Trabalho de Tubulações Industriais 3

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Tubulações Industriais
“Projeto de Tubulações, Purgadores de Vapor, Aquecimento, Isolamento Térmico, Pintura e Proteção de Tubos”
Professor: Marcelo
Aluno: Wilson Daniel Almeida Costa (2016/1)
Introdução
Nesse trabalho acadêmico, iremos abordar o projeto de tubulações e seus suportes de forma qualitativa, com a observação das técnicas notórias que devem ser empregadas e algumas dicas de como facilitar e reduzir os custos de projeto. 
Falaremos um pouco sobre a informatização do projeto e a forma como a digitalização gera uma economia tanto de tempo quanto de gastos com materiais de escritório e encomendas.
Veremos também a documentação e interação entre o projeto de tubulações e o projeto global, visando facilitar a interdependência entre eles.
Finalizaremos o trabalho com uma vista sobre o projeto de suportes e as principais dicas de como otimizar a necessidade de peças específicas sem o auxílio de cálculos para cada uma delas.
Passaremos também por um capítulo introdutório sobre os purgadores de vapor, nos privando de um aprofundamento desnecessário e tomaremos uma abordagem mais ilustrativa sobre os empregos, finalidades e tipos de purgadores, deixando a parte que se aproxima da prática, como dimensionamento e montagem, de lado.
Finalizaremos esse trabalho falando sobre aquecimento, pintura e proteção das tubulações, analisando e detalhando os principais sistemas utilizados.
1. Projeto de Tubulações
1.1. O Projeto Global
Um projeto de tubulações, é usualmente parte de um grande projeto de uma planta industrial complexa, incluindo outras especialidades técnicas. Porém, pode também ser um projeto isolado, não levando em conta outros fatores externos determinantes.
Quando trata-se do primeiro caso, é prática a subdivisão do projeto global em projetos parciais, tais quais:
Projeto de processo – Base de funcionamento da instalação, incluindo análises químicas de processo, balanços de massa e energia, dimensionamento básico dos principais equipamentos e seus tipos, cálculo dos diâmetros das tubulações, etc.
Projeto de utilidades – Trata-se do projeto de processo dos sistemas de utilidades, como geração de vapor, eletricidade, ar-comprimido, tratamento e distribuição de agua, etc.
Projeto de construção civil – Projeto de construção que se inicia com os desenhos arquitetônicos, passando pela terraplanagem, fundações até a construção dos prédios e ruas como um todo.
Projeto de tubulações – Esse será o nosso foco de estudo neste trabalho acadêmico.
Projeto de caldeiraria – Projeto mecânico e detalhamento de vasos de pressão, tanques fornos, caldeiras em si e quaisquer outros equipamentos relacionados.
Projeto de máquinas – Seleção e especificação de maquinário a ser utilizado.
Projeto de eletricidade – Rede elétrica de coleta e distribuição e maquinário elétrico.
Projeto de instrumentação – Projeto de medição e controle de processo e seus respectivos equipamentos.
1.2. O Projeto de Tubulações
De suma importância em projetos globais de plantas industriais de processo, o projeto de tubulações pode atingir por volta de 45 a 65% do total de homens-hora gastos em mão-de-obra, uma vez que as tubulações chegam a atingir quase toda a área do terreno da planta industrial.
Como a maior parte dos projetos de engenharia, o projeto de tubulações inclui sempre dois tipos de trabalhos:
Trabalhos de traçado, detalhamento e desenho.
Esses trabalhos foram/serão estudados em sala de aula.
Trabalhos de cálculo e de dimensionamento.
Dimensionamento de diâmetros de tubulações.
Cálculo de flexibilidade e resistência.
Cálculo de pesos, atrito, esforços de ancoragem, reações das juntas e expansão, etc.
Cálculo da espessura de paredes dos tubos.
Cálculo de vão máximo entre suportes.
Casos especiais:
Dimensionamento de componentes especiais de tubulação. 
Cálculo das quantidades de condensado a eliminar e dimensionamento dos purgadores de vapor.
Cálculo das espessuras de isolamento térmico.
Cálculo dos sistemas de aquecimento.
Alguns desses cálculos dependem do traçado e detalhamento das tubulações, e por isso necessitam ser feitos para cada tubulação individualmente. Outros, porém, contrariamente ao anterior, independem de tais especificações, e por isso podem ser calculados previamente, sendo válidos os resultados para projetos futuros. Dessa forma, companhias e empesas do ramo obtêm grande economia.
