Tubulações Industriais

Transcrição

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Tubos
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Geração
Produção
e / ou
Tubulação
Utilização
Armazenagem
Líquidos
Utilização
Pastosos
Com suspensão
Gases
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 Conduto rígido – tubos;
 Conduto flexível – tubo fexível, mangeira, mangote.
Pipe (conduzir fluidos)
 Normas Americanas
Tubing (trocar calor, conduzir sinais, etc)
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 Os tubos utilizados em instalações industriais, são definidos e
classificados pela ANSI B36.10 (Aços Carbono e Aços Liga) e
B36.19 (Aços Inoxidáveis);
 São designados por um número chamado DN - Diâmetro Nominal
(referencial da linha neutra), qual vai de 1/8” até 12” não
correspondendo a nenhuma dimensão física do tubo. Já nos casos
de 14” e 36”, correspondem ao diâmetro da circunscrição da linha
neutra da espessura do material (centro da parede interna x
externa).
 Para cada Ø nominal fabricam-se tubos com várias espessuras, o
diâmetro externo é conservado, variando-se então apenas o
diâmetro interno.
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Os tubos eram fabricados em 3 (três) espessuras conhecidas, como:
 S – Standard;
 XS – Extraforte ;
 XXS – Duplo Extraforte.
A ANSI B36.10 adotou as séries “Schedule Number” para designar a espessura
dos tubos (10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160)
 Espessura STD e Sch 40 são as mesmas para diâmetros até NPS 10 (DN
250);
 Espessura STD é 3/8” (9,52mm) para diâmetros NPS 12 (DN 300) e
maiores;
 Espessura XS e Sch 80 são as mesmas para diâmetros até NPS 8 (DN
200);
 Espessura XS é ½” (12,7mm) para diâmetros NPS 8 (DN 200) e maiores.
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Tubos Industriais
 Os tubos de Ø >36” não são padronizados, fabricando-se apenas por
encomenda e com costura.
 Os tubos de aço carbono, s/ costura, variam entre 6 e 10m podendo
chegar a 16m, dependendo do peso do lingote.
 Os tubos c/ costura podem ser fabricados em comprimentos prédeterminados.
 No geral, os comprimentos variam de 3, 6 e 12 metros;
 Os tubos são fabricados em com três extremidades (pontas), de
acordo com o meio de ligação a ser usado: Lisa, Chanfrada e
Rosqueada.
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Tubos de FoFo
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Tubos de PVC
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Tubos de PVC
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Tubos de Cobre e Suas Ligas
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Processos de Fabricação
 Laminação
Tubos sem costura
 Extrusão
 Fundição
Tubos com costura
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 Laminação + Soldagem
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Laminação (Parte I)
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Laminação (Parte II)
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Extrusão
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Fabricação de Tubos c/ Costura (FRW)
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Fabricação de Tubos c/ Costura (SAW)
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Fabricação de Tubos c/ Costura (ERW)
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Fabricação de Tubos c/ Costura Helicoidal (SAW)
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Dados para Pedido/Aquisição








Quantidade (peso ou comprimento);
Diâmetro nominal;
Espessura/série;
Norma dimensional;
Material;
Processo de fabricação (tipo);
Extremidade;
Acabamento/revestimento.
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Meios de Ligação dos
Tubos
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Meios de Ligação

Conectar tubos entre si;
Ligar tubos às válvulas, acessórios e equipamentos.
Principais sistemas de
ligação/fixação

Ligações rosqueadas;
Ligações soldadas;
Ligações flangeadas;
Ligações ponta e bolsa;
Ligações de compressão;
Ligações patenteadas.
Escolha depende de: material, diâmetro, finalidade, segurança,
custo, pressão e temperatura, fluido, necessidade de desmontagem.
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SERVIÇOS NÃOSEVEROS
LIGAÇÕES CORRENTES
AO LONGO DA
TUBULAÇÃO
DIÂMETROS ATÉ 4”
LIGAÇÕES ROSQUEADAS
COM LUVAS
DIÂMETRO DE 6” OU
MAIORES
SOLDA DE TOPO
DIÂMETRO ATÉ 1½”
LIGAÇÕES DE SOLDA DE
ENCAIXE COM LUVAS
DIÂMETROS DE 2” OU
MAIORES
SOLDA DE TOPO
DIÂMETROS DE 4”
LIGAÇÕES ROSQUEADAS
COM UNIÕES
DIÂMETRO DE 6” OU
MAIORES
LIGAÇÕES FLANGEADAS
(FLANGES ROSQUEADOS OU
SOBREPOSTOS)
DIÂMETROS ATÉ 1½”
LIGAÇÕES DE SOLDA DE
ENCAIXE COM FLANGES DE
ENCAIXE
DIÂMETROS DE 2” OU
MAIORES
LIGAÇÕES FLANGEADAS
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(FLANGES DE PESCOÇO)
SERVIÇOS SEVEROS
SERVIÇOS NÃOSEVEROS
LIGAÇÕES NOS
EXTREMOS DA
TUBULAÇÃO, OU ONDE
FOR EXIGIDA
FACILIDADE DE
DESMONTAR
SERVIÇOS SEVEROS
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Ligações Rosqueadas

