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MATERIAIS PARA TUBOS PROFª: ARIÁDINE REDER C. DE SOUZA INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Universidade Estadual do Centro-Oeste Setor de Ciências Exatas e de Tecnologia Departamento de Engenharia de Alimentos - DEALI MATERIAIS 2 TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS TUBULAÇÕES DE PROCESSOS TUBULAÇÕES DE UTILIDADES TUBULAÇÕES DE TRANSPORTE TUBULAÇÕES DE DRENAGEM FATORES DE INFLUÊNCIA a) Fatores relativos à resistência mecânica do material ▪ Propriedades mecânicas do material: -limites de resistência e de escoamento -ductibilidade (medida pelo alongamento ou pela redução de área) -resistência à fluência e à fadiga -tenacidade -temperatura de transição -dureza -elasticidade 3 Limites de resistência (LR) e de escoamento (LE) Medida por ensaios de tração LR : resistência a deformações LE: tensão que causa uma certa deformação plástica no material 4 Ductibilidade Capacidade do material se deformar sem se romper; Medida pelo alongamento e pelo percentual de redução de área na ruptura; Parâmetro importante para medir a capacidade de o material aceitar deformações locais sem se romper. 5 Ductibilidade 6 Frágil Dúctil Completamente dúctil Resistência a fluência e fadiga Fluência: fenômeno de deformação permanente, lenta e progressiva que se observa em metais e ligas metalicas, com o decorrer do tempo, quando submetidos a esforços de tração a alta temperatura. Fadiga: fenômeno de ruptura de um material com tensões inferiores ao limite de resistência, ou de escoamento, em consequência da aplicação de cargas repetidas vezes (cíclico). 7 Temperatura de transição Temperatura na qual ocorre uma mudança no caráter da ruptura do material, passando de dúctil a frágil ou vice-versa. 8 Dureza Limite de resistência à penetração superficial. Tenacidade Medida pela energia de deformação absorvida pelo material até sua ruptura. É a capacidade de um material resistir a um choque sem se romper. 9 Elasticidade Capacidade do material recuperar a sua forma e o seu estado inicial, após sofrer deformação provocada por uma força exterior. FATORES DE INFLUÊNCIA b) Fatores relativos ao serviço ▪ Temperatura na qual o material deve trabalhar ▪ Fluidos em contato (considerar todas as caracteristicas possiveis como natureza, composição química, concentração, corrosividade, caráter ácido ou básico, impurezas, pressão, temperatura, velocidade, toxicidade, explosividade, etc) ▪ Ação do fluido sobre o material ▪ Efeito dos resíduos consequentes de corrosão ▪ Nível de tensões no material ▪ Natureza dos esforços mecânicos 10 FATORES DE INFLUÊNCIA c) Fatores relativos à fabricação ▪ Tipo, formato, tamanho, soldabilidade, conformação 11 d) Disponibilidade dos materiais ▪ Facilidae de obtenção do material ▪ Forma de apresentação do material FATORES DE INFLUÊNCIA e) Custo do material ▪ Custo/benefício: eficiencia x segurança 12 f) Experiência prévia ▪ A experiência do projetista é indispensável e insubstituivel g) Tempo de vida previsto ▪ A duração mínima do material deve ser compatível com o tempo de vida útil previsto para a peça. FATORES DE INFLUÊNCIA h) Variações toleradas de forma ou dimensões ▪ Diêmetros, cumprimentos, espessura... 