Instalações Mecânicas e Industriais I LISTA DE EXERCÍCIOS – P1 P1 1 - Defina tubos, tubulações industriais e cite suas aplicações: Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao transporte de fluidos. Tubulação é o conjunto de tubos e de seus diversos acessórios. São utilizados para o transporte de todos os materiais capazes de escoar, visto que o ponto de geração o armazenagem dos fluidos está, em geral, longe do seu local de aplicação.
2 – Diferencie Diferencie tubos, canos e mangueiras. Tubos e canos são condutos rígidos, onde o cano tem a função de conduzir fluidos e os tubos as demais funções (estrutural, trocador de calor, condução de movimento, etc). Mangueiras são os condutos flexíveis.
3 – Como são classificadas as tubulações industriais quanto ao emprego? Cite exemplos de cada tipo. São classificadas em tubulações dentro das instalações industriais (tubulações de processo, de utilidades, de instrumentação, de transmissão hidráulica e de drenagem) e tubulações fora das instalações industriais {tubulações de transporte (adução, transporte e drenagem) e tubulações de distribuição (distribuição e coleta)}. As tubulações de processo são aquelas do fluido que constituem a finalidade básica da indústria (tubulações de óleo em refinarias, tubulações de vapor em termelétricas). As tubulações de utilidade são as de fluidos auxiliares na indústria (redes de água doce, água salgada, vapor, condensado e ar comprimido). As tubulações de instrumentação são aquelas utilizadas para a transmissão de sinais de ar comprimido para as válvulas de controle e instrumentos automáticos. Não são destinadas ao transporte de fluidos. As tubulações de transmissão hidráulica, que também não se destinam ao transporte de fluidos, são as tubulações de líquidos sob pressão para os comandos e servomecanismos servomecanismos hidráulicos. As tubulações de drenagem são encarregadas de coletar e conduzir ao destino conveniente os diversos efluentes fluidos de uma instalação industrial. Não são classificadas como tubulações de utilidades por trabalharem sem pressão e com fluidos muito variados e frequentemente mal definidos. As tubulações de transporte são os troncos empregados para o transporte de líquidos e gases a longas distâncias fora de instalações industriais (adutoras de água, oleodutos e gasodutos). As tubulações de distribuição são as redes ramificadas fora de instalações industriais. Podem ser tanto de distribuição mesmo quanto de coleta. José Elias de Oliveira Gomes Júnior
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Instalações Mecânicas e Industriais I 4 – Quais são os fatores que devem ser considerados para dimensionamento do diâmetro das tubulações? Na maior parte dos casos é um problema hidráulico, logo, depende: da vazão necessária; das diferenças de cota existentes; das pressões disponíveis; das velocidades e perdas de carga admissíveis; da natureza do fluido e do material da tubulação. O cálculo é feito por aproximações sucessivas como função da velocidade e/ou perda de carga admissível.
5 – Como se classifica as tubulações quanto ao fluido conduzido. Classificam-se em tubulações para água, para vapor, para óleos, para ar, para gases, para esgotos e drenagem e para fluidos diversos.
6- Porque os materiais empregados em tubulações industriais devem obedecer alguma especificação? Os materiais empregados em tubulações industriais devem obedecer a uma especificação para que suas propriedades sejam perfeitamente conhecidas e garantidas.
7 – Quais são os fatores determinantes na seleção do material a ser utilizado em tubulações? - Fluido conduzido (ph, toxicidade...) - Condições de serviço (temperatura e pressão) - Nível de tensões do material (esforços estáticos ou dinâmicos) - Custo dos materiais - Facilidade de fabricação e montagem (soldabilidade, usinabilidade...) - Experiência prévia - Tempo de vida previsto
8- Em que consiste o termo especificação de material para tubulações industriais? São documentos normativos emitidos por sociedades de normalização reconhecidas, ou por alguns fabricantes, contendo geralmente a descrição e finalidade do material, composição química, propriedades mecânicas, ensaios e testes exigidos ou recomendados, etc.
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Instalações Mecânicas e Industriais I 9 – O que depende para o dimensionamento do diâmetro das tubulações industriais? - Quanto maior for a perda de carga, maior será a energia perdida; - Para diminuir a perda de carga é preciso aumentar o diâmetro; - Normalmente é um problema econômico (custo/benefício)
10 – Quais são os processos de fabricação para tubos sem costura? Laminação, Extrusão e Fundição.
11- Quais são os processos de fabricação para tubos com costura? Solda.
