Apostila5 CD-CL (2)

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<p>NOME DO PARTICIPANTE</p><p>CD-CL – 2021 – Rev 5</p><p>PROIBIDO A REPRODUÇÃO/COPIA SEM AUTORIZAÇÃO FORMAL DA CETRE</p><p>CURSO DE INSPETOR DIMENSIONAL NÍVEL 2</p><p>CALDEIRARIA E TUBULAÇÃO – APOSTILA V</p><p>CURSO DE INSPETOR DIMENSIONAL</p><p>CAPITULO I – Recebimento de materiais</p><p>CAPÍTULO II – Válvulas industriais</p><p>CAPÍTULO III – Componentes de tubulações</p><p>CAPÍTULO IV – Tubulações</p><p>CAPÍTULO V – Tanques</p><p>CAPÍTULO VI – Estruturas marítimas</p><p>CAPÍTULO VII – Vasos de pressão</p><p>3</p><p>ÍNDICE</p><p>Capítulo I – Recebimento de materiais 10</p><p>1 - Conceitos 10</p><p>2 – Procedimentos no recebimento 10</p><p>2.1 - Tubos 10</p><p>2.2 - Flanges 10</p><p>2.3 - Conexões 11</p><p>2.4 - Válvulas 12</p><p>2.4.1 – Válvulas flangeadas até 4” 12</p><p>2.4.2 – Válvulas de diâmetro 6” e maiores 12</p><p>2.4.3 – Válvulas roscadas com extremidade para encaixe 12</p><p>2.4.4 – Válvulas “wafer” 12</p><p>2.4.5 – Testes após recebimento 13</p><p>2.4.6 – Tampão de proteçâo 13</p><p>2.5 – Juntas de vedação 16</p><p>2.6 – Parafusos e porcas 16</p><p>3 - Amostragem 16</p><p>4 – Armazenamento e preservação 17</p><p>4.1 - Tubos 17</p><p>4.1.1 – Procedimento de estocagem 17</p><p>4.2 – Flanges e tampões de fecho rápido 17</p><p>4.3 – Válvulas 18</p><p>4.4 – Parafusos e porcas 18</p><p>4.5 – Juntas de vedação 18</p><p>4.6 - Conexões 20</p><p>5 – Documentação no recebimento e expedição 20</p><p>5.1 - Recebimento 20</p><p>5.2 - Expedição 21</p><p>Capítulo II – Válvulas Industriais 23</p><p>1- Definição 23</p><p>2 – Classificação das válvulas 23</p><p>2.1 – Válvulas de bloqueio 23</p><p>2.2 – Válvulas de regulagem 23</p><p>4</p><p>2.3 – Válvulas que permitem o fluxo num só sentido 23</p><p>2.4 – Válvulas que controlam pressão a montante 24</p><p>2.5 – Válvulas que controlam pressão a jusante 24</p><p>3 – Construção das válvulas 24</p><p>4 – Tipos de operação de válvulas 26</p><p>5 – Princípios de funcionamento 28</p><p>5.1 – Válvulas de gaveta 28</p><p>5.1.1 – Variantes da válvula de gaveta 31</p><p>5.2 – Válvulas de macho 31</p><p>5.2.1 – Variantes da válvula de macho 33</p><p>5.3 – Válvulas de globo 34</p><p>5.3.1 – Variantes da válvula de globo 35</p><p>5.4 – Válvulas de retenção 36</p><p>5.4.1 – Variantes da válvula de retenção 39</p><p>5.5. - Válvulas de segurança e de alívio 40</p><p>5.6 – Válvulas de controle 41</p><p>5.7 – Outros tipos importantes de válvulas 43</p><p>5.7.1 – Válvulas redutoras de pressão 43</p><p>5.7.2 – Válvulas de borboleta 43</p><p>5.7.3 – Válvulas de diafrágma 44</p><p>6 – Materiais de construção e condições de trabalho 46</p><p>7 – Principais linhas de fabricação 47</p><p>8 – Principais normas 49</p><p>Capítulo III – Componentes de Tubulações 52</p><p>1 – Componentes ou acessórios de tubulações 52</p><p>1.1 - Classificação 52</p><p>1.2 – Acessórios para solda de topo 54</p><p>1.3 – Acessórios para solda de encaixe 55</p><p>1.4 – Acessórios rosqueados 56</p><p>1.5 – Acessórios flangeados 57</p><p>1.6 – Acessórios de ligação 58</p><p>1.6.1 – Niples 58</p><p>1.7 – Outros tipos de acessórios 60</p><p>1.8 – Curvas em gomos e derivações soldadas 61</p><p>1.8.1 – Curvas em gomos 61</p><p>5</p><p>1.8.2 – Derivações soldadas diretamente 63</p><p>1.8.2.1 – Bocas de lobo simples 64</p><p>1.8.2.2 – Bocas de lobo com anel de reforço 65</p><p>1.8.2.3 – Derivações com colares forjados 65</p><p>1.8.2.4 – Derivações com selas 65</p><p>1.9 – Outros acessórios de tubulação 65</p><p>Capítulo IV – Tubulações Industriais 69</p><p>1 – Introdução 69</p><p>2 - Conceitos 69</p><p>3 – Principais materiais para fabricação de tubos 70</p><p>4 – Projeto das tubulações 74</p><p>4.1 – Tipos de desenhos de tubulações 76</p><p>4.1.1 - Fluxogramas 76</p><p>4.1.2 – Plantas de tubulação 77</p><p>4.1.3 - Isométricos 78</p><p>5 – Normas e especificações 79</p><p>6 – Meios de ligação de tubos 81</p><p>6.1 – Ligações rosqueadas 81</p><p>6.2 – Ligações soldadas 82</p><p>6.3 – Outros tipos de ligações soldadas 83</p><p>6.3.1 – Solda de encaixe 83</p><p>6.3.2 – Brasagem e solda branca 84</p><p>6.4 – Ligações flangeadas 84</p><p>6.4.1 – Tipos de flanges para tubos 85</p><p>6.4.2 – Faceamento das faces dos flanges 87</p><p>6.4.3 – Materiais, classes e diâmetros comerciais dos 88</p><p>flanges</p><p>6.4.4 – Juntas dos flanges 91</p><p>6.4.5 – Parafusos e estojos para flanges 92</p><p>6.5 – Ligações de ponta e bolsa 93</p><p>Capítulo V – Tanques de Armazenamento 95</p><p>1 - Introdução 95</p><p>2 – Classificação dos tanques 96</p><p>6</p><p>2.1 – Tanques de teto fixo 96</p><p>2.2 – Tanques de teto flutuante 96</p><p>3 – Desenvolvimento do projeto 98</p><p>4 – Normas aplicadas 99</p><p>5 – Controle dimensional na fabricação 99</p><p>6 – Controle dimensional na preparação da base 100</p><p>6.1 – Base com aterro compactado 100</p><p>6.2 – Verificações dimensionais 102</p><p>6.3 – Base com laje integral de concreto 104</p><p>6.4 – Base com anel de concreto 107</p><p>7 – Controle dimensional do fundo do tanque 109</p><p>8 – Controle dimensional do costado do tanque 111</p><p>8.1 – Disposição vertical do costado 111</p><p>8.2 – Controle dimensional do primeiro anel 112</p><p>8.3 – Controle dimensional dos anéis superiores 113</p><p>8.4 – Dispositivos de montagem 114</p><p>8.5 – Distribuição das chapas do costado 115</p><p>8.6 – Cantoneira do topo do costado 116</p><p>8.7 – Aspectos gerais 117</p><p>9 – Controle dimensional do teto do tanque 117</p><p>9.1 – Teto cônico suportado 117</p><p>9.1.1 – Verificações dimensionais por realizar 119</p><p>9.2 – Teto cônico autoportante 119</p><p>9.2.1 – Verificações dimensionais por realizar 120</p><p>9.3 – Teto flutuante 120</p><p>9.3.1 – Verificações dimensionais por realizar 122</p><p>10 – Acessórios do tanque 122</p><p>Capítulo VI – Estruturas Marítimas 126</p><p>1 - Introdução 126</p><p>2 – Fases do processamento 126</p><p>2.1 – Fabricação de perfis 126</p><p>2.2 – Fabricação de tubos 128</p><p>2.3 – Fabricação de nós 129</p><p>7</p><p>2.4 – Chapas 130</p><p>2.5 – Estrutura montada 131</p><p>3 – Procedimentos de medição 131</p><p>3.1 – Verificação de perfis 132</p><p>3.1.1 – Flecha lateral e vertical 132</p><p>3.1.2 - Comprimento 132</p><p>3.1.3 - Altura 132</p><p>3.1.4 – Inclinação da alma 133</p><p>3.1.5 – Rotação da mesa 133</p><p>3.1.6 – Flambagem da mesa 133</p><p>3.1.7 – Excentricidade 134</p><p>3.2 – Verificação de componentes tubulares 134</p><p>3.2.1 – Diâmetro 134</p><p>3.2.2 – Espessura 135</p><p>3.2.3 – Comprimento 135</p><p>3.2.4 – Flecha 135</p><p>3.2.5 – Desalinhamento 135</p><p>3.2.6 - Ovalização 136</p><p>3.2.7 – Esquadro de biseis 137</p><p>3.3 – Verificação de nós 137</p><p>3.4 – Verificação de chapas 139</p><p>3.5 – Verificação de estrutura montada 139</p><p>3.5.1 – Distâncias diagonais 139</p><p>3.5.2 – Alinhamento de pernas 140</p><p>3.5.3 – Elevação de topo 140</p><p>3.5.4 – Elevação de contraventamentos horizontais 140</p><p>3.5.5 – Distâncias entre pontos de trabalho 141</p><p>3.5.6 – Excentricidade de guias de estacas e de condutores 141</p><p>4 – Tolerâncias aplicáveis 141</p><p>4.1 – Perfis 142</p><p>4.2 – Reforços transversais 142</p><p>4.3 – Reforços longitudinais 142</p><p>4.4 – Tubos 142</p><p>4.5 – Nós 143</p><p>8</p><p>4.6 – Estruturas 144</p><p>4.7 – Painéis 145</p><p>Capítulo VII – Vasos de Pressão 148</p><p>1 - Introdução 148</p><p>2 – Classificação dos vasos 148</p><p>3 – Formatos, tipos e partes principais dos vasos 149</p><p>4 - Vasos 149</p><p>4.1 - Torres 150</p><p>5 - Esferas 151</p><p>6 – Permutadores de calor 152</p><p>7 – Caldeiras a vapor 154</p><p>8 – Partes e acessórios principais 155</p><p>8.1 – Tampos dos vasos 155</p><p>8.2 – Bocais para vasos de pressão 157</p><p>8.3 – Bocas de visita e de inspeção 158</p><p>8.4 – Reforços 160</p><p>8.5 – Peças internas 160</p><p>8.6 – Acessórios externos 160</p><p>9 - Projeto 160</p><p>9.1 – Projeto de processo 161</p><p>9.2 – Seleção de materiais 161</p><p>10 – Fabricação, montagem e controle de qualidade 162</p><p>10.1 – Tratamento térmico 163</p><p>10.2 – Testes de estanqueidade 164</p><p>10.3 – Inspeção final do vaso 165</p><p>10.4 – Desvios e dimensões controladas 166</p><p>10.5 – Segurança 166</p><p>11 – Tolerâncias na montagem conforme a N-270 170</p><p>Bibliografia 173</p><p>9</p><p>CAPITULO I – RECEBIMENTO DOS MATERIAIS</p><p>A função básica do setor de recebimento de materiais de uma empresa é identificar</p><p>e inspecionar os materiais adquiridos pelo setor de compras, com os documentos</p><p>os quais atestarão a sua conformidade material e documental. O setor de</p><p>recebimento normalmente é notificado antecipadamente da compra de um</p><p>material, através do recebimento da cópia da solicitação de compra. O controle de</p><p>qualidade também sabe, por intermédio da mesma “SC”, que irá ser solicitado a</p><p>inspecionar</p><p>construção, condições de trabalho, testes,</p><p>aceitação etc, dos seguintes tipos de válvulas para refinarias e instalações</p><p>semelhantes:</p><p>Válvulas de aço fundido, de gaveta (até 24"), de globo (até 8") e de retenção (até</p><p>12") com extremidades flangeadas, das classes 150# , 300# , 400# , 600#, 900# e</p><p>1.500#.</p><p>Válvulas de aço forjado, de gaveta, de globo e de retenção, de 1/4" a 1½" com</p><p>extremidades rosqueadas e para solda de encaixe das classes 600#, 900# e</p><p>1.500#.</p><p>P-PB-37 da ABNT</p><p>Padroniza dimensões de válvulas de gaveta e de retenção de ferro fundido, para</p><p>água e esgotos, até 24", com extremidades flangeadas e para ligações de ponta</p><p>e bolsa.</p><p>ASME/ANSI.B.16.10</p><p>Padroniza dimensões de válvulas flangeadas de gaveta, de globo e de retenção,</p><p>de aço fundido, aço forjado e ferro fundido, até 24", das classes 150# a 2.500#.</p><p>Normas API (do American Petroleum Institute)</p><p> API-6D - Válvulas de gaveta, de esfera, de macho e de retenção, de aço,</p><p>para oleodutos, classes 150# a 2.500#.</p><p> API-526 - Válvulas de segurança de aço, flangeadas, classes 150# a 2.500#</p><p> API-594 - Válvulas de retenção tipo "wafer", de ferro fundido, classes 125 e</p><p>250 , e de aço fundido, classes 150# a 2.500#</p><p> API-598 - Inspeção e testes de válvulas.</p><p> API-599 - Válvulas de macho, de aço, flangeadas ou para solda de topo,</p><p>classes 150# a 2.500#.</p><p> API-600 - Válvulas de gaveta de aço, flangeadas ou para solda de topo,</p><p>classes 150# a 2.500#.</p><p> API-602 - Válvulas de gaveta de aço, de pequeno diâmetro.</p><p> API-604 - Válvulas de gaveta e de macho, de ferro nodular, classes 150* e 300*.</p><p>48</p><p> API-609 - Válvulas de borboleta de ferro fundido, classe 125#, e de aço fundido,</p><p>classe 150#.</p><p>Todas as normas acima incluem dimensões, materiais, construção, condições de</p><p>trabalho, testes, aceitação etc.</p><p> ISA-RP 4.1 (Norma da "Instrument Society of America") — Padroniza</p><p>dimensões de válvulas de controle.</p><p>Válvulas (resumo)</p><p>Válvulas de</p><p>bloqueio</p><p>Válvulas de</p><p>regulagem</p><p>Válvulas que</p><p>permitem luxo em</p><p>um só sentido</p><p>Válvulas que</p><p>controlam a</p><p>pressão de</p><p>montante</p><p>Válvulas que</p><p>controlam a</p><p>pressão de</p><p>jusante</p><p>- Comporta</p><p>- Esfera</p><p>- Gaveta</p><p>- Macho</p><p>- Agulha</p><p>- Borboleta</p><p>- Controle</p><p>- Diafragma</p><p>- Globo</p><p>- Pé</p><p>- Retenção</p><p>- Retenção de</p><p>fechamento</p><p>- Alívio</p><p>- Segurança</p><p>- Redutores</p><p>- Reguladores</p><p>de pressão</p><p>49</p><p>CAPÍTULO III</p><p>COMPONENTES DE TUBULAÇÕES</p><p>50</p><p>III – COMPONENTES DE TUBULAÇÕES</p><p>1. Componentes ou acessórios de tubulações</p><p>1.1 Classificação Conforme Finalidades e Tipos</p><p>A tabela 1 classifica os componentes de acordo com as finalidades e tipos dos</p><p>principais acessórios de tubulação:</p><p>Finalidades Tipos Obs</p><p>Mudanças de direção em</p><p>tubulações</p><p>Curvas de raio longo</p><p>Curvas de raio curto</p><p>Curvas de redução</p><p>Joelhos (elbows)</p><p>Joelhos de redução</p><p>De 22,5º 45º, 90º e 180º.</p><p>Inserção de derivações</p><p>em tubulações</p><p>Tês normais (de 90º)</p><p>Tês de 45º</p><p>Tês de redução</p><p>Peças em “Y”</p><p>Cruzetas (crosses)</p><p>Cruzetas de redução</p><p>Selas (saddles)</p><p>Colares (sockolets,</p><p>Weldolets etc.)</p><p>Anéis de reforço</p><p>Mudanças de diâmetro</p><p>em tubulações</p><p>Reduções concêntricas</p><p>Reduções excêntricas</p><p>Reduções bucha</p><p>Fazer ligações de tubos</p><p>entre si</p><p>Luvas (couplings)</p><p>Uniões</p><p>Flanges</p><p>Niples</p><p>Virolas (para uso com</p><p>flanges soltos)</p><p>Fazer fechamento da</p><p>extremidade de um tubo</p><p>Tampões (caps)</p><p>Bujões (plugs)</p><p>Flanges cegos</p><p>Tabela 1 – Classificação dos componentes</p><p>Não existe uma distinção muito rígida entre as denominações “curva” e “joelho”,</p><p>chamados às vezes de “cotovelos”; de um modo geral, os acessórios de raio grande</p><p>são chamados de “curvas”, e os de raio pequeno são chamados de “joelhos”.</p><p>51</p><p>Os acessórios de tubulação podem também ser classificados de acordo com o</p><p>sistema de ligação empregado; teremos, então:</p><p> Componentes ou acessórios para solda de topo.</p><p> Componentes ou acessórios para solda de encaixe.</p><p> Componentes ou acessórios rosqueados.</p><p> Componentes ou acessórios flangeados.</p><p> Componentes ou acessórios de ponta e bolsa.</p><p> Componentes ou acessórios para ligações de compressão etc.</p><p>A fig. 1 mostra os exemplos para o emprego de acessórios de tubulação.</p><p>Nas figs. 2 a 9 vemos diversos exemplos relativos a esses tipos de acessórios.</p><p>(1) - Curva em gomos em tubo de grande</p><p>diâmetro</p><p>(2) - Boca de Lobo</p><p>(3) - Acessórios para solda de topo soldados</p><p>diretamente um ao outro</p><p>(4) - Derivação com colar</p><p>(5) - Derivação com luva</p><p>(6) - Acessórios para solda de encaixe (ou com</p><p>rosca) com niples intermediários</p><p>figura 1 - emprego de acessórios de tubulação</p><p>Os componentes ou acessórios de tubulação costumam também ser chamados de</p><p>“conexões”, esse nome, entretanto, é mal empregado porque a maioria dos</p><p>acessórios não tem por finalidade específica conectar tubos.</p><p>52</p><p>1.2 Acessórios para solda de topo</p><p>São desse tipo quase todos os acessórios usados em tubulações de 2” ou maiores,</p><p>inclusive, na prática industrial. Fabricam-se em aço carbono e aços-liga (especificação</p><p>ASTM A - 234), e em aços inoxidáveis (especificação ASTM-A-403), a partir de tubos,</p><p>chapas e tarugos forjados.</p><p>Todos os acessórios têm os extremos com os biseis padrão para solda. A espessura</p><p>de parede dos acessórios deve sempre ser igual à do tubo a que estão ligados, para</p><p>permitir soldas perfeitas.</p><p>As dimensões básicas de todos os tipos de acessórios fabricados para solda de topo</p><p>estão padronizadas na norma ASME/ANSI.B.16.9. Todos os acessórios cujas</p><p>dimensões obedeçam a essa norma, são admitidos, pela norma</p><p>ANSI/ASME/ANSI.B.31.3, como tendo resistência equivalente ao tubo de mesma</p><p>espessura.</p><p>figura 2 - acessórios para solda de topo.</p><p>São os seguintes os principais tipos de acessórios fabricados para solda de topo (fig.</p><p>2):</p><p> Joelhos de 45º, 90º e 180º (normais e de redução).</p><p> Tês normais, tês de redução e tês de 45º.</p><p> Cruzetas (normais e de redução).</p><p>53</p><p> Reduções concêntricas e excêntricas.</p><p> Selas (para derivações).</p><p> Colares.</p><p> Tampões.</p><p> Virolas (para flanges soltos).</p><p>Os joelhos para solda de topo são fabricados em dois tipos denominados de “raio</p><p>longo” e de “raio curto”. Nos joelhos de raio longo, o raio médio de curvatura vale 1</p><p>½ vez o diâmetro nominal, e nos de raio curto é igual ao diâmetro nominal.</p><p>Existem acessórios para solda de topo com alguns tipos de revestimentos internos</p><p>anti-corrosivos, já aplicados. “Sempre que possível” o revestimento deve ser retocado</p><p>na região das soldas após a montagem.</p><p>Note-se que todos os acessórios para solda de topo podem ser ligados diretamente</p><p>um ao outro, como se vê no exemplo da Fig. 1.</p><p>1.3 Acessórios para solda de encaixe</p><p>Estes componentes possuem extremidades com encaixe para soldagem nos tubos e</p><p>por este motivo devem sempre possuir o mesmo tipo de material dos tubos.</p><p>Os acessórios para solda de encaixe são os geralmente usados na prática industrial,</p><p>em tubulações até 1½” inclusive. São fabricados de aço-carbono forjado</p><p>(especificações ASTM-A.105, ASTM-A-181 e ASTM-A-350), aços-liga e aços</p><p>inoxidáveis (especificação ASTM-A-182), metais não-ferrosos e diversos plásticos.</p><p>Os metais não-ferrosos são freqüentemente para uso com brazagem; muitos têm por</p><p>dentro do encaixe, um anel embutido de metal de solda: para fazer a solda, basta</p><p>introduzir a ponta do tubo no encaixe, e aquecer pelo lado de fora para fundir a liga</p><p>de solda.</p><p>figura 3 - acessórios para solda de encaixe.</p><p>54</p><p>Os acessórios para encaixe de materiais plásticos devem ser soldados por</p><p>aquecimento ou colados aos tubos com um adesivo adequado à resina plástica.</p><p>São os seguintes os principais tipos de acessórios fabricados para solda de encaixe</p><p>(Fig. 3):</p><p> Joelhos de 90º e de 45º.</p><p> Tês normal, de redução e de 45º.</p><p> Luvas normal e de redução, meias luvas.</p><p> Cruzetas.</p><p> Tampões.</p><p> Uniões.</p><p> Colares (para derivações).</p><p>As dimensões de todos esses tipos de acessórios estão padronizadas na norma</p><p>ASME/ANSI B.16.11. Essa mesma norma admite que a resistência mecânica dessas</p><p>peças seja equivalente à do tubo de mesmo material, de espessura correspondente</p><p>à respectiva classe.</p><p>Fabricam-se no Brasil conexões para solde de encaixe em qualquer tipo de aço e</p><p>em todas as classes nos diâmetros nominais de  3/8” a  4”.</p><p>1.4 Acessórios rosqueados</p><p>Os acessórios rosqueados são usados normalmente em tubulações prediais e em</p><p>tubulações industriais secundárias (água, ar, condensado de baixa pressão etc.),</p><p>todas até  4”. Utilizam-se também esses acessórios nas tubulações que, devido ao</p><p>tipo de material ou ao serviço, sejam permitidas as ligações rosqueadas, tais como</p><p>boa parte das tubulações de ferro fundido, ferro forjado, materiais plásticos, cobre etc.,</p><p>geralmente até o limite de 4”. O emprego desses acessórios está sujeito às mesmas</p><p>exigências e limitações impostas às ligações rosqueadas para tubos.</p><p>Os acessórios rosqueados são fabricados em uma grande variedade de materiais,</p><p>tipos e diâmetros nominais (Fig. 4).</p><p>55</p><p>figura 4 - acessórios rosqueados</p><p>Os acessórios de ferro maleável são os normalmente empregados com os tubos de</p><p>ferro forjado. Esses materiais não podem ser usados para nenhum serviço tóxico; as</p><p>limitações para uso com vapor e com hidrocarbonetos são as mesmas relativas aos</p><p>tubos de ferro forjado. As dimensões desses acessórios estão padronizadas em</p><p>diversas normas e as dimensões dos filetes de rosca estão padronizadas nas normas</p><p>ASME/ANSI.B.2.1 e API.6A (roscas para flanges, válvulas e acessórios).</p><p>1.5 Acessórios Flangeados</p><p>Os acessórios flangeados (Fig. 5), fabricados principalmente de ferro fundido, são de</p><p>uso bem mais raro do que os flanges e os acessórios dos outros tipos já citados.</p><p>figura 5 - acessórios flangeados.</p><p>56</p><p>Os acessórios de ferro fundido são empregados em tubulações de grande diâmetro</p><p>(adutoras, linhas de água e de gás) e baixa pressão, onde seja necessária grande</p><p>facilidade de desmontagem. Essas peças são fabricadas com flanges de face plana,</p><p>em duas classes de pressão (125# e 250#), abrangendo diâmetros nominais de 1”</p><p>até 24”. Os acessórios flangeados de ferro fundido estão padronizados na norma P-</p><p>PB-15 da ABNT e ASME/ANSI B.16.1, que especificam dimensões e pressões de</p><p>trabalho.</p><p>Os acessórios flangeados de aço fundido, de uso bastante raro na prática. Podem ser</p><p>usados em tubulações industriais, para uma grande faixa de pressões e temperaturas</p><p>de trabalho. O seu emprego deve ser restringido apenas aos casos em que seja</p><p>indispensável uma grande facilidade de desmontagem ou a algumas tubulações com</p><p>revestimentos internos, devido ao custo elevado, grande peso e volume, necessidade</p><p>de manutenção e risco de vazamentos. As dimensões, pressões, e temperaturas de</p><p>trabalho são as estabelecidas na norma ASME/ANSI B.16.5.</p><p>Existem ainda acessórios flangeados de muitos outros materiais, tais como latões,</p><p>alumínio, plásticos reforçados com fibras de vidro (para tubos “FRP” - Fiberglass</p><p>Reinforced Plastic), e também ferro com alguns tipos de revestimentos internos anti-</p><p>corrosivos. Nos acessórios com revestimentos internos, o revestimento deve abranger</p><p>obrigatoriamente também as faces dos flanges, para garantir a continuidade da</p><p>proteção anti-corrosiva.</p><p>1.6 Acessórios de Ligação</p><p>1.6.1 Niples</p><p>Os niples são pedaços de tubos preparados especialmente para permitir a ligação</p><p>de dois acessórios entre si, ou de uma válvula com um acessório, em tubulações onde</p><p>se empregam ligações rosqueadas ou para solda de encaixe. É fácil de se entender</p><p>que os acessórios e válvulas rosqueadas ou para solda de encaixe não podem ser</p><p>diretamente ligados um ao outro, ao contrário do que acontece com os acessórios</p><p>para solda de topo e flangeados. Os niples servem também para fazer pequenos</p><p>trechos de tubulação.</p><p>Os niples podem ser paralelos, isto é, de mesmo diâmetro, ou de redução, com</p><p>extremidades de diâmetros diferentes. Os niples paralelos são fabricados de pedaços</p><p>de tubos cortados na medida certa e com as extremidades preparadas. Os niples de</p><p>redução são em geral fabricados por estampagem (repuxamento) de pedaços de tubos</p><p>(swaged niples). Embora os niples sejam fabricados até  12” de diâmetro nominal,</p><p>são empregados principalmente nos diâmetros pequenos (até  4”), faixa em que se</p><p>usam tubulações com rosca ou com solda de encaixe. Existe uma grande variedade</p><p>de tipos de niples, dos quais os principais são os seguintes:</p><p>57</p><p>Tipo Características</p><p>1. Niples paralelos  Ambos os extremos rosqueados (both end threaded -</p><p>BET).</p><p> Ambos os extremos lisos (both end plain - BEP).</p><p> Um extremo rosqueado e outro liso (one end threaded</p><p>- OET).</p><p>2. Niples de redução  Ambos os extremos rosqueados (BET).</p><p> Ambos os extremos lisos (BEP).</p><p> Extremo maior rosqueado e menor liso (large end</p><p>threaded, small end plain LET-SEP).</p><p> Extremo maior liso e menor rosqueado (large end</p><p>plain, small end threaded LEPSET).</p><p>Tabela 2 – Tipos de Niples</p><p>figura 6 - tipos de niples e exemplos de emprego.</p><p>O comprimento dos niples varia em geral de 50 a 150mm. A Fig. 6 mostra alguns tipos</p><p>de niples e exemplos de empregos. Os niples rosqueados têm, às vezes, uma parte</p><p>sextavada no centro para facilitar o aperto.</p><p>58</p><p>1.7 Outros tipos de Acessórios de Tubulação</p><p>Existem ainda várias outras classes de acessórios de tubulações, tais como:</p><p> Acessórios com pontas lisas tubos de plásticos reforçados (tubos “FRP”).</p><p> Acessórios de ponta e bolsa.</p><p> Acessórios para ligação de compressão.</p><p> Acessórios para juntas “Dresser”, “Victaulic” etc.</p><p>Todos esses acessórios são fabricados nos diâmetros e com os materiais adequados</p><p>ao uso com os tubos que empreguem cada um desses sistemas de ligação.</p><p>Os acessórios com extremidades lisas, para tubo “FRP”, são fabricados em vários</p><p>tipos (curvas, tês, reduções, flanges, niples etc.), em toda faixa de diâmetros desses</p><p>tubos, para uso com os sistemas de ligação. Os acessórios de ferro fundido, de ponta</p><p>e bolsa, são fabricados de 2” a 24”, nas classes de pressão nominal 125# e 250#;</p><p>os principais tipos são os seguintes: joelhos, curvas (90º, 45º e 22 ½º), tês, reduções,</p><p>peças em “Y”, cruzetas e peças para adaptação a válvulas flangeadas (Fig. 7).</p><p>figura 7 - acessórios de ponta e bolsa.</p><p>Existem também acessórios de ponta e bolsa de ferros-ligados, fabricados em toda</p><p>faixa de diâmetros usuais desses tubos. Fabricam-se ainda alguns tipos de acessórios</p><p>de ponta e bolsa (peças de derivação, principalmente) de barro vidrado e de cimento-</p><p>amianto, embora sejam de uso relativamente raro.</p><p>Os acessórios para ligação de compressão são fabricados em pequenos diâmetros</p><p>(até 50-60 mm), de aço-carbono, aços inoxidáveis e metais não-ferrosos, sendo</p><p>empregados nas tubulações em que se permite esse tipo de ligações.</p><p>59</p><p>Encontra-se no comércio uma variedade grande dessas peças (Fig. 8, entre as quais:</p><p>luvas e uniões de ligação, joelhos de 45º, 90º e 180º, tês, peças em “Y”, conectores</p><p>(para a ligação e equipamentos), reduções, tampões etc.).</p><p>figura 8 - acessórios para ligação de compressão</p><p>1.8 Curvas em gomos e derivações soldadas</p><p>Além dos diversos tipos de acessórios vistos nos itens anteriores, empregam-se</p><p>muito, nas tubulações industriais, outros recursos para realizar mudanças de direção</p><p>e fazer derivações, que são as curvas em gomos e as derivações soldadas (Fig. 9).</p><p>Essas peças são usadas principalmente em tubulações de aço-carbono, e</p><p>eventualmente em tubulações de materiais termoplásticos.</p><p>1.8.1 Curvas em gomos (mitre bends)</p><p>As curvas em gomos são feitas de pedaços de tubo cortados em ângulo e soldados</p><p>de topo um em seguida do outro, como mostra a figura. Dependendo do número e</p><p>do ângulo de inclinação dos</p><p>cortes, podem-se conseguir curvas com qualquer ângulo</p><p>de mudança de direção. As curvas de 90º costumam ter 3 ou, mais raramente, 4</p><p>gomos; as de 45º costumam ter 2 ou 3 gomos.</p><p>Essas curvas têm, em relação às curvas sem costura de diâmetro e espessura iguais,</p><p>uma resistência e uma flexibilidade bem menores. Além disso, tanto a resistência</p><p>como a flexibilidade podem variar muito, dependendo das proporções da curva e dos</p><p>cuidados no corte e na soldagem das peças. As arestas e soldas são</p><p>60</p><p>pontos de concentração de tensões, e também pontos especialmente sujeitos à</p><p>corrosão e à erosão. As concentrações de tensões diminuem a medida que aumenta</p><p>o número de gomos e o espaçamento entre eles.</p><p>figura 9 - curvas em gomos e derivações soldadas.</p><p>As curvas em gomos são usadas principalmente nos seguintes casos:</p><p> Para tubulações, em diâmetros acima de 20”, devido ao alto custo e</p><p>dificuldade de obtenção de outros tipos de curvas de grande diâmetro.</p><p> Para tubulações de pressões e temperaturas moderadas (classes de pressão</p><p>150# a 400# inclusive), em diâmetros acima de 8”, por motivo de economia.</p><p>61</p><p>Embora não seja proibido por norma, não é usual o uso de curvas em gomos em</p><p>tubulações de aços-liga ou inoxidáveis. Em tubulações de materiais termoplásticos,</p><p>as soldas devem ser feitas a topo, por aquecimento.</p><p>1.8.2 Derivações soldadas diretamente</p><p>Existem muitos tipos de derivações feitas de tubos soldados um contra o outro, ou</p><p>seja, sem a existência de uma conexão tipo “Te”, que podem ser empregadas em</p><p>tubulações de qualquer tipo de aço, aço-carbono, aços-liga, e inoxidáveis.</p><p>Para ramais pequenos, até 2” de diâmetro, é usual o emprego de uma luva</p><p>(rosqueada ou para solda de encaixe), soldada diretamente ao tubo-tronco, desde que</p><p>esse último tenha pelo menos 4” de diâmetro.</p><p>A norma ANSI.ASME/ANSI.B.31.3 admite esse sistema, para ramais até 2”, sem</p><p>limitações de pressão e temperatura, e sem necessidade de reforços locais, desde</p><p>que as luvas tenham resistência suficiente e desde que a relação entre os diâmetros</p><p>nominais do tubo-tronco e da derivação seja igual ou superior a 4. Os ramais de</p><p>quaisquer diâmetros acima de 1”, podem ser feitos com o uso de “selas” ou de</p><p>“colares”, que são peças forjadas especiais, soldadas ao tubo-tronco, servindo</p><p>também como reforço da derivação.</p><p>Com essas peças pode-se fazer inclusive ramais com o mesmo diâmetro do tubo-</p><p>tronco, admitindo as normas esse sistema de derivações sem limitações de pressão,</p><p>temperatura, ou classe de serviço.</p><p>Figura 10 - bocas-de-lobo</p><p>Para os ramais de  2” ou mais, desde que o diâmetro do tubo-tronco seja maior do</p><p>que o diâmetro do ramal, o sistema mais usual em tubulações industriais é a solda</p><p>direta de um tubo no outro (boca-de-lobo).</p><p>As bocas-de-lobo podem ser sobrepostas (set-on), ou penetrantes (set-in), também</p><p>chamadas de inseridas, como mostra a Fig. 10. As sobrepostas são mais baratas,</p><p>de execução mais fácil e dão menores tensões residuais de soldagem, sendo por</p><p>62</p><p>isso empregadas na maioria dos casos, embora tenham menor resistência mecânica.</p><p>As penetrantes têm maior resistência, resultando, porém, em maiores tensões</p><p>residuais de soldagem, sendo usadas a apenas em tubulações de parede muito</p><p>espessa, para pressões muito altas, e para as quais deva ser feito o tratamento</p><p>térmico de alívio de tensões.