bombas,

contribuindo para um sensvel aumento na vida

til do equipamento.

A especificao ASTM (American Society for

Testing and Materials) de materiais para peas de

bombas de acordo com o Hidraulic Institute, para

manipulao e transporte de derivados de

petrleo:

Fundidos: ASTM A48; ASTM A216 grau

WCA ou WCB; ASTM A217 grau C5;

ASTM 743 grau CA15 ou CA6NM; ASTM

743 grau CF8M; ASTM B 584, UNS-C

87200.

Forjados: ASTM A105 ou A576; ASTM

A182 grau F5; ASTM A182 grau F6; ASTM

A182; ASTM A182 grau F316.

Barras: ASTM A576 grau 1015; ASTM

A322 grau 4140; ASTM A276 tipo 410 ou

416; ASTM A276; ASTM A276 tipo 316;

ASTM B139.

Parafusos e estojos: ASTM A193 grau B7;

ASTM A193 grau B6; ASTM A193; ASTM

A193 grau B8M; ASTM B124 liga 655.

II.4. COMPRESSORES

Compressores so utilizados para proporcionar a

elevao da presso de um gs ou escoamento

gasoso. Nos processos de manipulao e

transporte de combustveis gasosos, elevao de

presso em relao a atmosfera, pode variar

desde um centsimo de bar at centenas de

bares.

A classificao dos compressores basicamente

idntica as bombas.

De acordo com a natureza do movimento principal

apresentado por esse tipo de mquina, os

compressores podem ser classificados de uma

maneira geral, em alternativos e rotativos.

Os compressores alternativos podem ser tanto de

mbolo (pisto) como de membrana. Quando de

membrana, esta pode ser movimentada direta ou

indiretamente por meio de leo, que comprimido

por um pisto secundrio.


O acionamento desse tipo de compressor tipo de

compressor rotativo, mas eventualmente, em

pequenas unidades, adotado tambm o

acionamento alternativo direto (motores

eletromagnticos).

Os compressores rotativos, por sua vez, podem

ser:

De engrenagens de fluxo tangencial

(Roots);

De engrenagens helicoidais ou de fluxo

axial;

De palhetas;

De pndulo;

De anel lquido;

De pisto rotativo;

Centrfugos ou radiais;

Axiais.

Os processos de transporte de combustveis no

estado gasoso via dutos, demanda altas vazes e

elevados nveis de presso e consequentemente

o efeito indesejado da elevao da temperatura

devido ao processo de compresso.

Em funo dessas caractersticas os

compressores alternativos pisto, alimentados

por motores de combusto so amplamente

empregados nas estaes de compresso. Eles

operam em baixas velocidades e produzem

elevadas presses. Suas desvantagens so:

Requerem grande espao devido a sua

robustez;

Contm inmeras vlvulas e outras partes

internas mveis que requerem

manuteno peridica, o que acarreta um

elevado custo operacional.

Os compressores centrfugos so utilizados no

processo em menor escala. Podem ser acionados

por motores de combusto, motores eltricos ou

turbinas a gs. Atuam com elevadas vazes mas

com menor relao de compresso.

A durabilidade dos compressores est relacionada

com as condies de operao (presses,

temperaturas) compatveis com as especificaes

de projeto do equipamento; seleo dos materiais

empregados na fabricao adequada s

solicitaes mecnicas (trao, fluncia, fadiga,

atrito, etc.), qumicas (corroso) bem como o

cumprimento de bons programas de manuteno.

O ferro cinzento o material adotado para

cilindros que iro operar com presses moderadas

(= 70000kPa), de boa resistncia a corroso e

excelente usinabilidade. Para a faixa acima dessa

presso (= 10000kPa) vem sendo muito utilizado

o ferro fundido nodular, mais resistente e mais

dctil que o cinzento, porm de difcil

usinabilidade. Para altas presses, os cilindros

so fundidos em aos-liga (=17000kPa) ou

forjados no mesmo material.

As carcaas e rotores so confeccionados em

ferro fundindo ou aos-liga fundido ou forjado. Os

eixos e rotores ou palhetas, em aos de mdia e

alta liga Cr-Mo, devido a elevada resistncia a

fluncia apresentada por essas ligas.