12 – Quais são as matérias-primas utilizadas para cada tipo de processo de fabricação de tubos? O processo de laminação é empregado na fabricação de tubos de aços-carbono, aços-liga e aços inoxidáveis, de 80 a 650 mm de diâmetro. O processo de extrusão é empregado em tubos de aço de pequenos diâmetros (abaixo de 80 mm) e também em tubos de alumínio, cobre, latão, metais não-ferrosos e materiais plásticos. O processo de fundição é empregado em tubos de ferro fundido, alguns aços especiais não forjáveis e a maioria dos materiais não metálicos, tais como: concreto, cimento-amianto, barro-vidrado, etc. Fabricam-se tubos com costura de aço-carbono, aço inoxidável e aços liga, em toda a faixa de diâmetros da indústria.
13 – Qual a categoria dos tubos feitos por solda helicoidal? A matéria prima é sempre uma bobina, permitindo qualquer diâmetro de tubo, mesmo muito grandes. A bobina é enrolada sobre si mesma.
14 – A norma ASME B.31 limita a utilização dos tubos feitos por solda helicoidal? Se sim, qual é a limitação? Categoria D – serviços de baixa responsabilidade
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Instalações Mecânicas e Industriais I 15 – Quais são os tipos de ensaios que os tubos feitos por solda são submetidos? Todo tubo fabricado com costura é submetido individualmente a testes hidrostáticos de pressão interna e a solda é inspecionada por radiografia ou ultrassom.
16 – Porque tubulações de aço carbono precisa ter acréscimo de sobre espessura? Porque o aço carbono é um material de baixa resistência a corrosão.
17 – Quais os casos que se justifica a utilização de aços especiais para tubulações? - Altas temperaturas; - Baixas temperaturas; - Alta corrosão (com exceção da água salgada, que os destrói tão rapidamente como os aços-carbono); - Necessidade de não contaminação (produtos alimentares e farmacêuticos, por exemplo); - Segurança (serviços com fluidos perigosos: muito quentes, inflamáveis, tóxicos, explosivos, etc).
18 – Quais as classes de aço-liga e suas características?
Aços-liga de molibdênio e de cromo-molibdênio: - Temperaturas elevadas; - Resistência à corrosão; - Resistência à fluência (até 2,5% Cr); - Mais difíceis de soldar.
Aços-liga de níquel: - Temperaturas muito baixas; - Mais difíceis de soldar.
19 – Quais as normas que definem os diâmetros comerciais dos aços-carbono e aços-liga e dos aços inoxidáveis? Aços-carbono e aços-liga: Norma ANSI.B.36.10 Aços Inoxidáveis: Norma ANSI.B.36.19
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Instalações Mecânicas e Industriais I 20 – Que tipos de extremidades são fabricados os tubos de aços? - Pontas lisas, simplesmente esquadrejadas; - Pontas chanfradas, para uso com solda de topo; - Pontas rosqueadas.
21 - Cite os dados que são os dados indicados para encomenda de tubos. - Quantidade (em comprimento ou peso); - Diâmetro nominal; - Espessura de parede ou número de série; - Norma dimensional que deva ser obedecida; - Descrição completa do material (especificação e grau); - Processos de fabricação e de acabamento; - Tipo de extremidades (lisa, chanfrada, rosqueada, etc.); - Tipo de acabamento externo ou de revestimento interno, se houverem.
22 – Quais são as vantagens dos tubos de plásticos? - Pouco peso; - Alta resistência a corrosão; - Coeficiente de atrito muito baixo; - Facilidades de fabricação e de manuseio; - Baixa condutividade térmica e elétrica; - Cor própria e permanente que dispensa pintura, dá boa aparência, e permite que se adotem códigos de cores para identificação das tubulações; - Alguns plásticos podem ser translúcidos, permitindo a observação visual da circulação dos fluidos pelos tubos.
22 – Quais são as desvantagens dos tubos de plásticos? - Baixa resistência ao calor; - Baixa resistência mecânica; - Pouca estabilidade dimensional, estando sujeitos a deformações por fluência em quaisquer temperaturas; José Elias de Oliveira Gomes Júnior
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Instalações Mecânicas e Industriais I - Insegurança nas informações técnicas relativas a comportamento mecânico e a dados físicos e químicos; - Alto coeficiente de dilatação, até 15 vezes o do aço carbono; - Alguns plásticos são combustíveis ou pelo menos capazes de alimentar vagarosamente a combustão.
23 – Que tipos de plásticos são mais importantes para tubulações? - Polietileno; - Cloreto de polivinil (PVC); - Acrílico butadieno-estireno (ABS) e Acetato de celulose; - Hidrocarbonetos fluorados; - Epoxi; - Poliésteres e fenólicos.
