Aula 01-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS

Prévia do material em texto

15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 1
Tubulações Industriais
Docente: Mário Bittencourt
1. Histórico
2. Definição de tubulação
3. Aplicações
4. Classificação das tubulações
5. Tipos de tubulação
6. Materiais para tubos
7. Processos de fabricação de tubos
8. Seleção de materiais para tubos
9. Custo
10. Bibliografia
Sumário
1
2
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 2
Histórico
Histórico
 O Palácio de Minos em Creta é a estrutura mais antiga 
conhecida de ter tubos de esgoto e água (4.000 anos).
 Toda a tubulação 
ficava escondida da 
vista nas paredes 
da mesma forma 
que é hoje e 
possuíam água 
quente e fria.
3
4
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 3
Histórico
Tubulação de água com inscrição em latim a partir do reinado de Vespasiano .
Histórico
 Tubo de chumbo com uma 
costura dobrada, na termas 
romanas de Bath , Inglaterra
5
6
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 4
Definição de Tubulação
Tubulação
 Conjunto de tubos e acessórios (válvulas, flanges, 
curvas, conexões, etc.) destinados ao transporte de fluidos 
de processo ou de utilidades.
 Distribuição de vapor para força e/ou para 
aquecimento;
 Distribuição de água potável ou de processos 
industriais;
 Distribuição de óleos combustíveis ou lubrificantes;
 Distribuição de ar comprimido;
 Distribuição de gases e/ou líquidos industriais.
Aplicações
7
8
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 5
Classificação
Tipos de Tubulação
Tubulações de Processo (Linha “On Site”)
 Tubulação que interliga sistemas de tubulação ou 
equipamentos no espaço físico definido pelas 
unidades de processo, normalmente delimitadas pelo 
“limite de bateria”.
9
10
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 6
Tubulações de Processo (Linha “On Site”)
Tipos de Tubulação
Tubulações de Transferência
(Linhas “Off-Site”)
 Tubulações que interligam sistemas de tubulação 
ou equipamentos no espaço físico fora das 
unidades de processo.
Tipos de Tubulação
11
12
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 7
Tubulações de Transferência (Linhas “Off-Site”)
Tipos de Tubulação
Tubulações de Transferência (Linhas “Off-Site”)
Tipos de Tubulação
13
14
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 8
Tubulações de Utilidades
 Tubulações que transportam fluidos auxiliares, 
necessários ao processo e armazenamento.
Tipos de Tubulação
Tubulações de Pequeno Diâmetro (TPD)
 Tubulações de instalações industriais de diâmetro 
nominal igual ou inferior a 1 1/2” 
compreendendo as linhas de processo, linhas 
auxiliares de máquinas e linhas de 
instrumentação.
Tipos de Tubulação
15
16
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 9
Materiais Para Tubos
 É muito grande a variedade dos materiais 
atualmente utilizados para a fabricação de tubos. 
 A ASTM (American Society for Testing and 
Materials), especifica mais de 500 tipos diferentes.
 Podem ser classificados em METÁLICOS e NÃO 
METÁLICOS.
Materiais Para Tubos
17
18
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 10
Materiais Para Tubos
Processos de Fabricação de Tubos
Tubos SEM costura
 Laminação > diâmetros grandes
 Extrusão > diâmetros pequenos
 Fundição
Tubos COM costura
 Fabricação por solda
Obs.: a qualidade do tubo independe do processo 
de fabricação;
19
20
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 11
Fabricação por Laminação
PRIMEIRA ETAPA
SEGUNDA ETAPA
LAMINADOR CALIBRADOR
LAMINADOR COM MANDRIL
Fabricação por Extrusão
21
22
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 12
Fabricação por Extrusão
Fabricação por Fundição
 Ferro fundido
 Aços especiais não forjáveis
 Concreto
 Barro-vidrado
23
24
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 13
Fabricação de Tubos com Costura
ROLOS CONFORMADORES (1ª ETAPA)
CORTE LATERAL 
DA CHAPA
PARA A SOLDAGEM
ROLOS CONFORMADORES (2ª ETAPA)
Fabricação de Tubos com Costura
25
26
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 14
Fabricação de Tubos com Costura
SOLDA SOLDA
SOLDA DE TOPO SOLDA SOBREPOSTA
Processo de Fabricação
ERW Electric Resistance Welding 
Longitudinal – Linha Contínua
Fonte: CONFAB
27
28
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 15
Processo de Fabricação
SAW Helicoidal
Fonte: CONFAB
 A seleção e especificação do material mais 
adequado para uma determinada aplicação pode 
ser um problema difícil cuja solução depende de 
diversos fatores.
Seleção de Materiais
29
30
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 16
 A seleção adequada é um problema difícil porque, na 
maioria dos casos, os fatores determinantes podem 
ser conflitantes entre si. 
 Caso típico é corrosão versus custo.