Os cálculos que dependem do traçado e detalhamento das tubulações são:
Cálculo do diâmetro, em função das perdas de carga. Esta depende de comprimento, configuração geométrica, acidentes e rugosidade da parede da tubulação, além da vazão e viscosidade do fluido circulante.
Cálculo de flexibilidade, em função do comprimento e configuração da tubulação, temperatura e resistência mecânica do material a ser utilizado.
Cálculo dos pesos, feito para os pontos de suporte, em função dos pesos de todas as tubulações e cargas atuantes.
É usual a divisão das equipes de projeto de tubulações em duas, a equipe de projeto de processo e a equipe de projeto mecânico. Ambas cuidam tanto de trabalhos de detalhamento e desenho quanto de cálculo.
Enquanto a equipe de projeto de processo considera a tubulação como um elemento hidráulico, destinado a transportar fluidos, a equipe de projeto mecânico a considera um elemento estrutural, sujeito a cargas e as transmitindo a suportes, equipamentos e fundações.
De uma forma geral, para cada tubulação ou conjunto da instalação, o problema geral do projeto consiste em atingir tais metas:
Transportar certa vazão de fluido, entre dois pontos, com a menor perda de carga possível.
Conseguir um traçado e detalhamento de forma a reduzir as forças e esforços solicitantes nas tubulações e seus apoios.
Garantir uma operação segura e confiável otimizando a vida útil.
Facilitar as demais realizações do projeto global, de forma que os projeto de tubulações exerça a menor influência possível.
Reduzir os custos de construção, operação e manutenção.
O responsável pelo projeto de tubulações deve seguir sempre o código de ética de engenharia vigente, a fim de atender as necessidades sociais com zelo e eficiência.
1.3. Documentação em um Projeto de Tubulações
Os principais documentos necessários em um projeto de tubulações (fora os casos excepcionais), são listados abaixo:
Fluxograma de processo1
Fluxograma de detalhamento1
Listas de linhas1
Plantas de tubulação1
Desenhos isométricos3
Listas de isométricos2
Desenho de detalhes de tubulação2
Desenho de suportes de tubulação1
Plantas de locação de suportes3
Desenhos ou diagramas de cargas sobre os suportes1
Desenhos de instalações subterrâneas (costuma-se incluir as instalações elétricas e de esgoto e drenagem subterrâneas)2
Especificação geral de tubulação1
Especificação de tubulações (quando não se enquadrem na geral)2
Especificação de material de tubulação1
Listas de material de tubulação1
Listas de linhas com isolamento térmico e com aquecimento3
Listas de purgadores de vapor3
Listas de suportes2
Listas de plataformas2
Requisições de material (documento para compra dos matérias descritos nos 5 últimos tópicos)1
Memórias de cálculos (textos com cálculos e explicações sucintas necessárias)2
Relação dos documentos do projeto (índice relacionando toda a documentação utilizada no projeto, a fim de facilitar sua procura e arquivamento)1
– Documentos obrigatoriamente feitos e entregues ao solicitante do projeto.
– Necessários em casos especiais.
– Podem ser dispensados em casos especiais.
Geralmente, as atribuições da equipe de projeto, consistem na preparação dos fluxogramas de processo, cálculo dos diâmetros das tubulações, o preenchimento parcial das Folhas de Dados, e a colaboração na execução dos fluxogramas de detalhamento. Os demais, por sua vez, cabendo à equipe de projeto mecânico.
1.4. Especificações gerais de Tubulação
Além das especificações dos materiais, usa-se também, para grandes projetos, uma especificação geral,que abranja todos os serviços de tubulações existentes. Esta tem por finalidade orientar o projeto, montagem e testes de tubulações. As seguintes informações devem estar contidas:
Códigos e normas de projeto, montagem, inspeção que devem ser obedecidos.
Abreviaturas e siglas empregadas.
Sistema adotado de identificação de linhas.
Prescrições diversas sobre o projeto, cálculo, traçado, fabricação, que se apliquem aos casos em questão.
De acordo com cada projetista, ao seu critério, a especificação geral pode ser subdividida em tantas outas quanto for conveniente. As mais usuais são:
Soldagem e inspeção de soldas.