II.5. VLVULAS

As vlvulas so dispositivos destinados a

estabelecer, controlar e interromper o fluxo em

uma tubulaes. Elas representam em torno de


8% do custo total de uma instalao de

processamento. So classificadas em:

Vlvulas de Bloqueio (destinam-se a estabelecer

ou interromper o fluxo):

Vlvulas de gaveta (gate valves);

Vlvulas de macho (plug, cock valves);

Vlvulas de esfera (ball valves);

Vlvulas de comporta (slide, blast valves).

Vlvulas de Regulagem (throttling valves)

Destinadas especificamente ao controle do fluxo:

Vlvula de globo (globe valves);

Vlvulas de agulha (needle valves);

Vlvulas de controle (control valves);

Vlvulas de borboleta (butterfly valves);

Vlvulas de diafragma (diaphragm valves).

Vlvulas que permitem o fluxo em um s sentido:

Vlvulas de reteno (check valves);

Vlvulas de reteno e fechamento (stop-

check valves);

Vlvulas de p (foot valves).

Vlvulas que controlam a presso de montante:

Vlvulas de segurana e de alvio (relief

valves);

Vlvulas de contrapresso (back-pressure

valves).

Vlvulas que controlam a presso de jusante:

Vlvulas redutoras e reguladoras de

presso.

Os sistemas usados para operao das vlvulas

so os seguintes:

Manual (por meio de volante, alavanca,

engrenagens, parafusos sem-fim, etc.);

Motorizada (pneumtica, hidrulica e

eltrica);

Automtica (por diferena de presses

geradas pelo escoamento ou por meio de

molas ou contrapesos).

A seleo dos materiais para fabricao de

vlvulas depende da temperatura e da presena

de impurezas do fluido, principalmente de

produtos sulfurosos e clorados.

Para temperaturas at 280oC, a carcaa em ao

carbono, mecanismo interno de ao inoxidvel tipo

410.

Para temperatura at 350oC, a carcaa de ao liga

5 Cr - Mo, mecanismo interno de ao inoxidvel

tipo 410; para alto teor de enxofre o mecanismo

interno deve ser de ao inoxidvel tipos 430 ou

304.

Os hidrocarbonetos com presena de cloretos, em

temperaturas abaixo do ponto de orvalho, so

altamente corrosivos devido possibilidade de

formao de HCl (acido clordrico) diludo.

Recomenda-se nestes casos que seja adotado

para o ao carbono maior sobre-espessura para

corroso (3 a 4mm). As vlvulas devem ter o

mecanismo interno de metal Monel.

As principais normas brasileiras e americanas

sobre vlvulas industriais so:

EB-141 ABNT classes 150# a 1500#;

ANSI.B.16.10 / 16.5 / 16.11 / 2.1 classes

150# a 2500#.

Normas API (American Petroleum Institute)


API-6D / API-526 classes 150# a 2500# /

API-594 classes 150# a 2500# / API-598 /

API-599 classes 150# a 2500# / API-600

classes 150# a 2500# / API-602 / API-604

classes 150# e 300# / API-609 classes 125#

e 150#.

ISA-RP 4.1 (Instrument Society of America)

Padroniza dimenses de vlvulas de controle.

III. MANUTENO PREVENTIVA

III.1. TANQUES DE ARMAZENAMENTO E VASOS DE

PRESSO

As manutenes preventivas aplicadas neste item

so respectivamente:

Limpeza dos revestimentos internos

anticorrosivos no metlicos (plsticos,

borrachas, ebonite, grafite, cermicas, etc.)

a cada 3 anos;

Verificao dos revestimentos externos

(pinturas, isolamentos trmicos, etc) em

um intervalo mdio de 5 anos. Repintura

do casco num ciclo de 10 a 15 anos;

Inspeo da pintura externa e do estado

de conservao das vlvulas e purgadores

a cada 3 anos. Lubrificao dos

mecanismos mveis anualmente;

Limpeza das serpentinas ou resistncias

eltricas do sistema de aquecimento dos

tanques a cada 3 anos.

