1-M030400-G-1MC302 - MEMÓRIA DE CÁLCULO PARA TRÂNSITO DE EQUIPAMENTOS SOBRE DUTOS

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R E V I S Õ E S 00 Emissão Inicial Este Documento Cancela e Substitui o Docu mento n.° M030000-T-1MC300 B 09/09/2011 RAA JOR SBL DESCRIÇÃO T.E. DATA PREP. VERIF APROV LIBER. T.E – TIPOS DE EMISSÃO A – Preliminar B – P/ Aprovação C – P/ Conhecimento D – P/ Cotação E – P/ Construção F – Conforme comprado G – Conforme construído H – Cancelado L – Aprovado Preparado Ricardo Arruti Verificado Sérgio Lima Aprovado Marcos Flávio Liberado Data Nº CONSÓRCIO.: PROJ-MC-CGS-003 Rev.: 00 PÁGINA: 01 Nº PROJETISTA.: - SAMARCO MINERAÇÃO S.A. Nº SAMARCO: M030400-G-1MC302 PROJETO QUARTA PELOTIZAÇÃO ÁREA GERAL TUBULAÇÃO MEMÓRIA DE CÁLCULO TRÂNSITO DE EQUIPAMENTOS SOBRE DUTOS Nº DO CONTRATO: 4500099610

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00 Emissão Inicial Este Documento Cancela e Substitui o Docu mento n.° M030000-T-1MC300

B 09/09/2011 RAA JOR SBL

Nº DESCRIÇÃO T.E.

DATA

PREP. VERIF APROV LIBER.

T.E – TIPOS DE EMISSÃO

A – Preliminar B – P/ Aprovação

C – P/ Conhecimento D – P/ Cotação

E – P/ Construção F – Conforme comprado

G – Conforme construído H – Cancelado L – Aprovado

Preparado Ricardo Arruti

Verificado Sérgio Lima

Aprovado Marcos Flávio

Liberado

Data

Nº CONSÓRCIO.:

PROJ-MC-CGS-003

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Nº PROJETISTA.:

-

SAMARCO MINERAÇÃO S.A.

Nº SAMARCO:

M030400-G-1MC302

PROJETO QUARTA PELOTIZAÇÃO

ÁREA GERAL

TUBULAÇÃO

MEMÓRIA DE CÁLCULO TRÂNSITO DE EQUIPAMENTOS SOBRE DUTOS

Nº DO CONTRATO: 4500099610

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ÍNDICE ITEM DESCRIÇÃO PÁGINA

1. OBJETIVO 3

2. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3

4. ABRANGÊNCIA 3

5. ATRIBUIÇÕES E RESPONSABILIDADES 3

6. METODOLOGIA 4

8. REQUISITOS DE SMS 9

9. REGISTROS 10

10. DISTRIBUIÇÃO 10

11. ANEXOS 11

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1. OBJETIVO

Estabelecer a cobertura mínima dos dutos para o transito de equipamentos sobre a faixa existente, durante a instalação e montagem do 3º MINERODUTO.

2. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA

• ASME B 31.4 – Liquid Transportation Systems for Hydrocarbons, Liquid Petroleum Gas,

Anhydrous Ammonia and Alcohols;

• ASME B 31.8 – Gás Transmission and Distribution Piping System;

• ABNT/NBR – Projeto de Sistemas de Transmissão e Distribuição de Gás Combustível;

• DIN 8074 – Polyethylene (PE) - Pipes – Dimensions

• ISO 4427 - Polyethylene (PE) pipes and fittings for water supply.

3. DEFINIÇÕES

Tensão Circunferencial (“Hoop Stress”) - Tensão na parede do tubo provocada pela pressão interna do fluido, normalmente calculada pela fórmula de “Barlow”. Tensão Mínima de Escoamento Especificada (“SMYS”) - Tensão de escoamento mínima prescrita pela especificação sob a qual o tubo é fabricado. É obtida de ensaios padronizados e representa um valor probabilístico.

4. ABRANGÊNCIA

Aplica-se ao transito de equipamentos sobre a faixa existente, onde encontram-se o 1º MINERODUTO, 2º MINERODUTO mais o sistema de fibra óptica (sentido de montagem Mina de Germano à Porto de Ubu) até o Porto de Ubu.

5. ATRIBUIÇÕES E RESPONSABILIDADES

• Gerente de Contrato – prover os recursos necessários (equipamentos adequados e pessoal

qualificado) para realização das atividades. • Gerente de Qualidade – emitir procedimento de execução e inspeção para a atividade.

Designar inspetor de dutos para acompanhamento e inspeção. • Inspetores – realizar o acompanhamento e inspeção conforme requisitos desse

procedimento.

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6. METODOLOGIA

6.1 CONSIDERAÇÕES 6.1.1 Será considerado o transito de um Sideboom 583 R nas seguintes condições:

6.1.1.1 Side-Boom com carga máxima sobre o 1º Mineroduto, DN18", DN20”, DN22";

6.1.1.2 Side-Boom com carga máxima sobre o 2º Mineroduto DN14", DN16”;

6.1.1.3 Side-Boom com carga máxima sobre o sistema de fibra optica.

6.2 CARACTERISTÍCAS DAS LINHAS EXISTENTES 6.2.1 A Tabela 1 abaixo estabelece as principais características técnicas das linhas existentes.

6.3 METODOLOGIA 6.3.1 Preliminares 6.3.2 A tensão circunferencial limitada a 90% da tensão de escoamento, considerando-se as espessuras nominais. 6.3.3 Deflexão máxima permitida de 2,5%

6.3.4 Será utilizada a pressão de 67 Kgf/cm2, para o cálculo dos tubos de DN 18" do 1º MINERODUTO, já que esse é a maior pressão para esse diâmetro em tubos de até 8 mm de espessura.

Linha Diâmetro (metro)

Espessura (metro) Material Pressão Máxima

De Operação (Kgf/cm2)

1º Mineroduto

0,457 0,00628 API 5LX-60 67,00

0,508 0,00745 API 5LX-60 72,00

0,558 0,01800 API 5LX-60 160,00

0,508 0,02007 API 5LX-60 212,00

2º Mineroduto

0,355 0,00792 API 5LX-70 106,00

0,406 0,007140 API 5LX-70 103,00

0,406 0,01743 API 5LX-70 217,00

F.OPTICA 0,101 0,0023 PEAD N/A

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6.3.5 Será utilizada a pressão de 72 Kgf/cm2, para o cálculo dos tubos de DN 20" do 1º MINERODUTO, já que esse é a maior pressão para esse diâmetro em tubos de até 8 mm de espessura. 6.3.6 Será utilizada a pressão de 160 Kgf/cm2, para o cálculo dos tubos de DN 22" do 1º MINERODUTO, já que esse é a maior pressão para esse diâmetro. 6.3.7 Será realizado cálculo para o ponto de maior pressão do 1º MINERODUTO, que é de 212 Kgf/cm2

6.3.8 Será utilizada a pressão de 106 Kgf/cm2, para o cálculo dos tubos de DN 14" do 2º MINERODUTO, já que esse é a maior pressão para esse diâmetro. 6.3.9 Será utilizada a pressão de 103 Kgf/cm2, para o cálculo dos tubos de DN 16" do 2º MINERODUTO, já que esse é a maior pressão para esse diâmetro em tubos de até 9,5 mm de espessura. 6.3.10 Será realizado cálculo para o ponto de maior pressão do 2º MINERODUTO, que é de 212 Kgf/cm2 6.3.11 Determinação das Tensões Circunferenciais Sc

6.3.12 Devido à pressão interna (SHI)

t

DpSHI

×

×=

2

onde, p – Pressão interna D – Diâmetro externo t – Espessura

6.3.12.1 Devido às pressões externas

Para a determinação das pressões externas devidas ao solo, será utilizada a formulação de MARSTON ref. /3/ apresentada a seguir:

BCq da ××= γ , para dutos flexíveis (D/t ≥ 20)

sendo,

φ

φ

tgk

eC

B

Htgk

d××

−=

×××−

2

1)

2(

−=

242 φπ

tgk

onde,

D – diâmetro externo t – espessura da parede do tubo B – largura da vala (será adotada igual ao diâmetro externo + 60 cm)

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H – cobertura do duto ᵞ – peso específico do solo (será adotado igual a 18,9 kn/m3) k – coeficiente de empuxo do solo ϕ – ângulo de atrito do solo (será adotado igual à 20º)

Para a determinação das pressões externas devido ao guindaste, será utilizada a formulação de NEWMARK ref./4/, descrita a seguir:

−+

+

+=

1

1

10

2tan

121

VV

VMN

V

V

VV

VMNFqqb

π

onde,

H

BM =

H

LN =

122 ++= NMV

2

1 )(MNV = q0 – Pressão atuante sob a esteira na superfície F – fator de impacto = 1,5 B e L – dimensões funções da esteira, conforme apresentado abaixo para o cálculo da pressão sobre o centro geométrico da projeção da esteira.

