01-projetista de tubulação_ i-tubulaÇÕes industriais
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Prof. Luis Dantas
I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
1.1 Definição de tubo
1.2 Critério de classificação das tubulações
1.3 Aplicações de tubos
1.4 Exercícios
II-MATERIAIS
2.1 Materiais utilizados na fabricação de tubos• Aço com teor de carbono até 2%• Aço liga• Teor de carbono acima de 2% - Ferro fundido• O cobre e outras ligas não ferrosas
2.2 Fatores de influência na seleção de materiais para confecção
de tubos
2.3 Especificação de material para tubos de aço• Aços Carbono• Aços Ligados• Aços de alta resistência e baixa liga (ARBL)
2.4 Principais propriedades dos materiais para os tubos• Tubos fabricados em Aço carbono• Tubos fabricados em aço inoxidável• Tubos fabricados em ferro fundido
II-MATERIAIS
2.5 Recomendações e normas aplicadas a tubos de aço em geral
• Recomendações para os tubos fabricados em aço- liga sem
costura
• Recomendações para os tubos mecânicos - sem costura
• Recomendações para os tubos de aço - carbono tipo com
costura, preto e galvanizados
• Recomendações para os tubos eletrodutos tipo galvanizados
2.6 Principais normas de aplicação de tubos existentes no
mercado
• Normas utilizadas para fabricação de tubos para troca
térmica
2.7 Exercícios
III-PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS
3.1. Descrição dos processos de fabricação de tubos• Fabricação de tubos com costura• Processo de fabricação de tubos sem costura
IV-LIGAÇÕES ENTRE TUBOS E TIPOS DE ACESSÓRIOS
4.1 Ligações por conexões rosqueadas
• Conexões rosqueadas
4.2 Ligação de tubos por meio de solda• Ligações soldadas pelo processo topo a topo• Ligação por soldagem de encaixe• Ligação de ponta e bolsa
4.3 Ligação flangeada• Classificação dos flanges• Junta para ligações flangeadas• Remoção e instalação de juntas• Outros acessórios da tubulação
V-ISOLANTES
5.1 Peculiaridades do isolante térmico
5.2 Isolante térmico a frio
5.3. Isolante térmico a quente
• Normas que regulamentam a espessura de isolante térmico
5.4 Isolamento acústico
5.5 Pintura das tubulações industriais
5.6 Exercícios
VI-CONTROLE DE QUALIDADE NA FABRICAÇÃO DE TUBOS
6.1. Qualidade na fabricação de tubos
CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Materiais de Construção Mecânica. 2. ed.
São Paulo: Mc Graw-Hill do Brasil. 2ed. 1990.
DUBBEL. Manual do Engenheiro Mecânico. 13. ed. São Paulo: Hemus Ltda,
1979.
FAIRES, V.M. Elementos Orgânicos de Máquinas. RJ: Ao Livro Técnico,1989.
FOUST, Allan Shires et ali. Princípios das Operações Unitárias. 2 ed. Rio de
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1982.
FREIRE, J. M. Fund. de Tecnologia Mecânica: Máquinas de Serrar e de Furar. RJ:
LTC, 2000.
FREIRE, J. M. Mat. de Construção Mecânica. RJ: Livros Técnicos e Científicos,
1983.
GOMIDE, Reynaldo. Fluidos industriais. São Paulo: Livros Técnicos e
Científicos. 1989.
HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais.3. Ed. Rio de Janeiro: LTC. 2002.
INCROPERA, F. P; WITT, D. P. Fund. de Transferência de Calor e Massa. RJ: LTC,
1992.
MANNESMANN, Especificação materiais: aços liga. Minas Gerais, 2007,
BIBLIOGRAFIA
NASH, William Arthur. Resistência dos Materiais. 2. ed. atual. São Paulo, Mc Graw-
Hill, 1982.
PETROBRAS, CONTEC, Comissão de Normas Técnicas. Norma ET - 200. 03:
Materiais de Tubulação para Instalações de Produção e Processo. Rio de Janeiro,
2007
ROWILLER, R. Formulário do Mecânico. São Paulo: Hemus Ltda, 1982.
SHIGLEY, J. E; e MISCHKE, C. R. Mechanical Engineering Design. 5 ed. São Paulo:
McGraw-Hill. 1989.
SMITH, W. F. Princ. de Ciência e Eng. dos Materiais. Lisboa: McGraw-Hill. 3 ed,
1998.