III.2. LEODUTOS E GASODUTOS

As manutenes usuais em redes de distribuio

so preventiva e a corretiva. Da manuteno

preventiva constam as seguintes atividades:

Verificao de vazamentos nas Estaes

Redutoras de Presso (ERPs) e

Estaes Redutoras de Presso e Medio

(ERPMs) e nas vlvulas de bloqueio;

Verificao do estado dos filtros;

Verificao do funcionamento dos

reguladores de presso;

Inspeo e verificao do estado geral de

conservao das ERPs e ERPMs;

Verificao da pintura e da conservao

das vlvulas reguladoras de bloqueio

automtico e de alvio;

Verificao da pintura e conservao geral

do sistema;

Passagem peridica de pigs espuma para

limpeza das tubulaes;

Acompanhamento do sistema de proteo

catdica;

Verificao do estado de conservao da

sinalizao do gasoduto;

Verificao do funcionamento do sistema

de odorizao;

Verificao de vazamentos no sistema de

odorizao;

Patrulhamento da rede de distribuio de

gs natural.

No aspecto de manuteno preditiva, os rpidos

avanos da informtica deram um grande impulso

nos sistemas de controle e de aquisio de dados

nos oleodutos e gasodutos construdos mais

(Supervisory Control and Data Aquisition),

permitindo um acompanhamento e superviso das

operaes em tempo real. Nos projetos dos dutos

mais modernos foram utilizados, ainda com o uso

da informtica, outros equipamentos e sistemas

avanados, permitindo levantamentos e


mapeamentos com a ajuda de satlites, como o

GPS (Global Positioning System) e o GIS

(Geographic Information System).

III.3. BOMBAS E COMPRESSORES

Para bombas/compressores de uma maneira

geral, aplicam-se os seguintes procedimentos:

Inspees dirias:

Presses de suco e descarga;

Indicadores de vazo;

Vazamento de caixa de gaxetas;

Temperatura dos mancais;

Sistemas de selagem.

Inspees mensais:

Nveis de vibrao, alinhamento,

temperaturas dos mancais, sistemas de

refrigerao e lubrificao.

Inspees semi-anuais:

Funcionamento da caixa de selagem e da

sobreposta;

Manter o nivel de leo nos mancais dos

rolamentos.

Limpeza das vlvulas, filtros e purgadores.

Inspeo anual:

Reviso completa da bomba / compressor,

acionador, sistemas auxiliares,

acoplamento e instrumentos indicadores.

No caso de manuteno preditiva, esto sendo

aplicados sistemas informatizados de controle e

aquisio de dados nas principais variveis;

vibrao, temperatura, presso.

IV. MANUTENO CORRETIVA

IV.1. TANQUES E VASOS DE PRESSO

Os processos de fabricao dos tanques e vasos

so em via de regra, extremamente rigorosos

sendo que as manutenes corretivas esto mais

associadas aos acessrios do equipamento em si.

Com relao essas manutenes pode-se

destacar o descolamento dos revestimentos

internos anticorrosivos, externos (anticorrosivos e

isolamentos trmicos), vlvulas controladoras de

presso, purgadores, fratura/fissura ou corroso

na serpentina do sistema de aquecimento,

pequenas fissuras nas soldas do costado e

corroso interna avanada em reas localizadas

do costado devido a fissuras no revestimento

interno. As aes corretivas so respectivamente:

Remoo e aplicao de novo

revestimento na rea danificada, externa

ou internamente;

Troca das juntas e/ou anis de vedao ou

substituio da vlvula;

Esgotamento e troca da seguimento

tubular danificado;

Esgotamento, tratamento da(s) fissura(s) e

posterior soldagem;

Esgotamento, remoo e substituio da

chapa do costado comprometida (reforma

parcial).

IV.2. LEODUTOS E GASODUTOS

As falhas mais comuns ocorridas nestes

equipamentos so os vazamentos devido ao

desgaste qumico (corroso) dos anis de

vedao na junes tubulao/vlvula, corroso

interna e externa das paredes em trechos da


tubulao, juntas de vedao das vlvulas e

fissuras nas soldas dos tubos. Os procedimentos

para este tipo de manuteno nesses casos so

respectivamente:

Trocas dos anis de vedao;

Substituio do trecho da tubulao

danificado pela corroso;

Trocas das juntas de vedao ou

substituio da vlvula danificada;

Tratamento da fissura e posterior

soldagem.

