AULA5 -tubulações

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Prof. Robério A. Siqueira
CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO
CURSO : ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS
AULA 7 – TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
PROF. MSc. ROBÉRIO ALVES SIQUEIRA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
DEFINIÇÃO:
TUBOS são condutos fechado, destinados ao transporte de fluidos.
TUBULAÇÃO: conjunto de tubos e seus diversos acessórios.
CARACTERISTICAS:
Sem superfície livre, com o fluido tomando toda a área da seção transversal 
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
MATERIAIS TRANSPORTADOS
Liquido
Gases
Materiais Pastosos
Fluidos com Sólidos em Suspensão
FAIXA DE PRESSÃO
Vácuo absoluto até 4400 MPa (≅440 kg/mm2)
FAIXA DE TEMPERATURA
Aproximadamente do zero absoluto até 
temperatura de fusão de metais
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
EM INDÚSTRIA DE PROCESSOS:
* 20 a 25% do Investimento total da instalação
* 40 a 45% do custo total de montagem de todos os equipamentos
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CLASSIFICAÇÃO PRIMÁRIA
TUBOS FLEXÍVEIS 
Mangueiras ou Mangotes
TUBOS RÍGIDOS
DUTOS - Transporte de fluidos entre instalações
TUBOS - Transporte de fluidos dentro da mesma instalação Industrial
PIPE -Tubos de transporte de fluidos
TUBE - Tubos de troca térmica (trocadores de calor, caldeiras, fornos.
TUBING- Transmissão de pressão, condução de sinais (instrumentação)
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TUBOS
SEM COSTURA: - LAMINAÇÃO (DIAM. GRANDES)
			 - EXTRUSÃO (DIAM. PEQUENOS)
			 - FUNDIÇÃO
COM COSTURA: - FABRICAÇÃO POR SOLDA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
LAMINAÇÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
EXTRUSÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
FUNDIÇÃO
O material do tubo em estado liquido, é despejado em moldes especiais, onde solidifica-se adquirindo a forma final.
AÇOS ESPECIAIS NÃO FORJÁVEIS (duros e frageis)
FERRO FUNDIDO
MATERIAIS NÃO METALICOS (concreto, cimento-amianto)
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
FABRICAÇÃO DE TUBOS COM COSTURA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
MATERIAIS PARA TUBOS
METÁLICOS: 
Ferrosos: 
Aços-carbono, Aços-liga, Aços inoxidáveis.Ferro fundido, Ferro forjado, Ferros ligados
Não-ferrosos: 
Cobre, Latões, Cobre-níquel, Níquel e ligas, Metal Monel, Chumbo, Titânio, Zircônio
NÃO METÁLICOS: 
Materiais plásticos :Cloreto de polivinil (PVC), Polietileno, Acrílicos, Acetato de Celulose, Epóxi, Poliésteres, Fenólicos, etc.
Materiais não Plasticos: Cimento-amianto, Concreto armado, Barro vidrado, Elastômeros (borrachas), Vidro, Cerâmica, porcelana etc.
A seleção e especificação do material mais adequado para uma determinada aplicação pode ser um problema difícil, cuja solução depende de diversos fatores.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
DIMENSIONAMENTO DO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
DIMENSIONAMENTO DO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
SCHEDULES
1- Antes da norma ANSI B36.10
Peso Normal (standard S)
Extra-Forte (extra-strong XS)
Duplo Extra-Forte (double extra-strong XXS)
2- Após a norma ANSI B36.10 
Séries – Schedule Number
Séries padronizadas: 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
A Norma ANSI B36.19
* Empregada para aços inoxidáveis
* Espessuras Normalizadas 
-mesmos valores numéricos da ANSI B36.10
-mesma designação de espessura da
ANSI B36.10
acrescentada a letra ‘s’ após o nº de série
* Espessuras pequenas – máximo 80 S
* Diâmetro máximo – 12 “
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
AQUECIMENTO DE TUBULAÇÃO:
Finalidade:
Manter em condições de escoamento líquidos de alta viscosidade;
Manter, por exigência de serviço, líquidos dentro de determinados limites de temperatura;
Pré-Aquecer tubulações, no início da operação, para liquefazer depósitos sólidos que tenham se formado no interior dos tubos.