TELES, Pedro Carlos da Silva. Tubulações Industriais. São Paulo: Livros Técnicos e
Científicos Editora, 1992.
VAN VLACK, L. H. Princípio de Ciência dos Materiais. São Paulo:
Edgard Blucher. 14 ed, 2002.
VALLOUREC&MANNESMANN. Materiais ferrosos: tubes. New York. 2007.
BIBLIOGRAFIA
www.abende.orq.br. Acessado em: 04 abr. 2008.
www.aquanex.com.br. Acessado em: 14. abr. 2008.
www.asalit.com.br. Acessado em: 14 mar. 2008.
www.calorisol.com. BR. Acessado em: 14 abr. 2008.
www.confab.com.br. Acessado em: 10 abr. 2008.
www.enqemasa.com.br. Acessado em: 24 abr. 2008.
www.klappe.com.br. Acessado em: 22 abr. 2008.
www.multinor.com.br. Acessado em: 16 abr. 2008.
www.petrobras.com.br. Acessado em: 18 abr. 2008
www.steelpipe.com.br. Acessado em: 25 abr. 2008.
www.tubonal.com.br. Acessado em: 10 abr. 2008.
www.tupy.com.br. Acessado em: 14 mar. 2008.
www.uniforia.com.br. Acessado em: 14 mar. 2008.
www.vallov.com.br. Acessado em: 11 abr. 2008.
BIBLIOGRAFIA
APRESENTAÇÃO
Os processos de prospecção, produção, refino
de petróleo, bem como o armazenamento e
transporte de derivados, de um modo geral,
são variados e complexos. Na indústria do
Petróleo e Gás é comum o escoamento e
manuseio de sistemas polifásicos tais como
lamas, suspensões, leitos fluidizados e
misturas líquidos-gases.
APRESENTAÇÃO
O objetivo deste curso é APRESENTAR alguns
dos processos de fabricação de tubos e os
respectivos materiais neles empregados de
modo geral, visando a fornecer ao projetista de
tubulação uma visão geral sobre o processo de
fabricação de tubos e os respectivos
equipamentos, assim como os acessórios
envolvidos em uma tubulação, de modo a
subsidiar as atividades de planejamento e
projeto de obras na indústria do petróleo.
APRESENTAÇÃO
O profissional que projeta as tubulações deve
possuir um perfil de saber fazer, assim como
deve encontrar-se atualizado nos métodos,
técnicas e procedimentos estabelecidos,
visando à qualidade e à produtividade dos
processos industriais, relativos ao projeto da
tubulação.
APRESENTAÇÃO
O projetista de tubulação poderá exercer suas
atividades profissionais na indústria, em
atividades de projeto de tubulações e em
serviços de prestação de mão-de-obra
qualificada para a área da indústria,
possibilitando assim a sua inserção no
mercado de trabalho e/ou a empregabilidade,
além de uma melhoria da qualidade do serviço
prestado.
APRESENTAÇÃO
Este módulo do Curso Projetista de Tubulação,
intitulado Processo de Fabricação de Tubos e
Materiais Utilizados, constituído de seis
unidades curriculares planejadas para execução
em 60 horas/aula, foi elaborado para o aluno
apreender os conhecimentos e, a partir das
competências adquiridas, desempenhar de
maneira satisfatória as suas atribuições ligadas
aos processos de prospecção, produção e refino
de petróleo.
I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
I.1 Definição de tuboI.2 Critério de classificação das
tubulaçõesI.3 Aplicações de tubosI.4 Exercícios
Definição de tubo
Tubo - Conduto de forma cilíndrica, de parede constante, com a finalidade de transportar fluido, podendo ser fabricado de vários materiais.
Tubulação - Conjunto de tubos, unidos em sequência, que assegura a circulação de um fluido ou de um produto pulverulento numa instalação.
Tubulação industrial - Termo que se refere a todos os acessórios, como ligações, curvas, derivações, válvulas, filtros de linha e purgadores que devem ser instalados para garantir o transporte adequado dos fluidos a pontos distintos de um processo.