IV.3. BOMBAS

Os tipos de falhas mais comuns neste tipo de

equipamento so vazamentos nas juntas e

retentores; eroso nos rotores devido cavitao

e/ou agentes qumicos (corroso); vibraes

provocadas por deformaes longitudinais no eixo

(flechas) devido componentes radiais; falncia

dos rolamentos dos mancais devido

componentes axiais; lubrificao deficiente dos

componentes. As aes corretivas so

respectivamente:

Troca das juntas de vedao, dos

retentores da gaxeta;

Reforma ou troca dos rotores;

Balanceamento do eixo por processo

trmico ou em casos extremos a

substituio. Recomenda-se nestes casos

a troca dos retentores da gaxeta e os

rolamentos dos mancais;

Substituio dos rolamentos dos mancais;

Troca da bomba de leo.

IV.4. VLVULAS

As vlvulas esto sujeitas a vazamentos e

deteriorao dos componentes mecnicos, com

perda parcial ou total da funo devido a fadiga

dos retentores, anis de vedao e/ou ao de

agentes qumicos corrosivos. As manutenes

corretivas aplicveis so respectivamente:

Reposio dos retentores e anis de

vedao;

Substituio parcial ou total dos

componentes mecnicos do comando, em

casos extremos a troca do equipamento.

V. VIDA TIL ECONMICA

A vida til econmica referente aos equipamentos

supracitados, em funo da literatura e dos dados

coletados frente aos fabricantes e empresas

usurias, relacionando os fatores durabilidade e

obsolescncia dos equipamentos, suger-se:

Vida til

(anos)

Dutos 40

Tanques e Vasos de Presso 40

Bombas 20

Compressores 20

Vlvulas 20

REFERNCIAS

[1] Karassik, I.; Krutzswch, W. C.; Fraser, W. H.;

Messina, J. P. Pump Handbook. McGraw-Hill

Book Company, second edition year 1986.

[2] Berger, B. D.; Anderson, K. E. Petrleo

Moderno. PennWell Publishing Company, tercera

edicin, ano 1992.


[3] Gibbs, Charles W., Compressed Air and Gas

Data. Ingersoll-Rand Company, second edition

year 1969.

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Nuclear

RESUMO

Os Elementos Combustveis so formados pela

combinao de 236 varetas de combustveis e 20

tubos guias para as varetas das barras de

controle, dispostos todos em uma matriz 16x16.

Cada Elemento Combustvel pode conter um

conjunto de controle, um conjunto absorvedor,

uma fonte de nutrons ou um restritor de fluxo, de

acordo com sua posio no ncleo. A estrutura do

Elemento Combustvel (esqueleto), alm de

manter as varetas de combustvel em suas

respectivas posies e garantir o correto

alinhamento das Barras de Controle, possibilita

um manejo seguro do Elemento Combustvel

dentro e fora da usina. A vareta de combustvel

consiste de um tubo de zircaloy, no qual so

introduzidas pastilhas sinterizadas de UO2. A

coluna de pastilhas de combustvel prensada

por mola, que permite movimentos em funo do

aquecimento e evita dano s pastilhas durante o

transporte do Elemento Combustvel. Todo o

conjunto de ao inoxidvel, sendo que as

varetas de combustvel so de uma liga especial,

zircaloy. O Elemento Combustvel transportado

dentro de continers especiais. Um planejamento

detalhado feito para o transporte destes

elementos desde a fabrica, ou da retirada dos

avies quando importados, at a entrega na porta

da usina. Sua armazenagem enquanto novo

feito em piscinas secas com toda a segurana, em

edifcios com classe de segurana nuclear. Uma

vez dentro da usina, todo manuseio de Elementos

Combustveis feito seguindo procedimentos

detalhados e executados por pessoas qualificadas

para manuseio de combustvel. O armazenamento

dos Elementos Combustveis queimados feito

dentro de uma piscina com gua borada. Esta

piscina est dentro do edifcio de classe de

segurana nuclear, com todos os sistemas

necessrios para mant-los em condio segura,

blindados e refrigerados. Em termos de vida til,

os Sistemas de Manuseio de Combustvel Nuclear

diferem dos Sistemas de Armazenamento. Os

Sistemas de Manuseio tm vida til 20 anos,

enquanto que os Sistemas de Armazenamento

apresentam vida til 30 anos. Desta forma,

considerar-se- para o Armazenamento,

Manipulao e Transporte de Combustvel

Nuclear a vida til de 20 anos.

