NBR 12712 Projeto de sistemas de transmissão e distribuição de gás combustível MAR 1993
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SUMÁRIO
Procedimento Origem: Projeto 09:302.01-001/1990 09:302.01-001/ 1990 CB-09 - Comitê Brasileiro de Combustíveis Combustíveis (exclusive (excl usive nucleares) CE-09:302.01 - Comissão de Estudo de Sistemas de Transporte e Distribuição de Gás Combustível NBR 12712 - Design of transmission and distribution piping pi ping systems for fuel gas Procedure Descriptors: Fuel gas distribution system. Combustible gas. Fuel gas transmissi on system Válida a partir de 31.05.1993 Palavras Palavras-cha -chave: ve: Distribuição de gás. Gás combustível. Transmissão de gás
1 Obje Objetiv tivoo 2 Documento Documentoss complementa complementares res 3 Defini Definiçõe çõess 4 Materiais Materiais e equipame equipamentos ntos 5 Estud Estudos os prévio prévioss 6 Classifica Classificação ção de locação locação 7 Determina Determinação ção da espess espessura ura 8 Profundid Profundidade ade de enterramen enterramento to 9 Afasta Afastamen mentos tos 10 Requisitos devidos à proximidade de linhas elétricas elétricas 11 Cruzamen Cruzamentos tos e travessias travessias ção de tubulações enterradas quanto a cargas 12 Prote roteção externas 13 Sinaliz Sinalizaçã açãoo 14 Controle e limitação das pressões pressões 15 Estaçõe Estaçõess de compressão compressão 16 Reservatórios Reservatórios tubulares tubulares e cilíndricos 17 Válvula Válvulass intermed intermediária iáriass 18 Caixas Caixas subterrâ subterrânea neass 19 Ramais de serviço serviço 20 Componentes Componentes de tubulação não-padronizados não-padronizados 21 Análise Análise da flexibi flexibilidad lidadee 22 Cálculo Cálculo das das tensões tensões 23 Limitação Limitação das tensõe tensõess 24 Supo Suporte rtess 25 Sistemas Sistemas de GLP gaseific gaseificado ado 26 Requisitos de de qualidade qualidade superficial superficial de tubulação tubulação 27 Mudança Mudançass de direçã direçãoo 28 Sold Soldaagem 29 Ensaios Ensaios após após a construção construção 30 Controle Controle da da corrosão corrosão
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31 Estabiliz Estabilização ação de de pista e vala vala 32 Odoriz Odorizaç ação ão ANEXO NEXO A - Diagrama Diagrama ilustra ilustrativo tivo do campo de aplicação aplicação desta Norma ANE NEXO XO B - Fatore Fatoress de de conv conver ersão são ANEXO NEXO C - Ensaio Ensaio de achatamen achatamento to para para tubos ANEXO NEXO D - Tensão Tensão mínima de escoame escoamento nto espe especifica cificada da (Sy) de materiais para tubos ANE NEXO XO E - Exemp Exemplos los de aplica aplicação ção dos dispositivos de controle e proteção requeridos em estações de controle de pressão ANEXO NEXO F - Exemplo Exemplo de aplica aplicação ção das regras regras para para o projeto de derivações tubulares soldadas ANE NEXO XO G - Const Constan ante tess física físicass ANEXO NEXO H - Método Método de dimension dimensionamen amento to para a pressão pressão gomos interna das curvas em ANE NEXO XO I - Combina Combinaçõe çõess para para ligação ligação por solda, solda, de juntas de topo de de mesma espessura espessura ANEXO NEXO J - Preparaç Preparação ão de extremida extremidades des para solda solda de topo de juntas de espessuras e/ou tensões de escoamento diferentes ANEXO NEXO K - Detalhe Detalhess de ligações ligações entre entre tubos tubos e flanges flanges
1 Objetivo 1.1 Esta Norma fixa as condições mínimas exigíveis para para projeto, especificação especificação de materiais e equipamentos, equipamentos, fabricação de componentes e ensaios dos sistemas de transmissão e distribuição de gás combustível por dutos. 1.2 Esta Norma aplica-se somente aos sistemas nos quais os componentes são de aço.