Tratamentos térmicos.
Pré-moldagem e montagem.
Isolamento térmico.
Pintura e proteção de tubulações.
Purgadores e filtros.
Sistemas de aquecimento.
Cálculo do diâmetro.
Cálculo da espessura da parede.
Cálculos de flexibilidade.
1.5. O Projeto Informatizado
Assim como acontece em todas as áreas de engenharia, bem como em outras especialidades, a informática, hoje em dia, é de crucial importância para a elaboração e documentação de projetos de tubulações. Podemos enfatizar a área de cálculo de flexibilidade, dilatação e espessura de parede, como os principais beneficiados, uma vez que no passado a grande dificuldade em se calcular todos esses fatores com exatidão nos fazia recorrer a métodos simplificados (que mesmo assim demandavam muito tempo), que geravam grandes margens de erro e por consequência elevados coeficientes de segurança e maiores custos.
Outro grande avanço veio com os programas de desenhos com as listas dos materiais. Os famosos CAD e CAE, dispõem de criadores de gráficos especiais que nos permitem criar praticamente quaisquer desenhos pertinentes ao projeto. Não cabe mais discorrer sobre maiores detalhes sobre tais programas, uma vez que no ramo de engenharia eles são extremamente correntes e é raro encontrar algum engenheiro que ainda não é no mínimo familiarizado com eles.
Vantagens do CAD e da informatização no geral:
Maior consistência dos dados do projeto e das interfaces com os projetos parciais.
Maior facilidade e velocidade para a realização de revisões e alterações precisas.
Menor prazo para a execução de cada uma de suas etapas.
Permite uma excelente visualização da instalação antes mesmo de ela existir fisicamente.
Economia com cópias em papel, uma vez que tudo pode ser “manuseado” digitalmente.
Economia de espaço de arquivos, uma vez que eles se tornam digitais.
Maior velocidade e confiabilidade na distribuição, evitando serviços de encomendas.
Garantia de não utilização de revisões ultrapassadas.
Dessa forma, cada vez mais o avanço tecnológico nos permite economia de tempo e maior facilidade e confiabilidade para atingir os objetivos de nossos projetos, tanto de tubulações como quaisquer outros.
1.6. Interdependência entre o Projeto de Tubulações e os Demais Projetos
O projeto global, para ser desenvolvido com rapidez e eficiência, deve contar com equipes que desenvolvam trabalhos especializados, porém que também saibam buscar e fornecer as informações necessárias de e para outras equipes de diferentes áreas. Essa interdependência será melhor analisada a seguir.
1.6.1. Informações que Devem Ser Recebidas de Outros Projetos.
1.6.1.1. Projeto de Processo (e de utilidades):
Fluxogramas de processo completos.
Pressão e temperatura de operação de todas as linhas.
Condições de serviço cíclico ou variável com a frequência e duração dos ciclos.
Condições de corrosão, abrasão, erosão ou necessidades de materiais não usuais.
Condições de risco potencial da tubulação (flamabilidade, explosividade, toxidez, etc.).
Necessidade de isolamento térmico e de aquecimento por motivo de processo.
Necessidade de limpeza periódica das linhas ou de desmontagem fácil, com suas respectivas frequências.
Disponibilidade de vapor para aquecimento e suas características.
Existência de tubulações sujeitas a golpes e aríete, vibrações ou outras cargas decorrentes do escoamento de fluidos.
1.6.1.2. Construção Civil (arruamento, drenagem, urbanização):
Desenhos de arranjo geral completos.
Projeto geral de drenagem.
Cotas de nível necessárias, pisos e construções para permitir a drenagem.
Localização de ruas, avenidas, acessos, acostamentos, taludes, diques, muros de arrimo, etc.
1.6.1.3. Construção Civil (fundações):
Natureza do subsolo, cargas que podem ser suportadas pelo terreno.
Dimensões e localização dos blocos de fundação de prédios, estruturas, equipamentos e suportes de tubulação.
Possibilidade de sustentação de cargas horizontais e inclinadas pelo terreno.
1.6.1.4. Construção Civil (prédios, estruturas, arquitetura):
Dados constantes nos desenhos de arranjo geral.
Localização, dimensões e detalhes de prédios e estruturas.
Cargas que podem ser suportadas por prédios e estruturas.