Domiciliares/Comerciais

Industriais, em ramos secundários;

Vantagens

Desvantagens




 Custos
Fácil execução;
Fácil desmontagem
 D  4”


Vazamentos;
 Resistência mecânica
Rosca em tubos: Sch 30 a 100 (preferencialmente)
ANSI/ASME B1.20.1
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Ligações Soldadas
Solda por fusão
 Solda de topo
 Solda de encaixe ou soquete
 Resistência
Vantagens
 Estanqueidade
 Aparência
 Manutenção
Fácil de pintar e isolar
Desvantagens
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 Desmontagem
 Mão de obra
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Solda de topo – para tudo com diâmetro acima de 2”.
ASME B16.25
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Solda de topo – para tudo com diâmetro inferior a 1 1/2”
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Ligações Flangeadas

Válvulas;

Equipamentos e instrumentos;

Desmontagem (quando tubulação não flangeada);

Tubos entre si (quando não pode soldar);

Desvantagens:
 Vazamento
 Pesadas
 Volumosas
 Caras
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Ligações Flangeadas
ANSI/ASME B16.5 as 7 classes abrangem todos os tipos de flanges, Ø de ½”
a 24”,com as seguintes exceções:
 2500# só até ø 12”;
 Flanges de encaixe só nas classes de 150# e 600#;
 1500# flanges rosqueados até ø 12”;
 Ø < 3” os da classe 400# são iguais aos 600#;
 Ø < 2 1/2” os da classe 900# são iguais aos 1500#.
Obs:
# = psi = lbf/pol².
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Tipos de Flanges
 Forjados < 20”; >20” Anel rolado laminado a quente ou feitos de chapas ou
barra calandrada
 Principais Especificações ASTM p/ forjados:
 A-181: aço carbono uso geral
 A-105: aço carbono acalmado c/ Si, p/ temperaturas elevadas
 A-182: aço-liga Mo, Cr-Mo e de aços inoxidáveis
 A-351: aço carbono e aço-liga Ni p/ baixas temperatura
ANSI B16.5 define 7 classes de flanges cujas pressões nominais são (#):
150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500. Estas pressões são as admissíveis de
trabalho p/ uma determinada temperatura. P/ o A/C são 260ºC p/ 150# em
455ºC p/ as demais. P/ os de aços-liga e inox variam conforme o material
sendo mais altas do que as correspondentes ao A/C.
O número da pressão nominal não significa a pressão admissível de trabalho do
flange,
esta depende da temperatura de trabalho.
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Tipos de Flanges
A) Integral
Equipamentos
Ferro fundido
+ Resistente
B) Pescoço
Uso geral
 Resistência
 Aperto
 Tensões residuais
Montagem:
- Tubo chanfrado
- Comprimento certo
C) Sobreposto
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Menos custo
Facilidade de montagem
 Aperto
 Tensões residuais
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Tipos de Flanges
Não – soldáveis
Não - metálicos
D) Rosqueado
E) Encaixe
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Tubos
 Aperto
 tensões residuais
Rosca:  tensões, vazamentos
 1½”
+ Facilidade na montagem
F) Lap-joint
Soltos,virola
Sem contato
G) cego
Bocais de equipamentos
Extremidade
Futura expansão
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Tipos de Flanges
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C/ ressalto: mais comum, p/ qualquer temperatura e pressão, 1/16” de altura
p/ classes de pressão 150 e 300#) e ¼” p/ classes mais elevadas, superfície
lisa ou
ranhurada (espiralada ou concêntricas). Ranhuras devem ter
profundidade de até 0,15mm, e o ressalto liso pode ter vários graus de
acabamento de acordo c/ o serviço ou tipo da junta.
Plana: usual p/ Fofo e materiais frágeis; aperto da junta é inferior ao do face
c/ ressalto. Só acoplar face plana c/ face plana.
Para junta c/ Anel: usado p/ serviços severos, altas pressões e temperaturas
(vapor >600#, hidrocarbonetos > 900#), fluidos perigosos, tóxicos etc. Rasgo
circular profundo p/ encaixe do anel. Vedação pela ação de cunha do anel e
pela dilatação deste devido a pressão interna. Dureza da face maior que o anel
(A/C –120 HB, Inox –304, 316, 347 e 321–160HB e 120HB p/ 304L e 316L
Macho e Fêmea: face de lingueta e ranhura, mais raros, usados p/ serviços
especiais; junta fica confinada não tendo contato com o fluido circulante.
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Juntas para Flanges
 Elemento de vedação, submetida a forte compressão pelo aperto dos
parafusos, e a esforço de cisalhamento pelo fluido circulante.
 Deve ser suficientemente deformável e elástica, p/ amoldar nas
irregularidades da superfície dos flanges, e dura e resistente quanto
maior for a pressão do fluido.
 Compressão  aperto
 Cisalhamento  pressão Interna
Material
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Acomodação
Deformável
P, t
Elástico
Resistente  fluido, t
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Juntas para Flanges
 Espessura
F=PxA
P   a  (espess. )
 Dureza
Dureza  
Acabamento das faces 
P. Interna pode 
 Aperto
 Inicial
- p/ acomodar o material da junta – sem pressão;
 Residual - p/ compensar a pressão Interna;
 A quente - p/ compensar a dilatação dos parafusos .
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Juntas para Flanges
Não metálicas: juntas planas, p/ FFR e FFP, espessuras de 0,7 a 3mm, sendo
1,5mm mais comum. Borracha natural, sintética, materiais plásticos e papelão
hidráulico (material aglutinante c/ amianto comprimido.
Semi-metálicas em espiral: lâmina metálica (geralmente inox), torcida em
espiral, c/ enchimento de amianto em volta. P/ FFR, serviços acima dos p/
Junta papelão hidráulico, e classes > 600#. Acabamento dos flanges deve ser
liso.
Metálicas foleadas: possuem; espessura da junta: 2 a 3mm. Mesmo emprego
das semi-metálicas espiral; Flange com acabamento liso ou ranhura
concêntrica.
Metálicas maciças: faces planas ou ranhuradas, p/ FFR (altas pressões), e
FF Macho-Fêmea.
Metálicas de anel (JTA): anéis metálicos maciços de seção octogonal ou
ovalada (mais comum). Empregadas em vapor e hidrogênio (>600#) e
hidrocarbonetos
(>900#). Usadas em temperaturas acima de 550ºC
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Materiais para Juntas