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NBR 12712/1993
1.3 Esta Esta Norma aplica-se a todo todo sistema de transmissão e distribuição, no que concerne a:
a) gasodutos de transmissão; b) gasodutos de distribuição; c) ramais; d) estações de compressão;
2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar: NBR 5418 - Instalação elétrica em ambientes com lí quidos, gases ou vapores inflamáveis - Procedimento NBR 5580 - Tubos de aço-carbono para rosca Whitworth gás para usos comuns na condução de fluidos - Especificação Especificação
e) estações de lançamento/recebimento de raspadores;
NBR 5874 - Soldagem elétrica - Terminologia
f) estações de redução e controle; control e;
NBR 5893 - Papelão hidráulico para uso universal e alta pressão - Material para juntas - Especificação Especificação
g) estações de medição;
NBR 6118 - Projeto e execução de obras de concreto armado - Procedimento
h) reservatórios tubulares de gás. Nota: Um diagrama ilustrativo da abrangência desta Norma é dado no Anexo A.
1.4 Esta Norma abrange também as condições de aplicaaplicação dos componentes do sistema de transmissão transm issão e distribuição, tais como: tubos, válvulas, válvulas, conexõe conexões, s, flanges, parafusos, juntas, reguladores e válvulas de segurança de pressão. 1.5 Esta Norma não se aplica a:
a) projeto e fabricação de vasos de pressão; b) tubulações a jusante do medidor do consumidor;
NBR 6123 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento NBR 6154 - Tubos de aço de seção circular - Ensaio de achatamento - Método de ensaio NBR 6326 - Padronização de rosca para conexões Especificação NBR 9171 - Drenagem de corrente de interferência entre tubulação e ferrovias em proteção catódica Padronização NBR 9344 - Equipamentos de drenagem elétrica para proteção catódica - Especificação Especificação
c) sistemas de tratamento t ratamento e processamento de gás;
NBR 9363 - Anodo de liga de zinco para proteção catódica - Formatos e dimensões - Padronização
d) sistemas de transmissão e distribuição de GLP na fase líquida e de gás natural na fase líquida;
NBR 10183 - Recebimento, armazenagem e manuseio de materiais m ateriais e equipamentos para proteção catódica - Procedimento Procedimento
e) tubulações com temperaturas acima de 230°C e abaixo de -30°C; f) gasodutos submarinos. 1.6 Os tipos de gases cobertos por esta Norma são: gás natural, gás de refinaria, gás manufaturado, biogás e gás liquefeito de petróleo petróleo na fase vapor vapor (com ou sem mistura ). de ar). ar 1.7 Esta Norma propõe-se apenas a estabelecer requisitos essenciais de projeto e padrões mínimos de segurança, não se destinando a servir como manual de projeto; fica entendido que seu uso deve ser feito apoiado na boa prática da Engenharia. Engenharia. 1.8 Esta Norma não se aplica retroativamente às instalações existentes, inclusive no que diz respeito à máxima pressão de operação admissível dessas instalações. 1.9 Esta Norma adota o Sistema Internacional de UnidaUnidades (SI). Por conveniência de uso, consta do Anexo B uma relação dos fatores de conversão de algumas unidades de medida de outros sistemas para SI.
NBR 11712 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasesfera - Especificação NBR 11713 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasmacho - Especificação Especificação NBR 11714 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulas de retenção - Especificação NBR 12230 - SI - Prescrições para sua aplicação Procedimento NBR 12558 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasgaveta - Especificação ANSI B1.1 - Unified inch screw threads ANSI B1.20 - Pipe threads ANSI B16.5 - Pipe flanges f langes and flanged fittings
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1.3 Esta Esta Norma aplica-se a todo todo sistema de transmissão e distribuição, no que concerne a:
a) gasodutos de transmissão; b) gasodutos de distribuição; c) ramais; d) estações de compressão;
2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar: NBR 5418 - Instalação elétrica em ambientes com lí quidos, gases ou vapores inflamáveis - Procedimento NBR 5580 - Tubos de aço-carbono para rosca Whitworth gás para usos comuns na condução de fluidos - Especificação Especificação
e) estações de lançamento/recebimento de raspadores;
NBR 5874 - Soldagem elétrica - Terminologia
f) estações de redução e controle; control e;
NBR 5893 - Papelão hidráulico para uso universal e alta pressão - Material para juntas - Especificação Especificação
g) estações de medição;
NBR 6118 - Projeto e execução de obras de concreto armado - Procedimento
h) reservatórios tubulares de gás. Nota: Um diagrama ilustrativo da abrangência desta Norma é dado no Anexo A.