Folgas que devam ser deixadas até os tubos. Acessos, distâncias de segurança.
1.6.1.5. Caldeiraria:
Desenhos dimensionais certificados dos equipamentos de caldeiraria, mostrando as posições dos bocais de ligação com as tubulações.
Informações sobre os bocais que tenham obrigatoriamente posições fixas e os que não necessitam.
Esforços admissíveis sobre os bocais dos equipamentos.
Temperaturas de operação e de projeto dos equipamentos. Valor de dilatação própria.
Espaços livres necessários para instalação, operação, desmontagem ou remoção de equipamentos.
Pressão de teste hidrostático de cada equipamento.
Vibrações e esforços dinâmicos cíclicos que possam ser transmitidos às tubulações.
1.6.1.6. Máquinas:
Desenhos dimensionais certificados dos equipamentos de caldeiraria, mostrando as posições dos bocais de ligação com as tubulações.
Informações sobre os bocais que tenham obrigatoriamente posições fixas e os que não necessitam.
Esforços admissíveis sobre os bocais dos equipamentos.
Temperaturas de operação e de projeto dos equipamentos. Valor de dilatação própria.
Espaços livres necessários para instalação, operação, desmontagem ou remoção de equipamentos.
Áreas de acesso necessárias.
Localização e dimensões de plataformas e escadas.
Vibrações e esforços dinâmicos cíclicos que possam ser transmitidos às tubulações.
1.6.1.7. Eletricidade:
Projeto completo da rede elétrica subterrânea, mostrando traçado geral, dimensões de condutores e envoltórios de proteção, profundidades, dimensões e localização de caixas, câmaras subterrâneas e outras construções.
Localização de subestações e outros pontos de alimentação elétrica.
1.6.1.8. Instrumentação:
Dados de instrumentação que constam nos fluxogramas.
Tipos de instrumentos ligados à rede de tubulações a serem adotados.
Tipos de válvulas de controle a serem adotadas.
Distâncias mínimas de tubo reto exigidas antes e depois de placas de orifício, venturis e outros medidores de vazão.
Dimensões e espaços necessários para passagem de dutos de tubos de instrumentação nos suportes de tubulação.
1.6.2. Informações que Devem ser Fornecidas aos Outros Projetos:
1.6.2.1. Projeto de Processo (e de utilidades):
Comprimentos verdadeiros das tubulações, tipo e quantidade de acessórios e outros acidentes.
Diferenças de cotas de nível entre extremos das tubulações.
1.6.2.2. Construção Civil (arruamento, drenagem, urbanização):
Larguras necessárias das faixas de passagem e das pontes e trincheiras de tubulação.
Efluentes provenientes de vazamentos, despejos, lavagem e teste hidrostático de tubulações.
Projeto completo das tubulações subterrâneas.
1.6.2.3. Construção Civil (fundações):
Tipo e localização de todos os suportes de tubulações.
Todas as cargas atuantes sobre os suportes.
Todos os esforços feitos pela tubulação sobre pontos extremos ligados a equipamentos ou peças que tenham fundação própria independente.
1.6.2.4. Construção Civil (prédios, estruturas, arquitetura):
Traçado e elevação de todas as tubulações.
Tipo e localização de todas as cargas atuantes sobre os suportes de tubulações.
Temperatura de operação das tubulações.
Localização, tipo desejado, comprimento, largurae elevação de plataformas para manobra de válvulas, travessia de linhas e outras finalidades, inclusive escadas de acesso.
1.6.2.5. Caldeiraria:
Esforços exercidos pela tubulação sobre bocais de vasos, tanques e outros equipamentos de caldeiraria.
Suportes de tubulação presos a vasos, tanques e outros equipamentos.
Localização e orientação preferidas de bocais de ligação.
Localização preferida de plataformas e escadas de acesso.
1.6.2.6. Máquinas:
Esforços exercidos pela tubulação sobre os bocais de ligação, como descrito acima.
Localização preferida dos bocais de ligação, tendo em vista a conveniência do traçado de tubulações.
1.6.2.7. Eletricidade:
Projeto completo das tubulações subterrâneas.
Localização, carga (corrente, tensão, frequência e número de fases) e detalhes de entrada de todos os pontos de consumo de eletricidade relacionados com o projeto de tubulações.