I. FUNES DO SISTEMA

Por transporte de Elementos combustveis

entende-se a transferncia destes desde o porto

de chegada no Brasil ou da Fbrica at a entrada

da Usina.

As funes do Sistema de Armazenagem de

Elementos Combustveis Novos so:

Garantir que os Elementos Combustveis

sejam armazenados com segurana, e em

condies que mantenham sua estrutura

ntegra e permitam ser inspecionados;

Garantir a remoo do calor residual dos

Elementos Combustveis Usados;


Garantir a remoo do calor residual dos

Elementos Combustveis Usados a longo

termo, mesmo aps um evento externo;

Garantir que os Elementos Combustveis

sejam armazenados de uma maneira

segura e mantenham sua estrutura ntegra;

Garantir blindagem para os Elementos

Combustveis Usados.

Manuseio de Elementos Combustveis toda

operao que feita com os mesmos dentro da

planta.

So vrios os Sistemas de Manuseio de

Elementos Combustveis, os quais tem como

funo principal garantir a transferncia dos

mesmos dentro da planta de uma maneira segura.

As principais operaes de manuseio de

Elementos Combustveis esto relacionadas

abaixo:

Recebimento dos Elementos Combustveis

- Retirada dos caminhes, inspeo e

posterior armazenagem em piscina seca;

Transferncia dos Elementos

Combustveis da Piscina da Piscina de

Combustvel Novo para a Piscina de

Combustvel usado;


Combustveis da Piscina de Combustvel

Usado para o Ncleo do Reator;


Combustveis do Ncleo do Reator para a

Piscina de Combustvel Usado;


Combustveis da Piscina de Combustvel

Usado para os Continers de

Combustveis Usados;

Outros manuseios para inspees, trocas

de Barras de Controle, Plugs, Veneno

Queimvel, Testes no Sipping Can, etc.

II. DESCRIO DO SISTEMA

II.1. SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELEMENTOS

COMBUSTVEIS

O transporte dos Elementos Combustveis Novos

feito atravs de continers especiais, secos,

podendo ser atravs de avio, navio ou caminho

convencional.

Os continers so equipamentos especiais que

podem transportar dois ou quatro Elementos

Combustveis. So providos com sistemas de

amortecimento atravs de molas e dispositivos de

proteo e medio de choques.

O transporte de Elementos Combustveis Usados

feito atravs de continers especiais com

sistemas de blindagem e de resfriamento. Da

mesma maneira, o transporte pode ser atravs de

avio, navio ou caminho convencional.

Normalmente estes continers transportam dois

Elementos Combustveis. A finalidade deste

transporte transferir os Elementos Combustveis

Usados para locais definitivos de armazenamento

ou para fbricas de reprocessamento. Como no

Brasil ainda no foram definidos e construdos

estes depsitos definitivos, estes Elementos

Combustveis Usados esto sendo armazenados

dentro das prprias usinas.


II.2. SISTEMA DE ARM AZENAMENTO DE

ELEMENTOS COMBUSTVEIS NOVOS

O Sistema de Armazenagem de Combustveis

novos composto de um conjunto de racks que

podem ser abertos ou fechados lateralmente,

onde os Elementos ficam armazenados na

posio vertical, tendo como apoio o bocal inferior.

As condies de armazenamento tem que ser

timas, para evitar qualquer tipo de empeno nos

Elementos Combustveis. O armazenamento

poder ser numa piscina ou outro compartimento,

seco, local onde o acesso dos tcnicos

fundamental para a realizao de inspees. O

nvel de radiao num Elemento Combustvel

novo praticamente desprezvel. Desta maneira,

permitido que os tcnicos faam inspees

visuais, esfregaos etc.

Na Usina Nuclear de Angra 1, a piscina para

armazenamento dos Elementos Combustveis

Novos fica no Edifcio de combustvel, logo ao

lado da piscina de Combustveis Usados. Na

Usina Nuclear de Angra 2, a armazenagem dos

Elementos Combustveis Novos feita dentro do

Envoltrio de Conteno num compartimento

especial para esta finalidade.