13 i) Segurança ▪ Avaliar riscos potenciais como: fluidos inflamáveis, tóxicos, explosivos, temperaturas e/ou pressões muito elevadas. ▪Materiais com baixo ponto de fusão (plástico, borracha, alumínio, chumbo, etc) não podem ser aplicados em serviços a prova de fogo. FATORES DE INFLUÊNCIA ROTINA RECOMENDADA 1. Relacionar e estudar a experiência prévia existente 2. Estudar e analisar todos os fatores que possam influenciar na seleção do material 3. Colocar esses fatores em ordem de importância 4. Estabelecer as caracteristicas que deva ter o material ideal 5. Conhecer os materiais disponíveis e suas limitações 6. Realizar ensaios e testes, sempre que possivel e necessário 7. Comparar os materiais que possam satisfazer, otimizando o custo 14 MATERIAIS PARA TUBULAÇÕES 15 Metais ferrosos Aços-carbono Aços-liga Aços inoxidáveis Ferros fundidos Ferro maleável Ferro forjado Ferros ligados Metais não- ferrosos Cobre e ligas Alumínio e ligas Chumbo e ligas Níquel e ligas Titânio, zircônio e ligas Materiais não- metálicos Materiais plásticos Concreto armado Cimento amianto Barro vidrado Vidro, cirâmica Borrachas TUBOS DE AÇO-CARBONO ▪Material que apresenta menor relação custo/resistência mecânica; ▪ Fácil de soldar e conformar; ▪Chamado de “material para uso geral” → Só se deixa de empregar o aço-carbono em situações específicas que limitem seu uso. EXEMPLO: Industria quimica/alimentos/petroleira ±90% tubulação aço-carbono. 16 boa disponibilidade comercial TUBOS DE AÇO-CARBONO EMPREGAM-SE EM TUBULAÇÕES PARA: 17 ▪ Água doce ▪ Vapor de baixa pressão ▪ Vapor condensado ▪ Ar comprimido ▪ Óleos ▪ Gases ▪ Fluidos pouco corrosivos TUBOS DE AÇO-CARBONO 18 A depender da composição ➢Temperatura desde -45°C a ≈500-550°C ➢Ampla faixa de pressão ➢ RESISTÊNCIA TUBOS DE AÇO-CARBONO Suas propriedades são influenciadas por sua composição química e pela temperatura. 19 Quantidade de CARBONO no aço Limites de resistência e escoamento Dureza e temperabilidade do aço Prejudica a ductibilidade e soldabilidade do aço Por isso, limita-se a utilização de C em aços para tubos em até 0,35%. Até 0,30% de C a soldagem é fácil; Até 0,25% de C podem ser facilmente dobrados a frio. TUBOS DE AÇO-CARBONO 20 % de Carbono Limite de resistência Limite de escoamento Até 0,25 310 a 370 MPa 150 a 220 MPa Até 0,35 370 a 540 MPa 220 a 280 MPa TUBOS DE AÇO-CARBONO 21 A adição de silício (Si) em até 0,6% “melhora” a qualidade do aço-carbono, reduzindo a incidência de defeitos internos; Estrutura metalúrgica mais fina e uniforme Aço-carbono acalmado (killed-steel) Acima de 400°C a resistência mecânica do aço-carbono reduz, devido a deformações permanentes que começam a aparecer a 370°C Recomendado para temperaturas acima de 400 ºC ou abaixo de 0 ºC Exposição prolongada T° > 420°C: precipitação do C (grafitização) tornando o material quebradiço TUBOS DE AÇO-CARBONO 22 T° > 530 °C levam a oxidação superficial intensa quando o aço é exposto ao ar Crostas de óxido (carepas) Torna o aço inaceitável para qualquer aplicação TUBOS DE AÇO-CARBONO 23 Recomendações de limites máximos de temperatura: ❑ Tubulações principais, serviço contínuo: 450 °C ❑ Tubulações secundárias, serviço contínuo: 480 °C ❑Máximos eventuais de temperatura, de curta duração e não coincidentes com grandes esforços mecânicos: 520 °C TUBOS DE AÇO-CARBONO 24 ▪ Sujeito a rupturas em temperaturas baixas. ▪ Não se emprega aço carbono para serviços abaixo de -45°C (zero a -45°C existem requisitos). ▪ O aço-carbono apresenta baixa resistência a corrosão. Acréscimo de uma sobre-espessura (margem para corrosão) em todas as partes de aço- carbono em contato com fluidos do processo. Galvanização: aplicação de uma camada protetora de zinco ou ligas de zinco para evitar a corrosão. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 25 IMPORTANTE! Os materiais de todos os componentes de qualquer tubulação industrial devem, obrigatoriamente, obedecer alguma especificação (garantia de qualidade). ASME B31 – enfatiza essa exigência para todas as tubulações, proibindo o emprego de qualquer material que não obedeça alguma especificação** **Existem no comércio materiais chamados “qualidade comercial” que não obedecem a nenhuma especificação e por isso são vendidos mais baratos Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 26 As principais Especificações de Material para tubos de aço carbono são: • ASTM A530 • ASTM A53 • ASTM A106 • ASTM A120 • ASTM A134 • ASTM A135 • ASTM A333 • ASTM A671 • ASTM A672 GRAU % C (máx) Limite Resistência (MPa) Limite de Escoamento (MPa) A 0,25 340 210 B 0,30 420 240 C 0,35 480 270 Todas as especificações contêm exigências de composição química e propriedades mecânicasdo material, ensaios exigidos ou opcionais, dimensões, tolerâncias dimensionais, condições de aceitação e rejeição do material, etc. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 27 • ABNT 5580 • ABNT 5590 28 ➢ Esta especificação abrange um grupo de requisitos que são obrigatórios para as especificações da ASTM para produtos de tubos, a menos que a especificação do produto especifique requisitos diferentes, caso em que prevalecerá o requisito da especificação do produto. 29 Título da Especificação Designação ASTM Tubo de aço carbono sem costura para serviço de alta temperatura A106/A106M Tubo de aço soldado a arco metálico para uso com sistemas de transmissão de alta pressão A381 Tubo de aço carbono sem costura para temperaturas atmosféricas e mais baixas A524 Tubo de aço carbono fundido centrifugado para serviço de alta temperatura A660/A660M Tubo de aço soldado por fusão elétrica para temperaturas atmosféricas e mais baixas A671/A671M Tubo de aço soldado por fusão elétrica para serviço de alta pressão em temperaturas moderadas A672/A672M Tubo de aço carbono e liga, soldado por fusão elétrica para serviço de alta pressão em altas temperaturas A691/A691M Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 30 1. Especificação da ASTM (American Society for Testing and Materials) ❑ ASTM A- 53 Tubos de aço, pretos (sem acabamento) ou galvanizados (revestimento com zinco) ✓ Com ou sem costura ✓ Ø nominal → 1/8” a 26” ✓ Abrange 2 graus de material A e B, conforme a resistência mecânica e o teor de carbono no aço. 31 ❑ ASTM A- 106 Tubos de aço carbono, sem costura ✓ Ø nominal (NPS) - 1/8” a 48” ✓ Serviços de alta T° ✓ Acalmado com Si ✓ Abrange 3 graus de material A, B e C. ✓ Grau C é raramente empregado e não é fabricado no Brasil. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 32 ❑ ASTM A134 Tubos com costura por solda elétrica arco submerso ✓ Ø nominal ≥ 16 ” ❑ASTM A135 Tubos com costura por solda de resistência elétrica ✓ Ø nominal de 2” a 30 ” ✓ Abrangendo dois graus de material A e B. Ambos proibidos para temperatura maior que 100º C, como também para hidrocarbonetos, vapor d´água e produtos tóxicos. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 33 ❑ ASTM A-333 Tubos com e sem costura, especiais para baixas temperaturas Existem vários graus de material, sendo o 1 e o 6 feitos de aço-carbono e acalmados com Si. Os demais graus correspondem a aços-liga níquel. ❑ ASTM A-671 Tubos fabricados com costura por solda elétrica arco submerso ✓ Ø nominal > 16 ” ✓ Para T° ambiente e baixa. ✓ A especificação abrange 15 classes de material. ✓ Chapas de aço-carbono acalmado ou não. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono 34 ❑ ASTM A-672 Tubos fabricados com costura por solda elétrica arco submerso ✓ Ø nominal > 16 ” ✓ Para T° moderadas e altas Pressões. ✓ A especificação abrange 15 classes de material. ✓ Chapas de aço-carbono acalmado ou não. Especificações de material para Tubos de Aço-Carbono Aços-liga Todos os aços que possuem qualquer quantidade de outros elementos, além dos que entram na composição do aço-carbono. Baixa liga → até 5% Liga intermediária → entre 5% e 10% Alta liga → mais que 10% Aço inoxidável = contém pelo menos 12% de Cromo TUBOS DE AÇO-LIGA E AÇO-INOXIDÁVEL elementos liga Resistência a corrosão atmosferica 36 Identificação visual impossível Mesmas caracteristicas externas Para evitar riscos: marcação permanente e rotina de segurança confiável Aços-liga Aço-carbono Mais caro a montagem Mais caro a soldagem Casos que justificam a utilização de aços-liga: 1. Altas Tº = aquelas acima do limite do aço-carbono; 2. Necessidade de maior resistência mecânica, a fluência, a corrosão. 3. Baixas Tº = inferiores a – 45 ºC; 4. Exigência de não contaminação = produtos alimentícios e farmacêuticos; 5. Segurança = serviço com fluidos perigosos (altas Tº, inflamáveis, tóxicos, explosivos). Duas classes de aços-liga são importantes para tubulações: Aços-liga molibdênio e cromo-molibdênio Aços-liga níquel Até 1% de Mo e 9% de Cr Aços-liga níquel Materiais ferríticos (magnéticos) Específico para utilização a altas Tº. Não devem ser utilizados em Tº abaixo de 0 ºC. Cr → auxilia na melhoria da resistência à oxidação e corrosão, mesmo em altas temperaturas Mo → aumenta a resistência a corrosão por pites Específico para utilização a baixas Tº. A Tº limite é tanto mais baixa quanto maior a quantidade de Ni na liga (9% Ni resiste até -196°C). Mais difíceis de soldar que o aço-carbono Tubos sem costura Tubos com costura 40 AÇO-INOXIDÁVEL Cromo é o elemento liga básico. Passivação conseguida pela formação de uma película de óxidos e hidróxidos de cromo na superfície do metal. Aços de alta liga 12 a 26% Cr Até 22% Ni ASTM Define mais de 80 tipos Aços-inoxidáveis Austeníticos (não temperavel /não magnético) 16-26% de Cr 6-22% de Ni Ferríticos (magnéticos) 12-30% de Cr • Resistência a oxidação • Tº de utilização elevadas (exceto para os de baixa quantidade de C) • Para Tº > 450ºC → utilizar aços inoxidáveis estabilizados com Ti (titânio) ou Nb (nióbio) • Mantem comportamento dúctil mesmo a baixas Tº • Fácil soldabilidade • HCl → Corrosão por pites • Menor resistência a corrosão que os austeníticos; • Menor Tº de início de oxidação • Menor Tº limite de uso • Mais difíceis de soldar • Mais baratos. Utilizados para Tº muito elevadas ou muito baixas, produtos alimentícios, farmacêuticos Austeníticos (não magnéticos) 16-26% de Cr 6-22% de Ni Ferríticos (magnéticos) 12-30% de Cr Aços-inoxidáveis Aço-carbono e Aço-liga – ANSI. B.36.10 Aços-inoxidável – ANSI.B.36.19 Abrange os tubos fabricados por qualquer um dos processos estudados Todos são designados por um número chamado “Nominal Pipe Size” (NPS) – sistema inglês de unidades “Nominal Diameter” (DN) – sistema internacional de unidades Para cada Diâmetro Nominal (DN), fabricam-se tubos com várias espessuras de parede, denominadas SÉRIES (schedule) Diâmetros comerciais dos “Tubos para Condução” de Aço Para cada DN o diâmetro externo é sempre o mesmo, variando apenas o diâmetro interno ↑ SÉRIE ↑ ESPESSURA DA PAREDE ↓ DIÂMETRO INT. Para um mesmo DN: Exemplo: DN = 1,3” Nº SÉRIE obtido pela expressão: 𝑆é𝑟𝑖𝑒 = 1000 𝑃 𝑆 Onde P = pressão interna de trabalho (psi) e S = tensão admissível do material em psi. Ferro fundido • Material mais barato; • Geramente composto por: • 3 - 4% carbono • 0,4 – 3,5% silício • Mn, S e P acima dos limites para aço carbono TUBOS DE FERRO FUNDIDO E FERRO FORJADO Ferro fundido • Material quebradiço (fratura frágil) • Fácil moldagem • Soldagem extremamente dificil (proibido para equipamentos de alta pressão) TUBOS DE FERRO FUNDIDO