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FACULDADE ANHANGUERA DE TAUBATÉ (UNIDADE II)
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA 7º SEMESTRE
Processos de Fabricação I
Profº. Valter
ATPS
"Alex Rodrigues dos Santos "RA: 0991016778 "
"Aline Cristina de Souza "RA: 0999003 "
"Helber da Costa Duarte "RA: 0901349962 "
"José Danilo dos Santos "RA: 1043107628 "
"Rian Carlos Amaral "RA: 0901354748 "
"Tamires Ribeiro "RA: 0901405144 "
"Társis Gomes dos Santos "RA: 0901406408 "
Taubaté
2012
Alex Rodrigues dos Santos
Aline Cristina de Souza
Helber da Costa Duarte
José Danilo dos Santos
Rian Carlos Amaral
Tamires Ribeiro
Társis Gomes dos Santos
Processos de Fabricação I
TAUBATÉ
2012
_________________________________________________________________
RESUMO
O Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) é um dos gases mais empregados na
indústria nacional; é usado desde as cozinhas dos lares brasileiros até os
mais variados setores industriais, como metalúrgicas, cerâmicas, vidrarias,
etc. É constituído por hidrocarbonetos produzidos durante o processamento
do gás natural ou durante o processo de refino do petróleo. A Agência
Nacional do Petróleo (ANP) é o órgão governamental responsável pela
legislação e regulamentação das atividades de distribuição e
comercialização do GLP no país e o INMETRO está responsável pela
fiscalização das condições de fabricação dos recipientes transportáveis. O
seguinte trabalho visa mostrar o passo para a fabricação dos recipientes
que transportam com foco principal no mais conhecidos gás de cozinha – P13.
ABSTRACT
The Liquefied Petroleum Gas (LPG) is one of the gases used in the
domestic industry is used from the kitchens of Brazilian homes to the most
varied industrial sectors such as metals, ceramics, glassware, etc.. It
consists of hydrocarbons produced during processing of natural gas or
during the process of petroleum refining. The National Petroleum Agency
(ANP) is the government body responsible for legislation and regulation of
activities of distribution and marketing of LPG in the country and INMETRO
is responsible for monitoring the conditions of manufacture of
transportable containers. The following paper aims to show the step in the
manufacture of containers carrying with main focus on the most popular
cooking gas - P13.
SUMÁRIO
1. BOTIJÃO DE
GÁS.......................................................................
.......................5
2. TIPOS DE RECIPIENTES
TRANPORTÁVEIS...................................................6
3. PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E GRAVAÇÃO DAS CHAPAS................7
1.
EQUIPAMENTOS.........................................................
...........................7
4. PREPARAÇÃO DAS JUNTAS E
LIMPEZA.......................................................9
4.1. EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM AO ARCO SUBMERSO.........10
4.2. EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM MIG
.......................................11
5. POSIÇÕES E POSICIONADORES PARA SOLDAGEM
.................................11
5.1. SOLDAGEM
CIRCUNFERENCIAL.......................................................12
6. TRATAMENTO
TÉRMICO.....................................................................
...........12
7. ACESSÓRIOS DE
SEGURANÇA...................................................................
..13
7.1. ENSAIOS DE
ACESSÓRIOS................................................................13
8. TRATAMENTO
SUPERFICIAL.................................................................
........15
9.
CONCLUSÃO...................................................................
.................................16
10. REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS..............................................................
.17
1. BOTIJÃO DE GÁS (13 KILOS)
Os botijões de gás são fabricados de acordo com as normas da ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas). Ele é formado por 03 (três)
partes:
Bojo;
Alça ou aro superior;
Base ou aro inferior.
Possui na parte superior uma válvula automática que é acionada
através de um pino, quando se coloca o regulador (registro), dando passagem
ao gás. Quando o regulador é retirado, a válvula fecha automaticamente
impedindo a passagem do gás. Todo Botijão de 13 kg, possui também pino
de segurança, conhecido como plug fusível, é um parafuso colocado na parte
superior do botijão ao lado da válvula, este parafuso é perfurado e o furo
é cheio por uma liga metálica que se derrete, quando o botijão for
submetido a uma temperatura de 75° Celsius.O plug fusível é uma válvula de
segurança assim como a válvula de uma panela de pressão.
O gás dentro de Botijão, com o aumento da temperatura se expande e é
liberado pelo plug fusível. Este gás em contato com qualquer chama poderá
fazer do botijão um verdadeiro lança chamas.
Conclusão: O botijão de gás com este dispositivo nunca explode. Todo
botijão de gás possui uma marca em relevo da companhia que o comercializa.
Assim como na alça superior deve constar sua tara (peso do botijão vazio).