II.3. SISTEMA DE ARM AZENAM ENTO DE

ELEMENTOS COMBUSTVEIS USADOS

Cada fabricante tem um projeto diferente para os

sistemas de armazenagem de Elementos

Combustveis Usados. Descrever-se- os

sistemas existentes em Angra 1 e Angra 2.

A Piscina de Combustveis Usados para Angra 1

armazena um ncleo inteiro mais 25 recargas de

1/3 de ncleo. Ela fica num edifcio especfico de

nome Edifcio do Combustvel externo ao

Envoltrio de conteno. Desta maneira, h um

sistema especial para transferir os Elementos

Combustveis para o Vaso do Reator que fica

dentro do Envoltrio de Conteno. Toda a

operao feita debaixo dgua. O projeto para

Angra 2 prev armazenagem de um ncleo inteiro

e mais 9 recargas de 1/3 e a piscina fica

localizada dentro do prprio Envoltrio de

Conteno do lado da Cavidade do Reator o que

torna as manobras mais rpidas.

Estas piscinas so todas revestidas com ao

inoxidvel e seu projeto feito de maneira a evitar

uma drenagem, mesmo que seja acidental.

Ambas as piscinas possuem sistemas de

resfriamento com bombas e vlvulas alimentadas

pelos sistemas de segurana da planta. As fontes

frias dos trocadores de calor, da mesma maneira,

so sistemas de segurana garantindo o

resfriamento a longo termo. Na eventualidade de

um acidente externo com blackout, os

sequenciadores de carga iro partir

automaticamente estas cargas.

Os sistemas de refrigerao so redundantes,

com 100% de capacidade cada um. Ambas as

piscinas so equipadas com sistemas de limpeza

e purificao que garante a visibilidade da gua

para permitir manobras e trabalhos com

ferramentas.

II.4. SISTEMAS DE MANUSEIO DE COMBUSTVEL

So vrios os sistemas de manuseio de

Elementos Combustveis. A seguir so

apresentados estes sistemas.


Ponte Manipuladora de Elementos Combustveis

(Manipulator Craning) No caso especfico da

Usina Nuclear de Angra 1 utilizada para

transferir os Elementos Combustveis do Ncleo

do Reator para o Dispositivo de Transferncia

para a Piscina de Combustvel Usado e para o

Dispositivo de Troca de Barras de Controle que

fica dentro do Edifcio de Conteno.

Para a Usina Nuclear de Angra 2, a Ponte

Manipuladora de Elementos Combustveis

transfere diretamente os Elementos Combustveis

do Ncleo do Reator para a Piscina de

Combustvel Usado, da mesma maneira que ela

utilizada para qualquer manobra que feita sobre

a Piscina de Combustvel Usado.

Em Angra 1 h ainda o Dispositivo de

Transferncia de Elementos Combustveis onde

um trole transporta os elementos do Envoltrio de

Conteno para o Edifcio de Combustvel. No

Edifcio de Combustvel sobre a Piscina de

Combustvel Usado h uma ponte rolante

especfica para manuseio com Elementos

Combustveis. Ela usada para transferir os

Elementos Combustveis do Dispositivo de

Transferncia para a Piscina de Combustvel

Usado, para o continer de combustvel usado ou

para o Sipping Can. Em Angra 1, manobras de

recebimento e armazenamento de Elementos

Combustveis Novos feita com a ponte rolante

do Edifcio de Combustvel.

Em Angra 2, manobras de recebimento de

Elementos Combustveis novos feito utilizando a

ponte rolante polar do Edifcio da Conteno e

pontes auxiliares.

III. DESCRIO DOS EQUIPAMENTOS

III.1. SISTEMA DE ARMAZENAMENTO

As piscinas de armazenamento dos Elementos

Combustveis Usados bem como toda a cavidade

do Reator e canais de transferncia so todos

revestidos com uma camada de ao inoxidvel.

Sistemas de deteco de vazamentos atravs

destas camadas de ao so providos.

Todas as estruturas dos racks tanto da Piscina de

Combustvel Usado como para os Elementos

Combustveis novos so em ao inoxidvel.