</p><p>A norma ANSI/ASME.B.31 (Seções 1 e 3) aceita ambos esses tipos de derivação,</p><p>para quaisquer condições de pressão e temperatura, indicando detalhadamente os</p><p>casos em que são necessários reforços locais, e dando as fórmulas para o cálculo</p><p>dos mesmos, desde que os eixos da derivação e do tubo-tronco sejam concorrentes,</p><p>e que o ângulo entre eles esteja compreendido entre 45º e 90º. Os reforços consistem</p><p>geralmente em um anel de chapa envolvendo a derivação e soldado no tubo-tronco e</p><p>na derivação. As bocas-de-lobo são desaconselhadas para serviços sujeitos a fortes</p><p>vibrações ou altamente cíclicos.</p><p>Finalizando, podemos fazer a seguinte comparação geral entre os diversos sistemas</p><p>de derivações soldadas:</p><p>1.8.2.1 Bocas-de-lobo simples</p><p>Vantagens: Baixo custo, facilidade de execução (uma única solda), não há</p><p>necessidade de peças especiais.</p><p>Desvantagens: Fraca resistência, concentração de tensões, perda de carga elevada,</p><p>controle de qualidade e inspeção radiográfica difíceis. Alguns projetistas limitam o seu</p><p>uso somente para a classe de pressão 150#.</p><p>figura 11 – tabela de Conexões entre o Tubo Tronco e os Ramais</p><p>63</p><p>1.8.2.2 Bocas-de-lobo com anel de reforço</p><p>Vantagens: As mesmas do caso anterior, resistência mecânica melhor, concentração</p><p>de tensões mais atenuada.</p><p>Desvantagens: Perda de carga elevada, controle de qualidade e inspeção</p><p>radiográfica difíceis. Alguns projetistas proíbem o seu emprego para as classes de</p><p>pressão 900# ou maior.</p><p>1.8.2.3 Derivações com colares forjados</p><p>Vantagens: Boa resistência mecânica, melhor distribuição de tensões, melhor controle</p><p>de qualidade, não há limitações de serviço ou de pressão e temperatura.</p><p>Desvantagens: Maior custo e necessidade do emprego de uma grande variedade de</p><p>peças - o que dificulta a montagem e estocagem dos materiais - porque cada tipo de</p><p>peça só se adapta a umas poucas combinações de diâmetros e espessuras; além</p><p>disso, a solda do colar no tubo-tronco é sempre de difícil execução e inspeção.</p><p>Comparando-se um “Tê” para solda de topo com um colar, vê-se que o “Tê” exige três</p><p>soldas, ao passo que o colar apenas duas, mas todas as soldas do “Tê” são de topo</p><p>e de fácil inspeção.</p><p>1.8.2.4 Derivações com selas</p><p>Vantagens: Excelente resistência mecânica, baixa perda de carga, melhor distribuição</p><p>de tensões, não há limitações de serviço ou de pressão e temperatura para o</p><p>emprego.</p><p>Desvantagens: Custo elevado (não há fabricação nacional dessas peças),</p><p>necessidade de peças especiais, montagem difícil. A Fig. 11 mostra um gráfico</p><p>resumo das recomendações usuais de emprego dos diversos sistemas para fazer</p><p>derivações em tubos de aço.</p><p>1.9 Outros acessórios de tubulação</p><p>Existem ainda em uso corrente alguns outros acessórios de tubulação, entre os</p><p>quais podemos citar os seguintes:</p><p> Peças “figura 8” (spectacle flanges) - Fig. 12.</p><p> Raquete (paddle blinds) - Fig. 12.</p><p> Juntas giratórias (swivel joints).</p><p> Discos de ruptura.</p><p>As peças “figura 8” (Fig. 12), as raquetes e as válvulas de flange cego, são acessórios</p><p>que se instalam em uma tubulação, quando se deseja um bloqueio rigoroso e absoluto</p><p>na tubulação.</p><p>Esses acessórios são empregados também, algumas vezes, em lugar das válvulas,</p><p>por motivo de economia ou em locais onde o boqueio da tubulação só seja preciso</p><p>fazer esporadicamente.</p><p>64</p><p>A Fig. 12 mostra exemplos de peças “figura 8” e de raquetes, que são acessórios</p><p>simples, feitos de chapa de aço recortada. Essas peças são colocadas entre dois</p><p>flanges quaisquer da tubulação; com o aperto dos parafusos dos flanges consegue-</p><p>se a vedação absoluta da linha.</p><p>As peças “figura 8” ficam permanentemente na tubulação; quando se deseja bloquear</p><p>o fluxo põe-se o lado cheio entre os flanges, e quando se quer permitir o fluxo põe-se</p><p>o lado vazado entre os flanges.</p><p>As raquetes são colocadas na tubulação apenas quando se quer bloquear. As peças</p><p>“figura 8” têm por isso a vantagem de manter sempre a mesma distância entre os</p><p>flanges.</p><p>figura 12 - raquete e peças “figura 8”</p><p>As peças “figura 8” e as Raquetes são empregadas, na maioria das vezes, junto a</p><p>uma válvula de bloqueio, e colocadas diretamente em um dos flanges dessa válvula.</p><p>Quando se deseja o bloqueio absoluto da tubulação, a manobra é a seguinte: fecha-</p><p>se a válvula de bloqueio, drena-se o trecho de tubulação do lado em que for ficar a</p><p>peça, desapertam-se os parafusos dos flanges colocando-se entre os flanges a</p><p>raquete ou o lado fechado da “figura 8”, e apertam-se novamente os parafusos.</p><p>Evidentemente,</p><p>devem ser colocadas juntas de ambos os lados da raquete ou da</p><p>“figura 8”, e os parafusos têm de ser mais compridos do que os parafusos usuais</p><p>dos flanges. Para abrir o bloqueio é feita a mesma manobra em sentido inverso.</p><p>As juntas giratórias são tipos de acessórios que permitem o movimento de rotação</p><p>axial, em torno de um eixo passando pela linha de centro do tubo. Consistem</p><p>essencialmente em duas peças cilíndricas concêntricas capazes de deslizar uma em</p><p>torno da outra.</p><p>65</p><p>Para evitar vazamentos, todas as juntas giratórias têm um sistema qualquer de</p><p>engaxetamento ou de retentores. As juntas giratórias, que são fabricadas apenas em</p><p>tamanhos pequenos (raramente acima de 4”), são usadas em locais em que seja</p><p>necessário ter-se movimento de rotação axial como, por exemplo, nas instalações</p><p>de enchimento de veículos e de vasilhames.</p><p>Os discos de ruptura são peças muito simples, destinadas a proteger uma tubulação</p><p>contra sobrepressões internas, fazendo, portanto, o mesmo serviço das válvulas de</p><p>segurança e de alívio.</p><p>São discos de chapa fina resistente à corrosão, colocados em um extremo livre da</p><p>linha, prensados entre dois flanges. A chapa fina é calculada e construída para se</p><p>romper com um determinado valor da pressão interna.</p><p>Os discos de ruptura são freqüentemente usados em combinação com uma válvula</p><p>de segurança, e colocados antes da válvula.</p><p>Existem discos de ruptura com uma pequena carga explosiva, de modo que podem</p><p>ser rompidos quando necessário, por ação externa, manual ou automaticamente.</p><p>66</p><p>CAPITULO IV – TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS</p><p>O emprego de tubulações pelo homem antecede provavelmente à história escrita.</p><p>Foram descobertos vestígios ou redes completas de tubulações nas ruínas da</p><p>Babilônia, da China antiga, de Pompéia e em muitas outras.</p><p>Antes da era cristã, os tubos metálicos eram feitos de chumbo. No século XVII,</p><p>apareceram os tubos de ferro fundido para água, havendo tubulações desse</p><p>tempo ainda em funcionamento, como por exemplo, as instalações para as fontes</p><p>dos jardins do Palácio de Versalhes, na França.</p><p>Os tubos de aço, que hoje dominam largamente quase todos os campos de</p><p>aplicação industrial, são de desenvolvimento relativamente recente, datando de</p><p>1825 o primeiro tubo de aço.</p><p>Portanto, o homem sentiu a necessidade do emprego das tubulações a partir do</p><p>momento em que os produtos por transportar teriam que conservar suas</p><p>características desde a sua origem até seu destino, ou seja, os produtos não</p><p>poderiam ser transportados através de canais.</p><p>Este fascículo tem por finalidade mostrar ao aluno o processo de controle</p><p>dimensional em tubulações.</p><p>Esse controle objetiva três pontos básicos:</p><p> proporcionar bom ajuste das peças que devem ser unidas;</p><p> otimizar o processo de montagem;</p><p> garantir que o sistema de tubulações tenha sua configuração de acordo</p><p>com o projeto.</p><p>1. Conceitos</p><p>Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao transporte de</p><p>fluídos (líquidos, gases, vapores), apresentando-se na forma de cilindros ocos.</p><p>A necessidade da existência dos tubos decorre principalmente do fato de o ponto</p><p>de geração ou de armazenagem dos fluídos estar, em geral distante do seu ponto</p><p>de utilização.</p><p>Chamam-se de “tubulação” um conjunto de tubos acoplados entre si e os seus</p><p>acessórios.</p><p>Essas tubulações industrialmente operam em serviço num faixa muito grande de</p><p>pressões e temperaturas, assim como podem operar com fluídos, desde a água</p><p>até outros com características corrosivas, tóxicas e inflamáveis.</p><p>67</p><p>Os tubos utilizados industrialmente podem ser fabricados, basicamente de 3</p><p>grupos de materiais: tubos metálicos, tubos não metálicos, tubos metálicos com</p><p>revestimento contra corrosão e/ ou abrasão, bem como revestimentos refratários.</p><p>Dentro de cada grupo desses há uma grande variedade de materiais.</p><p>Cada um desses materiais está voltado a uma aplicação específica.</p><p>2. Principais materiais para a fabricação de tubos</p><p>Empregam-se hoje em dia uma variedade muito grande de materiais para a</p><p>fabricação de tubos. Só a ASTM (American Society for Testing and Materials),</p><p>especifica mais de 150 tipos diferentes de materiais. A seguir um resumo dos</p><p>principais materiais usados:</p><p>Materiais utilizados em tubulações</p><p>Há cinco grupos de processos industriais para a fabricação de tubos:</p><p>1. Laminação</p><p>2. Extrusão</p><p>3. Fundição</p><p>4. Forjamento (todos estes para tubos sem costura)</p><p>5. Fabricação por soldagem (para tubos com costura)</p><p>68</p><p>Os processos de laminação e de fabricação por soldagem são os de maior</p><p>importância e representam 2/3 de todos os tubos utilizados em instalações</p><p>industriais.</p><p>Laminação: é um dos processos mais importantes na fabricação de tubos de aço</p><p>sem costura; empregam-se na fabricação de tubos de aço carbono, aço liga e aço</p><p>inoxidável de 3” até 26” de diâmetro.</p><p>Um lingote cilíndrico de aço, com diâmetro externo aproximado do tubo que se vai</p><p>fabricar, é aquecido a cerca de 1200ºC e levado ao denominado “laminador</p><p>oblíquo”.</p><p>O laminador oblíquo tem dois rolos de cone duplo, cujos eixos fazem entre si um</p><p>pequeno ângulo. O lingote é colocado entre os dois rolos, que o prensam</p><p>fortemente, e lhe imprimem, ao mesmo tempo, um movimento helicoidal de</p><p>rotação e translação.</p><p>Em conseqüência do movimento de translação o lingote é pressionado contra</p><p>um mandril cônico que se encontra entre os rolos.</p><p>O mandril abre um furo no cento do lingote, transformando-o em tubo, e alisa</p><p>continuamente a superfície interna recém formada. O mandril que é fixo está</p><p>colocado na extremidade de uma haste com um comprimento maior do que o tubo</p><p>que resultará.</p><p>O tubo formado nessa primeira operação tem paredes muito espessas. O mandril</p><p>é então retirado e o tubo, ainda quente, é levado para um segundo laminador</p><p>oblíquo com um mandril de diâmetro um pouco maior, que afina as paredes do</p><p>tubo, aumentando o comprimento e ajustando o diâmetro externo.</p><p>Depois das duas passagens pelos laminadores oblíquos o tubo está bastante</p><p>empenado. Passa então em uma ou duas máquinas desempenadoras de rolos. O</p><p>tubo sofre, finalmente, uma série de operações de calibragem dos diâmetros,</p><p>externo e interno, e alisamento das superfícies externa e interna. Essas operações</p><p>são feitas em várias passagens em laminadores com mandris e em laminadores</p><p>calibradores.</p><p>69</p><p>figura 1 - laminador Oblíquo – Tipo “Mannesmann”</p><p>figura 2 - laminadores de acabamento – Tipo “Mannesmann”</p><p>Extrusão: neste processo, um tarugo maciço do material em estado pastoso, é</p><p>colocado em um recipiente de aço debaixo de uma poderosa prensa. Em uma</p><p>única operação, que dura no total poucos segundos, teremos as seguintes fases:</p><p>70</p><p>O êmbolo da prensa, cujo diâmetro é o mesmo do tarugo, encosta-se no tarugo.</p><p>O mandril acionado pela prensa fura completamente o centro do tarugo. Em</p><p>seguida, o êmbolo empurra o tarugo obrigando o material a passar pelo furo de</p><p>uma matriz calibrada e por fora do mandril, formando o tubo.</p><p>Para tubos de aço a temperatura de aquecimento é da ordem de 1200ºC, as</p><p>prensas são sempre verticais e o esforço da prensa pode chegar a 1500</p><p>toneladas. Os tubos de aço saem dessa primeira operação, curtos e grossos;</p><p>são levados então, ainda quentes a um laminador de rolos para redução do</p><p>diâmetro. Vão finalmente para outros laminadores que desempenam e ajustam as</p><p>medidas do diâmetro e da espessura das paredes.</p><p>Fabricam-se por extrusão tubos de aço de pequenos diâmetros (abaixo de 3”) e</p><p>também tubo de alumínio, cobre, latão, chumbo e materiais plásticos.</p><p>figura 3 - fabricação de tubos por extrusão – Tipo “Mannesmann”</p><p>Fundição: neste processo, o material do tubo, em estado líquido, é despejado em</p><p>moldes especiais onde se solidifica adquirindo a forma final. Fabricam-se por esse</p><p>processo, tubos de ferro fundido, de alguns aços especiais não forjáveis, e da</p><p>maioria dos materiais não metálicos tais como</p><p>vidro, porcelana, barro vidrado,</p><p>concreto, cimento amianto, borrachas etc.</p><p>Para tubos de ferro fundido e de concreto de boa qualidade, usa-se a fundição por</p><p>centrifugação, em que o material líquido é lançado em um molde com movimento</p><p>rápido de rotação, sendo então centrifugado contra as paredes do molde.</p><p>O tubo resultante da fundição centrifuga tem uma textura mais homogênea e</p><p>compacta e também paredes de espessura mais uniforme.</p><p>71</p><p>Forjamento: de todos os processos citados anteriormente, esse é o de uso mais</p><p>raro, empregado apenas para alguns tubos de aço de paredes espessas e</p><p>pressões muito altas.</p><p>O lingote de aço é inicialmente furado no centro, a frio, com uma broca. Depois a</p><p>peça tubular formada é aquecida ao rubro e as paredes são forjadas em um</p><p>martelete, contra um mandril central, até atingirem a espessura desejada. O</p><p>lingote sofre durante o forjamento um notável aumento de comprimento.</p><p>Fabricação de tubos com costura: todos os tubos com costura são fabricados</p><p>a partir de uma bobina contínua ou de uma chapa que é calandrada e em seguida</p><p>soldada nas extremidades.</p><p>Há dois tipos de soldas utilizadas a de topo e a sobreposta, porém a de topo é a</p><p>mais utilizada. Há também duas disposições usuais de costuras soldadas:</p><p>longitudinal e espiral, porém a longitudinal é a mais utilizada para a maioria dos</p><p>tubos.</p><p>Os processos de soldagem mais empregados são: Eletrodo Revestido, Arco</p><p>Submerso e TIG.</p><p>Todos os processos de solda por arco protegido são usados principalmente para</p><p>a fabricação de tubos de aço de grandes diâmetros (12” em diante), embora seja</p><p>possível a fabricação de tubos desde 4”. A costura de solda pode ser longitudinal</p><p>ou em espiral.</p><p>Fabricam-se pelos diversos processos acima indicados tubos de aço carbono, aço</p><p>inoxidável, ferro forjado e outros metais soldáveis não ferrosos. Os tubos com</p><p>costura são quase sempre de qualidade inferior aos sem costura, mas o seu uso</p><p>é bastante generalizado por serem geralmente mais baratos.</p><p>Devido ao seu baixo custo, excelentes qualidades mecânicas e facilidade de solda</p><p>e de conformação, o aço carbono é o denominado “material de uso geral” em</p><p>tubulações industriais, isto é, só se deixa de empregá-lo quando houver alguma</p><p>circunstância especial que proíba.</p><p>Desta forma todos os outros materiais são usados em alguns casos específicos.</p><p>Em indústria de processamento mais de 80 % dos tubos são de aço carbono que</p><p>são utilizados para água doce, vapor à baixa pressão, condensado, ar</p><p>comprimido, óleos, gases e muitos outros fluidos pouco corrosivos, em</p><p>temperaturas desde – 40ºC e a qualquer pressão.</p><p>3. Projeto das Tubulações</p><p>O projeto de uma tubulação é um estudo de engenharia que visa estabelecer</p><p>todos os parâmetros, desde a determinação dos materiais necessários para</p><p>compra até os requisitos para fabricação, montagem e operação da tubulação.</p><p>72</p><p>Entre os vários documentos que compõem o projeto, citamos:</p><p> Fluxogramas do processo da tubulação;</p><p> Folhas de dados da tubulação;</p><p> Plantas de tubulação;</p><p> Desenhos de suportes da tubulação;</p><p> Especificação geral da tubulação.</p><p>A especificação geral da tubulação é um texto que contém critérios, exigências e</p><p>recomendações relativas ao projeto, montagem, inspeção, testes e operação.</p><p>Por sua vez, o projetista leva em consideração, no seu estudo, os seguintes</p><p>pontos básicos:</p><p>1. Condições de serviço;</p><p>2. Flexibilidade para absorver esforços;</p><p>3. Transmissão de esforços e vibrações;</p><p>4. Acessibilidade a válvulas e equipamentos;</p><p>5. Facilidades para construção e manutenção;</p><p>6. Segurança;</p><p>7. Economia;</p><p>8. Aparência.</p><p>O estudo do projeto define o tubo por empregar, cujas características se</p><p>enquadram dentro de uma normalização em vigor. Essa normalização é</p><p>representada por normas técnicas internacionais, tais como: ASTM, API, ABNT,</p><p>etc.</p><p>A especificação A106 da norma ASTM, por exemplo, contém requisitos para tubos</p><p>de aço-carbono sem costura para serviço em alta temperatura, tais como as</p><p>variações permitidas para diâmetro, espessura e comprimento. Para cada uma</p><p>dessas dimensões, a norma estabelece os desvios máximos permitidos para</p><p>cada tubo fornecido pelo fabricante.</p><p>O controle das tolerâncias dimensionais do tubo, baseado na especificação do</p><p>material, é característico do controle dimensional de recebimento.</p><p>As normas técnicas aplicáveis a sistemas de tubulações industriais utilizadas no</p><p>Brasil são:</p><p> ASME/ANSI B31.1 Power Piping;</p><p> ASME/ANSI B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping;</p><p> ASME/ANSI B31.4 Liquid Petroleum Transportation Piping</p><p>Systems;</p><p> ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribuition Piping</p><p>Systems;</p><p> API Spec 5L API Specification for Line Pipe;</p><p> PETROBRAS N-115 Fabricação e Montagem de Tubulações</p><p>Industriais;</p><p> ASTM Vol.01.01 Steel- Piping, Tubing, Fittings.</p><p>73</p><p>4.1 Tipos de desenhos de tubulação</p><p>No projeto de tubulações industriais, faz-se geralmente os seguintes tipos</p><p>principais de desenhos:</p><p> Fluxogramas (flow sheet);</p><p> Plantas de tubulação;</p><p> Desenhos isométricos;</p><p> Desenhos de detalhes e de fabricação (Spools), desenhos de suportes,</p><p>folha de dados etc.</p><p>4.1.1 Fluxogramas:</p><p>Os fluxogramas são desenhos esquemáticos, sem escala, que mostram toda a</p><p>rede de tubulações de uma determinada área de processo, mostrando também os</p><p>diversos vasos, bombas e outros equipamentos aos quais a rede está ligada. Os</p><p>fluxogramas têm apenas a finalidade de mostrar o funcionamento de um sistema,</p><p>não se destinando a detalhar a unidade para a fabricação e montagem.</p><p>Dois tipos principais de fluxogramas podem ser elaborados:</p><p> Fluxograma de processo: os fluxogramas de processo são elaborados pela</p><p>equipe de processo, na fase inicial de um projeto. Estes desenhos contêm:</p><p> Vasos (tanques, torres, vasos de pressão, reatores, etc.), com a indicação</p><p>das características básicas dos mesmos (tipo, pressão, temperatura, etc.);</p><p> Equipamentos importantes (bombas, compressores, filtros, etc.);</p><p> Tubulações principais, com indicação do fluído e do sentido de fluxo;</p><p> Principais válvulas (bloqueio, regulagem, controle, etc.);</p><p> Instrumentos principais indicados por suas convenções.</p><p>Em princípio, o que deve ser mostrado nesses fluxogramas são os elementos que</p><p>façam parte dos circuitos principais do processo. A quantidade e detalhamento</p><p>das informações nestes desenhos dependem da finalidade específica do mesmo.</p><p> Fluxograma mecânico ou de detalhamento (engenharia): estes desenhos são</p><p>preparados pela equipe de processo, em fase mais adiantada do projeto, com</p><p>a colaboração da equipe de projeto mecânico. São os desenhos básicos a</p><p>partir dos quais será feito todo o desenvolvimento do projeto de tubulações.</p><p>Muitas vezes este tipo de fluxograma é denominado de fluxograma de</p><p>tubulações e instrumentação.</p><p>Estes desenhos devem conter as seguintes informações:</p><p> Todos os tanques, torres, vasos, reatores, caldeiras, fornos, permutadores</p><p>e quaisquer reservatórios em geral, com sua identificação e características</p><p>básicas.</p><p>74</p><p> Todas as máquinas (bombas, compressores e turbinas, etc.), bem como</p><p>todos os equipamentos que tenha alguma função no processo (filtros,</p><p>purgadores, placas de orifício, etc.) ainda que sejam pequenos ou simples.</p><p>Estes equipamentos devem ser representados de acordo com as convenções e</p><p>identificados mesmo quando forem equipamentos de reserva.</p><p> Todas as tubulações, inclusive secundárias e auxiliares, com indicação de</p><p>diâmetro, sentido de fluxo, identificação completa e exigências especiais</p><p>de serviço (inclinação, vibração, etc.).</p><p> Todas as válvulas colocadas nas respectivas linhas com indicações do tipo</p><p>geral (bloqueio, regulagem, controle, segurança, etc.) por meio de</p><p>convenções.</p><p> Todos os instrumentos, com a indicação do tipo, identificação, tamanho,</p><p>arranjo de válvulas, tubos de contorno, etc., inclusive com os flanges de</p><p>orifício. Devem figurar ainda as linhas de</p><p>ar comprimido de comando das</p><p>válvulas de controle, com as respectivas ligações.</p><p>4.1.2 – Plantas de Tubulação</p><p>São desenhos feitos em escala, contendo todas as tubulações de uma</p><p>determinada área, representadas em projeção horizontal olhando-se de cima para</p><p>baixo.</p><p>Para um melhor detalhamento de uma planta pode-se subdividi-la em áreas</p><p>menores com plantas mais detalhadas.</p><p>Na execução das plantas costuma-se adotar os seguintes procedimentos:</p><p> Os tubos de até 12” de diâmetro são representados por um traço único, na</p><p>posição da linha de centro. Os diâmetros maiores são representados por dois</p><p>traços paralelos, mostrando o tubo em escala;</p><p> Em todos os trechos de tubos deve haver a identificação completa do mesmo</p><p>e seu sentido de fluxo. Válvulas e acessórios são representados por</p><p>convenções especiais e devem tanto quanto possível, ser desenhados em</p><p>escalas;</p><p> Devem-se mostrar também à posição das hastes das válvulas, bem como a</p><p>elevação de todos os tubos, as cotas de mudança de direção e as distâncias</p><p>entre tubos paralelos.</p><p>Além dos tubos e seus acessórios os desenhos devem mostrar:</p><p> Linhas principais de referência (limites de área, contornos de ruas, valas de</p><p>drenagem, vasos e equipamentos grandes, edificações etc.);</p><p>75</p><p> Suportes de tubulações, indicados através de siglas dentro de retângulos e</p><p>com numeração crescente;</p><p> Vasos e equipamentos ligados à rede de tubulação, com desenhos dos</p><p>contornos e identificação dos mesmos, mostrando ainda a elevação de saída</p><p>dos bocais;</p><p> Plataformas, escadas de acesso;</p><p> Todos os instrumentos, com identificação e posição aproximada.</p><p>As diversas folhas de plantas de tubulação devem limitar-se entre si formando um</p><p>mosaico contínuo, cobrindo toda a área abrangida pela rede de tubulações. Em</p><p>todas as folhas de desenho deve haver sempre a indicação da orientação (norte</p><p>de projeto), e nos limites do desenho sempre haverá a indicação das coordenadas</p><p>e dos números de outras folhas de desenho que sejam continuação para qualquer</p><p>lado.</p><p>Para tubulações fora da área de processo (tubulações de interligações), devido</p><p>ao tamanho da área abrangida e a pequena existência de acidentes, são feitas</p><p>plantas em escalas pequenas (1:250 ou 1:500).</p><p>4.1.3 – Desenhos Isométricos:</p><p>Desenhos Isométricos são desenhos de tubulação feitos em perspectiva</p><p>isométrica. Ao contrário dos desenhos de plantas e elevações, dispensam o uso</p><p>de escala.</p><p>Os isométricos são feitos geralmente para uma tubulação individual ou para um</p><p>grupo de tubulações próximas. Evita-se desenhar em um isométrico, tubulação de</p><p>áreas diferentes. Não é freqüente desenhar-se em um isométrico, tubulações que</p><p>ultrapassem os limites de uma planta.</p><p>Em cada planta pode ser colocada a relação de desenhos isométricos de suas</p><p>linhas.</p><p>Linhas longas são desenhadas em mais de um isométrico, convém nesses casos,</p><p>indicar o número do desenho de continuação da linha. Nos desenhos isométricos</p><p>de tubulação aparecem obrigatoriamente:</p><p>Todas as válvulas, tubos e acessórios de tubulação (flanges, niples, reduções,</p><p>etc.), conforme convenção própria;</p><p>As cotas de cada elemento, indicando o lugar exato para instalação ou</p><p>localização. As cotas são extremamente importantes devido à ausência de escala</p><p>exata de desenho;</p><p>As informações necessárias para fabricação e montagem da tubulação, tais como:</p><p>dimensões dos trechos retos de tubos, ângulos, raios de curvaturas, elevações de</p><p>todos os tubos, localização e orientação de todos os bocais de vasos, vasos e</p><p>equipamentos, posição das hastes e volantes das válvulas, etc.;</p><p>76</p><p>Os equipamentos tais como: vasos, bombas, permutadores e turbinas, não</p><p>precisam ser desenhados; basta colocar suas linhas de centro, sua identificação</p><p>e a posição dos bocais de ligação com as tubulações.</p><p>Costuma-se fazer uma “lista de materiais” agregada ao isométrico. Este</p><p>documento contém a especificação qualitativa e quantitativa de todos os tubos,</p><p>válvulas e acessórios de tubulações que aparecem no desenho.</p><p>Não é usual confeccionar-se desenhos isométricos de tubulações subterrâneas</p><p>ou de tubulações longas foras da área de processo.</p><p>5 – Normas, Códigos e Especificações:</p><p>As principais normas e códigos referentes a tubulações são:</p><p>PETROBRAS:</p><p>N 42: projeto de sistema de aquecimento externo de tubulações, equipamentos</p><p>e instrumentos com vapor;</p><p>N 46: vão máximo entre suportes;</p><p>N 57: projeto mecânico de tubulações industriais;</p><p>N 76: materiais de tubulações – padronização;</p><p>N 105: espaçamento entre tubos;</p><p>N108: suspiros e drenos para tubulação;</p><p>N 115: fabricação e montagem de tubulações industriais;</p><p>N 116: instalação de purgadores e acumuladores de condensação;</p><p>N 118: filtros temporários para tubulação;</p><p>N 120: peças de inserção entre flanges;</p><p>N 133: soldagem (procedimentos);</p><p>N 250: isolamento térmico de tubulações e equipamentos operando a altas</p><p>temperaturas (procedimento de construção e montagem);</p><p>N 279: projeto de estruturas metálicas;</p><p>N 293: fabricação de estruturas metálicas;</p><p>N 550: isolamento térmico de tubulações e equipamentos operando a altas</p><p>temperaturas (procedimento de projeto);</p><p>N 894: isolamento térmico de tubulações e equipamentos operando a baixas</p><p>temperaturas (procedimento de projeto);</p><p>N 896: isolamento térmico de tubulações e equipamentos operando a baixas</p><p>temperaturas (procedimento de construção e montagem);</p><p>N 1692: apresentação de projetos de detalhamento de tubulações</p><p>(procedimento)</p><p>API (American Petroleum Institute)</p><p>API 5L: tubos de aço carbono com ou sem costura de qualidade média;</p><p>API 605: flanges de aço carbono diâmetros menores que 24”;</p><p>API 610: bombas centrífugas para serviço geral em refinarias;</p><p>API 611: turbinas a vapor para serviço geral em refinarias;</p><p>API 617: compressores centrífugos para serviço geral em refinaria;</p><p>77</p><p>API 618: compressores alternativos para serviço geral em refinaria;</p><p>MSS (Manufacturers Standard Society)</p><p>MSS-SP 06: acabamento de faces de flanges;</p><p>MSS-SP 43: acessórios de aço inoxidável para solda de topo;</p><p>MSS-SP 44: flanges de aço com diâmetro nominal de 28” ou maiores;</p><p>ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas)</p><p>NB 54: cores para tubulações industriais;</p><p>P NB 155:</p><p>P EB 234: juntas semimetálicas espiraladas para flanges;</p><p>P NB 188: seleção e dimensionamento de juntas não metálicas para flanges;</p><p>P EB 141: válvulas de aço fundido e de aço forjado;</p><p>P PB 157: conexões de aço para soldas de topo;</p><p>P PB 158: conexões de aço forjado de encaixe para solda e com rosca;</p><p>ANSI (American National Standards Institute)</p><p>B.2.1: rosca para tubos NPT;</p><p>B.16.5: flanges e acessórios flangeados de aço;</p><p>B.16.9: acessórios de aço para solda de topo;</p><p>B.16.10: válvulas de aço e de ferro fundido;</p><p>B.16.11: acessórios de aço forjado para solda de encaixe e rosqueado;</p><p>B.31.3: fabricação, montagem, testes de inspeção sobre tubulações para</p><p>quaisquer fluídos situados dentro dos limites da refinaria;</p><p>B.36.19: tubos de aço inox;</p><p>ASTM (American Society for Testingand Materials)</p><p>A 53: tubos de aço carbono com ou sem costura corrente;</p><p>A 105: flanges, acessórios e válvulas de aço forjado para altas temperaturas;</p><p>A 106: tubos de aço carbono com ou sem costura para altas temperaturas;</p><p>A 181: flanges, acessórios e válvulas de aço forjado para serviço geral;</p><p>A 182: flanges, acessórios e válvulas de aços liga forjados para altas</p><p>temperaturas;</p><p>A 193: parafusos e estojos de aço liga;</p><p>A 194: parafusos e porcas de aço carbono e aços liga;</p><p>A 216: peças de aço carbono fundido para soldas e para altas temperaturas;</p><p>A 217: peças fundidas de aço liga para altas temperaturas;</p><p>A 234: acessórios de aço carbono e de aço liga para solda de topo;</p><p>A 307: parafusos e porcas de máquina aço carbono;</p><p>A 312: tubos de aço inoxidável com ou sem costura;</p><p>A 335: tubo de aços liga ferríticos, sem costura para altas temperaturas.