Tubulacoes Industriais

Disciplina: Instalaes Industriais MecnicasProfessor: Ricardo de Vasconcelos SalvoAula I

Termodinmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag

Tubos e TubulaesIntroduo - Classificao


Tubos e TubulaesTubos: So condutos fechados destinados principalmente ao transporte de fluidos. Todos os tubos so de seo circular, apresentando-se como cilindros ocos.


Tubos e TubulaesTubulaes: chama-se tubulao um conjunto de tubos e de seus diversos acessrios.

Normalmente os tubos funcionam como condutos forados (sem superfcie livre). Principais excees: Tubulaes de esgoto;


Tubos e TubulaesExemplo de uma Tubulao de esgoto;

Existem tubulaes para o transporte de quase todos materiais capazes de escoar, ou seja de quase todos fluidos conhecidos. E estas tubulaes trabalham nas mais variadas condies de temperatura e presso.


Tubos e Tubulaes


Tubos e TubulaesAlguns nmeros: considerando indstrias de processo (exemplo qumicas; petroqumicas; armazenagem e distribuio de fluidos...) o valor das tubulaes representa em mdia de 20 a 25% do custo total da instalao industrial.

A montagem das tubulaes atinge, em mdia, 45 a 50% do custo de montagem de todos os equipamentos. O projeto das tubulaes vale em mdia, 20% do custo total do projeto da industria.


Industria de Processos: Indstrias de processo so aquelas que adicionam valor aos materiais atravs de mistura, separao, conformao ou reaes qumicas. O processamento pode ser tanto contnuo como em bateladas (lotes) e geralmente requerem rgido controle do processo e alto investimento de capital.

Processamento contnuo: Processo no qual as interrupes so mnimas em qualquer corrida de produo ou entre corridas de produo de produtos que exibam caractersticas de processo, tais como lquidos, fibras, pulverizados, gases.

Processamento em bateladas: Um processo industrial que prioritariamente programa curtos ciclos de produo de produtos.Tubos e Tubulaes


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoExiste uma imensa quantidade de casos de emprego de tubulaes na industria, de tal forma que a classificao exposta abaixo meramente ilustrativa:

Tubulaes industriais:

Tubulaes dentro de instalaes industriaisTubulaes Fora de instalaes industriaisTubulaes:de processo; de utilidades;de instrumentao;de transmisso hidrulica;de drenagem.Tubulaes de transporteTubulaes de distribuioaduotransportedrenagemdistribuiocoleta


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulao de processo: tubulaes do fluido ou dos fluidos que constituem a finalidade principal da industria.

Exemplos: tubulaes de leos em refinarias; tubulaes de vapor em centrais termoeltricas; tubulaes de produtos qumicos em industrias quimicas.


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulao de utilidade: tubulaes de fluidos auxiliares de unidades industrias que se dedicam ao processamento armazenagem ou a distribuio de fluidos, e tambm as tubulaes em geral de todas as industriais que se dedicam a outras atividades;

Podem servir tanto para o funcionamento da prpria industria (sistemas de refrigerao, aquecimento, vapor para acionamento de mquinas, etc...) quanto para outras finalidades (tubulaes de gua doce, salgada, vapor, condensado, ar comprimido, etc...)


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulao de instrumentao: tubulaes para transmisso de ar comprimido para as vlvulas de controle e instrumentos automticos.As tubulaes de instrumentao no so destinadas ao transporte de fluidos!

Tubulao de transmisso hidrulica: tubulaes de lquidos sob presso para comandos e mecanismos hidrulicos.As tubulaes de transmisso hidrulicas tambm no so destinadas ao transporte de fluidos!

OBS: Os tubos que fazem parte integrante de equipamentos (caldeiras, trocadores de calor) no so considerados como pertencentes s redes de tubulao.


Classificao das tubulaes industriais quanto ao emprego


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulaes de drenagem: redes encarregadas de coletar e conduzir ao destino conveniente os diversos efluentes fluidos de uma instalao industrial.Quase todas as tubulaes de drenagem trabalham sem presso e com fluidos variados e frequentemente mal definidos.

Para quaisquer classe de tubulaes dentro dos limites de uma instalao industrial devemos distinguir sempre dois casos gerais: Tubulaes no interior das reas de trabalho ou de processamento de fluidos; Tubulaes externas, isto , as linhas fora das reas de processo (por exemplo armazenagem, tubulaes de ligao entre a armazenagem e o processo).