I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
I.1 Definição de tuboI.2 Critério de classificação das
tubulaçõesI.3 Aplicações de tubosI.4 Exercícios
Critério de classificação das tubulações
Tipos de áreas de aplicação
Tipo de serviço realizado
Condições de operação
Materiais de fabricação
Critério de classificação das tubulações
Tipos de áreas de aplicação - Existem nas instalações industriais as áreas de processamento e a chamada área externa. Isso permite separar as tubulações de fabricação em categorias, com características distintas, baseadas em norma específica para tal. Exemplo é a Tubulação de fabricação que integra os setores produtivos nas fábricas. Fazem parte da tubulação de fabricação as seguintes tubulações. São elas:
Tubulações de processo, destinadas às finalidades básicas da
indústria.
Tubulações de utilidades, destinadas ao transporte de fluidos
auxiliares.
Tubulações de instrumentação, destinadas a transmitir, por
meio de impulsos, sinais para os operadores dos sistemas de comando.
Tubulações de coleta de condensado ou de efluentes da planta
industrial.
Critério de classificação das tubulações
Tipo de serviço realizado - Esta classificação permite separar em sete categorias as tubulações com finalidades definidas entre si. São elas:
Tubulação de condução - Transporte de fluidos. Tubulação de troca térmica - Uso em caldeiras ou trocadores
de calor.
Tubulação de uso mecânico - Destinadas a peças mecânicas em geral.
Tubulação de uso estrutural - Montagem de estruturas mecânicas de suportações estruturais em geral.
Eletrodutos – Aplicações para proteção de condutores elétricos. Tubos de instrumentação - Transporte de sinais pneumáticos
e hidráulicos.
Tubos de exportação e produção de petróleo - Transporte de óleo com características especiais e próprias da área
petrolífera.
Condições de operação - É uma classificação pouco
utilizada por depender diretamente de fatores tais
como pressão, temperatura e composição do fluido, o
que dificulta a classificação com clareza da categoria
do tubo.
Materiais de fabricação - Estes são especificados de
acordo com a sua composição química e as
propriedades mecânicas que cada um deles deve
possuir. A Tabela 1.1 abaixo apresenta os principais
tipos de materiais usados na fabricação de tubos.
Critério de classificação das tubulações
Critério de classificação das tubulações
I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
I.1 Definição de tuboI.2 Critério de classificação das
tubulaçõesI.3 Aplicações de tubosI.4 Exercícios
Aplicações de tubos
Tubos de condução - Transporte de fluidos.
Tubos de troca térmica - Uso em caldeiras ou trocadores de
calor.
Tubos de uso mecânico - Destinadas a peças mecânicas em
geral.
Tubo de uso estrutural - Montagem de estruturas
mecânicas de suportações estruturais em geral.
Eletrodutos – Aplicações para proteção de condutores elétricos.
Tubos de instrumentação - Transporte de sinais
pneumáticos e hidráulicos.
Tubos de exportação e produção de petróleo - Transporte de óleo com características especiais e próprias da área
petrolífera.
Aplicações de tubos
Tubos de condução - São elementos vazados,
normalmente de forma cilíndrica e seção constante, com
garantia de estanqueidade e resistência a pressões internas ou
externas, utilizados como condutores de materiais sólidos
(granulados ou particulados); líquidos; pastosos ou gasosos. São
empregados nas atividades de produção de petróleo e gás
natural, bem como em refinarias e indústrias químicas,
petroquímicas, nos gasodutos e nas redes de gases, nos
produtos derivados de petróleo, nas indústrias farmacêuticas,
nas alimentícias, etc.
Aplicações de tubos
Aplicações de tubos
Tubos de troca térmica - São tubos fabricados pelo
processo de centrifugação e utilizados em serpentinas,
colunas, manifolds, coletores de fornos e em caldeiras.
A figura 1.2, a seguir, mostra uma coluna e coletores para
fornos, onde são aplicados os tubos de troca térmica.
Aplicações de tubos
A seguir algumas composições de aços aplicados na
construção de tubulação de troca térmica.
- Aço do tipo 25 Cr 35 Ni Nb
- Aço tipo 20 Cr 32 Ni Nb.
Os tubos utilizados na fabricação de trocadores de calor
são fabricados seguindo normas pertinentes. Tais
normas garantem a aplicação do material certo a
cada utilização da tubulação.
Tubos de troca térmica
Aplicações de tubos
NORMAS PARA FABRICAÇÃO DAS TUBULAÇÕES DOS TROCADORES DE CALOR:
ASTM A-249: exige a utilização de tubos de aço inoxidável com costura em trocadores de calor, caldeiras, aquecedores e condensadores.