E FERRO FORJADO Ferro fundido • Devem ser usados em serviço de baixa pressão, temperatura ambiente (preferencialmente) e com pouco esforço mecânico. • Apresentam boa resistência a corrosão (melhor que aço-carbono) e grande durabilidade → solo, atm, aguas neutras e alcalinas • Geralmente fabricados por fundição centrifugada. • Empregados em processo de baixa responsabilidade: água, gás, água salgada e esgoto; TUBOS DE FERRO FUNDIDO E FERRO FORJADO Ferro fundido • Temperaturas entre 0° C a 350 °C • Acima de 425°C → sujeito a grafitização e penetração de gases na estrutura TUBOS DE FERRO FUNDIDO E FERRO FORJADO Podendo haver aumento de até 50% em sua estrutura = Perda de resistencia mecânica Ferro forjado • Conhecidos como “tubos de ferro galvanizado” • Usados em tubulações industriais secundárias de baixa pressão e temperatura (para água, ar comprimido, condensado, etc). • Usados em tubulações prediais de gás e água. • Fabricados por solda de resistência. • Apresentam baixa resistência mecânica e boa resistência a corrosão • Equivalente ao ferro fundido; • Maior do que a do aço-carbono; Camada protetora de zinco Temperaturalimite = 200° C, para fluidos não perigosos 50 TUBOS DE METAIS NÃO-FERROSOS ▪ Melhor resistência à corrosão ▪ Menor resistência mecânica e a altas temperaturas ▪ Alto custo ▪ Tem sido substituídos por matérias plásticos Em relação ao aço - carbono Cobre e suas ligas Alumínio e suas ligas Níquel e suas ligas Chumbo Titânio, Zircônio e suas ligas Metais e ligas metalicas isentos de ferro (ou com ferro em pequena quantidade) 51 Cobre e suas ligas O emprego destes materiais tem diminuído muito, devido a seu alto custo ▪ Existem mais de 300 ligas comerciais ▪ Cobre comercial ▪ Latões: ligas de cobre+zinco ▪ Bronze: ligas de cobre+estanho ▪ Cobre-níquel: ligas de cobre+níquel Empregados em serpentinas e tubos de aquecimento e refrigeração. Se confundem (indefinido) 52 Cobre e suas ligas COBRE COMERCIAL ▪ 98% cobre ▪ Excelente resistência a corrosão (exceto contra compostos nitrogenados) ▪ Suportam temperaturas desde -200°C até 200°C; ▪ Bons transmissores de calor ▪ Termodinâmicamente estável ▪ Baixa resistência mecânica ▪ Não devem ser empregados para produtos alimentares (resíduos tóxicos) 53 Alumínio e suas ligas ▪ Tubos leves ▪ Alto coeficiente de transmissão de calor ▪ Boa resistência a corrosão (resíduos não tóxicos) ▪ Baixa resistência mecânica em aluminio puro ▪ Melhor resistência mecânica para as ligas ▪ Suportam temperaturas desde -270°C até 200°C ▪ Ligas tem limite máximo de 150°C aprox. ▪ Defeito: baixo ponto de fusão 685°C (proibido em tubulações a prova de fogo) Empregados para sistemas de aquecimento e refrigeração; sistemas criogênicos e serviços de não contaminação. Melhor para aluminio puro 54 Níquel e suas ligas ▪ Os principais materiais são: ✓ Níquel comercial ✓ Monel (67% Ni + 30% Cu) ✓ Inconel (80% Ni + 13% Cr) ▪ Excelente resistência a corrosão (inclusive a ácidos e álcalis) ▪ Altas e baixas temperaturas (-200 °C até 1100°C a depender da liga) ▪ Custo muito elevado, o que restringe seu uso a casos especiais 55 Chumbo ▪ Tubos maciços e pesados ▪ Baixa resistência mecânica ▪ Baixo ponto de fusão 325°C ▪ Excelente resistência a corrosão (resíduos tóxicos) ▪ Temperatura limite de trabalho 120°C a 200°C ▪ Ligas: até 2% de Ag, Cu, Sb e outros ▪ Podem ser empregados para tubulações de esgoto, sem pressão (prediais e industriais) Empregado como revestimento anticorrosivo em tubulações de baixa responsabilidade devido ao baixo PF 56 Titânio, Zircônio e suas ligas ▪ Materiais raros, de custo elevado ▪ Propriedades extraordinárias de resistência a