Volume 1

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DEDICATÓRIA É com muito amor e carinho que dedico inteiramente esta obra aos meus alunos da FATEC-SP, a causa primeira deste trabalho. Também desejo dedicá-la a minha esposa Cleuza e às minhas filhas. “Amarás o Senhor teu Deus, com todo teu coração, com toda tua alma e com toda tua mente.” Mateus 22,37 i AGRADECIMENTOS Agradeço a minha filha Íris Cristina que na época da implantação da disciplina suplementar “Materiais para Tubulação” executou todo o trabalho de digitação, xerocopiou catálogos, recortou e colou figuras no sentido de viabilizar a edição daquela apostila que foi a precursora deste trabalho. Agradeço a auxiliar de docente e minha ex-aluna Lis Eulália Cabrini que muito contribuiu com a digitação e principalmente com a formatação de textos e tabelas. Agradeço ainda a todos, professores e funcionários do Departamento de Hidráulica pelo incentivo. E finalmente agradeço ao Senhor meu Deus por esta oportunidade de compartilhar meus parcos conhecimentos. ii PREFÁCIO Desde o início de meus trabalhos com projetos de tubulação já me interessei de uma maneira muito especial pela especificação técnica. Esse fascínio pela disciplina me levava à procura de maiores conhecimentos desses materiais e ao estudo de procedimentos e das normas técnicas pertinentes. Como muitos tive grandes dificuldades neste sentido pois o maior obstáculo era a carência de bibliografia da disciplina. Fui adquirindo meus conhecimentos com a aquisição dos poucos livros existentes no mercado sobre o assunto e, principalmente, na vida prática, em empresas de engenharia consultiva e no chamado “chão de fábrica”. No início da década de 1990 fui animado pelo Departamento de Hidráulica a implantar a disciplina suplementar “Materiais para Tubulação” sobre este fascinante assunto. Desde o início esta disciplina suplementar foi muito procurada pelos alunos da FATEC das modalidades de civil, de mecânica e de soldagem e não demorou muito para este curso se tornar muito conhecido na FATEC a ponto de se tornar uma disciplina “obrigatória” para os alunos com interesse na área de tubulação. De início foi elaborada uma pequena apostila para acompanhamento da disciplina suplementar que ainda hoje alguns ex-alunos a conservam em sua vida profissional. Com a implantação do curso de Hidráulica e Saneamento Ambiental a disciplina Materiais para Tubulação passou a ser curricular e então nasceu a idéia de se elaborar um manual técnico para acompanhamento da disciplina que em princípio deveria se chamar “Manual Técnico de Válvulas Manuais e Componentes para Tubulação em Materiais Ferrosos” mas em homenagem à disciplina o manual passou a se chamar simplesmente “Materiais para Tubulação” como também era conhecida a nossa primeira apostila. Este manual técnico tem como objetivo principal o estudo da aplicação de materiais para tubulação no âmbito acadêmico, como acompanhamento da disciplina Materiais para Tubulação e deverá, por si só, ser suficiente em todos os sentidos, ter a teoria básica, a aplicação, a especificação do material, as iii dimensões, as fotos e os principais fabricantes para que o aluno tenha tudo à mão, sem ter que recorrer a catálogos ou normas técnicos no momento de executar um trabalho acadêmico. Os fabricantes e os produtos aqui mencionados são aqueles existentes no mercado na época da elaboração deste manual técnico e, portanto, para uma referência profissional, haverá a necessidade da confirmação de todos os dados do produto em um catálogo atualizado visto que melhorias e modificações acontecem de uma forma dinâmica. O Manual Técnico atualmente está dividido em três volumes; o primeiro volume faz um apanhado sobre os materiais metálicos, o segundo volume é sobre tubos e conexões e o terceiro volume sobre válvulas e acessórios. O quarto volume, sobre exercícios, em breve deverá fazer parte deste trabalho. Professor Célio Carlos Zattoni Julho de 2005 iv ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 1 1. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS FERROSOS 1 1.1. AÇO CARBONO 1.2. AÇO LIGA 1.3. AÇO INOXIDÁVEL 1.4. FERRO FUNDIDO 1 2 2 2 2. 4 EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA 2.1. INTRODUÇÃO 4 3. 5 EFEITOS DA TEMPERATURA 3.1. FLUÊNCIA 3.2. MÓDULO DE ELASTICIDADE (MÓDULO DE YOUNG) 3.3. LIMITE DE RESISTÊNCIA 3.4. FRATURA FRÁGIL 5 5 5 5 4. 7 CORROSÃO 4.1. CORROSÃO 4.2. CORROSÃO ELETROQUÍMICA 4.2.1. CAUSAS DA CORROSÃO 4.2.2. TIPOS DE CORROSÃO 4.3. PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 4.3.1. FATORES QUE INFLUENCIAM A CORROSÃO 4.3.2. PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 4.3.3. COMO EVITAR A CORROSÃO 7 7 7 8 10 10 11 11 5. 14 NORMAS 5.1. INTRODUÇÃO 5.2. EXEMPLOS DE NORMAS NBR / ABNT 5.3. EXEMPLOS DE NORMAS ASME / ANSI 5.4. EXEMPLOS DE NORMAS MERCOSUL 5.5. EXEMPLOS DE NORMAS DIN 5.6. EXEMPLOS DE NORMAS ASTM 5.7. EXEMPLOS DE NORMAS API 14 17 18 18 18 19 19 6. MEIOS DE LIGAÇÃO 20 6.1. MEIOS DE LIGAÇÃO 6.2. LIGAÇÕES ROSCADAS 6.3. LIGAÇÕES SOLDADAS 6.4. LIGAÇÕES FLANGEADAS 6.4.1. TIPOS DE FLANGES 6.4.2. FACEAMENTO DOS FLANGES 6.4.3. ACABAMENTO DA FACE DOS FLANGES 20 20 20 21 22 22 23 I 6.4.4. CLASSES DE PRESSÃO 6.4.5. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 6.5. LIGAÇÕES DO TIPO PONTA E BOLSA 6.5.1. PONTA E BOLSA COM JUNTA ELÁSTICA 6.5.2. PONTA E BOLSA COM JUNTA MECÂNICA 6.5.3. PONTA E BOLSA COM JUNTA TRAVADA 6.6. OUTROS TIPOS DE LIGAÇÃO 6.6.1 LIGAÇÕES SANITÁRIAS 6.6.2. ENGATES 6.6.3. DERIVAÇÕES SOLDADAS TIPO “BOCA-DE-LOBO” 6.6.4. PEQUENAS DERIVAÇÕES COM USO DE MEIA -LUVA 6.6.5. DERIVAÇÕES COM USO DE COLARES E SELAS 6.6.6. SUGESTÃO PARA A ESCOLHA DO TIPO DE DERIVAÇÃO 23 23 24 24 24 25 25 25 27 27 27 28 28 7. TUBOS 30 7.1. INTRODUÇÃO 7.2. CLASSIFICAÇÃO QUANTO À APLICAÇÃO 7.3. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 7.4. CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DE TUBOS 7.4.1. REQUISITOS SEGUNDO A NORMA ASME / ANSI B31.3 7.4.2. SELEÇÃO DA ESPESSURA NORMALIZADA 7.4.3. RELAÇÃO ENTRE O DIÂMETRO NOMINAL E A ESPESSURA 7.4.4. LIMPEZA NAS TUBULAÇÕES 7.4.5. PRESSÃO DE TESTE 7.5. EMPREGO DE CORES PARA IDENTIFICAÇÃO DE TUBULAÇÕES – NBR 6493 30 30 30 31 31 31 32 32 32 33 8. ISOLAMENTO TÉRMICO 34 8.1. INTRODUÇÃO 8.2. ISOLAMENTO TÉRMICO A FRIO 8.3. NORMAS A CONSULTAR 8.4. MATERIAIS 8.5. ISOLAMENTO TÉRMICO A QUENTE 8.6. NORMAS DA ABNT A CONSULTAR 8.7. MATERIAIS 8.8. APLICAÇÃO DE ISOLANTES TÉRMICOS (FRIO OU QUENTE) 34 34 34 34 35 35 36 37 9. 38 TABELAS TÉCNICAS 9.1. COMPARAÇÃO ENTRE DIVERSOS TIPOS DE AÇO INOX 9.2. FORMAS DE APRESENTAÇÃO DE DIVERSOS TIPOS DE AÇO 9.3. PROPRIEDADES DOS AÇOS-LIGA EM FUNÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E SUAS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS 9.4. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5580 9.5. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5590 9.6. NORMA ASME / ANSI B36.10 – AÇO CARBONO E AÇO LIGA 9.7. NORMA ASME / ANSI B36.19 – AÇO INOX 9.8. DIMENSÕES E PESOS PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA – PADRÃO OD 9.9. COMPOSIÇÃO QUÍMICA PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA 9.10. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA AÇOS DE TUBOS DE AÇO CARBONO 9.11. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA TUBOS DE AÇO INOX 9.12. TENSÃO ADMISSÍVEL EM FLANGES DE AÇO – CONFORME ASME / ANSI B16.5 9.13. TUBOS DE AÇO CARBONO – CARACTERÍSTICAS GERAIS 9.14. TUBOS DE AÇO INOX – CARACTERÍSTICAS GERAIS 9.15. MÓDULO DE ELÁSTICIDADE 9.16. LIMITES MÁXIMOS DE TEMPERATURA 9.17. PRINCIPAIS ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PARA TUBOS 38 38 39 40 41 42 47 49 50 51 52 54 55 56 57 57 58 II ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 2 1. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL 59 1.1. INTRODUÇÃO 1.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 1.3. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 10 – ROSCA BSP 1.3.1. TABELA DE PRESSÃO 1.3.2. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 1.3.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 1.3.4. APLICAÇÃO 1.4. TABELA DIMENSIONAL 59 59 60 62 60 60 60 61 2. 72 CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 150 – ROSCA NPT 2.1. TABELA DE PRESSÃO 2.1.1. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 2.1.2. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 2.1.3. APLICAÇÃO 2.2. TABELA DIMENSIONAL 72 72 72 72 73 3. 78 CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 20 – ROSCA NPT 3.1. PRESSÃO DE SERVIÇO – ASME / ANSI B16.3 3.2. PRESSÃO DE SERVIÇO – ASME / ANSI B16.39 3.3. PRESSÃO DE SERVIÇO – NBR 6925 3.4. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 3.5. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 3.6. APLICAÇÃO 3.7. TABELA DIMENSIONAL 3.8. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 78 78 78 79 79 79 79 83 4. 85 CONEXÕES DE AÇO FORJADO 4.1. INTRODUÇÃO 4.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 4.3. NORMAS DE FABRICAÇÃO 4.4. CORRELAÇÃO ENTRE TUBO E CONEXÃO 4.5. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 2000# - ROSCADO 4.5.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.6. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 3000# - ROSCADO 4.6.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.7. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 6000# - ROSCADO 4.7.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.8. BUCHA DE REDUÇÃO E BUJÃO 4.8.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.9. UNIÃO ROSCADO - CLASSES 2000# E 3000# 4.9.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.10. UNIÃO ROSCADO - CLASSE 6000# 4.10.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.11. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 3000# - ENCAIXE E SOLDA 4.11.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.12. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 6000# - ENCAIXE E SOLDA 4.12.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.13. UNIÃO ENCAIXE E SOLDA - CLASSE 3000# 85 85 86 86 86 87 87 88 88 88 89 89 90 90 90 91 91 92 92 92 93 III 4.13.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.14. UNIÃO ENCAIXE E SOLDA - CLASSE 6000# 4.14.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.15. REDUÇÃO DE ENCAIXE 4.15.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.16. COLAR DE TOPO - STANDARD E EXTRA-FORTE 4.16.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.17. COLAR ROSCADO - CLASSES 3000# E 6000# 4.17.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.18. COLAR DE ENCAIXE E SOLDA - STANDARD E SCH 160 4.18.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.19. COLAR DE TOPO DE REDUÇÃO - STANDARD E EXTRA-FORTE 4.20. COLAR ROSCADO DE REDUÇÃO - CLASSE 3000# 4.21. COLAR ROSCADO DE REDUÇÃO - CLASSE 6000# 4.22. COLAR ENCAIXE E SOLDA DE REDUÇÃO - STANDARD E EXTRA-FORTE 4.23. COLAR ENCAIXE E SOLDA DE REDUÇÃO - SCH 160 4.24. EXEMPLOS DE LISTA DE MATERIAL 5. CONEXÕES TUBULARES DE AÇO FORJADO 93 93 94 94 94 94 95 95 95 95 96 96 96 97 97 97 98 100 5.1. INTRODUÇÃO 5.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 5.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 5.4. APLICAÇÕES 5.5. DIMENSÕES CONFORME ASME / ANSI B16.9 E B16.28 5.6. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 100 100 100 101 101 110 6. 112 CONEXÕES DE AÇO INOXIDÁVEL 6.1. DIMENSÕES CONFORME ASME / ANSI B16.9 E B16.28 6.2. PESTANAS - MSS-SP 43 6.2.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 6.3. PESTANAS - ASME /ANSI B16.9 6.3.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 6.4. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 112 119 119 120 121 121 7. 122 TUBOS E CONEXÕES DE FERRO FUNDIDO 7.1. INTRODUÇÃO 7.2. TABELA DE PRESSÃO – TUBOS PONTA E BOLSA 7.3. TABELA DE PRESSÃO – TUBOS COM FLANGES 7.4. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 7.5. APLICAÇÃO 7.6. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 7.7. TUBOS DE SÉRIE K7 7.8. TUBOS DA SÉRIE K9 7.9. TUBOS E CONEXÕES DE FERRO FUNDIDO 7.10. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 122 122 123 123 123 123 124 125 125 138 8. 139 FLANGES 8.1. INTRODUÇÃO 8.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 8.3. FLANGES CONFORME A NORMA ANSI 8.4. AÇO CARBONO PARA FLANGES 8.5. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 139 139 139 140 140 IV 8.6. TABELA DE DIMENSÕES - CLASSES 125# E 150# 8.7. TABELA DE DIMENSÕES - CLASSES 250# E 300# 8.8. TABELA DE DIMENSÕES - FLANGES DE REDUÇÃO 8.9. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 8.10. FLANGES CONFORME NORMA DIN 8.11. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN10 8.12. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN16 8.13. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN25 8.14. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN40 8.15. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 141 142 143 143 143 144 145 146 147 148 9. 149 CONEXÕES GOMADAS DE AÇO CARBONO 9.1. INTRODUÇÃO 9.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 9.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 9.4. APLICAÇÕES 9.5. TABELA DE DIMENSÕES CONFORME AWWA C208 9.6. EXEMPLO DE APLICAÇÃO 9.7. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 149 149 149 149 149 175 176 10. 178 OUTRAS CONEXÕES 10.1. INTRODUÇÃO 10.2. ENGATES RÁPIDOS 10.3. PRINCIPAIS FABRICANTES 10.4. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 10.5. BICO ESCALONADO OU BICO ESPIGÃO 10.6. PRINCIPAIS FABRICANTES 10.7. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 10.8. TERMINAIS PARA MANGUEIRAS 10.9. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 10.10. CONEXÕES COM ANEL DE CRAVAÇÃO 10.11. LIGAÇÕES RECOMENDADAS 10.12. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 10.13. PRINCIPAIS FABRICANTES 10.14. ACOPLAMENTOS AWWA C 606 10.15. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 10.16. PRINCIPAIS FABRICANTES 178 178 178 178 179 179 180 180 181 181 181 181 181 182 182 182 V ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 3 1. VÁLVULAS 183 1.1. INTRODUÇÃO 1.2. UMA BREVE HISTÓRIA DA INDÚSTRIA DE VÁLVULAS 1.3. A INDÚSTRIA DA VÁLVULA 1.4. TIPOS DE VÁLVULAS 1.5. FUNÇÕES 1.6. ESPECIFICAÇÃO 1.7. SISTEMA CONSTRUTIVO DAS VÁLVULAS 1.8. CLASSES DE PRESSÃO 1.9. CONCEITOS SOBRE TIPOS DE VÁLVULAS 1.10. FABRICANTES DE VÁLVULAS 184 184 186 186 186 186 187 196 197 198 2. 202 VÁLVULAS DE GAVETA 2.1. INTRODUÇÃO 2.2. APLICAÇÃO 2.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 2.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 2.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GAVETA 2.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 2.7. SISTEMAS DE VEDAÇÃO 2.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 2.9. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 2.10. CLASSES DE PRESSÃO 2.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 2.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 2.13. TABELAS TÉCNICAS 2.14. FABRICANTES 203 203 203 203 203 204 209 209 211 213 213 215 216 221 3. 222 VÁLVULAS DE ESFERA 3.1. INTRODUÇÃO 3.2. APLICAÇÃO 3.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 3.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 3.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE ESFERA 3.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 3.7. SISTEMAS DE VEDAÇÃO DA SEDE 3.