Para o guindaste SIDEBOOM 583R – L = 1,64m e B = 0,355m. Finalmente para a determinação da tensão circunferencial devido às pressões externas será utilizada a formulação apresentada a seguir (baseada na ref. /3/).

33

2

3)(

)(3

DpktE

DtEqqFkS

d

badf

HE×××+×

×××+×××=

onde, kf e kd – coeficientes funções do ângulo de contato do tubo com o leito da vala (que será adotado igual a = 30 °, valor inicial de projeto para solo em vala)

L

3,28m

B

0,71

m

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Coeficientes de deflexão Kd – Tabela 16 da NBR 12712 Coeficientes de flexão Kf – Tabela 17 da NBR 12712 E – Módulo de elasticidade do aço – 207000MPa p – pressão interna atuante Fd – Fator de impacto adotado igual a 1,5

6.5.12.2 Tensão circunferencial total

A tensão circunferencial total é dada pela seguinte expressão:

HEHIC SSS +=

6.3.13 Determinação da DEFLEXÃO

Neste item é apresentada a formulação das deflexões segundo a formulação de Spangler/Iowa, reproduzido a seguir. Conservadoramente, foi adotada a formulação para dutos sem pressão interna.

))2('061,0()12

(

)2())((

33

3

DEt

E

DkqqF

D

x Dbad

××+×

××+×=

onde, FD - Fator de deflexão retardada E’ – Módulo de reação do solo igual à 3400kPa, que corresponde à argila de consistência mole a média (tabela A-1 da API RP 1102 ref./5/).

A mesma será comparada com a deflexão obtida segundo através da equação, sugerida por R.C.Prevost, reproduzida a seguir:

=

D

tD

D

x

f

onde, ∆x/D = deflexão diametral (relativa) admissível Df = coeficiente de deformação = 6 εp= deformação específica dos aços de alta resistência = 0,25% t = espessura da parede D = diâmetro externo

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6.3.14 Determinação das pressões sob as esteiras

Dados:

• Peso do Sideboom 583 – 33160kgf • Peso do contrapeso – 7800kgf • Peso de 12 m do duto 20” concretado – 6955 kg

Layout do Sideboom

Calculo de Reações:

6.3.15 Coberturas Mínimas consideradas

Condição Linha Cobertura Mínima em m

Sideboom 583 sustentando coluna

1º Mineroduto 1,00 2º Mineroduto 1,00

FIBRA OPTICA 0,40

6.3.16 Memória de Cálculo

A memória de cálculo dos valores de cobertura mínima para os dutos existentes está inserida nos Anexos I a III.

R1 R2 Pressão atuante q0 kgf N kgf N kPa

35.115,30 344.481,13 14.808,69 145.273,30 147,92

3,5m 2,3m 1,2m

P

R1 R2

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7. CONCLUSÃO

Conforme o exposto nos cálculos verificamos que nas situações mais criticas tanto de carga, espessura, diâmetro e pressão podemos transitar sobre os dutos existentes na faixa desde que os mesmos se encontrem a pelo menos 1,0m de profundidade. No caso onde for identificado pontos com menos de um metro deve ser evitado o transito de equipamentos, só podendo o mesmo ser realizado caso sejam tomadas medidas mitigadoras como sobre cobertura (até 1,0m) ou a utilização de placas de concreto ou aço conforme desenho M030400-C-100015-R-00.

8. REQUISITOS DE SMS

8.1 Para esta obra serão seguidas as diretrizes de SMS para as atividades de construção e montagem

conforme descrito abaixo: 8.1.1 Antes do início das atividades de terraplanagem deverá ser realizada APR (análise preliminar de

riscos) com todos os setores envolvidos na atividade e SMS conforme estabelecido na diretriz contratual de SMS.

