Aula 9 Desenho e Projeto de Tubulações

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TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Aula 9: DESENHO E PROJETO DE TUBULAÇÕES
Belém-PA
Novembro/2015
Belém 
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SUMÁRIO
1- Tipos de Desenhos de Tubulações
2- Identificação de Tubulações, Vasos, Equipamentos e Instrumentos
3- Fluxogramas
4- Plantas de Tubulação 
5- Desenhos Isométricos
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1- Tipos de Desenhos de Tubulações:
Em um projeto de tubulações industriais, fazem-se geralmente os seguintes desenhos de tubulações:
Fluxogramas (flow-sheets);
Plantas de tubulação (piping plants);
Desenhos isométricos;
Desenhos de detalhes e de fabricação, desenhos de suportes, folhas de dados, etc.
Além destes, um projeto contém sempre vários outros documentos e tipos de desenhos que ainda serão citados.
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2- Identificação de Tubulações, Vasos, Equipamentos e Instrumentos:
Em todos os projetos industriais é necessário adotar uma sistemática de identificação para todas as tubulações, vasos, equipamentos, e instrumentos com o intuito de individualizar todos e cada um dos elementos do sistema.
As tubulações costumam ser designadas por uma sigla composta que geralmente contém as seguintes informações: DN do tubo, indicação do tipo ou classe de fluido, número de ordem da linha, e especificação do material. Por exemplo: 8”V 453 Ac, que seria DN 8”, V – classe de fluido (vapor), 453 o número de ordem da linha e Ac a especificação do material (aço carbono);
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2- Identificação de Tubulações, Vasos, Equipamentos e Instrumentos:
Classes de fluidos são designadas por uma ou duas letras, dependendo do projetista ou a natureza da instalação;
A numeração das tubulações adotam séries diferentes para cada classe de fluido e cada área;
Quando a tubulação muda de diâmetro, de classe de fluido, de área ou de especificação de material, deve receber outra identificação;
A identificação de vasos e equipamentos adotam uma série numérica diferente precedida de uma ou duas letras indicativas, por exemplo B-103, que seria uma bomba de sequencial 103;
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2- Identificação de Tubulações, Vasos, Equipamentos e Instrumentos:
Para cada área adota-se uma série numérica diferente. Pode se utilizar uma terceira letra para os equipamentos iguais que executam o mesmo serviço, por exemplo, bombas B-103A, B-103B e B103C;
A identificação de instrumentos e válvulas de controle são feitas da mesma forma. As siglas são geralmente estabelecidas pelas normas ISA (Instrumentation Society of America)
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2- Identificação de Tubulações, Vasos, Equipamentos e Instrumentos:
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3- Fluxogramas:
São desenhos esquemáticos, sem escala, que mostram todo um sistema construído por diversos componentes e a respectiva rede de tubulações. Os fluxogramas tem a finalidade de mostrar o funcionamento do sistema, não se destinando a fabricação, construção ou montagem. Costumas se ter dois tipos gerais:
3.1 – Fluxogramas de Processo (process flow-sheet): são desenhos preparados pela equipe de processo na fase inicial do projeto. Nestes devem estar figurados:
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3- Fluxogramas:
Equipamentos de caldeira principais (tanques, torres, vasos, reatores, fornos, trocadores de calor, etc), com indicação das características básicas;
Máquinas principais (bombas, compressores, ejetores, etc), com indicação de características básicas;
Tubulações principais, com indicação do fluido contido e do sentido do fluxo;
Principais válvulas de bloqueio, regulagem, controle, segurança e alívio;
Instrumentos principais.
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3- Fluxogramas:
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3- Fluxogramas:
Em principio, o que deve ser mostrado nesses fluxogramas são os elementos que façam parte ou sejam essenciais aos circuitos principais do projeto. É comum mostrarem para cada tubulação e cada equipamento os respectivos valores de pressão e temperatura de operação, bem como o sentido do fluxo e a vazão das tubulações e os balanços de massa e de energia do sistema;
Nestes fluxogramas, devem ser indicadas as exigências que possam existir quanto à localização dos equipamentos (em planta ou elevação) para atender a necessidade do serviço.
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3- Fluxogramas:
3.2- Fluxogramas de Engenharia (engineering flow-sheets): Também preparados pela equipe de processo, em fase mais adiantada do projeto, com a colaboração da equipe de projeto mecânico. São um desenvolvimento dos fluxogramas de processo, e os desenhos básicos a partir dos quais será feito todo o projeto de tubulações. Devem conter as seguintes informações:
a) Todos os equipamentos de caldeiras principais;
b) Todas as máquinas principais;
c) Todos os equipamentos e máquinas secundários (filtros, purgadores, figuras “8”, etc.), desde que tenham alguma função no processo ou operação, manutenção ou montagem.