</p><p>78</p><p>6. Meios de ligação de tubos</p><p>Os diversos meios</p><p>usados para conectar tubos, servem não só para ligar as varas</p><p>de tubos entre si, como também para ligar os tubos às válvulas, e aos diversos</p><p>acessórios e a outros equipamentos.</p><p>Os principais meios de ligação de tubos são os seguintes:</p><p> Ligações rosqueadas;</p><p> Ligações soldadas;</p><p> Ligações flangeadas;</p><p> Ligações de ponta e bolsa</p><p>Existem outros tipos de ligações de tubos. A escolha do meio de ligação a usar</p><p>depende de muitos fatores entre os quais: material do tubo, grau de segurança,</p><p>custo, facilidade de desmontagem, localização, pressão e temperatura de</p><p>trabalho, fluido contido, diâmetro do tubo etc.</p><p>6.1 – Ligações rosqueadas: são um dos mais antigos meios de ligação usados</p><p>para tubos. Essas ligações são de baixo custo e de fácil execução, mas o seu uso</p><p>é limitado a tubos de pequeno diâmetro (até 4”) e em geral apenas a instalações</p><p>domiciliares (água e gás) ou serviços secundários em instalações industriais</p><p>(água, ar, condensado de baixa pressão), devido à facilidade de vazamentos e à</p><p>pequena resistência mecânica que apresentam.</p><p>As ligações rosqueadas são as únicas usadas para tubos galvanizados, tanto de</p><p>aço como de ferro forjado. Empregam-se também ligações rosqueadas, embora</p><p>não exclusivamente, em tubos de aço carbono, aços liga, ferro fundido, plásticos,</p><p>vidro e porcelana sempre limitadas até o diâmetro nominal de 4”.</p><p>Para tubos de aços inoxidáveis e de metais não ferrosos, o rosqueamento é muito</p><p>raro, devido às paredes finas que geralmente tem os tubos desses materiais.</p><p>figura 4 – ligações rosqueadas de tubos</p><p>79</p><p>As principais normas americanas para roscas de tubos são: ASME/ANSI B.2.1 e</p><p>a API 5B.</p><p>6.2 – Ligações soldadas: constituem a grande maioria das usadas em</p><p>tubulações industriais.</p><p>Este tipo de ligação tem as seguintes vantagens:</p><p> Resistência mecânica boa;</p><p> Estanqueidade perfeita e permanente;</p><p> Boa aparência;</p><p> Facilidade na aplicação de isolamento térmico e de pintura;</p><p> Nenhuma necessidade de manutenção.</p><p>As principais desvantagens, pouco importantes na maioria dos casos, são: a</p><p>dificuldade de desmontagem das tubulações e a necessidade de mão de obra</p><p>especializada.</p><p>A solda de topo é o sistema mais usado para a ligação de tubos de 2” ou maiores,</p><p>de aços de qualquer tipo. Pode ser aplicada em toda a faixa usual de pressão e</p><p>temperatura. É o sistema de ligação mais empregado para tubulações de 2” ou</p><p>maiores em indústrias de processamento.</p><p>figura 5 - chanfros para solda de topo de tubos</p><p>Os tubos e acessórios para uso com solda de topo, devem Ter as extremidades</p><p>com chanfros para solda, de acordo com padrões da norma ASME/ANSI B.</p><p>16.25 ou de outras normas. De acordo com a ASME/ANSI citada, os tubos com</p><p>espessuras de parede de até 3/16” devem ter as pontas lisas e esquadrejadas.</p><p>80</p><p>Para tubos com espessura de parede entre 3/16” e 3/4" que são a maior parte dos</p><p>usados industrialmente, devem ter chanfro em “V” com ângulo incluso de 75°.</p><p>Para os tubos com espessuras de parede superior à 3/4" o chanfro deve ser em</p><p>duplo “J”. Em qualquer caso, a abertura da raiz da solda dependerá da espessura</p><p>da parede e do diâmetro do tubo, variando entre 1,5 mm e 6,0 mm.</p><p>Existem ainda anéis que se colocam por dentro dos tubos e que ficam geralmente</p><p>incorporados à solda, usados principalmente para tubos de grandes diâmetros</p><p>(acima de 20”).</p><p>Esse anel tem por finalidade melhorar a qualidade da solda, facilitando a completa</p><p>penetração, acelerar a operação de soldagem, facilitar o alinhamento em tubos</p><p>de pequeno diâmetro causam sensíveis perdas de carga e dificultam a limpeza</p><p>mecânica das tubulações.</p><p>figura 6 - anéis de soldagem</p><p>A norma ASME/ANSI B.31 em suas diversas seções contém numerosas</p><p>recomendações sobre soldagem de tubos, incluindo seqüência de soldagem,</p><p>tratamentos térmicos, qualificação de soldadores, testes de inspeção e aceitação</p><p>etc.</p><p>6.3 – Outros tipos de ligações soldadas</p><p>6.3.1 – Solda de encaixe (ou de soquete): esse tipo de ligações soldadas é</p><p>usado na maioria dos tubos industriais com diâmetros até 1 1/2" inclusive, em toda</p><p>faixa usual de pressão e temperatura para tubos de qualquer tipo. A solda de</p><p>encaixe é empregada embora não exclusivamente para tubos até 4” de metais</p><p>não ferrosos e de plásticos.</p><p>Os tubos são ligados uns aos outros por meio de luvas ou de uniões semelhantes</p><p>às peças usadas nas ligações rosqueadas. As uniões são empregadas quando</p><p>se deseja facilidade de desmontagem. Os tubos são soldados nas luvas ou nas</p><p>uniões com um único cordão externo de solda em ângulo (solda de filete), para</p><p>isso as extremidades dos tubos devem ser lisas, tendo as luvas e as uniões</p><p>rebaixos onde se encaixam os tubos.</p><p>81</p><p>figura 7 - ligações de solda de encaixe para tubos</p><p>Para tubulações de aço ou de metais não ferrosos, emprega-se sempre solda</p><p>elétrica, com eletrodos do mesmo material dos tubos. Para tubulações de plástico</p><p>empregam-se solventes adequados ao tipo de plástico em questão.</p><p>A norma ASME/ANSI B.31.1, recomenda que não se use solda de encaixe em</p><p>serviços de alta corrosão ou erosão.</p><p>6.3.2 – Brasagem e solda branca: são ligações usadas principalmente para</p><p>tubos metálicos não ferrosos, de cobre, latão, bronze, chumbo e suas ligas. Essas</p><p>soldas são feitas com materiais diferentes do material do tubo, geralmente ligas</p><p>especiais de baixo ponto de fusão.</p><p>A norma ASME/ANSI B.31 proíbe o uso de quaisquer elementos em ligas de baixo</p><p>ponto de fusão, nos locais em que se exigir materiais a prova de fogo.</p><p>6.4 – Ligações flangeadas</p><p>Uma ligação flangeada é composta de dois flanges, um jogo de parafusos ou</p><p>estojos com porcas e uma junta de vedação. As ligações flangeadas são</p><p>facilmente desmontáveis, empregam-se principalmente para tubos de mais de 2”</p><p>em dois casos específicos:</p><p> Para ligar os tubos com as válvulas e os equipamentos (bombas,</p><p>compressores, tanques, vasos de pressão etc.) e também determinados</p><p>trechos da tubulação.</p><p> Para a ligação de um trecho em outro de tubulações com 4” ou maiores, de</p><p>materiais em que não seja possível o emprego de solda. Incluem-se nestes</p><p>casos as tubulações de ferro fundido e as de ferro ou aço com revestimentos</p><p>internos.</p><p>Como regra geral, em qualquer caso, as ligações flangeadas devem ser usadas</p><p>no menor número possível, porque são sempre pontos de possíveis vazamentos,</p><p>e também porque são peças caras, pesadas e volumosas.</p><p>82</p><p>figura 8 - ligação flangeada entre tubos</p><p>6.4.1 – Tipos de flanges para tubos</p><p>Listamos a seguir os flanges mais usuais padronizados segundo a norma ASME/</p><p>ANSI B.16.5:</p><p>a) Flange Integral: Os flanges integrais são usados em tubos apenas em alguns</p><p>casos, para tubulações de ferro fundido. É o tipo mais antigo e também mais</p><p>resistente.</p><p>b) Flange de Pescoço (welding neck – WN): É o tipo de flange mais usado em</p><p>tubulações industriais para quaisquer pressões e temperaturas. De todos os</p><p>flanges não integrais é o mais resistente, que permite melhor aperto, e que, dá</p><p>origem a menores tensões residuais em conseqüência da soldagem e das</p><p>diferenças de temperaturas.</p><p>O flange é ligado ao tubo por uma única solda de topo, ficando a face interna do</p><p>tubo perfeitamente lisa, sem descontinuidades que facilitem a concentração de</p><p>esforços ou a corrosão. A montagem desses flanges é cara porque cada pedaço</p><p>de tubo deve ter os extremos chanfrados para a solda, e tem de ser cortado na</p><p>medida certa, com uma pequena tolerância no comprimento.</p><p>c) Flange Sobreposto (silp-on – SO): É um flange mais barato e mais fácil de</p><p>se instalar do que o anterior, porque a ponta do tubo encaixa no flange, facilitando</p><p>o alinhamento e evitando a necessidade de corte do tubo na medida exata. O</p><p>flange é ligado ao tubo por duas soldas em ângulo, uma interna e a outra externa.</p><p>Esse flange é usado onde à condição não seja crítica, porque o aperto permissível</p><p>é bem menor, as tensões residuais são</p><p>elevadas, e as descontinuidades de seção</p><p>dão origem a concentração de esforços e facilitam a corrosão e a erosão.</p><p>83</p><p>d) Flange Rosqueado (screwed – SCR): Em tubulações industriais esses</p><p>flanges são usados apenas para tubos de metais não soldáveis (ferro fundido,</p><p>alguns aços liga não soldáveis), e para alguns tipos de tubos não metálicos, como</p><p>os de materiais plásticos por exemplo.</p><p>Empregam-se também para tubos de aço e ferro forjado em tubulações</p><p>secundárias (água, ar comprimido etc.) e em redes domiciliares.</p><p>O aperto permissível com esses flanges é pequeno, as tensões desenvolvidas são</p><p>elevadas, e a rosca age como um intensificador de esforços, e também como</p><p>uma permanente causa de vazamento.</p><p>e) Flange de Encaixe (socket-weld – SW): Esse flange é semelhante ao</p><p>sobreposto, porém é mais resistente e tem um encaixe completo para a ponta do</p><p>tubo, dispensando a solda interna. É o tipo de flange usado na maioria das</p><p>tubulações de aço de pequeno diâmetro até 2”. Por causa da descontinuidade</p><p>interna não se recomendam esses flanges para serviços corrosivos.</p><p>f) Flange Solto (lap joint): Esses flanges que são também chamados de “Van</p><p>Stone”, não ficam como os demais, presos à tubulação, e sim soltos, capazes de</p><p>deslizar livremente sobre o tubo. Quando se empregam esses flanges solda-se a</p><p>topo na extremidade do tubo uma peça especial denominada virola, que servirá</p><p>de batente para o flange.</p><p>A grande vantagem é que esses flanges não ficam em contato com o fluido</p><p>circulante, sendo por isso muito empregado em serviços que exijam materiais</p><p>caros e especiais, tais como aços inoxidáveis, ligas de níquel etc., bem como para</p><p>tubos com revestimentos internos. Para todos esses serviços os flanges podem</p><p>ser de material barato, como ferro ou aço carbono, ficando apenas os tubos e a</p><p>virola de material especial.</p><p>g) Flange Cego (blind): São flanges fechados, usados para extremidades de</p><p>linhas ou fechamento de bocais flangeados.</p><p>84</p><p>figura 9 - tipos de flanges para tubos</p><p>6.4.2 – Faceamento da face dos flanges</p><p>A face de assentamento dos flanges pode ter vários tipos de acabamento. O</p><p>faceamento dos flanges está padronizado na norma ASME/ANSI B.16.5, sendo</p><p>os tipos mais usuais:</p><p>● Face com ressalto (raised face – RF): É o tipo de face mais comum para</p><p>flanges de aço, aplicável a quaisquer condições de pressão e temperatura.</p><p>O ressalto tem 1,6 mm de altura para as classes de pressão 150# e 300#</p><p>e 6,0 mm de altura para as classes de pressão mais elevadas.</p><p>A superfície do ressalto apresenta geralmente uma série de pequenas</p><p>ranhuras concêntricas, cuja função é melhorar o aperto da junta. Ranhuras</p><p>espiraladas podem originar vazamentos, por isso, devem ser utilizadas para</p><p>fluidos com densidades específicas.</p><p>Sob encomenda, a superfície do ressalto pode também ser fornecida com</p><p>acabamento liso ou espelhada, para uso com juntas duras e altas pressões.</p><p>● Face plana (flat face – FF): É o faceamento usual nos flanges de ferro</p><p>fundido e de outros materiais frágeis, como os plásticos, por exemplo. O</p><p>aperto da junta é muito inferior ao obtido em igualdade de condições com</p><p>os flanges de face com ressalto.</p><p>Entretanto se os flanges de ferro fundido e de outros materiais frágeis tivessem</p><p>faces com ressalto, o aperto dos parafusos poderia causar fraturas nas bordas</p><p>do flange em conseqüência da flexão. É muito importante</p><p>85</p><p>observar que para acoplar com os flanges de face plana das válvulas e</p><p>equipamentos fabricados de ferro fundido, só se devem usar flanges também</p><p>de face plana.</p><p>● Face para junta de anel (ring type joint – RTJ): Esse tipo de face é usado</p><p>em flanges de aço para serviços severos, de altas pressões e</p><p>temperaturas, principalmente para fluidos perigosos, inflamáveis, tóxicos</p><p>etc., em que deva haver absoluta segurança contra vazamentos.</p><p>A face dos flanges tem um rasgo circular profundo, onde se encaixa uma junta</p><p>em forma de anel metálico. Consegue-se nesses flanges uma melhor vedação</p><p>com o mesmo grau de aperto dos parafusos, não só devido à ação de cunha</p><p>da junta de anel nos rasgos dos flanges, como também, porque a pressão</p><p>interna tende a dilatar a junta de anel apertando-a contra as paredes dos</p><p>rasgos.</p><p>Os flanges para junta de anel garantem também uma melhor vedação em</p><p>serviços com grandes variações de temperatura.</p><p>● Face macho e fêmea (male & female): Esse tipo de faceamento, bem</p><p>mais caro do que os anteriores são usados para serviços especiais com</p><p>fluídos corrosivos, porque neles a junta está protegida, não havendo quase</p><p>contato direto da mesma com o fluído.</p><p>figura 10 – tipo de faceamento dos flanges</p><p>6.4.3 – Materiais, classes e diâmetros comerciais dos flanges de aço</p><p>Os flanges de aço carbono e de aço liga, costumam ser de fabricação forjada.</p><p>Para os flanges de aço carbono emprega-se o aço ASTM A-181 para</p><p>temperaturas até 400°C e pressões nominais até 20 kg/cm², e o aço ASTM A-105</p><p>(acalmado com Si) para temperaturas até 450°C e altas pressões.</p><p>86</p><p>Para os flanges de aço liga, o material mais comum são os aços ASTM A-182,</p><p>com vários graus e percentuais diferentes de Cr e Mo. Para diâmetros grandes</p><p>(acima de 20”) é usual o emprego de flanges de aço fundido ou flanges fabricados</p><p>de chapa, devido ao alto custo de peças forjadas de grandes dimensões.</p><p>Os flanges de aço fundido podem ser aceitos mesmo para serviços, desde que</p><p>obedeçam a rigorosas condições de fabricação e de inspeção.</p><p>A norma ASME/ANSI B.16.5 define 7 classes de flanges, cujas pressões nominais</p><p>são:</p><p>150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# e 2500# (Libras)</p><p>As pressões admissíveis de trabalho, para qualquer material e qualquer classe,</p><p>decrescem com o aumento de temperatura. Assim, por exemplo, para flanges de</p><p>aço carbono classe 150#, temos as seguintes correspondências entre</p><p>temperaturas e pressões admissíveis.</p><p>38°C 19 kg/cm² (275 PSI)</p><p>150°C 14 kg/cm² (210 PSI)</p><p>260°C 10 kg/cm² (150 PSI) pressão nominal</p><p>370°C 7,5 kg/cm² (110 PSI)</p><p>480°C 5 kg/cm² ( 70 PSI)</p><p>Desta forma, o número que representa a pressão nominal, embora sirva para</p><p>designar o flange, não significa a pressão admissível com que o flange pode</p><p>trabalhar como é às vezes erroneamente interpretado.</p><p>A pressão admissível do flange para cada pressão nominal depende da</p><p>temperatura e do material do flange.</p><p>Para temperaturas abaixo de 38°C a pressão admissível é a mesma</p><p>correspondente a 38°C, desde que o material seja satisfatório para serviços</p><p>nessas temperaturas.</p><p>87</p><p>figura 11 - curvas de pressão admissíveis dos flanges</p><p>Na norma ASME/ANSI B.16.5 essas curvas estão transformadas em tabelas</p><p>dando as pressões admissíveis para todas as temperaturas e para todos os</p><p>materiais usuais. Deve ser observado que as pressões admissíveis dos flanges</p><p>referem-se a flanges submetidos exclusivamente ao esforço de pressão interna.</p><p>Na prática teremos quase sempre outros esforços atuando simultaneamente</p><p>sobre os flanges, tais como pesos, esforços de dilatação térmica, etc., e, portanto</p><p>quando esses esforços adicionais tiverem um valor razoável, deve-se adotar uma</p><p>pressão admissível mais baixa para o flange.</p><p>As 7 classes de pressão nominal abrangem todos os tipos de flanges, desde o</p><p>diâmetro nominal de 1/2" até 24” com as seguintes exceções:</p><p>a) A classe 2500# só vai até o diâmetro de 12”</p><p>b) Os flanges de encaixe só são fabricados nas classes 150# a 600#</p><p>c) Os flanges rosqueados da classe 1500# só vão até 12” de diâmetro</p><p>No Brasil fabricam-se flanges de aço carbono forjado ASTM A-105 e A-181 de</p><p>acordo com a norma ASME/ANSI B.16.5 de 1” até 24” de diâmetro nas classes</p><p>88</p><p>de 150# a 2500#. Todos esses flanges são fabricados com face de ressalto e</p><p>nos seguintes tipos: pescoço, sobreposto, rosqueado e cego.</p><p>6.4.4 – Juntas para flanges</p><p>Em todas as ligações flangeadas existe sempre uma junta que é o elemento de</p><p>vedação. Quando em serviço, a junta está</p><p>a uma forte compressão provocada</p><p>pelo aperto dos parafusos, e também a um esforço de cisalhamento devido à</p><p>pressão interna do fluído circulante.</p><p>O material da junta deverá ser deformável e elástico, para compensar as</p><p>irregularidades das faces dos flanges dando uma vedação perfeita, e para</p><p>suportar as variações de pressão e de temperatura.</p><p>A seguir listamos os tipos mais usuais de juntas para flanges:</p><p> Juntas não metálicas: são sempre juntas planas, usadas para flanges de face</p><p>com ressalto ou de face plana. As espessuras variam de 1/32” a 1/8” sendo</p><p>1/16” a espessura mais comum. Os principais materiais empregados são:</p><p>borracha natural, borracha sintética, amianto grafitado, materiais plásticos,</p><p>papelão hidráulico.</p><p> Juntas metálicas em espiral: essas juntas são constituídas de uma lâmina</p><p>metálica torcida em espiral, com enchimento de amianto entre cada volta.</p><p>Usam-se essas juntas nos mesmos casos das juntas folheadas quando se</p><p>tenham grandes variações de pressão ou de temperatura. Os materiais de</p><p>construção são também os mesmos das juntas folheadas. As juntas metálicas</p><p>em espiral são notáveis pela excelente elasticidade que possuem.</p><p> Juntas metálicas folheadas: são juntas com uma capa de lâmina metálica,</p><p>plana ou corrugada e enchimento de material macio, geralmente de amianto.</p><p>Essas juntas tem espessura de 1/16” a 1/8” e são empregados para flanges</p><p>de face com ressalto, em serviços de altas pressões e altas temperaturas.</p><p>Dependendo das condições de trabalho a capa metálica pode ser de aço</p><p>inoxidável, cobre, latão, alumínio ou aço carbono.</p><p> Juntas metálicas maciças: são juntas metálicas com faces planas ou</p><p>ranhuradas. Usam-se essas juntas com flanges de face com ressalto (para</p><p>pressões muito altas) e com flanges de face de face de macho e fêmea ou de</p><p>ranhura e lingüeta. Os materiais empregados são os mesmos das juntas</p><p>acima. Em todas as juntas metálicas é importante que o material da junta seja</p><p>menos duro do que o material dos flanges.</p><p> Juntas metálicas de anel: são anéis metálicos maciços de seção ovalada ou</p><p>octogonal, sendo a ovalada a mais comum. As dimensões do anel que variam</p><p>com o diâmetro e com a classe de pressão nominal do flange, estão</p><p>padronizado na norma ASME/ANSI B.16.20. Esses anéis são geralmente de</p><p>aço inoxidável fabricando-se também de aço carbono, cobre, níquel e metal</p><p>monel.</p><p>89</p><p>São sempre peças de fabricação cuidadosa. Essas juntas são empregadas</p><p>exclusivamente com os flanges de face para junta de anel. A dureza do material</p><p>da junta deve ser sempre menor do que a dureza do material do flange.</p><p>figura 13 – juntas para flange</p><p>6.4.5 – Parafusos e estojos para flanges</p><p>Para a ligação de um flange no outro e aperto da junta, empregam-se dois tipos</p><p>de parafusos:</p><p> Parafusos de máquina (machine bolts)</p><p> Estojos (stud bolts)</p><p>Os parafusos de máquina são parafusos cilíndricos com cabeça integral</p><p>sextavada ou quadrada. A parte rosqueada nunca abrange todo o corpo do</p><p>parafuso.</p><p>Os parafusos de máquina são designados pelo comprimento (medido da</p><p>extremidade do parafuso até a base da cabeça) e pelo diâmetro nominal da rosca.</p><p>Os estojos são barras cilíndricas, rosqueadas com porcas e contra-porcas</p><p>independentes; à parte rosqueada pode ou não abranger todo o comprimento. Os</p><p>estojos permitem melhor aperto do que os parafusos de máquina porque a parte</p><p>fraca desses parafusos é justamente a ligação do corpo com a cabeça.</p><p>90</p><p>Os estojos são designados pelo comprimento total e pelo diâmetro nominal da rosca.</p><p>figura 14 - parafusos para flanges</p><p>6.5 – Ligações de ponta e bolsa</p><p>A ligação de ponta e bolsa é um sistema muito antigo, mas ainda usado</p><p>freqüentemente para as seguintes classes de tubos:</p><p> Tubos de ferro fundido e de ferro ligados para água, esgoto e líquidos</p><p>corrosivos;</p><p> Tubos de ferro fundido para gás;</p><p> Tubos de barro vidrado e de cimento amianto;</p><p> Tubos de concreto</p><p>Para todos esses tubos, empregam-se a ponta e bolsa em todos os diâmetros</p><p>fabricados (tubos).</p><p>91</p><p>CAPÍTULO V – TANQUES DE ARMAZENAMENTO</p><p>Tanques de Armazenamento são equipamentos de caldeiraria destinados ao</p><p>armazenamento de petróleo e seus derivados, assim como gás pressão de no</p><p>máximo 15 psi.</p><p>As normas abaixo são as mais comumente empregadas no Brasil:</p><p>1. API Standard 620 - Recomended Rules for Design and Construction of</p><p>Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks.</p><p>2. API Standard 650 - Welded Steel Tanks for Oil Storage.</p><p>3. API Standard 12D - Specification for Field Welded Tanks for Storage of</p><p>Production Liquids.</p><p>4. ABNT NB-89 - Tanques Soldados para Armazenamento de Petróleo e</p><p>Derivados.</p><p>5. ABNT NBR-6122/82 - Projeto e Execução de Fundações.</p><p>figura 1 - principais componentes de um tanque de armazenamento</p><p>6. PB N-270 – Projeto de Tanques de Armazenamento</p><p>7. PB N-271 - Montagem de Tanques de Armazenamento.</p><p>8. PB N-1888 - Fabricação de Tanques de Armazenamento.</p><p>Trataremos, neste fascículo, apenas dos tanques de armazenamento</p><p>atmosféricos, cilindros, verticais, não enterrados, de fabricação soldada e</p><p>construídos com chapa de aço carbono.</p><p>92</p><p>2. Classificação de tanques</p><p>São classificados conforme a natureza do teto, e os mais comuns são:</p><p>1. Tanques de teto fixo;</p><p>2. Tanques de teto flutuante.</p><p>2.1 Tanques de teto fixo</p><p>São tanques cujos tetos estão diretamente ligados à parte superior de seus</p><p>costados.</p><p>Podem ser autoportantes ou suportados por uma estrutura de perfis metálicos. Os</p><p>tetos autoportantes são apoiados exclusivamente na periferia do costado. Há as</p><p>seguintes variações construtivas:</p><p> teto cônico - com a forma aproximada de um cone reto;</p><p> teto em gomos - a seção horizontal do teto terá a forma de um polígono</p><p>regular.</p><p>figura 2 - tanque de teto fixo cônico</p><p>suportado</p><p>figura 3 - tanque de teto fixo em gomos</p><p>2.2 Tanques de teto flutuante</p><p>São tanques cujos tetos estão diretamente apoiados na superfície do líquido</p><p>armazenado, no qual flutuam, acompanhando sua movimentação durante os</p><p>períodos de esvaziamento e enchimento. São utilizados com o objetivo de</p><p>minimizar a perda por evaporação devido à movimentação do produto.</p><p> Teto Flutuante Simples - Consiste em um lençol de chapas. O teto é enrijecido</p><p>por uma estrutura metálica na sua parte superior. O sistema é pouco</p><p>empregado, em virtude da perda por evaporação.</p><p>93</p><p>figura 4</p><p> Teto Flutuante com Flutuador - Possui um disco central e um flutuador na</p><p>periferia do teto (Pontoon). Uma variação construtiva é o tipo Buoyroof como</p><p>o abaixo.</p><p>figura 5 - teto flutuante Buoyroof</p><p> Teto Flutuante Duplo - Possui dois lençóis de chapas ligados por uma</p><p>estrutura metálica, formando compartimentos estanques.</p><p>figura 6 - teto flutuante duplo</p><p>94</p><p>3. Desenvolvimento do projeto</p><p>O usuário define as necessidades do Parque de Tancagem por meio do</p><p>fluxograma de Processo do Parque.</p><p>O Projeto Analítico, realizado pelo usuário, deverá especificar:</p><p>1. Folha de Dados dos tanques de armazenamento, quanto ao tipo de tanque,</p><p>capacidade, dimensões gerais, dados do fluido armazenado e do fluido de</p><p>aquecimento, normas de projeto, vazões máximas de entrada / saída,</p><p>pressões no tanque na entrada / saída, tipos e quantidade de bocais.</p><p>1. Memorial Descritivo do parque de tancagem, que traça diretrizes básicas</p><p>para o Projeto Executivo de todo o sistema de tancagem, contendo: normas</p><p>de tubulação, bombas, tanques, segurança contra fogo e códigos reguladores</p><p>nacionais, descrição de todo o sistema de distribuição e utilidades,</p><p>instrumentação e controle, drenagem, combate a incêndio, telecomunicações,</p><p>proteção catódica, misturadores, edificações e condições ambientais.</p><p>O Projeto Analítico é desenvolvido pelo usuário, pois apenas este é capaz de</p><p>definir suas necessidades.</p><p>O Projeto Executivo, a cargo do Projetista, devera especificar:</p><p></p><p>Folhas de Dados dos tanques de armazenamento, definindo: dados gerais,</p><p>operação, projeto, sistema de aquecimento, teto flutuante, materiais,</p><p>dimensões das chapas, fundações, pintura, proteção catódica, bocais,</p><p>acessórios, desenhos de locação e alguns detalhes (Anexo — FD - 4400.71 -</p><p>6361. 511 – PCI - 001)</p><p> Memorial Descritivo dos tanques de armazenamento, definindo:</p><p> Extensão do fornecimento dos desenhos de fabricação dos tanques, dos</p><p>materiais, remessa, montagem no campo, instalação de acessórios, testes,</p><p>pintura, válvulas e instrumentação, base do tanque e outros;</p><p> Documentos de fabricação, montagem e manuais de Operação e</p><p>Manutenção;</p><p> Normas que serão aplicadas.</p><p>O Projeto Executivo tem por finalidade estabelecer as condições mínimas por</p><p>obedecer no desenvolvimento dos serviços da contratante, durante o projeto,</p><p>fabricação e montagem dos tanques de armazenamento.</p><p>O Projeto Executivo de Fabricação dos tanques de armazenamento, a carga do</p><p>contratante (fabricante e/ou montador), deverá especificar:</p><p> Desenhos detalhados de Fabricação e Montagem dos tanques (ver Anexo –</p><p>TURIN DD - 077.85.00 - 00 a 05).</p><p>95</p><p> Procedimentos de montagem, soldagem, inspeção dimensional, pintura e</p><p>outros.</p><p> Manuais de Controle de Qualidade, Operacional e Manutenção.</p><p>4. Normas aplicadas</p><p>Por influência dos projetos pioneiros, executados por empresas de origem norte-</p><p>americana, durante a fase de implantação do Parque de Refino no País foram</p><p>adotadas as normas API para projeto e construção de tanques de armazenamento.</p><p>Para a fabricação e montagem são utilizadas as normas: PETROBRÁS, API, ASTM</p><p>e ABNT.</p><p>5. Controle dimensional na fabricação</p><p>A inspeção dimensional das chapas recebidas devera ser conforme a ASTM A6</p><p>ou A20, dependendo da aplicação.</p><p>O corte das chapas deve ser feito somente após a verificação dimensional da</p><p>traçagem, confrontando-se os valores dos planos de corte com os medidos na</p><p>peça.</p><p>A API Std. 650, item 4.1.3. informa quais espessuras devem ser calandradas.</p><p>As Chapas do Costado calandradas são inspecionadas conforme a N-271.</p><p>Deformação Horizontal</p><p>figura 7</p><p>96</p><p>Deformação Vertical</p><p>figura 8</p><p>A verificação das deformações deve ser feita com as chapas calandradas</p><p>apoiadas numa base horizontal, a fim de não causar deformações devidas ao</p><p>peso próprio da chapa.</p><p>Deverão ser verificados: espessura, comprimento, largura e diferença entre</p><p>diagonais, adotando-se os seguintes valores práticos de tolerância:</p><p> largura e comprimento: ± 1,6 mm;</p><p> diferença entre diagonais: ± 3,2 mm.</p><p>6. Controle dimensional na preparação da base</p><p>As bases podem ser de Anel de Concreto, Laje Integral de Concreto ou Aterro</p><p>Compactado.</p><p>6.1 Etapas da construção de base c/ aterro compactado</p><p>Aterro Compactado - A fundação consiste na remoção da camada superficial do</p><p>terreno, substituição por material adequado e compactação.