Borracha natural (EPDM);

Borrachas sintéticas (PTFE, Silicone, PVA, PU);

Papelões hidráulicos;

Materiais plásticos (PVC, PEAD, PEBD);

Juntas metálicas folheadas ou em espiral;

Juntas metálicas simples.
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Juntas Planas (ANSI/ ASME B 16.21)
ENCHIMENTO NÃO METÁLICO
Juntas de Anel (ANSI/ ASME B 16.20)
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OVAL
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Parafusos e Estojos
(AC)
AC – 10.000 psi
AL – 60.000 psi
(AL)

APERTO
A-193 Gr B7 (1%Cr 0,2% Mo) – até 480ºC
A-193 Gr B5 (5%Cr 1/2% Mo) – até 600ºC
A-320 (aço-liga Ni) – temperaturas abaixo de 0ºC
Aços Inox, devido a baixa resistência mecânica, não devem ser usados em
serviços severos. ANSI B31 limita a FLG até 400#.
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



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Parafusos e Estojos

APERTO INICIAL – Tem a finalidade de adaptar as juntas às faces do
flange, amoldando-a às imperfeições.
Valores do Aperto Inicial:
• Juntas de Borracha de 2,5 a 4 MPa
• Juntas de Papelão Hidráulico de 8 a 12 MPa
• Juntas Metálicas de 20 a 40 Mpa

APERTO RESIDUAL – Tem o objetivo de combater o efeito da pressão
interna (Pi) na tubulação tendendo a separar os flanges.
Valor do Aperto Residual :1,5 a 2 vezes Pi