1.4 Esta Norma abrange também as condições de aplicaaplicação dos componentes do sistema de transmissão transm issão e distribuição, tais como: tubos, válvulas, válvulas, conexõe conexões, s, flanges, parafusos, juntas, reguladores e válvulas de segurança de pressão. 1.5 Esta Norma não se aplica a:
a) projeto e fabricação de vasos de pressão; b) tubulações a jusante do medidor do consumidor;
NBR 6123 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento NBR 6154 - Tubos de aço de seção circular - Ensaio de achatamento - Método de ensaio NBR 6326 - Padronização de rosca para conexões Especificação NBR 9171 - Drenagem de corrente de interferência entre tubulação e ferrovias em proteção catódica Padronização NBR 9344 - Equipamentos de drenagem elétrica para proteção catódica - Especificação Especificação
c) sistemas de tratamento t ratamento e processamento de gás;
NBR 9363 - Anodo de liga de zinco para proteção catódica - Formatos e dimensões - Padronização
d) sistemas de transmissão e distribuição de GLP na fase líquida e de gás natural na fase líquida;
NBR 10183 - Recebimento, armazenagem e manuseio de materiais m ateriais e equipamentos para proteção catódica - Procedimento Procedimento
e) tubulações com temperaturas acima de 230°C e abaixo de -30°C; f) gasodutos submarinos. 1.6 Os tipos de gases cobertos por esta Norma são: gás natural, gás de refinaria, gás manufaturado, biogás e gás liquefeito de petróleo petróleo na fase vapor vapor (com ou sem mistura ). de ar). ar 1.7 Esta Norma propõe-se apenas a estabelecer requisitos essenciais de projeto e padrões mínimos de segurança, não se destinando a servir como manual de projeto; fica entendido que seu uso deve ser feito apoiado na boa prática da Engenharia. Engenharia. 1.8 Esta Norma não se aplica retroativamente às instalações existentes, inclusive no que diz respeito à máxima pressão de operação admissível dessas instalações. 1.9 Esta Norma adota o Sistema Internacional de UnidaUnidades (SI). Por conveniência de uso, consta do Anexo B uma relação dos fatores de conversão de algumas unidades de medida de outros sistemas para SI.
NBR 11712 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasesfera - Especificação NBR 11713 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasmacho - Especificação Especificação NBR 11714 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulas de retenção - Especificação NBR 12230 - SI - Prescrições para sua aplicação Procedimento NBR 12558 - Válvulas de aço fundido e aço forjado para indústria de petróleo e petroquímica - Válvulasgaveta - Especificação ANSI B1.1 - Unified inch screw threads ANSI B1.20 - Pipe threads ANSI B16.5 - Pipe flanges f langes and flanged fittings
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ANSI B16.9 - Factory-made wrought steel buttwelding fittings ANSI B16.10 - Face-to-face and end-to-end dimensions of ferrous valves ANSI B16.11 - Forged steel fittings, socket welding and threaded ANSI B16.20 - Ring-joint gaskets and grooves for steel pipe flanges
API 605 - Large-diameter carbon steel flanges API 606 - Compact carbon car bon steel gate valves (extended body) API 609 - Butterfly valves, lug-type and wafer-type API 1104 - Standard for welding pipelines and related facilities ASTM A-36 - Carbon steel for general purposes
ANSI B16.21 - Nonmetalic flat gaskets for pipe flanges
ASTM A-53 - Carbon steel st eel pipe-seamless and welded
ANSI B16.25 - Buttwelding ends
ASTM A-105 - Carbon steel forgings for high temperature service
ANSI B16.28 - Wrought steel buttwelding short radius elbows and returns
ASTM A-106 - Carbon steel pipe-seamless for high temperature service
ANSI B16.33 - Manually operated metallic metalli c gas valves for use in gas piping systems up to 125 psig
ASTM A-134 - Arc welded pipe steel plate 16 in and over
ANSI B16.34 - Valves, flanged and buttwelding end
ASTM A-135 - Electric-resistance welded steel pipe
ANSI B16.36 - Steel orifice flanges, Class 300, 600, 900, 1500 and 2500
ASTM A-139 - Arc-welded steel pipe 4 in and over
ANSI B16.38 - Large manually operated metallic gas valves in gas distribution systems whose MAOP does not exceed 125 psig ANSI B31.1 - Power piping ANSI B31.3 - Chemical plant and petroleum refinery piping ANSI B36.10 - Welded and seamless wrought steel pipe ANSI/ASME - Boiler and pressure vessel code. Seção II (parte C), Seção Seção VIII e Seção IX