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 3.9. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 3.10. CLASSES DE PRESSÃO 3.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 3.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 3.13. TABELAS TÉCNICAS 3.14. FABRICANTES 223 223 223 223 223 224 227 227 228 228 229 230 231 234 VI 4. VÁLVULAS DE MACHO 235 4.1. INTRODUÇÃO 4.2. APLICAÇÃO 4.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 4.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 4.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE MACHO 4.6. MEIOS DE LIGAÇÃO 4.7. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 4.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 4.9. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 4.10. CLASSES DE PRESSÃO 4.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 4.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 4.13. TABELAS TÉCNICAS 4.14. FABRICANTES 236 236 236 236 236 237 237 237 237 237 237 239 240 243 5. 244 VÁLVULAS DE GUILHOTINA 5.1. INTRODUÇÃO 5.2. APLICAÇÃO 5.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 5.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 5.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GUILHOTINA 5.6. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 5.7. MEIOS DE LIGAÇÃO 5.8. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 5.9. CLASSES DE PRESSÃO 5.10. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 5.11. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 5.12. TABELAS TÉCNICAS 5.13. FABRICANTES 245 245 245 245 245 246 246 246 246 246 247 248 250 6. 251 VÁLVULAS DE GLOBO 6.1. INTRODUÇÃO 6.2. APLICAÇÃO 6.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 6.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 6.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GLOBO 6.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 6.7. SISTEMAS DE VEDAÇÃO 6.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 6.9. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 6.10. CLASSES DE PRESSÃO 6.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 6.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 6.13. TABELAS TÉCNICAS 6.14. FABRICANTES DE VÁLVULAS GLOBO 6.15. FABRICANTES DE VÁLVULAS DE AGULHA 252 252 252 253 253 254 259 259 260 261 262 265 266 271 271 7. 272 VÁLVULAS BORBOLETA 7.1. INTRODUÇÃO 7.2. APLICAÇÃO 7.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 7.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 273 273 273 273 VII 7.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA BORBOLETA 7.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 7.7. SISTEMAS DE VEDAÇÃO 7.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 7.9. MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 7.10. CLASSES DE PRESSÃO 7.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 7.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 7.13. TABELAS TÉCNICAS 7.14. FABRICANTES 274 274 275 275 277 279 279 281 282 284 8. 285 VÁLVULAS DIAFRAGMA 8.1. INTRODUÇÃO 8.2. APLICAÇÃO 8.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 8.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 8.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DIAFRAGMA 8.6. MATERIAIS CONSTRUTIVOS 8.7. MEIOS DE LIGAÇÃO 8.8. FORMATO DO CORPO 8.9. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 8.10. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 8.11. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 8.12. TABELAS TÉCNICAS 8.13. FABRICANTES 286 286 286 287 287 288 289 289 290 290 292 293 295 9. 296 VÁLVULAS DE MANGOTE 9.1. INTRODUÇÃO 9.2. APLICAÇÃO 9.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 9.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 9.5. IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE MANGOTE 9.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 9.7. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 9.8. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 9.9. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 9.10. TABELAS TÉCNICAS 9.11. FABRICANTES 297 297 297 297 297 298 299 300 302 303 305 10. 306 VÁLVULAS DE RETENÇÃO 10.1. INTRODUÇÃO 10.2. APLICAÇÃO 10.3. O EMPREGO DO BY-PASS 10.4. VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO DISCO INTEGRAL 10.5. VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO FLAP 10.6. VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO PORTINHOLA SIMPLES 10.7. VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO PISTÃO 10.8. VÁLVULA DE RETENÇÃO VERTICAL TIPO DISCO 10.9. VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO DISCO DUPLO OU DUPLEX 10.10. VÁLVULA DE RETENÇÃO DE PÉ 10.11. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE VÁLVULA DE RETENÇÃO 10.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 10.13. TABELAS TÉCNICAS 10.14. FABRICANTES 307 307 308 308 309 310 311 312 313 314 315 317 318 323 VIII 11. VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 324 11.1. INTRODUÇÃO 11.2. APLICAÇÃO 11.3. PRINCIPAIS VANTAGENS 11.4. PRINCIPAIS DESVANTAGENS 11.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO 11.6. SISTEMA CONSTRUTIVO 11.7. MATERIAIS CONSTRUTIVOS 11.8. ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 11.9. INSTALAÇÃO DAS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 11.10. ACESSÓRIOS PARA AS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO AUTO -OPERADAS 11.11. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 11.12. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 11.13. TABELAS TÉCNICAS 11.14. FABRICANTES DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 11.15. FABRICANTES DE VÁLVULAS DE CONTROLE AUTO-OPERADAS 325 325 325 325 326 326 327 327 327 328 329 331 333 335 335 12. 336 VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO 12.1. INTRODUÇÃO 12.2. APLICAÇÃO 12.3.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO 12.4. INSTALAÇÃO 12.5. SISTEMA CONSTRUTIVO 12.6. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 12.7. EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 12.8. TABELAS TÉCNICAS 12.9. FABRICANTES 337 337 337 338 338 329 331 333 335 13. 344 ACESSÓRIOS 13.1. INTRODUÇÃO 13.2. APLICAÇÃO 13.3. FILTROS 13.4. VISORES DE FLUXO 13.5. VENTOSAS 13.6. SEPARADOR DE UMIDADE 13.7. PURGADORES 13.8. MANÔMETROS 13.9. TERMÔMETROS 345 345 345 347 347 348 349 350 351 14. GLOSSÁRIO 353 15. BIBLIOGRAFIA 359 16. REFERÊNCIA BILBLIOGRÁFICA 359 IX 1. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS FERROSOS As ligas ferrosas são, em princípio, divididas em dois grupos: • Aços, com teores de carbono (C) até 2,0%; • Ferros fundidos, com teores de carbono (C) acima de 2,0% e raramente superior a 4,0%. 1.1. AÇO CARBONO Liga ferro-carbono contendo geralmente de 0,05% até cerca de 2,0% de carbono (C), além de certos elementos residuais, como o manganês (Mn), o silício (Si), o fósforo (P) e o enxofre (S) resultantes dos processos de fabricação. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS Cor Acinzentada Peso Específico 7,8 Kgf/dm Fusão 1350 A 1400°C Maleabilidade Boa Ductibilidade Boa Tenacidade Boa Usinagem Ótima Soldabilidade Ótima 3 A tabela apresenta os usos gerais dos aços em função de seus teores de carbono (C), bem como a maleabilidade e soldabilidade dos mesmos. TEOR DE CARBONO (C) APLICAÇÕES tubos, MALEABILIDADE E SOLDABILIDADE 0,05 a 0,15% Chapas, fios, parafusos, produtos de caldeiraria. estirados, Grande maleabilidade. Fácil soldagem. 0,15 a 0,30% Barras laminadas e perfiladas, tubos, peças Maleável. comuns de mecânica. Soldável. 0,30 a 0,40% Peças especiais de máquinas e motores. Difícil soldagem. Ferramentas para a agricultura. 0,40 a 0,60% Peças de grande dureza, ferramentas de corte, Muito difícil soldagem molas, trilhos. 0,60 a 1,50% Peças de grande dureza e resistência, molas, Não se solda. cabos, cutelaria. 1 1.2. AÇO LIGA São aços que recebem a adição de um ou mais elementos de liga no processo de fabricação, conforme a finalidade a que se destinam. Os elementos de liga mais usuais são: níquel (Ni), cromo (Cr), vanádio (V), cobalto (Co), silício (Si), manganês (Mn), tungstênio (W), molibdênio (Mo) e alumínio (Al). No capítulo 2 o assunto será abordado com mais detalhes. TABELA DOS AÇOS LIGADOS Baixa Liga Até 5% de elementos de liga Média Liga de 5% a 10% de elementos de liga Alta Liga acima de 10% de elementos de liga 1.3. AÇO INOXIDÁVEL Caracterizam-se, fundamentalmente, por resistirem à corrosão atmosférica, embora possam igualmente resistir à ação de outros meios gasosos ou líquidos. Os aços adquirem passividade quando ligados com alguns outros elementos metálicos, entre os quais os mais importantes são o cromo (Cr) e o níquel (Ni) e, em menor grau, o cobre (Cu), o silício (Si), o molibdênio (Mo) e o alumínio (Al). O cromo (Cr) é, de fato, o elemento mais importante, pois é o mais eficiente de todos, quando empregado em teores acima de 10%. Os aços inoxidáveis são, portanto, aços de alta liga, contendo de 12% a 26% de cromo (Cr), até 22% de níquel (Ni) e freqüentemente pequenas quantidades de outros elementos de liga. 1.4. FERRO FUNDIDO Os ferros fundidos são ligas de ferro (Fe) e carbono (C) com alto teor de carbono. Em média, possuem de 3% a 4% de carbono em sua composição. A temperatura de fusão dos ferros fundidos é de cerca de 1200ºC. Sua resistência à tração é da ordem de 10 a 20 kgf/mm². Na fabricação, as impurezas do minério de ferro e do carvão (coque), deixam no ferro fundido pequenas porcentagens de silício (Si), manganês (Mn), enxofre (S) e fósforo (P). 2 O silício (Si) favorece a formação de Ferro Fundido Cinzento. Os ferros fundidos classificam-se, segundo o estado do carbono no ferro fundido, nas seguintes categorias: Ferro fundido cinzento ou lamelar Liga ferro-carbono-silício, com teor de carbono acima de 2,0% e silício presente em teores de 1,20% a 3,00%; a quantidade de carbono é superior à que pode ser retida em solução sólida na austenita; esse teor de carbono e mais a quantidade elevada de silício promovem a formação parcial de carbono livre, na forma de lamelas ou “veios” de grafita. Nessas condições, o ferro fundido cinzento apresenta fratura com coloração escura, de onde provém a sua denominação. Microestrutura do ferro fundido cinzento, grafita em forma de lamelas. Ferro fundido nodular ou ductil Liga ferro-carbono-silício caracterizada por apresentar grafita na forma esferoidal, resultante de um tratamento realizado no material ainda em estado líquido (“nodulização”). Microestrutura do ferro fundido nodular, grafita em forma esferoidal. Ferro fundido maleável ou branco Ferro fundido temperado Ferro fundido especial Apesar de apresentarem em geral propriedades mecânicas inferiores às dos aços, elas podem ser consideravelmente modificadas pela adição de elementos de liga e tratamentos térmicos adequados. Os ferros fundidos podem substituir os aços e até serem mais adequados, em muitas aplicações. Por exemplo: estruturas e elementos deslizantes de máquinas são construídos quase sempre em ferro fundido, devido à maior capacidade de amortecer vibrações, melhor estabilidade dimensional e menor resistência ao deslizamento, em razão do poder lubrificante do carbono livre em forma de grafita. 3 2. EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA 2.1. INTRODUÇÃO: Devido às necessidades industriais, a pesquisa e a experiência levaram à descoberta de aços especiais, mediante a adição e a dosagem de certos elementos ao aço carbono. Conseguiram-se assim Aços-Liga com características tais como resistência à tração e à corrosão, elasticidade, dureza, etc. bem melhores do que as do aço carbono comum. A seguir serão apresentados os elementos de liga comumente empregados pela indústria e seus efeitos. ELEMENTOS Alumínio (Al) Carbono (C) Cobalto (Co) Cromo (Cr) Enxofre (S) Fósforo (P) Manganês (Mn) Molibdênio (Mo) Níquel (Ni) Silício (Si) Tungstênio (W) Vanádio (V) EFEITOS Desoxida o aço. No processo de tratamento termo-químico chamado nitretação, combina-se com o nitrogênio, favorecendo a formação de uma camada superficial duríssima. A quantidade de carbono influi na dureza, no limite de resistência e na soldabilidade. Influi favoravelmente nas propriedades magnéticas dos aços. Além disso, o cobalto, em associação com o tungstênio, aumenta a resistência dos aços ao calor. O cromo confere ao aço alta resistência, dureza, elevado limite de elasticidade e boa resistência à corrosão em altas temperaturas. É um elemento prejudicial ao aço. Torna-o granuloso e áspero, devido aos gases que produz na massa metálica. Enfraquece a resistência do aço. Considerado como uma impureza. Em teores elevados torna o aço frágil e quebradiço, motivo pelo qual deve-se reduzir ao mínimo possível sua quantidade, já que não se pode eliminá-lo integralmente. Considerado como uma impureza. O manganês, quando adicionado em quantidade conveniente, aumenta a resistência do aço ao desgaste e aos choques, mantendo-o dúctil. Sua ação nos aços é semelhante à do tungstênio. Emprega-se, em geral, adicionado com cromo, produzindo os aços cromo-molibdênio, de grande resistência, principalmente a esforços repetidos. Foi um dos primeiros metais utilizados com sucesso para dar determinadas qualidades ao aço. O níquel aumenta a resistência e a tenacidade do mesmo, eleva o limite de elasticidade, dá boa ductilidade e boa resistência à corrosão. Torna o aço mais duro e tenaz. Previne a porosidade e concorre para a remoção dos gases e dos óxidos. Influi para que não apareçam falhas ou vazios na massa do aço. É um elemento purificador e tem o efeito de isolar ou suprimir o magnetismo. Os aços-silício contêm de 1 a 2% de silício. É geralmente adicionado aos aços com outros elementos. O tungstênio aumenta a resistência ao calor, a dureza, a resistência à ruptura e o limite de elasticidade. Melhora, nos aços, a resistência à tração, sem perda de ductilidade, e eleva os limites de elasticidade e de fadiga. 4 3. EFEITOS DA TEMPERATURA 3.1. FLUÊNCIA Defini-se como fluência (creep) ao fenômeno de deformação permanente, lenta e progressiva, que se observa nos materiais metálicos, ao longo do tempo, quando submetidos à tração sob alta temperatura. Denomina-se “faixa de fluência” (creep range) à faixa de temperatura em que o fenômeno passa a ser significativo. 3.2. MÓDULO DE ELASTICIDADE (Módulo de Young) O módulo de elasticidade diminui com o aumento da temperatura. Essa diminuição é pouco acentuada no intervalo 0-250°C e mais acentuada para temperaturas superiores a 250°C. 3.3. LIMITE DE RESISTÊNCIA O limite de resistência diminui com o aumento da temperatura de um modo geral (para T > 200°C). O limite de resistência deverá ser tomado na curva característica de cada material. 