aula02

TUBULAES INDUSTRIAS AULA 2 Prof. Cllio

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AULA 2 Volume I do Livro Texto

CONTEDO:

Captulo 3

Meios de Ligao de Tubos.

Captulo 5

Conexes de Tubulao.

Captulo 6

Juntas de Expanso


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MEIOS DE LIGAO DE TUBOS

LIGAES ROSQUEADAS LIGAES SOLDADAS PRINCIPAIS LIGAES FLANGEADAS MEIOS LIGAES DE PONTA E BOLSA

Ligaes de compresso OUTROS SISTEMAS Ligaes patenteadas

FATORES QUE INTERFEREM NA ESCOLHA

DO MEIO DE LIGAO

- MATERIAL E DIMETRO DA TUBULAO - FINALIDADE E LOCALIZAO - CUSTO - GRAU DE SEGURANA EXIGIDO - PRESSO E TEMPERATURA DE TRABALHO - FLUIDO CONDUZIDO - NECESSIDADE OU NO DE DESMONTAGEM - EXISTNCIA OU NO DE REVESTIMENTO INTERNO NO TUBO

LIGAES ROSQUEADAS

SO LIGAES DE BAIXO CUSTO E DE FCIL EXECUO UTILIZADAS EM PEQUENOS DIMETROS (At 2)


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LIGAES SOLDADAS - BOA RESISTNCIA MECNICA - ESTANQUEIDADE PERFEITA E PERMANENTE PRINCIPAIS - BOA APARNCIA VANTAGENS - FACILIDADE PARA APLICAO DE ISOLAMENTO TRMICO E DE PINTURA

- NENHUMA NECESSIDADE DE MANUTENO PRINCIPAIS - DIFICULDADE DE DESMONTAGEM DESVANTAGENS - EXIGE MO DE OBRA ESPECIALIZADA SOLDA DE TOPO PARA DIMETROS DE 2 OU MAIORES SOLDA DE ENCAIXE (soquete) PARA DIMETROS DE AT 11/2

LIGAES DE SOLDA DE TOPO

LIGAES DE SOLDA DE ENCAIXE

A NORMA ANSI/ASME B 31.3 CONTM INUMERAS RECOMENDAES SOBRE SOLDAGEM DOS TUBOS, ICLUINDO SEQNCIA DE SOLDAGEM, TRATAMENTOS TRMICOS, QUALIFICAO DE SOLDADORES, TESTES DE INSPEO E ACEITAO ETC..


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LIGAES FLANGEADAS

SO FACILMENTE DESMONTVEIS E

APLICADAS EM DIMETROS DE 2 OU

MAIORES

UTILIZAO

1. Ligao de tubos com vlvulas e equipamentos e tambm nos pontos da tubulao que for necessrio desmontagem;

2. Ligaes correntes em tubulaes de ao que possuam revestimento

interno anticorrosivo. DEVEM SER USADAS NO MENOR NMERO POSSVEL, PORQUE SO PONTOS PASSVEIS DE VAZAMENTO E TAMBM PORQUE SO PEAS CARAS, PESADAS E VOLUMOSAS. TIPOS DE FLANGES PARA TUBOS


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FACEAMENTO DOS FLANGES

DIMENSIONAMENTO DOS FLANGES

O DIMETRO NOMINAL DO TUDO ASSOCIADO CLASSE DE PRESSO NOMINAL DEFINEM TODAS AS DIMENSES DOS DIVERSOS TIPOS DE FLANGES A norma dimensional de uso mais generalizado no Brasil a ANSI B. 16.5 que abrange flanges de ao forjado de todos os tipos, nos dimetros nominais de at 24. Essa norma define 7 sries de flanges denominadas de classe de presso e designadas pelos nmeros adimensionais 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# e 2500#. A partir da edio de 1981, a norma ANSI/ASME B.16.5 inclui tambm as tabelas de dimenses e presses admissveis em unidades SI, definindo as classes: PN20, PN50, PN68, PN100, PN150, PN250 e PN420. Para cada uma dessas classes de presso tem-se uma curva de interdependncia entre a presso admissvel e a temperatura de cada material

TABELA DE DIMENSES DE FLANGES ANEXO 1/AULA2


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CURVAS DE TENSO ADMISSVEL x TEMPERATURAS

(Para Flanges de Ao Carbono)

PRESSO ADMISSVEL PARA FLANGES DE AO ANEXO 2/AULA2

ESPECIFICAO DE FLANGES

PARA ENCOMENDA OU REQUISIO DE FLANGES SO NECESSRIAS AS SEGUINTE INFORMAES:

QUANTIDADE (Nmero de peas) TIPODE FLANGE DIMETRO NOMINAL ( do Tubo) TIPO DE FACE ESPECIFICAO DO MATERIAL DO FLANGE Obs.: Para os flanges de pescoo e flanges de encaixe necessrio especificar a espessura de parede do tubo a ser soldado. Para os flanges rosqueados necessrio especificar o tipo de rosca.


