Montagem e Teste de Tubulações

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Montagem e Testes de Tubulações
Equipe:
Bruno Marques
Carlos Henrique
Danilo Santos
Marcelo Meireilles
Paulo Trindade
Vinícius Leão
Docente: José Fábio Andrade
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Sumário
Equipamentos Mecânicos Industriais - Montagem e Testes de Tubulações
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Montagem prévia de subconjuntos compostos de um certo número de pedaços de tubo reto e de conexões
Flanges, reduções, tês, curvas em gomos, colares, derivações soldadas, tampões
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
Equipamentos Mecânicos Industriais - Montagem e Testes de Tubulações
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Figura 1 – Fresta e desalinhamento admissível. Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
A pré-montagem alica-se às:
Tubulações metálicas
Com soldas de topo
Tubulações de plástico reforçados (tubos "FRP")
Não se faz pré-montagem em tubulações enterradas enãoé usual para tubulações de 2'' ou menores.
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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Para simpliicar, deve reduzir ao máximo a soldagem e pré-montagem no local da obra.
A pré-montagem pode ser feita:
Em oficina própria (pré-fabricação)
No próprio local da montagem (fabriação no campo)
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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Em oficina própria (pré-fabricação)
Quando:
Há recursos de oficinas
Montagens grandes
Quando a instalação for economicamente viável
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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Em oficina própria (pré-fabricação)
Possibilita:
Um trabalho mais rápido
Um trabalho mais seguro
Condições mais econômias
Um rendimento melhor do trabalho
Peças mais bem feitas com dimensões mais exatas
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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Para a pré-montagem é necessário:
Desenhos isométricos
Plantas da tubulação
Especificações da montagem e da inspeção
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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Limitações da pré-montagem:
Comprimento: 12 m
Altura ou largura: 3 m
Peso: 2500 Kg 
Solda
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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As peças pré-montadas devem incluir obrigatoriamente:
Todos os flanges
Todas conexões soldadas
Derivações soldadas de qualquer tipo
Não devem incluir:
Purgadores
Válvulas
Filtros
Separadores
Juntas de expansão
Todas conexões não soldadas
PRÉ-MONTAGEM DE PEÇAS DE TUBULAÇÃO
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1. Preparação do material
Verificação de componentes
Limpezas
Verificação do tipo de material
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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 Conferir a marcação do material com o certificado de qualidade emitido pelo fabricante
 Realização de testes não-destrutivos ou análise em laboratório
2. Encurvamento de tubos
Processo de encurvamento a quente:
O tubo é enchido com completamente com areia fina, seca e limpa; durante o enchimento o tubo é vibrado para eliminar os vazio da areia. As extremidades do tubo são depois firmemente tamponadas.
O tubo é aquecido no local a ser curvado (800ºC a 1000ºC para aço-carbono), por meio de maçaricos ou em um forno; em qualquer caso é importante um bom controle da temperatura para evitar o aquecimento excessivo.
Depois faz um aquecimento, com uma temperatura menor, em todo tubo, para aquecer a areia com as finalidades de guardar calor e evitar o resfriamento posterior muito rapido.
O tubo élevado rapidamente para um bancada de encurvamento onde uma das extremidades é rigidamente presa e a outra vai sendo tracionada aos poucos até chegar na curva desejada 
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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3. Chanfros para solda
Geralmente feitos por usinagem, corte a maçarico ou goivagem.
Devem ser deixados completamente liso e limpos, sem escória, impurezas e rebarbas de corte.
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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4. Posição dos flanges
Face no plano horizontal
Devem ser sempre colocados de forma que as direções ortogonais norte-sul e leste-oeste de projeto passem pelo meio do intervalo entre dois parafusos vizinhos.
Face no plano vertical
Devem ser sempre colocados de forma que a linha vertical passe também pelo meio do intervalo entre dois parafusos
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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4. Posição dos flanges
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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Figura 2 –Posição correta dos flanges. Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
4. Posição dos flanges
O número de parafusos do flange é sempre múltiplo de 4. 
Em cada quadrante determinado pelas direções norte-sul, leste-oeste ou vertical, deve ter igual número de parafusos posicionados simetricamente
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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5. Tolerâncias de pré-montagem
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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Figura 3 –Tolerância de pré-montagem de tubulações. Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
6. Tubos com solda longitudinal
Posicionar a solda para não interferir com derivações, drenos, respingos.