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3- Fluxogramas:
Todos os elementos devem ser mostrados individualmente, um por um, por meio de sua identificação e de convenções de desenho, necessitando indicar qualquer exigência de serviço.
d) Todas as tubulações (principais de processo, utilidades, secundárias e auxiliares) com indicação de diâmetro, sentido de fluxo, identificação completa e condições ou exigências especiais do serviço ou traçado, como:
Declive constante;
Fluxo por gravidade ou termossifão;
Sem pontos altos ou pontos baixos;
Traçado retilíneo obrigatório;
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3- Fluxogramas:
Mínimo de perda de carga;
Arranjo simétrico ou arranjo não usual obrigatório;
Fluidos com duas fases presentes;
Sujeita a vibrações ou ruídos.
e) Todas as válvulas colocadas nas respectivas linhas e com indicação do tipo geral por meio de convenções;
f) Todos os instrumentos. Devem também figurar as linhas de ar comprimido de comando das válvulas de controle com as respectivas ligações.
Para os tipos usuais de vasos, equipamentos, válvulas, instrumentos, etc, existem convenções de desenhos que devem ser obedecidas;
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3- Fluxogramas:
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3- Fluxogramas:
No desenho de todos os fluxogramas, devem ser seguidas as seguintes normas de desenho:
a) Seguir uma certa ordem racional da disposição dos vasos, equipamentos e tubulações, independente da verdadeira disposição física. Geralmente é feito de forma que o fluxo das tubulações principais seja da esquerda para a direita no papel;
b) É usual também que o desenho seja dividido imaginariamente em três faixas horizontais: na faixa superior ficam os vãos, tanques, torres, reatores, fornos e outros equipamentos principais, na intermediária os trocadores de calor e na inferior, os equipamentos mecânicos (bombas, compressores, etc); 
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3- Fluxogramas:
c) As tubulações são representadas por linhas horizontais ou verticais em traçados mais fortes que os demais elementos. As linhas horizontais são continuas e as verticais interrompidas ou cruzarem com horizontais. Setas indicando o sentido do fluxo são colocadas nas mudanças de direção.
Em redes complexas, onde não seja possível uma única folha, o fluxograma pode ser subdividido em várias folhas e as tubulações que passam de uma folha para a outra devem estar na mesma posição relativa em ambas as folhas para facilitar a leitura;
É usual acrescentar uma tabela com os dados principais de todos os equipamentos que aparecem na folha.
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4- Plantas de Tubulação:
São desenhos feitos em escala contendo todas as tubulações de uma determinada área, representada em projeção horizontal, olhando-se de cima para baixo.
Tubos com diâmetro até 12” são representados por um traço único, na posição da linha de centro. Tubos de diâmetros maiores costumam ser representados por dois traços paralelos, mostrando o tubo em escala. Devem ser indicados sua identificação completa e sentido do fluxo. As válvulas e acessórios são representados por convenções especiais e devem ser, sempre que possível, desenhados em escala. Devem ser mostrados também as posições
das hastes das válvulas;
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4- Plantas de Tubulação:
Devem ser indicadas as elevações de todas as tubulações (geralmente elevação do fundo, a menos que seja indicado o contrário), elevações de linha de centro de equipamentos, bem como de pisos, plataformas, etc;
Além de todas as tubulações, válvulas e acessórios, esses desenhos devem também mostrar:
Linhas principais de referência, com suas coordenadas (limites de áreas, dos desenhos, linhas de centro das ruas, etc.);
Todas as construções existentes na área representada, indicadas pelo seu contorno e coordenadas ou posições cotadas, com o intuito de ilustrar possíveis obstáculos;
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4- Plantas de Tubulação:
Suportes de tubulação com numeração, indicação do tipo, posição e elevação cotada, inclusive as colunas das estruturas de apoio de tubos elevados;
Todos os vasos, equipamentos e máquinas ligados à rede de tubulações, com identificação, desenho do contorno de sua base e com posição e elevação cotadas da linha de centro dos bocais de onde são conectadas as tubulações;
Plataformas, passarelas e escadas de acesso, com posição, dimensões e elevação cotadas;
Todos os instrumentos, com identificação, indicação convencional e posição aproximada. Válvulas de controle e tubulações de contorno, além de válvulas de bloqueio são representadas por um retângulo.
