Tubulações Industriais

Transcrição

2012
07/12/2012
1
Tubos
07/12/2012
2
Geração
Produção
e / ou
Tubulação
Utilização
Armazenagem
Líquidos
Utilização
Pastosos
Com suspensão
Gases
07/12/2012
3
 Conduto rígido – tubos;
 Conduto flexível – tubo fexível, mangeira, mangote.
Pipe (conduzir fluidos)
 Normas Americanas
Tubing (trocar calor, conduzir sinais, etc)
07/12/2012
4
 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.
07/12/2012
5
07/12/2012
6
07/12/2012
7
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.
07/12/2012
8
07/12/2012
9
07/12/2012
10
07/12/2012
11
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.
07/12/2012
12
Tubos de FoFo
07/12/2012
13
Tubos de PVC
07/12/2012
14
Tubos de PVC
07/12/2012
15
Tubos de Cobre e Suas Ligas
07/12/2012
16
07/12/2012
17
Processos de Fabricação
 Laminação
Tubos sem costura
 Extrusão
 Fundição
Tubos com costura
07/12/2012
 Laminação + Soldagem
18
Laminação (Parte I)
07/12/2012
19
Laminação (Parte II)
07/12/2012
20
Extrusão
07/12/2012
21
Fabricação de Tubos c/ Costura (FRW)
07/12/2012
22
Fabricação de Tubos c/ Costura (SAW)
07/12/2012
23
Fabricação de Tubos c/ Costura (ERW)
07/12/2012
24
Fabricação de Tubos c/ Costura Helicoidal (SAW)
07/12/2012
25
Dados para Pedido/Aquisição








Quantidade (peso ou comprimento);
Diâmetro nominal;
Espessura/série;
Norma dimensional;
Material;
Processo de fabricação (tipo);
Extremidade;
Acabamento/revestimento.
07/12/2012
26
Meios de Ligação dos
Tubos
07/12/2012
27
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.
07/12/2012
28
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
29
(FLANGES DE PESCOÇO)
SERVIÇOS SEVEROS
SERVIÇOS NÃOSEVEROS
LIGAÇÕES NOS
EXTREMOS DA
TUBULAÇÃO, OU ONDE
FOR EXIGIDA
FACILIDADE DE
DESMONTAR
SERVIÇOS SEVEROS
07/12/2012
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
07/12/2012
30
07/12/2012
31
07/12/2012
32
07/12/2012
33
07/12/2012
34
Ligações Soldadas
Solda por fusão
 Solda de topo
 Solda de encaixe ou soquete
 Resistência
Vantagens
 Estanqueidade
 Aparência
 Manutenção
Fácil de pintar e isolar
Desvantagens
07/12/2012
 Desmontagem
 Mão de obra
35
Solda de topo – para tudo com diâmetro acima de 2”.
ASME B16.25
07/12/2012
36
Solda de topo – para tudo com diâmetro inferior a 1 1/2”
07/12/2012
37
Ligações Flangeadas

Válvulas;

Equipamentos e instrumentos;

Desmontagem (quando tubulação não flangeada);

Tubos entre si (quando não pode soldar);

Desvantagens:
 Vazamento
 Pesadas
 Volumosas
 Caras
07/12/2012
38
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.
07/12/2012
39
07/12/2012
40
07/12/2012
42
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.
07/12/2012
43
Tipos de Flanges
A) Integral
Equipamentos
Ferro fundido
+ Resistente
B) Pescoço
Uso geral
 Resistência
 Aperto
 Tensões residuais
Montagem:
- Tubo chanfrado
- Comprimento certo
C) Sobreposto
07/12/2012
Menos custo
Facilidade de montagem
 Aperto
 Tensões residuais
44
Tipos de Flanges
Não – soldáveis
Não - metálicos
D) Rosqueado
E) Encaixe
07/12/2012
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
45
Tipos de Flanges
07/12/2012
46
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.
07/12/2012
47
07/12/2012
48
07/12/2012
49
07/12/2012
50
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
07/12/2012
Acomodação
Deformável
P, t
Elástico
Resistente  fluido, t
51
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 .
07/12/2012
52
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
07/12/2012
53
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.
07/12/2012
54
Juntas Planas (ANSI/ ASME B 16.21)
ENCHIMENTO NÃO METÁLICO
Juntas de Anel (ANSI/ ASME B 16.20)
07/12/2012
OVAL
55
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#.
07/12/2012
56




07/12/2012
57
07/12/2012
58
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
07/12/2012
59
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.
07/12/2012
60
Ligação de Compressão
07/12/2012
61
Ligação de Ponta e Bolsa
07/12/2012
62
07/12/2012
63
Ligação de Ponta e Bolsa
07/12/2012
64
Ligações Patenteadas
Junta Dresser ®
07/12/2012
Junta Vitaulic ®
Junta Gibault®
65
Conexões
07/12/2012
66
 Para solda de topo
 Para solda de encaixe
Sistemas de Conexões
 Rosqueados
 Flangeados
 De ponta e bolsa
 De compressão
07/12/2012
67
1.
2.
Para mudanças de
direção
Para derivações
07/12/2012
•
•
•
•
•
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
68
3.
4.
5.
Para mudanças de
diâmetro
Para ligação
Para fechar extremidades
07/12/2012
• Reduções concêntricas
• Reduções excêntricas
•
•
•
•
•
Luvas
Uniões
Flanges
Niples
Virolas
• Tampões
• Bujões
• Flanges cegos
69
Conexões Flangeadas (ANSI/ASME B 16.5)
07/12/2012
70
Conexões Flangeadas Sanitárias (ASME BPE 2002)
07/12/2012
71
Conexões para Solda de Encaixe (ANSI/ASME B16.11)
07/12/2012
72
Conexões Rosqueadas (ANSI/ ASME B 16.11, B 2.1)
07/12/2012
73
07/12/2012
74
Para Tubo Reforçados c/ Fibra de Vidro (FRP)
07/12/2012
75
Conexões Para Ligação De Compressão (Fittings)
07/12/2012
76
Conexões Para Ligação De Compressão
07/12/2012
77
07/12/2012
78
Conexões Para Solda De Topo (ANSI/ ASME B 16.9)
07/12/2012
79
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
07/12/2012
80
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.
07/12/2012
81
Boca de Lobo (Ramal de 2” ou maior)
07/12/2012
82
Derivações Soldadas
07/12/2012
83
07/12/2012
84
07/12/2012
85
07/12/2012
86
Derivações Soldadas (Weldolet)
07/12/2012
87
07/12/2012
88
07/12/2012
89
Curvas em Gomo
07/12/2012
90
07/12/2012
91
Isolamento
07/12/2012
92
07/12/2012
93
07/12/2012
94
Fim!!!
07/12/2012
95

Tubulações Industriais

Transcrição

Documentos relacionados

Caixa de Água em PRFV

Sistema de tubulação UPP não-condutor

Ficha Técnica

Flanges, (MS-02

Folder - Eversys

TUBOS E CONEXÕES DE PEAD, PP e PVDF

Testar a água para detectar chumbo: perguntas e respostas

A-Trode - Luvata

JORNAL DA EBSE

Portugués