Em dois tubos sucessivos soldados a topo, as soldas devem estar defasadas se possível de 180º, e no mínimo de 150 mm, medidos sobre a superfície do tubo.
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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7. Derivações soldadas
Deve ser preparada para assentar perfeitamente sobre o tubo-tronco, permitindo-se um desvio máximo de um milímetro em qualquer ponto.
O anel de reforço deve ser formado pela boa adaptação sobre o tubo-tronco, não podendo apresentar abertura superior a 1,5 mm;
A solda do anel de reforço só deve ser feita depois de inspecionada e reparada, a solda entre o tubo-tronco e a derivação
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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8. Correção de peças defeituosas
Os defeitos superficiais em tubos, flanges e conexões de tubulação podem ser corrigidos por esmerilhamento ou usinagem.
Mas deve ser possível corrigir o defeito, mantendo a espessura da peça ainda superior ao exigido pelo cálculo, com a margem de corrosão.
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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9. Pré-montagem com gabaritos
Controlam com rigor as medidas
Dar posições exatas dos flanges 
Diminuir os efeitos de contração e distorção causados pela soldagem
Auxiliar e apressar a pré-montagem nos casos em que se tenham várias peças iguais
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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10. Proteção e estocagem das peças pré-montadas
Todos os flanges devem ser cobertos por uma proteção de madeira ou material de resistência equivalente, fazendo às vezes de flange cego
Isso evita danos na face do flange, antes, durante e após a montagem.
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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10. Proteção e estocagem das peças pré-montadas
A estocagem e o transporte das peças pré-moldadas
devem ser feitos com cuidado para evitar amassamentos, empenos e outros danos. 
Recomenda-se que as partes usinadas (faces de flanges, roscas, parafusos, chanfos para solda) sejam recobertas com graxa ou compostos especiais contra a corrosão (verniz de resina vinílica), enquanto aguardam a montagem.
RECOMENDAÇÕES PARA A PRÉ-MONTAGEM 
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Forma adequada ao material que está sendo soldado.
Processo de soldagem, material, número e sequencia de passes, etc.
A.W.S. – American Welding Society.
SOLDAS
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Antes de ser iniciado o processo de soldagem, alguns passos devem ser realizados, sendo eles:
Qualificação do soldador;
Limpeza.
SOLDAS
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SOLDAS
Para questões estruturais são designadas algumas condições, sendo elas:
Chanfros
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Figura 4 – Chanfro para solda de tubos. Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
SOLDAS
Para questões estruturais são designadas algumas condições, sendo elas:
Abertura de raiz ou fresta e desalinhamento
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Figura 5 – Fresta e desalinhamento admissível. Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
SOLDAS
Para questões estruturais são designadas algumas condições, sendo elas:
Exigências dimensionais
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Figura 6 – Exigências dimensionais de soldas de tubulação de acordo com a norma ASME B31 (seções 1 e 3). Fonte: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
SOLDAS
Para que o procedimento de soldagem seja feito com eficiência e eficácia, são seguidas algumas recomendações, sendo elas:
Flanges de orifício
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Figura 7 – Placa de orifício. Fonte: AHAD TUBELINE. Flange de orifício. Disponível em:<http://pipefitting.com.pt/2g-orifice-flange.html>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Para que o procedimento de soldagem seja feito com eficiência e eficácia, são seguidas algumas recomendações, sendo elas:
Soldas muito extensas
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Figura 8 – Soldagem muito extensa. Fonte: MECÂNICA INDUSTRIAL. Soldagem automática. Disponível em:<http://www.mecanicaindustrial.com.br/conteudo/623-soldagem-automatica>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Para que o procedimento de soldagem seja feito com eficiência e eficácia, são seguidas algumas recomendações, sendo elas:
Condições climáticas e de temperatura
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Figura 9 – Condições climáticas e de temperatura. 
SOLDAS
Para que o procedimento de soldagem seja feito com eficiência e eficácia, são seguidas algumas recomendações, sendo elas:
Número de soldas;
Soldas dissimilares na tubulação;
Marca e registro.