Condicionantes:
Apenas compensação das perdas de calor ao longo da tubulação
Não se pode dispensar o isolamento térmico externo da tubulação
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
Sistemas Usados para o Aquecimento:
Tubos de Aquecimento Externos Paralelos
Tubo de Aquecimento Enrolado Externamente
Tubo de Aquecimento Interno
Tubo de Aquecimento Integral
Camisa Externa
Aquecimento Elétrico
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Tubos de Aquecimento Externos Paralelos
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Tubos de Aquecimento Externos Paralelos
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Tubo de Aquecimento Enrolado Externamente
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Tubo de Aquecimento Interno
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Camisa Externa
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÃO:
Finalidade:
Reduzir as trocas de calor da tubulação para o meio ambiente, ou vice-versa.
Classes:
Isolamentos para Linhas Quentes;
Isolamentos para Linhas Frias
Motivação:
Econômica
Serviço
Proteção Pessoal
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
ISOLAMENTO TÉRMICO DE TUBULAÇÃO - MOTIVAÇÃO:
Econômica:
As perdas de calor ou de frio para o exterior representam um desperdício da energia empregada no aquecimento ou refrigeração do fluído;
Um bom isolamento pode reduzir cerca de 90% das trocas de calor com a Atmosfera;
Serviço:
Manter o fluido em determinada temperatura, para que o mesmo possa chegar ao destino com a temperatura desejada;
Proteção Pessoal:
Evitar queimadura em pessoas que encostem na tubulação
Deve ser aplicado em temperatura superior à 60oC e inferior à 0oc
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
TIPOS DE ISOLAMENTO TÉRMICO:
Externo:
Empregado em todas as tubulações frias e na quase totalidade das tubulações quentes
Interno (Refratário):
Usado exclusivamente em algumas tubulações de grande diâmetro (> 600 mm [24”]), para serviço em temperatura muito elevada
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
TIPOS DE ISOLAMENTO TÉRMICO:
Externo:
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TIPOS DE ISOLAMENTO TÉRMICO:
Interno:
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TABELA DE ISOLAMENTO TÉRMICO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
VÁLVULAS
- São dispositivos destinados a estabelecer, controlar e interromper o fluxo em uma tubulação.
São os acessórios mais importantes e caros existentes na tubulação.
Representam cerca de 8% do custo total de uma instalação de processo.
* Classificação:
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
VÁLVULAS – Meios de Operação
1- Manual: 
	- Volante
	- Alavanca
	- Volante com engrenagens de redução
2- Motorizada
	- Pneumática
	- Hidráulica
	- Elétrica
3- Automática
	- Pelo própio fluido (diferença de pressão)
	- Molas ou contrapesos 
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
 Uso bastante Geral.
 Aproximadamente 50% do total das válvulas.
 Liquidos em geral, desde que não muito corrosivos ou com sedimento.
 Qualquer pressão e temperatura.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
 Menor tamanho, peso, custo.
 Melhor vedação, maior facilidade de operação e menor perda de carga.
 Limitação à temperaturas elevadas devido a utilização de materiais não metálicos.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
- Podem trabalhar em qualquer posição intermediária de fechamento.
 Caracterizam-se por serem válvulas de regulagem.
 Provocam grandes perdas de carga devido a mudança de direção do fluido dentro da válvula.
 Permitem a substituição de gaxetas quando instaladas de forma que o fluido entre pela parte inferior do tampão.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
 Permitem a passagem do fluido em apenas um sentido.
 Utilizada quando se quer impedir a possibilidade de retorno do fluido por inversão do sentido de escoamento.
 Provocam grandes perdas de carga, 
 Tipo mais usual das válvulas de retenção.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
-
 Provocam perdas de cargas enormes, superiores as das válvulas de retenção a portinhola.