1.6.2.8. Instrumentação:
Plantas de tubulação e desenhos isométricos mostrando localização de instrumentos, válvulas de controle e passagens de dutos de tubos de instrumentação.
1.7. Informações Adicionais Necessárias ao Projeto de Tubulações
Veremos abaixo algumas informações adicionais, algumas necessárias somente em casos especiais, pertinentes ao projeto de tubulações:
Conhecimento do funcionamento da instalação – um conhecimento superficial do objeto geral sobre o qual está sendo desenvolvido o projeto.
Códigos e leis locais – conhecimento da legislação local, a fim de sempre atender às leis vigentes.
Normas e padrões do cliente – conhecimento da política interna do cliente, para melhor satisfazê-lo adequando seu projeto ao seus critérios.
Cronograma e orçamento da obra – estar ciente dos prazos de conclusão de cada etapa do projeto.
Grau de periculosidade local, normas de segurança – evitar acidentes de trabalho.
Disponibilidade e qualificação de empreiteiros – adequar seu projeto à oferta de mão-de-obra.
Disponibilidade de materiais – adequar seu abastecimento sempre buscando o menor custo.
Sondagens – conhecer a natureza do subsolo a fim de não ser surpreendido durante a execução do projeto.
Clima – estar a par das condições climáticas locais e adequar seu projeto segundo elas.
1.8. Sequencia de Serviços em um Projeto de Tubulações.
Veremos agora, como organizar, de forma sequencial, as etapas de um projeto de tubulações.
Fluxograma de processo – primeiros desenhos feitos, baseados nos dados ou necessidades de serviço.
Plantas de arranjo geral – desenhos mais generalizados, incluindo já o terreno com as devidas construções contidas do projeto global.
Fluxogramas de detalhamento – início do projeto detalhado, incluindo cálculos de diâmetros necessários.
Especificações de material de tubulação – propriedade da organização de projeto, sendo usual apenas adicionar materiais especialmente necessários em cada projeto específico.
Lista de Linhas – relacionamento de todas as tubulações constantes nos fluxogramas de detalhamento, completadas com os dados das especificações de materiais de tubulação.
Lista de materiais (preliminar) – uma lista preliminar de materiais amplamente utilizados, de forma a adiantar o processo de encomendas.
Plantas de tubulação (desenho preliminar) – início dos desenhos das plantas de tubulação, podem ser baseados nos traçados preliminares feitos para a lista de materiais.
Estudo de flexibilidade – verificação da satisfação do material com o traçado adotado, levando em conta os esforços devidos às forças, temperaturas, vibrações e movimentos em geral.
Plantas de tubulação (desenho final) – após a verificação de flexibilidade e alterações de projeto inerentes, faz-se o desenho final do projeto.
Isométricos – desenhos dos isométricos, baseados nos traçados feitos nas plantas de tubulação.
Desenhos de fabricação, desenhos de detalhes típicos, desenhos de suportes, listas de purgadores, etc. – detalhes específicos/especiais.
Lista de materiais (final) – lista final com todos os elementos, lembrando de deduzir os já encomendados na lista preliminar. 
2. Os Purgadores de Vapor
2.1. Definição de Purgador de Vapor
Um 'purgador de vapor' é definido pela ANSI da seguinte forma:
“Válvula autônoma que drena o condensado automaticamente de um invólucro que contenha vapor e que ao mesmo tempo permaneça vedado para o vapor vivo, ou se necessário, que permita que o vapor flua à uma taxa controlada ou estabelecida. Pela maioria dos purgadores de vapor, também passarão gases não condensáveis enquanto permanecem vedadas ao vapor vivo”.
Eles são os dispositivos de separação mais empregados em tubulações industriais.
2.2. Causas da Formação de Condensados e a Razão de Removê-los
Os condensados são causados em tubulações de vapor pelas seguintes causas:
Por precipitação da própria umidade, em tubulações de vapor úmido.
Em conseqüência das perdas de calor por irradiação ao longo da linha, em tubulações de vapor saturado.
Em conseqüência do arrastamento de água, proveniente da caldeira, em tubulações de vapor superaquecido ou saturado.
Em quaisquer operação de warm-up, uma vez que todo o sistema está frio. E também ao se tirado de operação, pois ao se resfriar o sistema condensa umidade no interior dos tubos.