</p><p>figura 9 - fundação direta do tipo aterro compactado</p><p>97</p><p>Marcar eixos principais - Por meio dos Marcos Oficiais da obra, locar os piquetes</p><p>principais, que definirão o centro do tanque e sua orientação. A locação dos piquetes</p><p>pode ser feita pelos métodos:</p><p>a) coordenadas retangulares ou cartesianas;</p><p>b) coordenadas oblíquas;</p><p>c) coordenadas polares;</p><p>d) coordenação de interseção de ângulos;</p><p>e) método de Pothenof;</p><p>f) caminhamento.</p><p>Apresentamos os dois métodos mais utilizados:</p><p> Coordenadas Retangulares ou Cartesianas: Este método utiliza somente</p><p>visadas ortogonais (90º, 180º, 270º, 360º).</p><p>Os piquetes de estacionamento do teodolito deverão estar sempre na interseção</p><p>de suas coordenadas (norte e este) conhecidas.</p><p>As distâncias serão medidas a trena, nos alinhamentos de visada do teodolito,</p><p>orientados por balizas, e o fechamento será sempre a 180º.</p><p>Os nivelamentos serão executados a partir de uma leitura inicial (visada ré)</p><p>sobre um RN (referência de nível) de um marco topográfico. A toda essa</p><p>operação, teremos o fechamento com a execução do contranivelamento, que vem</p><p>a ser a operação inversa.</p><p> Coordenadas Polares ou Irradiação: Neste processo, toma-se como referência</p><p>uma reta AB a partir do marco oficial como base e, partindo-se de um extremo,</p><p>mede-se o ângulo formado por essa reta e pelo alinhamento do ponto P que</p><p>será locado, e a distância do ponto. Ora, tendo-se o ângulo e a distância d, o</p><p>ponto fica determinado.</p><p>Veja exemplo:</p><p>figura 10</p><p>As medidas deverão ser realizadas em trenadas de no máximo 20 metros, a fim</p><p>de se minimizar o efeito da catenária.</p><p>98</p><p>Os Piquetes Principais devem circundar a área da base do tanque e manter uma</p><p>distância suficientemente segura para não interferirem durante o aterramento.</p><p>Os piquetes devem estar suficientemente protegidos de esbarros de</p><p>equipamentos ou pessoal deve ser indicada na testemunha a cota do piquete.</p><p>figura 11</p><p>O teodolito deverá obedecer as especificações da N-1644.</p><p>Aterramento - Posteriormente à demarcação da área da base do tanque, inicia-</p><p>se a operação de aterramento e compactação da base. Serão realizadas</p><p>verificações dimensionais de Declive, Nível e Diâmetro ao longo do processo.</p><p>6.2 Verificações dimensionais da etapa</p><p>a) Diâmetro da Base: Realizada com trena afixada no Piquete Central do</p><p>Tanque e a intervalos regulares, conforme a N-271a, item 4.3.3.</p><p>b) Nível de Base: Realizada com trena, nível e mira topográfica. Partindo-se</p><p>do projeto, obtêm-se os valores das cotas nominais da elevação da base,</p><p>localizam-se as mesmas coordenadas ao longo do declive e comparam-se</p><p>com o projeto.</p><p>Processo de medição das cotas</p><p>99</p><p>figura 12</p><p>Posicionamos o nível próximo à base, de forma que permita a leitura de todos os</p><p>pontos desejados. Utilizamos um piquete de referência (RN conhecido) e</p><p>verificamos a cota dos vários pontos da base do tanque - centro, pontos médios e</p><p>pontos extremos.</p><p>Para o traçado dos pontos médios, utilizamos trena e baliza.</p><p>figura 13</p><p>100</p><p>a) Declividade da Base: Aplicamos para verificar o ângulo do tablado durante</p><p>o aterramento. Todo o processo e semelhante ao item anterior “Nível da Base”.</p><p>Os valores obtidos devem ser verificados e comparados com os do projeto.</p><p>Todas as verificações devem possuir os procedimentos e relatórios necessários</p><p>para o trabalho.</p><p>Serão utilizados os seguintes equipamentos: teodolito, nível, balizas, mira,</p><p>umbrela e trena.</p><p>Os tanques devem ter fundo cônico, com caimento mínimo de 1:120 do centro</p><p>para a periferia, sendo que os tanques com diâmetro até 6 m podem ter fundo</p><p>plano. Em casos excepcionais, quando devidamente autorizado pela</p><p>PETROBRÁS, outros tipos de caimento podem ser adotados. O valor de caimento</p><p>estabelecido no projeto deve ser mantido após o recalque do teste hidrostático</p><p>(ver Nota).</p><p>Nota: O valor de caimento é necessário para a perfeita operação do tanque.</p><p>6.3 Etapas da construção de base com laje integral de concreto</p><p>É o tipo de fundação mais caro e só utilizado quando as condições do solo</p><p>impossibilitar o emprego da fundação direta. Apresenta uma série de estacas sob</p><p>uma laje de concreto armado em cima da qual se apóiam as chapas do fundo e o</p><p>costado do tanque de armazenamento. Tal tipo de fundação procura distribuir a</p><p>carga total do equipamento sobre uma superfície suficientemente grande, de</p><p>modo que não ocorra um recalque excessivo.</p><p>Devem ser previstos os rebaixos para acomodar as partes de limpeza, drenos</p><p>de fundo ou qualquer outro acessório que interfira na laje do concreto.</p><p>figura 14 - fundação profunda</p><p>As estacas podem ser de madeira, de aço ou de concreto. As estacas de concreto</p><p>do tipo “Franki” são as normalmente utilizadas.</p><p>101</p><p>Nos tanques com fundação de laje de concreto, a superfície da base deve ser</p><p>protegida por uma pintura betuminosa, que evita o contato da umidade da laje</p><p>de concreto com as chapas do fundo do tanque.</p><p>As</p><p>o material no seu recebimento.</p><p>Receber um material destinado a um processo de fabricação, seja ele</p><p>componente ou matéria prima, requer cuidados especiais que garantam sua</p><p>legitimidade em conformidade às normas aplicáveis. Além dos controles normais</p><p>relativos à procedência do material tais como, dados do fornecedor, número da</p><p>SC, dados do frete, quantidade, unidade, preços e impostos inerentes, códigos</p><p>contábeis etc., o setor de recebimento, informará o controle de qualidade para que</p><p>faça a liberação técnica do material, após a confirmação da legitimidade</p><p>administrativa da compra.</p><p>2 – Procedimentos no Recebimento</p><p>Os materiais devem ser inspecionados logo após o seu recebimento e antes de</p><p>sua aplicação na montagem e devem estar de acordo com os documentos de</p><p>compra e especificações de projeto.</p><p>Todos os materiais devem ser identificados e certificados. A identificação deve</p><p>permitir a rastreabilidade até o certificado de qualidade do material.</p><p>Todos os materiais metálicos, quando não identificados e não certificados, devem</p><p>ser submetidos aos ensaios de reconhecimento de aços e ligas metálicas,</p><p>confrontando o seu resultado com a especificação solicitada.</p><p>2.1 – Tubos</p><p>Devem ser verificados se todos os tubos estão identificados conforme os critérios</p><p>da norma API Spec.5L.</p><p>Deve ser verificado, conforme o plano de amostragem, se as seguintes</p><p>características dos tubos estão de acordo com as especificações indicadas no</p><p>projeto ou normas referenciadas:</p><p>a) espessura, ovalização e diâmetro, segundo a norma API Spec.5L;</p><p>b) chanfro e ortogonalidade, segundo a norma API Spec.5L;</p><p>2.2 – Flanges</p><p>Deve ser verificado se os flanges possuem identificação estampada com as</p><p>seguintes informações: tipo do flange, tipo de face, especificação e grau do</p><p>material, diâmetro nominal, classe de pressão e diâmetro do furo e atendendo a</p><p>sua norma de fabricação.</p><p>10</p><p>Os certificados de qualidade de material de todos os flanges devem estar de</p><p>acordo com a especificação ASTM pertinente.</p><p>Deve ser verificado se as seguintes características dos flanges devem estar de</p><p>acordo com as especificações indicadas no projeto ou com as normas</p><p>referenciadas:</p><p>a) Diâmetro interno, segundo as normas ASME/ANSI B 16.5 ou MSS SP-44;</p><p>b) Espessura do bisel nos flanges de pescoço de acordo com as</p><p>especificações de projeto;</p><p>c) Altura e diâmetro externo do ressalto, segundo as normas ASME/ANSI B</p><p>16.5 ou MSS SP-44;</p><p>d) Acabamento da face de contato segundo a norma MSS SP-6;</p><p>e) Dimensões de face de flanges segundo as normas ASME B 16.5 ou MSS</p><p>SP-44;</p><p>f) Dimensões de extremidades para solda de topo, encaixe para solda ou</p><p>rosca (tipo e passo), segundo as normas ASME/ANSI B 16.5 ou MSS SP-</p><p>44;</p><p>g) Dimensões da face para junta de anel, segundo a norma ASME/ANSI B</p><p>16.5.</p><p>Deve ser verificado em todos os flanges se existem trincas, dobras, mossas,</p><p>rebarbas, corrosão e amassamentos, bem como o estado geral da face e ranhura,</p><p>sem presença de agentes causadores de corrosão, segundo critérios das normas</p><p>ASME/ANSI B 16.5, MSS SP-6 ou MSS SP-44.</p><p>2.3 – Conexões</p><p>Deve ser verificado se as conexões estão identificadas por pintura ou</p><p>puncionamento pelo fabricante, com os seguintes dados: especificação completa</p><p>do material, diâmetro, classe de pressão ou espessura, tipo e marca do fabricante.</p><p>Os certificados de qualidade do material devem estar de acordo com as</p><p>especificações ASTM ou ASME/ANSI aplicáveis.</p><p>Deve ser verificado se as seguintes características das conexões estão de acordo</p><p>com as especificações indicadas pelo projeto:</p><p>a) Diâmetro nas extremidades;</p><p>b) Circularidade;</p><p>c) Distância centro-face;</p><p>d) Chanfro, encaixe para solda ou rosca (tipo e passo);</p><p>e) Espessura;</p><p>f) Angularidade das curvas 45° e 90°;</p><p>11</p><p>g) Estado da superfície quanto a amassamentos, corrosão, trincas e soldas</p><p>provisórias.</p><p>2.4 – Válvulas</p><p>Deve ser verificado se todas as válvulas estão embaladas e acondicionadas de acordo</p><p>com a norma Petrobrás N-12. Esta Norma se aplica às válvulas de uso geral, tais</p><p>como: gaveta, globo, retenção, esfera, borboleta e válvula macho. As válvulas de</p><p>segurança, redutoras de pressão, de alívio e de controle não são objeto da Norma N-</p><p>12.</p><p>2.4.1 – Válvulas flangeadas até diâmetro de 4”</p><p>Após a aplicação da graxa, todas as válvulas devem receber um tampão de plástico</p><p>em cada uma das extremidades conforme figura 1.</p><p>Todas as peças devem ser marcadas, em alto relevo com a classe de pressão e o</p><p>diâmetro nominal da válvula. As peças de diâmetro de 1/2”, 3/4”, 1”, 1 1/2”, 2”, 2 1/2”</p><p>e 3” das classes 300 e 600, conforme a norma ASME/ANSI B16.5, devem ter</p><p>marcação dupla por servirem para as duas classes.</p><p>2.4.2 – Válvulas de diâmetro de 6” e maiores</p><p>Após a aplicação da graxa, todas as válvulas devem receber uma placa de borracha</p><p>colada nas superfícies externas dos flanges, de modo a impedir a entrada de poeira e</p><p>umidade. Em seguida, as válvulas que não dispuserem de condições próprias para</p><p>permanecerem na posição vertical, devem receber uma tábua aparafusada em cada</p><p>flange (ver figura 2), que permita o seu posicionamento na vertical, montadas sobre</p><p>a proteção de borracha ou filme de plástico.</p><p>2.4.3 – Válvulas roscadas com extremidades para encaixe ou solda</p><p>Após a aplicação da graxa, estas válvulas devem receber tampões de plástico nas</p><p>extremidades roscadas, encaixados internamente por pressão, conforme figura 3.</p><p>2.4.4 – Válvulas “wafer” (qualquer diâmetro)</p><p>Após a aplicação da graxa, estas válvulas devem receber uma placa de borracha</p><p>colada nas superfícies externas, de modo a impedir a entrada de poeira e umidade,</p><p>similar à usada nas válvulas flangeadas de Ø 6” e maiores.</p><p>Deve ser verificado se todas as válvulas estão identificadas por plaqueta, de</p><p>acordo com a codificação de projeto.</p><p>Em todas as válvulas dotadas de acionadores, devem ser realizados, previamente</p><p>à montagem, testes de funcionamento. Quando aplicável, deve ser verificada a</p><p>calibração do curso do obturador.</p><p>12</p><p>Os certificados de qualidade do material devem estar de acordo com a</p><p>especificação ASTM aplicável, e em conformidade com a especificação do</p><p>projeto.</p><p>Deve ser verificado se as seguintes características das válvulas estão de acordo</p><p>com as especificações no projeto:</p><p>a) Espessura do corpo;</p><p>b) Flanges;</p><p>c) Distância entre flanges;</p><p>d) Diâmetro interno;</p><p>e) Dreno, suspiro e alívio do corpo.</p><p>O estado da superfície do corpo da válvula deve ser verificado quanto à corrosão,</p><p>amassamento e falhas de fundição, empenamento da haste e aspecto geral do</p><p>volante, segundo critérios da norma MSS SP-55.</p><p>2.4.5. – Testes após recebimento</p><p>Devem ser realizados na obra, logo após o recebimento, os testes hidrostáticos</p><p>do corpo e da sede para todas as válvulas de bloqueio conforme procedimento do</p><p>fabricante. A pressão de teste deve estar de acordo com a norma API Spec.6D.</p><p>Imediatamente após o teste hidrostático na obra, as válvulas devem ter os seus</p><p>internos (inclusive a cavidade interna do corpo) drenados e secos, com utilização de</p><p>nitrogênio ou ar seco e mantidas limpas, secas, engraxadas e protegidas. As hastes</p><p>devem ser condicionadas e protegidas mecanicamente.</p><p>2.4.6 – Tampão de proteção</p><p>Os tampões de plástico citados em 2.4.1 e 2.4.3, devem ser fabricados em polietileno</p><p>de baixa densidade ou material similar, capaz de resistir ao tempo por um período</p><p>mínimo de dois anos.</p><p>13</p><p>Figura 1 – Tampão de plástico para válvulas flangeadas até 4” - fonte Petrobrás N-12</p><p>14</p><p>Figura 2 – Tábua de madeira aparafusada nos flanges de válvulas de Ø 6” ou maiores</p><p>– fonte Petrobrás N-12</p><p>Figura 3 – Tampão de plástico encaixado sobre pressão em válvulas de extremidades roscadas</p><p>– fonte Petrobrás N-12</p><p>15</p><p>2.5 – Juntas de vedação</p><p>Deve ser verificado se todas as juntas estão identificadas, contendo as seguintes</p><p>características: material,</p><p>diversas etapas construtivas da fundação de um tanque de armazenamento,</p><p>assunto específico e de elevado custo, devem ser supervisionadas por um</p><p>especialista em mecânica dos solos.</p><p>Marcação dos piquetes principais - Locados por meio dos marcos oficiais da obra,</p><p>estes piquetes deverão formar um paralelogramo que venha a conter a base do</p><p>tanque.</p><p>figura 15</p><p>Os piquetes serão referenciados ao NORTE, e o RN (referência de nível), indicado</p><p>em pelo menos duas testemunhas com uma bandeirola que assinale o nível.</p><p>O nível devera obedecer às especificações da N-1644 e os piquetes dos eixos</p><p>coordenados.</p><p>Colocação de gabaritos - Este método é adequado à base de tanque com estacas,</p><p>pois facilita as suas locações. Serão fixados aos piquetes instalados nos</p><p>travessões, circundando toda a base do tanque.</p><p>102</p><p>figura 16</p><p>Detalhe do gabarito com seu travessão, onde encontramos valores de referência</p><p>para localizações das estacas e centro do tanque. Repara que no piquete de</p><p>locação temos a cota de referência.</p><p>figura 17</p><p>A locação das estacas será conforme as coordenadas cartesianas dentro do</p><p>quadro de gabaritos. A determinação do ponto de estaqueamento será o</p><p>cruzamento dos arames com a projeção de um prumo.</p><p>Para as tolerâncias de execução do estaqueamento, obedecer à NBR 6122 / 82.</p><p>Aplicação de lastro de concreto magro - A camada deve ser aplicada sobre</p><p>superfície nivelada.</p><p>O lastro deve obedecer aos parâmetros citados na N-1644 , e manter o</p><p>nivelamento.</p><p>103</p><p>Construção da base - Envolve quatro fases, que são:</p><p>figura 18</p><p>a) colocação de formas;</p><p>b) armação;</p><p>c) verificação do nÍvel nas formas;</p><p>d) concretagem.</p><p>Após a montagem das formas, verificar antes da concretagem:</p><p> Diâmetro da Base - corresponde ao diâmetro interno da forma, conforme a</p><p>N-271 e com uso de trena;</p><p> Nivelamento de Base - verificado nos sarrafos da base, conforme N1644 e</p><p>com uso de trena;</p><p> Conicidade da Base - verificar conforme N-271 e uso de trena.</p><p>Após a concretagem e cura, verificar:</p><p> Diâmetro da Base - conforme a N-271, com uso de trena;</p><p> Nivelamento da Base - conforme a N-1644, com uso de nível óptico;</p><p> Conicidade da Base - conforme a N-271, com uso de nível óptico;</p><p> Orientação das Linhas de Centro Indicada na Base - conforme o projeto, com</p><p>uso de teodolito, partindo dos Marcos Oficiais;</p><p> Nivelamento de Referência Indicado na Base - para auxiliar a montagem</p><p>mecânica, com uso do nível óptico;</p><p> Rebaixo da Porta de Limpeza - conforme a orientação do projeto, com uso de</p><p>trena.</p><p>Todas as verificações devem possuir procedimentos e relatórios necessários</p><p>para o trabalho.</p><p>6.4 Etapas da construção de base com anel de concreto</p><p>A fundação consiste num anel de concreto centrado sob o costado do tanque de</p><p>armazenamento. A profundidade do anel de concreto, que poderá inclusive ser</p><p>estaqueado, dependerá das condições locais do solo. Devem ser previstos</p><p>rebaixos para acomodar as portas de limpeza, drenos do fundo ou qualquer</p><p>104</p><p>outro acessório que interfira no anel de concreto. Recomenda-se esse tipo de</p><p>fundação direta em qualquer uma das seguintes situações:</p><p> terreno de qualidade duvidosa;</p><p> grandes diâmetros (D  ft)</p><p> grandes alturas (H  40ft)</p><p> tanques de teto flutuante</p><p>figura 19 - fundação direta do tipo anel de concreto 1,2</p><p>O topo do anel de concreto deve ser liso e nivelado. A resistência do concreto deve</p><p>ser no mínimo 210kgf/cm2 após 28 dias. As extremidades da armação devem ser</p><p>sobrepostas para proporcionar resistência suficiente nas emendas.</p><p>Construção do anel da base - envolve 4 fases:</p><p> colocação de formas;</p><p> armação;</p><p> verificação do nível das formas;</p><p> concretagem.</p><p>105</p><p>figura 20</p><p>Após a montagem das formas, fazer as seguintes verificações:</p><p> Raio da Base - Determinar o raio da linha de centro do anel, obtido a partir da</p><p>medição dos raios interno e externo do anel (ver N-1644, com uso de trena);</p><p> Largura da Base - conforme a N-271, com uso de trena;</p><p> Nível da Base - verificar, com mangueira de água ou nível óptico, se os</p><p>marcadores estão conforme o projeto.</p><p>Após a concretagem e cura, verificar:</p><p> Raio da Base</p><p> Largura da Base - conforme a N-271;</p><p> Nível da Base - conforme a N-1644;</p><p> Orientação das Linhas de Centro Indicada na Base - conforme o projeto, com</p><p>uso de teodolito, partindo dos Marcos Oficiais;</p><p> Nivelamento de Referência Indicado na Base - para auxiliar a montagem</p><p>mecânica, com uso de nível óptico;</p><p> Rebaixo da Porta de Limpeza - conforme o projeto, com uso de trena.</p><p>Aterramento - O interior do anel recebe material de enchimento, e a conicidade</p><p>deve ser verificada conforme a N-271, com utilização de nível óptico.</p><p>Todas as verificações devem possuir procedimentos e relatórios necessários</p><p>para o trabalho.</p><p>7. Controle dimensional do fundo do tanque</p><p>Após a realização da impermeabilização da base, será executada a montagem</p><p>da chaparia do fundo.</p><p>O contorno do fundo para tanques acima de 15 metros de diâmetro pode ser</p><p>com:</p><p> Anel de Chapas Anulares (annular plates);</p><p> Chapas Recortadas (sketch plates)</p><p>Para diâmetros inferiores, os arranjos não são obrigatórios.</p><p>106</p><p>As chapas do miolo (chapas do fundo não soldadas ao costado) são unidas por</p><p>solda de sobreposição. As sobreposições devem ter transporte mínimo, conforme</p><p>o projeto e as recomendações da N-270 e N-271 (5 vezes a espessura).</p><p>Verificar a orientação de montagem das chapas do fundo do tanque e</p><p>sobreposições. Deverá existir uma seqüência de montagem e soldagem, a fim</p><p>de se minimizar os empenos do fundo.</p><p>figura 21 - disposição típica do fundo com chapas anulares</p><p>Preparação das juntas sobrepostas do fundo sob o costado do tanque.</p><p>107</p><p>Figura 22 - fundo do tanque sem chapas anulares</p><p>Aproveitamento das chapas do fundo - A firma construtora deverá apresentar os</p><p>Planos de Corte, em escala, mostrando o aproveitamento e a localização das</p><p>chapas do fundo.</p><p>Relatório de inspeção dimensional - Utilizado para testemunhar a inspeção final</p><p>no fundo, deverá conter informações quanto à disposição final das chapas,</p><p>sobreposições e orientação.</p><p>8. Controle dimensional do costado do tanque</p><p>8.1 Disposição vertical do costado</p><p>O costado pode ser construído de modo que todos os seus anéis estejam na</p><p>posição vertical, respeitando as tolerâncias fixadas em norma para juntas das</p><p>chapas (ver API STD 650, item 5.2.3). Possibilidades de Alinhamento:</p><p> Disposição simétrica - É o tipo de disposição mais recomendável</p><p>estruturalmente, porém de montagem praticamente impossível.</p><p>108</p><p>figura 23</p><p>Disposição com alinhamento pela face externa - É o tipo de disposição mais</p><p>recomendável esteticamente, de fácil montagem e bom acabamento.</p><p>figura 24</p><p>Apresenta fácil montagem e acabamento regular.</p><p>É a mais recomendável para o funcionamento do teto, no caso de tanques com</p><p>teto flutuante.</p><p>figura 25</p><p>8.2 Controle dimensional do 1º anel</p><p>O Diâmetro Interno é riscado na chapa do fundo do tanque por meio de trena e</p><p>Marco Central instalado no centro do tanque.</p><p>As medições deverão ser realizadas em trenadas de no máximo 20 metros, a fim</p><p>de se minimizar o efeito da catenária.</p><p>Os posicionamentos iniciais serão os das chapas das portas de limpeza,</p><p>obedecendo à orientação indicada no projeto. A distribuição será a estipulada</p><p>em projeto.</p><p>Durante toda a montagem, as chapas do costado devem ser cuidadosamente</p><p>estacadas mediante dispositivos de montagem.</p><p>109</p><p>As juntas que estiverem fora da abertura especificada sofrerão as seguintes</p><p>correções:</p><p> Junta com abertura maior que a de projeto: Serão aplicados filetes de solda,</p><p>até que se atinja a abertura de projeto.</p><p> Junta com abertura menor que a de projeto: Será aberta com carvão ou</p><p>lixadeira, até atingir a abertura de projeto.</p><p>Antes</p><p>e após a soldagem do 1º anel, deveremos verificar;</p><p> Circularidade - Verificação da variação do raio ao longo do costado. Com</p><p>uma extremidade da trena fixada no Marco Central e a outra extremidade junto</p><p>ao costado, a Intervalos regulares de 10 metros ou 30o (o menor) será feita a</p><p>leitura, ao longo do perímetro interno do 1º anel do tanque. A tolerância será</p><p>conforme a API Std 650, item 5.5.2.</p><p> Barriga - Verificação da deformação do costado do tanque, em relação à matriz</p><p>do cilindro. Com uma régua, verificar a flecha na direção vertical, ou utilizar</p><p>gabarito de curvatura aplicada na direção horizontal. Para tolerâncias, ver a N-</p><p>271.</p><p> Embicamento - Verificação da deformação angular causada pelas juntas</p><p>verticais do costado. Com um gabarito com seu raio obedecendo ao raio</p><p>interno do primeiro anel, proceder à leitura da flecha ao longo das Juntas</p><p>verticais do 1º anel do tanque. Aplicar para tolerância a N-271.</p><p> Prumo - Verificar a verticalidade do anel do costado, utilizando fio de prumo.</p><p>Seguir a tolerância do API Std 650 a cada 2,5 metros no perímetro.</p><p> Nivelamento do Topo - Verificar o desnivelamento do topo do 1º anel do</p><p>costado. Utilizar preferencialmente o nível óptico apoiado sobre a base do</p><p>tanque. As tolerâncias aplicadas são 3 mm para pontos consecutivos e, 6</p><p>mm para pontos não consecutivos.</p><p>Deverá ser emitido um Relatório de Inspeção Dimensional, após soldagem e</p><p>inspeção do 1º anel, compreendendo no mínimo a verificação dos cinco itens</p><p>acima.</p><p>A correção das deformações constatadas deverá ser executada via procedimento</p><p>de reparo.</p><p>8.3 Controle dimensional dos anéis superiores</p><p>A partir do 2º anel do costado, realizamos as seguintes verificações, antes e</p><p>depois da soldagem:</p><p> Barriga e Embicamento - Verificação das deformações da chapa do</p><p>costado e juntas soldadas (horizontal e vertical), respectivamente. A</p><p>tolerância será conforme a N-271.</p><p>110</p><p>figura 26</p><p> Prumo - Verificar a verticalidade do costado, a cada anel, utilizando fio de</p><p>prumo.</p><p>Seguir a tolerância do API Std 650 a cada 2,5 metros do perímetro.</p><p>Após a soldagem e inspeção de cada anel, devera ser elaborado um relatório de</p><p>inspeção dimensional que compreenda no mínimo a verificação dos itens acima.</p><p>8.4 Dispositivos usuais na montagem de tanques</p><p>a) Na ajustagem de juntas verticais:</p><p>figura 27</p><p>b) Na ajustagem de juntas horizontais:</p><p> No alinhamento em geral:</p><p>figura 28</p><p>111</p><p>figura 29</p><p>d) Dispositivo para a colocação de passarelas:</p><p>figura 30</p><p>8.5 Distribuição das chapas no costado</p><p>As chapas do costado de um tanque de armazenamento devem ser devidamente</p><p>defasadas durante a montagem dos anéis. As juntas verticais de dois anéis</p><p>adjacentes do costado não podem ser alinhadas, conforme as recomendações da API</p><p>Std 650 e da N-270.</p><p>A medição é realizada, com trena, de centro a centro das juntas verticais dos anéis</p><p>adjacentes.</p><p> Desenvolvimento do costado</p><p>figura 31</p><p> Disposição indesejável para juntas verticais do costado</p><p>112</p><p>figura 32</p><p>A API Std 650, fixa o espaçamento entre soldas periféricas de uma abertura no</p><p>costado e as soldas de topo das chapas do costado, bem como o espaçamento</p><p>entre as soldas periféricas de uma abertura no costado e a solda do costado ao</p><p>fundo do equipamento.</p><p>8.6 Cantoneira de topo do costado</p><p>Todos os tanques de armazenamento devem ter um reforço adequado na parte</p><p>superior do costado. A Cantoneira de Topo do Costado deve ser soldada de topo</p><p>na chapa superior do costado, tendo a aba posicionada da seguinte forma:</p><p> voltada para o lado interno em tanques de teto fixo;</p><p> voltada para o lado externo em tanques de teto flutuante.</p><p>figura 33</p><p>Será feito um registro dimensional dos valores encontrados, e não há valores</p><p>críticos por verificar.</p><p>113</p><p>Devem estar alinhados com a geratriz do costado.</p><p>8.7 Aspectos gerais</p><p>A montagem de cada anel superior deverá ser feita após a aprovação do Relatório</p><p>Dimensional da Montagem referente ao anel inferior.</p><p>O Relatório Dimensional Final por Anel deve ser emitido após a conclusão da</p><p>solda de cada anel.</p><p>9. Controle dimensional do teto do tanque</p><p>Os tanques de armazenamento, quanto ao tipo de teto, são classificados em:</p><p> teto cônico suportado;</p><p> teto cônico autoportante;</p><p> teto curvo autoportante;</p><p> teto flutuante.</p><p>9.1 Teto cônico suportado</p><p>Montagem da Estrutura - A estrutura de sustentação do teto de um tanque cônico</p><p>suportado é basicamente constituída de vigas radiais, vigas transversais e</p><p>colunas.</p><p>figura 34 - nomenclatura dos componentes da estrutura de sustentação</p><p>Deverá haver uma abertura para a entrada de um guindaste pneumático para a</p><p>montagem da estrutura do teto. Essa entrada deverá estar de acordo projeto.</p><p>114</p><p>Indicar os quatro pontos indicativos dos eixos coordenados do tanque no topo do</p><p>costado, com o auxilio de nível e prumo.</p><p>As colunas e vigas radiais serão montadas em seus respectivos lugares, com o</p><p>auxilio de guindaste ou por meio de dispositivos manuais. Marcar no fundo do</p><p>tanque as posições das sapatas das colunas.</p><p>Andaimes serão utilizados como auxiliares para a montagem da estrutura.</p><p>As colunas não devem ser soldadas no fundo do tanque, mas sobre sapatas de</p><p>perfis em forma de H. Essas sapatas devem estar apoiadas sobre chapas de</p><p>reforço soldadas ao fundo e são guiadas por cantoneiras soldadas somente às</p><p>chapas de reforço do fundo.</p><p>Disposição da Estrutura de Sustentação do teto cônico de tanque.</p><p>figura 35</p><p>- As chapas do teto não devem ter ligação por solda com a estrutura de</p><p>sustentação.</p><p>figura 36</p><p>115</p><p>O ponteamento e a soldagem das chapas do teto devem obedecer à seqüência</p><p>de soldagem do projeto. As soldas da periferia do teto à cantoneira de topo do</p><p>costado devem ser executadas antes da soldagem do miolo (chapas da região</p><p>não periférica) com as chapas da periferia.</p><p>9.1.1 Verificações dimensionais por realizar</p><p>a) Colunas de sustentação - Verificar a flecha e o prumo das colunas após a</p><p>soldagem, usando linha, prumo e trena. Tolerâncias conforme a N-271.</p><p>figura 37 - verificação de flecha</p><p>Flecha = mediana M = medida calço</p><p>b) Vigas em geral - Inspeção visual, se for localizada deformação acentuada,</p><p>conforme a N-271. Realizar inspeção dimensional da flecha da viga, caso</p><p>necessário.</p><p>c) Declividade do teto - Deve ser montado sobre estrutura com declividade</p><p>mínima de 1:16 e máxima de 1:6 , conforme a N-270 e o projeto.</p><p>9.2 Teto cônico autoportante</p><p>Os tetos cônicos autoportantes são construídos em tanques até o diâmetro de 6</p><p>metros, conforme a N-270, sendo comuns em tanques feitos em fábrica.</p><p>116</p><p>figura 38</p><p>Montagem do teto - O teto autoportante pode ser montado junto ao fundo e</p><p>elevado por meio de sopradores de ar ao topo do costado (a operação deve ser</p><p>cercada de cuidados, para se garantir a sustentação do teto numa falha eventual),</p><p>ou mediante montagem sobre andaimes.