3.4. FRATURA FRÁGIL Denomina-se fratura frágil à ruptura repentina do material a um nível de tensão bem inferior ao limite de resistência (LR) ou mesmo ao limite de escoamento (LE) do material. Essas fraturas são caracterizadas pela propagação rápida, em várias direções e a perda total da peça atingida. Para acontecer a fratura frágil são necessárias as três condições abaixo, simultaneamente: • Elevada tensão de tração, da ordem da tensão de escoamento do material; • Existência de entalhe; • Temperatura na zona de comportamento frágil ou na zona de transição. As fraturas frágeis são ainda influenciadas por: • Forte tensão de tração, em geral, próxima do limite de escoamento; • Espessura da peça: a resistência à fratura frágil é inversamente proporcional à espessura da peça; 5 • Distribuição de tensões na peça: quanto mais irregular forem as tensões menor será a resistência da peça; • Composição química: a presença de níquel (Ni) e manganês (Mn) é benéfica e a presença de fósforo (P), enxofre (S), molibdênio (Mo), nitrogênio (N) e cromo (Cr) é prejudicial, isto é, favorece o aparecimento da fratura frágil. • Tratamento térmico: a ausência do tratamento térmico de alívio de tensões favorece o aparecimento de altas concentrações de tensão onde favorece o aparecimento da fratura frágil. • Outros fatores de menor importância tais como: forma, laminação, fabricação, etc. 6 4. CORROSÃO 4.1. CORROSÃO Defini-se como corrosão a deterioração sofrida por um material em conseqüência da ação química ou eletroquímica do meio, aliada ou não a esforços mecânicos. A corrosão mais comum é a corrosão eletroquímica, caracterizada pelo transporte de cargas elétricas por meio de um eletrólito em um meio favorável, geralmente aquoso. A corrosão química é devida ao ataque de produtos químicos sobre os materiais metálicos, provocando a sua oxidação. 4.2. CORROSÃO ELETROQUÍMICA 4.2.1. Causas da corrosão Para que se inicie a corrosão, é necessário que o sistema seja constituído dos quatro componentes a seguir: (cumpre lembrar que a falta de pelo menos um dos componentes bloqueia o processo de corrosão) • Anodo e catodo: duas peças metálicas de materiais diferentes ou do mesmo material ou ainda duas regiões distintas da mesma peça metálica, próximas ou distantes uma da outra. • Eletrólito: qualquer condutor elétrico tal como umidade, soluções aquosas ácidas ou alcalinas. • Circuito metálico: é a continuidade metálica unindo o anodo ao catodo. A diferença de potencial entre o anodo e o catodo pode se originar de inúmeras causas, tais como: metais diferentes, ligas metálicas diferentes, diferenças entre partes deformadas a frio, diferença entre estados de tensões, diferenças de tratamento térmico, irregularidades microscópicas, etc. A corrosão mais freqüente é aquela devido às irregularidades microscópicas, que são as diferenças que existem entre os grãos que constituem o material. Essas diferenças podem ser quanto a forma, natureza, tamanho, orientação, etc. Assim a corrosão eletroquímica é muito acentuada porque este material é 7 constituído basicamente de grãos de ferrita (ferro alfa) e cementita (carboneto de ferro) que são grãos de diferentes naturezas. Nos materiais puros ou ligas monofásicas (solução sólida) não existem grãos de natureza diferente, razão pela qual são mais resistentes à corrosão eletroquímica. 4.2.2. Tipos de corrosão A corrosão eletroquímica pode se apresentar numa grande variedade de formas. Pode-se classificar a corrosão em uniforme e localizada. A corrosão localizada pode ser classificada em localizada macroscópica e microscópica. • Corrosão uniforme Também conhecida como corrosão generalizada, é aquela que se apresenta em toda a peça de uma forma geral, causando uma perda constante da espessura. Pode ser facilmente controlada e prevista. As causas são as diferenças pelas irregularidades microscópicas dos grãos. • Corrosão localizada macroscópica Alveolar (Pitting) É a corrosão que se apresenta em forma de “alvéolos” ou “pites” que são pequenos pontos onde a concentração da corrosão é muito intensa. A causa principal é a ocorrência de pontos fortemente anódicos em relação à área adjacente. Galvânica É a corrosão que se origina do contato entre dois metais ou ligas metálicas diferentes em um meio eletrolítico. A corrosão é tanto mais intensa quanto mais distanciados estiverem os dois metais ou ligas metálicas na série galvânica é tanto maior de acordo com as proporções entre o anodo e o catodo. A região corroída sempre será a região anódica. De um modo geral deve-se evitar o contato entre metais com grande diferença de potencial. Na impossibilidade de se evitar esse contato é necessário ter uma grande quantidade de material catódico para que a corrosão não ataque uma pequena área. Quando os dois metais tiverem uma pequena diferença de potencial, a corrosão galvânica é praticamente insignificante. Pode-se controlar este tipo de corrosão com a colocação de anodos de sacrifício, que consiste de elementos fortemente anódicos para serem corroídos. 8 Série galvânica para a água do mar: Magnésio Zinco Alumínio Ligas de alumínio Aço carbono Aço carbono com cobre Ferro fundido Aço liga Cr e Cr-Mo Aço inox 12 Cr Aço inox 17 Cr Ativos Aço inox 27 Cr Aço liga Ni Aço inox 18 Cr – 8 Ni Ativos Aço inox 25 Cr – 20 Ni Chumbo Níquel Ativos Ligas de Níquel Latão Cobre Cobre níquel Metal monel Níquel Passivos Ligas de níquel Aço inox 12 Cr Aço inox 17 Cr Passivos Aço inox 18 Cr – 8 Ni Aço inox 27 Cr Aço inox 25 Cr – 20 Ni Titânio Prata Ouro Platina ANODO CATODO Seletiva É uma forma de corrosão onde á atacado apenas um elemento da liga metálica resultando uma estrutura esponjosa sem resistência mecânica. Um exemplo de corrosão seletiva é a corrosão grafítica que ocorre no ferro fundido cinzento em contato com meios ácidos ou água salgada, onde o ferro á atacado resultando uma estrutura esponjosa composta de carbono livre e carbonetos. Outro exemplo é a desincificação que consiste na migração do zinco, ficando o latão reduzido a uma estrutura esponjosa de cobre puro, sem resistência mecânica. Corrosão sob contato Também chamada de corrosão intersticial e corrosão em frestas, por ser uma corrosão que acontece em locais onde pequena quantidade de um fluido permanece estagnado em cavidades ou espaços confinados. Um exemplo é a folga entre a peça e a arruela ou a porca e outro seria nas conexões do tipo encaixe/solda, o espaço entre o tubo e o encaixe. Corrosão–erosão É a corrosão que aparece com a velocidade relativa do fluido em relação à peça corroída. Cumpre lembrar, que um fluido pode não corroer uma peça em velocidades baixas, mas ser corrosivo em altas velocidades , com o efeito se tornando máximo quando o ângulo de incidência está entre 20 e 30°C. Como exemplo é citado a corrosão em peças de movimento rápido como pás, hélices, rotores e em curvas e conexões com redução. 9 Biológica É a corrosão devido à ação de micro-organismos que atacam os metais produzindo ácidos, destruindo a camada apassivadora, destruindo revestimentos, despolarizando áreas catódicas. Pode aparecer em águas paradas, principalmente em equipamentos que ficam por longo período ao tempo, a espera de utilização. • Corrosão localizada microscópica Sob tensão (stress-corrosion) É provocada pela tensão e um meio corrosivo. Se manifesta pelo aparecimento de trincas perpendiculares ao sentido do esforço. Esse esforço pode ser de causas externas, tensão residual, tensões devido ao trabalho frio, soldagem, etc. Muito perigosa pois pode inutilizar uma peça em pouco tempo. Intergranular É a corrosão formada por trincas ao longo da periferia dos grãos do metal. Essas trincas após atingirem determinada dimensão destacam partes do material por ação de pequenas tensões. Incisiva É a corrosão que se forma ao longo de soldas e recebe o nome de “fio de faca”. É uma variante da corrosão intergranular. 4.3. PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 4.3.1. Fatores que influenciam a corrosão Antes de se falar em proteção dos materiais deve-se primeiramente estudar os fatores aceleradores da corrosão para se decidir sobre o melhor antídoto. Entre os fatores que influenciam a corrosão são citados: Temperatura Com o aumento da temperatura tem-se o aumento da atividade química o que acelera a corrosão. Cumpre lembrar que um equipamento ou tubulação que trabalha permanentemente quente e por algum motivo permanecer parado e frio por algum tempo sofrerá uma corrosão mais intensa neste período inativo. Velocidade Como já foi visto as altas velocidades e o turbilhonamento pode ocasionar a corrosão-erosão. Umidade A umidade promove uma gama maior de tipos de corrosão como a corrosão sob tensão, alveolar e sob-contato além de reagir com ácidos formando ácidos diluídos altamente corrosivos e aumentar a condutividade elétrica. Esforços cíclicos Havendo a possibilidade do aparecimento da corrosão sob tensão os esforços cíclicos serão os responsáveis pelo agravamento da corrosão e nestes pontos poderá haver a intensificação das tensões de fadiga. 10 Superfície do metal Cumpre lembrar que quanto mais perfeita for a superfície do material melhor será a resistência contra a corrosão alveolar. Atmosfera Quando tem-se uma atmosfera muito agressiva, como por exemplo a temperatura associada à acidez, é possível ter um processo de corrosão muito intenso, sendo muitas vezes mais significativo que a corrosão interna dos equipamentos e tubulações. Interface molhado/seco Nos equipamentos que trabalham parcialmente cheios a interface molhado/seco pode favorecer a corrosão devido à dissolução de gases no líquido e consequentemente a variação da concentração do fluido e também devido a diferença de potencial entre região molhada e seca. 4.3.2. Proteção contra corrosão Na tentativa de possível proteger tubulações e equipamentos contra a corrosão é observar dois aspectos diferentes ou mesmo um enfoque intermediário. Em primeiro lugar pode-se atacar o problema logo no início do projeto pela escolha do material, detalhes de projeto, revestimentos de proteção, proteção catódica, tratamento térmico, etc. Todos esses métodos e princípios são meios de controle da corrosão, isto é evitar o início do processo ou ter um controle eficaz no caso da corrosão uniforme. Em segundo lugar pode-se aceitar a corrosão como inevitável e adotar um sistema de controle com o emprego da “sobre-espessura para corrosão”. Cumpre lembrar, que esta sobre-espessura é destinada à corrosão e portanto não deverá ser considerada para efeito de cálculos mecânicos como a determinação da distância entre suportes, por exemplo. 4.3.3. Como evitar a corrosão Tipo de corrosão Uniforme Alveolar Sob tensão Seletiva Meio de proteção Escolha do material adequado Tratamento superficial Detalhes de projeto Escolha do material adequado Tratamento superficial Detalhes de projeto Escolha do material Alívio de tensões Detalhes de projeto Martelamento Escolha do material 11 Evitar contato de materiais diferentes Anodos de sacrifício Proteção galvânica Escolha dos materiais Detalhes de projeto Escolha dos materiais Escolha dos materiais Escolha dos materiais Sobre-espessura Revestimento com materiais adequados Galvânica Sob contato Incisiva Intergranular Corrosão-erosão a. Tratamento superficial Existem dois tipos de tratamento superficial: o tratamento com revestimentos permanentes (galvanização, argamassa de cimento, plásticos, borrachas, etc.) e o tratamento com revestimentos não permanentes (tintas). Ambos servem para impedir o contato da tubulação ou do equipamento com o meio agressivo, promovendo dessa forma sua proteção. Revestimentos Aplicação Poliuretano Líquido sem Adutoras solvente Poliuretano-Tar sem Utilização Revestimento interno Revestimento externo Instalação aérea, enterrada e submersa Normas DIN 30671 ANO 1987 solvente Esgoto Emissário Revestimento interno DIN 30671 ANO 1987 Epoxi-Tar sem solvente Esgoto Revestimento interno NBR 12309 Revestimento interno Revestimento interno NBR 12309 Epoxi puro sem solvente Adutoras Adutoras Argamassa de cimento Esgoto Fitas de Polietileno Adutoras aplicadas a frio Esgoto Epoxi líquido Gás Epoxi Mastic Alumínio Adutoras Revestimento Gás Óleo Derivados de Petróleo Mineroduto Água Gás Óleo Derivados de Petróleo Mineroduto Água Gás Óleo Água Coal Tar Enamel Tipo I Coal Tar Enamel Tipo II Fusion Bonded Epoxi Galvanização Revestimento externo Instalação enterrada Revestimento interno Revestimento externo Instalação aérea Ambiente não agressivo NBR 10515 AWWA C209 / C214 API RP 5L2 PETROBRÁS N-2288 Revestimento externo Instalação enterrada AWWA C203 BSI – BS 4164 PETROBRÁS N-1207 PETROBRÁS N-650 NBR 12780 SABESP E - 45 Revestimento externo Instalação enterrada AWWA C213 Revestimento interno Revestimento externo ASTM A153 12 b. Sobre-espessura Quando não podemos evitar a corrosão por completo devemos adotar uma sobre-espessura para corrosão. Note que esta sobre-espessura tem por objetivo adicionar uma certa quantidade de material para o sacrifício da corrosão. Portanto um valor que se acrescenta ao valor da espessura calculada da tubulação. A sobre-espessura para corrosão é destinada a controlar a corrosão uniforme e outras formas tais como as que atacam a espessura mas de nada vale para corrosão localizada microscópica. Para tubulações em geral são adotados os seguintes valores para a sobreespessura para corrosão: • Até 1,5mm para serviços de baixa corrosão • Até 2,0mm para serviços de média corrosão • Até 3,5mm para serviços de alta corrosão 13 5. NORMAS 5.1. Introdução: Normas técnicas são códigos elaborados por entidades, que têm por finalidade a promoção da normalização entre as mais diversas atividades do conhecimento humano no sentido de promover a facilidade da prestação de serviços, da indústria, do comércio, da educação, da saúde, enfim de todas as atividades de cunho intelectual, científico, tecnológico e econômico. Existem muitos códigos e normas, regulando projetos, fabricação, montagem e utilização de tubos e acessórios para as mais diversas finalidades, detalhando materiais, condições de trabalho, procedimentos de cálculo, bem como padronizando suas dimensões. Os aços, em geral, são classificados em grau, tipo e classe. O grau normalmente identifica a faixa de composição química do aço. O tipo identifica o processo de desoxidação utilizado, enquanto que a classe é utilizada para descrever outros atributos, como nível de resistência e acabamento superficial. A designação do grau, tipo e classe utiliza uma letra, número, símbolo ou nome. Existem associações de normalização nacionais, regionais e internacionais. Dentre as nacionais podemos citar a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – que tem a finalidade de normalização em nosso país. A seguir é apresentada uma breve descrição dessas organizações: Fundada em 1940, a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o órgão responsável pela normalização técnica no Brasil, fornecendo a base necessária ao desenvolvimento tecnológico nacional. É uma entidade privada, sem fins lucrativos, reconhecida como Fórum Nacional de Normalização – ÚNICO – através da Resolução n.º 07 do CONMETRO, de 24.08.1992. É membro fundador da ISO (International Organization for Standardization), da COPANT (Comissão Pan-americana de Normas Técnicas) e da AMN (Associação Mercosul de Normalização). Fundada em 1918, A ANSI – American National Standards Institute, é uma organização privada sem fins lucrativos que administra e coordena a normalização voluntária e o sistema de avaliação de conformidade norteamericano. A Missão da ANSI é aumentar a competitividade dos negócios e a qualidade de vida norte-americana promovendo a elaboração de normas consensuais voluntárias e os sistemas de avaliação de conformidade. 