III.2. SISTEMA DE MANUSEIO DE ELEMENTOS

COMBUSTVEIS

As pontes manipuladoras de Elementos

Combustveis sobre o Ncleo do Reator so

pontes rolantes especiais, com um sistema de

identificao que permite localizar com preciso

os Elementos Combustveis dentro do Ncleo do

Reator quanto nas Piscinas de Combustvel

Usados.

Estas pontes possuem um completo sistema de

controle e intertravamentos que garantem uma

operao segura.

No prprio mastro da ponte manipuladora, onde o

Elemento Combustvel inserido para ser

transportado j existe um sistema de inspeo de

Elementos Combustveis falhados, Sipping Can.

Especificamente para a Usina de Angra 1, h um

sistema que faz a transferncia dos Elementos

Combustveis do Edifcio de Combustvel para o

Edifcio do Reator. Este sistema recebe o


Elemento Combustvel na vertical dentro do

Edifcio de Combustvel, leva-o para a posio

horizontal e o transporta atravs de um tubo que

faz a ligao para o Envoltrio de Conteno,

dentro da Cavidade de Recarga, onde o elemento

novamente colocado na vertical para que a

ponte manipuladora possa apanh-lo e transferir

para dentro do Ncleo do Reator.

III.3. FERRAMENTAS ESPECIAIS

H uma grande quantidade de ferramentas

especiais utilizadas para manuseio com

Elementos Combustveis tais como: ferramenta

para transferncia de Barras de Controle,

ferramenta para transferncia de plugs,

ferramentas para manuseio com Elementos

Combustveis Novos, etc.

IV. INSTRUMENTAO

As piscinas so equipadas com medies de nvel

e temperatura. A maior instrumentao est nos

sistemas de manuseio, principalmente nas pontes

manipuladoras de Elementos Combustveis, onde

h uma grande instrumentao relacionadas com

os sistemas de medidas, sipping can, peso, freios,

torques etc. e os intertravamentos relacionados

com os diversos modos de operao.

V. OPERAO

Todos estes sistemas so normalmente usados

durante as paradas para recarga de Elementos

Combustveis na planta.

Seguindo os procedimentos da usina, antes de

cada operao de recarga dos Elementos

Combustveis, todo o sistema e ferramentas

especiais so testados e os operadores treinados

nas operaes utilizando mockups de

Elementos Combustveis.

Por tratar-se de uma operao infreqente, um

mdulo especfico de treinamento realizado

envolvendo todos os tcnicos da planta que

estaro envolvidos com o manuseio dos

Elementos Combustveis. Fsicos e operadores

licenciados coordenam todas as atividades.

As Especificaes Tcnicas da Usina tm um

captulo especial para Recargas. Onde esto

definidos todos os testes que devem ser

realizados antes de iniciar as atividades de

recarga.

VI. MANUTENO PREDITIVA

Procedimentos especficos definem todos os

testes que so realizados nos equipamentos e

ferramentas utilizadas para manuseio de

combustvel.

Antes do incio da operao de cada recarga

estes testes so realizados aps o qual um

treinamento completo envolvendo todas as

operaes realizado.

Programas de anlises qumicas garantem a

qualidade da gua que ficam armazenadas nas

piscinas de Elementos Combustveis Usados,

diminuindo os riscos de corroso.

VII. MANUTENO CORRETIVA

Em funo da maioria dos equipamentos

utilizados no manuseio de combustveis serem

usados somente durante as recargas, perodos

maiores do que um ano, e por trabalharem


debaixo dgua muito comum encontrar

problemas. Por serem equipamentos que

trabalham dentro dgua normalmente utilizam

muito mais de recursos mecnicos, como,

engrenagens, correntes, cabos de ao, alavancas

e outros, que fazem com que a taxa de

manutenes corretivas seja maior do que nos

equipamentos eltrico/eletrnicos.

As manutenes corretivas mais comuns so:

trocas de cabos de ao, engrenagens, chaves

limites, alavancas, engrenagens etc. Estas

manutenes so delicadas principalmente se a

cavidade de recarga j estiver cheia com gua e

segundo pelo nvel de dose que envolve o

trabalho o que requer planejamentos muito bem

feitos.

VIII. VIDA TIL ECONMICA

A vida til dos Sistemas de Manuseio de

Combustvel Nuclear de 20 anos, considerando

o nvel de manutenes e a experincia nuclear.