Para verificar o peso o consumidor poderá conferir somando a tara
mais 13kg e o resultado será o peso do botijão cheio. O botijão de gás é
trocado a cada compra, o consumidor entrega o botijão vazio por um cheio,
lacrado. Deverá conferir se este não possui ferrugem ou qualquer outro
dano,quando não concordar com o estado do botijão, deverá exigir do
entregador um botijão em boas condições.
Os botijões vazios são recolhidos pelas distribuidoras, que deverão
fazer uma inspeção nos mesmos. Os botijões que não forem aprovados após a
inspeção serão requalificados ou descartados como sucata. A requalificação
é feita retirando a válvula, estes são lavados internamente para retirada
de todos os resíduos, graxa, eliminando as partes enferrujadas ou amassadas
e depois são novamente pesados para ser colocado a nova tara. Finalmente, é
feito um teste de estanqueidade para verificar vazamentos, se houver.
2. TIPOS DE RECIPIENTES TRANSPORTÁVEIS
São compostos de um corpo, calota superior, calota inferior, alça e
base, flange, válvula de consumo e válvula de segurança.
Dependendo da forma de conformação do recipiente, a calota superior e
a inferior podem juntas formar o corpo do recipiente.
Tipos de recipientes - dados técnicos
Os recipientes são fabricados em chapas finas de aço carbono nos
seguintes graus: GL- 01, GL-02, GL 03, GL 04. A abaixo mostra os requisitos
quanto a composição química e a seguinte indica os requisitos quanto as
propriedades mecânicas.
As chapas são fabricadas atendendo às normas brasileiras NBR 7460 e
NBR 8460.
Requisitos de composição química (em %)
Requisitos de Propriedades Mecânicas
3. PROCESSO DE CONFORMAÇÃO E GRAVAÇÃO DAS CHAPAS
Para a fabricação de recipientes transportáveis de GLP, a matéria-
prima básica é a chapa de aço. O aço é geralmente adquirido em bobinas
laminadas; estas bobinas são cortadas em discos que são utilizados para
gravação do nome do cliente e em seguida repuxados para a confecção das
calotas.
1. EQUIPAMENTOS
Para o desbobinamento do aço é utilizado um grande posicionador onde,
por meio de uma ponte rolante ou guindaste a bobina é colocada em uma mesa.
Em seguida esta mesa posiciona a bobina de modo a encaixá-la no eixo onde
castanhas se abrem e prendem-na onde agora se inicia o processo de giro
para desenrolamento. A chapa laminada passa por um conjunto de roletes
para desempeno antes de chegar às prensas de corte e gravação.
Desbobinador contínuo
Para as operações de gravação e corte são utilizadas prensas
excêntricas e para a operação de repuxo, prensas hidráulicas.
Prensas excêntricas: são geralmente empregadas em quase todas as
operações de corte e algumas operações combinadas de corte e embutimento
realizadas com um só estampo, como no caso de recipientes de GLP. Existem
vários tipos de prensas excêntricas. Normalmente se fabricam prensas que
vão de 10 a 160 t de pressão.
Prensa excêntrica
Prensas hidráulicas: são utilizadas para o repuxo dos discos, para a
formação de calotas. Nestes equipamentos os movimentos são obtidos por
acionamento de um conjunto hidráulico, mais propriamente oleodinâmico ou
também hidropneumático. É fundamental no manuseio com equipamentos desse
tipo ter cuidado e atenção e se evitar o risco de acidentes. Observar
sempre as normas de segurança do operador, tais como: sensores, comandos
com deslizamento duplo, grades de proteção, etc.
Conjunto de prensas hidráulicas
4. PREPARAÇÃO DAS JUNTAS E LIMPEZA
As calotas após serem repuxadas passam por um processo de lavagem
para eliminação de resíduos de óleo e graxa das prensas de repuxo.
A preparação das juntas consiste em cortar as bordas das calotas
superiores, a fim de que haja uniformidade de tamanho entre elas; no caso
das calotas inferiores, estas passam por um processo de refilamento
perfazendo um dobramento padronizado. Em seguida é feito o encaixe entre
as calotas, finalizando a junta. No caso dos recipientes com um corpo
cilíndrico, tanto a calota inferior quanto a superior passam por um
processo de refilamento das bordas de modo a promover o perfeito encaixe no
corpo cilíndrico.Os processos de soldagem comuns na fabricação de
recipientes de GLP são o Arco Submerso (soldagem circunferêncial e
longitudinal) e o processo MIG/MAG (confecção e colocação de alças e
bases), demandando aproximadamente 96% de metal depositado neste tipo de
área produtiva; os outros 4% são divididos entre o processo TIG
(retrabalho na solda circunferêncial e longitudinal) e Eletrodo Revestido
(retrabalho nas alças e bases). As chapas utilizadas na soldagem variam de
2,00mm a 4,90 mm de espessura.