14 A American Welding Society (AWS) foi fundada em 1919 como uma entidade sem fins lucrativos, tendo como objetivo o desenvolvimento de normas voltadas para a aplicação de soldas e matérias correlatas. Do chão de fábrica ao mais alto edifício, de armamento militar a produtos de casa, a AWS continua dando suporte a educação e tecnologia da solda, para assegurar o fortalecimento e competitividade na vida de todos os americanos. DIN - Deutsches Institut für Normung (Instituto alemão para Normalização), é uma associação registrada, fundada em 1917. Sua matriz está em Berlim. Desde 1975 é reconhecido pelo governo alemão como entidade nacional de normalização, sendo o representante dos interesses alemães a nível internacional e europeu. A DIN oferece um foro no qual os representantes das indústrias, organizações de consumidores, comércio, prestadores de serviço, ciência, laboratórios técnicos, governo, em resumo qualquer um com um interesse na normalização, pode se encontrar de forma ordenada para discutir e definir as exigências de padrões específicos e registrar os resultados como Normas Alemãs. A BSI - British Standards Institution, se tornou o primeiro Instituto nacional de normas do mundo depois que foi fundado em 1901 como Comitê de Normas para Engenharia. Este Instituto estabeleceu um legado de serviço à comunidade empresarial que tem sido mantido por mais que um século. O grupo AFNOR é composto por uma associação e duas subsidiárias voltadas para a área comercial. A AFNOR – Association Française de Normalisation, foi criada em 1926; É reconhecida como órgão de utilidade pública e está sob a tutela do ministério da indústria. A AFNOR trabalha em colaboração com organizações profissionais e muitos sócios nacionais e regionais. A AFNOR atua num sistema central de normalização combinado diversos comitês setoriais de normalização dos poderes públicos e mais de 20.000 peritos. A AFNOR é o representante francês do CEN e da ISO e representa esses organismos na França. A Internacional Organization for Standardization (ISO) é uma federação mundial, composta por aproximadamente 140 países através de suas Entidades Nacionais de Normalização, sendo uma de cada país. A ISO é uma organização não-governamental fundada em 1947. Sua missão é promover o desenvolvimento da normalização e atividades relacionadas no mundo, com a finalidade de facilitar o comércio internacional de bens e serviços, e para desenvolver a cooperação nas esferas intelectual, atividade científica, tecnológica e econômica. O trabalho de ISO resulta em acordos internacionais que são publicados como Normas Internacionais. Fundada em 1880 como American Society of Mechanical Engineers, hoje ASME International é uma organização educacional e técnica sem fins lucrativos que atende a mais de 125.000 associados em todo o mundo O trabalho da sociedade é executado por sua diretoria eleita e por seus cinco conselhos, 44 seções e centenas de comitês em 13 regiões ao redor do mundo. Fundada em 1898, a ASTM International é uma das maiores organizações de desenvolvimento de normas voluntárias do mundo. A ASTM International é uma organização sem fins lucrativos, foro para o desenvolvimento e publicação de normas consensuais voluntárias para materiais, produtos, sistemas, e serviços. Possui mais de 20.000 sócios representantes de produtores, usuários, consumidores finais e representantes de governo desenvolvendo documentos que servem como uma base para fabricação, procedimentos e atividades regulamentadas. 15 O Comitê Mercosul de Normalização (CMN) é uma associação civil, sem fins lucrativos, não governamental, reconhecido pelo Grupo Mercado Comum – GMC, através da Resolução n° 2/92, de 01.11.1991. A partir de 04.04.2000 através de um convênio firmado com o Grupo Mercado Comum, o comitê passou a se chamar Asociación Mercosur de Normalización e passou a ser o único organismo responsável pela gestão da normalização voluntária no âmbito do Mercosul. A Asociación é formada pelos organismos nacionais de normalização dos países membros, que são: Argentina: IRAM Instituto Argentino de Normalización – Brasil: ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas – Paraguai: INTN Instituto Nacional de Tecnologia y Normalización – Uruguai: UNIT Instituto Uruguayo de Normas Técnicas. A missão do CEN - Comitê Europeu de Normalização, é promover harmonização técnica voluntária na Europa juntamente com seus membros mundiais e seus associados na Europa. Harmonização diminui barreiras de comércio, promove segurança, facilita a troca de produtos, sistemas e serviços, e promovendo compreensão técnica comum. Na Europa o CEN trabalha em sociedade com CENELEC - o Comitê europeu para Normalização Electrotécnica e ETSI - o Instituto Europeu de Normalização das Telecomunicações. A Comissão Pan-americana de Normas Técnicas, conhecida como COPANT, é uma associação civil, sem fins lucrativos. Tem autonomia operacional completa e é de duração ilimitada. Os objetivos básicos da COPANT são promover o desenvolvimento da normalização técnica e atividades relacionadas em seus países membros com o objetivo de promover o desenvolvimento industrial, científico e tecnológico, beneficiando a troca de bens e serviços, bem como facilitando a cooperação nos campos intelectual, científico e social. Fundada em 1906, a Internacional Electrotechnical Commission (IEC) é a organização mundial que elabora e publica normas internacionais para as áreas da eletricidade, eletrônica e tecnologias relacionadas. A IEC foi fundada como resultado de uma resolução do Congresso Elétrico Internacional realizado em St. A Louis (USA) em 1904. A associação reúne mais de 60 países, incluindo as maiores e mais desenvolvidas nações do mundo e um número crescente de países em desenvolvimento. O IEEE (I - 3E) - Institute of Electrical and Eletronics Engineers, é uma associação profissional técnica, sem fins lucrativos, com mais de 375.000 sócios individuais em 150 países. O nome completo é o Instituto de Elétrico e Eletrônica Cria, Inc., embora a organização seja popularmente conhecida simplesmente como I-E-E-E. Através de seus membros, o IEEE é a principal autoridade nas áreas técnicas que variam de engenharia da computação, tecnologia biomédica e telecomunicações, até energia elétrica, aeroespacial e eletrônica popular, entre outros. A American Water Works Association é uma sociedade educacional e científica internacional, sem fins lucrativos, dedicada ao estudo da qualidade da água. Fundada em 1881, a AWWA possui mais de 55.500 membros que trabalham em diversos setores que envolvem a água. A AWWA possui centenas de normas e procedimentos. Tópicos que inclui recursos hídricos, tratamento de água, tubulação e acessórios, desinfecção, entre outros. A seguir é apresentado algumas das normas mais usadas em tubulações industriais, hidráulica, saneamento e de interesse geral. 16 5.2. Exemplos de normas da ABNT: NORMAS NBR / ABNT NBR 5029 NBR 5443 NBR 5580 NBR 5581 NBR 5582 NBR 5583 NBR 5584 NBR 5885 NBR 5590 NBR 5592 NBR 5593 NBR 5594 NBR 5595 NBR 5597 NBR 5598 NBR 5599 NBR 5602 NBR 5603 NBR 5622 NBR 5645 NBR 5647 NBR 5648 NBR 5688 NBR 5922 NBR 6321 NBR 6358 NBR 6591 NBR 7362 NBR 7543 NBR 7560 NBR 7661 NBR 7662 NBR 7663 NBR 7665 NBR 8161 NBR 8261 NBR 8417 NBR 8890 NBR 8910 NBR 9793 NBR 9794 NBR 9809 TUBO DE COBRE E SUAS LIGAS, SEM COSTURA, PARA CONDENSADORES, EVAPORADORES E TROCADORES DE CALOR TUBO DE AÇO DE PAREDE DUPLA PARA CONDUÇÃO DE FLUIDOS TUBOS DE CONDUÇÃO, SEM MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA, NAS SÉRIES LEVE, MÉDIA E PESADA. PODEM SER FORNECIDOS COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA NBR 6414 (BSP) (COM OU SEM LUVA). TUBOS DE AÇO DE BAIXO CARBONO E CARBONO-MOLIBDENIO-SILÍCIO PARA AQUECIMENTO EM REFINARIAS TUBOS DE AÇO CROMO-MOLIBDÊNIO E CROMO-MOLIBDÊNIO-SILÍCIO PARA AQUECIMENO EM REFINARIAS TUBOS DE BAIXO CARBONO, DEFORMADOS A FRIO, PARA CONDENSADORES E TROCADORES DE CALOR TUBOS DE AÇO CROMO-MOLIBDÊNIO-SILÍCIO PARA CONDENSADORES E TROCADORES DE CALOR TUBOS DE AÇO CARBONO, COM ROSCA ANSI, PARA CONDUÇÃO DE FLUIDOS EM INSTALAÇÕES COMUNS TUBOS DE CONDUÇÃO NOS GRAUS A E B, COM COMPOSIÇÃO QUÍMICA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DEFINIDAS. SENDO O DE GRAU A APTO A SER DOBRADO, FLANGEADO E SERPENTINADO; E O GRAU B PODENDO SOFRER DOBRAMENTO E FLANGEAMENTO LIMITADOS. SÃO FORNECIDOS NORMALMENTE NAS SÉRIE 40 E SÉRIE 80. PODE SER FORNECIDO COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA NBR 12912 (NPT) (COM OU SEM LUVA). TUBOS DE AÇO MÉDIO CARBONO, PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES TUBOS DE AÇO CARBONO-MOLIBDÊNIO PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES TUBOS DE AÇO CARBONO PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES DE ALTA PRESSÃO TUBO DE AÇO-CARBONO SOLDADO POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA PARA CALDEIRAS ELETRODUTOS RÍGIDOS DE AÇO CARBONO, TIPO PESADO, COM ROSCA ELETRODUTOS RÍGIDOS DE AÇO CARBONO, COM REVESTIMENTO PROTETOR, TIPO MÉDIO E PESADO, COM ROSCA TUBOS DE AÇO DE PRECISÃO, COM COSTURA TUBOS DE AÇO, COM E SEM COSTURA, PARA CONDUÇÃO, UTILIZADOS EM BAIXA TEMPERATURA TUBOS DE AÇO FERRÍTICO, SEM COSTURA, PARA CONDUÇÃO, UTILIZADOS EM ALTAS TEMPERATURAS TUBO DE AÇO-CARBONO COM COSTURA HELICOIDAL PARA USO EM ÁGUA, AR E VAPOR DE BAIXA PRESSÃO EM INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS TUBO CERÂMICO PARA CANALIZAÇÕES TUBOS DE PVC RÍGIDO PARA ADUTORAS E REDES DE ÁGUA TUBO DE PVC RÍGIDO PARA INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA TUBO E CONEXÃO DE PVC RÍGIDO PARA ESGOTO PREDIAL E VENTILAÇÃO TUBOS DE AÇO CARBONO PARA INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL EM MOTORES DIESEL TUBOS DE AÇO CARBONO PARA SERVIÇOS EM ALTAS TEMPERATURAS TUBOS DE AÇO-CARBONO E AÇO LIGA SEM COSTURA PARA TROCA TÉRMICA TUBOS DE AÇO CARBONO, PERFIS REDONDOS, QUADRADOS E RETANGULARES PARA FINS INDUSTRIAIS TUBO DE PVC RÍGIDO COM JUNTA ELÁSTICA, COLETOR DE ESGOTO TUBOS SEM E COM COSTURA DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO, PARA CONDUÇÃO TUBOS DE FERRO FUNDIDO DÚCTIL CENTRIFUGADO COM FLANGES ROSCADOS OU SOLDADOS TUBO DE FERRO FUNDIDO CENTRIFUGADO, DE PONTA E BOLSA, PARA LÍQUIDOS SOB PRESSÃO, COM JUNTA NÃO ELÁSTICA TUBO DE FERRO FUNDIDO CENTRIFUGADO PARA LÍQUIDOS SOB PRESSÃO COM JUNTA ELÁSTICA TUBO DE FERRO FUNDIDO DÚCTIL CENTRIFUGADO, PARA CANALIZAÇÕES SOB PRESSÃO TUBO DE PVC RÍGIDO DEFOFO COM JUNTA ELÁSTICA PARA ADUTORAS E REDES DE ÁGUA TUBOS E CONEXÕES DE FERRO FUNDIDO PARA ESGOTO E VENTILAÇÃO TUBOS DE AÇO CARBONO, PARA FINS ESTRUTURAIS TUBO DE POLIETILENO PARA LIGAÇÃO PREDIAL DE ÁGUA TUBO DE CONCRETO ARMADO DE SEÇÃO CIRCULAR PARA ESGOTO SANITÁRIO TUBO DE ALUMÍNIO PARA IRRIGAÇÃO TUBO DE CONCRETO SIMPLES DE SEÇÃO CIRCULAR PARA ÁGUAS PLUVIAIS TUBO DE CONCRETO ARMADO DE SEÇÃO CIRCULAR PARA ÁGUAS PLUVIAIS TUBOS DE ALUMÍNIO PN 80 COM ENGATE RÁPIDO PARA IRRIGAÇÃO 17 NBR 9915 NBR 10252 NBR 10564 NBR 10570 NBR 10843 NBR 12016 NBR 13206 NBR 14228 NBR 14312 ANEL DE VEDAÇÃO DE BORRACHA PARA JUNTA ELÁSTICA DE TUBOS E CONEXÕES DE AÇO PONTA E BOLSA TUBOS DE AÇO-LIGA FERRÍTICOS E AUSTENÍTICOS SEM COSTURA, PARA CALDEIRAS, SUPERAQUECEDORES E PERMUTADORES TUBO DE POLIETILENO PARA IRRIGAÇÃO TUBOS E CONEXÕES DE PVC RÍGIDO COM JUNTA ELÁSTICA PARA COLETOR PREDIAL E SISTEMA CONDOMINIAL DE ESGOTO SANITÁRIO TUBOS DE PVC RÍGIDO PARA INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS TUBOS DE AÇO ZINCADO PN 150 COM JUNTA DE ENGATE RÁPIDO PARA IRRIGAÇÃO TUBO DE COBRE LEVE, MÉDIO E PESADO, SEM COSTURA, PARA CONDUÇÃO DE ÁGUA E OUTROS FLUÍDOS TUBOS EXTRUDADOS DE ALUMÍNIO PARA IRRIGAÇÃO TUBOS DE PVC RÍGIDO COM JUNTA SOLDÁVEL OU ELÁSTICA PN 40 E PN 80 PARA SISTEMAS PERMANENTES DE IRRIGAÇÃO 5.3. Exemplos de normas da ANSI/ASME: NORMAS ASME / ANSI ASME / ANSI B16.1 ASME / ANSI B16.3 ASME / ANSI B16.4 ASME / ANSI B16.5 ASME / ANSI B16.9 ASME / ANSI B16.10 ASME / ANSI B16.11 ASME / ANSI B16.12 ASME / ANSI B16.14 ASME / ANSI B16.15 ASME / ANSI B16.18 ASME / ANSI B16.20 ASME / ANSI B16.21 ASME / ANSI B16.24 ASME / ANSI B16.25 ASME / ANSI B16.28 ASME / ANSI B16.34 ASME / ANSI B16.36 ASME / ANSI B16.38 ASME / ANSI B16.39 ASME / ANSI B16.42 ASME / ANSI B16.45 ASME / ANSI B16.47 ASME / ANSI B36.10 ASME / ANSI B36.19 CAST IRON PIPE FLANGES AND FLANGED FITTINGS MALLEABLE IRON THREADED FITTINGS CAST IRON THREADED FITTINGS PIPE FLANGES AND FLANGED FITTINGS FACTORY-MADE WROUGHT STEEL BUTTWELDING FITTINGS FACE-TO-FACE AND END-TO-END DIMENSIONS OF VALVES FORGED STEEL FITTINGS, SOCKET-WELDING AND THREADED CAST IRON THREADED DRAINAGE FITTINGS FERROUS PIPE PLUGS, BUSHINGS AND LOCKNUTS WITH PIPE THREADS CAST BRONZE THREADED FITTINGS CAST COPPER ALLOY SOLDER JOINT PRESSURE FITTINGS METALLIC GASKETS FOR PIPE FLANGES-RING-JOING, SPIRAL-WOULD, ANDJACKETED NONMETALLIC FLAT GASKETS FOR PIPE FLANGES CAST COPPER ALLOY PIPE FLANGES AND FLANGED FITTINGS BUTTWELDING ENDS WROUGHT STEEL BUTTWELDING SHORT RADIUS ELBOWS AND RETURNS VALVES - FLANGED, THREADED, AND WELDING END ORIFICE FLANGES LARGE METALLIC VALVES FOR GAS DISTRIBUTION MALLEABLE IRON THREADED PIPE UNIONS DUCTILE IRON PIPE FLANGES AND FLANGED FITTINGS, CLASSES 150 AND 300 CAST IRON FITTINGS FOR SOLVENT DRAINAGE SYSTEMS LARGE DIAMETER STEEL FLANGES: NPS 26 THROUGH NPS 60 WELDED AND SEAMLESS WROUGHT STEEL PIPE STAINLESS STEEL PIPE 5.4. Exemplos de normas Mercosul: NORMAS MERCOSUL NM 60 NM 61 NM121 NM119 TUBOS DE AÇO CARBONO, SOLDADOS POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA, PARA TROCADORES DE CALOR E CONDENSADORES TUBOS DE AÇO CARBONO, SOLDADOS POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA PARA USO NA CONDUÇÃO TUBOS DE AÇO CARBONO SOLDADOS POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES PARA SERVIÇOS DE ALTA PRESSÃO TUBOS DE AÇO DE BAIXO CARBONO SEM COSTURA, ACABADOS A FRIO, PARA TROCADORES DE CALOR E CONDENSADORES 5.5. Exemplos de normas da DIN: NORMAS DIN DIN 1615 DIN 1626 DIN 1628 TUBOS NÃO SUJEITOS A REQUISITOS ESPECIAIS TUBOS SUJEITOS A REQUISITOS ESPECIAIS QUANTO A PRESSÃO E TEMPERATURA TUBOS DE ALTA PERFORMANCE QUANTO A PRESSÃO E TEMPERATURA 18 DIN 2440 DIN 2441 DIN 2442 DIN 2448 DIN 17175 TUBOS DE CONDUÇÃO, SEM MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA, PARA PRESSÕES DE NO MÁXIMO 25 KGF/CM2 PARA LÍQUIDOS E 10 KGF/CM2 PARA AR E GAZES NÃO PERIGOSOS. PODEM SER FORNECIDOS COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA BSP (COM OU SEM LUVA). ESTA NORMA É PRATICAMENTE IGUAL A NORMA BRASILEIRA NBR 5580 CLASSE M. TUBOS DE CONDUÇÃO, SEM MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA, PARA PRESSÕES DE NO MÁXIMO 25 KGF/CM2 PARA LÍQUIDOS E 10 KGF/CM2 PARA AR E GAZES NÃO PERIGOSOS. PODEM SER FORNECIDOS COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA BSP (COM OU SEM LUVA). ESTA NORMA É PRATICAMENTE IGUAL A NORMA BRASILEIRA NBR 5580 CLASSE P. TUBOS DE AÇO COM ROSCA E LUVAS, COM EXIGÊNCIAS ESPECIAIS TUBOS DE AÇO PARA CALDEIRAS, APARELHOS E OUTROS FINS TUBOS DE AÇO RESISTENTES AO CALOR 5.6. Exemplos de normas da ASTM: NORMAS ASTM ASTM A53 ASTM A106 ASTM A120 ASTM A135 ASTM A161 ASTM A178 ASTM A179 ASTM A192 ASTM A199 ASTM A200 ASTM A209 ASTM A210 ASTM A213 ASTM A333 ASTM A334 ASTM A335 ASTM A406 ASTM A423 ASTM A500 ASTM A513 ASTM A556 ASTM A700 TUBOS DE CONDUÇÃO NOS GRAUS A E B, COM COMPOSIÇÃO QUÍMICA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DEFINIDAS. SENDO O DE GRAU A APTO A SER DOBRADO, FLANGEADO E SERPENTINADO; E