</p><p>Marcar o topo do costado com os quatro pontos dos eixos coordenados do</p><p>equipamento.</p><p>Isso servirá como orientação para o alinhamento do teto conforme o projeto. A</p><p>operação é realizada com nível óptico e prumo.</p><p>Durante a montagem do teto, observar a sobreposição das chapas do teto</p><p>conforme o projeto e a N- 270.</p><p>9.2.1 Verificações dimensionais por realizar</p><p>a) Declividade do teto - O teto deve possuir declividade conforme o projeto e a</p><p>N-270.</p><p>9.3 Teto flutuante</p><p>O teto flutuante e seus acessórios devem permitir o extravasamento do produto</p><p>armazenado sem danificar qualquer componente do equipamento, no caso de um</p><p>enchimento exagerado do tanque.</p><p>Os tetos flutuantes devem ter duas posições de repouso (operação e</p><p>manutenção), conseguidas por pernas de sustentação ajustáveis pela parte</p><p>superior do teto.</p><p>Montagem do teto - Marcar os quatro</p><p>eixos coordenados do tanque do costado,</p><p>com o auxílio de nível e prumo.</p><p>Marcar referências no fundo do tanque para auxiliarem na montagem do teto</p><p>flutuante. Utilizar nível óptico e trena.</p><p>117</p><p>Montar a estrutura provisória de sustentação do teto flutuante durante a</p><p>montagem. Tal estrutura é constituída por andaimes tubulares com sapatas</p><p>ajustáveis e estrado de madeira na parte superior, para apoio da chaparia do teto.</p><p>Arrumar as chapas do teto conforme o projeto. A sobreposição das chapas do teto</p><p>deve ser assinalada com tinta previamente, para facilitar a inspeção dimensional.</p><p>Soldar as chapas do teto, obedecendo à seqüência de soldagem indicada no</p><p>projeto.</p><p>Posicionar e soldar os bocais, tubos - guias das pernas de sustentação e outros</p><p>acessórios que atravessem verticalmente o flutuador do teto (pontoon) ou os</p><p>compartimentos do teto duplo. Devem ser montados e soldados simultaneamente</p><p>com a chaparia do teto.</p><p>O anti-rotacional deve ser cuidadosamente montado e soldado, para permitir</p><p>correta guia do teto flutuante. Quando a guia anti-rotacional for também utilizada</p><p>como coluna de medição e tirada de amostra, deve ter furos ao longo de seu</p><p>comprimento, para permitir representatividade de amostra.</p><p>figura 39 - pernas de sustentação e anti-rotacional de tetos flutuantes</p><p>O selo do teto flutuante pode ser metálico ou não metálico. O primeiro está em</p><p>desuso.</p><p>O selo não metálico pode ser com bolsão de ar, líquido ou de espuma.</p><p>118</p><p>figura 40</p><p>Guia anti-rotacional para teto flutuante e selagem:</p><p>a) selagem metálica;</p><p>b) selagem não metálica.</p><p>9.3.1. Verificações dimensionais por realizar</p><p> Declividade do teto - A declividade deve ser verificada com nível óptico e</p><p>mira, segundo os requisitos da N-270.</p><p>Fazê-lo com o tanque apoiado nas pernas de sustentação.</p><p> Espaço costado-teto - Devemos medi-lo com trena em doze pontos</p><p>igualmente espaçados, conforme N-271.</p><p> Distância teto flutuante - fundo - Na posição de manutenção conforme o</p><p>projeto.</p><p> Locações das pernas de sustentação - Conforme o projeto.</p><p> Verticalidade do anti-rotacional - Manter dentro de h/200, utilizando-se o</p><p>prumo.</p><p>10. Acessórios do Tanque</p><p>Todas as verificações devem possuir procedimentos e relatórios necessários</p><p>para o trabalho.</p><p>119</p><p>figura 41</p><p>120</p><p>FOLHA DE DADOS Nº</p><p>FOLHA: de</p><p>TANQUE DE ARMAZENAMENTO</p><p>ACESSÓRIOS</p><p>QUANT</p><p>.</p><p>DIMENSÃO DESCRIÇÃO DESENHO REF. OBSERVAÇÕES REV.</p><p>Válvula de pressão e vácuo</p><p>Dispositivo corta – chama</p><p>Câmara de espuma</p><p>Plat. acesso câmara de espuma</p><p>Turco para porta de limpeza</p><p>Tubos articulados</p><p>Escada vertical</p><p>Escada helicoidal</p><p>Escada articulada</p><p>Passadiço</p><p>Corrimão de teto</p><p>Guia anti-rotacional</p><p>Sucção flutuante</p><p>Termômetro</p><p>Instrumento medição nível</p><p>Ligação terra</p><p>Equal.potencial (T.flut.)</p><p>Misturador</p><p>Bacia de drenagem no fundo</p><p>Notas:</p><p> O projeto do tanque deverá obedecer rigorosamente a todas as exigências e recomendações</p><p>da Norma-270 e API-650.</p><p> Todas as dimensões em milímetros, exceto onde for indicado.</p><p> As propriedades do produto (álcool etílico) são definidas pela norma NBR-7820/83.</p><p> As projeções das conexões são medidas da face do flange ao costado.</p><p> A câmara de espuma, o instrumento de medição de nível e o termômetro serão fornecidos</p><p>pela PETROBRÁS.</p><p> As chapas do costado, fundo (centro e anel periférico) e teto serão fornecidos pela</p><p>PETROBRÁS.</p><p> O fabricante do tanque deverá fornecer o flange cego para o bocal da câmara de espuma,</p><p>bem como a válvula de pressão e vácuo.</p><p>121</p><p>CAPITULO VI – ESTRUTURAS MARÍTIMAS</p><p>As atividades do controle dimensional de estruturas marítimas, vão desde a fase</p><p>de coleta de dados ambientais até a instalação da estrutura na locação.</p><p>Considerando o controle dimensional abrangido em todas as fases do</p><p>empreendimento, teríamos inicialmente as medidas de profundidade (lâmina de</p><p>água), correntes, ondas, ventos, seguidas das medições de fabricação, pré-</p><p>fabricação e montagem, e culminando com as medições de posicionamento da</p><p>estrutura.</p><p>De todas as fases citadas acima discutiremos, neste fascículo, apenas aquela que</p><p>trata da construção e montagem da estrutura e de seus componentes.</p><p>1. Fases do processamento</p><p>Em razão das características óbvias de projeto, as estruturas fixas são</p><p>constituídas de chapas, tubos e perfis. Sendo assim, preliminarmente, na fase</p><p>de canteiro de montagem, as matérias-primas são processadas para que sejam</p><p>obtidos componentes estruturáveis na forma de tubos, perfis ou nós.</p><p>Neste item, são apresentadas as variáveis que devem ser controladas durante</p><p>as fases de fabricação, construção e montagem. No item seguinte, são</p><p>apresentados os instrumentos utilizados e os métodos de medição. No último</p><p>item, são mostradas as tolerâncias exigidas para cada variável por controlar.</p><p>1.1 Fabricação de perfis</p><p>Os perfis soldados tendem a fechar a curva na direção da alma e a arquear, em</p><p>virtude do processo de fabricação.</p><p>Devem, portanto, ser controladas na fabricação de perfis as seguintes variáveis:</p><p>1. flecha lateral fL;</p><p>2. flecha vertical fv;</p><p>3. comprimento L;</p><p>4. altura h;</p><p>5. inclinação da alma V;</p><p>6. rotação da mesa V2;</p><p>7. flambagem da alma V3;</p><p>8. excentricidade da alma com a mesa V1;</p><p>122</p><p>figura 1-A</p><p>figura 1B</p><p>figuras 1A e 1B - variáveis por controlar – perfis</p><p>Não raro, os perfis apresentam reforços em sua alma que também são pré-</p><p>fabricados, na maioria das vezes.</p><p>As variáveis que devem ser controladas, nesse caso, também são aquelas</p><p>advindas das distorções de soldagem, a saber:</p><p>Reforços Longitudinais</p><p> flecha normal à alma  f1;</p><p>123</p><p> flecha paralela à alma  f2;</p><p> rotação  R;</p><p> desvio de posição  V.</p><p>Reforços Transversais</p><p> flecha normal à alma  f1;</p><p> flecha paralela à alma  f2;</p><p> rotação  R;</p><p> desvio de posição  V.</p><p>figura 2 - variáveis por controlar – reforçadores longitudinais e transversais de perfis</p><p>1.2 Fabricação de tubos</p><p>Os tramos são fabricados a partir de virolas calandradas ou prensadas que são</p><p>soldadas longitudinalmente após a conformação. Em virtude do processo de</p><p>fabricação e de soldagem longitudinal, a virola está sujeita a distorções que são</p><p>transportadas à composição final do tramo através das soldas das juntas</p><p>circunferências.</p><p>As variáveis por controlar são:</p><p> diâmetro  por meio da medida por perímetro – ø;</p><p> espessura  e;</p><p> comprimento  L;</p><p> flecha  f.</p><p> desalinhamento  d;</p><p> ovalização  ø;</p><p> esquadro de biséis  X.</p><p>124</p><p>No caso de esquadrejamento da virola após retirada da calandra, a diferença na</p><p>direção longitudinal entre bordas não deve ser superior a 25 mm.</p><p>figura 3 - variáveis por controlar – tubos</p><p>1.3 Fabricação de nós</p><p>O controle dimensional de nós de jaqueta é quase que artesanal. Em razão das</p><p>grandes restrições nas tolerâncias (pequenos desvios na fábrica significam</p><p>grandes desvios no campo), o controle dimensional é realizado por pessoal</p><p>altamente qualificado. Aqui também, as distorções de soldagem e os aspectos</p><p>relativos a trabalhos de caldeiraria (traçagem e corte) comandam as variáveis</p><p>por controlar.</p><p>Observe, na figura a seguir, essas variáveis.</p><p>125</p><p>figura 4</p><p>1.4 Chapas, perfis laminados e tubos sem costura</p><p>Como o controle dimensional destes componentes não envolve grandes dúvidas,</p><p>pois se trata de material tradicionalmente fornecido pelo parque industrial</p><p>brasileiro, só serão mostradas as normas que tratam e estabelecem quais</p><p>variáveis devem ser controladas.</p><p>Para tubos sem costura, devem ser utilizadas as normas de fabricação</p><p>aplicáveis.</p><p>Exemplo:</p><p>Para chapas e perfis, a ASTM A56 é a norma que regulamenta o assunto.</p><p>126</p><p>1.5 Estrutura montada</p><p>As tolerâncias existentes dizem respeito aos conveses e jaquetas, porém só serão</p><p>apresentadas aqui as variáveis por controlar na jaqueta, já que elas são as mais</p><p>problemáticas. Tais variáveis são:</p><p> distâncias horizontais (centro a centro)  DH;</p><p> distâncias diagonais  DD;</p><p> alinhamento de pernas (flecha)  f;</p><p> elevação do topo  ET.</p><p> elevação dos contraventamentos horizontais  ECH;</p><p> distâncias entre pontos de trabalho DPT;</p><p> excentricidade de guias de condutores  ec;</p><p> excentricidade de guias de estacas ep;</p><p>figura 5 - variáveis por controlar – estrutura</p><p>3. Procedimentos de medição</p><p>Em construção pesada, não são muito variados os instrumentos utilizados em</p><p>controle dimensional. Os instrumentos mais utilizados são:</p><p> trenas;</p><p> níveis de precisão;</p><p> níveis de mangueira;</p><p> esquadros;</p><p> réguas;</p><p> níveis óticos;</p><p> teodolitos;</p><p> distanciômetros;</p><p> dinamômetros;</p><p> linhas de aço;</p><p> fios de prumo;</p><p> paquímetros.</p><p>127</p><p>Somente nas estruturas de grande porte se iniciou a utilização de instrumentos</p><p>óticos. Até então, o princípio de controle dimensional era atender</p><p>geometricamente às cotas que podiam ser tiradas por meio de trenas, amarrando-</p><p>se as demais.</p><p>Na prática, o executante do serviço apresenta ao cliente um procedimento de</p><p>medição, escrito, onde define quais são os equipamentos utilizados e descreve,</p><p>passo a passo, as etapas da medição.</p><p>3.1 Verificação de perfis</p><p>Na verificação de perfis, os seguintes instrumentos são utilizados;</p><p> linhas de aço;</p><p> trenas;</p><p> fios de prumo;</p><p> esquadros;</p><p> réguas.</p><p>3.1.1 Flecha lateral e vertical</p><p>Sempre com o perfil repousando, com a flecha que se quer medir paralela ao</p><p>solo, estica-se uma linha de aço nas suas extremidades e mede-se a flecha por</p><p>meio de régua.</p><p>Exemplo:</p><p>figura 6</p><p>3.1.2 Comprimento</p><p>Por meio de trenas, mede-se a distância entre as extremidades nas mesas</p><p>superior e inferior, registrando-se ambas as medições.</p><p>3.1.3 Altura</p><p>Por meio de trenas, mede-se a altura aproximadamente no centro da alma e nas</p><p>extremidades da mesa, e em ambas as extremidades do perfil. Se o perfil for muito</p><p>longo, recomenda-se fazer uma medição a 1/2 comprimento, nas extremidades</p><p>das mesas.</p><p>128</p><p>3.1.4 Inclinação da alma</p><p>Tomando-se uma das mesas como referência, fixa-se nela o centro da alma.</p><p>Por meio de linha e esquadro ou prumo, acha-se o ponto correspondente na outra</p><p>mesa.</p><p>Mede-se o desvio em relação à linha de centro na outra mesa.</p><p>figura 7</p><p>3.1.5 Rotação da mesa</p><p>Com o perfil apoiado em bancadas ou cavaletes, deitar estes sobre as</p><p>extremidades laterais das mesas e, com esquadros e prumos, verificar a rotação</p><p>das mesas.</p><p>figura 8</p><p>3.1.6 Flambagem da mesa</p><p>Posicionar o perfil sobre uma das mesas e passar num gabarito ou esquadro</p><p>correspondente à altura entre as mesas, verificando a folga existente. A</p><p>flambagem ocorre em virtude da construção das soldas da alma e será tão mais</p><p>crítica, quanto maior o volume de solda.</p><p>129</p><p>3.1.7 Excentricidade</p><p>A excentricidade é verificada com a traçagem do ponto médio da mesa e da</p><p>linha de centro da alma, em cada uma das mesas.</p><p>figura 9</p><p>Para os reforços de vigas, as verificações também não são menos simples, e</p><p>com o uso de esquadros, réguas e trenas.</p><p>3.2 Verificação de componentes tubulares</p><p> Os instrumentos utilizados nas medições das variáveis de componentes</p><p>tubulares são:</p><p> trenas;</p><p> paquímetros;</p><p> fios de aço;</p><p> teodolitos</p><p> réguas</p><p> gabaritos;</p><p> esquadros e prumos.</p><p>3.2.1 Diâmetro</p><p>Os diâmetros são verificados pela medida do perímetro a 200 mm de cada</p><p>extremidade e no meio do tubo.</p><p>As trenas são colocadas na circunferência da seção onde se está medindo, e os</p><p>valores são registrados.</p><p>figura 10</p><p>130</p><p>3.2.2 Espessura</p><p>É verificada a 100mm de cada extremidade de cada virola, por meio de</p><p>paquímetro. Às vezes, utiliza-se o ultra-som.</p><p>3.2.3 Comprimento</p><p>É verificado por meio de trena as extremidades do tubo pelo menos em duas</p><p>geratrizes a 90º.</p><p>3.2.4 Flecha</p><p>Para tubos até 20 metros de comprimento, a flecha é verificada por meio de fio de</p><p>aço esticado e com régua de precisão. Para tubos com mais de 20 metros, já se</p><p>começou a utilizar o teodolito. O tubo é posicionado no solo ou sobre calços, e o</p><p>fio é esticado na sua lateral onde a flecha é medida. Após essa medição, o tubo é</p><p>girado 90º, onde novamente a flecha é verificada.</p><p>No caso do uso do teodolito, a régua é posicionada lateralmente ou tubo, em</p><p>vários pontos, fornecendo a leitura da flecha.</p><p>figura 11</p><p>3.2.5 Desalinhamento</p><p>É verificado nas juntas longitudinais e circunferências por meio de esquadros e</p><p>calços de 20mm ou gabaritos.</p><p>figura 12</p><p>131</p><p>Para juntas longitudinais, deve ser utilizado um gabarito com a curvatura do tubo.</p><p>3.2.6 Ovalização</p><p>figura 13</p><p>A ovalização é verificada pela medição do diâmetro interno nas extremidades e</p><p>no interior do tubo. Para as extremidades, pode-se fazer uso de trenas; mas para</p><p>a medição a 100mm das extremidades e no interior, faz-se uso de gabaritos</p><p>(hastes de medição) que trabalham em várias faixas.</p><p>As hastes de medição têm o seguinte aspecto:</p><p>figura 14</p><p>A faixa de utilização vai de L até o final da escala graduada.</p><p>Os diâmetros são medidos em quatro planos a 45º. O valor da ovalização é dado</p><p>pela diferença entre o maior e o menor diâmetro medido em uma seção.</p><p>figura 15</p><p>132</p><p>3.2.7 Esquadro de biséis</p><p>Com o tubo em repouso e nivelado sobre calços (em número suficiente para evitar</p><p>deformações exageradas), passar o prumo pela linha de centro na geratriz</p><p>superior e medir a folga na geratriz inferior. Girar o tubo de 90º e repetir a medição.</p><p>figura 16</p><p>3.3 Verificação de nós</p><p>Apesar de ser um fator de simplificação na montagem de estruturas de pequeno</p><p>e médio porte, a fabricação de nós de juntas tubulares exige um extremo cuidado,</p><p>em virtude da multiplicação do erro, quando a montagem do canteiro. Um desvio</p><p>de 10mm na extremidade de uma ramificação pode representar um desvio de</p><p>300mm na extremidade do contraventamento.</p><p>Durante a fabricação de nós no Brasil, foram desenvolvidos vários métodos de</p><p>controle dimensional. Entre eles podemos apontar o da projeção ortogonal como</p><p>o de maior exatidão e precisão.</p><p>Os instrumentos utilizados para esse método são:</p><p>a) níveis óticos;</p><p>b) prumos;</p><p>c) linhas de aço;</p><p>d) esquadros;</p><p>e) trenas;</p><p>f) réguas de precisão;</p><p>g) níveis de água;</p><p>h) níveis de precisão.</p><p>O procedimento de controle dimensional é o descrito abaixo.</p><p> Nivelar o tronco pelas suas linhas de centro, por meio de nível de água, nível</p><p>de precisão e ajuste fino com nível ótico.</p><p>figura 17</p><p>133</p><p> Projetar as linhas de centro do tronco e das ramificações na chapa-</p><p>desempeno e riscar as linhas.</p><p> Após a projeção, medir todas as cotas na chapa-desempeno.</p><p> Repetir a operação para todos os planos de contraventamentos existentes.</p><p> Para a medição dos ângulos do corte, nivelar uma das ramificações com a</p><p>linha de centro do tronco, mantendo este também nivelado.</p><p>figura 18</p><p> Girar o tronco até que a linha de centro marcada no tronco e correspondente</p><p>à outra ramificação “zere” com o centro do tronco.</p><p>figura 19</p><p> Medir o desnível na extremidade de B.</p><p> A diferença é a base de um triângulo isósceles de lado igual ao comprimento</p><p>considerado da última ramificação.</p><p> Calcula-se o acréscimo ou decréscimo por meio de uma das leis geométricas</p><p>do triângulo e adiciona-se ou subtrai-se do valor nominal.</p><p>Nota:</p><p>É necessário que LA e LB sejam os valores teóricos correspondentes aos</p><p>valores nominais.</p><p> A medida de excentricidade consegue-se por meio de prumo e régua.</p><p> As demais medidas devem ser verificadas com trenas.</p><p>134</p><p>É lógico que existem processo mais simples, mas não inspiram a mesma</p><p>confiança nos resultados. A experiência demonstra</p><p>que outros métodos de</p><p>medição podem apresentar diferença da ordem de 15mm em comparação com o</p><p>da projeção ortogonal, pois não consideram medições de linhas de centro, e sim,</p><p>de geratrizes externas onde os efeitos de ovalização são bem acentuados.</p><p>3.4 Verificações de chapas, perfis laminados e tubos sem costura</p><p>Os métodos de medição são idênticos aos de controle de perfis soldados e tubos</p><p>soldados, inclusive os instrumentos.</p><p>Quanto às chapas, o controle dimensional diz mais respeito às condições de</p><p>fornecimento, e estas, bem como o método de medição, estão descritos na ASTM</p><p>A-6.</p><p>3.5 Verificação da estrutura montada</p><p>Esta fase e a mais difícil para o controle dimensional em razão das características</p><p>de construção e das tolerâncias especificadas. Aqui são usadas as técnicas mais</p><p>apuradas, embora as aproximações sejam maiores.</p><p>No canteiro, são utilizados:</p><p>Distâncias Horizontais - DH - Estas cotas, que são as distâncias centro a centro</p><p>das pernas em todas as elevações, são particularmente importantes, em virtude</p><p>da operação de encaixe do convés na jaqueta no mar, por meio de uma balsa-</p><p>guindaste. Pelo alto custo operacional de uma operação desse tipo, as tolerâncias</p><p>são mais apertadas para o topo da jaqueta do que para as outras elevações.</p><p>Essas distâncias são obtidas por meio de trenas sem tensão, para pequenas</p><p>estruturas, e com tensão, para estruturas de grande porte.</p><p>Quando do uso de trenas, deve ser feita a correção para temperatura e a</p><p>correção da catenária e tensão.</p><p>Ultimamente, já há experiências da utilização, com sucesso, de distanciômetros</p><p>óticos para a leitura de distâncias horizontais, em estruturas de grande porte.</p><p>3.5.1 Distâncias diagonais - DD -As diagonais são medidas da mesma forma</p><p>que as DH. Essas medições são necessárias pela necessidade de esquadro das</p><p>pernas. Uma diferença pequena entre diagonais significa que o ângulo entre as</p><p>pernas está muito próximo de 90º.</p><p>Nesse caso, não são usados os distanciômetros.</p><p>135</p><p>3.5.2 Alinhamento de pernas - FLECHA - Este alinhamento é obtido por meio</p><p>de linhas de aço, para estruturas de pequeno porte, e de níveis óticos e teodolitos,</p><p>para estruturas de grande porte.</p><p>Os dois valores de flecha, vertical e horizontal, devem ser tirados. No caso da</p><p>linha, só se consegue a flecha horizontal, e então se deve complementar com</p><p>medição de nível ótico.</p><p>É bom lembrar que esse valor de flecha deve ser acompanhado durante toda a</p><p>montagem de estrutura. Isso possibilitará a tomada de ações corretivas no caso</p><p>de tendências observadas nos valores de flecha.</p><p>Para o caso do teodolito, a referência deve ser tomada nas extremidades das</p><p>pernas, e a régua deve ser colocada por dentro delas.</p><p>figura 20</p><p>Para a perna superior, alguns artifícios de topografia devem ser utilizados, como</p><p>medições externas à peça (flecha horizontal) com teodolito e colocação do</p><p>teodolito no interior da perna para a flecha vertical.</p><p>3.5.3 Elevação do topo - ET - A elevação do topo da jaqueta pode ser medida</p><p>com trena a partir das outras elevações, tomando-se como referência a última</p><p>elevação.</p><p>Normalmente, essa medição é feita com tensão em estruturas de grande porte.</p><p>3.5.4 Elevações dos contraventamentos horizontais - ECH - As ECH, assim</p><p>como a ET, são tiradas por meio de trenas, aplicando-se, ou não, tensão.</p><p>136</p><p>3.5.5 Distância entre pontos de trabalho - Quando da montagem de estrutura</p><p>por nós ou integral, o ponto de trabalho sempre fica funcionando no tronco. Essa</p><p>distância também é tirada por meio de trena, com aplicação, ou não, de tensão.</p><p>3.5.6 Excentricidade em guias de estacas e de condutores - São controladas</p><p>da mesma forma que o alinhamento das pernas, ou seja, por meio de teodolitos</p><p>posicionados nas extremidades, para medir a excentricidade vertical e horizontal.</p><p>Para o caso de guias de condutores, as distâncias entre guias de um mesmo</p><p>grupo são controladas no chão por meio de trenas. Para a colocação na estrutura,</p><p>um nível é tomado como referência, e, nesse nível, três guias pelo menos servirão</p><p>como visadas. Conhecendo-se o ângulo de inclinação das mesas - guias de</p><p>condutores, efetuam-se as leituras em duas coordenadas.</p><p>As demais guias permanecem com as cotas medidas no chão.</p><p>+ guias utilizadas como visadas.</p><p>figura 21</p><p>4. Tolerâncias aplicáveis</p><p>Uma vez mostradas as variáveis por verificar e os métodos normalmente</p><p>utilizados para essa inspeção, devem ser consideradas, agora, as tolerâncias.</p><p>Várias são as normas que tratam do assunto no cenário internacional. Entre</p><p>137</p><p>elas, destacam-se a API RP – 2A (E.U.A.), DD-55 (UK), DNV - Rules (Nor.),e</p><p>outras.</p><p>No Brasil, as tolerâncias adotadas atualmente são as indicadas abaixo,</p><p>tomando-se como referência as variáveis já citadas.</p><p>4.1 Perfis</p><p>ITEM Tolerância Valor máximo</p><p>a) flecha lateral → FL ± 0,15% L ± 30 mm</p><p>b) flecha vertical → FV ± 0,15% L ± 30 mm</p><p>c) comprimento → L ± 0,10% L ± 10 mm</p><p>d) altura → h ± 0,10% h ± 6 mm</p><p>e) inclinação da alma → V ± 0,8% h ± 25 mm</p><p>f) rotação da mesa → V2 ± 2,5% b/2 ± 10 mm</p><p>g) flambagem da alma → V3 ± 0,75% h ± 25 mm</p><p>h) excentricidade → V1 ± 1,0% b ± 10 mm</p><p>4.2 – Reforços transversais</p><p>ITEM Tolerância Valor máximo</p><p>a) flecha normal a alma → f1 ± 0,30% h **</p><p>b) flecha paralela a alma → f2 ± 0,30% h **</p><p>c) rotação → R ± 1,5% b ± 15 mm</p><p>d) desvio → V ± 1,0% Lo ± 15 mm</p><p>4.3 – Reforços Longitudinais</p><p>ITEM Tolerância Valor máximo</p><p>a) flecha normal a alma → f1 ± 0,30% Lo **</p><p>b) flecha paralela a alma → f2 ± 0,30% Lo **</p><p>c) rotação → R ± 1,5% b **</p><p>d) desvio → V ± 1,0% h **</p><p>4.4 Tubos</p><p>a) Diâmetro</p><p> Diâmetro externo ≤ 400mm ± 1,0% D. nominal</p><p> Diâmetro externo > 400mm ± 13 mm</p><p>b) Espessura</p><p> ± 0,3mm</p><p>c) Comprimento</p><p> Lmin = 1,0 m para fabricação de estacas</p><p>138</p><p>Outras aplicações</p><p> Lmin → menor valor entre 1 m e 1 diâmetro</p><p> Para o tramo → L ± 12 mm / metro max ± 300 mm</p><p>b) Flecha</p><p>A máxima flecha permissível em quaisquer 3 metros deve ser de 3</p><p>milímetros, sendo que, para quaisquer 12 metros, a flecha máxima deve</p><p>ser de 12 mm. Para L > 12m, a flecha máxima total deve ser de 13</p><p>milímetros. A flecha deve ser medida em três planos de 120º no mínimo</p><p>ao longo do perímetro</p><p>c) Desalinhamento</p><p>Juntas circunferências - 10% t máx. 6mm (t = espessura)</p><p>Juntas longitudinais - 10% t → máx. 3mm (o que for menor)</p><p>d) Ovalização</p><p>1% do DN, máx. 6mm nas extremidades (o que for menor)</p><p>1% do DN, máx. 15mm no corpo da virola</p><p>e) Esquadro de Biséis</p><p>0,5% do diâmetro externo, máx. de 4mm. Esta verificação deve ser feita</p><p>em, no mínimo, 2 posições defasadas de 90 graus.</p><p>figura 22 – Esquadro de biseis – Fonte N-1852 - Petrobrás</p><p>4.5 Nós</p><p>a) Ângulos -,,,e W - ± 15’</p><p>b) Ângulo - ± 30’ T</p><p>c) Comprimento de Ramificação - L2 e L3 - + 10mm</p><p>- 0mm</p><p>d) Comprimento do Tronco – L1 - + 10mm</p><p>- 0mm</p><p>139</p><p>e) Ponto de Trabalho - e - ± 5 mm</p><p>f) Excentricidade - E - ± 5 mm</p><p>g) Desvio Máximo da Extremidade - 5mm</p><p>figura 23 – Nó Tubular – Fonte N-1852 Petrobrás</p><p>4.6 Estrutura</p><p>figura 24 – Nó Tubular – Fonte N-1852 Petrobrás</p><p> Distâncias Horizontais - DH ± 6mm para planos críticos</p><p>DH ± 20mm não críticos</p><p> Distâncias Diagonais- DD ± 19mm para planos críticos críticos</p><p>DD ± 50mm não críticos</p><p> Alinhamento de pernas- f ± 6mm quando a estrutura utiliza estacas por</p><p>dentro das pernas</p><p>f ±13mm para outros casos</p><p>d) Elevação do Topo - ET ± 6mm</p><p>140</p><p>e) Outras Elevações - ECH ± 13mm</p><p>f) Distância Entre Pontos - DPT ±13mm</p><p>de Trabalho</p><p>g) Guias de Condutores - ec ± 12mm</p><p>h) Guias de Estacas - ep ± 12mm</p><p>4.7 - Paineis</p><p>Fonte N-1852 - Petrobrás</p><p>Fonte N-1852 – Petrobrás</p><p>141</p><p>figura 25 – Painel – Fonte N-1852 Petrobrás</p><p>figura 26 – Painel – Fonte N-1852 Petrobrás</p><p>142</p><p>CAPITULO VII – VASO DE PRESSAO</p><p>O nome vaso de pressão designa genericamente</p><p>todos os recipientes estanques,</p><p>de qualquer tipo, dimensões, formato ou finalidade, destinados ao</p><p>armazenamento e processamento de líquidos e gases sob pressão sendo esta</p><p>igual ou superior a 100 Kpa (1,02 Kgf/cm²). Dentro de uma definição tão</p><p>abrangente inclui-se uma enorme variedade de equipamentos, desde uma</p><p>simples panela de pressão, até os mais sofisticados reatores nucleares.</p><p>Os vasos de pressão constituem não só os equipamentos mais importantes da</p><p>maioria das industrias de processo, como também os itens de maior valor,</p><p>tamanho e peso, representando em média 60% do custo total dos materiais e</p><p>equipamentos de uma unidade de processo.</p><p>A construção de um vaso de pressão envolve uma série de cuidados especiais</p><p>relacionados com seu projeto, fabricação, montagem e testes. Isso se deve ao</p><p>fato de que um vaso de pressão representa:</p><p> Grande risco: normalmente opera com grandes pressões e temperaturas</p><p>elevadas;</p><p> Papel importante na continuidade operacional do processo.</p><p>Exemplos de aplicação: indústrias químicas, petroquímicas, alimentícias,</p><p>farmacêuticas, refinarias, termoelétricas e terminais de armazenamento.</p><p>As principais dimensões de um vaso são:</p><p> Diâmetro interno (DI);</p><p> Diâmetro externo (DE);</p><p> Comprimento entre tangentes (CET).</p><p>O comprimento entre tangentes é o comprimento do corpo cilíndrico ou a soma</p><p>dos comprimentos dos corpos cilíndricos e cônicos sucessivos. As linhas de</p><p>tangência que limitam o comprimento entre tangentes, são linhas traçadas</p><p>próximo a ambos os extremos do casco, na tangência entre o corpo cilíndrico e</p><p>os tampos de fechamento.</p><p>1. Classificação dos vasos</p><p>Os vasos de pressão podem ser classificados da seguinte forma:</p><p> Vasos não sujeitos a chama: reatores diversos, esferas de</p><p>armazenamento de gases, torres de destilação, vasos de armazenamento</p><p>e acumulação e permutadores de calor.</p><p> Vasos sujeitos a chama: caldeiras e fornos.</p><p>Contrariamente ao que acontece com quase todos os outros equipamentos,</p><p>máquinas, veículos e materiais de uso corrente, a grande maioria dos vasos de</p><p>pressão não é item de linhas de fabricação. Os vasos são quase todos projetados</p><p>e construídos por encomenda para atenderem a cada caso determinada</p><p>finalidade.</p><p>143</p><p>2. Formatos e tipos principais</p><p>A parede de um vaso de pressão compõe-se basicamente do casco (ou cascos)</p><p>do vaso (shell) e dos tampos de fechamento (heads).</p><p>Quase todos os vasos possui uma das três formas básicas: cilíndrica, cônica,</p><p>esférica ou combinações dessas. Quanto a posição de instalação os vasos podem</p><p>ser verticais, horizontais e inclinados.</p><p>Os vasos verticais são usados para serviços que dependem da gravidade, tais</p><p>como torres de fracionamento, retificação e absorção. São mais caros que os</p><p>horizontais mas ocupam menor espaço no terreno.</p><p>Os vasos horizontais, muito mais comuns, são usados para permutadores de calor</p><p>e vasos de acumulação.