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JUNTAS PARA FLANGE

JUNTAS NO METLICAS: Borracha Natural Usada

para gua, ar e condensado at 60 C.

Borracha Sinttica Usada para leos at 80 C.

Materiais Plsticos Usados para fluidos corrosivos em baixas presso e temperatura ambiente.

Papelo Hidrulico (juntas de amianto comprimido, grafitado e com aglutinante) Existem vrios tipos normalizados que podem trabalhar em temperaturas de at 500 C e resistem a cidos, lcalis e hidrocarbonetos

PARAFUSOS E ESTOJOS PARA FLANGES

APERTO INICIAL Tem a finalidade de adaptar as juntas s faces do flange, amoldando-a s imperfeies.

Valores do Aperto Inicial: Juntas de Borracha de 2,5 a 4 MPa Juntas de Papelo Hidrulico de 8 a 12 MPa Juntas Metlicas de 20 a 40 MPa

APERTO RESIDUAL Tem o objetivo de combater o efeito da presso interna (Pi)na tubulao tendendo a separar os flanges.

Valor do Aperto Residual 1,5 a 2 vezes Pi APERTO FINAL Para compensar os efeitos de dilataes devido a variaes de temperatura

LIGAES DE PONTA E BOLSA Tubulaes de Ferro Fundido Tubulaes de Barro Vidrado e Cimento Amianto UTILIZADAS EM Tubulaes de Concreto Tubulaes de Materiais Plsticos


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OUTROS MEIOS DE LIGAES DE TUBOS

LIGAES PARA TUBO DE PLSTICO REFORADO COM FIBRA DE VIDRO


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LIGAES DE COMPRESSO

LIGAES PATENTEADAS DIVERSAS SO LIGAES DE MONTAGEM E DESMONTAGEM FCIL E PERMITEM MOVIMENTOS ANGULARES E PEQUENOS MOVIMENTOS AXIAIS 1- JUNTA GIBAULT

2 JUNTA DRESSER


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LIGAES EM TUBOS COM REVESTIMENTOS INTERNOS ANTICORROSIVOS

SISTEMAS DE LIGAES PARA TUBULES DE AO Dimetros at 4 Ligaes rosqueadas

com luvas Servios de baixa

responsabilidade, ou no-severos Dimetros de 6 ou

maiores Solda de topo

Dimetros at 11/2

Ligaes de solda de encaixe com luvas

Ligaes corrente ao longo da tubulao

Servios severos

Dimetros de 2 ou maiores

Solda de topo

Dimetros at 4 Ligaes rosqueadas com unies

Servios de baixa

responsabilidade, ou no-severos


Ligaes flangeadas (flanges rosqueados ou sobrepostos)

Dimetros at 11/2

Ligaes de solda de encaixe com unies

Ligaes nos extremos da tubulao, ou onde

for exigido facilidade de desmontagem

Servios severos


Ligaes flangeadas (flanges de pescoo ou do tipo anel)

Servio no-severo Fluido no perigoso, presso de at 0,7 MPa e temperatura de at 100C


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CONEXES DE TUBULAO

CLASSIFICAO DAS CONEXES DE TUBULAO

1 - Fazer mudanas de direo em tubulaes

- Curvas de raio longo - Curvas de raio curto - Curvas de reduo - Joelhos - Joelhos de reduo

3 Fazer ligaes de tubos entre si

- Luvas - Unies - Flanges - Niples - Virolas (Uso em flanges soltos)

4 Fazer mudanas de dimetro em tubulaes

- Redues concntricas - Redues exentricas - Redues bucha

2 - Fazer derivaes em tubulaes

- Ts normais (de 90) - Ts de 45 - Tes de reduo - Peas em Y - Cruzetas - Cruzetas de reduo - Selas - Colares

- Derivaes soldadas

5 Fazer o fechamento da extremidade do tubo

- Tampes - Bujes - Flange cego


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EXEMPLOS DE EMPREGO

CONEXES PARA SOLDA DE TOPO


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CONEXES PARA SOLDA DE ENCAIXE

CONEXES ROSQUEADAS


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CONEXES PARA FLANGEADAS

CONEXES DE PONTA E BOLSA

CONEXES DE LIGAO NIPLES

NIPLES PARALELOS

Ambos os extremos rosqueados Ambos os extremos lisos Um extremo rosqueado e outro liso

NIPLES DE

REDUO

Ambos os extremos rosqueados Ambos os extremos lisos Extremo maior rosqueado e menor liso Extremo maior liso e menor rosqueado

