MATERIAIS+PARA+EQUIPAMENTOS+DE+PROCESSO[1]
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MATERIAIS+PARA+EQUIPAMENTOS+DE+PROCESSO[1]


DisciplinaEquipamentos de Petróleo198 materiais728 seguidores
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Centro Universitário Padre Anchieta 
 Ciência dos Materiais 
 
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Professor Ailton 
1. Materiais para Equipamento de Processo 
Introdução 
 No dicionário novo Aurélio tem-se a seguinte definição: 
 
\u2022 Material: pertencente ou relativo à matéria 
\u2022 Matéria: qualquer substância sólida liquida ou gasosa que ocupa lugar no espaço. 
 
 Vários subconjuntos desta definição podem ser formulados abaixo apresentamos um que é do 
interesse da disciplina: 
 
\u201csão substâncias com propriedades que as tornam úteis em: máquinas, 
estruturas, dispositivos e produtos. Em outras palavras, os materiais que o 
homem utiliza para melhorar sua existência\u201d 
 
 Os materiais se colocam entre os recursos básicos da Sociedade, juntamente com os alimentos, a 
energia, a informação entre outros. Um ciclo simplificado dos materiais é mostrado na figura 1. 
 
 
 
Figura 1.1 - Ciclo esquemático da transformação de materiais. 
 
 
 
MATERIA 
PRIMA 
BRUTA 
Carvão, minérios, 
rochas, madeiras, 
petróleo, etc 
Processamento 
Transformação 
ou 
Processamento 
MATERIA 
PRIMA 
INDUSTRIAL 
Ligas metálicas, 
chapas, plásticos, 
tecidos, cristais, 
etc 
Prospecção, 
Mineração 
ou Colheita 
Reciclagem 
Fabricação ou 
Montagem 
Meio 
Ambiente 
Descarte 
Sucata 
ou 
Residuo 
Uso, serviço 
e/ou 
deterioração 
Bens de consumo 
Prédios, casas, 
carros, máquinas, 
equipamentos, 
componentes, 
vestuário, fármacos, 
etc 
MATERIA 
PRIMA BASICA 
Metais, fibras, 
pós, cerâmicas, 
papel, produtos 
químicos, etc 
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 A classificação dos materiais sólidos pode ser feita sob vários pontos de 
referência. De maneira resumida, os materiais sólidos podem ser classificado como mostrado na tabela 1 
 
 Tabela 1- Classificação dos materiais: 
MATERIAL ALGUMAS CARACTERISITICAS 
Metais Bons condutores elétricos e térmicos; alta densidade; não são transparentes à luz visível; são resistentes; 
Cerâmicos Maus condutores elétricos e térmicos; possuem alta dureza, porem 
são quebradiços. 
Polímeros Orgânicos;flexíveis;baixa densidade; baixa dureza;grande 
elasticidade 
Compósitos 
Projetado com a mistura de dois ou mais materiais diferentes onde 
alguns constituem a matriz e outros fazem parte como aditivos (ou 
reforços) para a melhoria do desempenho em algumas das 
propriedades da matriz 
Semicondutores A condutividade elétrica nos semicondutores é grandemente influenciada pela quantidade de impurezas contida nos materiais, 
Biomateriais São compatíveis com os tecidos dos seres vivos, podem ser qualquer um dos citados acima 
Materiais 
Avançados 
Quando os materiais acima são melhorados com o uso de alta 
tecnologia, ou os materiais utilizados na tecnologia de ponta. 
 
 
1.1- Equipamentos de Processo 
 
 Toda vez que um material sofre uma transformação física ou química, ou é armazenado, manuseado ou 
distribuído em um equipamento, o equipamento é definido como equipamento de processo. Os equipamentos 
de processo estão divididos em: 
\ufffd Vaso de pressão: 
o Torres de destilação, de fracionamento, de absorção, etc. 
o Vasos de acumulação, de estocagem de mistura, etc 
o Reatores 
o Esferas de armazenagem de gases 
\ufffd Trocadores de calor 
o Trocadores de calor propriamente ditos 
o Resfriadores 
o Aquecedores 
o Condensadores 
\ufffd Fornos 
\ufffd Caldeiras 
\ufffd Máquinas 
o Bombas 
o Compressores 
o Sopradores 
o Centrifugadores 
\ufffd Tubulação industrial 
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o Tubulação de processo 
o Tubulação de utilidades 
o Tubulação de transporte 
o Tubulação de drenagem 
 
 Todos os equipamentos, na maioria das industria de processamento funcionam 24h por dia, assim a 
escolha do material correto para os equipamentos de processo será decisivo no custo do produto. Uma vez 
que uma interrupção não programada para manutenção de um único equipamento, na melhor das hipóteses, 
diminui o fluxo de produção da industria, aumentando o custo da manufatura do produto. 
 