Seleção de Materiais
 Os principais fatores determinantes são:
- Fluido conduzido
- Condições de serviço
- Nível de tensões do material
- Natureza dos esforços mecânicos
- Disponibilidade dos materiais
- Sistema de ligações
- Custo dos materiais
- Segurança
- Facilidade de fabricação e montagem
- Experiência prévia
- Tempo de vida previsto
Seleção de Materiais
31
32
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 17
Seleção de Materiais
Fluido conduzido
 Natureza e concentração do fluido;
 Impurezas ou contaminantes; 
 pH; 
 Velocidade; 
 Toxidez; 
 Resistência à corrosão; 
 Possibilidade de contaminação.
Seleção de Materiais
Condições de serviço
 Temperatura
 Pressão de trabalho
 Devem ser consideradas as condições extremas, 
mesmo que sejam condições transitórias ou 
eventuais.
33
34
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 18
Seleção de Materiais
Nível de tensões do material 
 O material deve ter resistência mecânica 
compatível com a ordem de grandeza dos 
esforços presentes. ( pressão do fluido, pesos, 
ação do vento, reações de dilatações térmicas, 
sobrecargas, esforços de montagem etc.
Seleção de Materiais
Natureza dos esforços mecânicos
 Tração; Compressão; Flexão;
 Esforços estáticos ou dinâmicos; 
 Choque s; Vibrações; Esforços cíclicos etc.
35
36
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 19
Seleção de Materiais
Disponibilidade dos materiais
 Com exceção do aço-carbono os materiais tem 
limitações de disponibilidade.
Sistema de ligações
 Adequado ao tipo de material e ao tipo de 
montagem.
Seleção de Materiais
Custo dos materiais
 Fator frequentemente decisivo. 
 Deve-se considerar o custo direto e também os 
custos indiretos representados pelo tempo de vida, 
e os consequentes custos de reposição e de 
paralisação do sistema.
37
38
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 20
Seleção de Materiais
Segurança
 Do maior ou menor grau de segurança exigido 
dependerão a resistência mecânica e o tempo de 
vida.
Facilidade de fabricação e montagem
 Entre as limitações incluem-se a soldabilidade, 
usinabilidade, facilidade de conformação etc.
Seleção de Materiais
Experiência prévia
 É arriscado decidir por um material que não se 
conheça nenhuma experiência anterior em serviço 
semelhante.
39
40
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 21
Seleção de Materiais
Tempo de vida previsto
 O tempo de vida depende da natureza e 
importância da tubulação e do tempo de 
amortização do investimento. 
 Tempo de vida para efeito de projeto é de 
aproximadamente 15 anos.
41
42
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 22
43
44
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 23
Seleção de Materiais
1 – Conhecer os materiais disponíveis na prática e 
suas limitações físicas e de fabricação.
2 – Selecionar o grupo mais adequado para o caso 
tendo em vista as condições de trabalho, corrosão, 
nível de tensão, etc.
3 – Comparar economicamente os diversos materiais 
selecionados, levando em conta todos os fatores de 
custo.
45
46
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 24
Seleção de Materiais
 Em indústrias de processamento, indústrias 
químicas, refinarias de petróleo, indústrias 
petroquímicas,boa parte das indústrias 
alimentícias e farmacêuticas, o custo das 
tubulações pode representar 70% do custo dos 
equipamentos ou 25% do custo total da 
instalação.
Custo
47
48
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 25
Custo dos Materiais
 A comparação de custos deve ser feita 
comparando a relação custo/resistência 
mecânica
 A comparação deve ser feita entre preços 
corrigidos que serão os preços por kg multiplicado 
pelo peso específico e dividido pela tensão 
admissível de cada material.
Custo dos Materiais
 Na comparação de custos dos materiais devem 
ainda ser levados em consideração os seguintes 
fatores:
- Resistência à corrosão
- Maior ou menor dificuldade de montagem 
(soldagem)
- Maior ou menor facilidade de conformação
- Necessidade ou não de alívio de tensões
49
50
15/08/2021
Prof. Mário Bittencourt – 2021.2 26
Custo dos Materiais
CLÉLIO RIBEIRO, A. “Curso de Tubulações Industriais”. Disponível em: 
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM141/aula01.pdf. Acesso em: 10 ago. 2012.
Bibliografia
 SILVA TELLES, Pedro Carlos. “Tubulações Industriais”. 
10 ed., São Paulo, SP, Livros Técnicos e Científicos 
Editora S.A, 2010.
 PETROBRAS, “Fabricação e Montagem de Tubulações 
Metálicas”. N-115 REV.F, Rio de Janeiro, BR, 2011.
 CLÉLIO RIBEIRO, A. “Curso de Tubulações Industriais”. 
Lorena: Faculdade de Engenharia Química de Lorena. 
Disponível em: 
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM141/aula01.pdf. 
Acesso em: 10 ago. 2012.
51
52
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM141/aula01.pdf
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM141/aula01.pdf