ASTM A-211 A-211 - Spiral - Welded steel or iron pipe ASTM A-333 - Carbon steel (low temperature service) pipe-seamless and welded ASTM A-372 - Carbon and alloy steel forgings for thin walled pressure vessels ASTM A-381 - Metal-arc-welded steel pipe for highpressure transmission systems ASTM A-671 - Electric-fusion-welded steel pipe for atmospheric and lower l ower temperatures
API 5A - Specification for casing, tubing and drill pipe
ASTM A-672 - Electric-fusion-welded steel pipe for high-pressure service at moderate temperatures
API 5L - Specification for line pipe
AWS A3.O - Welding W elding terms and definitions definitions
API 6D - Specification for pipeline valves (steel gate, plug, ball, and check valves)
Bulletim # 70 NFPA - National Fire Protection Association
API 526 - Flanged steel safety relief valves API 594 - W afer check valves
MSS SP-6 - Standard finishes for contact faces of pipes flanges and connecting-end flanges of valves and fittings
API 599 - Steel plug valves, flanged or buttwelding ends
MSS SP-25 - Standard marking systems for valves, fittings, flanges and unions
API 600 - Steel gate valves, flanged and buttwelding ends
MSS SP-42 - Corrosion-resistant gate, globe, angle and check valves with flanged and buttweld ends
API 601 - Metallic gaskets for raised-face pipe flanges and flanged connection (double-jacketed corrugated and spiral wound)
MSS SP-44 - Steel pipeline flanges
API 602 - Compact carbon steel gate valves
MSS SP-67 - Butterfly valves
API 603 - Class 150, cast corrosion-resistant flanged flanged end gate valves
MSS SP-72 - Ball valves with flanged or buttwelding ends for general service
MSS SP-45 - Bypass and drain connection standard
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MSS SP-75 - Specifications for high test wrought buttwelding fittings
3.1.7 Diretriz
MSS SP-79 - Socket-welding reducer inserts
Linha básica do caminhamento do gasoduto. Na m aioria dos gasodutos, fora das áreas urbanas, coincide com a linha de centro da faixa de domínio.
MSS SP-83 - Carbon steel pipe unions, socketwelding and threaded
3.1.8 Autoridade competente
MSS SP-84 - Steel valves - Socket welding and threaded ends MSS SP-88 - Diaphragm type valves NACE Std RP-01-69 - Control of external corrosion on underground or submerged metallic pipe systems NACE Std RP-02-75 - Application of organic coatings to the external surface of steel pipe for underground service Standard da EJMA - Expansion joit manufactures association
3 Definições
Órgão, repartição pública ou privada, pessoa jurídica ou física, encarregado, pela legislação vigente, de examinar, aprovar, autorizar ou fiscalizar a construção de gasodutos; à autoridade competente cabem aprovar e fiscalizar a passagem de gasodutos por vias públicas, ferrovias, acidentes naturais e outras interferências, bem como tratar de questões relativas à passagem do gasoduto junto a instalações de concessionárias de outros serviços públicos. Na ausência de legislação específica, a autoridade competente é a própria entidade pública ou privada que promove a construção do gasoduto. 3.1.9 Pista
Parte da faixa de domínio, fora das áreas urbanas, utilizada para os trabalhos de construção de gasodutos. 3.1.10 Interferência
3.1 Termos gerais 3.1.1 Gás combustível
Qualquer construção, aérea ou subterrânea, localizada na passagem do gasoduto.
Toda forma gasosa apropriada para uso como combustível doméstico, comercial ou industrial, sendo transmitida (transportada) ou distribuída para o usuário através de dutos.
3.1.11 Interferência paralela
3.1.2 Transmissão de gás (transporte de gás)
3.1.12 Duto (tubo)
Atividade de transferência de gás combustível, por meio de dutos, desde as fontes de produção ou suprimento até os locais em que o produto passa para o sistema de distribuição de gás.
Produto tubular fabricado de acordo com uma norma de fabricação.
3.1.3 Distribuição de gás
Conjunto de tubulações que constitui linhas de distribuição e ramais.
Atividade de fornecimento de gás combustível, por meio de dutos, aos estabelecimentos consumidores (residenciais, comerciais, industriais, outros) através de rede da companhia distribuidora. 3.1.4 Companhia distribuidora
Empresa pública ou privada responsável pela distribuição de gás combustível. 3.1.5 Companhia operadora
Empresa pública ou privada responsável pela operação de transmissão e/ou distribuição de gás combustível. 3.1.6 Faixa de domínio ou faixa
Área de terreno de largura definida, ao longo da diretriz do gasoduto situado fora da área urbana, legalmente destinada à sua instalação e manutenção, ou faixa destinada, pela autoridade competente, ao gasoduto na área urbana.