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SOLDAS
Após o procedimento de soldagem, devem ser realizados processos de inspeção para avaliar se existem defeitos. Esses ensaios não destrutivos são:
Inspeção visual
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Figura 10 – Inspeção visual. Fonte: ITAMIL. Qualidade do produto. Disponível em:<http://www.itamil.com.br/qualidade-do-produto/.>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Após o procedimento de soldagem, devem ser realizados processos de inspeção para avaliar se existem defeitos. Esses ensaios não destrutivos são:
Inspeção com líquidos penetrantes
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Figura 11 – Inspeção com líquidos penetrantes. Fonte: EBAH. Inspeção com líquidos penetrantes. Disponível em:<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAenGEAL/ensaio-por-liquido-penetrante>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Após o procedimento de soldagem, devem ser realizados processos de inspeção para avaliar se existem defeitos. Esses ensaios não destrutivos são:
Inspeção com partículas magnéticas
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Figura 12 – Inspeção com partículas magnéticas. Fonte: FAEND. Ensaios com partículas magnéticas. Disponível em:<http://www.faend.com.br/particulas.asp>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Após o procedimento de soldagem, devem ser realizados processos de inspeção para avaliar se existem defeitos. Esses ensaios não destrutivos são:
Inspeção radiográfica
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Figura 13 – Inspeção radiográfica. Fonte: ETICA. Inspeção de qualidade. Disponível em:<http://www.eticalaboratorio.com.br/inspecao-de-qualidade/>. Acesso em: 24 out. 2014.
SOLDAS
Após o procedimento de soldagem, devem ser realizados processos de inspeção para avaliar se existem defeitos. Esses ensaios não destrutivos são:
Inspeção por ultrassom
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Figura 14 – Inspeção por ultrassom. Fonte: UTMAAX. Ultrassom manual. Disponível em:<http://www.utmaax.com.br/>. Acesso em: 24 out. 2014.
Existem dois tipos de tratamentos térmicos:
Pré-aquecimento 
Alívio de tensões
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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PRÉ AQUECIMENTO
Método:
Consiste em pré-aquecer a região a ser soldada e no aquecimento entre um passe e outro da solda, até o final da solda.
Combater a tendência de endurecimento excessivo (formação de martensita)
Combater o aparecimento de trincas
Exigido para soldagem de materiais que se encontrem abaixo de 10ºC
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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Todas as peças metálicas (principalmente de grande espessura) apresentam contrações ao esfriar.
Geração de tensões residuais acima do limite de escoamento.
Fatores que aumentam as tensões residuais:
Maior quantidade de solda
Maior rigidez da peça
Assimetria entre o chanfro e a sequência de solda
Solução:
Diminuir a área da seção transversal do chanfro
Reduzir a assimetria
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
Técnica Pré-aquecimento:
Deve ser feito com maçarico, mantendo-se a temperatura especificada
Técnica Alívio de Tensões:
Resistência elétrica: a região tratada deve ser recoberta com isolante térmico para homogeneizar o aquecimento
Fornos especiais: peça entra inteira; empregado apenas em soldas de oficina
O tempo de permanência na temperatura máxima não deve ultrapassar o especificado para não gerar crescimento exagerado dos grãos e descarbonetação superficial.
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ALÍVIO DE TENSÕES
Deve ser feito sempre após realizadas todas as soldas.
Método:
Consiste no aquecimento (e manutenção da temperatura) depois da soldagem até uma temperatura abaixo da temperatura de transformação do aço seguido de um resfriamento lento até a temperatura ambiente.
Combater tensões residuais provenientes:
Da soldagem, 
De trabalhos de deformação a frio, 
Da plastificação do metal devido à diminuição da resistência mecânica com a temperatura.
Controlar a corrosão sob tensão
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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Para auxiliar o engenheiro, existem tabelas de exigências de Pré-Aquecimento e Alívio de tensões para soldagem:
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TÉCNICAS PARA TRATAMENTOS TÉRMICOS
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PREPARAÇÃO PARA MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS
INSTALAÇÃO DE SUPORTES
PROGRAMAÇÃO DA SEQUÊNCIA 
DE MONTAGEM
PLANEJAMENTO DA ÁREA DE OBRA
SISTEMA DE CODIFICAÇÃO 
DE MATERIAIS
Locação em planta e elevação
Desigualdade na 
distribuição de cargas
 na tubulação e nos suportes
Nivelamento e Alinhamento
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
Limpeza de peças
Inspeção dimensional
Escoramentos provisórios
Madeira
Perfis e tubos de aço
Calços provisórios com altura dos patins
Obs: Não permitir, em nenhuma ocasião, durante a montagem, que se tenha tubos ou outras em posição não suportada.