</p><p>Os vasos de posição inclinada são exceções, empregados somente quando o</p><p>serviço exigir.</p><p>figura 1 - formato dos vasos</p><p>3. Vasos</p><p>Vasos são equipamentos cujas finalidades básicas são o armazenamento ou</p><p>separação de fases por diferenças de densidades. São equipamentos que podem</p><p>assumir diferentes formas e posições, como é mostrado a seguir.</p><p>144</p><p>figura2 - vaso de pressão</p><p>Na indústria do petróleo, um vaso com finalidade de separação de fases por</p><p>diferença de densidades é utilizado no processo operando basicamente da</p><p>seguinte maneira:</p><p> pelo topo do vaso saem os gases (parte menos densa da mistura);</p><p> pela região intermediária saem os hidrocarbonetos;</p><p> pelo fundo do vaso sai a água condensada, que é a parte mais densa.</p><p>4.1 Torres</p><p>Torres são vasos verticais de grande altura chegando a ultrapassar 60 m. São</p><p>utilizadas no fracionamento ou separação de líquidos, empregando-se o</p><p>aquecimento e diferenças de densidade.</p><p>Uma torre de fracionamento por ser um equipamento muito alto, é externamente</p><p>ladeada por escadas e passadiços. O seu interior é composto por divisórias que</p><p>não ocupam totalmente a seção da torre, essas peças intermediárias chamam- se</p><p>“bandejas”.</p><p>Dependendo da finalidade operacional, as torres podem ser classificadas em:</p><p> Torres de destilação;</p><p> Torres de fracionamento;</p><p> Torres de retificação.</p><p>145</p><p>figura 3 - torre</p><p>5 Esferas</p><p>As esferas são equipamentos, como o próprio nome diz, de formato esférico tendo</p><p>a finalidade apenas de armazenar produtos. As esferas podem operar a alta</p><p>pressão com o produto à temperatura ambiente ou à baixa pressão (sempre maior</p><p>que 1,02 Kgf/cm2) com o produto sob resfriamento.</p><p>No entanto equipamentos como esferas tem associada aos seus componentes</p><p>uma terminologia mais específica como mostrado a seguir:</p><p>146</p><p>figura 4 - esfera</p><p>Legenda:</p><p> calota superior</p><p> trópico superior</p><p> trópico equador</p><p> trópico inferior</p><p> calota inferior</p><p> colunas</p><p>Para a montagem das esferas devemos obedecer a seguinte seqüência:</p><p> Montagem das colunas;</p><p> Montagem da seção equatorial;</p><p> Montagem da seção trópico inferior;</p><p> Montagem da seção trópico superior;</p><p> Montagem das calotas, escadas e acessórios.</p><p>6 Permutadores de calor</p><p>Nos permutadores de calor convencionais, temos dois fluidos circulando por dois</p><p>circuitos independentes: o fluido quente e o fluido frio. Um desses passa por</p><p>dentro dos tubos do feixe tubular é o denominado “fluxo pelos tubos” o outro fluido</p><p>passa por fora do feixe tubular e denomina-se “fluxo pelo casco”.</p><p>147</p><p>Dependendo da finalidade e do tipo, esses equipamentos podem receber as</p><p>denominações de permutadores (refervedores, condensadores, resfriadores e</p><p>aquecedores)</p><p>Os permutadores de calor convencionais tem três partes principais: Corpo,</p><p>Carretel e Feixe Tubular.</p><p>O corpo é o casco do aparelho por onde circula o fluido externo; o carretel é uma</p><p>câmara ligada aos tubos do feixe tubular, e que serve para a distribuição do fluido</p><p>que circula nos tubos.</p><p>O feixe tubular é o conjunto formado pelos tubos internos e pelos espelhos que</p><p>são placas planas espessas, com perfurações onde se encaixam e se prendem</p><p>as extremidades dos tubos.</p><p>Para permitir a manutenção e a limpeza interna do aparelho, tem-se quase</p><p>sempre o feixe tubular removível, e tampas no carretel e no corpo, para acesso</p><p>ao interior do aparelho.</p><p>Em todos os permutadores existe sempre uma diferença de temperatura entre o</p><p>corpo e o feixe tubular em conseqüência da própria troca de calor. Teremos</p><p>portanto uma dilatação diferencial entre essas duas partes. Existem várias formas</p><p>de controlar essa dilatação diferencial, das mais freqüentes são as seguintes:</p><p> Feixe tubular com espelho flutuante</p><p> Feixe tubular em “U”</p><p> Junta de expansão no casco e espelhos fixos</p><p>Na figura 2.7 A, temos um exemplo de um permutador de calor de feixe tubular</p><p>com espelho flutuante. O feixe tubular tem um espelho fixo (peça 11) preso entre</p><p>os flanges do carretel e do corpo. O outro espelho (peça 16) juntamente com a</p><p>tampa flutuante (peça 18) pode movimentar-se livremente dentro do casco em</p><p>conseqüência da dilatação.</p><p>Na figura 2.7 B, temos um exemplo de um permutador com feixe tubular em “U”.</p><p>O feixe tubular tem um único espelho, fixo, e é removível pelo lado do carretel.</p><p>Devido ao formato curvado dos tubos a dilatação é livre, mas a limpeza interna</p><p>dos tubos é difícil, sendo impossível a sua limpeza mecânica.</p><p>Os permutadores com junta de expansão no casco (figura 2.7 C) tem ambos os</p><p>espelhos fixos, e o casco acompanha os mesmos movimentos de dilatação do</p><p>feixe tubular e vice e versa.</p><p>Para pequenos diferenciais de temperatura entre dois fluidos (até 50 graus)</p><p>podem ser adotados permutadores com tubos retos e espelhos fixos e portanto</p><p>nenhuma compensação para a dilatação diferencial.</p><p>148</p><p>1. Casco 8. Tampa do carretel 14. Tirantes 20. Flange da tampa do casco</p><p>2. Flanges do casco 9. Bocais do carretel 15. Quebra-jato</p><p>21. Vertedouro</p><p>3. Bocais do casco 10. Chicana do carretel 16. Espelho flutuante 22. Berços</p><p>4. Flanges dos bocais 11. Espelho fixo 17. Anel bi-partido 23. Dreno</p><p>5. Reforços dos bocais 12. Tubos 18. Tampa flutuante 24. Respiro</p><p>6. Carretel 13. Chicana do feixe tubular 19. Tampa do casco 25. Junta de expansão no casco</p><p>7. Flanges do carretel</p><p>figura 5 - permutadores</p><p>7 Caldeiras a vapor – disposições gerais</p><p>Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor</p><p>sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia,</p><p>excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades</p><p>de processo.</p><p>O vapor pode ser usado em diversas condições, tais como: baixa pressão, alta</p><p>pressão, saturado, superaquecido, etc. Ele pode ser produzido também por</p><p>149</p><p>diferentes tipos de equipamentos, nos quais estão incluídas as caldeiras com</p><p>diversas fontes de energia.</p><p>Serão considerados, como “caldeiras” todos os equipamentos que</p><p>simultaneamente geram e acumulam vapor de água ou outro fluido.</p><p>Não deverão ser entendidas como caldeiras os seguintes equipamentos:</p><p>1. Trocadores de calor, cujo projeto de construção é governado por critérios</p><p>referentes a vasos de pressão.</p><p>2. equipamentos com serpentina sujeita a chama direta ou gases aquecidos</p><p>e que geram, porém não acumulam vapor, tais como: fornos, geradores de</p><p>circulação forçada e outros.</p><p>Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil acesso e bem</p><p>visível, a placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes</p><p>informações:</p><p> Fabricante</p><p> Número de ordem dado pelo fabricante da caldeira</p><p> Ano de fabricação</p><p> Pressão máxima de trabalho admissível</p><p> Pressão de teste hidrostático</p><p> Capacidade de produção de vapor</p><p> Área da superfície de aquecimento</p><p> Código de projeto e ano de edição</p><p>8 Partes e Acessórios Principais</p><p>8.1 Tampos dos vasos de pressão</p><p>Denominam-se tampos as peças de fechamento dos cascos cilíndricos dos vasos</p><p>de pressão.</p><p>Os tampos podem apresentar vários formatos dos quais os mais usuais são:</p><p>elíptico, toriesférico, hemisférico, cônico e plano.</p><p> Tampo elíptico: teoricamente as seções transversais como uma elipse</p><p>geométrica perfeita. No tampo elíptico denominado “normal” a relação de</p><p>semi-eixos é 2:1, ou seja, o diâmetro do tampo equivale a quatro vezes sua</p><p>altura.Quase sempre pode ser construído com chapa da mesma espessura</p><p>usada no casco cilíndrico do vaso, porque sua resistência à pressão interna</p><p>é praticamente igual à do cilindro de mesmo diâmetro.</p><p> Tampo plano: são tampos não removíveis usados para vasos de baixa</p><p>pressão.</p><p> Tampo toriesférico: são construídos por uma calota central esférica, de raio</p><p>Rc e por uma seção toroidal de concordância de raio Rk. O tampo toriesférico</p><p>é bem mais fácil de se fabricar do que o elíptico e essa facilidade é tanto maior</p><p>quanto menos profundo for, isto é, quanto menor for o raio Rk. Inversamente</p><p>sua resistência será tanto maior quanto maior for Rk,</p><p>150</p><p>permitindo chapas de menor espessuras. Qualquer tampo toriesférico é</p><p>sempre mais fraco do que um elíptico de mesmo diâmetro e com mesma</p><p>relação de semi-eixos.</p><p> Tampo hemisférico: é proporcionalmente mais resistente de todos, podendo</p><p>Ter cerca da metade da espessura de um casco cilíndrico de mesmo diâmetro.</p><p>Por outro lado é muito difícil de construir e ocupa mais espaço devido à sua</p><p>maior altura. É empregado para vasos horizontais em geral, vasos verticais</p><p>de diâmetros muito grandes (10 mm ou mais) quando as condições de</p><p>processo permitirem e também para vasos pequenos e médio para altas</p><p>pressões, caso em que o tampo é de construção forjada integral.</p><p> Tampos cônicos: embora fáceis de se construir, são pouco usados por serem</p><p>bem menos resistentes do que qualquer um dos anteriores. Seu emprego</p><p>limita-se a praticamente ao tampo inferior de vasos em que seja necessário o</p><p>esvaziamento rápido completo ou que trabalhem com fluidos difíceis de</p><p>escoar.</p><p>Os tampos toriesféricos, principalmente os de perfil “falsa elipse” são os</p><p>empregados na maioria dos casos, para vasos de quaisquer diâmetros. Os</p><p>tampos elípticos verdadeiros são de uso bastante raro aqui no Brasil, devido à</p><p>dificuldade de fabricação.</p><p>Em outros países, onde é possível a fabricação em larga escala, esse tipo de</p><p>tampo resulta mais econômico e é bastante utilizado.</p><p>figura 6 - tipos de tampos</p><p>151</p><p>Nota: em qualquer um dos tampos acima mencionados, com exceção do cônico, a linha de</p><p>corte para a solda no casco do vaso costuma estar a uma certa distância da linha de</p><p>tangência, isto é, costuma haver integral com o tampo, um pequeno trecho cilíndrico</p><p>8.2 Bocais para vasos de pressão</p><p>Bocais é a denominação dada às aberturas feitas nos vasos para:</p><p> ligação com tubulações de entrada e saída de produto;</p><p> ligação direta com outros vasos;</p><p> ligação com outras partes do mesmo vaso;</p><p> instalação de instrumento;</p><p> drenos e respiros.</p><p>Geralmente o sistema de construção de bocais de grande diâmetro (nominal de</p><p>2” ou maior), difere do sistema usado para bocais pequenos. Para os diâmetros</p><p>grandes temos os seguintes principais sistemas de construção:</p><p> Bocal flangeado, com pescoço tubular: esse é o sistema usado na grande</p><p>maioria dos bocais de 2” ou maiores, para qualquer finalidade. O pescoço</p><p>costuma ser feito de um pedaço de tubo, com ou sem costura, para diâmetros</p><p>nominais até 10”- 12”, e de tubo ou de chapa calandrada e soldada para</p><p>diâmetros maiores. Neste caso deve haver de preferência uma única solda</p><p>longitudinal.</p><p> Bocal flangeado com peça forjada integral: é um sistema de construção cara e</p><p>difícil que pode ser necessária para vasos de alta pressão. A peça forjada</p><p>contém também o reforço da abertura.</p><p> Bocal para solda de topo: consiste simplesmente em um pescoço tubular ou</p><p>uma peça forjada, terminado por um chanfro adequado para solda de topo</p><p>direto na tubulação. Esse sistema tem o grave inconveniente de a tubulação</p><p>não ser desmontável do vaso, e por isso, é empregado apenas em alguns</p><p>raros casos de pressões muito altas (100 kg/cm2) ou fluidos perigosos.</p><p> Bocal de atarraxar com parafusos prisioneiros: é um sistema simples e barato,</p><p>mas que deve em geral ser evitado admitindo-se apenas para alguns vasos de</p><p>baixa responsabilidade, para temperatura ambiente, pressões moderadas (até</p><p>10 kg/cm2) e fluidos não perigosos. Além da dificuldade de se conseguir boa</p><p>vedação, há possibilidade de desgaste ou avaria de difícil reparação, na rosca</p><p>dos furos dos parafusos.</p><p>152</p><p>figura 7 - alguns tipos de bocais em vasos de pressão</p><p>Para os bocais de pequenos diâmetros temos:</p><p> Luva (ou meia luva) forjada: soldada diretamente à parede do vaso. É o</p><p>sistema empregado na maioria dos bocais até o diâmetro nominal de 1 ½”</p><p>tanto para tubulações como para instrumentos.</p><p> Flanges de pescoço longo: é uma peça forjada integral, que se solda à</p><p>parede do vaso e que é, ao mesmo tempo, o flange e o pescoço tubular. Essa</p><p>construção é bem mais cara que a luva e é empregada para os casos em que</p><p>as luvas ou os flanges para solda de encaixe não são recomendados ou não</p><p>podem ser usados.</p><p>8.3 Bocas de visita e de inspeção</p><p>As bocas de visita (man hole) são aberturas fechadas com tampas removíveis,</p><p>para o acesso de pessoas ao interior do vaso, para inspeção, limpeza,</p><p>manutenção, montagem e remoção de peças internas. As bocas de inspeção são</p><p>aberturas semelhantes, de pequeno diâmetro que permitem apenas a observação</p><p>visual do interior do vaso.</p><p>153</p><p>De acordo com o código ASME, seção VIII, divisão I, é obrigatório algum meio</p><p>de visita ou de inspeção interna em cada compartimento de todos os vasos para</p><p>ar comprimido, ou para qualquer serviço onde haja corrosão ou abrasão na parede</p><p>do vaso.</p><p> Vasos com diâmetro de 300 à 450 mm: duas aberturas de diâmetro</p><p>nominal de ½”</p><p> Vasos com diâmetro de 450 à 800</p><p>mm: duas aberturas de diâmetro</p><p>nominal de 2”</p><p> Vasos com diâmetros maiores que 900 mm: uma boca de visita ou pelo</p><p>menos duas aberturas de diâmetro nominal de 6”</p><p>O diâmetro mínimo de uma boca de visita para permitir a entrada de pessoas é</p><p>de 400 mm, salvo condições especiais de trabalho e freqüência de entradas ao</p><p>interior dos vasos.</p><p>figura 8 - alguns tipos de bocas de visita</p><p>154</p><p>8.4 Reforços:</p><p>São pedaços de chapas que são acrescidas à espessura do casco na região das</p><p>aberturas. Normalmente são utilizados:</p><p>1) discos de chapas soldadas ao redor da abertura;</p><p>2) utilização de maior espessura de parede para vaso ou bocal;</p><p>3) peças forjadas especiais.</p><p>8.5 Peças internas dos vasos de pressão:</p><p>A variedade de tipos e detalhes de peças internas em vasos de pressão é muito</p><p>grande, dependendo essencialmente do serviço para o qual se destina o vaso.</p><p>Todas as peças internas que necessitam ser desmontadas (grades, bandejas,</p><p>distribuidores etc.) devem ser obrigatoriamente subdivididas em seções, de tal</p><p>maneira que cada seção possa passar com facilidades através das bocas de visita</p><p>dos vasos.</p><p>8.6 Acessórios externos dos vasos de pressão:</p><p>Os vasos de pressão podem ter diversos tipos de acessórios externos, entre os</p><p>quais podemos citar:</p><p> reforços de vácuo;</p><p> anéis de suporte de isolamento térmico externo;</p><p> escadas e plataformas.</p><p>9 Projeto</p><p>A grande maioria dos equipamentos de caldeiraria é projetada, fabricada e</p><p>montada sob encomenda para atender, em cada caso, a determinados requisitos</p><p>e especificações, sendo muito raros os casos em que esses equipamentos</p><p>constituem itens padronizados de linhas de fabricação.</p><p>Em geral, o projeto dos vasos envolve as seguintes etapas:</p><p>1º definição dos dados básicos de projeto: são uma série de dados e informações</p><p>relativas às condições locais, e definições de pontos que envolvem decisão ou</p><p>preferência do usuário.</p><p>2º definição dos dados de processo do equipamento: etapa que consiste na</p><p>determinação dos dados relativos à condição operacional do equipamento.</p><p>A seguir citamos alguns desses dados:</p><p> tipo geral de equipamento (torre de fracionamento, vaso de armazenamento,</p><p>reator, permutador etc.);</p><p>155</p><p> natureza, propriedades (composição química, concentração, densidade,</p><p>impurezas etc.) vazão temperatura e pressão de todas as correntes fluidas que</p><p>entram no equipamento ou dele saem;</p><p> temperatura e pressão de operação do equipamento (valores de regime,</p><p>valores máximos e mínimos possíveis, e respectivas variações em função do</p><p>tempo, quando for o caso).</p><p>9.1 Projeto de processo do equipamento:</p><p>O projeto de processo do equipamento, também chamado “projeto analítico”,</p><p>consiste na determinação das dimensões gerais do equipamento que interferem</p><p>no seu funcionamento, e na definição de todos os detalhes do próprio</p><p>equipamento ou de suas peças internas que também interfiram no funcionamento</p><p>do equipamento com base nos dados de processo.</p><p>Algumas das informações que fazem parte do projeto de processo são:</p><p>a) desenho esquemático do equipamento;</p><p>b) dimensões gerais (diâmetros e comprimento), quando interferem no</p><p>equipamento;</p><p>c) tipos de tampos;</p><p>d) diâmetro nominal de todos os bocais ligados a tubulações;</p><p>e) tipo, localização, formato, dimensões gerais, espaçamento e detalhes de</p><p>peças internas;</p><p>f) indicação dos bocais para todos os instrumentos ligados ao equipamento;</p><p>g) necessidade ou não de isolamento térmico, revestimentos refratários ou</p><p>outro qualquer revestimento, e finalidade do isolamento ou do revestimento.</p><p>9.2 Seleção de materiais:</p><p>A seleção dos materiais consiste na indicação básica dos materiais do casco e</p><p>das peças internas, tendo-se em vista a temperatura, a corrosão pelos fluidos</p><p>contidos e a não contaminação desses fluidos, bem como a fixação de todas as</p><p>sobre-espessuras para corrosão.</p><p>Devem ser definidos também quando forem aplicáveis, os revestimentos</p><p>anticorrosivos e refratários, ou as pinturas especiais. E pode incluir ainda,</p><p>conforme o caso as seguintes etapas:</p><p> projeto térmico (permutador de calor);</p><p> projeto mecânico;</p><p> projeto das peças internas.</p><p>As etapas de projeto de um vaso de pressão descritas anteriormente fazem</p><p>parte do que se chama de “Projeto de Engenharia Básica”, ao qual o inspetor de</p><p>controle dimensional não terá acesso, pois é exclusivo do projetista.</p><p>Por outro lado, a documentação acessível ao inspetor de controle dimensional</p><p>será o “Projeto de Fabricação”.</p><p>156</p><p>O “projeto de fabricação” consiste no detalhamento do equipamento, para permitir</p><p>a sua fabricação e montagem.</p><p>É uma complementação do projeto mecânico onde há o acréscimo de dados e</p><p>informações, tais como detalhes de soldas, procedimentos de soldagem,</p><p>localização de todas as soldas e cortes, estudos do aproveitamento de materiais,</p><p>detalhes e dimensionamento completo de todas as partes não dimensionadas no</p><p>projeto mecânico, tais como reforços, flanges, suportes, peças internas e</p><p>externas, para-escadas, plataformas, relacionamento e numeração de todas as</p><p>peças, estudo de montagem e de transporte, detalhes de usinagem e de</p><p>tolerâncias especiais.</p><p>Nota: todos os desenhos de conjunto ou de montagem deverão Ter o norte de projeto</p><p>coincidindo com a direção 0º de orientação do vaso.</p><p>10 Fabricação, montagem e controle da qualidade</p><p>No caso mais geral, a fabricação, a montagem e o controle da qualidade dos vasos</p><p>de pressão incluem as etapas abaixo listadas. A listagem está feita na ordem</p><p>cronológica usual, embora não obrigatória podendo às vezes haver alguma</p><p>alteração nessa ordem.</p><p>1. Levantamento da matéria prima necessária (inclusive consumíveis para</p><p>soldagem);</p><p>2. Encomenda ou requisição da matéria prima;</p><p>3. Recepção e identificação da matéria prima inclusive os certificados de</p><p>qualidade, inspeção dimensional, marcação e outros;</p><p>4. Estocagem da matéria prima;</p><p>5. Traçagem sobre chapas, transferência das marcas de identificação;</p><p>6. Corte das chapas e preparação dos chanfros;</p><p>7. Conformação das chapas e de outros componentes, verificação dimensional;</p><p>8. Qualificação dos procedimentos, dos soldadores e de operadores de</p><p>soldagem;</p><p>9. Qualificação de inspetores de ensaios não destrutivos;</p><p>10. Fabricação de bocais, flanges, reforços, suportes e outros acessórios;</p><p>11. Usinagem de flanges, espelhos, faces de assentamento e juntas de vedação;</p><p>12. Preparação para a soldagem, seqüência e dispositivos;</p><p>13. Soldagem de anéis, seções ou outros subconjuntos do vaso, soldagem dos</p><p>tampos;</p><p>14. Soldagem do vaso completo;</p><p>15. Soldagem dos bocais, flanges, reforços, anéis e outros acessórios;</p><p>16. Inspeção (ensaios não destrutivos) e reparos na solda;</p><p>17. Tratamento térmico na fábrica;</p><p>18. Inspeção dimensional final do vaso;</p><p>19. Fabricação e instalação de acessórios não soldados ao vaso;</p><p>20. Limpeza interna e externa do vaso;</p><p>21. Testes de pressão e estanqueidade;</p><p>22. Aplicação dos revestimentos especiais;</p><p>23. Testes adicionais;</p><p>157</p><p>24. Inspeção final e preparação para embarque;</p><p>25. Transporte do vaso;</p><p>26. Montagem no campo, preparação do canteiro de obras, montagem e</p><p>soldagem, inspeção e reparo das soldas e teste de pressão no campo;</p><p>27. Tratamento térmico no campo.</p><p>10.1 Tratamento térmico</p><p>O tratamento térmico mais usado em vasos de pressão é o alívio de tensões,</p><p>que consiste em um aquecimento até uma temperatura de transformação do aço</p><p>(723C), no qual o vaso é mantido durante algum tempo, sendo depois resfriado</p><p>lentamente.</p><p>O alívio de tensões é obrigatório após as operações de soldagem de aços de</p><p>construção mecânica (4130, 4340, 4640, 8640) e tem por finalidade reduzir as</p><p>tensões residuais.</p><p>Segundo a norma ASME VIII, a temperatura de alívio de tensões deve ser entre</p><p>580C e 620C, com uma hora de permanência da temperatura para cada</p><p>polegada (25,4mm) e espessura, nas duas primeiras polegadas e 15 min para</p><p>cada polegada suplementar.</p><p>O alívio de tensões deve ser feito de preferência</p><p>imediatamente após a soldagem, caso não seja possível fazer um pós-</p><p>aquecimento a 50C acima da temperatura máxima de pré-aquecimento</p><p>empregada.</p><p>AÇO TABELA DE TEMPERATURA DE PRÉ-AQUECIMENTO</p><p>SAE e</p><p>ano de edição</p><p>Todo vaso de pressão deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalado,</p><p>a seguinte documentação devidamente atualizada:</p><p>a) Prontuário do vaso de pressão, a ser fornecido pelo fabricante, que</p><p>contenhas as seguintes informações:</p><p>161</p><p> código de projeto e ano de edição;</p><p> especificação dos materiais;</p><p> procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final</p><p>e determinação PMTA;</p><p> conjunto de desenhos e demais dados necessários para o</p><p>monitoramento da sua vida útil;</p><p> características funcionais;</p><p> dados dos dispositivos de segurança;</p><p> ano de fabricação;</p><p> categoria do vaso;</p><p>b) Registro de segurança</p><p>c) Projeto de instalação</p><p>d) Projetos de alteração ou reparo</p><p>e) Relatórios de inspeção</p><p>Todos os reparos ou alterações em vasos de pressão devem respeitar ao</p><p>respectivo código de projeto de construção e ás prescrições do fabricante no</p><p>que se refere a:</p><p>a) materiais;</p><p>b) procedimentos de execução;</p><p>c) procedimentos de controle de qualidade;</p><p>d) qualificação e certificação de pessoal.</p><p>Os vasos de pressão são classificados em categorias segundo pó tipo de fluido</p><p>e o potencial de risco.</p><p>Os fluidos contidos nos vasos de pressão são classificados conforme descrito a</p><p>seguir:</p><p>CLASSE “A”</p><p> fluidos inflamáveis;</p><p> combustível com temperatura superior ou igual a 200C;</p><p> fluídos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20ppm;</p><p> hidrogênio;</p><p> acetileno.</p><p>CLASSE “B”</p><p> fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200C;</p><p> fluídos tóxicos com limite de tolerância superior a 20ppm.</p><p>CLASSE “C”</p><p> vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido.</p><p>CLASSE “D”</p><p> água ou outros fluidos não enquadrados nas classes “A”, “B” ou “C”,</p><p>com temperaturas superiores a 50C.</p><p>162</p><p>Quando se tratar de mistura, deverá ser considerado para fins de classificação o</p><p>fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e instalações, considerando-</p><p>se sua toxicidade, inflamabilidade e concentração.</p><p>Os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de risco em função</p><p>do produto “P.V”, onde “P” é a pressão máxima de operação em MPa, “V”, o seu</p><p>volume geométrico interno em m3, conforme segue:</p><p> GRUPO 1: P.V  100;</p><p> GRUPO 2: P.V que 20ppm</p><p>I</p><p>II</p><p>III</p><p>IV</p><p>IV</p><p>“C”</p><p> Vapor de água</p><p> Gases asfixiantes</p><p>simples</p><p> Ar comprimido</p><p>I</p><p>II</p><p>III</p><p>IV</p><p>V</p><p>“D”</p><p> Água ou outros fluidos</p><p>não enquadrados nas</p><p>classes “A”, “B” ou “C”</p><p>com temperatura superior</p><p>a 50C</p><p>II</p><p>III</p><p>IV</p><p>V</p><p>V</p><p>figura 10</p><p>164</p><p>11 Tolerâncias na Montagem conforme a N-270</p><p>figura 11 - Tolerâncias na montagem de um vaso de pressão – Fonte N-270 - Petrobrás</p><p>165</p><p>Referências (Fonte N-270)</p><p>1 - Verticalidade (prumo):</p><p>a) desvio máximo permitido da perpendicular ao plano de referência: 1 mm por metro e no</p><p>máximo 20 mm;</p><p>b) desvio máximo permitido entre soldas horizontais adjacentes (por anel):  3 mm.</p><p>2 - Distância entre linhas de tangência:  0,5 mm por 300 mm de comprimento e no máximo</p><p>12 mm.</p><p>3 - Altura do vertedor:  3 mm.</p><p>4 - Desnivelamento máximo da bandeja e vertedor:</p><p>a) ∅ 2 800 mm: 7 mm.</p><p>Nota: Medir, no mínimo, 6 pontos por bandeja.</p><p>5 - Desnivelamento máximo do topo do anel suporte da bandeja: 1 mm em qualquer 300 mm</p><p>medido sobre a corda.</p><p>6 - Distância entre anéis consecutivos de suportes de bandeja:  3 mm.</p><p>7 - Distância do vertedor à bandeja:  3 mm.</p><p>8 - Elevação do anel suporte da bandeja acima da linha de tangência:  6 mm.</p><p>9 - Altura total ou das seções ou das chapas:  0,5 mm por 300 mm de comprimento, e, no</p><p>máximo, 20 mm.</p><p>10 - Flanges sobrepostos: folgas máximas entre os diâmetros interno do flange e o externo</p><p>do pescoço do bocal:</p><p>a) diâmetro nominal até 1 200 mm: 4 mm;</p><p>b) diâmetro nominal de 1 201 mm a 1 800 mm: 6 mm;</p><p>c) diâmetro nominal de 1 801 mm em diante: 8 mm.</p><p>11 - Projeção dos bocais em relação ao lado externo do casco:  3 mm.</p><p>12 - Perpendicularidade da face dos flanges em relação ao eixo do bocal:  1/2o.</p><p>13 - Projeção das bocas de visita e acesso manual em relação ao lado externo do casco:</p><p> 6 mm.</p><p>14 - Perpendicularidade da face dos flanges das bocas de visita em relação ao eixo da boca</p><p>de visita:  1°.</p><p>15 - Locação das linhas de centro de:</p><p>a) bocas de visita, bocas de acesso manual e bocais, localizadas próximas a bandejas e</p><p>vertedores, em relação aos anéis de suporte:  3 mm;</p><p>b) bocais não citados na alínea a), em relação à linha de tangência:  6 mm.</p><p>16 - Locação das linhas de centro de bocas de visita e de acesso manual, não citadas na</p><p>referência 15, alínea a), em relação à linha de tangência:  12 mm.</p><p>166</p><p>17 - Os anéis de reforço do casco e os anéis de suporte de isolamento não devem ter folga</p><p>superior a 4 mm, entre a face externa do casco e o diâmetro interno do anel (ou suporte).</p><p>18 - Distância da linha da tangência às sapatas: + 6 mm, -0.</p><p>19 - Ovalização ao longo das seções nos bordos superior e inferior e na região de apoio da</p><p>saia: norma ASME Section VIII Division 1, porém nunca superior a 20 mm.</p><p>20 - Perímetro nos bordos superior e inferior de cada seção:</p><p>a) ∅ ≤ 1200 mm:  9 mm;</p><p>b) 1 200 mm</p><p>tipo de junta, material de enchimento, diâmetros, classe</p><p>de pressão e o padrão dimensional de fabricação.</p><p>As juntas de tipo anel (RTJ) não devem apresentar corrosão, amassamento,</p><p>avarias mecânicas e trincas.</p><p>Deve ser verificado se as seguintes características das juntas estão de acordo</p><p>com as especificações indicadas no projeto ou normas referenciadas:</p><p>a) Não-metálicas:</p><p>- espessura, diâmetros externo e interno segundo critérios da norma</p><p>ASME/ANSI B 16.21;</p><p>b) Metálicas:</p><p>- espessura, diâmetro externo e interno, passo (juntas espiraladas ou</p><p>corrugadas) e dureza (anel) segundo critérios da norma ASME/ANSI B</p><p>16.20.</p><p>2.6 – Parafusos e porcas</p><p>Deve ser verificado se todos os lotes de parafusos e porcas estão identificados</p><p>com as seguintes características: especificação, tipo de parafuso e dimensões.</p><p>Deve ser verificado se os certificados de qualidade do material de todos os lotes</p><p>de parafusos e porcas estão de acordo com as especificações ASTM aplicáveis.