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoExemplo de uma tubulao externa utilizada para a ligao entre a armazenagem e o processo.


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulaes de transporte: troncos empregados para o transporte de lquidos e de gases a longas distncias fora de instalaes industriais.Exemplos deste tipo de tubulao so os gasodutos e oleodutos.


Classificao das tubulaes industriais quanto ao empregoTubulaes de distribuio: redes ramificadas foras das instalaes industriais, podem ser de distribuio propriamente dita (de gua, vapor, etc...) quando o fluxo se d em direo s extremidades dos ramais, e de coleta (drenagem de esgoto) quando o fluxo se d em direo s linhas-tronco.


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoTubulaes para gua:gua doce:gua potvelgua de alimentao de caldeirasgua industrialgua salgada e outras guas agressivas gua de incndiogua de irrigao


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoTubulaes para vapor:Vapor superaquecidoVapor saturadoVapor exaustoCondensado


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoPetrleo cruProdutos intermedirios e finais do petrleoleos vegetaisleos hidrulicosTubulaes para leos:


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzido


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoAr comprimido industrialAr comprimido de instrumentaoTubulaes para ar:


Gs de iluminaoGases de petrleoGases de alto-fornoTubulaes para gases:Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoGs naturalCO2, oxignio, etc...


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoEsgoto pluvialEsgoto sanitrioGases residuaisTubulaes para esgoto e drenagem:Esgoto industrialDrenagem de emergncia


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzido


Classificao das tubulaes industriais quanto ao fluido conduzidoTubulaes para Fluidos diversos: Tintas, misturas de refrigerantes, pasta de papel, bebidas, xaropes, leos e gorduras comestveis...


Materiais Para Tubos


Materiais Para TubosExiste uma variedade muito grande de materiais utilizados na confeco de tubos. S a American Society for Testing and Materials (ASTM), especifica mais de 500 tipos de materiais diferentes.


Materiais Para TubosA seleo do material mais adequado a uma determinada aplicao pode ser um processo difcil.


Fatores que Influenciam a Seleo do Material a Ser UtilizadoNa maior parte dos casos, os fatores determinantes na seleo do material a ser utilizado na tubulao sero conflitantes.Os Principais fatores so: Fluido conduzido PH, Toxidade... Condies de servio Temperatura e presso... Nvel de tenses do material Esforos estticos ou dinmicos.Custo dos materiais Custo de aquisio e manuteno. Facilidade de fabricao e montagem Soldabilidade, usinabilidade... Experincia prvia utilizar um material novo para tal aplicao???? Tempo de vida previsto tempo de amortecimento do investimento...


Fatores que Influenciam a Seleo do Material a Ser UtilizadoResumindo, pode se indicar a seguinte rotina para seleo de materiais:

Conhecer os materiais disponveis na prtica e suas limitaes (fsicas, de fabricao)...

Selecionar os grupos mais adequados (tendo em vista as condies de trabalho, corroso, etc...).

Comparar economicamente os grupos pr-selecionados.


Fatores que Influenciam a Seleo do Material a Ser UtilizadoFonte: Notas de aula, professor Luiz Carlos CordeiroA comparao de custos deve ser feita considerando-se a relao custo/resistncia mecnica ou seja a comparao deve ser feita entre preos corrigidos que sero os preos por Kg multiplicado pelo peso especfico e dividido pela tenso admissvel de cada material.


Fatores que Influenciam a Seleo do Material a Ser UtilizadoNa comparao de custos deve-se, ainda, considerar:

Resistncia a corroso (sobre-espessura de sacrifcio)

Maior ou menor dificuldade de solda.

Necessidade ou no de alvio de tenses.

etc...


Dimensionamento do Dimetro da tubulaoDa vazo necessria;Na maior parte dos casos um problema hidrulico, logo, depende:Das diferenas de cota existentes;Das presses disponveis;Das velocidades e perdas de carga admissveis;Da natureza do fluido;Do material da tubulao;O clculo feito por aproximaes sucessivas Como funo da velocidade e/ou perda de carga admissvel.Excees:Funo do dimetro do bocal do equipamento;Funo estrutural (vo entre os suportes);


Dimensionamento do Dimetro da tubulaoConsideraes:

Quanto maior for a perda de carga, maior ser a energia perdida;

Para diminuir a perda de carga preciso aumentar o dimetro;

Normalmente um problema econmico (custo/benefcio).


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