Portfólio Ciencia dos Materiais Março 2022

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ENGENHARIA CIVIL 
 CIENCIA DOS MATERIAIS 
 
NAURICIO ERNESTO RODRIGUEZ RAIMONDO - RA209802021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFÓLIO DE DESAFIOS 
 
Sistema de Transporte de Fluído 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GUARULHOS 
2022 
 
 
 
 
 
 
NAURICIO ERNESTO RODRIGUEZ RAIMONDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFÓLIO DE DESAFIOS 
 
Sistema de Transporte de Fluído 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil do 
Centro Universitário ENIAC para a disciplina de Ciência 
dos Materiais 
Prof. Thiago Assumpção 
 
 
 
 
 
 
 
Guarulhos 
2022 
 
 
 
 
1) Requisitos: O Projeto de um Sistema de Transporte de Fluido deve: 
1.1) Não presentar vazamentos 
1.2) Não apresentar corrosão acentuada nas tubulações e dispositivos. 
1.3) Analisar a vibração do sistema. 
1.4) Analisar a Capacidade de condução do Fluído ao longo de toda linha. 
1.5) Suportar a pressão de operação e eventuais variações. 
 
2. Dados de Entrada: 
2.1) Fluído: contém 30 à 50% de Na OH (Soda Caustica). 
2.2) Pressão de Trabalho: 100 Bar ( 10E7 (Pa) ou 10E7 (N/m²)). 
2.3) Pressão Adicional causada pelo Golpe de Ariete: 100 Bar. 
 
3. Questões: 
3.1) Qual material deverá ser aplicado nas tubulações, conexões e demais 
materiais do sistema? ( Pesquisa sobre a escolha do material ) 
 
Solução: Para a concentração de 30-50% de NaOH no fluído em questão, o material 
recomendado é Aço-C ou Metal Monel. 
 
Fonte: Tubulações Industriais ( Telles e Barros ) 
 
Vamos adotar o Metal Monel para as tubulações, conexões e demais periféricos do 
sistema que tiverem contato com o fluído corrosivo. O Metal Monel possui excelente 
resistência à corrosão por se tratar de um metal não-ferroso, liga de Ni/Cu, podendo 
apresentar entre 65-70% de Ni e 20-30% de Cu. Com isso o seu custo é muito acima 
dos Aços-Carbono e praticamente o dobro dos Aços Inoxidáveis. 
 
 
A velocidade sugerida do fluído de 1,5 m/s deve atender às condições de 
erosão/corrosão. 
 
 
Fonte: Tubulações Industriais ( Telles e Barros ) 
 
3.2) Definir um diâmetro e espessura de parede da tubulação. Considerar 
que dependendo da concentração de NaOH a velocidade sugerida para 
o fluído muda por conta dos efeitos de erosão/corrosão. 
 
Solução: Para cálculo da espessura de parede, será adotada a equação 
abaixo em função do dado de entrada da pressão Interna. 
A pressão interna será composta pela Pressão de Trabalho (+) Pressão 
Variável causada pelo fenômeno chamado Golpe de Ariete. 
 Pressão Interna Total = 100 Bar + 100 Bar = 20 MPa 
 
Fonte: Tubulações Industriais ( Telles e Barros ) 
 
Pressão Interna = 20 MPa 
Diâmetro Externo adotado da tabela comercial: D = 42,56 mm ( Monel 4,00 Pipe, Alloy 400 Seamless Pipe, UNS N04400 
Welded Pipe Stock (metaltubeind.com) 
Sh = Tensão Máxima Monel = 655 M Pa ( fonte https://dustre.com.br/produtos-ligas-especiais/monel-400/ ) 
 
T1 = 20 MPa x 42,56 mm / ( 2 * 655 M Pa) = 0,6437 mm ( calculado ) 
T1 adotado conforme tabela 4,85mm que satisfaz a relação ( D > 6*T1) 
( D/ T1 = 8,692784 ) 
 
 
 
 
 
 
Planilha de Cálculo (Excel): 
mm t1 0,6437 65,500 D/t 
Bar P 100 0,0305 P/Sn 
Bar P Ariete 100 
Bar P total 200 
N/M2 P total 2,00E+07 
mm D 42,16 4,85 mm 
 8,692784 D/t 
Mpa Sn 6,55E+02 
Pa Sn 6,55E+08 
 
Final: Diâmetro Externo: 42,16 mm e Espessura 4,85 mm 
 
Vazão da Bomba mínima, sem considerar a perda de carga da tubulação. 
 
Planilha de Cálculo (Excel): 
di (d interno) 32,46 mm 
di 0,03246 m 
Área 0,000828 m² 
Velocidade 
Fluido 
1,5 
m/s 
 0,001241 M³/s 
Vazão Bomba 4,468563 M³/h