24 – Quais são as finalidades dos revestimentos aplicados em tubos de aço? - Anticorrosivo ou para evitar a contaminação do fluido; - Antiabrasivo e antierosivo; - Refratários (isolamento térmico interno).
25 – Quais são os principais meios de ligações de tubos? - Ligações Rosqueadas; - Ligações Soldadas; - Ligações Flangeadas; - Ligações de Ponta e Bolsa; - Outros sistemas (Ligações de compressão e ligações patenteadas).
26 – Que aplicações se utilizam tubulações com conexões rosqueadas? São aplicadas principalmente em tubulações prediais e em tubulações industriais em serviços de baixa responsabilidade (água, ar, condensado de baixa pressão, etc), sempre até o diâmetro nominal de 4”.
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Instalações Mecânicas e Industriais I 27 – Por que em ligações rosqueadas se utiliza tubulações da série 80 para cima? Porque o rosqueamento enfraquece sempre a parede dos tubos e tubos da série 80 para cima são tubos de paredes grossas.
28 – Por que ligações rosqueadas são as que utilizam tubos galvanizados? Porque a soldagem em material galvanizado sempre apresenta defeitos.
29 – Quais são as vantagens das ligações soldadas? - Resistência mecânica boa (equivalente à do tubo inteiriço); - Estanqueidade perfeita e permanente; - Boa aparência; - Facilidades na aplicação de isolamento térmico e de pintura; - Nenhuma necessidade de manutenção.
30 – Quais são as desvantagens das ligações soldadas? - Dificuldade de desmontagem das tubulações; - Necessidade de mão-de-obra especializada.
31 – Quais são os serviços que não é aconselhado o uso de boca de lobo? As bocas-de-lobo são desaconselhadas para serviços sujeitos a fortes vibrações ou altamente cíclicos.
32 – Utilização do nomograma. Ver anexo “Nomograma”.
33 – Por que a ligação flangeada é a melhor opção no uso de tubos com revestimento? Porque permite a perfeita continuidade do revestimento, desde que este se estenda também sobre as faces dos flanges.
34 – Porque em geral as ligações flangeadas devem ser evitadas? Porque são sempre pontos de possíveis vazamentos, e também porque são peças caras, pesadas e volumosas. José Elias de Oliveira Gomes Júnior
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Instalações Mecânicas e Industriais I 35 – Quais os tipos de faceamento dos flanges mais usuais ? - Face com ressalto; - Face plana; - Face para junta de anel; - Face de macho e fêmea.
36 - Qual a aplicação da face do flange do tipo junta de anel? Esse tipo de face é usado em flanges de aço para serviços severos, de altas pressões e temperaturas, transporte de hidrocarbonetos ou, em quaisquer casos, para temperaturas acima de 550ºC. É empregado também para fluidos perigosos, tóxicos, etc., em que deva haver maior segurança contra vazamentos.
37 – De uso do gráfico abaixo defina a pressão admissível para a classe PN 100 na temperatura de 300°C. Resposta: Aproximadamente 80 kg/cm²
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Instalações Mecânicas e Industriais I 38 – Para o pedido de flanges quais são as informações necessárias? - Quantidade (número de peças); - Tipo de flange; - Diâmetro nominal (do tubo); - Tipo de face; - Especificação do material do flange; Obs.: Para os flanges de pescoço e flanges de encaixe é necessário especificar a espessura de parede do tubo a ser soldado. Para os flanges rosqueados é necessário especificar o tipo de rosca.
39 – Qual é a relação entre a resistência da junta e a pressão de fluido? Quanto maior for a pressão do fluido, mais dura e resistente terá de ser a junta, para resistir ao esforço de compressão dos parafusos e de cisalhamento pela pressão do fluido.
40 – Qual a aplicação da junta de borracha sintética? Usada para óleos até 80º C.
41 - Qual a aplicação da junta semi-metálica e exigência de acabamento dos flanges? É utilizada para flanges de classes de pressão 600# ou mais altas. Para essas juntas, recomenda-se o acabamento liso para a face dos flanges, com rugosidade média máxima de 0,003 mm (125RMS).
42 – Qual é a vantagem do uso de estojo em flanges? Os estojos permitem melhor aperto do que os parafusos, porque a parte mais fraca dos parafusos é justamente a ligação do corpo com a cabeça, podendo ser usados para quaisquer pressões e temperaturas.
43 – O que significa serviço severo e serviço não severo para tubos? Serviço não severo significa fluido não perigoso, pressão até 7 kgf/cm² e temperaturas inferiores a 100ºC. Serviço severo significa alta responsabilidade (fluidos inflamáveis, tóxicos, etc.) ou pressões e/ou temperaturas superiores aos limites citados acima. José Elias de Oliveira Gomes Júnior
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