A Norma Regulamentadora NR-13 (caldeiras e vasos de presssão) do ministério do trabalho regulamenta os períodos de campanas de acordo com 
a classe desses equipamentos 
 
13.1.9 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em 3 (três) categorias, conforme segue: 
a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superiora 1960 KPa (19.98 Kgf/cm2); campana de 80h 
b) caldeiras da categoria C são aquelas cuja pressão de operação é igual ou inferior a 588 KPa (5.99 Kgf/cm2) e o volume interno é igual ou inferior 
a 100 (cem) litros; Campana de 40h 
c) caldeiras da categoria B são todas as caldeiras que não se enquadram nas categorias anteriores. Campana de 60h 
(mais informações no site do Ministério do trabalho e saúde) 
 
1.2- Fatores gerais na seleção de materiais para equipamentos de processo 
 
 A seleção do material adequado é influenciada por diversos fatores, alguns destes conflitantes (o 
material menos corrosivo é geralmente o mais caro) alguns são gerais para todos os equipamentos e alguns 
são específicos para alguns tipos de equipamentos: Abaixo apresentamos resumidamente alguns tipos de 
fatores do material que influenciam na sua escolha: 
 
1.2.1 Fatores relativos as Propriedades Mecânicas 
A determinação e/ou conhecimento das propriedades mecânicas é muito importante para a escolha do 
material para uma determinada aplicação, bem como para o projeto e fabricação do componente. 
As propriedades mecânicas definem o comportamento do material quando sujeitos à esforços 
mecânicos, pois estas estão relacionadas à capacidade do material de resistir ou transmitir estes esforços 
aplicados sem romper e sem se deformar de forma incontrolável. 
 As propriedades mecânicas de um material podem ser \u201cdidaticamente\u201d dividas em estáticas, 
dinâmicas e físicas 
\ufffd Estáticas: quando as forças aplicadas a um material são constantes; 
 
\ufffd Dinâmicas: quando existem variações nas forças 
o carregamentos repentinos (impactos) ou carregamentos que variam rapidamente em 
magnitude; 
o ciclos repetitivos de carga e não-carga; 
o mudanças freqüentes na forma do carregamento (tensão/compressão); 
 
\ufffd Físicas: (térmica, condutividade, óticas, etc.) 
 
 
 
 
1.2.2 Fatores relativos ao Serviço 
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\ufffd Temperatura de trabalho 
Geralmente igual à temperatura do fluido 
\ufffd Composição química do fluido, pH do fluido, caráter redutor/oxidante 
pode levar a fragilização do material, causar alterações químicas no material, corroer o material 
\ufffd Corrosividade do material. 
os efeitos da corrosão do material contaminam o fluido 
\ufffd impurezas e contaminantes existentes ou possíveis de existir 
existência ou não de gases dissolvidos ou sólidos em suspensão 
\ufffd Pressão, temperatura e velocidade de escoamento do fluido 
o material deve resistir mecanicamente aos esforços solicitados, os esforços podem ser feitos 
pelo fluido assim como por agentes externos 
 
1.2.3 Fatores relativos à fabricação do equipamento 
 Os materiais apresentam determinadas limitações quanto à possibilidade de fabricação de 
equipamentos tais quais soldabilidade, usinabilidade e facilidade de conformação; independente do tipo, 
formato ou tamanho do equipamento. A exceção é o aço carbono 
 
1.2.4 Disponibilidade do material 
 Facilidade de obtenção (importação, prazo de entrega) do material em sua forma de apresentação 
(tubos, chapas grossas ou finas, bobinas, etc). Caso não se tenha facilidade na obtenção do material é 
necessário manter um estoque no almoxarifado. 
 
1.2.5 Custo do material 
 Para este fator é necessário computar o custo da aquisição assim