O GRAU B PODENDO SOFRER DOBRAMENTO E FLANGEAMENTO LIMITADOS. PODE SER FORNECIDO COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA (COM OU SEM LUVA). ESTA NORMA É PRATICAMENTE IGUAL A NORMA BRASILEIRA NBR 5590. TUBOS DE AÇO CARBONO, PARA EMPREGO A ALTAS TEMPERATURAS TUBOS DE CONDUÇÃO, SEM MATÉRIA PRIMA ESPECIFICADA. PODEM SER FORNECIDOS COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA (COM OU SEM LUVA). TUBOS DE CONDUÇÃO NOS GRAUS A E B, COM COMPOSIÇÃO QUÍMICA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DEFINIDAS. SENDO O DE GRAU A APTO A SER DOBRADO A FRIO. COM DIÂMETRO NOMINAL VARIANDO DE 2” A 30”. PODE SER FORNECIDO COM EXTREMIDADES LISAS, CHANFRADAS OU COM ROSCA (COM OU SEM LUVA). TUBOS DE AÇO BAIXO CARBONO-MOLIBDÊNIO, PARA EMPREGO EM REFINARIAS TUBOS PARA CALDEIRAS, SUPERAQUECEDORES E VASOS DE PRESSÃO TUBOS DE AÇO BAIXO CARBONO, DEFORMADOS A FRIO, PARA TROCADORES DE CALOR E CONDENDADORES TUBOS DE AÇO CARBONO, PARA CALDEIRAS DE ALTA PRESSÃO TUBOS DE AÇO-LIGA, DEFORMADOS A FRIO, PARA TROCADORES DE CALOR E CONDENSADORES TUBOS DE AÇO-LIGA, PARA EMPREGO EM REFINARIAS TUBOS DE AÇO-LIGA CARBONO-MOLIBDÊNIO, PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES TUBOS DE AÇO CARBONO, PARA CALDEIRAS E SUPERAQUECEDORES TUBOS DE AÇO-LIGA FERRÍTICO E AUSTENÍTICO, PARA CALDEIRAS, SUPERAQUECEDORES E TROCADORES DE CALOR TUBOS DE AÇO PARA SERVIÇOS A BAIXA TEMPERATURA TUBOS DE AÇO CARBONO E AÇO-LIGA PARA EMPREGO A BAIXA TEMPERATURA TUBOS DE AÇO-LIGA FERRÍTICO, PARA EMPREGO A ALTA TEMPERATURA TUBOS DE AÇO-LIGA FERRÍTICO, COM TRATAMENTO TÉRMICO ESPECIAL, PARA EMPREGO A ALTA TEMPERATURA TUBOS DE AÇO DE BAIXA LIGA TUBOS PARA USO ESTRUTURAL EM GERAL TUBOS PARA USO MECÂNICO EM GERAL TUBOS DE AÇO CARBONO, DEFORMADOS A FRIO, PARA AQUECEDORES DE ÁGUA PADRÕES PARA EMPACOTAMENTO E CARREGAMENTO DE PRODUTOS TUBULARES 5.7. Exemplo de normas da API: NORMAS API API 5A API 5AC API 5AX API 5B API 5L API 5LX TUBOS DE PERFURAÇÃO, REVESTIMENTO E BOMBEAMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS TUBOS DE REVESTIMENTO E BOMBEAMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS COM PROPRIEDADES RESTRITAS TUBOS DE PERFURAÇÃO, REVESTIMENTO E BOMBEAMENTO PARA POÇOS PETROLÍFEROS COM EXIGÊNCIAS ESPECIAIS ESPECIFICAÇÃO DE ROSCAS, CALIBRES E INSPEÇÃO DE ROSCAS PARA CASING, TUBING E LINE-PIPE TUBOS PARA CONDUÇÃO DE PRODUTOS PETROLÍFEROS TUBOS PARA CONDUÇAÕ DE PRODUTOS PETROLÍFEROS COM EXIGÊNCIAS ESPECIAIS 19 6. MEIOS DE LIGAÇÃO 6.1. MEIOS DE LIGAÇÃO Existem diversos meios de ligação utilizados para fazer a união de tubos, conexões, válvulas e acessórios. Os mais utilizados são as ligações roscadas, soldadas, flangeadas e as do tipo ponta e bolsa. 6.2. LIGAÇÕES ROSCADAS São as ligações de baixo custo, de relativa facilidade de execução porém seu emprego está limitado ao diâmetro DN=150 (6”), mas raramente empregado além de DN=50 (2”). Rosca BSP (NBR 6414 ou DIN 2999 ou ISO 7/1) É o tipo de rosca utilizado em instalações domiciliares, instalações prediais e em instalações industriais de baixa responsabilidade. A rosca macho apresenta uma inclinação de 1:16 e a rosca fêmea se apresenta paralela. Usada principalmente em tubulações da classe 10 ou classe 150# e os tubos usados devem ter as dimensões conforme a norma NBR 5580 classes L, M ou P ou ainda conforme as normas DIN. A vedação se dá pelo aperto dos filetes e pela adição de um vedante, atualmente o vedante mais usado é a fita de PTFE. Rosca NPT (NBR 12912 ou ASME/ANSI B1.20.1) É o tipo de rosca utilizado primordialmente em instalações industriais. A rosca macho e a fêmea apresentam uma inclinação de 1:16. Usada em tubulações de baixa pressão, classe 150#, de média pressão, classe 300# e nas tubulações de alta pressão das classes 2000#, 3000# e 6000# e os tubos usados devem ter as dimensões conforme a norma NBR 5590 classes N, R ou DR ou ainda com dimensões conforme as normas ASME/ANSI B36.10 e ASME/ANSI B36.19, não sendo permitido a utilização de roscas em tubos das séries SCH 5S e 10S. A vedação se dá pelo aperto dos filetes e pela adição de um vedante, atualmente o vedante mais usado é a fita de PTFE. 6.3. LIGAÇÕES SOLDADAS São as principais ligações para tubos de aço carbono, aço liga e aço inox. São também usadas para tubos metálicos não ferrosos. As ligações soldadas têm sempre uma resistência mecânica equivalente à resistência do tubo, estanqueidade perfeita, boa aparência, sem necessidade de manutenção e grande facilidade para a aplicação de pinturas e isolantes térmicos. 20 As mais utilizadas são as ligações com solda de topo, encaixe e solda e a brasagem. Solda de topo (Butt welding) É o tipo de ligação comumente empregado para tubulação de todos os diâmetros, porém mais empregado para DN≥50 (2”). Para solda de topo em tubos com dimensões conforme ASME/ANSI B36.10 e ASME/ANSI B36.19 as pontas dos tubos devem ser chanfradas conforme a norma ASME/ANSI B16.25 e os tubos com dimensões conforme as normas DIN devem ser chanfradas conforme a norma DIN 2559. ASME/ANSI B16.25 Encaixe e solda ou soquetadas (Socket welding) Muito usada em instalações industriais de todas as faixas de pressão e temperatura. Este tipo de ligação está definido na norma ASME/ANSI B16.11 para DN≤100 (4”) mas normalmente utilizado para DN≤50 (2”) para tubos de aço carbono, aço ligado e aço inox para serviços de todos os tipo mas é recomendável que se evite o uso deste tipo de ligação com fluidos de alta corrosão. Brasagem (Brazing) Usada principalmente para tubulações metálicas não ferrosas, tubos de cobre e conexões de latão ou bronze. São soldas executadas com material diferente do material do tubo ou da conexão com baixo ponto de fusão (geralmente o estanho). 6.4. LIGAÇÕES FLANGEADAS Flanges são peças especiais que se destinam a fazer a ligação entre tubos, conexões, válvulas, acessórios e equipamentos e entre tubos, onde se deseja uma montagem/desmontagem rápida ou freqüente. Cada ligação flangeada necessita de um jogo de parafusos e uma junta de vedação. São ligações empregadas em todos os diâmetros para tubos de ferro fundido, aço carbono, aço liga, aço inox, plásticos e também em válvulas e acessórios de materiais não ferrosos. A norma DIN e a norma ASME / ANSI padronizam diversos tipos de flanges, para aço carbono, para aço inox, ferro fundido e materiais metálicos não ferrosos. Os flanges mais comuns são o flange sobreposto, o flange de pescoço, o flange roscado, o flange de encaixe, o flange solto e o flange cego. 21 6.4.1. Tipos de flanges Flange sobreposto (SO – Slip-on) É o tipo mais comum e o de instalação mais fácil, pois não necessita de exatidão no corte e a ligação é feita com duas soldas, uma interna e a outra externa. Seu uso deve ser limitado a 400°C e a 20 bar (~20,0kgf/cm2). Flange de pescoço (WN – Welding-neck) Pode ser usado para qualquer combinação de pressão e temperatura. Ligado ao tubo por uma única solda, de topo, dá origem a menores tensões residuais que o tipo sobreposto. Sua montagem exige que o tubo seja cortado na medida exata e biselado para solda de topo. Flange roscado (SCR – Screwed) Especialmente indicado para tubos não soldáveis tais como ferro fundido, aço galvanizado e materiais plásticos. Flange de encaixe (SW – Socket-weld) Muito parecido com o tipo sobreposto porém mais resistente pois tem um encaixe completo para a ponta do tubo e necessita apenas de uma soda externa e por isso desenvolve menor tensão residual que o sobreposto. Não é recomendado para serviços de alta corrosão. Flange solto (LJ – Lap-joint) Este tipo de flange não é fixo à tubulação, podendo deslizar livremente no tubo, só se detendo na extremidade do tubo onde é soldado uma peça denominada de pestana (stub-end). São utilizados em tubulações de materiais nobres, de custo elevado, pois os flanges soltos não entram em contato com o fluido e portanto pode ser de material menos nobre. Flange cego (Blind) São utilizados em finais de linhas e fechamento de bocais proporcionando um tamponamento de fácil remoção. Flange de redução São indicados onde se deseja uma redução diretamente no flange, sem uso de conexões de redução na tubulação. É um tipo de flange pouco usual. 6.4.2. Faceamento dos flanges Face plana Este tipo de faceamento é usado para materiais frágeis e quebradiços ou para materiais sujeitos ao amassamento onde devemos ter um contato pleno para propiciar o aperto final. Face com ressalto Este tipo de faceamento é o mais comum e é usado para as mais variadas combinações de pressão e temperatura. 22 Face com junta de anel Este tipo de faceamento é usado para serviços severos em altas pressões ou temperaturas com fluidos inflamáveis ou corrosivos onde se deseja absoluta segurança contra vazamentos. Face do tipo macho-fêmea Este tipo de faceamento do tipo lingüeta e ranhura é de uso mais raro e é usado em serviços mais severos sujeitos a pressões elevadas. 6.4.3. Acabamento da face dos flanges O acabamento da face dos flanges pode ser com ranhuras ou liso. Quando se empregam flanges com faces com acabamento ranhurado deve-se usar juntas de amassamento para a vedação e quando se utilizam flanges com face lisa deve-se usar juntas do tipo reação. 1 2 3 4 Espiral contínua Passo de 0,7 a 1,0 mm Ranhura Raio de 1,6 a 2,4 mm Standard Profundidade resultante de 0,026 mm a 0,080 mm Espiral contínua em “V” de 90° Ranhura Passo de 0,6 a 1,0 mm Espiral Raio de 0,00 a 0,4 mm Espiral contínua Ranhura Passo de 0,3 a 0,4 mm Tipo 125rms Raio de 0,3 a 0,4 mm Ranhura concêntrica em “V” de 90° Ranhura Passo de 0,6 a 1,0 mm Concêntrica Raio de 0,00 a 0,4 mm Profundidade de 0,13 a 0,4 mm 6.4.4. Classes de pressão NORMA MATERIAL ASME/ANSI B16.1 Ferro Fundido ASME/ANSI B16.5 Aço ASME/ANSI B16.24 Bronze e Latão DIN (DIVERSAS) Diversos CLASSE DE PRESSÃO 125# – 250# 150# – 300# – 400# – 600# – 900# – 1500# – 2500# 150# – 300#. PN 2,5 – PN 6 – PN 10 – PN 16 – PN 25 – PN 40 – PN 64 PN 100 – PN 160 – PN 250 – PN320 6.4.5. Processos de fabricação Pode-se classificar em três tipos principais de fabricação de flanges: os forjados, os usinados e os fundidos. 23 Flanges forjados A norma ASME/ANSI B16.5 estabelece as dimensões dos flanges forjados de aço carbono, aço ligado e de aço inoxidável e as normas da ASTM estabelecem a composição química e as propriedades físicas dos aços empregados na forja. Flanges usinados São flanges que não podem ser usados em condições severas, tendo seu uso limitado às baixas pressões e temperaturas ambientes. Para seu uso em condições mais severas deverá ser objeto de cálculo de sua resistência mecânica. Flanges fundidos A norma ASME/ANSI B16.1 estabelece as dimensões dos flanges de ferro fundido e a norma ASME/ANSI B16.24 estabelece as dimensões dos flanges de bronze e de latão fundido e diversas normas da ASTM estabelecem a composição química e as propriedades físicas dos materiais fundidos. 6.5. LIGAÇÕES DO TIPO PONTA E BOLSA São ligações usadas principalmente em tubos de ferro fundido e de plásticos mas também existente em aço carbono porém de uso menos freqüente. Uma das principais características desse tipo de ligação é a relativa facilidade e a rapidez da montagem em comparação com mesma ligação executada por solda de topo. 6.5.1. Ponta e bolsa com junta elástica Este tipo de junta é utilizado tanto para tubos e conexões de ferro fundido e de plásticos como o pvc, polipropileno ou pvc reforçado com fibra de vidro. Constitui de uma junta de borracha, de montagem deslizante, constituída pelo conjunto formado pela ponta do tubo, bolsa contígua de outro tubo ou conexão e pelo anel de borracha. 6.5.2. Ponta e bolsa com junta mecânica Atualmente apenas utilizado em luvas, para facilidade de manutenção ou quando se executam reparos em tubulações existentes. 24 6.5.3. Ponta e bolsa com junta travada TRAVADA INTERNA Este tipo de junta é utilizado para tubos e conexões de ferro fundido onde não serão executados os blocos de ancoragem para absorção do empuxo devido à pressão interna para garantir o equilíbrio de toda a tubulação. No mercado, pode-se encontrar dois tipos de junta travada, a interna e a externa. TRAVADA EXTERNA 6.6. OUTROS TIPOS DE LIGAÇÃO 6.6.1 Ligações sanitárias São ligações especiais usadas em serviços sanitários em indústrias alimentícias em geral, indústrias de bebidas, farmacêuticas, cosméticos e outras. Essas ligações são empregadas em tubos, conexões, válvulas e acessórios com a finalidade de conexão e desconexão com muita rapidez e segurança para limpeza e desinfecções periódicas. As conexões, válvulas e acessórios fabricados com este tipo de ligação têm as dimensões apropriadas para emprego em tubos com diâmetro externo tipo “OD” conforme norma ASTM A270 e impróprios para tubos com as dimensões conforme a norma ASME/ANSI B36.19. As conexões são fabricadas de aço inox com polimento sanitário e a vedação é feita por meio de um anel de vedação de elastômero que pode ser de buna-N, viton, ptfe (teflon®), epdm ou silicone. Existem no mercado nacional quatro tipos de ligação sanitária, a saber: 25 • Ligação conforme a norma alemã DIN 11851 – Conhecida como DIN. • Ligação conforme a norma inglesa BS 1864 – Conhecida como RJT. • Ligação conforme a norma sueca SMS 1145 – Conhecida como SMS. • Ligação conforme a norma ISO 2852 – Conhecida como Clamp ou TC. Ligação DIN Ligação RJT Ligação SMS Ligação CLAMP ou TC Entre os tipos DIN, RJT e SMS não existem diferenças visuais significativas, além do meio de vedação e do tipo de rosca utilizado pois os seus componentes são do tipo união com um anel de vedação. Já o tipo Clamp ou TC é composto por dois niples, um anel de vedação entre eles e o aperto é proporcionado por meio de uma braçadeira. 26 6.6.2. Engates São acessórios destinados a fazer a interligação entre a tubulação rígida, máquinas ou equipamentos à outros pontos onde se necessita o emprego de condutos flexíveis ou semi-flexíveis. São denominados engates rápidos aqueles que têm a finalidade de conexão e desconexão com muita facilidade e rapidez. 6.6.3. Derivações soldadas tipo “boca-de-lobo” Outro tipo de ligação de uso muito comum na indústria é a ligação feita diretamente de um tubo com o outro tubo para formar uma derivação, substituindo um “TE” ou um “TE de redução”. Essas derivações recebem o nome de “boca de lobo”, quando é executada sem a utilização de qualquer outra peça intermediária. A norma ASME/ANSI B31 aceita esse tipo de derivação para ramais de DN≥50 (2”) desde que o tubo tronco tenha diâmetro igual ou superior ao diâmetro do ramal e ainda indica, com detalhes, os casos onde são necessários reforços. Na própria norma está descrito o método de cálculo para esses esforços. As principais vantagens para o uso de bocas-de-lobo são o baixo custo e a facilidade de execução e as principais desvantagens consiste na fraca resistência, concentração de tensões, elevada perda de carga e o difícil controle da qualidade. Certos projetistas limitam seu uso a 250°C ou a 20,0 kgf/cm2. 6.6.4. Pequenas derivações com uso de meia-luva Para pequenos ramais, de diâmetros inferiores a DN 50 (2”) é muito comum o emprego de uma meia-luva, soldada diretamente na linha tronco. A norma ASME/ANSI B31 aceita esse tipo de ligação para qualquer combinação de temperatura e pressão desde que a linha tronco tenha DN≥100 (4”) e a meia-luva tenha resistência suficiente. As principais vantagens para uso de meias-luvas consiste no baixo custo e na facilidade de execução e a única desvantagem é a elevada perda de carga localizada. 