Apostila Tubulacoes Industriais

...tubulações, destaca Mo p/ altas temperaturas duas classes importantes Mo+Cr Melhora resistência a oxidação Ni p/ baixas temperaturas Aços inoxidáveis são os que contêm pelo menos 12% de Cr que lhes conferem a propriedade de não se enferrujarem mesmo em exposição prolongada em uma atmosfera normal. Corrosão intergranular pela precipitação de carboneto AUSTENÍTICO de Cr Sensitização (T450) (não magnéticos) Corrosão alveolar provocada Pelo ion cloro (Cloretos,Hipo Aços inoxidáveis podem ser cloreto etc.) FERÍTICO (magnético) TIPOS ESTRUTURA ELEMENTOS DE LIGA (%) LIMITES DE T (ºC) DENOMINAÇÃO DO AISI METALURGICA Cr Ni OUTROS Máxima Mínima 304 Austenítica 18 8 600 255 304 L Austenítica 18 8 C (max.): 0,03 400 sem limite 310 Austenítica 25 20 600 195 316 Austenítica 16 10 Mo: 2 650 195 321 Austenítica 17 9 Ti: 0,5 600 195 405 Ferrítica 12 Al:0,2 470 zero TUBULAÇÕES INDUSTRIAS AULA 1 Prof. Clélio 13 ESPECIFICAÇÃO DE MATERIAL PARA TUBOS DE AÇO NÃO CONFUNDIR ESPECIFICAÇÃO COM NORMA DIMENSIONAL. NO CASO DE TUBOS AS ESPECIFICAÇÕES MAIS COMUNS SÃO: A-53 Aço-carbono A-106 Tubo preto ASTM A-120 Preto ou Galvanizado Aço inoxidável A-312 Tabela de Exemplo para o ASTM A-106 DIÂMETROS COMERCIAIS DOS TUBOS DE AÇO Norma ANSI. B.36.10 Aço Carbono e Aço Liga Norma ANSI. B.36.19 Aço Inoxidáveis TODOS OS TUBOS SÃO DESIGNADOS POR UM NÚMERO CHAMADO DIÂMETRO NOMINAL IPS (Iron Pipe Size) ou BITOLA NOMINAL Até 12 o Diâmetro Nominal não corresponde à nenhuma dimensão física do tubo a partir de 14 o Diâmetro Nominal coincide com o diâmetro externo dos tubos. NORMA DIMENSIONAL ABNT A ABNT ADOTOU A ANSI B.36 DESPREZANDO A POLEGADA DO DIÂMETRO NOMINAL USANDO O NÚMERO COMO DESIGNAÇÃO. TUBULAÇÕES INDUSTRIAS AULA 1 Prof. Clélio 14 Para cada Diâmetro Nominal fabricam-se tubos com várias espessuras de parede, denominadas séries ou schedule. P= Pressão interna de trabalho em psig Série S P1000 onde: S= Tensão admissível do material em psig TABELA DE DIMENSÕES DE TUBOS ANEXO 1/AULA1 PARA CADA DIÂMETRO NOMINAL O DIAMETRO EXTERNO É SEMPRE CONSTANTE, VARIANDO APENAS O DIÂMETRO INTERNO, QUE SERÁ TANTO MENOR QUANTO MAIOR FOR A ESPESSURA DE PAREDE DO TUBO. SEÇÕES TRANSVERSAIS EM TUBOS DE 1 DE DIÂMETRO NOMINAL NORMALIZAÇÃO DA ABNT P-PB-225 Diâmetros Séries 1/8, 3/8, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 30 e 36 (OS DIÂMETROS DE 1 3 E 5 SÃO POUCO USADOS NA PRÁTICA) 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160 (NÃO EXISTE DISPONÍVEL NO MERCADO TODAS AS ESPESSURAS PARA TODOS OS DIÂMETROS) TIPOS DE PONTAS DE TUBOS TABELA DE DIMENSÕES DE ROSCAS ANEXO 2/AULA1 TUBULAÇÕES INDUSTRIAS AULA 1 Prof. Clélio 15 DIMENSIONAMENTO DO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO NA MAIORIA DOS CASOS É UM PROBLEMA HIDRÁULICO EM FUNÇÃO: Da vazão necessária de fluido Das diferenças de cotas existentes Das pressões disponíveis Das velocidades e perdas de carga admissíveis Da natureza do fluido Do material e tipo da tubulação EXCEÇÕES Diâmetro do bocal do equipamento (TUBOS CURTOS) Vão entre os suportes (VAZÕES PEQUENAS) O CÁLCULO É FEITO POR APROXIMAÇÕES SUCESSIVAS CÁLCULO DO DIÂMETRO Função das velocidades de escoamento ou Das perdas de carga TABELA DE VELOCIDADES ECONÔMICAS ANEXO 3/AULA1 É PRECISO EVITAR VELOCIDADES ALTAS PORQUE PODE CAUSAR VIBRAÇÕES NA TUBULAÇÃO GRANDEZAS CONHECIDAS (Cálculo da perda de carga) Vazão Cota e pressão dos pontos extremos Natureza do líquido ( v P,?? ) Comprimento equivalente 1. QUANTO MAIOR A PERDA DE CARGA MAIOR A ENERGIA PERDIDA 2. PARA DIMINUIR A PERDA DE CARGA É PRECISO AUMENTAR O DIÂMETRO 3. RESULTA EM UM PROBLEMA ECONÔMICO TUBULAÇÕES INDUSTRIAS AULA 1 Prof. Clélio 16 CALCULADO O DIÂMETRO EM FUNÇÃO DO ESCOAMENTO É PRECISO ADEQUAR O VALOR ENCONTRADO COM AS DIMENSÕES NORMALIZADAS PARA FABRICAÇÃO DE TUBOS. CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DO TUBO ( Em função da pressão interna) h S PD t 2 1 Onde t 1 Espessura da parede P Pressão interna D Diâmetro externo S h Tensão admissível do material na temperatura de projeto SÓ PODE SER UTILIZADA SE O DIÂMETRO EXTERNO FOR MAIOR QUE 6 (seis) VEZES A ESPESSURA DA PAREDE CÁLCULO DA ESPESSURA DE PAREDE (Norma ANSI/ASME. B.31) () C PYES PD t h + + 2 ou () C PPYES Pd t h + + 2 Onde: P pressão interna de projeto. D diâmetro externo d diâmetro interno S h tensão admissível do material na temperatura de projeto. E coeficiente de eficiência de solda: E=1 Para tubos sem costura e tubos com costura por solda de topo, totalmente radiografa. E=0,9 Para tubos com costura por solda de topo, radiografia parcial E=0,85 Idem, sem radiografia, solda pelos dois lados. E=0,8 Idem, Idem, solda por um só lado. Y coeficiente de redução de acordo com o material e a temperatura. Y=0,4 Para tubos de aço carbono e outros aços ferríticos, em temperaturas de até 485 C. Y=0 Para tubos de ferro fundido. C soma das sobreespessura para corrosão, erosão e abertura de roscas. AS FÓRMULAS NÃO PODEM SER APLICADAS QUANDO P/SE 0,385 E TAMBÉM QUANDO t D/6 A SOBREESPESSURA PARA CORROSÃO E EROSÃO SERÁ O PRODUTO DA TAXA ANUAL DE CORROSÃO PELO...

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