Trecho da diretriz de um gasoduto que está próximo e segue numa direção paralela à determinada faixa de domínio de estrada, rua, rodovia, ferrovia ou rede elétrica.
3.1.13 Rede
3.1.14 Linha
Gasoduto de transmissão ou de distribuição. O próprio tubo do gasoduto. 3.1.15 Cobertura
Distância medida verticalmente entre a geratriz superior do revestimento do duto e as bordas da vala, ao nível acabado da pista. 3.1.16 Cruzamento
Passagem subterrânea do duto por rodovias, ferrovias, outros dutos e instalações subterrâneas já existentes. 3.1.17 Travessia
Passagem aérea, subterrânea ou submersa do duto, através de rios, lagos, açudes, regiões permanentemente ou eventualmente alagadas, grotas e ravinas.
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3.1.18 Cavalote
3.1.31 Anel de reforço
Arranjo de tubulação pré-fabricado utilizado em travessias aéreas ou enterradas e em cruzamentos.
Peça feita de chapa de aço, em forma de coroa circular, usada para reforço estrutural da boca-de-lobo em uma derivação; também denominado colarinho de reforço.
3.1.19 Interligação ( tie-in ) 3.1.32 Mossa ( dent )
União entre dois trechos de um gasoduto. 3.1.20 Seção de interligação
Pequeno trecho de gasoduto situado entre duas interligações. 3.1.21 Curvamento natural
Mudança de direção feita no duto durante a fase de construção, sem que ele sofra deformação permanente. 3.1.22 Jaqueta de concreto
Depressão na superfície de uma peça, sem que haja redução na espessura de parede. 3.1.33 Entalhe ( notch )
Corte longo e estreito na superfície de uma peça com redução na espessura de parede. 3.1.34 Goivadura ( gouge )
Corte em uma superfície com a forma côncava de uma meia-cana.
Envoltório anular de concreto, feito em um tubo, com a finalidade de dar-lhe resistência mecânica para a proteção de cargas externas ou conferir-lhe peso adicional para estabilizá-lo quando submerso.
3.1.35 Ranhura ( groove )
3.1.23 Bloco de lastro
3.1.36 Componentes (de tubulação)
Contrapeso, feito geralmente de concreto armado, com a finalidade de conferir peso adicional ao tubo sobre o qual é fixado, para estabilizá-lo quando submerso.
Quaisquer elementos mecânicos pertencentes ao sistema de tubulação, tais como: válvulas, flanges, conexões padronizadas, conexões especiais, derivações tubulares, parafusos e juntas. Os tubos não são considerados componentes de tubulação.
3.1.24 Tramo
Conjunto de dois ou mais tubos soldados; também denominado coluna. 3.1.25 Tubo-camisa ou tubo-luva ( casing )
Tubo de aço no interior do qual o gasoduto é montado, facilitando realização de cruzamento e/ou dando proteção mecânica ao duto. 3.1.26 Raspador ( pig )
Denominação genérica dos dispositivos que se fazem passar pelo interior dos dutos, im pulsionados pela pressão de gases ou líquidos. 3.1.27 Lançador/recebedor de raspadores ( scraper-trap )
Instalação para introdução e retirada de raspadores no gasoduto.
Corte em uma superfície de forma alongada, tipo risco ou estria.
3.2 Termos do sistema de tubulação 3.2.1 Sistema de gás
Sistema físico de transmissão e distribuição de gás combustível, constituído de gasoduto, válvulas, compressores, separadores, reservatórios, etc. 3.2.2 Tubulação
Conjunto constituído apenas de tubos e componentes de tubulação. 3.2.3 Gasoduto
Tubulação destinada à transmissão e distribuição de gás. 3.2.4 Gasoduto de transmissão
Gasoduto destinado à transmissão de gás combustível.
3.1.28 Boca-de-lobo (derivação)
3.2.5 Gasoduto de distribuição
Derivação tubular feita por uma ligação soldada, diretamente, entre a linha-tronco e o ramal.
Gasoduto destinado à distribuição de gás combustível. 3.2.6 Ramal
3.1.29 Colar ( outlet fitting )
Peça forjada utilizada como reforço em uma derivação tubular.
Gasoduto que deriva da linha de transmissão/distribuição e termina no medidor do consumidor. Qualquer derivação de uma linha considerada principal.
3.1.30 Furação em carga ( hot tapping )
3.2.7 Ramal externo do consumidor
Execução de um furo, feito por trepanação, com a linha em operação, para a instalação de uma derivação tubular.
Trecho de tubulação que deriva da linha de distribuição e termina no limite do terreno do consumidor.
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3.2.8 Ramal interno do consumidor
3.3 Termos dimensionais
Trecho de tubulação, situado entre o limite do terreno do consumidor e o medidor, bem como qualquer tubulação, situada no terreno do consumidor, destinada a GLP na fase vapor, interligando os reservatórios com as instalações internas para gases combustíveis, ou com equipamentos a gás.
3.3.1 Espessura nominal
3.2.9 Ramal de serviço
Espessura de parede calculada para resistir à pressão interna, conforme 7.1.
Trecho de tubulação que deriva da linha de distribuição e termina no medidor do consumidor.
3.3.3 Diâmetro nominal (DN)
Espessura de parede listada na especificação ou norma dimensional do tubo ou do componente de tubulação. 3.3.2 Espessura requerida
Equipamento instalado no ramal de serviço para controle da pressão do gás fornecido ao consumidor.
Número que expressa a dimensão do tubo e dos componentes de um sistema de tubulação, e não necessariamente correspondendo aos diâmetros interno ou externo do tubo ou componente de tubulação.
3.2.11 Regulador monitor (válvula de controle monitora)
3.3.4 Diâmetro externo
Equipamento de controle de pressão, instalado em série com outro do mesmo tipo, com a finalidade de assumir automaticamente o controle da pressão a jusante, em situações anormais de operação.
Diâmetro externo especificado do tubo ou do componente de tubulação constante da norma dimensional de fabricação.
3.2.10 Regulador de serviço
3.2.12 Medidor
Equipamento instalado na linha, que mede a vazão (volumétrica ou mássica) de gás transferido. 3.2.13 Dispositivo de bloqueio automático
Equipamento instalado com a finalidade de, sob condições anormais de operação, interromper o fluxo de gás de forma a impedir que a pressão ultrapasse valores preestabelecidos. 3.2.14 Dispositivo de alívio de pressão
Equipamento instalado para descarregar o gás de um sistema, de forma a impedir que a pressão exceda valores preestabelecidos. 3.2.15 Válvula de ramal
Válvula de bloqueio de fácil manuseio localizada a montante do regulador de serviço, ou do medidor, com a finalidade de interromper o fluxo de gás no ramal interno do consumidor. 3.2.16 Reservatório tubular
Reservatório fixo, composto de tubos e componentes de tubulação, com a finalidade exclusiva de armazenar gás. 3.2.17 Reservatório cilíndrico
Reservatório de forma cilíndrica, com as extremidades fechadas por tampões, fabricado industrialmente, com a finalidade de armazenar gás. 3.2.18 Proteção contra sobrepressão
3.4 Termos de propriedades mecânicas 3.4.1 Tensão de escoamento
Tensão na qual o material apresenta uma deformação permanente quando submetido ao ensaio de tração; é também, para alguns materiais, a tensão que no diagrama tensão-deformação corresponde a uma deformação especificada. 3.4.2 Tensão mínima de escoamento especificada (Sy)
Tensão de escoamento mínima prescrita pela especificação sob a qual o tubo é comprado do fabricante. É obtida de ensaios padronizados e representa um valor probabilístico. 3.4.3 Tensão de ruptura (limite de resistência à tração)
Tensão obtida pela razão entre a carga máxima aplicada e a área inicial da seção transversal do corpo-de-prova padrão, no ensaio de tração. 3.5 Termos de projeto, fabricação e ensaio 3.5.1 Classe de locação
Critério para a classificação de uma área geográfica de acordo com sua densidade populacional aproximada, e em função da quantidade de construções para ocupação humana localizadas nesta área. A classe de locação serve para propósitos de projeto, construção e operação. 3.5.2 Unidade de classe de locação
Área que classifica uma locação e se estende por 200 m de cada lado da linha de centro de qualquer trecho contínuo e desenvolvido de 1600 m de gasoduto. 3.5.3 Índice de densidade populacional
Proteção proporcionada por um dispositivo ou equipamento instalado com o objetivo de impedir que a pressão em um sistema de gás exceda um valor predeterminado.