As razões para a remoção do condensado nas linhas de vapor são as seguintes:
Conservar a energia do vapor, uma vez que o condensado não possui ação motora nem aquecedora suficientes. 
Evitar vibrações e golpes de aríete nas tubulações causados pelo condensado quando em alta velocidade.
Evitar corrosão das palhetas de turbinas, causados pelas gotas de condensado.
Diminuir os efeitos da corrosão, uma vez que o condensado combina-se com o CO2 formando ácido carbônico, de alto poder corrosivo.
Evitar a redução da área de seção transversal útil de escoamento devido ao acumulo do condensado.
Evitar resfriamento do vapor em conseqüência da mistura com o ar e outros gases.
2.3. Emprego e Locais de Instalação dos Purgadores
Os purgadores são usualmente utilizados em dois casos com finalidades distintas:
Para eliminação do condensado formado nas tubulações de vapor em geral (drenagem).
Para reter o vapor nos aparelhos de aquecimento a vapor, deixando escapar apenas o condensado.
Para a drenagem de linhas de vapor, os purgadores devem ser colocados, obrigatoriamente, em tais posições:
Em pontos baixos e de aumento de elevação. No segundo caso devem ser colocados no ponto mais baixo.
Nos trechos em nível, deve-se colocar um purgador a cada 100 m a 250 m, de forma que quanto mais baixa a pressão operante, maior o numero de purgadores a serem utilizados. 
Todos os pontos extremos, no sentido do fluxo, fechados com tampões, flanges cegos, bujões, etc.
Próximo à entrada de qualquer máquina a vapor, para evitar a entrada do condensado.
Figura 7 – Purgadores para drenagem de linhas de vapor
Para a retenção do vapor em aparelhos de aquecimento, os purgadores devem ser instalados na própria tubulação e colocado o mais próximo possível da saída do aparelho, de modo a aumentar a permanência do vapor no aparelho e otimizar a transferência de calor do vapor para o equipamento (perda de calor latente de condensação), como ilustrado abaixo:
Figura 8 – Purgador na saída de um aparelho de aquecimento
2.4. Principais Tipos de Purgadores de Vapor
São três as categorias gerais dos purgadores de vapor:
Purgadores Mecânicos – Agem por diferença de densidades.
Exemplos:
Purgadores de Bóia – Trata-se de uma caixa com entrada de vapor e uma saída de condensado fechada por uma válvula comandada por uma bóia. Quando há condensado, a bóia flutua abrindo a saída do condensado, que é expulso pela pressão do próprio vapor.
Figura 9 - Purgador de Bóia
Purgadores de Panela Invertida – Muito usado em drenagem de tubulações de vapor, esse tipo de purgador consiste em uma caixa com entrada de vapor e saída de condensado, dentro do qual existe uma panela com o fundo pra cima, comandando a válvula que fecha a saída do condensado. 
Através da flutuaçãoda panela cilíndrica, a válvula no topo abre e fecha para descarregar o condensado intermitentemente.
Figura 10 – Purgador tipo Panela Invertida
Purgadores Termostáticos – Agem por diferença de temperaturas.
Exemplos:
Purgadores de Expansão Metálica – No início, era usada uma haste metálica reta, que podia expandir-se quando a temperatura ficasse alta, fechando a válvula localizada no final da haste. Este tipo de purgador não é mais usado atualmente, tendo sido substituído por purgadores do tipo bimetálico, em que dois tipos de metal com diferentes coeficientes térmicos de expansão e combinados em um elemento bimetálico. Quando a temperatura ambiente varia, o formato do elemento bimetálico muda, controlando a abertura e o fechamento da válvula e da descarga do condensado.
Figura 11 – Purgador tipo Bimetálico
Purgadores de Expansão Balanceada (de Fole) – Consiste em uma caixa contendo em seu interior um pequeno fole que comanda a válvula de saída do condensado. O fole contém um líquido de ponto de ebulição inferior ao da água, de forma que ele funcione através da diferença de temperatura que existe sempre, para a mesma pressão, entre o vapor e o condensado.
Figura 12 – Purgador Termostático tipo Fole
Purgadores Especiais – São projetados com tecnologias diferentes das citadas acima.
Exemplos:
Purgadores Termodinâmicos – De construção extremamente simples, cuja única peça móvel é um disco que trabalha dentro de uma pequena câmara abrindo ou fechando as passagens da entrada de vapor e da saída de condensado simultaneamente.