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4- Plantas de Tubulação:
As folhas de planta de tubulação devem formar um mosaico contínuo cobrindo toda a área que abrange a rede de tubulações. Os limites das folhas devem ser os mesmos das plantas de arranjo geral;
Em todas as folhas, deve haver indicação da orientação (Norte do projeto) e indicação das outras folhas que sejam continuidade para qualquer lado;
Em áreas congestionadas que existam muitos equipamentos e tubulações em diversas elevações, pode-se fazer plantas que correm em dois ou mais planos horizontais;
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
Em sistemas complexos, quando necessário para maior clareza, podem ser feitos cortes (desenhos em projeção vertical). Pode também ser necessário fazer desenhos em escala maior de detalhes que estejam congestionados;
Em desenhos de planta, o traçado das tubulações são mais fortes que de equipamentos;
Costuma se colocar uma lista resumo de todos os suportes presentes na folha, indicando para cada tipo de suporte a respectiva quantidade e o desenho de detalhe do suporte;
Em local conveniente, deve ser listado os desenhos de referência relativos à planta em questão.
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
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4- Plantas de Tubulação:
4.1- Plantas de Tubulação Fora de Áreas de Processo:
Para este caso, o desenho segue em linhas gerais as mesmas rotinas e convenções das plantas de tubulações em áreas de processo, entretanto devido serem em geral tubulações longas, ocupando uma grande área de terreno e com relativamente poucos acidentes, alguns aspectos particulares costumam ser diferentes:
Para economia de desenho, são feitas em escala pequena (1:250, 1:500), destacando-se as áreas onde haja acidentes (grupos de derivação, curvas de expansão, grupos de válvulas, etc) que são mostrados em escala maior (1:25, 1:50);
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4- Plantas de Tubulação:
4.1- Plantas de Tubulação Fora de Áreas de Processo (cont.):
Devem ser indicadas as coordenadas limites das áreas mostradas em detalhe;
Suportes, plataformas de acesso e manobra de válvulas, purgadores, etc, devem receber uma numeração de cada folha de planta;
É prática usual não se fazer desenhos isométricos de tubulações externas, sendo as plantas usadas como desenho de montagem;
Quanto as cotas e elevações, seguem-se os mesmos critérios anteriores.
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4- Plantas de Tubulação:
4.1- Plantas de Tubulação Fora de Áreas de Processo (cont.):
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5- Desenhos Isométricos:
São desenhos feitos em perspectiva isométrica, sem escala. Faz-se geralmente um desenho para cada tubulação individual ou duas a três tubulações que sejam interligadas. No caso de tubulações muito longas, pode ser necessário subdividir em vários isométricos sucessivos.
Nos isométricos, os trechos verticais de tubulação são representados por traços verticais e os trechos horizontais, nas direções ortogonais de projeto, são representados por traços inclinados com ângulo de 30º sobre a horizontal, para a direita ou para a esquerda;
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5- Desenhos Isométricos:
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5- Desenhos Isométricos:
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5- Desenhos Isométricos:
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5- Desenhos Isométricos:
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5- Desenhos Isométricos:
Trechos de tubulação fora de qualquer uma das três direções ortogonais são representados por traços inclinados com ângulos diferentes de 30º, devendo ser indicado no desenho o ângulo verdadeiro, costumando-se desenhar um paralelograma ou prisma do qual a direção inclinada do tubo seja uma diagonal;
Todas as tubulações são representadas por um traço único, não importando o DN, na posição da sua linha de centro. Curvas são representadas por curvas em perspectiva, devendo indicar o raio verdadeiro da curvatura da linha de centro;
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5- Desenhos Isométricos:
Todas linhas devem ter indicação completa. Alguns projetistas indicam o sentido do fluxo da tubulação;
Não é usual trechos de tubulação menores que 150 mm ou inferiores ao próprio diâmetro do tubo (o que for maior) em isométricos, exceto para niples em tubulações rosqueadas ou para solda de encaixe com diâmetro menor que 2”;
Deve se representar obrigatoriamente todas as peças componentes das tubulações. Deve também ser mostrada a localização de todas as emendas (soldadas, roqueadas, etc.) dos tubos e acessórios de tubulação;
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5- Desenhos Isométricos:
Válvulas são usualmente designadas por siglas convencionais nos isométricos. Vasos, tanques, bombas e demais equipamentos e máquinas conectados às tubulações aparecem indicados apenas pelas suas identificações, posição de linha de centro e bocais de ligações com as tubulações;
É pelo isométrico que se faz o levantamento dos materiais necessários para a construção das tubulações;
Deve ser apresentado todas as cotas e dimensões necessárias para a fabricação e montagem das tubulações;
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5- Desenhos Isométricos:
É usual colocar as cotas em milímetros e as elevações em metros. Não se deve empregar frações de milímetros por ser uma precisão desnecessária e impossível de se obter em uma montagem de tubulação. Espessura das juntas só são geralmente consideradas quando forem superior a 15 mm;
Qualquer tubo que passe de uma folha para outra, deve ser representada como interrompido, devendo haver sempre indicação da folha na qual o mesmo continua;
Diversos tipos de válvulas e acessórios possuem convenções especiais que devem ser obedecidas;
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5- Desenhos Isométricos:
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5- Desenhos Isométricos: