APS 1 - MATERIAIS - David

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ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
DAVID GONÇALVES DA SILVA 
1900037 
 
 
 
 
 
 
APS – 01 MATERIAIS PARA EQUIPAMENTOS E PROCESSOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2021 
 
DAVID GONÇALVES DA SILVA 
1900037 
 
 
 
 
 
 
 
APS – 01 MATERIAIS PARA EQUIPAMENTOS E PROCESSOS 
 
 
 
 
 
 
Atividade apresentada à 
disciplina MATERIAIS PARA 
EQUIPAMENTOS E 
PROCESSOS como parte dos 
créditos de avaliação para 
aprovação. 
Professor: Guilherme Nunes 
Lima 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2021 
 
1- Considera a figura apresentada a seguir: 
 
Analise as declarações a seguir: 
I – O equipamento mostrado é classificado como equipamento de caldeiraria. 
II – O equipamento mostrado é denominado vaso de pressão. 
III – A seleção de material para a fabricação deste tipo de equipamento deve 
ser cuidadosa, pois exige alta confiabilidade por se tratar de um 
equipamento de processo. 
 
Marque a opção que representa a verdade sobre as 
declarações. 
(X) Todas as declarações estão corretas. 
b) Apenas a declaração I está correta. 
c) Apenas a declaração II está correta. 
d) Apenas a declaração III está correta. 
e) Nenhuma das declarações está correta. 
 
2- Considere a figura apresentada a seguir: 
 
 
Analise as declarações a seguir: 
I – O equipamento mostrado é classificado como equipamento de caldeiraria. 
II – O equipamento mostrado é denominado fornalha. 
III – A seleção de material para a fabricação deste tipo de equipamento deve 
ser cuidadosa, pois exige alta confiabilidade por se tratar de um 
equipamento de processo. 
 
Marque a opção que representa a verdade sobre as declarações. 
a) Todas as declarações estão corretas, exceto a II. 
b) Apenas a declaração I está correta. 
c) Apenas a declaração II está correta 
d) Apenas a declaração III está correta 
e) Nenhuma das declarações está correta. 
 
3- Considere a figura apresentada a seguir: 
 
Analise as declarações a seguir: 
I – O equipamento mostrado é classificado como equipamento de caldeiraria. 
II – O equipamento mostrado é denominado trocador de calor. 
III – A seleção de material para a fabricação deste tipo de equipamento não 
requer cuidados especiais, por se tratar de um equipamento de processo 
comum na indústria. 
 
 Marque a opção que representa a verdade sobre as declarações. 
a) Todas as declarações estão corretas, exceto a III. 
b) Apenas a declaração I está correta. 
c) Apenas a declaração II está correta. 
d) Apenas a declaração III está correta. 
e) Nenhuma das declarações está correta. 
 
4- Considere a figura apresentada a seguir: 
 
 
Analise as declarações a seguir: 
I – O equipamento mostrado é classificado como equipamento de caldeiraria. 
II – O equipamento mostrado é denominado separador ciclônico. 
III – A seleção de material para a fabricação deste tipo de equipamento não 
requer cuidados especiais, por se tratar de um equipamento de processo 
comum na indústria. 
 Marque a opção que representa a verdade sobre as declarações. 
a) Todas as declarações estão corretas, exceto a III. 
b) Apenas a declaração I está correta. 
c) Apenas a declaração II está correta. 
d) Apenas a declaração III está correta. 
e) Nenhuma das declarações está correta. 
 
5- Analise as declarações a seguir: 
I – Os equipamentos de processo podem ser classificados em: 
equipamentos de caldeiraria, máquinas e tubulações. 
II – Indústrias farmacêuticas, petroquímicas e refinarias de petróleo são 
indústrias de processo. 
III – Denominam-se equipamentos de processo os equipamentos usados em 
indústrias de processo, que são as indústrias nas quais materiais sólidos ou 
fluidos sofrem transformações físicas ou químicas ou as que se dedicam à 
armazenagem, manuseio ou distribuição de fluidos. 
 
Marque a opção que representa a verdade sobre as declarações. 
a) Todas as declarações estão corretas. 
b) Apenas a declaração I está correta. 
c) Apenas a declaração II está correta. 
d) Apenas a declaração III está correta. 
e) Nenhuma das declarações está correta. 
 
6- Nas indústrias de processo existem três condições específicas 
características que tornam necessário um maior grau de 
confiabilidade para os equipamentos (e, consequentemente, para a 
seleção de materiais para esses equipamentos) em comparação com 
o que é normalmente exigido para as demais indústrias em geral. 
Quais são estas condições? 
Regime contínuo (Campanhas), Equipamentos conectados em cadeia 
(Gargalos), Grande Risco (Fluidos inflamáveis, tóxicos, explosivos) 
elevadas pressões e temperaturas. 
 
 
7- O que é campanha? Dê exemplos. 
Período em qual um equipamento deve funcionar continuamente sem 
paradas para manutenção. 
Exemplos: Industria de processos (na circulação de fluidos de processo, 
e se houver uma falha ou paralisação, geralmente para toda instalação). 
Industrias de petróleo e derivados (sacolas, garrafas pets e etc.) 
 
8- Quais são as 4 principais aplicações das tubulações em indústrias 
de processos? 
 
Distribuição de vapor para força ou aquecimento; 
Distribuição de água potável ou de processos de industriais; 
 
Distribuição de óleo combustível ou lubrificante; 
Distribuição de ar comprimido; 
Distribuição de gases ou líquidos industriais. 
 
 
9- Qual é o problema geral relacionado à seleção de material adequado 
para um equipamento de processo? 
 
o problema geral consiste em selecionar e especificar um material que 
atenda com segurança às condições de serviço de uma determinada 
aplicação, com o menor custo possível, levando-se em conta as 
propriedades mecânicas dos materiais, resistência à corrosão, 
facilidades de obtenção e de fabricação, vida útil esperada e etc. 
 
10- Quais são as três dimensões em que um projetista precisa lidar 
quando enfrenta o problema da seleção de materiais para 
equipamentos de processo? 
 
Fatores de influência, Hierarquia e conflitos. 
 
11- Quais são os 9 principais fatores de influência gerais na escolha de 
materiais para equipamentos de processo? 
 
Temperatura em que o material trabalha; 
Ação do fluido sobre o material; 
Efeito dos resíduos consequentes da corrosão; 
Nível de tensões no material; 
Natureza dos esforços mecânicos; 
Facilidade de obtenção do material; 
Impactos da escolha do material no custo do equipamento; 
Impactos do histórico de uso do material para equipamento similar; 
Impactos do material na segurança do sistema. 
 
12- Existem fatores de influência específicos? Quais são eles? 
 
Sim. Coeficiente de atrito; 
Condutividade térmica; 
Método de fixação dos tubos aos espelhos em aparelhos de troca de 
calor; 
Material dos espelhos e das chicanas em aparelhos de troca de calor; 
Dureza e resistência a abrasão; 
Possibilidade de solda em outros metais. 
 
13- Liste quais seriam os passos de uma rotina para a seleção de 
materiais para um serviço específico. 
 
 Relacionar e estudar a experiência prévia existente para o serviço em 
questão; 
Estudar e analisar todos os fatores que possam influenciar na seleção 
do material; 
Colocar esses fatores em ordem de importância; 
Estabelecer as características que deva ter o material ideal; 
Conhecer os matérias disponíveis e suas limitações físicas e de 
fabricação; 
Realizar ensaios e testes, caso possível satisfazer, otimizando o custo. 
 
14- Quando se considera a classificação dos materiais para 
equipamentos de processo, os metais não-ferrosos aparecem como 
opção para construção de fornos industriais. 
 