Figura 13 – Purgador Termodinâmico
Purgadores de Impulso - A partir do exterior, o parafuso de ajuste é usado para estabelecer a quantidade de vapor que flui através do flange da válvula do pistão e a quantidade de vapor que flui para fora do orifício através do centro da válvula do pistão. O movimento para cima e para baixo da válvula do pistão abre e fecha a abertura da válvula, descarregando o condensado intermitentemente.
Figura 14 – Purgador de Impulso
3. Aquecimento, Pintura e Proteção de Tubos
3.1. Aquecimento
3.1.1. Finalidade
Torna-se necessário o aquecimento de tubulações, dentro outros, pelos motivos a seguir:
Manter os líquidos de alta viscosidade, ou mesmo os que sejam sólidos em temperatura ambiente, em condição de escoamento.
Manter certos líquidos, por exigência operacional, dentro de certos limites de temperatura (evitar transformações química e físicas).
Pré-aquecer as tubulações, em warm-up, para liquefazer depósitos sólidos que possam eventualmente se formar.
3.1.2. Sistemas Utilizados para o Aquecimento
Os principais sistemas utilizados para aquecimento são:
Tubos de Aquecimento Externos Paralelos – O aquecimento é realizado através de um ou mais tubos de vapor, de pequeno diâmetro, paralelos ao tubo a ser aquecido, amarrado junto a ele externamente e depois envolto com um isolamento térmico.
Figura 15 – Seção de um Tubo de Aquecimento Externo Paralelo
Tubo de Aquecimento Enrolado Externamente – Utilizada quando se deseja uma troca de calor mais intensa, ou para aquecimento de acessórios e equipamentos de formato regular, nesse sistema o tubo de aquecimento é enrolado no tubo a ser aquecido, sendo que cada ramal do tubo de aquecimento só pode abranger poucos metros do tubo principal.
Figura 16 – Aquecimento por Tubo Enrolado Externamente
Tubos de Aquecimento Interno – Recomendado para tubos de grandes diâmetros superiores a 20”, devido a grande dificuldade de aquecê-los externamente. O tubo de aquecimento é inserido dentro do tubo a ser aquecido, sendo mantido nessa posição por meio de guias apropriadas. Apesar da eficiência ser muito maior, esse sistema apresenta as seguintes desvantagens:
- Construção cara e complicada
- Problemas de dilatação diferencial entre tubos.
- Possibilidade de contaminação e dificuldade de encontrar os vazamentos.
- Não permite limpeza mecânica interna da tubulação.
		
Figura 17 – Aquecimento por Tubo Interno
Tubos de Aquecimento Integral – Raramente empregado, consiste de um tubo de vapor integrado ao do fluido a se aquecido.
Camisa Externa – O fluido de aquecimento é transportado por um tubo externo, de diâmetro maior, formando uma camisa externa, que envolve completamente o tubo a ser aquecido. Raramente utilizada, devido a sua difícil fabricação e manutenção onerosa.
Aquecimento Elétrico – Fios elétricos aquecem o tubo a ser aquecido, se utilizando de baixa voltagem e grande fluxo de corrente elétrica. Dentre suas vantagens estão o ótimo controle do aquecimento, a velocidade no aquecimento e o baixo custo com manutenção.
3.2. Pintura
É obrigatório em tubulações de aço-carbono, aços-liga e de ferro, não enterradas e que não possuam revestimentos de isolamento térmico, receber algum tipo de pintura. Elas tem por finalidade proteger contra corrosão atmosférica, dar melhor aparência à instalação e permite a identificação dos fluidos transportados.
Há tudo um processo de limpeza e preparação para a pintura, a fim de torná-la duradoura e eficiente, mas como esse é um trabalho mais informativo, não cabe detalharmos o assunto aqui.
A norma NB-54, da ABNT, institui o seguinte código de cores para a identificação dos fluidos transportados nas tubulações:
Verde – Água
Branco – Vapor
Azul – Ar comprimido
Alumínio – Combustíveis gasosos ou líquidos de baixa viscosidade
Preto – Combustíveis e inflamáveis de alta viscosidade
Vermelho – Sistemas de combate a incêndio
Amarelo – Gases em geral
Laranja – Ácidos
Lilás – Álcalis
Cinza-claro – Vácuo
Castanho – Outros fluidos não especificados
3.2. Proteção de Tubulações
3.2.1 Finalidade
Quando de materiais não inertes, as tubulações enterradas e submersas devem receber proteção externa contra a corrosão causada por esses ambientes agrestes, assim como se proteger de ações eletrolíticas e possíveis danos mecânicos.