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Seguros
Robustos
Sem solda
Ponteados ( rigidez e segurança)
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
Braçadeiras
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Figura xx: Fixação de tubulação para soldagem
 Disponível em:< www.soldasbrasil.com.br >. Acesso em: 23 de out de 2014 
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
Braçadeiras
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Figura xx: Braçadeira
 Disponível em:< inspecaoequipto.blogspot.com >. Acesso em: 23 de out de 2014 
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
Barras chatas ou vergalhões
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Figura XX: Fixação provisória para solda de topo
Disponível em: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
Sequência de aperto do flange
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Figura XX: Sequência de aperto de parafusos em um flange
Disponível em: TELLES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
Compressão >
T da junta <
Rigidez >
MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
INSTALAÇÃO:
Drenos, respiros, purgadores, linhas de aquecimento e outros acessórios pequenos.
Localização não definida
Locais de fácil acesso
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MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
INSTALAÇÃO:
Válvulas, filtros, separadores e outros acessórios especiais de tubulação
Verificação
Posição de instalação
Sentido de fluxo
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MONTAGEM DE TUBULAÇÕES
RECOMENDAÇÕES:
Válvulas
Juntas de expansão
Ancoragens
Certificado de inexistência de condições de explosividade no local, ou recomendações necessárias.
Acompanhamento de montagem
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LIMPEZA DE TUBULAÇÕES
Após a montagem, deve-se fazer a limpeza interna completa das tubulações
Objetivo:
Remoção de todos os detritos, depósitos de ferrugem, pontas de eletrodos, salpicos de soca, rebarbas e poeiras.
Feita com o bombeamento contínuo de água até que a água saia completamente limpa da tubulação.
Antes da limpeza deve-se remover as válvulas de retenção, de controle, de alívio e de segurança, sendo limpas separadamente.
São provisoriamente substituídas na tubulação por carretéis (pedaços de tubo com extremos flangeados)
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LIMPEZA DE TUBULAÇÕES
Em casos especiais de tubulações que não permitam a presença de qualquer vestígio de água posteriormente, a limpeza deverá ser feita com ar comprimido.
Existem também as opções de limpezas Mecânicas e Químicas:
Mecânica: feita por meio de escovas rotativas, elétricas ou de ar comprimido; pode também ser feita manualmente em tubulações que permitam acesso humano.
Química: mesmo método de limpeza comum com água, sendo o fluido químico removido posteriormente com água, vapor ou ar comprimido
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Casos especiais de montagem:
Tubulações rosqueadas;
Tubulações com revestimento interno;
Tubulações de pequeno diâmetro;
Casos Especiais
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Tubulações rosqueadas:
Inteiramente montadas no campo;
Montagem feita com medições no local;
Dificuldade de fixas dimensões exatas nos desenhos, pela abertura das roscas e tubulações finas em ultimo lugar;
Roscas nos extremos dos tubos são abertas no campo.	
Para o corte das dos tubos, se considera a parte que fica dentro da parte conectada;
Aperto feito por chaves próprias para o diâmetro em questão;
Fitas especiais para garantir vedação
Não se deve voltar um tubo que está sendo apertado. Perde-se a vedação;
Verificar se as duas partes a serem unidas possuem a mesma rosca.
Casos Especiais
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Tubulações com revestimento interno
Revestimento já aplicado ou aplicação na montagem;
Tubos com revestimento já aplicado, vem com extremidades flangeadas
Flanges soltos;
Desnecessário retoque de revestimento, e não haver aperto excessivo;
Emendas soldadas ou rosqueadas deve-se retocar o revestimento após a montagem;
Remover o revestimento de 30mm a 70mm da área soldada;
Remover o revestimento total da área rosqueada;
Para o retoque deve-se ter flanges a cada 10-15m, a depender da configuração da tublação; 
Casos Especiais
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Tubulações de diâmetro pequeno (<1”)
 Transmissões de sinais;
Pequena resistência estrutural;
Instalados em feixes (bundle);
Curvamento: Raios grandes; evitar achatamento dos tubos
Casos Especiais
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Construção de tubulações subterrâneas
Valas de seção retangular; 
Escoramento de valas com mais de 2m de profundidade; 
Largura das valas mínima para evitar sobrecarga dos tubos. Máximo de 0,3m a mais do diâmetro do tubo;
Tubos de concreto ou barro vitrado:
Profundidade mínima:
Tubos de Ferro fundido ou aço:
0,1m a menos que concreto ou barro. 
Recomenda-se profundidade mínima de 0,5m independente da existência de tráfego. 