</p><p>Deve ser verificado se as seguintes características das porcas e parafusos estão</p><p>de acordo com as especificações adotadas pelo projeto ou as normas</p><p>referenciadas:</p><p>a) Comprimento do parafuso, diâmetro do parafuso e porca, altura e distância</p><p>entre faces e arestas da porca e tipo e passo da rosca, segundo os critérios</p><p>das normas ASME/ANSI B 1.1, ASME/ANSI B 16.5 ou MSS SP-44;</p><p>b) Parafusos devidamente protegidos, livres de amassamentos, trincas e</p><p>corrosão.</p><p>3 – Amostragem</p><p>O plano de inspeção para verificação das características de inspeção por</p><p>amostragem conforme as normas ABNT NBR 5425, ABNT NBR 5426 e ABNT</p><p>NBR 5427 deve ser o seguinte:</p><p>a) Tubos: nível geral de inspeção II, QL 15, plano de amostragem simples e</p><p>risco do consumidor 5 %;</p><p>b) Parafusos e porcas: nível geral de inspeção II, QL 10, plano de</p><p>amostragem simples e risco do consumidor 5 %.</p><p>16</p><p>O plano de inspeção para verificação das características de inspeção por</p><p>amostragem para consumíveis deve ser o seguinte:</p><p>a) eletrodos: procedimento de soldagem</p><p>b) embalagem de tintas de acordo com a norma ABNT NBR 5427;</p><p>c) materiais de revestimento anticorrosivo: conforme normas e</p><p>procedimentos específicos.</p><p>4 – Armazenamento e preservação</p><p>4.1 – Tubos</p><p>Os tubos devem ser mantidos permanentemente limpos, evitando-se a deposição</p><p>de materiais estranhos em seu interior. Em nenhuma hipótese os tubos devem ser</p><p>usados como local de armazenamento para ferramentas ou qualquer outro</p><p>material.</p><p>Os chanfros dos tubos e conexões devem ser protegidos com verniz à base de</p><p>resina vinílica após a sua limpeza manual ou mecânica que elimine gordura e</p><p>pontos de corrosão.</p><p>As extremidades rosqueadas devem ser protegidas, no recebimento, com graxa</p><p>anti-corrosiva e com luva plástica, luva de aço ou tiras de borracha, devendo ser</p><p>esta proteção verificada a cada 6 meses.</p><p>As condições de armazenamento dos tubos, devem atender a norma N-2719, para</p><p>armazenagem em áreas normais ou agressivas (industriais ou marítimas).</p><p>4.1.1 - Procedimento de estocagem de tubos</p><p>A estocagem dos tubos deve ser executada de acordo com um “Procedimento”,</p><p>elaborado em conformidade com a Norma N-2719 e com documentos de projeto</p><p>contendo, no mínimo, os seguintes itens:</p><p>a) sistema de empilhamento dos tubos;</p><p>b) cálculos estruturais para empilhamento;</p><p>c) manuseio;</p><p>d) sistema de segurança [conforme norma regulamentadora nº. 18 (NR -18)];</p><p>e) inspeção.</p><p>A estocagem poderá obedecer o critério piramidal, com ou sem sacos de areia,</p><p>ou empilhamento prismático, com ou sem espaçamento entre os tubos, travados</p><p>através de fixação de cunhas de madeira para segurança contra rolamento.</p><p>4.2 – Flanges e tampões de fecho rápido</p><p>As faces de assentamento dos flanges devem ser protegidas contra corrosão com</p><p>aplicação de graxa anti-corrosiva não solúvel em água. Os flanges e tampões de</p><p>diâmetro acima de 8" devem ser armazenados e manuseados sobre estrados de</p><p>madeira ("pallets"), de modo a protegê-los contra avarias. Todos os flanges e</p><p>tampões devem ser protegidos e abrigados.</p><p>17</p><p>Os chanfros dos flanges devem ser protegidos com verniz à base de resina</p><p>vinílica.</p><p>O anel de vedação dos tampões deve ser protegido com vaselina e armazenado</p><p>em embalagem plástica.</p><p>4.3 – Válvulas</p><p>Após o teste hidrostático, todas as válvulas devem ser sopradas com ar comprimido</p><p>seco, na posição totalmente aberta, até ficarem totalmente secas, em seguida, as</p><p>válvulas devem ser fechadas e suas superfícies internas recobertas com graxa</p><p>antioxidante, bem como todas as partes externas não pintadas como roscas, porcas,</p><p>parafusos e biséis (figuras 4 e 5). As válvulas tipo esfera e macho devem ser</p><p>acondicionadas na posição totalmente aberta.</p><p>Não é necessário proteger com graxa as válvulas de bronze, aço inoxidável e outras</p><p>ligas metálicas não oxidáveis, desde que todos os componentes da válvula sejam não</p><p>oxidáveis, caso contrário esses componentes devem ser protegidos com graxa.</p><p>De qualquer modo as válvulas de bronze, aço inoxidável e outras ligas metálicas</p><p>não oxidáveis devem receber a proteção contra poeira e umidade previstas nos</p><p>itens 3.5, 3.6 e 3.7.da norma.</p><p>Devem ser armazenadas e preservadas de acordo com o procedimento</p><p>específico.</p><p>As válvulas com extremidades para solda de topo, devem ter os biseis protegidos</p><p>com verniz à base de resina vinílica após a sua limpeza manual ou mecânica que</p><p>elimine gordura e pontos de corrosão.</p><p>4.4 – Parafusos e porcas</p><p>Devem ser protegidos contra corrosão pela aplicação de graxa anticorrosiva não</p><p>solúvel em água.</p><p>Devem ser armazenados em locais protegidos das intempéries, identificados e</p><p>sem contato direto com o solo.</p><p>As porcas devem ser armazenadas rosqueadas nos parafusos.</p><p>4.5 – Juntas de Vedação</p><p>As juntas de amianto e tipo anel devem ser armazenadas em superfícies planas,</p><p>em locais abrigados das intempéries.</p><p>As superfícies metálicas das juntas devem ser protegidas com graxa anticorrosiva</p><p>não solúvel em água.</p><p>18</p><p>Figura 4 – válvulas untadas internamente com graxa – fonte Petrobrás N-12</p><p>Figura 4 – válvulas untadas internamente com graxa – fonte Petrobrás N-12</p><p>19</p><p>4.6 – Conexões</p><p>As conexões devem ser mantidas em suas embalagens originais, devidamente</p><p>identificadas e abrigadas em ambiente fechado.</p><p>As conexões para solda de topo devem ter os chanfros protegidos por verniz à</p><p>base de resina vinílica.</p><p>As roscas das conexões devem ser protegidas por meio de graxa anticorrosiva</p><p>não solúvel em água ou verniz removível à base de resina vinílica.</p><p>O armazenamento deve ser feito de modo a evitar acúmulo de água dentro das</p><p>conexões e o contato direto entre elas ou com o solo.</p><p>As conexões de diâmetro até 6" devem ser armazenadas sobre prateleiras e</p><p>separadas por tipo, diâmetro, espessura e demais características.</p><p>5 – Documentação no Recebimento e Expedição</p><p>5.1 – Recebimento</p><p>Além do documento fiscal, todo material deverá vir também acompanhado de</p><p>certificado de qualidade, mostrando todas as suas características técnicas não só</p><p>dimensionais, mas também as de natureza química com sua composição</p><p>quantitativa e/ou porcentual dos elementos químicos inseridos.</p><p>Quando for exigido, o certificado deve trazer os resultados de testes mecânicos,</p><p>químicos ou outros conforme as normas aplicáveis.</p><p>Se houver aplicação de inspeção por amostragem no recebimento do material,</p><p>deverá ser considerado o plano de amostragem conforme proteção do consumidor</p><p>com base na qualidade limite (QL), com os resultados documentados através de</p><p>relatório de amostragem por atributos.</p><p>O controle de qualidade, ou o inspetor responsável deverá emitir relatórios de</p><p>testes dimensionais e/ou mecânicos conforme as normas aplicáveis.</p><p>Caso haja não conformidade que rejeite parcialmente ou totalmente o material, o</p><p>mesmo deverá ser segregado e um relatório de não-conformidade deverá ser</p><p>emitido pelo responsável do recebimento,</p><p>e procedimentos na inspeção por atributos”.</p><p>5. Procedimento SNQC/END PR-082 “Método de medição de espessura”.</p><p>6. Procedimento SNQC/END PR-081 “Calibração de trena com régua padrão”.</p><p>7. Procedimento SNQC/END PR-085 “Tubulações”.</p><p>8. Procedimento SNQC/END PR-098 “Nós de estruturas tubulares após</p><p>soldagem”.</p><p>9. Procedimento SNQC/END PR-087 “Gabarito de forma para vasos de pressão”.</p><p>10. Norma Petrobras N -271- Montagem de tanques de armazenamento.</p><p>11. Norma Petrobrás N -1852- Estruturas Oceânicas</p><p>12. Norma Petrobrás N -270 – Projetos de tanques de armazenamento</p><p>13. Norma Petrobrás N -1852 – Estruturas Oceânicas</p><p>14. Norma Petrobrás N – 253 – Projeto de vasos de pressão</p><p>15. Norma Petrobrás N – 268 – Fabricação de vasos de pressão</p><p>16. Norma Petrobrás N – 269 – Montagem de vasos de pressão</p><p>17. Telecurso 2º Grau Profissionalizante – Fundação Roberto Marinho</p><p>18. Norma Petrobrás N -12 – Acondicionamento e Embalagens de Válvulas</p><p>com cópia aos envolvidos pelo processo,</p><p>incluindo-se o fornecedor ou o cliente caso o material seja de procedência deste.</p><p>A empresa deverá possuir procedimentos para armazenagem, manuseio e</p><p>transporte dos materiais, a fim de garantir sua boa utilização na produção e prevenir</p><p>danos e deterioração.</p><p>5.2 – Expedição</p><p>20</p><p>Após fabricação de um equipamento, deverá ser providenciado um manual do</p><p>equipamento, contendo todos os documentos inerentes ao seu processo de</p><p>fabricação, desde a fase inicial do projeto até a sua conclusão. Ele deve conter</p><p>folhas de dados, folhas de processo, planilha de cálculos, desenhos de conjunto e</p><p>de detalhamento, certificados de qualificação de soldadores e de qualidade dos</p><p>materiais, relatórios dimensionais, de testes de ensaios não destrutivos, de testes</p><p>hidrostáticos, de tratamento térmico, de pintura e todos os documentos e relatórios</p><p>que façam parte integrante do processo de fabricação do equipamento.</p><p>Este “data book” como é conhecido, deve possuir todas as referências técnicas que</p><p>garantam a perfeita rastreabilidade de qualquer não conformidade que venha a</p><p>ocorrer com, ou no equipamento.</p><p>Os métodos gerais de manuseio, preservação, armazenagem, embalagem,</p><p>transporte e entrega, devem ser implementados através de procedimentos escritos,</p><p>que façam parte do manual da qualidade.</p><p>Nenhum documento deverá ser arquivado ou enviado a qualquer setor ou destino</p><p>que seja sem antes estar devidamente analisado e aprovado pelo responsável.</p><p>21</p><p>CAPITULO II – VALVULAS INDUSTRIAIS</p><p>As válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e interromper o</p><p>fluxo em uma tubulação. São os acessórios mais importantes existentes nas</p><p>tubulações, e que por isso devem merecer o maior cuidado na sua especificação,</p><p>escolha e localização. Em qualquer instalação deve haver sempre o menor número</p><p>possível de válvulas, compatível com o funcionamento da mesma, porque as</p><p>válvulas são peças caras, onde sempre há possibilidade de vazamentos (em</p><p>juntas, gaxetas etc.) e que introduzem perdas de carga, às vezes de grande valor.</p><p>As válvulas representam, em média, cerca de 8% do custo total de uma instalação</p><p>de processamento.</p><p>A localização das válvulas deve ser estudada com cuidado, para que a manobra</p><p>e a manutenção das mesmas sejam fáceis, e para que as válvulas possam ser</p><p>realmente úteis.</p><p>1. Classificação das válvulas</p><p>Existe uma grande variedade de tipos de válvulas, algumas para uso geral, e</p><p>outras para finalidades específicas. São os seguintes os tipos mais importantes.</p><p>1.1. Válvulas de Bloqueio (block-valves)</p><p> Válvulas de gaveta (gate valves).</p><p> Válvulas de macho (plug, cock valves).</p><p> Válvulas de esfera (bali valves).</p><p> Válvulas de comporta (slide, blast valves).</p><p>Denominam-se válvulas de bloqueio as válvulas que se destinam primordialmente</p><p>a apenas estabelecer ou interromper o fluxo, isto é, que só devem funcionar</p><p>completamente abertas ou completamente fechadas.</p><p>1.2. Válvulas de Regulagem (throttling valves)</p><p> Válvulas de globo (globe valves).</p><p> Válvulas de agulha (needle valves).</p><p> Válvulas de controle (control valves).</p><p> Válvulas de borboleta (butterfly valves).</p><p> Válvulas de diafragma (diaphragm valves).</p><p> Válvulas de regulagem são as destinadas especificamente para controlar</p><p>o fluxo, podendo por isso trabalhar em qualquer posição de fechamento</p><p>parcial.</p><p>1.3. Válvulas que Permitem o Fluxo num só Sentido</p><p> Válvulas de retenção (check valves).</p><p> Válvulas de retenção e fechamento (stop-check valves).</p><p> Válvulas de pé (foot valves).</p><p>22</p><p>1.4. Válvulas que Controlam a Pressão de Montante</p><p> Válvulas de segurança e de alívio (safety, relief valves).</p><p> Válvulas de contrapressão (back-pressure valves).</p><p>1.5. Válvulas que Controlam a Pressão de Jusante</p><p> Válvulas redutoras e reguladoras de pressão</p><p>Antes de vermos com mais detalhes os principais tipos de válvulas, queremos</p><p>chamar atenção para alguns aspectos comuns a todas as válvulas, relativos à</p><p>construção e operação das mesmas.</p><p>2. Construção das Válvulas – Aspecto Físico</p><p>Corpo e Castelo - O corpo e o castelo são as duas partes em que se divide a</p><p>carcaça de uma válvula. O corpo (body) é a parte principal da carcaça, onde estão</p><p>o orifício de passagem do fluido e as extremidades (com flanges, roscas etc.)</p><p>para ligação às tubulações. O castelo (bonnet) é a parte superior da carcaça, que</p><p>se desmonta para acesso ao interior da válvula. Três meios mais usuais são</p><p>empregados para á fixação do castelo ao corpo da válvula:</p><p>a) Castelo rosqueado diretamente ao corpo (screwed bonnet) - É o sistema</p><p>mais barato usado apenas em pequenas válvulas de baixa pressão (figura</p><p>1a).</p><p>b) Castelo preso ao corpo por uma porca solta de união (union bonnet) –</p><p>Esse sistema é empregado para válvulas pequenas (até 2") de boa</p><p>qualidade, para serviços severos ou altas pressões (figuras 9 e 11).</p><p>c) Castelo aparafusado (bolted bonnet) - É o sistema usado para válvulas</p><p>grandes (3" em diante) e para qualquer pressão (Figs. 1b; 8 e 16), por ser</p><p>mais robusto e permitir muito melhor vedação.</p><p>Qualquer que seja o sistema de fixação do castelo ao corpo da válvula, deverá</p><p>haver sempre uma junta de vedação entre essas duas peças.</p><p>Mecanismo interno e gaxetas - O mecanismo móvel interno da válvula (haste,</p><p>peças de fechamento e a sede de vedação no orifício da válvula) onde o mesmo</p><p>se assenta, chama-se "trim" da válvula. Essas peças, que são as partes mais</p><p>importantes da válvula, estão sujeitas a grandes esforços mecânicos e devem ter</p><p>uma usinagem cuidadosa para que a válvula tenha fechamento estanque, além</p><p>disso, não podem sofrer desgaste por corrosão ou erosão nem deformações por</p><p>fluência, pois comprometeriam a estanqueidade da válvula. Por todas essas</p><p>razões é freqüente que o trim da válvula seja feito de um material diferente e de</p><p>melhor qualidade do que o da carcaça.</p><p>23</p><p>figura 1a - válvula de gaveta, pequena,</p><p>castelo rosqueado, tipo “RS”</p><p>figura 1b - válvula de gaveta, grande,</p><p>aparafusado, tipo “OS”</p><p>Na maioria das válvulas, a haste atravessa o castelo saindo do corpo da válvula.</p><p>Para se evitar vazamentos pela haste, existem gaxetas convencionais com</p><p>sobreposta e parafusos, ou com porca de aperto, ou mais raramente, sistemas</p><p>especiais de vedação, como retentores, foles etc. Quando a haste é rosqueada</p><p>(como acontece na maioria das válvulas), a rosca deve, de preferência, estar por</p><p>fora da gaxeta, para que não haja contato da rosca com o fluido, que estragaria</p><p>a rosca. Nas válvulas pequenas de baixa pressão, a rosca costuma ser interna,</p><p>por dentro da gaxeta, por ser um sistema de construção mais barata.</p><p>As válvulas para serviços em temperaturas muito baixas (serviços criogênicos)</p><p>têm uma construção especial com a haste de grande comprimento, ficando assim</p><p>o volante muito afastado do corpo da válvula, com a finalidade de dissipar a</p><p>temperatura.</p><p>Extremidades das válvulas - Todas as válvulas são peças sujeitas a manutenção</p><p>periódica, e por essa razão, em princípio deveriam ser desmontáveis da</p><p>tubulação. As primeiras válvulas empregadas em tubulações industriais eram</p><p>quase todas rosqueadas para as de diâmetros pequenos, ou flangeadas para as</p><p>de diâmetros maiores. Tanto as válvulas rosqueadas como as flangeadas, são</p><p>facilmente desmontadas da tubulação para reparos ou substituição.</p><p>Com o desenvolvimento dos processos de solda, passaram também a ser</p><p>bastante empregada às válvulas com extremidades para solda de encaixe e para</p><p>solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil, mas, em</p><p>compensação, não há risco de vazamentos na tubulação.</p><p>24</p><p>São os seguintes os casos de emprego dos principais tipos de extremidades das</p><p>válvulas, de acordo com a norma ASME/ANSI.B.31 e com a prática atual:</p><p>a) Extremidades flangeadas - Sistema usado em quase todas as válvulas, de</p><p>qualquer material,</p><p>empregadas em tubulações industriais de 2" ou</p><p>maiores.</p><p>b) Extremidades para solda de encaixe - Sistema usado principalmente em</p><p>válvulas de aço, de diâmetro abaixo de 2", empregadas em tubulações</p><p>ligadas por solda de encaixe.</p><p>c) Extremidades rosqueadas — Sistema usado em válvulas de 4" ou</p><p>menores, empregadas em tubulações em que se permitam ligações</p><p>rosqueadas.</p><p>d) Extremidades para solda de topo — Sistema usado em válvulas de aço,</p><p>de mais de 2", em serviços com pressões muito altas ou com fluidos em</p><p>que se exija eliminação absoluta do risco de vazamentos.</p><p>Como regra geral, não se devem usar válvulas com extremos para solda em</p><p>tubulações de materiais que exijam tratamentos térmicos para a soldagem.</p><p>3. Tipos de operação das válvulas:</p><p>Há uma variedade muito grande de sistemas usados para a operação das</p><p>válvulas, os principais são os seguintes:</p><p>1 – Operação Manual</p><p>Por meio de volante</p><p>Por meio de alavanca</p><p>Por meio de engrenagens, parafusos</p><p>sem fim</p><p>2 – Operação Motorizada</p><p>Pneumática</p><p>Hidráulica</p><p>Elétrica</p><p>3 – Operação Automática</p><p>Pelo próprio fluido (por diferença de</p><p>pressões gerada pelo escoamento)</p><p>Por meio de molas e contrapesos</p><p>A operação manual é o sistema mais barato e mais comumente usado; emprega-</p><p>se em todas as válvulas que não sejam automáticas e para as quais não se exija</p><p>operação motorizada.</p><p>O fechamento das válvulas corresponde sempre à rotação da haste no sentido</p><p>dos ponteiros do relógio, para quem olha a haste do extremo para o corpo.</p><p>Nas válvulas com operação manual, empregam-se os volantes ou as</p><p>“alavancas” em válvulas até 12", e os sistemas com engrenagens de redução ou</p><p>.parafusos sem-fim para válvulas maiores (figura 2a), a fim de tornar a operação</p><p>mais leve e mais fácil.</p><p>25</p><p>Para a operação manual de válvulas situadas fora do alcance do operador,</p><p>utilizam-se volantes ou alavancas com correntes, para válvulas de Ø2" ou</p><p>maiores, colocadas acima do operador, e hastes de extensão, para válvulas, de</p><p>qualquer tamanho, colocadas abaixo do operador (figura 2b).</p><p>Os volantes para corrente têm uma coroa dentada onde se engrenam os elos da</p><p>corrente; deve haver sempre um dispositivo de guia que impeça o desengate e a</p><p>queda da corrente. As hastes de extensão terminam em um pedestal para a</p><p>manobra do volante; quando o comprimento for muito grande devem existir</p><p>mancais intermediários de guia.</p><p>A operação motorizada é empregada apenas nos seguintes casos:</p><p> Em válvulas comandadas por instrumentos automáticos.</p><p> Em válvulas situadas em posições inacessíveis.</p><p> Em certas válvulas muito grandes, em que seja difícil a operação manual.</p><p>Nos sistemas de operação motorizada hidráulica ou pneumática, a haste da</p><p>válvula é comandada diretamente por um embolo ou um diafragma sujeitos à</p><p>pressão de um líquido ou de ar comprimido. O comando hidráulico (figura 3)</p><p>bastante mais raro na prática do que o comando pneumático é usado quase</p><p>somente para válvulas muito grandes. A operação motorizada pneumática é o</p><p>sistema mais usado nas válvulas comandadas por instrumentos automáticos.</p><p>Importante: É preciso não confundir válvulas comandadas por instrumentos</p><p>automáticos com válvulas de operação automática.</p><p>figura 2b - válvulas com volante com corrente</p><p>e com haste de extensão</p><p>figura 2a - válvula de gaveta com</p><p>redução de engrenagens</p><p>26</p><p>figura 3 - válvula comandada por cilindro hidráulico</p><p>Dois sistemas de operação motorizada elétrica são de uso corrente:</p><p>1. Motor elétrico acionando o volante da válvula por meio de engrenagens</p><p>de redução. Esse sistema é usado em válvulas de grande tamanho, para</p><p>tornar a operação mais fácil e mais rápida, e também em válvulas em locais</p><p>inacessíveis.</p><p>2. Solenóide cujo campo magnético movimenta diretamente, por atração, a</p><p>haste da válvula abrindo ou fechando a válvula. Esse sistema é usado</p><p>apenas para pequenas válvulas, freqüentemente comandado por relês</p><p>elétricos ou por instrumentos automáticos.</p><p>As válvulas de operação automática, como o próprio nome indica, são auto-</p><p>suficientes, dispensando qualquer ação externa para o seu funcionamento. A</p><p>operação automática pode ser conseguida pela diferença de pressões do fluido</p><p>circulante, ou pela ação de molas ou contrapesos, integrantes da própria válvula.</p><p>Muitas vezes as válvulas utilizam dois sistemas de operação diferentes, um para</p><p>abrir e outro para fechar. São comuns, por exemplo, as válvulas com diafragma</p><p>com ar comprimido ou solenóide para fechar e mola para abrir, ou vice-versa.</p><p>5 – Princípios de Funcionamento</p><p>5.1 Válvulas de gaveta</p><p>Esse é o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. Até alguns</p><p>anos atrás as válvulas de gaveta dominavam largamente a maior parte das</p><p>válvulas de uso industrial, chegando a representar cerca de 75% do total.</p><p>Atualmente, o desenvolvimento de outros tipos de válvulas, mais leves, mais</p><p>rápidas e mais baratas (válvulas de esfera e de borboleta principalmente), fez</p><p>27</p><p>com que a participação das válvulas de gaveta caísse bastante, estando,</p><p>entretanto, em média, ainda acima de 50% do total. Os principais empregos das</p><p>válvulas de gaveta são os seguintes:</p><p>1. Em quaisquer diâmetros, para todos os serviços de bloqueio em linhas de</p><p>água, óleos e líquidos em geral, desde que não sejam muito corrosivos,</p><p>nem deixem muitos sedimentos ou tenham grande quantidade de sólidos</p><p>em suspensão.</p><p>2. Em diâmetros acima de 8" para bloqueio em linhas de vapor.</p><p>3. Em diâmetros acima de 2" para bloqueio em linhas de ar.</p><p>Em qualquer um desses serviços, as válvulas de gaveta são usadas para</p><p>quaisquer pressões e temperaturas.</p><p>O fechamento nessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça chamada de</p><p>gaveta, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula, e perpendicularmente</p><p>ao sentido geral de escoamento do fluido (figuras 1a; 1b e 3).</p><p>Quando completamente abertas, a perda de carga causada pelas válvulas de</p><p>gaveta é desprezível. Essas válvulas só devem trabalhar completamente abertas</p><p>ou completamente fechadas, isto é, são válvulas de bloqueio e não de regulagem.</p><p>Quando parcialmente abertas, causam perdas de carga muito elevadas e também</p><p>laminagem da veia fluida, acompanhada muitas vezes de cavitação e violenta</p><p>corrosão e erosão.</p><p>Observe-se que as válvulas de gaveta são sempre de fechamento lento, sendo</p><p>impossível fechá-las instantaneamente: o tempo necessário para o fechamento</p><p>será tanto maior quanto maior for a válvula. Essa é uma grande vantagem das</p><p>válvulas de gaveta, porque assim controla-se o efeito dos golpes de aríete.</p><p>As válvulas de gaveta dificilmente dão uma vedação absolutamente estanque</p><p>(bubblee-tight closing); entretanto, na maioria das aplicações práticas, tal vedação</p><p>não é necessária. Diz-se que uma válvula dá uma vedação absolutamente</p><p>estanque quando, com as válvulas completamente fechadas, submetendo-se um</p><p>dos lados da válvula à máxima pressão de serviço, não há o menor vazamento ou</p><p>gotejamento do outro lado.</p><p>As válvulas de gaveta, como têm o fechamento de metal contra metal, são</p><p>consideradas de segurança em caso de incêndio, desde que os metais</p><p>empregados sejam de alto ponto da fusão (mais de 1.100°C). Uma válvula</p><p>qualquer é considerada à prova de fogo desde que seja capaz de manter a</p><p>vedação mesmo quando envolvida por um incêndio. Por essa razão, válvulas com</p><p>o corpo ou as peças internas de bronze, latões, ligas de baixo ponto de fusão,</p><p>matérias plásticas etc. não são de segurança contra fogo, e não podem ser usadas</p><p>onde se exija essa condição.</p><p>28</p><p>A gaveta das válvulas pode ser em cunha ou paralela. As gavetas em cunha são</p><p>de melhor qualidade e dão, devido à ação da cunha, um fechamento mais</p><p>seguro do que as gavetas paralelas, embora sejam de construção e de</p><p>manutenção mais difíceis. Na maioria das válvulas a gaveta é uma peça única</p><p>maciça.</p><p>Em algumas válvulas a gaveta é composta de duas peças que se encaixam</p><p>entre si e se</p><p>ajustam livremente sobre a sede (figura 3). As sedes, no orifício da</p><p>válvula, contra as quais se assenta a gaveta são freqüentemente anéis postiços e</p><p>substituíveis.</p><p>As válvulas de gaveta de tamanho grande para altas pressões costumam ter</p><p>integrada à válvula, uma pequena tubulação que interliga os dois lados da gaveta</p><p>(by-pass), controlada por uma pequena válvula. Antes de se abrir a válvula</p><p>principal abre-se a pequena válvula do contorno para equilibrar as pressões nos</p><p>dois lados da gaveta, facilitando desse modo a operação da válvula. A norma</p><p>ASME/ANSI.B.31.1, para tubulações de vapor, pede que as válvulas de gaveta,</p><p>de 8" ou maiores, em serviços com pressões acima de 16 kg/cm2, sejam sempre</p><p>equipadas com tubulação de contorno.</p><p>Empregam-se nas válvulas de gaveta três sistemas diferentes de movimentação</p><p>da haste:</p><p>1 - HARE - Haste ascendente com rosca externa ("outside screw and</p><p>yoke" - OS & Y). 6 o sistema usado nas válvulas grandes e de boa</p><p>qualidade (figura 1b). A haste tem apenas movimento de translação, e o</p><p>volante apenas movimentação de rotação, sendo preso ao sobrecastelo</p><p>por uma porca fixa. A rosca da haste é externa à válvula estando assim</p><p>livre do contato com o fluido. O trecho da haste que está acima do</p><p>volante, dá uma indicação visual imediata da posição de abertura ou</p><p>de fechamento da válvula, sendo essa a principal vantagem desse</p><p>sistema. A norma ASME/ANSI.B.31.1, para tubulações de vapor, exige</p><p>que as válvulas de gaveta de mais de 3", empregadas para pressões</p><p>acima de 8 kg/cm2, tenham esse tipo de movimentação de haste.</p><p>2 - HARI - Haste ascendente com rosca interna ("rising stem" - RS). É a</p><p>disposição mais usual em válvulas pequenas e também em válvulas</p><p>grandes de qualidade inferior. A haste, juntamente com o volante, tem</p><p>movimentos de translação e de rotação, estando a rosca da haste dentro</p><p>da válvula (figura 1a). Não há indicação visual da posição de abertura ou</p><p>fechamento da válvula.</p><p>3 - Haste não ascendente ("non rising stem" - NRS). A haste, juntamente</p><p>com o volante, tem apenas movimento de rotação. Somente a gaveta da</p><p>válvula, que atarraxa na extremidade inferior da haste, tem movimento de</p><p>translação. É um sistema barato, de construções fáceis, usadas em</p><p>válvulas pequenas de qualidade inferior.</p><p>29</p><p>5.1.1 Variantes das válvulas de gaveta</p><p>1. Válvulas de comporta (slide valves) - São válvulas em que a gaveta é</p><p>uma comporta que desliza livremente entre guias paralelas. Essas</p><p>válvulas, que não dão fechamento estanque, são usadas em grandes</p><p>diâmetros, para ar, gases e água em baixa pressão, e também em</p><p>quaisquer diâmetros, para produtos de alta viscosidade (pasta de papel,</p><p>por exemplo), e para fluidos abrasivos.</p><p>2. Válvulas de fecho rápido (quick-acting valves) - Nessas válvulas a gaveta</p><p>é manobrada por uma alavanca externa fechando-se com um movimento</p><p>único da alavanca (figura 4). As válvulas de fecho rápido são usadas</p><p>apenas em serviços em que se exija o fechamento rápido (enchimento de</p><p>carros, vasilhames etc), porque pela interrupção brusca do movimento do</p><p>fluido, causam violentos choques nas tubulações.</p><p>figura 4 - válvula de fecho rápido</p><p>5.2 Válvulas de macho</p><p>As válvulas de macho representam em média cerca de 10% de todas as válvulas</p><p>usadas em tubulações industriais. Aplicam-se principalmente nos serviços de</p><p>bloqueio de gases (em quaisquer diâmetros, temperaturas e pressões), também</p><p>no bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral (em pequenos diâmetros e</p><p>baixas pressões). As válvulas de macho são recomendadas também para</p><p>serviços com líquidos que deixem sedimentos ou que tenham sólidos em</p><p>suspensão.</p><p>Nessas válvulas o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho), onde</p><p>há um orifício broqueado, no interior do corpo da válvula. São válvulas de fecho</p><p>rápido, porque fecham-se com 1/4 de volta do macho ou da haste (figura 5).</p><p>30</p><p>As válvulas de macho só devem ser usadas como válvulas de bloqueio, isto é,</p><p>não devem funcionar em posições de fechamento parcial. Quando totalmente</p><p>abertas, a perda de carga causada é bastante pequena.