 Adequada para trabalho com gases e vapores.
 Usualmente utilizadas no diâmetro de até 6”.
Não podem ser empregadas para tubulações com fluxo pulsante ou sujeitas a vibrações.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
 Indicada para regulagem fina de liquido e gases.
 Uso recomendado para diâmetros de até 2”.
 A precisão na regulagem é função do ângulo da agulha e do comprimento da mesma.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TIPOS DE LIGAÇÕES:
Ligações Rosqueadas (screwed joints)
Ligações Soldadas (welded joints)
Ligações Flangeadas (flanged joints)
Ligações ponta e bolsa (bell and spigot joints)
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
LIGAÇÃO ROSCADA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
LIGAÇÃO SOLDADA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
LIGAÇÃO FLANGEADA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
SELEÇÃO DO TIPO DE LIGAÇÃO:
* Material da Tubulação
* Diâmetro da Tubulação
* Finalidade da ligação
* Grau de segurança
* Pressão e Temperatura
* Fluido Contido
* Necessidade de Desmontagem
* Existência de Revestimento Interno
CLASSES DE LIGAÇÕES:
Tubo x Tubo
Tubo x Conexão
Tubo x Equipamento
Conexão x Equipamento
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
SERVIÇOS NÃO SEVEROS:
SERVIÇOS SEVEROS:
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
LIGAÇÕES FLANGEADAS
Facilmente desmontáveis.
Utilizada normalmente em tubos de 2” ou maiores.
Devem ser usadas no menor numero possível. Pontos de provável vazamento. Caro, pesado e volumoso.
Composta de 2 flanges, jogo de parafusos ou estojos com porcas e junta de vedação
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Facilidade na montagem.
Representam pontos fracos na tubulação.
Não suportam grandes apertos nos parafusos ou estojos.
Mais barato entre os flanges.
Não podem ser utilizados em serviços severo ou com hidrogênio.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TIPOS DE FLANGES
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÃO INDUSTRIAL
FLANGE DE PESCOÇO
O mais utilizado em tubulações industriais.
O mais resistente, com melhor transmissão de esforço do flange para o tubo.
O que permite maiores apertos nos parafusos ou estojos.
O mais caro entre os flanges.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
FLANGE SOLDA ENCAIXE
Semelhante ao flange sobreposto, porem mais resistente.
O mais usado para tubulações de até 2”.
Não recomendado para serviços sujeitos à corrosão sob contato.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
FLANGE CEGO
São flanges fechados em forma de disco.
Usados para extremidades de linhas ou fechamento de bocais flangeados.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CLASSE DE PRESSÃO – “RATING”
ASME B-16.5 – Flanges de aços carbono, inoxidáveis e liga.
Classe de Pressão: 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500#, 2500#
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
JUNTAS DE VEDAÇÃO
São elementos inseridos entre os flanges com a finalidade de fazer a vedação do fluido contido na tubulação.
São submetidas a uma forte compressão, provocada pelo aperto dos parafusos, e a um forte cisalhamento, devido à pressão interna do fluido.
Junta deve ser suficientemente dura para suportar as tensões a que está submetida, além de ser deformável e elástica para se amoldar às irregularidades das superfícies, garantindo a vedação.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
JUNTAS
* Não metálicas
	- Borracha natural e sintética.
	- Materiais plásticos.
	- Papelão hidráulico.
	- Grafite flexível.
* Semi-metálicas em espiral
	- Lâmina metálica torcida em espiral com enchimento
	 de amianto.
* Metálica folheada
	- Capa metálica e enchimento de amianto.
* Metálica maciça
* Metálica de anel
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
JUNTAS DE VEDAÇÃO
Papelão hidráulico
Junta de Teflon
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES - CONEXÕES
• Mudança de direção
• Derivação
• Mudança de diâmetro
• Ligação entre tubos
• Fechamento de extremidade de tubo
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CONEXÕES:
* MUDANÇA DE DIREÇÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CONEXÕES:
* DERIVAÇÃO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CONEXÕES:
* MUDANÇA DE DIÂMETRO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CONEXÕES:
* FECHAMENTO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
CONEXÕES:
* LIGAÇÕES
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – BLOQUEIO PROVISÓRIO
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – JUNTAS DE EXPANSÃO
Acessório não rigido Absorver dilatações e vibrações
UTILIZAÇÃO:
- Espaço insuficiente para ter um trajeto com flexibilidade.