Por se tratar de chapas de aço carbono,estes processos garantem uma
boa produtividade sem muitas exigências quanto à soldabilidade.
Parâmetros de Soldagem Comuns na Soldagem Circunferencial
1. EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM AO ARCO SUBMERSO
Fonte de soldagem - O equipamento comumente utilizado é uma fonte de
corrente contínua com capacidade de 600A para soldagem de chapas até 3,00
mm e 1000A para soldagem de chapas mais espessas. Possuem curva
característica de tensão constante, pois corrigem automaticamente as
variações dos parâmetros elétricos. A tensão e o comprimento do arco são
controlados pela fonte de energia. O ajuste da intensidade de corrente é
feito de maneira indireta através do ajuste da velocidade de alimentação do
arame.
Alimentador de arame - Composto de um motor de corrente contínua onde
é possível controlar a velocidade, um jogo duplo de roletes que fazem o
tracionamento para alimentação do arame-eletrodo e suporte da bobina de
arame.
Tocha de soldagem - Composta de um bico de contato deslizante de
cobre e de um sistema para fixação do cabo de saída da fonte. Na tocha de
soldagem é acoplado o guia mecânico.
Guia mecânico - Sistema de rótula em forma de um braço, com uma roda,
utilizado para guiar o alinhamento lateral da solda ao longo da junta.
Alimentador de fluxo - Conjunto de reservatório e mangueiras
condutoras
que alimentam o fluxo de forma concêntrica a tocha ou à sua frente. O fluxo
é escoado para a zona de soldagem pela ação da gravidade.
Painel de comando - permite o ajuste dos parâmetros elétricos e
operacionais da soldagem como: intensidade de corrente, tensão do arco e
velocidade de soldagem. É instalado em lugar de fácil acesso para o
operador a fim de possibilitar ajustes rápidos.
2. EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM MIG/MAG
Fonte de Soldagem – O equipamento utilizado possui praticamente as
mesmas características da fonte utilizada para a soldagem ao arco submerso,
fonte de corrente contínua com capacidade de até 400A independente da
espessura das chapas, curva característica de tensão constante; o ajuste de
corrente é feito também de maneira indireta através do ajuste da velocidade
de alimentação do arame.
Alimentador de arame - Segue as mesmas características do alimentador
utilizado para soldagem ao arco submerso.
Tocha de soldagem - A tocha de soldagem é acoplada ao alimentador de
arame onde são acoplados os acessórios elétricos responsáveis pela
liberação do gás e acionamento do arame.
Alimentador de gás - O gás de proteção chega por meio de uma pequena
mangueira que se encontra no interior da tocha e é liberado no momento da
soldagem.
Painel de comando - Na soldagem automática os comandos que deveriam
estar no cabeçote alimentador são adaptados em um painel separado, colocado
em local de fácil acesso para o operador, para serem feitos os ajustes
necessários.
5. POSIÇÕES E POSICIONADORES PARA SOLDAGEM
Primeiro solda-se o flange e a alça na calota superior,
simultaneamente solda-se a base na calota inferior, em seguida junta-se as
peças para seguirem para a soldagem circunferencial (solda de fechamento).
1. SOLDAGEM CIRCUNFERENCIAL
Os recipientes são soldados circunferencialmente pelo processo Arco
Submerso, na posição plana sendo que a preparação das juntas é fundamental
para o bom desempenho do processo. O sistema posicionador é composto de um
berço pneumático, uma ferramenta de encaixe, um pistão de encaixe com uma
ferramenta de fixação, com furos para saída dos gases.
A peça é colocada no berço pneumático, sendo então acionado o
mecanismo: o berço eleva a peça, sendo esta então presa na ferramenta de
encaixe, dando início ao movimento de giro. Na figura abaixo temos um
exemplo de posicionador para soldagem circunferencial.
O equipamento de soldagem é colocado sobre uma estrutura metálica
para sustentar todo o conjunto posicionador, de modo a facilitar ajustes no
cabeçote de soldagem e a adaptação de recuperadores de fluxo.