27 6.6.5. Derivações com uso de colares e selas Os colares e as selas são peças especiais forjadas que são soldadas diretamente sobre a linha-tronco e servem de reforço para a derivação. São usados para qualquer tipo de derivação com diâmetros superiores a DN 25 (1”), inclusive para ramais com o mesmo diâmetro da linha-tronco, para qualquer combinação de pressão e temperatura. As principais vantagens para o uso de colares consiste na sua excelente resistência mecânica, facilidade de execução e pequena concentração de tensões e as desvantagens consistem em um custo um pouco mais elevado, pois se necessita de um tipo de peça para cada combinação de diâmetros, dificultando a compra, a estocagem e a montagem. Para o emprego de selas, as vantagens são inúmeras, excelente resistência mecânica, pequena perda de carga, uma boa distribuição de tensões e não há limites de pressão e temperatura para o seu uso, mas em contrapartida as desvantagens também são muitas, elevado custo, pois se trata de peças importadas e de difícil montagem. 10” 8” 4” MODERADOS ATÉ 2” 3” 6” BOCA-DE-LOBO PRESSÃO x TEMPERATURA 1 ½” DIÂMETRO DO RAMAL 12” 14” 6.6.6. Sugestão para a escolha do tipo de derivação TES OU TES ATÉ 1 ½” MEIA-LUVA COLARES PRESSÃO x TEMPERATURA MODERADOS 2” 3” 4” 6” 8” 10” 12” 14” ATÉ 24” 28 10” COLAR OU TE 8” TEMPERATURAS 6” ELEVADOS PRESSÃO x 4” COLAR 3” PRESSÃO x TEMPERATURA ELEVADOS 2” ATÉ 1 ½” DIÂMETRO DO RAMAL 12” 14” DIÂMETRO DA LINHA-TRONCO TES OU TES ATÉ 1 ½” COLAR COLARES PRESSÃO x TEMPERATURA ELEVADOS 2” 3” 4” 6” 8” 10” 12” 14” ATÉ 24” DIÂMETRO DA LINHA-TRONCO 29 7. TUBOS 7.1. INTRODUÇÃO Tubo é um conduto fechado, oco, geralmente circular destinado ao transporte de fluidos. Tubulação é um conjunto de tubos, conexões, válvulas e acessórios formando uma linha para a condução de fluidos. 7.2. CLASSIFICAÇÃO QUANTO À APLICAÇÃO Tubos para condução Aço ligado Tubos para condução de fluidos não corrosivos (água, gás, vapor e ar comprimido). Tubos para condução de fluidos corrosivos. Aço inox Tubos para condução de fluidos corrosivos ou sanitários. Preto ou galvanizado Eletrodutos Tubos para proteção de fios e cabos elétricos. Tubos industriais Tubos de aço carbono para estruturas, andaimes, postes, cercas e escoras. Tubos mecânicos Tubos de seção circular, para aplicações industriais, tais como: fabricação de auto peças, equipamentos, móveis, etc., onde exatidão dimensional, qualidade de superfície e propriedades mecânicas são importantes. Tubos mecânicos de precisão, laminados ou trefilados para indústrias automobilísticas. Tubos para troca térmica Tubos para caldeiras, trocadores de calor e condensados, tubos de aço carbono com e sem requisitos especiais e tubos de aço carbono para alta performance. No presente trabalho, trataremos em especial dos tubos de condução, que são os tubos mais utilizados em projetos hidráulicos e de tubulação industrial. 7.3. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO Tubos sem costura São tubos que não apresentam emendas em sua seção transversal, são obtidos de tarugos por meio de laminação. Tubos com costura São tubos que apresentam emendas (solda/costura) em sua seção transversal. Essa emenda pode ser longitudinal para tubos obtidos através de chapas ou helicoidal para tubos obtidos através de bobinas. 30 7.4. CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DE TUBOS Este procedimento se aplica para cálculos de espessuras de paredes de tubos sujeitos a uma pressão interna e em instalações aéreas, conforme norma ASME/ANSI B31.3. 7.4.1. Requisitos segundo a norma ASME/ANSI B31.3 t mín = t calc + C p .D 2 (σ + p . Y ) Onde : t calc = t mín - Espessura mínima admissível (cm) t calc - Espessura calculada (cm) p D - Pressão de projeto (kgf/cm 2 ) - Diâmetro externo (cm) σ Y - Tensão admissível (kgf/cm 2 ) - Coeficient e em função do material (adimensio nal) C - Somatória das sobre - espessuras (cm) Valores do coeficiente Y MATERIAL AÇO FERRÍTICO AÇO AUSTENÍTICO FERRO FUNDIDO MATERIAIS DUCTEIS ≤485 0,4 0,4 0,4 0,4 TEMPERATURA (°C) 510 540 560 595 0,5 0,7 0,7 0,7 0,4 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 ≥620 0,7 0,7 0,4 7.4.2. Seleção da espessura normalizada Condições para atender o primeiro item deste procedimento. t mín 0 .875 Onde : tN = tN ou t N = 1 .14 .t mín - Espessura normalizad a pelas normas ASME/ANSI B36.10 ou B36.19. 1 .143 - É o fator que expressa o incremento da espessura da parede do tubo devido à tolerância negativa de fabricação (12,5%). 31 7.4.3. Relação entre o diâmetro nominal e a espessura A espessura adotada deve satisfazer a condição: DN / (t-C) < 150 Onde: DN Diâmetro nominal do tubo (mm) t Espessura comercial adotada (mm) C Somatória das sobre-espessuras (mm) 7.4.4. Limpeza nas tubulações Após a montagem e antes de entrar em operação toda a tubulação deverá ser limpa. Essa limpeza é geralmente realizada com água e todas as bombas, válvulas com anéis de vedação resilientes, medidores e outros equipamentos sujeitos a danos com materiais sólidos deverão ser protegidos por meio de filtros provisórios. As válvulas de retenção, as de controle, as de segurança e alívio e as placas de orifício deverão ser retiradas para se realizar a limpeza. As tubulações destinadas a condução de água potável devem, além da limpeza, serem desinfetadas com uma solução de água e cloro. 7.4.5. Pressão de teste O teste de pressão é chamado de “teste hidrostático” porque é normalmente realizado com água. O teste com ar comprimido só deverá ser realizado em tubulações de grandes diâmetros para a condução de gases onde o peso da água poderia causar danos na tubulação e na suportação. A pressão de teste com ar comprimido deverá ser de apenas 10% acima da pressão de projeto e deverá ser realizada em etapas, a primeira com 25% da pressão de trabalho, a segunda com 50%, a terceira com 75% e por fim com 100% da pressão de teste. Em cada uma das etapas deverá ser verificada a existência de vazamentos nas juntas por meio de espuma. Entre as etapas a pressão deve subir até vagarosamente até a pressão da etapa seguinte. 32 Toda a área envolvida deverá ser evacuada e os testes deverão ser acompanhados de longe e orientado por pessoas experientes. Pressão de teste a) Para temperatur a de projeto inferior a 340 °C Pt = 1 .5 ⋅ P b) Para temperatur a de projeto superior a 340 °C Pt = 1 .5 ⋅ P ⋅ σ 340 σp Onde : Pt - Pressão mínima para o teste hidrostáti co ( Pt ≥ 1 .0kgf/cm 2 ) P - Pressão de projeto σ 340 - Tensão admissível do material a 340 °C σp - Tensão admissível do material na temperatur a de projeto Qualquer que seja o tipo de teste de pressão ele só poderá ser realizado: • Pelo menos 48 horas depois de efetuada a última soldagem. • Depois de todos os tratamentos térmicos. • Antes da pintura ou da aplicação de qualquer revestimento 7.5. EMPREGO DE CORES PARA IDENTIFICAÇÃO DE TUBULAÇÕES – NBR 6493 COR FLUIDO OU SERVIÇO verde água branco vapor azul ar comprimido amarelo gases em geral laranja ácidos lilás álcali alumínio combustíveis gasosos ou líquidos de baixa viscosidade preto combustíveis e inflamáveis de alta viscosidade vermelho sistemas de combate ao incêndio cinza claro vácuo castanho outros fluidos não especificados Observações: As cores apresentadas acima são cores básicas de acordo com a norma NBR 6493 da ABNT. Para se fazer a diferenciação entre dois ou mais fluidos iguais porém sob condições diferentes pode-se fazer uso de faixas coloridas na tubulação, por exemplo, para se diferenciar a tubulação de água potável, água de refrigeração e de água bruta pode-se colocar uma faixa branca na tubulação de água de refrigeração e duas faixas na tubulação de água bruta. 33 8. ISOLAMENTO TÉRMICO 8.1. INTRODUÇÃO O isolamento térmico tem por principal finalidade a conservação da energia em tubulações e equipamentos que trabalham em baixas ou altas temperaturas. O isolamento térmico também tem por finalidade a proteção pessoal e a prevenção de superfícies sujeitas à condensação ou o congelamento do vapor d’água do ar. 8.2. ISOLAMENTO TÉRMICO A FRIO O objetivo principal do isolamento térmico de linhas frias é a conservação da energia evitando a troca de energia com o meio ambiente e ainda preservar superfícies da condensação. 8.3. NORMAS A CONSULTAR ASTM C552 - Cellular Glass Block and Pipe Thermal Insulation ASTM C591 - Rigid Preformed Cellular Urethane Thermal Insulation 8.4. MATERIAIS Os materiais comumente utilizados para o isolamento térmico a frio são o poliuretano expandido e o isopor. O uso da lã de rocha deve ficar restrita aos pontos onde é impossível o uso do isopor ou do poliuretano. POLIURETANO EXPANDIDO – CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 +15 a +1 0 a -19 -20 a -39 -40 a -59 -60 a -79 -80 a -99 -100 a -119 -120 a -139 -140 a -160 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 65 65 65 50 50 50 65 65 65 65 65 65 75 75 75 75 75 75 75 50 65 65 65 65 65 75 75 75 90 90 90 90 90 90 90 65 65 65 65 65 65 75 90 90 90 90 90 90 100 100 100 65 75 75 75 75 75 90 90 90 100 100 100 100 125 125 125 75 75 75 75 75 90 90 90 90 100 100 125 125 125 125 125 75 75 75 90 90 90 100 100 100 100 100 125 125 125 125 140 34 POLIURETANO EXPANDIDO – CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 18 20 22 24 mm 450 500 550 600 +15 a +1 0 a -19 -20 a -39 -40 a -59 -60 a -79 -80 a -99 -100 a -119 -120 a -139 -140 a -160 25 25 25 25 40 40 40 40 65 75 75 75 75 90 90 90 90 90 90 90 125 125 125 125 125 125 125 125 125 140 140 140 140 140 140 140 POLIURETANO EXPANDIDO – PROTEÇÃO PESSOAL ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 +15 a +1 0 a -19 -20 a -39 -40 a -59 -60 a -79 -80 a -99 -100 a -119 -120 a -139 -140 a -160 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 20 20 20 20 20 20 20 20 20 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 65 65 65 65 65 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 8.5. ISOLAMENTO TÉRMICO A QUENTE O objetivo principal do isolamento térmico de linhas quentes é a conservação da energia evitando a troca de energia com o meio ambiente e ainda a proteção pessoal. 8.6. NORMAS DA ABNT A CONSULTAR NBR 10662 Isolantes térmicos pré-moldados se silicato de cálcio NBR 11363 Isolantes térmicos de lã de rocha NBR 11364 Lã de rocha em placas NBR 8994 Chapas de ligas de alumínio para proteção de isolantes térmicos 35 8.7. MATERIAIS Os materiais comumente utilizados para o isolamento térmico a quente são: lã de rocha e silicato de cálcio. O silicato de cálcio é classificado como um isolante térmico rígido e é apresentado em placas, calhas ou em segmentos. A lã de rocha é classificada como um isolante térmico flexível e é apresentado em placas ou calhas. LÃ DE ROCHA – CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 ATÉ 99 100 a 149 150 a 199 200 a 249 250 a 299 300 a 349 350 a 399 400 a 449 500 a 549 550 a 600 25 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 50 50 65 65 65 65 65 65 25 25 25 25 25 40 40 40 50 65 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 40 40 40 40 40 50 50 50 50 65 65 75 75 75 75 75 75 75 75 75 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 75 75 90 90 90 90 90 90 90 90 65 65 65 65 75 75 75 75 75 75 75 75 90 90 90 90 90 90 90 90 - - - - SILICATO DE CÁLCIO – CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 ATÉ 99 100 a 149 150 a 199 200 a 249 250 a 299 300 a 349 350 a 399 400 a 449 500 a 549 550 a 600 25 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 50 50 65 65 65 65 65 65 25 25 25 25 25 40 40 40 50 65 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 40 40 40 40 40 50 50 50 50 65 65 75 75 75 75 75 75 75 75 75 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 75 75 90 90 90 90 90 90 90 90 65 65 65 65 75 75 75 75 75 75 75 75 90 90 90 90 90 90 90 90 65 65 65 65 65 75 75 75 75 75 75 75 90 90 90 90 90 90 90 90 65 65 65 65 65 75 75 75 75 75 75 75 90 100 100 100 100 100 100 100 75 75 75 75 75 90 90 90 90 90 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 90 90 90 90 90 90 100 100 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 36 SILICATO DE CÁLCIO – PROTEÇÃO PESSOAL ESPESSURA DO ISOLAMENTO (mm) TEMPERATURA (°C) DN POL 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 ATÉ 99 100 a 149 150 a 199 200 a 249 250 a 299 300 a 349 350 a 399 400 a 449 500 a 549 550 a 600 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 25 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 8.8. APLICAÇÃO DE ISOLANTES TÉRMICOS (FRIO OU QUENTE) 1 - TUBO DE CONDUÇÃO QUENTE OU FRIO 2 - ISOLANTE TÉRMICO 3 - ARAME GALVANIZADO – DIÂMETRO DE 1,6mm (BWG 16) – ASTM A641 4 - CHAPA DE ALUMÍNIO CORRUGADO - ESPESSURA O,15mm e O,40mm – NBR 8994 5 - CINTA DE ALUMÍNIO COM SELO – LARG =1/2” ou 3/4” e ESP=0,5mm – ASTM B209 5 - CINTA DE INOX 304 COM SELO – LARG =1/2” e ESP=0,5mm – ASTM A480 Fabricante Calorisol Engenharia e Montagens Industriais Ltda Rua Otávio Tarquíno de Sousa, 1065 São Paulo São Paulo – CEP 04613 Fone: (11) 5536 - 0155 - Fax: (11) 5533 - 2865 e-mail: [email protected] Página: http://www.calorisol.com/ 37 9. TABELAS TÉCNICAS 9.1. COMPARAÇÃO ENTRE DIVERSOS TIPOS DE AÇO INOX TIPO DO AÇO INOX ADIÇÃO REDUÇÃO AÇO OBTIDO Mo - AISI 316 Ti Nb e Ta - Cr e Ni - S Se C - AISI 321 AISI 347 AISI 309 AISI 310 AISI 314 AISI 330 AISI 304L AISI 303 AISI 303 Se Mo - AISI 317 - C C AISI 316L AISI 317C AISI 304 AISI 304 AISI 316 AISI 317 PROPRIEDADES DO AÇO OBTIDO Melhor resistência a corrosão por pitting. Redução da sensitização. Redução da sensitização. Melhor resistência mecânica à oxidação. Redução da sensitização. Melhor usinabilidade. Menor resistência a corrosão. Redução da corrosão por pitting. Redução da sensitização. Redução da sensitização. 9.2. FORMAS DE APRESENTAÇÃO DE DIVERSOS TIPOS DE AÇO QUALIDADE APRESENTAÇÃO NORMA B31.1 B31.3 PRÁTICO ASTM A120 200 100 100 ASTM A53/A API 5L/A ASTM A234/WPA 430 590 400 TUBOS SEM COSTURA ASTM A106/A 430 590 400 TUBOS C/ OU S/ COST. TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS FORJADOS TUBOS SEM COSTURA ACESSÓRIOS FORJADOS FUNDIDOS TUBOS SEM COSTURA ACESSÓRIOS FORJADOS TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS FORJADOS FUNDIDOS TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS FORJADOS FUNDIDOS TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS FORJADOS FUNDIDOS TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS FORJADOS FUNDIDOS ASTM A53/B API 5L/B ASTM A234/WPB ASTM A181 ASTM A106/B ASTM A234/WPB ASTM A105 ASTM A216/WCB ASTM A335/P12 ASTM A234/WP12 ASTM A182/F12 ASTM A312/TP304 ASTM A403/WP304 ASTM A182/F304 ASTM A351/CF8 ASTM A312/TP304L ASTM A403/WP304L ASTM A182/F304L ASTM A351/CF3 ASTM A312/TP316 ASTM A403/WP316 ASTM A182/F316 ASTM A351/CF8M ASTM A312/TP316 ASTM A403/WP316 ASTM A182/F316 ASTM A351/CF8M 430 590 400 480 590 450 590 650 520 650 815 600 430 815 400 650 815 600 455 815 400 COMP. QUÍMICA ESTRUTURAL NÃO DEFINIDA BAIXO CARBONO C ≤ 0,22% e Mn ≤ 0,9% BAIXO CARB. ACALM. C ≤ 0,25% e Si > 0,1% MÉDIO CARBONO C ≤ 0,30% e Mn ≤ 1,2% MÉDIO CARB. ACALM. C ≤ 0,32%, Mn ≤ 1,2% e Si > 0,1% AÇO LIGADO Cr = 1% e Mo = 0,5% INOX TIPO 304 Cr = 18% e Ni = 8% C ≤ 0,08% INOX TIPO 304L Cr = 18% e Ni = 8% C ≤ 0,03% INOX TIPO 316 Cr = 18%, Ni = 12%, C ≤ 0,08% e Mo ≥ 2% INOX TIPO 316L Cr = 18%, Ni = 12%, C ≤ 0,03% e Mo ≥ 2% LIMITES DE TEMP. (°C) TUBOS COM COSTURA TUBOS SEM COSTURA TUBOS C/ OU S/ COST. TUBOS C/ OU S/ COST. ACESSÓRIOS 38 9.3. PROPRIEDADES DOS AÇOS-LIGA EM FUNÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E SUAS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS TIPO DO AÇO-LIGA % DE ADIÇÃO CARACTERÍSTICAS DOS AÇOS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS § Boa resistência à ruptura e ao choque, quando temperados ou Peças de automóveis; peças de máquinas; ferramentas. revenidos. § Boa resistência à tração; Blindagem de navios; eixos – hastes de freios; projéteis; 10 a 20% de Ni § Muito duros: temperáveis em jato de ar. válvulas de motores térmicos. § Inoxidáveis; 20 a 50 % de Ni § Resistente ao choque mecânico; Resistências elétricas; Cutelaria; Instrumentos de medida. § Resistente elétrico. § Boa resistência à ruptura; Esferas e rolos de rolamentos; Ferramentas; Projéteis – Até 6% de Cr § Duro; blindagens. § Não resistente ao choque mecânico. 