O COMPRIMENTO DOS NIPLES VARIA DE 50 a 150 mm


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CURVA EM GOMOS

UTILIZAO

Em dimetros acima de 20, devido ao alto custo e dificuldade de obteno de outros tipos de curvas. Em dimetros acima de 8, em tubulaes com presso e temperatura moderadas (Classes de presso 150# a 400#), por motivo econmico

A PRESSO MXIMA ADMISSVEL EM UMA CURVA EM GOMOS SEMPRE MENOR QUE A PRESSO MXIMA ADMISSVEL EM TUBO DE MESMO DIMETRO, ESPESSURA E MATERIAL CLCULO DA ESPESSURA DE PAREDE DA CURVA EM GOMOS

A espessura mnima (T) de uma curva em gomos deve ser tal que a presso mxima admissvel (Pm) seja igual ou maior que a presso de projeto da tubulao. Para ngulo at 22,5 e com uma nica solda;

Pm=( )

( ) ( )

+

CTrtgCTCT

rCTSE

22 643,0

Para ngulo maior que 22,5 e com uma nica solda;

Pm=( )

( ) ( )

+

CTrtgCTCT

rCTSE

22 25,1

Para ngulo at 22,5 e com mais de uma solda;

Pm=( )

21

21

2 5,0 rRrR

rCTSE

Onde: Pm: presso interna mxima admissvel (MPa) S: tenso admissvel do material (MPa) E: coeficiente de eficincia de solda

E=1 para tubos sem costura e tubos com costura totalmente radiografada E=0,9 para tubos com costura parcialmente radiografada E=0,8 para tubos com costura sem radiografia

T,C: espessura mnima e sobreespessura para corroso (mm) R1, r2, , D: dimenses da figura acima Em qualquer caso deve-se ter

21D

tgA

R +< ,

onde o coeficiente emprico A tem os seguintes valores, para T e C em polegadas: T-C (pol.) A

at 0,5 1,0

0,5


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DERIVAES SOLDADAS ( Boca-de-Lobo) Para ramais de 2 ou mais, desde que o dimetro do tubo tronco seja maior que o do ramal, o sistema mais usado em tubulaes industriais a solda direta de um tubo no outro (Boca-de-Lobo)

DERIVAO DE TUBO CONTRA TUBO

DERIVAO COM ANEL DE

REFORO

DERIVAO COM ANEL DE

REFORO E NERVURAS

BOCAS-DE-LOBO SIMPLES BOCAS-DE-LOBO COM ANEL DE REFORO VANTAGENS

- Baixo Custo - Fcil de executar

- No requer peas especiais

VANTAGENS

- Baixo Custo - Fcil de executar - No requer peas especiais - Resistncia mecnica melhor - Concentrao de tenses mais

atenuadas DESVANTAGENS

- Baixa resistncia

- Concentrao de tenses

- Perda de carga elevada

- Difcil radiografar

DESVANTAGENS

- Perda de carga elevada - Difcil radiografar

TIPOS DE BOCA-DE-LOBO

BOCA-DE-LOBO SOBREPOSTA

BOCA-DE-LOBO PENETRANTE

(TAMBM CHAMADA DE INSERIDA) Embora tenham menor resistncia mecnica, so empregadas na maioria dos casos porque so mais baratas, mais fcil de executar e do menores tenses residuais de soldagem.

Tem maior resistncia, porem, resultando em maiores tenses residuais de soldagem. So utilizadas em tubulaes de parede espessa, para presses altas.

TUBO DE DERIVAO

TUBO DE DERIVAO

TUBO TRONCO TUBO TRONCO


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NOMOGRAMA (Necessidade de Anel de Reforo) ANEXO 3/AULA2

CLCULO DO ANEL DE REFORO

Sobre espessura p/ corroso (Cp)SobraEspessura da presso (t)1Espessura nominal (En)

D = Raio do Anel de reforod = diamtro interno da derivaoD = d

rea de Reforo

Anel de Reforo

Sobre Espessurapara corroso

Espessura dapresso Espessura

do tubo

d

D

hSPD

t21

= ; Onde t1 = Espessura da parede P = Presso interna D = Dimetro externo Sh = Tenso admissvel do material na temperatura de projeto

DERIVAES COM LUVA, COLAR E SELA

DERIVAO COM LUVA

- Utilizada para ramais de at 11/2, sem limite de presso e temperatura, desde que a relao entre os dimetros nominais do tubo-tronco e da derivao seja igual ou superior a 4. - A resistncia da luva tem que ser compatvel com a presso de trabalho

DERIVAO COM COLAR

VANTAGENS: Boa resistncia mecnica, melhor distribuio de tenses, no h limitaes de servio ou de presso e temp..