Quanto aos sistemas de armazenamento a vida

til de 30 anos para os sistemas de resfriamento

e limpeza das piscinas e vida permanente para as

piscinas por tratarem de equipamentos estticos,

com espessa base de concreto com revestimentos

de ao inoxidvel.

Desta forma, considerar-se- para o

Armazenamento, Manipulao e Transporte de

Combustvel Nuclear a vida til de 20 anos.

REFERNCIAS

[1] CFOL - Curso de Formao de Operador

Licenciado da Central Nuclear de Angra dos Reis

Eletronuclear SA

Armazenagem, Manipulao, Transporte de Combustvel Slido

RESUMO

A matriz de processamento dos combustveis

slidos abrange uma complexa cadeia de

equipamentos envolvidos direta e indiretamente

no processo. Os combustveis slidos, aplicados

na produo de potncia por meio de turbinas a

vapor, so, na sua grande maioria, de origem

fssil (carves, xisto betuminoso, calcrio

betuminoso, antracito, turfa), e, em menor escala,

combustveis naturais renovveis (lenha, carvo

vegetal, bagao de cana, resduos vegetais,

serragem, palhas e outros). O suprimento de

insumos energticos abrange uma logstica de

transporte e armazenamento, garantida por um

sistema virio que envolve modalidades de

transporte ferrovirio, hidrovirio e rodovirio,

interligando unidades produtoras s centrais de

gerao termeltricas a vapor. O processo de

armazenamento funciona como um dispositivo

regular entre a taxas flutuantes de produo e as

variaes dos ndices de demanda. No processo

de armazenamento dos combustveis slidos para

fins de gerao de energia devido grande

quantidade, feito a cu aberto em reas

denominadas ptio de estocagem ou parque de

intempries. Sob certas condies, a flexibilidade

de uma central trmica depende de uma

porcentagem estocada de carvo modo em

funo da demanda. Utilizam-se silos para a

estocagem do material. Os equipamentos

utilizados na manipulao dos combustveis

slidos em centrais de gerao trmica a vapor

compreendem tratores, caminhes, moinhos,

carregadores mecnicos, transportadores

contnuos de inmeros tipos. A vida til econmica

proposta para esse trabalho de 25 anos.

I. INTRODUO

Os processos de armazenamento, manipulao e

transporte de combustveis slidos so analisados

considerando suas propriedades fsicas e

composio qumica, alm das especificaes

tcnicas relacionadas manuteno da qualidade

desejada e os custos envolvidos em cada etapa

do processo.

Os combustveis slidos compreendem os

combustveis naturais fsseis: hulha, linhite, xisto

betuminoso, calcrio betuminoso, antracito, turfa;

combustveis naturais renovveis ou biomassa:

madeira, bagao de cana, resduos vegetais como

serragem, restos de casca, cascas de sementes,

caroos de frutas, entre outros.

O processo de armazenagem funciona como um

dispositivo regular entre a taxas flutuantes de

produo e as variaes dos ndices de demanda.

O processo de estocagem dos combustveis

slidos para fins de gerao de energia, em

particular dos carves (turfa, lignito, betuminosos

e antracito), devido grande quantidade, feito a

cu aberto em reas denominadas ptio de

estocagem ou parque de intempries, segundo os

seguintes procedimentos:


O ptio de estocagem dever ser seco e

com boa drenagem natural;

No deve haver drenagem artificial, com

cinzas, vegetao ou resduos que podem

facilitar a formao de correntes de ar. A

melhor soluo um piso de cimento ou

argiloso;

Deve haver espao suficiente para

movimentao do carvo no caso de

aquecimento;

No dever ser estocado prximo a fontes

de calor (tubulaes de vapor, caldeiras,

paredes quentes ou chamins) devido

possibilidade de ignio pelo aumento da

temperatura.

As pilhas devero ser compostas de forma a

permitir uma boa circulao do ar e,

conseqentemente, a eliminao do anidro

carbnico. Deve-se monitorar a temperatura das

pilhas, no podendo ultrapassar os 65oC.

A maior parte das instalaes existentes operam

confor

vida Útil - equipamentos - caldeira, etc

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