Posição para soldagem do bojo
6. TRATAMENTO TÉRMICO
Tratamento térmico é um conjunto de operações de trabalho que envolve
aquecimento e resfriamento do metal em estado sólido durante um tempo
prédeterminado. A finalidade desse processo é variar de maneira controlada
as propriedades mecânicas e físicas de um metal deixando-o com as
características desejadas. Na fabricação de recipientes para GLP é
empregado o tratamento térmico de alívio de tensões. Este tratamento
envolve aquecimento abaixo da temperatura crítica de transformação, a
permanência do material nesse nível por um período de tempo, geralmente
proporcional à espessura do material, e resfriamento lento posterior;
permite reduzir a um limite mínimo aceitável as tensões prejudiciais
provocadas pela operação de soldagem, ou mesmo pela conformação das
calotas. São utilizados fornos fechados, elétricos ou a combustão. É
fundamental que os equipamentos de medição das temperaturas estejam
calibrados, em perfeitas condições de uso, uma vez que há muito rigor nas
normas com relação à confiabilidade do tratamento térmico. São Utilizados
fornos fechados, elétricos ou à combustão. É fundamental que os
equipamentos de medição das temperaturas estejam calibrados, em perfeitas
condições de uso, uma vez que há muito rigor nas normas com relação à
confiabilidade do tratamento térmico.
Forno de tratamento térmico
7. ACESSÓRIOS DE SEGURANÇA
São os acessórios destinados a aliviar a pressão no interior dos
recipientes.
Como acessórios de segurança, temos:
Válvula de Segurança – válvula que possui uma via de escape provida
de obturador sob ação de uma mola devidamente calibrada, sendo
caracterizada por uma abertura rápida da via de escape, quando a pressão
interior do recipiente atinge um valor limite
especificado (válvula de segurança tipo mola).
Bujão Flexível – dispositivo que possui uma via de escape, obturada
por uma liga fusível (material bismuto) com temperatura de amolecimento
entre 70º C e 77º C. É destinado a aliviar a pressão no interior do
recipiente, por liberação parcial ou total do produto nele contido para a
atmosfera(mais conhecido como plug). Utilizado no P-05 e P-13.
1. ENSAIOS DE ACESSÓRIOS
1º - Bujão fusível – são colocadas em um recipiente com água e
aquecidos até a
temperatura entre 70 e 77º C verificando-se se a liga desprende-se do corpo
do
bujão(ensaio por amostragem).
2º - Válvulas de segurança – são acopladas a um recipiente e testados
hidrostaticamente verificando-se no manômetro calibrado quando atinge a
pressão de 250 psi, quando a válvula se abre.
8. TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE
O início do tratamento de superfície começa com o jateamento de
granalha de aço (após o tratamento térmico), onde logo em seguida é
realizada a pintura com primer eletrostático ou líquido de acordo com o
processo de cada fabricante ou conforme especificação do cliente.
Cabine de jateamento de granalha de aço
Existem na verdade divergências entre os fabricantes para se saber
qual a melhor pintura. Quem utiliza a pintura liquida tem como ponto de
vista ser mais fácil dar reparo na pintura líquida, quando comparada com
a pintura eletrostática em virtude da forma de manuseio dos recipientes
sendo que os mesmos são propriedade das companhias distribuidoras de GLP.
Para o caso da pintura eletrostática, que tem um custo maior, a
grande vantagem é a durabilidade, que é bem superior em relação à pintura
líquida sendo que seu nível de proteção à corrosão é maior e o seu
acabamento é bem mais uniforme dando um aspecto ao cliente final de maior
segurança. O fundamental é que a camada de primer junto com a camada de
pintura devem ter no mínimo 30 µm. A necessidade do tratamento de
superfície está diretamente ligada à proteção do recipiente contra a
corrosão externa, sendo que internamente praticamente inexiste em função
do GLP não conter elementos que propaguem corrosão.
9. CONCLUSÃO
O processo de fabricação para Recipientes Transportáveis de GLP é
basicamente normalizado, sendo que o procedimento deve obedecer aos padrões
descritos nas normas para que os órgãos certificadores (INMETRO e DNV)
avaliem e credenciem o mesmo, fazendo com que todo o recipiente tenha a
marca de conformidade, garantindo que os Recipientes Transportáveis estejam
conforme os padrões vigentes.
Todas as medidas são tomadas atentando a segurança de seus usuários,
principalmente estando em um lar onde os riscos são freqüentes.
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Vídeo da empresa Copagaz (Processo de Fabricação);
Artigo sobre recipientes transportáveis;
PU 13 – anéis usados em recipientes P-13;
Manual L 350 – Queimadores Industriais;
Aula sobre Estampagem;
Documento de normalização NBR 8614;
Imagens retiradas de pesquisas no Google.
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Trabalho sobre Construção de Botijão comercial P -13 – Processos de
Fabricação I do Curso de Engenharia de Produção Mecânica – 7º Semestre da
Faculdade Anhanguera Educacional – Un. II, como Atividade Prática
Supervisionada.
Professor Valter