DESVANTAGENS: Custo alto e necessidade de estoque de uma grande quantidade de peas

VANTAGENS: Excelente resistncia mecnica, baixa perda de carga, melhor distribuio de tenses, no h limitaes de servio ou de presso e temperatura. DESVANTAGENS: Custo elevado (peas importadas), montagem difcil.


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RESUMO DAS RECOMENDAES PARA DERIVAES

OUTROS ACESSRIOS DE TUBULAO

PEAS Figura 8 RAQUETAS DISCOS DE RUPTURA

So empregadas quando se deseja um bloqueio rigoroso e absoluto na tubulao. So empregados para proteger a tubulao contra sobrepresses internas


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JUNTAS DE EXPANSO

CASOS EM QUE SE JUSTIFICA O EMPREGO

DE JUNTAS DE EXPANSO

1- Quando o espao disponvel for insuficiente para se ter um traado da tubulao com flexibilidade.

2- Em servios de baixa responsabilidade (CONDENSADO, VAPOR DE BAIXA PRESSO, GUA QUENTE ETC.), quando a junta representar uma alternativa mais econmica, em relao ao traado no retilneo da tubulao.

3- Em tubulaes de dimetro grande (ACIMA DE 20) ou de material caro, onde haja interesse econmico de se ter um trajeto mais curto

4- Em tubulaes que por exigncia de servio precisam ter trajetos retilneos.

5- Em tubulaes sujeitas a vibraes de grande amplitude, ou ligadas a equipamentos que no possam sofrer esforos transmitidos pela tubulao.

MOVIMENTOS DAS JUNTAS DE EXPANSO


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EXEMPLOS DE APLICAO

JUNTAS DE TELESCPIO

DEVEM SER EMPREGADAS EM SERVIOS NO SEVEROS E ONDE OS MOVIMENTOS NO SEJAM FREQUENTES

NO DEVEM SER UTILIZADAS COM FLUIDOS PERIGOSOS


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JUNTA TELESCPICA DUPLA (Movimento Axial e Lateral)

JUNTAS DE FOLE

COMO NO POSSUEM GAXETAS, NO H RISCO DE VAZAMENTOS, E A MANUTENO MENOR COMPARADA COM AS JUNTAS TELESCPICAS

PODEM SER USADAS EM SERVIOS SEVEROS E COM FLUIDOS PERIGOSOS (Inflamveis, txicos etc.)

O RISCO DE ACIDENTES NESSAS JUNTAS A RUPTURA SBITA DO FOLE.


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TIPOS DE JUNTAS DE FOLE

COM DOBRADIAS (movimento angular no plano)

CARDAM (movimento angular em

qualquer plano)

AXIAIS AUTOCOMPENSADAS (cria foras de igual mdulo e

direo, porm em sentido oposto aos esforos axiais)

COM ANEIS DE EQUALIZAO

JUNTA DUPLA

INSTALAO DE UMA JUNTA DE EXPANSO

AS JUNTAS DE EXPANSO SEMPRE DEVEM SER INSTALADAS ENTRE DOIS PONTOS FIXOS (Ancoragens)

A1 e AP ANCORAGENS (Pontos fixos)

G1 e G2 GUIAS (Garantem somente movimento axial)


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DADOS PARA ENCOMENDA DAS JUNTAS DE EXPANSO

1- Natureza e propriedades do fluido conduzido

2- Presso e temperatura de operao e de projeto

3- Variaes possveis da presso e da temperatura, com indicao dos valores mximos e mnimos e da durao destas variaes

4- Dimetro nominal do tubo

5- Tipo de ligao da junta tubulao

6- Material da tubulao

7- Condies especiais de corroso, de abraso ou de eroso

8- Valores dos movimentos axiais

9- Cargas que estejam agindo sobre a junta

FOLHA DE CATLAGO DE JUNTAS ANEXO 4/AULA2

AULA 2 Referente aos Captulos 3,5 e 6 do Livro Texto


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ANEXO 1 Livro de Tabelas (pg. 118) Folha 1 de 2


25

ANEXO 1 Livro de Tabelas (pg. 119)

Folha 2 de 2


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27

DERIVAES SOLDADAS (BOCAS DE LOBO)



28

DERIVAES SOLDADAS (BOCAS DE LOBO) Continuao

ANEXO 3 Livro de Tabelas (pg. 157)

Folha 2 de 3


29

DERIVAES SOLDADAS (BOCAS DE LOBO) Continuao

c) Coeficientes R e C do nomograma (ANEXO 3 Folha 2 de 3)



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ANEXO 4 Catlogo da NIAGARA

Folha 1 de 3


31

ANEXO 4 Catlogo da NIAGARA Folha 2 de 3


32

ANEXO 4 Catlogo da NIAGARA Folha 3 de 3

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