ASTM A-209: exige a utilização de tubos de aço - liga sem costura em caldeiras e superaquecedores de caldeiras.
ASTM A-213: exige a utilização de tubos de aço inoxidável sem costura em caldeiras, superaquecedores de caldeiras e trocadores de calor.
ASTM A-333: exige a utilização de tubos de aço carbono em serviços em que se operam baixas temperaturas.
EEMUA 144: exige a utilização de tubos em cobre - níquel para serviços severos com a presença de sais, e segue a composição especificada pelo fabricante e atestado por meio de ensaios de recebimento pelo consumidor.
ASTM-American Society for Testing and Materials,
EEMUA-Engineering Equipment and Materials Users Association
Tubos de troca térmica
Aplicações de tubos
Tubos de uso mecânico - São produzidos em aço carbono, com costuras. Os tubos dessa linha para aplicações industriais atendem às normas ASTM A-252 Gr. 1,2,3; ASTM A-134; ASTM A-139 e a ASTM A-135 Gr. A e B. Figura 1.3. Podem ser utilizados em:
Estacas de fixação de plataformas;
Camisa metálica de aquecimento;
Estruturas (elementos mecânicos);
Aplicação naval;
Aplicação ferroviária;
Aplicação automotiva;
Cilindros hidráulicos.
Aplicações de tubos
Tubo de uso estrutural - A espessura de parede
nesses tipos de tubo é constante e a fabricação é feita por
conformação, a partir de tiras de material que são
gradativamente curvadas até a forma desejada. O
fechamento é feito por soldagem de resistência elétrica ou
por solda de arco submerso.
Aplicações de tubos
Aplicações de tubos
Eletrodutos - São tubos de aço cuja fabricação pode ser
com ou sem costura, no sentido longitudinal revestidos de
pintura interna e, externamente, com esmalte de cor preta
ou de superfície externa galvanizada. Comercialmente, os
eletrodutos metálicos tipo rígidos, usados em eletricidade,
são especificados de acordo com sua "bitola".
Aplicações de tubos
Tubos de instrumentação - São tubos fabricados
em aço inox, nas seguintes normas (conforme
ANSI B 36.10 e ANSI B 36.19):
ASTM A-312,
ASTM A-409,
ASTM A-778.
Aplicações de tubos
Tubos de exportação e produção de petróleo -
São tubos usados para revestimento de poços, e são
conhecidos como tubos OCTG (Oil Country Tubular
Goods) e respectivos acessórios. São de alta
resistência à corrosão e a impactos e ideais para
aplicações severas, em águas ultraprofundas e em
ambientes ácidos.
Aplicações de tubos
São tubos usados para: Revestimento de poços de petróleo ou água; Tubos condutores de fluidos; Tubos estruturais para jaquetas e torres de
perfuração offshore.
Os tubos para condução de fluidos podem ser
fabricados por meio de três processos distintos:
SAW Longitudinal com formação U - O - E; ERW Longitudinal em linha contínua; SAW Espiral com formação contínua.
Tubos de exportação e produção de petróleo
Processo de FabricaçãoSAW Longitudinal (U-O-E)
A partir de chapas de aço, esse processo inclui
prensa “U” e “O”
soldagem automática interna e externa por arco
submerso
expansão a frio
testes hidrostáticos
ensaios não destrutivos
ensaios dimensionais
ensaios de laboratório
TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Processo de FabricaçãoSAW Longitudinal (U-O-E)
I-TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
I.1 Definição de tuboI.2 Critério de classificação das
tubulaçõesI.3 Aplicações de tubosI.4 Exercícios
Exercícios
1. - De acordo com o estudo, o que é tubo?
2. - Como são classificados os tubos quanto à
área de aplicação?
3. - Como pode ser classificada a tubulação,
considerando - se o tipo de serviço utilizado?
4. - Cite três das aplicações gerais dos tubos em
uma indústria.
B
B
B
FABRICAÇÃO DE TUBOS CENTRIFUGADOS EM LIGAS NÃO FERROSAS
FABRICAÇÃO DE TUBOS CENTRIFUGADOS EM LIGAS NÃO FERROSAS
Desenho esquemático de uma máquina de centrifugar tubos : (A) sistema de pintura, (B) refrigeração, (C) funil de vazamento, (D) roletes de apoio e rotação, (E) coquilha, (F) base de concreto.
B
B
B
B
B
B
B