8.1.2 As medidas preventivas contidas na APR devem ser divulgadas a todos os envolvidos; 8.1.3 Diariamente o encarregado ou supervisor da produção deverá efetuar DDSMS com a equipe de

trabalho enfocando a segurança e os riscos das atividades que irão ser executadas, cabendo a ele as orientações das medidas preventivas/mitigadoras;

8.1.4 Os profissionais envolvidos nos serviços devem fazer uso dos EPI básicos, tais como capacete

com jugular, protetores auriculares, botas, óculos de segurança e fardamento, além do uso dos EPI específicos (luvas, máscaras, etc.).

8.1.5 Os equipamentos serão providos de Kit de Emergência Ambiental, contendo manta absorvente,

trapos, sacos plásticos para condicionamento de resíduos; 8.1.6 A execução do serviço está vinculada à obtenção da Licença de Instalação ou Alvará específico

emitido pelos órgãos competentes; 8.1.7 No período de execução do serviço, caso necessário à substituição de óleo lubrificante ou

hidráulico, o descarte será realizado através de tambor para resíduos contaminados, o qual será tratado conforme PGR (Plano de Gestão de Resíduos) da contratante;

8.1.8 Na ocorrência de incidentes ou acidentes deve-se seguir os procedimentos de emergência e o fluxo

de comunicação estabelecido; 8.1.9 Durante atividades de elevação de cargas todos os colaboradores não envolvidos diretamente

nestas atividades deverão manter-se distantes dos equipamentos de elevação de carga e a área abaixo da lança deverá estar isolada;

8.1.10 No caso e ocorrência de incidentes, acidentes ou Não Conformidades geradas a partir de LV

internas ou da contratante, a investigação e ações preventivas e/ou corretivas serão executadas;

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8.1.11 Todos os equipamentos usados no transporte de materiais serão revisados quanto a sua capacidade de carga, os cabos de aço ou faixas de içamento deverão ser inspecionados periodicamente, e quando detectadas falhas serão recolhidos para o almoxarifado.

8.1.12 Os seguintes itens de segurança abaixo relacionados também são obrigatórios para a execução da

atividade:

8.1.13 Usar cordas guia ao remanejar materiais. 8.1.14 Qualquer operador de máquinas ao ausentar-se da mesma deverá acionar os sistemas de freio

e/ou travas de câmbio, quando se tratar de Trator de Esteira e Escavadeira apoiar as esteiras e a pá no solo.

8.1.14.1 Acesso à cabine de operação da máquina só poderá ser no local apropriado com corrimão, e somente pelo operado da máquina.

8.1.14.2 Nenhuma máquina deverá permanecer em funcionamento sem operador no posto de trabalho.

8.1.14.3 Deverá estar funcionando a buzina de alarme de marcha à ré nas máquinas e equipamentos.

8.1.15 Os aspectos da área de Meio Ambiente, concernentes à coleta, segregação, transporte e

destinação final de resíduos, contenção de eventuais vazamentos, bem como todos os demais requisitos estabelecidos no contrato devem ser seguidos

8.1.16 Os funcionários da empresa devem estar com os exames admissionais conforme previstos na

legislação vigente, bem como participar de palestra de integração proferida pela área de SMS

9. REGISTROS

Não aplicável.

10. DISTRIBUIÇÃO

• Fiscalização • Gerentes e Coordenadores • Encarregado de Fase • Arquivo Técnico

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11. ANEXOS

Anexo 1 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto DN18" Anexo 2 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto DN20" Anexo 3 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto DN22" Anexo 4 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto ponto de maior pressão Anexo 5 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN14" Anexo 6 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN16" Anexo 7 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto ponto de maior pressão Anexo 8 – Memória de Cálculo PEAD

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Anexo 2 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto DN20"

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Anexo 2 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto 20"

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Anexo 3 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto DN22"

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Anexo 4 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 4 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 4 – Memória de Cálculo – Linha 1º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 5 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN14"

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Anexo 5 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN14"

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Anexo 6 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN16"

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Anexo 6 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto DN16"

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Anexo 7 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 7 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 7 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 7 – Memória de Cálculo – Linha 2º Mineroduto ponto de maior pressão

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Anexo 8 – Memória de Cálculo PEAD

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Anexo 8 – Memória de Cálculo PEAD