APERTO FINAL – Para compensar os efeitos de dilatações devido a
variações de temperatura
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Parafuso
 Cabeça integral sextavada ou quadrada, rosca nuca abrange todo o corpo.
 ANSI B18.2 padroniza dimensões, ANSI B1.1 padroniza dimensões dos
filetes.
 Designados pelo comprimento e Ø nominal da rosca.
 ANSI B21 permite o uso de A/C p/ FLG até 300#, juntas não metálicas e até
260ºC. Só costumam ser empregados até 150#.
Estojo
 Barras cilíndricas rosqueadas (pode ou não abranger todo o comprimento) c/
porcas e contra porcas independentes. Melhor aperto; filetes devem ser obtidos
por rolamente e não por corte (usinagem).
 ANSI B18.2 padroniza dimensões, ANSI B1.1 padroniza dimensões dos
filetes.
 ANSI B31.3 possui tabelas indicando as tensões admissívies e temperatura
de trabalho p/ os diversos materiais de uso p/ os estojos.
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Ligação de Compressão
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Tubulações Industriais
Ligação de Ponta e Bolsa
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Tubulações Industriais
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Tubulações Industriais
Ligação de Ponta e Bolsa
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Tubulações Industriais
Ligações Patenteadas
Junta Dresser ®
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Junta Vitaulic ®
Junta Gibault®
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Conexões
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Tubulações Industriais
 Para solda de topo
 Para solda de encaixe
Sistemas de Conexões
 Rosqueados
 Flangeados
 De ponta e bolsa
 De compressão
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Tubulações Industriais
1.
2.
Para mudanças de
direção
Para derivações
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•
•
•
•
•
Curvas de raio longo
Curvas de raio curto
Curvas de redução
Joelhos
Joelhos de redução
•
•
•
•
•
•
•
•
Tês normais (de 90º)
Tês de 45º
Tês de redução
Peças em “y”
Cruzetas
Cruzetas de redução
Selas
Colares
De 22 ½º, 45º,
90º e 180º
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Tubulações Industriais
3.
4.
5.
Para mudanças de
diâmetro
Para ligação
Para fechar extremidades
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• Reduções concêntricas
• Reduções excêntricas
•
•
•
•
•
Luvas
Uniões
Flanges
Niples
Virolas
• Tampões
• Bujões
• Flanges cegos
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Tubulações Industriais
Conexões Flangeadas (ANSI/ASME B 16.5)
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Tubulações Industriais
Conexões Flangeadas Sanitárias (ASME BPE 2002)
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Tubulações Industriais
Conexões para Solda de Encaixe (ANSI/ASME B16.11)
07/12/2012
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Tubulações Industriais
Conexões Rosqueadas (ANSI/ ASME B 16.11, B 2.1)
07/12/2012
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Tubulações Industriais
Para Tubo Reforçados c/ Fibra de Vidro (FRP)
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Tubulações Industriais
Conexões Para Ligação De Compressão (Fittings)
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Tubulações Industriais
Conexões Para Ligação De Compressão
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Tubulações Industriais
Conexões Para Solda De Topo (ANSI/ ASME B 16.9)
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Tubulações Industriais
Emprego das Conexões de Grande Porte
① Curva em gomos em tubo de grande
diâmetro
② Boca de lobo
③ Acessórios para solda de topo soldados
diretamente um ao outro
④ Derivação com colar
⑤ Derivação com luva
⑥ Acessórios para solda de encaixe (ou com
rosca) com niples intermediários
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Curvas em Gomo e Derivações Soldadas
Curvas em Gomo: Usadas exclusivamente em tubulações de aço; são feitas de
pedaços de tubos e soldados de topo; podem ter 2, 3 ou 4 gomos.
São usadas em Ø acima de 20”, pressões e temperaturas moderadas.
Derivações soldadas: Para ramais pequenos, até Ø 2”, é usual o emprego de
uma luva, soldada diretamente no tubo-tronco, desde que este último tenha
pelo menos Ø 4”.
Os ramais de quais quer Ø, acima de 1”, podem ser feitos c/ uso de “selas” ou
“colares”.
Para ramais de 2”ou mais, desde que o Ø do tubo-tronco seja maior do que o Ø
do ramal, o mais usual é a solda direta de um tubo no outro (boca de lobo).
Estas podem ser sobrepostas (menores tensões residuais) ou penetrantes
(maiores tensões residuais). A ANSI B31 aceita esse tipo de derivação
indicando detalhadamente casos onde seja necessário reforços locais. Estes
reforços consistem em um anel de chapa envolvendo a derivação e soldado no
tubo tronco e na derivação.
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Boca de Lobo (Ramal de 2” ou maior)
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Derivações Soldadas
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Tubulações Industriais
Derivações Soldadas
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Tubulações Industriais
Derivações Soldadas
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Tubulações Industriais
Derivações Soldadas
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Tubulações Industriais
Derivações Soldadas (Weldolet)
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Tubulações Industriais
Derivações Soldadas
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Tubulações Industriais
Curvas em Gomo
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90
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91
Tubulações Industriais
Isolamento
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92
07/12/2012
93
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Fim!!!
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