</p><p>O macho é quase sempre cônico dispondo, exceto em válvulas muito pequenas,</p><p>de um meio qualquer de ajustagem na sede, tal como mola, parafuso etc.</p><p>Existem dois tipos gerais de válvulas de macho: válvulas com e sem lubrificação.</p><p>Nas válvulas com lubrificação há um sistema de injeção de graxa lubrificante sob</p><p>pressão através do macho para melhorar a vedação e evitar que o macho possa</p><p>ficar preso; são as válvulas geralmente empregadas em serviços com gases. O</p><p>lubrificante usado deve ser tal que não se dissolva nem contamine o fluido</p><p>conduzido. O macho tem sempre rasgos para a distribuição do lubrificante por</p><p>toda superfície de contato com as sedes.</p><p>figura 5 - válvula de macho</p><p>As válvulas sem lubrificação, de boa qualidade, usadas para gases, têm sedes</p><p>removíveis de um material resiliente (borracha, neoprene, teflon etc), dando ótima</p><p>vedação absolutamente estanque. Essas válvulas, entretanto, não são à prova de</p><p>fogo, e só podem ser empregadas até o limite de temperatura permitido pelo</p><p>material das sedes. As válvulas sem lubrificação são de uso mais raro do que as</p><p>com lubrificação; empregam-se, por exemplo, para temperaturas muito altas</p><p>(acima do limite tolerado pelos lubrificantes), ou também em serviços com fluidos</p><p>para os quais não haja lubrificante adequado.</p><p>31</p><p>São comuns também válvulas de macho pequenas e baratas, não lubrificadas,</p><p>chamadas de "torneiras" (cocks), nas quais o macho é integral com a haste;</p><p>empregam-se as torneiras para drenos e outros serviços secundários com água,</p><p>vapor e óleos.</p><p>5.2.1 Variantes das Válvulas de Macho</p><p>1. Válvulas de esfera - O macho nessas válvulas é uma esfera, que gira sobre</p><p>um diâmetro, deslizando entre anéis retentores de material resiliente</p><p>(delrin, epdm, neoprene, ptfe (teflon) etc), tornando a vedação</p><p>absolutamente estanque (figura 6). O emprego das válvulas de esfera tem</p><p>aumentado muito nos últimos anos, principalmente como substitutas das</p><p>válvulas de gaveta, em numerosos casos de bloqueio de líquidos e de</p><p>gases. As vantagens da válvula de esfera sobre as de gaveta são o menor</p><p>tamanho, peso, custo, melhor vedação e maior facilidade de operação.</p><p>Algumas válvulas de esfera têm dispositivos especiais de dupla sede, que</p><p>são anunciados como garantindo perfeita vedação mesmo no caso de</p><p>destruição dos anéis retentores, estando a válvula envolvida por um</p><p>incêndio.</p><p>Existem válvulas desse tipo que têm o furo na esfera em forma de "V" e que</p><p>podem ser empregadas tanto para bloqueio como para regulagem.</p><p>figura 6 - válvula de esfera figura 7 - válvulas de 3 vias</p><p>2. Válvulas de 3 ou 4 vias (three & four way valves) - O macho nessas válvulas</p><p>é furado em "T", em "L" ou em cruz, dispondo a válvula de 3 ou 4 bocais</p><p>para ligação às tubulações (figura 7). As válvulas de 3 e 4 vias são</p><p>fabricadas e empregadas apenas em diâmetros pequenos, até 4".</p><p>32</p><p>5.3 – Válvulas de globo</p><p>Nas válvulas de globo, o fechamento é feito por meio de um tampão que se ajusta</p><p>contra a sede da válvula, cujo orifício está geralmente em posição paralela ao</p><p>sentido geral de escoamento do fluido (figura 8). As válvulas de globo podem</p><p>trabalhar em qualquer posição de fechamento, isto é, são válvulas de regulagem</p><p>ou de controle de fluxo. Causam, entretanto, em qualquer posição, fortes perdas</p><p>de carga.</p><p>As válvulas de globo dão uma vedação bem melhor do que as válvulas de gaveta,</p><p>podendo-se conseguir, principalmente em válvulas pequenas, uma vedação</p><p>absolutamente estanque. Na maioria das válvulas de globo o fechamento é de</p><p>metal contra metal, o que torna essas válvulas à prova de fogo desde que todos</p><p>os metais sejam de alto ponto de fusão (mais de 1.100°C). Em algumas válvulas,</p><p>de tamanhos pequenos, tem-se o tampão com um anel não metálico, de borracha,</p><p>couro, neoprene, plásticos etc. Essas válvulas, que estão limitadas</p><p>às</p><p>temperaturas de trabalho dos materiais não metálicos do tampão, dão uma</p><p>vedação muito boa e destinam-se, entre outras aplicações, a serviços com fluidos</p><p>corrosivos. O tampão pode ser integral com a haste, ou desmontável. O</p><p>sistema integral com a haste, é o usado em válvulas pequenas e baratas e o</p><p>desmontável, é a disposição usual nas válvulas maiores de melhor qualidade.</p><p>Exceto em válvulas pequenas e baratas, a sede costuma ser postiça e</p><p>substituível.</p><p>figura 8 - válvula de globo</p><p>As válvulas de globo devem ser instaladas de forma que o fluido entre sempre</p><p>pela face inferior do tampão. Essa disposição tem a vantagem de poupar as</p><p>gaxetas, porque a pressão não fica agindo permanentemente sobre elas, e</p><p>33</p><p>também de permitir, em muitos casos, o reengaxetamento com a válvula em</p><p>serviço.</p><p>Os três sistemas de movimentação da haste, acima descritos para válvulas da</p><p>gaveta, empregam-se também nas válvulas de globo, com as mesmas aplicações</p><p>e limitações.</p><p>As válvulas de globo são usadas principalmente para serviços de regulagem e de</p><p>fechamento estanque em linhas de água, óleos, líquidos em geral (não muito</p><p>corrosivos), e para o bloqueio e regulagem em linhas de vapor e de gases. Para</p><p>todos esses serviços as válvulas de globo são empregadas para quaisquer</p><p>pressões e temperaturas, em diâmetros até 8". Não se fabricam válvulas de globo</p><p>em diâmetros maiores porque seriam muito caras e dificilmente dariam uma boa</p><p>vedação.</p><p>5.3.1 – Variantes das Válvulas de Globo</p><p>1. Válvulas angulares (angle valves) - As válvulas angulares têm os bocais da</p><p>entrada e de saída a 90°, um com o outro, dando por isso perdas de carga</p><p>bem menores do que as válvulas de globo normais (figura 9). Essas</p><p>válvulas têm pouco uso em tubulações industriais porque uma válvula, em</p><p>princípio, não deve sofrer os esforços aos quais as curvas e joelhos estão</p><p>geralmente submetidos. Por essa razão, só se devem usar válvulas</p><p>angulares, quando localizadas em uma extremidade livre da linha,</p><p>principalmente tratando-se de linhas quentes.</p><p>figura 9 - válvula angular</p><p>2. Válvulas sem sede (seatless valves) - É uma variante das válvulas</p><p>angulares em que o tampão é um embolo que desliza dentro do corpo da</p><p>válvula. (Nesse embolo, que é aberto em baixo, em ligação com um dos</p><p>bocais da válvula, existem orifícios que ficam em comunicação com o outro</p><p>bocal quando a válvula está aberta. Empregam-se essas válvulas para a</p><p>descarga de caldeiras.</p><p>34</p><p>3. Válvulas em "Y" - Essas válvulas têm a haste a 45° com o corpo, de modo</p><p>que a trajetória da corrente fluida fica quase retilínea, com um mínimo de</p><p>perdas de carga (figura 10). Essas válvulas são muito usadas para bloqueio</p><p>e regulagem de vapor.</p><p>4. Válvulas de agulha (needle valves) - O tampão nessas válvulas é</p><p>substituído por uma peça cônica, a agulha, permitindo um controle precisão</p><p>do fluxo (figura 11). São válvulas usadas para regulagem fina de líquido e</p><p>gases, em diâmetros até 2".</p><p>figura 10 - válvula em “Y” figura 11 - válvula de agulha</p><p>5.4 – Válvulas de retenção</p><p>Essas válvulas permitem a passagem do fluido em um sentido apenas, fechando-</p><p>se automaticamente por diferença de pressões, exercidas pelo fluido em</p><p>conseqüência do próprio escoamento, se houver tendência à inversão no sentido</p><p>do fluxo. São, portanto, válvulas de operação automática.</p><p>Empregam-se as válvulas de retenção quando se quer impedir em determinada</p><p>linha qualquer possibilidade de retorno do fluido por inversão do sentido de</p><p>escoamento. Citaremos dois casos típicos de uso de válvulas de retenção:</p><p>1. Linhas de recalque de bombas (imediatamente após a bomba) quando</p><p>se tiver mais de uma bomba em paralelo descarregando no mesmo</p><p>tronco. As válvulas de retenção servirão nesse caso para evitar a</p><p>possibilidade de ação de uma bomba que estiver operando sobre</p><p>outras bombas que estiverem paradas.</p><p>2. Linha de recalque de uma bomba para um tanque elevado. A válvula de</p><p>retenção evitará o retorno do líquido no caso de ocorrer uma paralisação</p><p>súbita no funcionamento da bomba.</p><p>35</p><p>As válvulas de retenção devem sempre ser instaladas de tal maneira que a ação</p><p>da gravidade tenda a fechar a válvula. Em tubos verticais, por exemplo, as</p><p>válvulas de retenção só podem ser colocadas se o fluxo for ascendente.</p><p>Existem três tipos principais de válvulas de retenção:</p><p>1. Válvula de retenção de levantamento (lift-check valves) - O fechamento</p><p>dessas válvulas é feito por meio de um tampão, semelhante ao das válvulas</p><p>de globo, cuja haste desliza em uma guia interna. O tampão é mantido</p><p>suspenso, afastado da sede, por efeito da pressão do fluido sobre a sua</p><p>face inferior. É fácil de entender que caso haja tendência à inversão do</p><p>sentido de escoamento, a pressão do fluido sobre a face superior do</p><p>tampão, aperta-o contra a sede, interrompendo o fluxo. Existem modelos</p><p>diferentes para trabalhar em posição horizontal e em posição vertical (figura</p><p>12). As válvulas de retenção de pistão (piston- check valves) são uma</p><p>variante desse tipo nas quais a peça de fechamento é um pistão deslizante.</p><p>figura 12 - válvula de retenção de levantamento</p><p>Todas essas válvulas causam perdas de carga bastante elevadas, não sendo</p><p>por isso fabricadas nem usadas para diâmetros acima de 6".</p><p>As válvulas desse tipo são adequadas ao trabalho com gases e vapores. Não</p><p>devem ser usadas para fluidos que deixem sedimentos ou depósitos sólidos.</p><p>2. Válvulas de retenção de portinhola (swing-check valves) - É o tipo mais</p><p>usual de válvulas de retenção; o fechamento é feito por uma portinhola</p><p>articulada que se assenta no orifício da válvula. Existem também modelos</p><p>para trabalhar em posição horizontal (mais comum) ou vertical (figura 13).</p><p>As perdas de carga causadas, embora elevadas, são menores do que as</p><p>introduzidas pelas válvulas de retenção de levantamento. As válvulas de</p><p>portinhola não devem ser usadas em tubulações sujeitas a muito freqüentes</p><p>inversões de sentido de fluxo, porque nesse caso têm tendência a vibrar</p><p>fortemente (chat-tering).</p><p>36</p><p>Para diâmetros muito grandes, acima de 12", essas válvulas costumam ter a</p><p>portinhola balanceada, isto é, o eixo de rotação atravessa a portinhola que fica</p><p>assim com uma parte para cada lado do eixo. A finalidade dessa disposição é</p><p>amortecer o choque de fechamento da válvula quando houver inversão do fluxo.</p><p>Algumas válvulas de retenção desse tipo têm uma alavanca externa, com a qual</p><p>a portinhola pode ser aberta ou fechada à vontade, quando necessário.</p><p>Estão atualmente muito em uso, principalmente para grandes diâmetros, válvulas</p><p>de portinhola tipo "wafer", que são muito mais leves e mais curtas do que as</p><p>válvulas de construção convencional. O corpo dessas válvulas é semelhante ao</p><p>da válvula mostrada na figura 13. Existem também válvulas tipo "wafer" de</p><p>portinhola dupla bipartida (válvulas "duo-check"), que apresentam menor perda de</p><p>carga do que as válvulas convencionais.</p><p>figura 13 - válvula de retenção de portinhola</p><p>3. Válvulas de retenção de esfera (ball-check valves) - São semelhantes às</p><p>válvulas de retenção de levantamento, sendo porém o tampão substituído</p><p>por uma esfera (figura 14). É o tipo de válvula de retenção cujo fechamento</p><p>é mais rápido. Essas válvulas, que são muito boas para fluidos de alta</p><p>viscosidade, são fabricadas e usadas apenas para diâmetros até 2".</p><p>figura 14 - válvula da retenção de esfera</p><p>figura 15 - válvula de pé</p><p>37</p><p>figura 16 – Corte de válvula de retenção de portinhola tipo waffer – Cortesia Asca</p><p>5.4.1 – Variantes das Válvulas de Retenção</p><p>1. Válvulas de pé (foot valves) - São válvulas de retenção especiais para</p><p>manter a escorva nas linhas de sucção de bombas. São semelhantes às</p><p>válvulas de retenção de levantamento, tendo geralmente no tampão um</p><p>disco de material resiliente (couro, borracha etc), para melhorar a vedação.</p><p>Possuem também uma</p><p>grade externa de proteção (figura 15).</p><p>2. Válvulas de retenção e fechamento (stop-check valves) - São semelhantes</p><p>às válvulas de globo, tendo o tampão capaz de deslizar sobre a haste. Na</p><p>posição aberta, funcionam como válvula de retenção de levantamento</p><p>(figura 17), e na posição fechada funcionam como válvula de bloqueio.</p><p>Usadas nas linhas de saída de caldeiras.</p><p>38</p><p>figura 17 - válvula de retenção e fechamento</p><p>5.5 – Válvulas de segurança e de alívio</p><p>Essas válvulas controlam a pressão a montante abrindo-se automaticamente,</p><p>quando essa pressão ultrapassar um determinado valor para o qual a válvula foi</p><p>ajustada, e que se denomina "pressão de abertura" da válvula (set-pressure). A</p><p>válvula fecha-se em seguida, também automaticamente, quando a pressão cair</p><p>abaixo da pressão de abertura.</p><p>A construção dessas válvulas é semelhante à das válvulas de globo angulares.</p><p>O tampão é mantido fechado contra a sede pela ação de uma mola, com porca</p><p>de regulagem (figura 18). Regula-se a tensão da mola de maneira que a pressão</p><p>de abertura da válvula tenha o valor desejado.</p><p>A mola pode ser interna, dentro do castelo da válvula, ou externa, prefe-findose</p><p>essa última disposição para serviços com fluidos corrosivos ou viscosos, para que</p><p>o fluido não fique em contato com a mola.</p><p>Existem ainda válvulas que em lugar da mola têm um contrapeso externo de</p><p>posição ajustável, que mantém a válvula fechada. Essas válvulas, muito</p><p>empregadas no passado, estão atualmente quase desaparecidas.</p><p>Todas essas válvulas são chamadas "de segurança" quando destinadas a</p><p>trabalhar com fluidos elásticos (vapor, ar, gases), e "de alívio" quando destinadas</p><p>a trabalhar com líquidos, que são fluidos incompressíveis. A construção das</p><p>válvulas de segurança e de alívio é basicamente a mesma; a principal diferença</p><p>reside no perfil da sede e do tampão.</p><p>Devido à compressibilidade e à força elástica, para que tenhamos a queda da</p><p>pressão de um gás num sistema é necessário que se escape um grande volume</p><p>39</p><p>deste gás, num curto intervalo de tempo. Por essa razão, o desenho dos perfis da</p><p>sede e do tampão nas válvulas de segurança é feito de tal forma que a abertura</p><p>total se dê imediatamente após ser atingida a pressão de abertura. Nas válvulas</p><p>de alívio, pelo contrário, a abertura é gradual, atingindo o máximo com 110 a 125%</p><p>da pressão de abertura, porque uma pequena quantidade de líquido que escape</p><p>faz logo abaixar muito a pressão.</p><p>figura 18 - válvula de segurança</p><p>As válvulas de segurança devem ser instaladas sempre acima do nível do líquido,</p><p>para que não sejam atravessadas pelo líquido.</p><p>Existem modelos de válvulas de segurança que, costumam ter uma alavanca</p><p>externa, com a qual é possível fazer-se manualmente o disparo da válvula para</p><p>teste.</p><p>As válvulas de quebra de vácuo (ou ventosas) destinadas a evitar a formação de</p><p>vácuo em tubulações, são também semelhantes às válvulas de segurança, com a</p><p>diferença de que se abrem de fora para dentro para admissão do ar, quando há</p><p>formação de vácuo, em lugar de se abrirem de dentro para fora.</p><p>Essas válvulas são empregadas principalmente em tubulações de grande</p><p>diâmetro, nas quais a formação acidental de um vácuo pode causar o colapso</p><p>em conseqüência da pressão atmosférica.</p><p>5.6 – Válvulas de controle</p><p>Essas válvulas são usadas em combinação com instrumentos automáticos, e</p><p>comandadas à distância por esses instrumentos, para controlar a vazão ou a</p><p>pressão de um fluido. A operação da válvula é sempre motorizada, a maioria das</p><p>vezes por meio de um diafragma sujeito à pressão de ar comprimido. Há um</p><p>40</p><p>instrumento automático que comanda a pressão do ar que por sua vez faz variar</p><p>a posição de abertura da válvula.</p><p>A válvula em si é quase sempre semelhante a uma válvula de globo. Para diminuir</p><p>o esforço necessário à operação, e assim facilitar o controle, essas válvulas têm</p><p>freqüentemente dois tampões superpostos na mesma haste, que se assentam</p><p>em duas sedes colocadas de tal maneira que a pressão do fluido exercida sobre</p><p>um tampão contrabalança a pressão exercida sobre o outro (figura 19).</p><p>figura 19 - válvula de controle</p><p>É evidente que para qualquer tipo de válvula a percentagem de fluxo permitido é</p><p>função da percentagem de abertura da válvula, isto é, existe sempre uma relação</p><p>de interdependência entre o fluxo permitido e a posição de abertura.</p><p>Quando a abertura é zero o fluxo também é zero; quando a abertura é 100% o</p><p>fluxo é 100%. Nas posições intermediárias a percentagem de fluxo pode ser maior</p><p>ou menor do que a percentagem da abertura, dependendo do tipo de válvula e</p><p>dos perfis da sede e da peça de fechamento. A curva 1 da figura 20 representa a</p><p>referida função para uma válvula de gaveta comum.</p><p>No caso das válvulas de controle, essa relação de interdependência é muito</p><p>importante, por se tratar de válvulas destinadas à regulagem rigorosa do fluxo em</p><p>qualquer posição.</p><p>Os tampões e sedes dessas válvulas têm por isso perfis especialmente</p><p>desenhados e cuidadosamente construídos para resultar em funções</p><p>predeterminadas. Os perfis mais comuns são os de igual percentagem (curva 2)</p><p>e os de abertura rápida (curva 3).</p><p>41</p><p>A operação nas válvulas de controle é feita geralmente pelo diafragma em um</p><p>sentido (para abrir ou para fechar) e por uma mola regulável no outro sentido.</p><p>Na válvula de controle a pressão do ar sobre a face superior do diafragma faz</p><p>fechar a válvula, enquanto que a mola faz abrir.</p><p>figura 20 - curvas do fluxo permitido em funções da abertura</p><p>As válvulas de controle, embora dificilmente dêem uma vedação perfeita, são</p><p>sempre de construção e usinagem cuidadosas, e de materiais da melhor</p><p>qualidade.</p><p>5.7 – Outros tipos importantes de válvulas</p><p>5.7.1 – Válvulas redutoras de pressão</p><p>As válvulas redutoras de pressão regulam a pressão a jusante da válvula, fazendo</p><p>com que essa pressão mantenha-se dentro de limites preestabelecidos.</p><p>Essas válvulas são automáticas, isto é, funcionam sem intervenção de qualquer</p><p>ação externa. Em muitas delas o funcionamento se faz através de uma pequena</p><p>válvula-piloto, integral com a válvula principal e atuada pela pressão de montante,</p><p>que dá ou não passagem ao fluido para a operação da válvula principal.</p><p>Tanto a válvula-piloto como a principal fecham-se por meio de molas de tensão</p><p>regulável de acordo com a pressão desejada.</p><p>5.7.2 - Válvulas de borboleta</p><p>Essas válvulas são usadas principalmente para tubulações de grande diâmetro</p><p>(mais de 20"), e de baixa pressão, onde não se exija vedação perfeita, para</p><p>serviços com água, ar, gases, materiais pastosos, tem como para líquidos sujos</p><p>42</p><p>ou contendo sólidos em suspensão. O fechamento da válvula é feito por meio de</p><p>uma peça circular que pivota em torno de um diâmetro perpendicular ao sentido</p><p>de escoamento do fluido. A válvula de borboleta mostrada na figura 21 é do tipo</p><p>"wafer", destinada a ser instalada entre dois flanges da tubulação.</p><p>figura 21 - válvula da borboleta (tipo “wafer”</p><p>O emprego das válvulas de borboleta tem aumentado muito recentemente, por serem</p><p>válvulas leves e baratas.</p><p>5.7.3 - Válvulas de diafragma</p><p>São válvulas sem gaxeta muito usadas para fluidos corrosivos, tóxicos, inflamáveis,</p><p>ou perigosos de um modo geral. O fechamento da válvula é feito por meio de um</p><p>diafragma flexível que é apertado contra a sede; o mecanismo móvel que controla o</p><p>diafragma fica completamente fora do contato com o fluido (figura 22).</p><p>figura 22 - válvula de diagrama</p><p>43</p><p>As válvulas de diafragma são quase sempre válvulas pequenas (até 6"), geralmente</p><p>de materiais não metálicos ou de metais com revestimentos internos especiais</p><p>contra a corrosão (vidro, porcelana, ebonite, borracha, plásticos etc). A temperatura</p><p>limite de trabalho da válvula está em geral na dependência do material empregado</p><p>no diafragma, que varia conforme o fluido conduzido (borracha natural,</p><p>borrachas</p><p>sintéticas, neoprene, teflon etc.)</p><p>figura 23 – Válvula de gaveta figura 24 – válvula macho</p><p>figura 25 – válvula de retenção de portinhola figura 26 – válvula globo</p><p>44</p><p>6 - Materiais de construção e condições de trabalho das válvulas</p><p>A maior parte das válvulas tem materiais diferentes na carcaça (Corpo e Castelo)</p><p>e no mecanismo interno (Trim). São os seguintes os principais materiais de</p><p>construção das carcaças das válvulas:</p><p> Aço carbono fundido (ASTM A-216);</p><p> Aço carbono forjado (ASTM a-105 e A-181);</p><p> Aços-liga diversos (adição de Cr, Ni, Mo etc.);</p><p> Aços inoxidáveis (ASME/ANSI-304,316, 410 etc.);</p><p> Aço laminado (SAE 1020);</p><p> Ferro fundido (ASTM A-126);</p><p> Ferro maleável (ASTM A-197);</p><p> Ferros fundidos especiais (adição de Cr, Ni, Si etc.);</p><p> Bronzes (ASTM B-61 e outras);</p><p> Latões, Monel, Níquel etc.;</p><p> Materiais plásticos (PVC e outros);</p><p> Vidro, porcelana, etc</p><p>Para o mecanismo interno, os principais materiais usados são os seguintes:</p><p> Aço inoxidável AISI-304 (18% Cr, 8% Ni);</p><p> Aço inoxidável AISI-410 (11-13% Cr);</p><p> Aço inoxidável AISI-316 (18% Cr, 8% Ni, 2Vi°!o Mo);</p><p> Bronze (especificação ASTM B-62).</p><p>Os tipos mais importantes de válvulas têm padronizadas não só as dimensões</p><p>para cada diâmetro nominal, como também as diversas faixas de condições de</p><p>trabalho, em função da pressão e temperatura admissíveis. Cada válvula é</p><p>enquadrada em uma classe de pressão nominal (Rating), que corresponde à</p><p>pressão admissível de trabalho, sem choque, a uma determinada temperatura.</p><p>Para temperaturas mais elevadas, às pressões admissíveis serão menores, e</p><p>vice-versa.</p><p>Por exemplo, as válvulas flangeadas de aço-carbono fundido, da classe 300# têm</p><p>as seguintes pressões e temperaturas admissíveis de trabalho:</p><p>40 kg/cm2 a 100ºC</p><p>38 kg/cm2 a 200ºC</p><p>35 kg/cm2 a 300ºC</p><p>25 kg/cm2 a 400ºC</p><p>12,5 kg/cm2 a 500ºC</p><p>Note-se que, para uma mesma classe de pressão nominal, a pressão admissível</p><p>de trabalho varia também com o material de que é feita a válvula.</p><p>45</p><p>No corpo das válvulas padronizadas costumam estar gravada a seguinte</p><p>indicação: diâmetro nominal, classe de pressão e siglas convencionais dos</p><p>serviços a que se destinam.</p><p>Para válvulas não padronizadas, os fabricantes costumam indicar as faixas de</p><p>pressões e temperaturas admissíveis, bem como os respectivos serviços.</p><p>Todas as válvulas são sempre referidas ao diâmetro nominal do tubo para o qual</p><p>se destinam.</p><p>7 - Principais linhas de fabricação de válvulas</p><p>Há uma grande variedade de modelos e de linhas de fabricação de válvulas.</p><p>Damos a seguir, resumidamente, as mais importantes e de maior emprego cm</p><p>tubulações industriais.</p><p>1 - Válvulas de aço fundido - Essas válvulas são fabricadas nas seguintes</p><p>classes de pressão nominal: 150 #, 300 #, 400 #, 600 #, 900 #, 1.500 # e 2.500 #.</p><p>As válvulas de gaveta, de macho, de esfera e de retenção fabricam-se</p><p>normalmente até 36" de diâmetro nominal; as válvulas de globo e angulares até</p><p>8". As válvulas maiores que 12" costumam ter comandos com redução de</p><p>engrenagens ou de parafuso sem-fim.</p><p>Até 4" existem válvulas com bocais rosqueados ou para solda de encaixe, acima</p><p>de 2" com bocais flangeados ou com bocais para solda de topo. Os flanges</p><p>costumam ser com face de ressalto ou com face para junta de anel. Todas</p><p>essas válvulas têm geralmente o "trim" de aço inoxidável para serviços com óleos,</p><p>gases, vapor vivo, líquidos tóxicos, inflamáveis e corrosivos, e o "trim" de bronze</p><p>para água, ar, condensado e outros serviços não severos.</p><p>As válvulas de gaveta e de globo de aço são fabricadas com haste ascendente e</p><p>roscas externas, usadas para serviços de responsabilidade, e também com haste</p><p>ascendente e rosca interna, empregadas em serviços de menor importância.</p><p>Embora sejam fabricadas em alguns diâmetros pequenos, as válvulas de aço</p><p>fundido são pouco usadas para diâmetros abaixo de 2".</p><p>A norma EB-141 da ABNT, padronizou as válvulas de gaveta (até 24"), de globo</p><p>(até 8") e de retenção (até 12"), todas nas classes 150 # a 1.500 # .</p><p>Fabricam-se ainda de aço fundido vários outros tipos de válvulas tais como</p><p>válvulas de controle, de borboleta, de segurança, redutoras de pressão etc.</p><p>Dependendo das condições de temperatura e de corrosão, o material da válvula</p><p>poderá ser aço carbono, aços-liga ou aços inoxidáveis.</p><p>2 - Válvulas de aço forjado - As válvulas de aço forjado são fabricadas em</p><p>várias classes de pressão nominal. São sempre válvulas pequenas no máximo</p><p>até 8" de diâmetro, fabricadas com bocais rosqueados ou para solda de encaixe,</p><p>46</p><p>até 4", e com bocais flangeados ou para solda de topo acima de 2". O mecanismo</p><p>interno dessas válvulas é quase sempre de aço inoxidável; os flanges são de face</p><p>com ressalto ou de face para junta de anel.</p><p>Fabricam-se normalmente de aço forjado válvulas de gaveta, de macho, de globo,</p><p>de retenção, angulares, de agulha, de segurança e de outros tipos. As válvulas de</p><p>aço forjado, que são sempre caras e de fabricação cuidadosa, são empregadas</p><p>em serviços de responsabilidade ou de alta pressão, com óleos, gases, vapor vivo,</p><p>líquidos inflamáveis, tóxicos, corrosivos etc.</p><p>A norma EB-141 da ABNT, padronizou as válvulas de aço forjado, de gaveta, de</p><p>globo e de retenção, todas de 1/4" a 1½" de diâmetro, nas classes 600#, 900# e</p><p>1.500#, com extremidades para rosca ou para solda de encaixe.</p><p>Dependendo também das condições de temperatura e de corrosão, a carcaça</p><p>da válvula poderá ser de aço carbono, de aços liga ou de aços inoxidáveis.</p><p>3 - Válvulas de ferro fundido - As válvulas de ferro fundido são fabricadas</p><p>em três classes de pressão nominal; 25#, 125# e 250#, em diâmetros geralmente</p><p>acima de 2", com bocais rosqueados até 4", e com flanges ou com extremos para</p><p>ligação de ponta e bolsa em qualquer tamanho. Os flanges são sempre de 1 face</p><p>plana. Os mecanismos internos quase sempre são de bronzeou de latão, podendo</p><p>ser de ferro fundido de boa qualidade ou de aço inoxidável, para certos serviços</p><p>em condições especiais de corrosão.</p><p>Fabricam-se normalmente de ferro fundido válvulas de gaveta, de comporta, de</p><p>retenção e de borboleta até 48" de diâmetro nominal; fabricam-se também válvulas</p><p>de macho, de globo, angulares, de segurança, de diafragma e de outros tipos, até</p><p>8" a 12" de diâmetro nominal. As válvulas de gaveta, de globo e de outros tipos</p><p>semelhantes, são geralmente fabricadas com haste ascendente e rosca interna,</p><p>embora fabriquem-se também modelos de melhor qualidade com haste</p><p>ascendente e rosca externa.</p><p>As válvulas de ferro fundido são principalmente empregadas em serviços não</p><p>severos de baixa pressão, com água, ar comprimido, gás, condensado, esgotos e</p><p>líquidos em geral.</p><p>A norma P-PB-37 da ABNT, padronizou as válvulas de ferro fundido para água e</p><p>esgotos, até 24", com flanges e com extremidades para ligações de ponta e</p><p>bolsa.</p><p>4 - Válvulas de bronze - As válvulas de bronze são fabricadas em três</p><p>classes de pressão nominal: 125# , 150# e 300#, em diâmetros até 12", com</p><p>bocais rosqueados até 4", e com flanges acima de 2".</p><p>Fabricam-se em bronze uma grande variedade de válvulas; de gaveta, de macho,</p><p>de globo, de retenção, de segurança, angulares e em "Y", de agulha, de fecho</p><p>rápido, de 3 e 4 vias etc. As válvulas de bronze baratas, para serviços não severos,</p><p>com água, condensado, ar comprimido, líquidos em geral de baixa pressão etc,</p><p>têm geralmente o mecanismo interno também de bronze. As</p><p>47</p><p>válvulas de melhor qualidade para pressões mais altas e para serviços com óleos,</p><p>vapor, líquidos inflamáveis, tóxicos etc, são fabricadas com mecanismo interno de</p><p>aço inoxidável.</p><p>Todas as válvulas de bronze não são à prova de fogo, e não podem ser usadas</p><p>onde se exigir essa condição.</p><p>8 - Principais normas sobre válvulas</p><p>São as seguintes as principais normas brasileiras e americanas sobre válvulas</p><p>industriais:</p><p>EB-141 da ABNT</p><p>Padroniza dimensões, materiais,</p>