- Tubulações de baixa responsabilidade.
- Locais onde a perda de carga referente a mudança de direção da tubulação não são aceitaveis.
- Vibrações de grande amplitude.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – JUNTAS DE EXPANSÃO
TIPOS DE MOVIMENTOS:
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – JUNTAS DE EXPANSÃO
JUNTA DE FOLE OU SANFONADA
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – FILTRO PROVISORIO 
-	Impede a passagem de corpos estranhos na partida de unidades.
Colocado na entrada de equipamentos.
Para facilitar a retirada deve ser instalado juntamente com carretel.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – FILTRO PERMANENTE 
-	Caixa metalica com bocais para interligação das tubulações de entrada e de saída.
Interior elemento filtrante (chapas perfuradas, telas metalicas, feltro, “nylon”, porcelana, etc).
O elemento filtrante pode ser descartavel ou reaproveitavel.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – SUPORTE DE TUBULAÇÃO 
 
São dispositivos destinados a suportar os pesos e os demais esforços exercidos pelas tubulações.
Suporte destinado a sustentar:
	- Fixo
	- Móveis suporte de mola
		 suporte de contra peso
Suporte destinado a limitar os movimentos dos tubos:
	- Dispositivos de fixação total (ancoragens).
	- Dispositivos que permitem apenas movimento em uma direção (guias).
	- Dispositivos que impedem o movimento em um sentido (batentes).
 
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – SUPORTES FIXOS 
 
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES – SUPORTES MÓVEIS 
 
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
DOCUMENTAÇÃO:
A documentação completa de uma tubulação é constituida basicamente pelos seguintes documentos:
	- Fluxograma
	- Planta de tubulação
	- Desenhos isometricos
	- Folha de dados de válvulas e equipamentos de linha
	- Lista de suportes
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
DOCUMENTAÇÃO
FLUXOGRAMA:
São desenhos esquemáticos, sem escala de dimensão no intuito de mostrar os equipamentos, válvulas e principais acessórios de uma tubulação.
Os fluxogramas tem o objetivo de mostrar o funcionamento do sistema, sem o proposito de servir como documento para fabricação construção ou montagem.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
DOCUMENTAÇÃO
PLANTA DE TUBULAÇÃO:
São documentos que representam a projeção horizontal (vista de cima) de uma tubulação em escala dimensional.
 Estes desenhos devem conter, devidamente indentificados e com posição e elevação real, as seguintes informações:
		- Tubulação com todas as válvulas e acessórios.
		- Todos os suportes.
		- Todos os equipamentos.
		- Todas as plataformas, passarelas e escadas.
		- Todos os instrumentos.
		- Todas as construções civis ou metalicas.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
DOCUMENTAÇÃO
ISOMÉTRICOS:
São desenhos que são emitidos com a finalidade de facilitar a fabricação dos spools nas oficinas e a montagem no campo.
São documentos confeccionados em pesperctiva isométrica, sem escala dimensional.
Os isométricos devem conter as seguintes informações:
	- Identificação completa da tubulação.
	- Todas as peças componentes da tubulação.
	- Todas as válvulas e acessórios.
	- Todos os equipamentos de tubulação (filtros, purgadores, medidores de vazão, etc) ou equipamentos principais aos quais a tubulação está interligada (bombas, compressores, vasos, etc).
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
*
*
DOCUMENTAÇÃO
FOLHA DE DADOS:
São documentos que tem a finalidade de informar toda especificação requerida na compra de equipamentos, válvulas e todos os prinicipais componentes de uma tubulação.
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Prof. Robério A. Siqueira
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*