TUBULAÇÕES SUBTERRÂNEAS
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Verificar a possibilidade de alterações futuras no solo como terraplanagem, pavimentações e acertos de terreno;
Distância mínima de 1m de construções, fundações, etc;
O material escavado da vala deve ser colocado em um dos lados da vala, a 0,3m da borda;
Tubos assentados diretamente no solo, camada mínima de 0,1m de areia para a base dos tubos;
Tubulações instaladas sobre suportes, deverá haver um suporte a cada tubo de ferro fundido e dois para concreto. Deve obedecer também o cálculo de flexão;
Na construção da linha de tubos, estes devem ser postos no lado oposto da terra acumulada e depois rolados um a um para a posição dentro da vala. 
TUBULAÇÕES SUBTERRÂNEAS
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Reaterro deve ter 0,2m de material isento de pedras, raizes ou outro corpo estranho, acima do topo do tubo. 
Terra na lateral e em baixo dos tubos deve ser bem socada. 
Tubos de aço devem ter revestimento para proteção de corrosão do solo;
Grandes trechos de tubulações são feitas de forma mecanizada e com certo grau de economia. Maquinas especializadas em abrir valas, terraplanar e preparar o terreno, e aplicar revestimentos nos tubos.
Pequenos trechos: Tubo introduzido na horizontal por meio de macacos hidráulicos.
Dificuldade de escorar os macacos, direcionar, e impossibilidade de aplicar revestimento nos tubos;
Rapidez e ausência de escavação.
TUBULAÇÕES SUBTERRÂNEAS
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TUBULAÇÕES SUBTERRÂNEAS
Equipamentos
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TESTES DE PRESSÃO
Os testes de pressão são realizados em equipamentos e acessórios logo após a fabricação ou montagem, para cumprir exigências normativas de projeto e garantir a estanqueidade do sistema.
Os testes de pressão podem ser hidrostático ou pneumático. Geralmente, utiliza-se água e ar comprimido como fluídos de teste, mas em casos especiais são utilizados como fluídos de teste: querosene, água salgada, nitrogênio, argônio, hélio e hidrocarbonetos líquidos.
A realização dos testes de pressão deve respeitar os seguintes critérios:
Pelo menos 48 horas depois de completada a última soldagem;
Depois de todos os tratamentos térmicos;
Antes de qualquer serviço de pintura ou de aplicação de qualquer revestimento, interno ou externo.
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TESTES DE PRESSÃO EM TUBULAÇÕES
Teste Hidrostático
Para tubulações que tenham temperatura de projeto menor que 340ºC a pressão de teste será de acordo com a norma ASME B.31.3: 
Pt = 1,5 P
P = pressão de projeto da tubulação.
Pt = pressão mínima do teste hidrostático.
Quando a temperatura de projeto da tubulação é superior a 340ºC a pressão de teste deverá obedecer ao seguinte cálculo:
Pt = 1,5 P Sc
 Sh
P = pressão de projeto da tubulação.
Pt = pressão mínima do teste hidrostático.
Sc = tensão admissível do material a 340ºC.
Sh = tensão admissível do material na temperatura do projeto.
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TESTES DE PRESSÃO EM TUBULAÇÕES
Teste Pneumático
A pressão de teste com ar não deverá ser 10% acima de pressão de projeto, não devendo, em nenhum caso, ultrapassar 0,2 MPa (aproximadamente 2 kg/cm²).
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TESTES DE PRESSÃO EM VÁLVULAS
As válvulas podem sofrer teste hidrostático ou pneumático, a depender do fluído transportado em regime de operação.
O teste é dividido em duas etapas: 
Teste para verificação de vazamento da carcaça da válvula para o exterior ( pressão de teste é 1,5 vez a pressão máxima de trabalho da válvula, em temperatura ambiente);
Teste de estanqueidade interior de vedação de válvula, realizado com a válvula completamente fechada (pressão de teste é 1,1 vez a pressão máxima de trabalho da válvula).
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+
70
TELLES, Pedro C. da Silva. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Editora LTC. 1994.
INFOSOLDA. Ensaios não destrutivos. Disponível em: <http://www.ifosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-mecânicos/>. Acesso em: 24 out. 2014.
VALEQ. Válvulas e equipamentos industriais Ltda. Disponível em:<http://www.valeq.com.br/docs/bancada%20de%20pressao.pdf>. Acesso em: 26/10/2014
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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