11 a 17% de Cr § Inoxidáveis; Aparelhos e instrumentos de medida; Cutelaria. 20 a 30% de Cr § Resistente à oxidação, mesmo a altas temperaturas Válvulas de motores a explosão; Fieiras; matrizes. 0,5 a 1,5% de Cr § Grande resistência Virabrequins Engrenagens; Eixos; Peças de motores de 1,5 a 5% de Ni § Elevada dureza: muita resistência aos choques, torção e flexão. grande velocidade; Bielas. § Inoxidáveis; Portas de fornos; Retortas; Tubulações de águas salinas e 8 a 25% de Cr § Resistentes à ação do calor; gases; Eixos de bombas; Válvulas; Turbinas. 18 a 25% de Ni § Resistentes à corrosão de elementos químicos. Mandíbulas de britadores; Eixos de carros e vagões; § Extrema dureza; 7 a 20% de Mn Agulhas, cruzamentos e curvas de trilhos; Peças de § Grande resistência aos choques e ao desgaste. dragas. § Resistência à ruptura; Molas; Chapas de induzidos de máquinas elétricas; 1 a 3% de Si § Elevado limite de elasticidade; Núcleos de bobinas elétricas. § Propriedade de anular o magnetismo. 1% de Si § Grande resistência à ruptura; Molas diversas; Molas de automóveis e de vagões. 1% de Mn § Elevado limite de elasticidade. § Dureza: resistência a ruptura, resistência ao calor da abrasão Ferramentas de corte para altas velocidades; Matrizes; 1 a 9% de W (fricção); Fabricação de ímãs. § Propriedades magnéticas. § Dureza: resistência a ruptura, resistência ao calor da abrasão Não é comum o aço-molibdênio simples. O molibdênio se (fricção); associa a outros elementos. § Dureza: resistência a ruptura, alta resistência à abrasão (fricção); Não é usual o aço-vanádio simples. O vanádio se associa § Propriedades magnéticas. a outros elementos. Ímãs permanentes; Chapas de induzidos; Não é usual o § Excepcional dureza em virtude da formação de carboneto; aço-cobalto simples. 8 a 20% de W § Resistência de corte, mesmo com a ferramenta aquecida ao rubro, Ferramentas de corte, de todos os tipos, para altas 1 a 5% de V pela alta velocidade; velocidades; Cilindros de laminadores; Matrizes; Fieiras; até 8% de Mo § A ferramenta de aço rápido que inclui cobalto, consegue usinar até Punções. 3 a 4 % de Cr o aço-manganês, de grande dureza. Camisas de cilindro removíveis, de motores a combustão 0,85 a 1,20% de Al § Possibilita grande dureza superficial por tratamento de nitretação interna; Virabrequins; Eixos; Calibres de medidas de 0,9 a 1,80% de Cr (Termo-químico). dimensões fixas. 1 a 10% de Ni AÇOS NÍQUEL AÇOS CROMO AÇOS CROMO E NÍQUEL AÇOS MANGANÊS AÇOS-SILÍCIO AÇOS SILÍCIO MANGANÊS AÇOS TUNGSTÊNIO AÇOS MOLIBDÊNIO AÇOS VANÁDIO AÇOS COBALTO AÇOS RÁPIDOS AÇOS ALUMÍNIO CROMO 39 9.4. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5580 Dimensões dos tubos de aço, de classe pesada (P), com e sem costura (similar DIN 2441) Diâmetro Externo (mm) 10,2 13,5 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 101,6 114,3 139,7 165,1 Diâmetro Nominal (mm) 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 125 150 (pol.) 1/8 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 1.¼ 1.½ 2 2.½ 3 3.½ 4 5 6 Diâmetro Externo D (mm) máximo 10,6 14,0 17,5 21,8 27,3 34,2 42,9 48,8 60,8 76,6 89,5 102,1 115,0 140,8 166,5 mínimo 9,8 13,2 16,7 21,0 26,5 33,3 42,0 47,9 59,7 75,3 88,0 100,4 113,1 138,5 163,9 Espessura da Parede e (mm) Massa Teórica do Tubo Preto (kg/m) 2,65 3,00 3,00 3,00 3,00 3,75 3,75 3,75 4,50 4,50 4,50 5,00 5,60 5,60 5,60 0,49 0,77 1,05 1,35 1,76 2,77 3,57 4,12 6,19 7,95 9,37 11,91 15,01 18,52 22,03 Dimensões dos tubos de aço, de classe média (M), com e sem costura (similar DIN 2440) Diâmetro Externo (mm) 10,2 13,5 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 101,6 114,3 139,7 165,1 Diâmetro Nominal (mm) 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 125 150 (pol.) 1/8 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 1.¼ 1.½ 2 2.½ 3 3.½ 4 5 6 Diâmetro Externo D (mm) máximo 10,6 14,0 17,5 21,8 27,3 34,2 42,9 48,8 60,8 76,6 89,5 102,1 115,0 140,8 166,5 mínimo 9,8 13,2 16,7 21,0 26,5 33,3 42,0 47,9 59,7 75,3 88,0 100,4 113,1 138,5 163,9 Espessura da Parede e (mm) Massa Teórica do Tubo Preto (kg/m) 2,00 2,25 2,25 2,65 2,65 3,35 3,35 3,35 3,75 3,75 4,05 4,25 4,50 5,00 5,30 0,40 0,62 0,83 1,21 1,59 2,27 2,92 3,71 4,71 6,69 7,87 10,20 12,18 16,61 20,89 Dimensões dos tubos de aço, de classe leve (L), com e sem costura Diâmetro Externo (mm) 10,2 13,5 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 101,6 114,3 Diâmetro Nominal (mm) 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 (pol.) 1/8 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 1.¼ 1.½ 2 2.½ 3 3.½ 4 Diâmetro Externo D (mm) máximo 10,4 13,9 17,4 21,7 27,1 34,0 42,7 48,6 60,7 76,3 89,4 101,8 114,9 mínimo 9,7 13,2 16,7 21,0 26,4 33,2 41,9 47,8 59,6 75,2 87,9 100,3 113,0 Espessura da Parede e (mm) Massa Teórica do Tubo Preto (kg/m) 1,80 2,00 2,00 2,25 2,25 2,65 2,65 3,00 3,00 3,35 3,35 3,35 3,75 0,37 0,56 0,75 1,05 1,36 2,03 2,63 3,35 4,24 6,01 7,07 9,05 10,22 40 9.5. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5590 Diâmetro Nominal (mm) 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 125 150 (pol.) 1/8 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 1.¼ 1.½ 2 2.½ 3 3.½ 4 5 6 Diâmetro Nominal (mm) (pol.) 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 125 150 1/8 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 1.¼ 1.½ 2 2.½ 3 3.½ 4 5 6 Tubos de classe normal ABNT NBR 5590 (similar ASTM A 53) Espessura da Parede (e) Diâmetro Externo Classe D (mm) 10,29 13,72 17,25 21,34 26,67 33,40 42,16 48,26 60,32 73,03 88,90 101,60 114,30 141,30 168,28 N N N N N N N N N N N N N N N Massa por Metro Série Com Sem Com Sem (Schedule) costura costura costura costura 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 (mm) 1,70 2,25 2,36 2,80 2,80 3,35 3,55 3,75 4,00 5,30 5,60 5,60 6,00 6,70 7,10 (mm) 1,72 2,24 2,31 2,77 2,87 3,38 3,56 3,68 3,91 5,16 5,49 5,74 6,02 6,55 7,11 kg/m 0,36 0,63 0,86 1,28 1,65 2,48 3,38 4,12 5,56 8,85 11,50 13,26 16,02 22,24 28,22 kg/m 0,36 0,63 0,85 1,27 1,68 2,50 3,39 4,05 5,44 8,64 11,29 13,57 16,07 21,77 28,26 Tubos de classe reforçada ABNT NBR 5590 (similar ASTM A 53) Espessura da Parede (e) Diâmetro Série Com Sem Externo Classe (Schedule) costura costura D (mm) (mm) (mm) 10,29 R 80 2,36 2,41 13,72 R 80 3,00 3,02 17,25 R 80 3,15 3,20 21,34 R 80 3,75 3,73 26,67 R 80 4,00 3,91 33,40 R 80 4,50 4,55 42,16 R 80 5,00 4,85 48,26 R 80 5,00 5,08 60,32 R 80 5,60 5,54 73,03 R 80 7,10 7,01 88,90 R 80 7,50 7,62 101,60 R 80 8,00 8,08 114,30 R 80 8,50 8,56 141,30 R 80 9,50 9,53 168,28 R 80 11,20 10,97 Massa por Metro Com Sem costura costura kg/m 0,46 0,79 0,79 1,63 2,24 3,21 4,58 5,33 7,56 11,54 15,24 18,47 22,18 30,88 43,38 kg/m 0,47 0,80 1,10 1,62 2,19 3,24 4,46 5,41 7,48 11,41 15,46 18,63 22,32 30,97 42,56 Tubos de classe duplamente reforçada ABNT NBR 5590 (similar ASTM A 53) Diâmetro Nominal Espessura da Parede (e) Massa por Metro Diâmetro Série Com Sem Com Sem Externo Classe (Schedule) (mm) (pol.) costura costura costura costura D (mm) (mm) (mm) kg/m kg/m 15 ½ 21,34 DR 7,50 7,47 2,56 2,55 20 ¾ 26,67 DR 8,00 7,82 3,68 3,64 25 1 33,40 DR 9,00 9,09 5,42 5,45 32 1.¼ 42,16 DR 9,50 9,70 7,65 7,76 40 1.½ 48,26 DR 10,00 10,16 9,43 9,55 50 2 60,32 DR 11,20 11,07 13,57 13,44 65 2.½ 73,03 DR 14,00 14,02 20,38 20,41 80 3 88,90 DR 15,00 15,24 27,34 27,68 100 4 114,30 DR 17,00 17,12 40,79 41,03 125 5 141,30 DR 19,00 19,05 57,30 57,43 150 6 168,28 DR 22,40 21,95 80,58 79,21 41 9.6. NORMA ASME/ANSI B 36.10 – AÇO CARBONO E AÇO LIGA Diâmetro Nominal Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) Massa Identificação (kg/m) (Schedule) (mm) (pol.) 6 1/8 10,3 1,7 2,4 0,357 0,461 40 80 8 ¼ 13,7 2,2 3,0 0,625 0,804 40 80 10 3/8 17,1 2,3 3,2 0,848 1,10 40 80 15 ½ 21,3 2,8 3,7 4,8 7,5 1,26 1,62 1,95 2,54 40 80 160 20 ¾ 26,7 2,9 3,9 5,6 7,8 1,68 2,19 2,89 3,63 40 80 160 25 1 33,4 3,4 4,5 6,4 9,1 2,50 3,23 4,23 5,45 40 80 160 32 1. ¼ 42,2 3,6 4,8 6,4 9,7 3,38 4,46 5,60 7,75 40 80 160 40 1. ½ 48,3 3,7 5,1 7,1 10,2 4,05 5,40 7,23 9,54 40 80 160 50 2 60,3 3,9 5,5 8,7 11,1 5,43 7,47 11,1 13,4 40 80 160 65 2. ½ 73,0 5,2 7,0 9,5 14,0 8,62 11,4 14,9 20,4 40 80 160 80 3 88,9 3,2 4,0 4,8 5,5 6,4 7,1 7,6 11,1 15,2 6,71 8,30 9,87 11,3 12,9 14,4 15,3 21,3 27,7 3,2 4,0 4,8 5,7 6,4 7,1 8,1 7,69 9,54 11,4 13,6 14,9 16,6 18,6 3,2 4,0 4,8 5,6 6,0 8,69 10,8 12,9 14,9 16,1 90 100 3. ½ 4 101,6 114,3 40 80 160 40 80 40 42 Diâmetro Nominal (mm) (pol.) 100 4 125 150 200 250 300 5 6 8 10 12 Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) 114,3 6,4 7,1 7,9 8,6 11,1 13,5 17,1 16,9 18,9 20,8 22,3 28,2 33,5 41,0 4,0 4,8 5,6 6,6 7,1 7,9 8,7 9,5 12,7 15,9 19,0 13,4 16,0 18,6 21,8 23,6 26,1 28,5 30,9 40,2 49,0 57,4 4,8 5,6 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 11,0 14,3 18,3 21,9 19,2 22,3 25,3 28,2 31,4 34,3 37,2 42,5 54,2 67,5 79,1 4,8 5,2 5,6 6,4 7,0 7,9 8,2 8,7 9,5 10,3 11,1 12,7 15,1 18,3 20,6 22,2 23,0 25,1 27,2 29,2 33,3 36,8 41,3 42,5 45,2 49,2 53,1 56,9 64,6 75,8 90,3 101 103 111 4,8 5,2 5,6 6,4 7,1 7,8 8,7 9,3 11,1 12,7 15,1 18,3 21,4 25,4 28,6 31,5 34,0 36,6 41,7 46,4 51,0 56,8 60,2 71,7 81,5 95,8 115 133 155 172 5,2 5,6 40,5 43,6 141,3 168,3 219,1 273,0 323,8 Massa Identificação (kg/m) (Schedule) 80 120 160 40 80 120 160 40 80 120 160 20 30 40 80 100 120 140 160 20 30 40 60 80 100 120 140 160 43 Diâmetro Nominal (mm) (pol.) 300 12 350 400 450 14 16 18 Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) 323,8 355,6 406,4 457,2 Massa Identificação (kg/m) (Schedule) 6,4 7,1 7,9 8,4 8,7 9,5 10,3 11,1 12,7 14,3 17,5 21,4 25,4 28,6 33,3 49,7 55,7 61,8 65,1 67,8 73,8 79,7 85,6 97,4 109 132 160 187 208 239 20 5,3 5,6 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 11,1 11,9 12,7 15,1 19,0 23,8 27,8 31,8 35,7 50,8 54,0 55,9 63,5 46,0 47,9 54,6 61,3 68,0 74,6 81,2 94,3 101 107 127 158 195 224 253 281 381 401 413 457 5,6 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 11,1 11,9 12,7 16,7 21,4 26,2 31,0 36,5 40,5 54,9 62,6 70,3 77,9 85,5 93,1 108 116 123 160 203 245 286 333 365 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 14,3 19,0 23,8 29,4 70,5 79,2 87,8 96,5 105 114 122 131 139 156 206 254 310 30 40 60 80 100 120 140 160 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 44 Diâmetro Nominal Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) Massa Identificação (kg/m) (Schedule) (mm) (pol.) 450 18 457,2 34,9 39,7 45,2 363 408 459 120 140 160 500 20 508,0 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,1 20,6 26,3 32,5 38,1 44,4 50,0 78,5 88,1 97,8 107 117 127 136 146 155 183 248 311 381 441 508 564 10 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,9 22,2 28,6 34,9 41,3 47,6 54,0 86,4 97,1 108 118 129 139 150 160 171 212 294 373 451 526 600 671 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 14,3 17,5 24,6 31,0 38,9 46,0 52,4 59,5 94,4 106 118 129 141 152 164 175 187 210 255 355 441 547 639 719 807 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 14,3 102 115 128 140 153 165 178 190 203 227 550 600 650 22 24 26 558,8 609,6 660,4 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 45 Diâmetro Nominal (mm) (pol.) 700 28 750 800 850 900 30 32 34 36 Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) 711,2 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,9 110 124 138 151 165 178 192 205 219 272 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,9 118 133 147 162 177 191 206 220 234 292 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,9 17,5 126 142 157 173 188 204 219 235 250 312 342 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 15,9 17,5 134 151 167 184 200 217 233 250 266 332 364 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 14,3 15,9 19,0 142 160 177 195 212 230 247 265 282 317 351 420 762 812,8 863,6 914,4 Massa Identificação (kg/m) (Schedule) 10 20 30 10 20 30 10 20 30 40 10 20 30 40 10 20 30 40 46 9.7. NORMA ASME/ANSI B 36.19 – AÇO INOX Diâmetro Nominal Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) Massa Identificação (kg/m) (Schedule) (mm) (pol.) 15 ½ 21,3 1,65 2,11 2,77 3,73 0,816 1,020 1,270 1,620 5S 10S 40S 80S 20 ¾ 26,7 1,65 2,11 2,87 3,91 1,030 1,300 1,680 2,190 5S 10S 40S 80S 25 1 33,4 1,65 2,77 3,38 4,55 1,316 2,132 2,500 3,230 5S 10S 40S 80S 32 1. ¼ 42,2 1,65 2,77 3,56 4,85 1,670 2,730 3,380 4,460 5S 10S 40S 80S 40 1. ½ 48,3 1,65 2,77 3,68 5,08 1,930 3,160 4,040 5,400 5S 10S 40S 80S 50 2 60,3 1,65 2,77 3,91 5,54 2,423 4,005 5,440 7,470 5S 10S 40S 80S 65 2. ½ 73,0 2,11 3,05 5,16 7,01 3,750 5,330 8,620 11,400 5S 10S 40S 80S 80 3 88,9 2,11 3,05 5,49 7,62 4,580 6,440 11,280 15,250 5S 10S 40S 80S 100 4 114,3 2,11 3,05 6,02 8,56 5,84 8,350 16,060 22,290 5S 10S 40S 80S 125 5 141,3 2,77 3,40 6,55 150 6 168,3 2,77 3,40 7,11 10,97 11,320 13,820 28,230 42,510 5S 10S 40S 80S 200 8 219,1 2,77 3,76 8,18 12,7 14,790 19,930 42,480 64,560 5S 10S 40S 80S 250 10 273,1 3,40 4,19 6,50 9,27 12,70 22,540 27,830 42,700 60,230 81,450 5S 10S 20S 40S 80S 300 12 323,9 3,96 31,690 5S 5S 10S 40S 47 Diâmetro Nominal Diâmetro Espessura da Externo Parede (mm) (mm) Massa Identificação (kg/m) (Schedule) (mm) (pol.) 300 12 323,9 4,57 6,50 9,53 12,70 36,000 50,900 73,740 97,340 10S 20S 40S 80S 350 14 355,6 3,96 4,78 34,400 41,300 5S 10S 400 16 406,4 4,19 4,78 41,500 47,300 5S 10S 48 9.8. DIMENSÕES E PESOS PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA – PADRÃO OD Diâmetro Externo (pol.) ¼ ¼ ¼ 3/8 3/8 3/8 3/8 ½ ½ ½ ½ 5/8 5/8 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ Diâmetro Externo (mm) 6,00 6,35 6,35 6,35 8,00 8,00 9,53 9,53 9,53 9,53 10,00 10,00 12,00 12,00 12,70 12,70 12,70 12,70 15,87 15,87 19,05 19,05 19,05 19,05 19,05 Espessura da Parede (mm) 1,00 0,89 1,00 1,24 0,50 1,00 0,89 1,00 1,20 1,50 0,50 1,00 1,00 1,20 0,89 1,00 1,20 1,50 1,00 1,50 1,00 1,20 1,50 1,65 2,00 Massa (kg/m) 0,125 0,122 0,134 0,159 0,094 0,175 0,192 0,214 0,250 0,301 0,119 0,225 0,275 0,324 0,263 0,293 0,345 0,421 0,372 0,540 0,452 0,536 0,659 0,719 0,854 Diâmetro Externo (pol.) 7/8 7/8 7/8 1 1 1 1 1. ¼ 1. ¼ 1. ¼ 1. ¼ 1. ½ 1. ½ 1. ½ 1. ½ 1. ½ 2 2 2 2 2. ½ 2. ½ 2. ½ 2. ½ 2. ½ Diâmetro Externo (mm) 22,22 22,22 22,22 25,40 25,40 25,40 25,40 31,75 31,75 31,75 31,75 38,10 38,10 38,10 38,10 38,10 50,80 50,80 50,80 50,80 63,50 63,50 63,50 63,50 63,50 Espessura da Parede (mm) 1,00 1,50 2,00 1,00 1,20 1,50 2,00 1,00 1,20 1,50 2,00 1,00 1,20 1,50 2,00 3,00 1,20 1,50 2,00 3,00 1,00 1,20 1,50 2,00 3,00 Massa (kg/m) 0,531 0,778 1,012 0,611 0,727 0,897 1,171 0,770 0,918 1,136 1,489 0,929 1,108 1,374 1,807 2,676 1,490 1,851 2,443 3,645 1,564 1,871 2,328 3,079 4,615 Diâmetro Externo (pol.) 3 3 3 3 3. ½ 3. ½ 3. ½ 4 4 4 5 5 5 6 6 6 6 8 8 8 8 10 10 10 10 Diâmetro Externo (mm) 76,20 76,20 76,20 76,20 88,90 88,90 88,90 101,60 101,60 101,60 127,00 127,00 127,00 152,40 152,40 152,40 152,40 203,20 203,20 203,20 203,20 254,00 254,00 254,00 254,00 Espessura da Parede (mm) 1,20 1,50 2,00 3,00 1,50 2,00 3,00 1,50 2,00 3,00 2,00 3,00 3,50 2,00 3,00 3,50 4,00 2,00 3,00 4,00 5,00 3,00 4,00 4,50 6,35 Massa (kg/m) 2,253 2,805 3,714 5,584 3,281 4,350 6,554 3,758 4,986 7,523 6,258 9,311 10,819 7,529 11,218 13,044 14,858 10,072 15,033 19,944 24,805 18,848 25,030 28,102 39,362 49 9.9. COMPOSIÇÃO QUÍMICA PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA (Valores Máximos – em %) Materiais C% Cr% TP 304 0,08 20,00 TP 304H 0,10 20,00 TP 304L 0,035 20,00 TP 310S 0,08 26,00 TP 310H 0,10 26,00 TP 316 0,08 18,00 TP 316L 0,035 18,00 TP 316Ti 0,08 17,00 TP 317 0,08 20,00 TP 317L 0,035 20,00 TP 321 0,08 20,00 TP 321H 0,10 20,00 TP 347 0,08 20,00 TP 446 0,20 25,00 TP 904L 0,02 23,00 Duplex 2205 0,03 23,00 Duplex 2304 0,03 24,50 Duplex 2507 0,03 26,00 Tipos de Aço Inoxidável comercializados Ni% Si% S% P% Mn% Mo% Cu% Fe% Padrão UNS 11,00 11,00 13,00 22,00 22,00 14,00 15,00 13,00 14,00 15,00 13,00 13,00 13,00 28,00 6,50 5,50 8,00 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 1,00 1,00 1,00 1,00 0,80 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,035 0,02 0,04 0,02 0,04 0,04 0,04 0,045 0,04 0,04 0,04 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,045 0,03 0,04 0,035 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,50 2,00 2,00 2,50 1,20 0,75 3,00 3,00 2,20 4,00 4,00 5,00 3,50 0,60 5,00 2,00 0,05 0,50 saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo saldo - S30400 S30409 S30403 S31008 S31009 S31600 S31603 S31635 S31700 S31703 S32100 S32109 S34700 S44600 N08904 S31803 S32304 S32750 50 9.10. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA AÇOS DE TUBOS DE AÇO CARBONO TUBULAÇÃO EM CENTRAIS DE VAPOR TUBOS SEM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.1 TEMPERATURA (°C) NORMA Gr AMB. 100 150 200 250 300 350 400 840 840 840 840 840 840 840 750 ASTM A53 A 840 840 840 840 840 840 840 750 ASTM A106 A 840 840 840 840 840 840 840 750 API 5L A 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 910 ASTM A53 B 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 910 ASTM A106 B 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 910 API 5L B 750 745 720 690 ASTM A120 TUBULAÇÃO EM CENTRAIS DE VAPOR TUBOS COM COSTURA – SOLDA POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.1 TEMPERATURA (°C) NORMA Gr AMB 100 150 200 250 300 350 400 720 720 720 720 720 720 720 640 ASTM A53 A 720 720 720 720 720 720 720 640 API 5L A 890 890 890 890 890 890 890 770 ASTM A53 B 890 890 890 890 890 890 890 770 API 5L B TUBULAÇÃO REFINARIAS E INSTALAÇÕES DE PETRÓLEO TUBOS SEM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.3 TEMPERATURA (°C) NORMA Gr AMB 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 1125 1075 1020 970 920 870 850 750 550 310 150 ASTM A53 A 1125 1125 1125 1125 1125 1050 1020 750 550 310 150 ASTM A106 A 1125 1075 1020 970 920 870 850 750 550 310 150 API 5L A 1400 1340 1275 1210 1150 1100 1060 910 610 310 150 ASTM A53 B 1400 1400 1400 1400 1330 1220 1200 910 610 310 150 ASTM A106 B 1400 1340 1275 1210 1150 1100 1060 910 610 310 150 API 5L B 840 800 ASTM A120 TUBULAÇÃO REFINARIAS E INSTALAÇÕES DE PETRÓLEO TUBOS COM COSTURA – SOLDA POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.3 TEMPERATURA (°C) NORMA Gr AMB 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 950 920 865 820 775 730 720 640 470 260 90 ASTM A53 A 950 920 865 820 775 730 720 640 470 260 90 API 5L A 950 920 865 820 775 730 720 640 470 260 90 ASTM A135 A 720 680 ASTM A120 1200 1135 1080 1080 970 920 900 770 515 260 90 ASTM A53 B 1200 1135 1080 1080 970 920 900 770 515 260 90 API 5L B 1200 1135 1080 1080 970 920 900 770 515 260 90 ASTM A135 B 430 630 630 630 760 760 760 - 430 530 530 650 650 600 70 70 70 70 70 70 - 600 60 60 60 60 60 60 51 9.11. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA TUBOS DE AÇO INOX NORMA GRAU ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A268 ASTM A268 ASTM A268 ASTM A268 TP304 TP304H TP304L TP310 TP316 TP316L TP321 TP347 TP405 TP410 TP430 TP446 NORMA GRAU ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 TP304 TP304H TP304L TP310 TP316 TP316H TP316L TP321 TP347 AMB. TUBULAÇÃO EM CENTRAIS DE VAPOR TUBOS SEM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.1 TEMPERATURA (°C) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 1300 1300 1100 1315 1315 1100 1315 1315 1055 1055 1055 1230 1090 1090 930 1200 1130 930 1120 1205 1010 1010 1010 1170 615 615 350 725 480 640 200 - 420 420 175 520 250 310 70 - - - - AMB. TUBULAÇÃO EM CENTRAIS DE VAPOR TUBOS COM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.1 TEMPERATURA (°C) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 1120 1120 935 1120 1120 1120 935 1120 1120 940 940 795 1010 970 970 790 950 1030 360 360 150 440 440 210 260 - - - 985 985 835 1150 1025 830 990 1125 970 970 970 1130 840 840 710 940 870 870 700 850 960 910 910 770 1110 940 760 910 1060 940 940 940 1100 775 775 660 890 800 800 650 770 900 840 840 710 1100 880 710 850 990 910 910 910 1060 730 730 620 850 755 755 600 700 850 810 810 690 1080 840 680 800 950 880 880 880 1025 690 690 580 800 715 715 580 670 820 785 785 670 1065 805 645 780 930 860 860 860 1000 670 670 570 775 700 700 550 660 790 760 760 650 1055 780 620 760 900 815 - 650 650 550 745 670 670 520 650 775 725 725 620 1025 770 600 745 890 730 - 620 620 715 650 650 500 630 760 700 700 880 755 740 880 630 - 595 595 690 645 645 625 750 670 670 610 740 690 850 380 - 570 570 500 630 630 550 720 530 530 300 615 615 410 550 52 NORMA GRAU ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A268 ASTM A268 ASTM A268 ASTM A268 TP304 TP304H TP304L TP310 TP316 TP316L TP321 TP347 TP405 TP410 TP430 TP446 NORMA GRAU ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 ASTM A312 TP304 TP304H TP304L TP310 TP316 TP316H TP316L TP321 TP347 AMB. TUBULAÇÃO REFINARIAS E INSTALAÇÕES DE PETRÓLEO TUBOS SEM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.3 TEMPERATURA (°C) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 1400 1400 1170 1400 1400 1160 1400 1400 1400 1400 1400 1650 1400 1400 1170 1400 1400 1160 1400 1400 1350 1350 1350 1640 680 680 350 350 870 720 480 640 210 230 - 425 425 175 175 520 450 250 310 70 125 - 260 260 50 50 290 250 120 160 - 160 160 25 25 160 140 60 90 - 100 100 15 15 90 80 25 60 - AMB. TUBULAÇÃO REFINARIAS E INSTALAÇÕES DE PETRÓLEO TUBOS COM COSTURA 2 TENSÃO ADMISSÍVEL (kgf/cm ) - DE ACORDO COM A NORMA ASME / ANSI B31.3 TEMPERATURA (°C) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 1200 1200 1000 1200 1200 1200 1000 1200 1200 1200 1200 1000 1200 1200 1200 1000 1200 1200 360 360 190 150 440 440 380 210 260 220 220 130 50 250 250 210 100 130 130 130 70 20 100 100 120 50 75 100 100 55 15 75 75 70 25 50 1400 1400 1170 1400 1400 1160 1400 1400 1290 1290 1290 1500 1200 1200 1000 1200 1200 1200 1000 1200 1200 1300 1300 1100 1400 1350 1090 1310 1400 1250 1250 1250 1430 1120 1120 950 1200 1150 1150 1000 1100 1200 1230 1230 1030 1400 1250 1020 1220 1400 1220 1230 1230 1370 1050 1050 870 1200 1080 1080 870 1040 1200 1150 1150 990 1360 1180 960 1170 1350 1190 1190 1190 1300 1000 1000 830 1180 1030 1030 830 1000 1170 1130 1130 960 1320 1170 930 1130 1330 1170 1170 1170 1270 975 975 820 1100 1000 1000 800 960 1130 1090 1090 930 1270 1130 890 1100 1300 820 820 820 1190 925 925 790 1075 960 960 750 935 1100 1050 1050 900 1030 1100 850 1080 1080 730 730 730 1070 900 900 760 870 940 940 725 920 930 1000 1000 700 880 1080 820 1070 1050 600 600 600 490 860 860 650 770 930 930 700 910 870 900 900 500 590 1050 770 970 900 270 300 300 330 700 700 420 480 900 900 660 700 780 600 600 300 300 690 690 600 410 550 53 9.12. TENSÃO ADMISSÍVEL EM FLANGES DE AÇO – CONFORME ASME/ANSI B16.5 TEMPERATURA °F -20 a 100 200 300 400 500 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 °C -29 a 38 93 149 204 260 316 343 371 399 427 454 482 510 538 565 TENSÃO ADMISSÍVEL EM FLANGES DE AÇO – CONFORME ASME/ANSI B16.5 GRUPO 1.1 GRUPO 1.2 GRUPO 1.5 CLASSE 150# kgf/cm2 PSI 20,1 285 18,3 260 16,2 230 14,1 200 12,0 170 9,9 140 8,8 125 7,7 110 6,7 95 5,6 80 4,6 65 3,5 50 2,5 35 1,4 20 - CLASSE 300# kgf/cm2 PSI 52,1 740 47,5 675 46,1 655 44,7 635 42,2 600 38,7 550 37,7 535 37,7 535 35,5 505 28,9 410 19,0 270 12,0 170 7,4 105 3,5 50 - CLASSE 150# kgf/cm2 PSI 20,4 290 18,3 260 16,2 230 14,1 200 12,0 170 9,9 140 8,8 125 7,7 110 6,7 95 5,6 80 4,6 65 3,5 50 2,5 35 1,4 20 - CLASSE 300# kgf/cm2 PSI 52,8 750 52,8 750 51,4 730 49,6 705 46,8 665 42,6 605 41,5 590 40,1 570 35,5 505 28,9 410 19,0 270 12,0 170 7,4 105 3,5 50 - GRUPOS NORMAS GRUPO 1.1 ASTM A105 – A350 Gr. LF2 – A350 Gr. LF6 CL 1 (1) ASTM A216 Gr. WCB (1) (1) (3) (4) ASTM A515 Gr. 70 – A516 Gr. 70 – A537 CL 1 (2) ASTM A350 Gr. LF6 CL 2 – A350 Gr. LF 3 (1) (5) ASTM A216 Gr. WCC – A352 Gr. LCC – A352 Gr. LC2 – A352 Gr. LC3 (1) (1) A203 Gr. B – A203 Gr. E (6) ASTM A182 Gr. F1 (6) (5) ASTM A217 Gr. WC1 – A352 Gr. LC1 (6) (6) ASTM A204 Gr. A – A204 Gr. B (6) ASTM A182 Gr. F2 (7) ASTM A217 Gr. WC4 – A217 Gr. WC5 (6) ASTM A204 Gr. C GRUPO 1.2 GRUPO 1.5 GRUPO 1.7 CLASSE 150# kgf/cm2 PSI 18,7 265 18,3 260 16,2 230 14,1 200 12,0 170 9,9 140 8,8 125 7,7 110 6,7 95 5,6 80 4,6 65 3,5 50 2,5 35 1,4 20 - CLASSE 300# kgf/cm2 PSI 49,0 695 47,9 680 46,1 655 45,0 640 43,6 620 42,6 605 41,5 590 40,1 570 37,3 530 35,9 510 34,1 485 31,7 450 19,7 280 11,6 165 - GRUPO 1.7 CLASSE 150# PSI kgf/cm2 20,4 290 18,3 260 16,2 230 14,1 200 12,0 170 9,9 140 8,8 125 7,7 110 6,7 95 5,6 80 4,6 65 3,5 50 2,5 35 1,4 20 - CLASSE 300# PSI kgf/cm2 52,8 750 52,8 750 50,7 720 49,0 695 46,8 665 42,6 605 41,5 590 40,1 570 37,3 530 35,9 510 34,1 485 31,7 450 22,2 315 14,1 200 11,3 160 NOTAS: (1) (1) (2) (1) – PERMITIDO MAS NÃO RECOMENDADO PARA USO PROLONGADO ACIMA DE 800 °F. (2) – NÃO USAR ACIMA DE 500°F. (3) – NÃO USAR ACIMA DE 850°F. (4) – NÃO USAR ACIMA DE 700°F. (5) – NÃO USAR ACIMA DE 650°F. (6) – PERMITIDO MAS NÃO RECOMENDADO PARA USO PROLONGADO ACIMA DE 875 °F. (7) – NÃO USAR ACIMA DE 1000°F. 54 9.13. TUBOS DE AÇO CARBONO – CARACTERÍSTICAS GERAIS DIÂMETROS NORMA API 5L API 5LX API 5LS API 5A GRAUS A, B e A25 X-42, X-46, X-52 X-56, X-60, X-65 X-70 A, B, X-42, X-46 X-52, X-56, X-60 X-65, X-70 J-55, K-55 PROC. FABRICAÇÃO COM SEM COSTURA COSTURA DIREÇÃO DA SOLDA MÍN. MÁX. 1/8” 64” SIM SIM LONGITUDINAL 2” 64” SIM SIM LONGITUDINAL 5” 80” SIM NÃO HELICOIDAL 5” 20” SIM SIM LONGITUDINAL APLICAÇÕES OLEODUTOS, GASODUTOS E OUTRAS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS TUBOS DE ALTA RESISTÊNCIA PARA OLEODUTOS, GASODUTOS, MINERODUTOS, PROCESSOS, ETC. OLEODUTOS, GASODUTOS E OUTRAS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS TUBOS PARA REVESTIMENTO DE POÇOS DE PETRÓLEO TUBOS DE MÉDIA QUALIDADE PARA APLICAÇÕES GERAIS EM ÁGUA, ÓLEO E GÁS TUBOS DE ALTA QUALIDADE PARA APLICAÇÕES GERAIS E SERVIÇOS DE ALTA TEMPERATURA. TUBOS DE BAIXA QUALIDADE PARA APLICAÇÕES GERAIS EM SERVIÇOS DE PEQUENA RESPONSABILIDADE ASTM A53 A, B 1/8” 26” SIM SIM LONGITUDINAL ASTM A106 A, B, C 1/8” 24” NÃO SIM - ASTM A120 - 1/8” 16” SIM SIM LONGITUDINAL 16” - SIM NÃO LONGITUDINAL HELICOIDAL 2” 30” SIM NÃO 4” 92” SIM NÃO 16” - SIM NÃO LONGITUDINAL TUBOS PARA ALTAS PRESSÕES E TEMPERATURAS 4” 48” SIM NÃO HELICOIDAL APLICAÇÕES GERAIS EM ÁGUA, ÓLEO E GÁS ASTM A135 ASTM A283 – A, B, C, D ASTM A285 – A, B, C ASTM A570 – A, B, C, D, E ASTM A611 – A, B, C, D, E A, B ASTM A139 A, B, C, D, E ASTM A134 ASTM A155 ASTM A211 C-45, C-50, C-55, KC55, KC60, KC65, KC70, KCF55, KCF60, KCF65, KCF70 ASTM A570 – A, B, C, D, E ASTM A611 – A, B, C, D, E LONGITUDINAL LONGITUDINAL HELICOIDAL APLICAÇÕES GERAIS EM ÁGUA, ÓLEO E GÁS APLICAÇÕES GERAIS EM ÁGUA, ÓLEO E GÁS APLICAÇÕES GERAIS EM ÁGUA, ÓLEO E GÁS ASTM A252 1, 2, 3 6” 24” SIM SIM LONGITUDINAL HELICOIDAL TUBOS PARA ESTACAS AWWA C200 ASTM A36 ASTM A283 – C, D ASTM A572 – 42, 45, 50, 55 ASTM A570 – B, C, D, E 6” - SIM NÃO LONGITUDINAL HELICOIDAL TUBOS PARA ADUTORAS 55 9.14. TUBOS DE AÇO INOX – CARACTERÍSTICAS GERAIS DIÂMETROS NORMA ASTM A249 ASTM A269 ASTM A270 ASTM A312 ASTM A358 ASTM A409 ASTM A554 ASTM A632 ASTM A778 AWWA C200 GRAUS TP 304, TP 304L, TP 304H, TP 310S, TP 316, TP 316L, TP 317L, TP 321, TP 347 TP 304, TP 304L, TP 316, TP 316L, TP 317L, TP 321, TP 347 TP 304, TP 304L, TP 316, TP 316L TP 304, TP 304L, TP 304H, TP 310S, TP 316, TP 316L, TP 317L, TP 321, TP 347 TP 304, TP 304L, TP 304H, TP 310S, TP 316, TP 316L, TP 317L, TP 321, TP 347 TP 304, TP 304L, TP 310S, TP 316, TP 316L, TP 317, TP 321, TP 347 TP 304, TP 304L, TP 310S, TP 316, TP 316L, TP 317, TP 321, TP 347 DIREÇÃO DA SOLDA APLICAÇÕES MÍNIMO MÁXIMO OD=3/4” OD=6” SIM LONGITUDINAL TUBOS PARA CALDEIRAS, SOBREAQUECEDORES, TROCADORES DE CALOR E CONDENSADORES. DN=1/2” OD=1/4” DN=5” OD=8” SIM LONGITUDINAL PARA APLICAÇÕES EM BAIXAS E ALTAS TEMPERATURAS E EM AMBIENTES CORROSIVOS. OD=1” OD=4” SIM LONGITUDINAL TUBO PARA APLICAÇÕES EM INDUSTRIAS ALIMENTÍCIAS E FARMACÊUTICAS DN=1/8” OD=1/2” DN=12” OD=16” SIM LONGITUDINAL PARA APLICAÇÕES EM BAIXAS E ALTAS TEMPERATURAS E COM FLUIDOS CORROSIVOS. DN=4” DN=12” SIM LONGITUDINAL HELICOIDAL PARA APLICAÇÕES ALTAS TEMPERATURAS E EM AMBIENTES CORROSIVOS. OD=16” OD=80” SIM LONGITUDINAL TUBOS DE GRANDES DIÂMETROS PARA APLICAÇÕES EM ALTAS TEMPERATURAS E EM AMBIENTES CORROSIVOS. DN=1” OD=1/2” DN=4” OD=5” SIM LONGITUDINAL SIM LONGITUDINAL LONGITUDINAL HELICOIDAL TP 304, TP 304L, TP 310, TP 316, TP 316L, TP 317, TP 321, TP 347 TP 304L, 316L, TP 317L, TP 321, TP 347 ASTM A36 ASTM A283 – C, D ASTM A572 – 42, 45, 50, 55 ASTM A570 – B, C, D, E PROC. FABRICAÇÃO COM SEM COSTURA COSTURA DN=3/4” OD=1/2” DN=12” OD=80” SIM 6” - SIM NÃO LONGITUDINAL HELICOIDAL TUBOS PARA APLICAÇÕES MECÂNICAS. REDONDOS, QUADRADOS, RETANGULARES E ESPECIAIS. TUBOS DE PEQUENOS DIÂMETROS PARA SERVIÇOS GERAIS EM BAIXAS E ALTAS TEMPERATURAS RESISTENTES A CORROSÃO. TUBOS PARA USO GERAL EM BAIXAS E MODERADAS TEMPERATURAS. TUBOS PARA ADUTORAS 56 9.15. MÓDULO DE ELÁSTICIDADE MÓDULO DE ELASTICIDADE (kgf/cm2) TEMP (°C) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 (1) 1870000 1860000 1840000 1830000 1780000 1755000 1720000 1670000 1580000 1400000 1125000 920000 - (2) 1950000 1935000 1900000 1875000 1825000 1780000 1750000 1675000 1600000 1470000 1250000 1025000 - (3) 2100000 2050000 1975000 1940000 1880000 1840000 1780000 1710000 1625000 1495000 1340000 1145000 925000 - (1) Aço carbono com C=0,20% (2) Aço carbono com C=0,28% (3) Aço carbono com C=0,35% (4) 2050000 2010000 1975000 1945000 1915000 1870000 1830000 1775000 1725000 1620000 1590000 1460000 1270000 980000 - (5) 1845000 1830000 1790000 1775000 1750000 1725000 1685000 1665000 1625000 1575000 1520000 1460000 1405000 1350000 1280000 1220000 1170000 (6) 1845000 1830000 1790000 1775000 1750000 1725000 1685000 1665000 1625000 1575000 1525000 1480000 1430000 1380000 1330000 1280000 1250000 TEMP (°C) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 (4) Aço liga Mo e Cr-Mo (Cr<3,0%) (5) Aço liga Cr-Mo (5,0