Os principais sistemas de proteção às tubulações são:
Revestimento com esmalte de alcatrão de hulha (coal-tar) – Deve ser recoberto com uma camada de véu de fibra de vidro e outra de papel feltro.
Revestimento com asfalto – Semelhante ao supracitado, apenas trocando o esmalte pelo asfalto, que possui menos custo, porem vida mais curta.
Revestimento com fitas plásticas – Utilizando-se principalmente de polietileno, a fita é aplicada em helicoidal sobrepondo-se pelo menos metade da fita a cada volta.
Revestimento com polietileno ou polipropileno extrudados – Sistema em que resina plástica é extrudada diretamente no tubo.
Revestimento misto - Feito com epóxi e polietileno extrudado, é o melhor dos citados, com boa aderência e resistência. Consiste de três camadas, a primeira de epóxi, a segunda de adesivo a base de polietileno extrudado e a ultima também de polietileno extrudado, dessa vez puro.
3.2.2 Proteção Catódica
Sistema de controle à corrosão recomendado para tubulações enterradas ou submersas, principalmente quando de grande importância e necessitam de proteção a solos muito agressivos ou correntes elétricas.
Consiste em transformar a tubulação em um cátodo de uma célula eletrolítica, impossibilitando a corrosão de forma termodinâmica. São construídos aterrando metais altamente anódicos como Magnésio, Zinco e Alumínio em ligação com a tubulação. Serão esses metais, chamados de anodos de sacrifício, que serão consumidos, ficando a tubulação ilesa. Esses anodos devem ser substituídos periodicamente.
Conclusão
Ao final desse trabalho obtemos uma visão geral e qualitativa de como realizar um projeto de tubulações, tendo em vista principalmente a segurança, economia e preservação do meio ambiente.
Vimos diversas técnicas de redução de tempo de serviço com o emprego de simplificações seguras e econômicas, bem como a aplicação de estratégias de mercado aplicadas na compra de material e manutenção do estoque necessário para o decorrer do projeto.
Enfim, com os conhecimentos adquiridos coma pesquisa realizada pudemos de certa forma nos ambientar e conhecer as principais etapas e técnicas para a realização de um projeto seguro, confiável, ambientalmente sustentável e econômico, de forma a tornar-se atraente ao mercado.
Vimos sobre a importância dos purgadores de vapor, que na realidade eliminam o condensado formado nas tubulações, evitando problemas como corrosão devido ao condensado, redução da sessão transversal útil, vibrações, etc. Mas os purgadores também são utilizados de forma a otimizar o sistema, como em casos de drenagem do condensado, a fim de reter o puramente o vapor a ser utilizado.
Finalizamos o trabalho falando sobre aquecimento, pintura e proteção das tubulações. Esses processos ajudam na conservação da tubulação, na otimização do fluxo de fluido e também na economia de energia a ser aplicada no sistema. Enquanto os dois primeiros são mais responsáveis pela otimização da economia de energia os dois últimos estão mais relacionados a proteção da tubulação e ao reconhecimento do fluido circulante no caso da aplicação do código de corres na pintura.
Referências Bibliográficas 
- Silva Telles, Pedro C. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto, Montagem. Rio de Janeiro: LTC, 2001
- Caroline, Ana. Nery, Fábio. Ferreira, Felipe. Júnior, Juvenil. Lourdes, Maria de. Apresentação de uma Introdução às Tubulações Industriais. Disponível em < http://www.ebah.com.br/content/ABAAABT-cAK/tubulacoes-industriais >. Acesso em 28 Abril. 2016.
- TLV, Uma empresa especializada em vapor. Disponível em <http://www.tlv.com/global/BR/steam-theory/what-is-a-steam-trap.html>. Acesso em 28 abril. 2016.
- TLV, Uma empresa especializada em vapor. Disponível em <http://www.tlv.com/global/BR/steam-theory/history-of-steam-traps-pt1.html >. Acesso em 28 abril. 2016.
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