Número, relacionado com a densidade populacional, aplicável a um segmento específico de 1600 m de gasoduto
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e usado para determinar os requisitos de projeto, construção e operação.
3.5.15 Temperatura de projeto
3.5.4 Pressão
Temperatura de escoamento do gás usada para o dimensionamento mecânico do gasoduto. É um a temperatura fixada a partir das condições de fluxo no sistema de gás.
Relação entre força e área. A menos que expressos em contrário, todos os valores de pressão apresentados nesta Norma são referidos à pressão atmosférica normal.
3.5.16 Temperatura do solo
3.5.5 Pressão de projeto
Pressão usada na determinação da espessura de parede do tubo e dos componentes de tubulação. É uma pressão fixada a partir das condições de fluxo do sistema de gás. 3.5.6 Máxima pressão de operação (MPO)
Maior pressão na qual um sistema de gás sob condições normais é operado.
Temperatura do solo na profundidade em que o tubo se encontra. 3.5.17 Temperatura máxima (ou mínima) de operação
Temperatura máxima (ou mínima) do fluido transportado sob condições normais de operação, inclusive nas paradas e partidas do sistema. 3.5.18 Tensão circunferencial
Maior pressão na qual um sistema de gás pode ser operado de acordo com as provisões desta Norma, em função de sua qualificação por ensaio de pressão.
Tensão normal na parede do tubo, atuando perpendicularmente a um plano contendo seu eixo longitudinal; a menos que seja expressamente dito em contrário, o termo “tensão circunferencial” refere-se à tensão circunferencial de membrana provocada pela pressão interna (hoop stress )
3.5.8 Pressão-padrão de serviço
3.5.19 Tensão longitudinal
Pressão do gás que a companhia operadora se encarrega de manter nos medidores de seus consumidores.
Tensão normal na parede do tubo, atuando paralelamente ao eixo longitudinal.
3.5.9 Ensaio de pressão
3.5.20 Tensão primária
Designação genérica para um ensaio que consiste na pressurização de um sistema de tubulação, com um fluido apropriado, para demonstrar sua resistência mecânica ou sua estanqueidade.
Em qualquer sistema de tubulação, é a tensão gerada por carregamentos que não permitem, em qualquer estágio de evolução das deformações, o seu alívio espontâneo. Por exemplo: tensão circunferencial, tensão normal de flexão e cisalhante de cortante provocadas pelo peso próprio.
3.5.7 Máxima pressão de operação admissível (MPOA)
3.5.10 Ensaio hidrostático
Ensaio de pressão com água, que demonstra que um tubo ou um sistema de tubulação possui resistência mecânica compatível com suas especificações ou suas condições operacionais. 3.5.11 Ensaio de estanqueidade
Ensaio geralmente feito em baixos níveis de pressão, que demonstra que um sistema de tubulação não apresenta vazamentos.
3.5.21 Tensão secundária
Nos sistemas de tubulação sujeitos à deformação plástica, é a tensão gerada por variação de temperatura ou por deslocamento imposto, que ao ultrapassar o limite de escoamento sofre um relaxamento espontâneo no decorrer do tempo. Por exemplo: tensões normais de flexão e cisalhantes de torção provocadas pela dilatação térmica restringida. 3.5.22 Tensão localizada
3.5.12 Pressão máxima de ensaio
Maior pressão a que um sistema de gás é submetido em ensaio. 3.5.13 Pressão mínima de ensaio
Tensão que se caracteriza por seu rápido decréscimo, em todas as direções, a partir de seu ponto de máximo valor. P.ex.: tensão normal de flexão na união tubo-flange e na junção cone-cilindro. É uma tensão que está no mesmo nível de significância da tensão secundária.
Menor pressão a que um sistema de gás deve ser submetido, em ensaio, de acordo com as prescrições desta Norma.
3.5.23 Tubo sem costura ( seamless )
3.5.14 Temperatura ambiente
3.5.24 Tubo SAW ( Submerged Arc Welding )
Temperatura do ar no meio circundante a uma estrutura ou a um equipamento.
Tubo fabricado por processo de soldagem onde a coalescência é produzida pela deposição do metal, fundido pe-
Produto tubular fabricado sem junta soldada.