( ) verdadeiro (X) falso 
 
15- Quando se considera a classificação dos materiais para 
equipamentos de processo, os metais não-metálicos aparecem 
como opção para construção de reservatórios industriais desde que 
estes tanques de armazenamento não trabalhem com altas pressões. 
 
( X ) verdadeiro ( ) falso 
 
16- Quando se considera a classificaçãodos materiais para 
equipamentos de processo, os metais não-ferrosos aparecem como 
opção para revestimento de equipamentos. 
 
( X ) verdadeiro ( ) falso 
 
17- O que é uma especificação de material? 
 
São documentos normativos emitidos por sociedades de normalização 
reconhecidas, públicas ou particulares, ou por alguns fabricantes ou 
usuários importantes de materiais, definindo as propriedades de alguns 
materiais. 
 
 
18- Quais itens não podem faltar numa especificação de material? 
 
Material abrangido pela especificação com indicação de sua forma de 
apresentação, finalidade do emprego e, às vezes, também limites e 
tolerâncias dimensionais (p. ex.: limites de espessura de chapas ou de 
diâmetro de tubos); 
 
Processo (ou processos) de fabricação e acabamento; 
Composição química do material e respectivas tolerâncias. 
Propriedades mecânicas mínimas exigidas. 
Ensaios exigidos (ou recomendados) com corpos de prova para a 
determinação das propriedades mecânicas e amostragem exigida para 
esses ensaios; 
Condições de reparo de defeitos observados; 
Condições de aceitação e de rejeição do material. 
 
19- Quais são os parâmetros que caracterizam a resistência dos 
materiais? 
 
Resistência a tração; 
Ductilidade; 
Tenacidade; 
Dureza; 
Resistência a fluência; 
Resistência fadiga. 
 
20- Analise o gráfico a seguir. 
 
 
É possível afirmar que o limite de resistência de fadiga para um aço 
baixo carbono se assemelha ao valor deste para uma liga de alumínio 
2024. 
 
( x ) verdadeiro ( ) falso 
 
21- Para todos os materiais metálicos, as propriedades mecânicas não 
são uma característica intrínseca de cada tipo de material, porque 
podem ser profundamente modificadas por uma série de fatores. 
 
( x ) verdadeiro ( ) falso 
 
22- Quais são os recursos para aumentar a resistência mecânica de um 
material metálico? 
 
Adição de elementos de liga; 
Trabalhos de deformação a frio (encruamento); 
Redução do tamanho dos grãos; 
Tratamentos térmicos. 
Os trabalhos de deformação a frio contribuem para aumentar a 
tenacidade do material, enquanto que o refinamento dos grãos contribui 
para melhorar a resistência à fluência. 
 
23- Quais são os processos que podem levar um material metálico a 
falhar em serviço? 
 
Processo mecânico; 
Processo mecânico-químico; 
Processo químico e eletroquímico. 
 
24- Escolha um dos processos da questão anterior e detalhe. 
 
Dentro dos Processos mecânico-químicos temos: 
• fadiga associada à corrosão; 
• fragilização e outros danos causados pelo hidrogênio; 
• fragilização por metal líquido; 
• corrosão sob tensão; 
• corrosão-erosão. 
 
25- Você precisa projetar um trocador de calor, e chegou a conclusão 
que usará um aço com limites de resistência e de escoamento iguais 
a 850 e 524 MPa, respectivamente. Neste caso, quais são os valores 
para as tensões admissíveis que você adota para o projeto? 
Temperatura abaixo da faixa de fluência; 
LR: 850/3= 283,34MPa / LE: 524/1,5= 349,34 MPa 
Temperatura dentro da faixa de fluência: 
Ainda não estabelecidas. 
 
 
 
26- Considere o gráfico a seguir: 
 
 
Acima de um certo valor de temperatura, para um dado material, 
o limite de resistência deve dar lugar ao limite de resistência à 
fluência, uma vez que este último será menor e deve ser 
considerado como efeito dominante. 
 
( x ) verdadeiro ( ) falso