corrosão, às temperaturas e qualidades mecânicas ▪ Consequência de alta teatividade com oxigênio (passivação – formação de oxidos) ▪ Titânio até 430°C ▪ Zircônio até 480C°C ▪ Material para o futuro 57 TUBOS NÃO METÁLICOS 1. Cimento-Amianto: ✓ Fabricados de argamassa de cimento e areia com armação de fibras de amianto. ✓ Possui baixa resistência mecânica, podendo ser utilizado somente para baixas pressões e sem esforços externos. ✓ Possui boa resistência a corrosão (atmosfera, solo, águas neutras e alcalinas, água salgada, óleos, etc), com tempo de vida indeterminado. ✓ Não deve ser utilizados para ácidos, águas ácidas e soluções ácidas (corrosão) ✓ Principal emprego: redes de esgoto. • Tubos de pressão: DN - 50 mm a 400 mm • ABNT EB-109 • Tubos de esgoto: DN - 50 mm a 500 mm • ABNT EB-69 58 TUBOS NÃO METÁLICOS 2. Concreto armado: ✓ Principal emprego: tubulações de grande diâmetro (redes de esgoto e água). ✓ Resistência à corrosão semelhante ao cimento amianto, porém maior resistência mecânica. ✓ DN – 250 mm a 3500 mm ✓ ABNT EB-103 3. Barro Vidrado: ✓ Manilhas ✓ Excelente resistência a corrosão ✓ Inertes ao solo, atmosfera e a maioria dos fluidos corrosivos ✓ Baixa resistência mecânica (porém melhor do que cimento amianto) ✓ Emprego quase exclusivo para redes de esgoto. ✓ Comprimento curto de 1 metro. ✓ DN – 50 mm a 500 mm ✓ ABNT EB-5 59 TUBOS NÃO METÁLICOS 4. Vidro e Cerâmica: ✓ Tubos de uso e fabricação raros ✓ Empregados somente em casos de alta corrosão ou onde se exija absoluta pureza do fluido circulante ✓ Vidro é o material de maior resistência a corrosão a todos os meios corrosivos ✓ DN – até 100 mm (máx) 5. Borrachas: ✓ Naturais ou sintéticas, aceitam ampla faixa de temperatura e pressão ✓ Empregados quando se busca flexibilidade ✓ Nome genérico: elastômeros ✓ Limites de temperatura -50°C a 60-100°C ✓ Deterioração a exposição luz solar (quebradiça): adição de negro-de-fumo ✓ DN – até 400 mm 60 TUBOS NÃO METÁLICOS 6. Materiais Plásticos ✓ Atualmente o grupo não metálico mais importante para tubulações industriais TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS 61 TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS ▪ O emprego destes materiais tem crescido muito , como substituto aos aço inoxidáveis e metais não ferrosos. VANTAGENS: ✓ Baixo peso; ✓ Resistência a corrosão; ✓ Baixo custo; ✓ Baixo coeficiente de atrito; ✓ Facilidade de fabricação e manuseio; ✓ Baixa condutividade térmica e elétrica; ✓ Cor própria; DESVANTAGENS: ✓ Baixa resistência ao calor (<100°C); ✓ Baixa resistência mecânica; ✓ Baixa estabilidade dimensional (deformações); ✓ Alto coeficiente de dilatação; ✓ Podem ser combustíveis; 62 TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS ▪ Duas classes gerais: 1. Termoplásticos (polímeros de cadeia linear) ✓ Amolecem com o aumento da temperatura, até atingirem a fusão, porém não ocorrem alterações químicas, mantendo suas propriedades. Isso permite que sejam reutilizados. 2. Termoestáveis (polímeros de cadeia ramificada) ✓ Amolecem com o aumento da temperatura, leva a quebra nas ligações moleculares ramificadas, degradando o material. Assim não podem ser reutilizados. 63 TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS ▪ Resistentes a ácidos diluídos, álcalis, halógenos, soluções salinas e ácidas, diversos produtos químicos → resistência a corrosão. ...mas quando há, a corrosão é rápida e imediata! ▪ Não deixam resíduos tóxicos. ▪ Degradação em exposição a luz → quebradiço → adição de pigmentos escuros. ▪ Emprego: ▪ Serviços de temperatura ambiente ou moderada ▪ Baixos esforços mecânicos ▪ Serviços de resistência a corrosão ▪ Não contaminação 64 TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS PRINCIPAIS MATERIAIS PLASTICOS POLIETILENO CLORETO DE POLIVINIL (PVC) ACRILICO BUTADIENO- ESTIRENO (ABS) ACETATO DE CELULOSE Mais barato dos materiais termoplásticos; excelente resistência a corrosão; baixa resistência mecânica; T° limite -30 e 80°C (depende da especificação). Termoplástico de maior uso industrial; resistência a corrosão similar ao polietileno; Melhor resistência mecânica; T° entre -40 e 65°C. Termoplásticos de qualidades semelhantes às do PVC; Usados para tubos rígidos de pequenos diâmetros. Materiais combustiveis 65 TUBOS DE MATERIAIS PLÁSTICOS PRINCIPAIS MATERIAIS PLASTICOS HIDROCARBONETOS FLUORADOS EPÓXI POLIÉSTERES e FENÓLICOS Termoplásticos não combustíveis com qualidades excepcionais de resistência a corrosão e temperatura (-200 a 260°C); Preço muito elevado e baixa resistência mecânica; Uso apenas para tubos de baixa pressão. Mais comum PFTE (TEFLON) – usado para revestimento de tubos de aço. Material termoestável de maior uso em tubos de grandes diâmetros (até 900 mm); boa resistência a corrosão; temperatura até 150°C. Materiais termoestáveis de características semelhantes ao epóxi; Fenólicos até 150°C; Poliésteres até 93°C. Muito usados para reforçar externamente o PVC 66 TUBOS DE AÇO OU FERRO COM REVESTIMENTO INTERNO FINALIDADES ✓ Revestimentos anticorrosivos ✓ Evitar a contaminação do fluido ✓ Revestimento antiabrasivo ✓ Revestimento antierosivo ✓ Anti-incrustante* ✓ Revestimento refratário RAZÕES ✓ Custo ✓ Resistencia Mecânica ✓ Fabricação *quando há exigencia de uma superficie interna completamente lisa (ex: operações em batelada, evitar contaminaçoes, fermentações, etc) 67 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO O objetivo é aliar as vantagens do baixo custo, boa resistência mecânica, boa soldabilidade e ampla disponibilidade doaço carbono com as propriedades de resistência a corrosão, abrasão e altas temperaturas do material do revestimento. 68 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana 69 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Material metálico mais comum para revestimento ✓ Revestimento anticorrosivo barato ✓ Utilizado somente para serviços de baixa responsabilidade e corrosão moderada 70 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Utilizado como revestimento para serviços de alta corrosão ✓ Chapas cladeadas(aço-carbono + aço-inox) 71 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Empregados para tubulações de produtos químicos agressivos ✓ Serviços de pureza do fluido ✓ Empregados quando não é possível o uso de tubos plásticos devido as condições de operação ✓ Teflon, epóxi, fenólicos 72 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Borrachas ✓ Tem mesma aplicação que os revestimentos plásticos ✓ Antiabrasivos ✓ Antierosivos 73 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Concreto de cimento é um revestimento anti- corrosivo barato ✓ Tubulações de água salgada ✓ Concreto aplicado por centrifuga ✓ Concreto refratário (mantem temperatura) 74 TUBOS DE AÇO COM REVESTIMENTO INTERNO PRINCIPAIS MATERIAIS PARA REVESTIMENTO: ❖ Zinco ❖ Aço inox ❖ Materiais plásticos ❖ Elastômeros ❖ Concretos ❖ Vidro ❖ Porcelana ✓ Revestimentos caros, frágeis e de difícil aplicação ✓ Serviços de alta corrosão ✓ Exigência de pureza absoluta do fluido conduzido 75 RECOMENDAÇÕES DE USO MATERIAIS PARA TUBULAÇÕES Livro: Tubulações Industriais - Capítulo 8 Pedro C. Silva Telles Livro: Materiais para equipamentos de processos - Capítulo 11 Pedro C. Silva Telles Resumo para 11/08
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