8
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lo calor gerado em um arco elétrico protegido, aberto entre o eletrodo (sem revestimento) e o tubo. A proteção do arco é feita por material granular fusível. 3.5.25 Tubo EFW ( Electric Fusion Welding )
Tubo fabricado por processo de soldagem onde a coalescência é produzida pela deposição do metal, fundido pelo calor gerado em um arco elétrico manual ou automático, aberto entre o eletrodo (revestido) e o tubo. 3.5.26 Tubo ERW ( Electric Resistance Welding )
Tubo fabricado por processo de soldagem onde a coalescência é produzida pelo calor gerado pela resistência elétrica em um circuito, no qual o tubo é parte integrante, e pela aplicação de pressão. 3.5.27 Tubo expandido a frio
portanto, o item “compressor” é qualificado na terceira categoria; d) Quarta - itens reutilizados ou itens sem identificação. P.ex.: um flange, fabricado de acordo com uma norma relacionada no Capítulo 2, retirado de um gasoduto desativado para ser reutilizado em outro gasoduto, é qualificado na quarta categoria; um flange retirado de um gasoduto desativado e cuja identificação tenha desaparecido pela ação do tempo ou um tubo novo do qual se perdeu a identificação são, ambos, também qualificados na quarta categoria. 4.2.2 As seções a seguir estabelecem os procedimentos
para a qualificação de cada uma das categorias mencionadas. 4.2.2.1 Procedimentos de qualificação da primeira categoria
Tubo que sofreu na fábrica uma deformação circunferencial permanente, à temperatura ambiente, geralmente por meio de cabeçotes expansores internos.
Itens que atendem às normas relacionadas no Capítulo 2 podem ser usados para as aplicações a que se destinam.
4 Materiais e equipamentos
4.2.2.2 Procedimentos de qualificação da segunda categoria
4.1 Geral
Itens que não atendem às normas relacionadas no Capítulo 2 devem ser qualificados da seguinte maneira:
Todos os materiais e equipamentos que fazem parte permanente de qualquer sistema de tubulação, construído de acordo com esta Norma, devem ser adequados e seguros para as condições nas quais são utilizados. Todos esses materiais e equipamentos devem ser qualificados em conformidade com especificações, padrões e requisitos especiais desta Norma. Nota: As especificações para os diversos materiais aceitos por esta Norma estão listadas no Capítulo 2.
4.2 Qualificação de materiais e equipamentos 4.2.1 No que diz respeito aos métodos de qualificação,
para utilização de acordo com esta Norma, os itens de materiais e de equipamentos podem ser divididos em quatro categorias: a) Primeira - item fabricado de acordo com uma norma relacionada no Capítulo 2. P.ex.: um flange fabricado de acordo com a ANSI B16.5 é qualificado na primeira categoria porque a ANSI B16.5 está relacionada nesta Norma; b) Segunda - item fabricado de acordo com uma norma não-relacionada no Capítulo 2. P.ex.: um flange fabricado de acordo com a BS 1560 é qualificado na segunda categoria porque, embora do Capítulo 2 não conste a BS 1560, esta Norma relaciona uma outra norma de flange, no caso a ANSI B16.5; c) Terceira - item que, embora fabricado segundo uma norma, é de um tipo para o qual nenhum padrão ou especificação é relacionado no Capítulo 2. P.ex.: um compressor centrífugo de gás é fabricado de acordo com certa norma, entretanto, nesta Norma não está relacionado nenhum padrão ou especificação para compressores de gás;
a) itens cujas normas não divergem substancialmente de uma norma relacionada no Capítulo 2 e que atendem às exigências mínimas desta Norma, com respeito à qualidade de materiais e de fabricação, podem ser utilizados. Esta seção não deve ser interpretada de modo a permitir desvios que tendam a afetar desfavoravelmente a soldabilidade ou ductilidade dos materiais. Se os desvios tendem a reduzir a resistência mecânica do item em questão, essa redução deve ser levada em consideração no projeto através da adoção de uma suficiente margem de segurança; b) itens cujas normas divergem substancialmente das normas relacionadas no Capítulo 2 devem ser qualificados de acordo com a terceira categoria. 4.2.2.3 Procedimentos de qualificação da terceira categoria
Itens para os quais não existem normas listadas no Capítulo 2 podem ser qualificados, desde que a análise técnica do ponto de vista teórico e/ou prático satisfaça simultaneamente ao seguinte: a) o item é compatível e seguro para o serviço proposto e recomendado para o serviço, pelo fabricante, do ponto de vista da segurança; b) seu uso não é proibido por esta Norma. 4.2.2.4 Procedimentos de qualificação da quarta categoria 4.2.2.4.1 A remoção de itens, exceto tubos, de um gaso-
duto existente e sua reutilização no mesmo sistema, ou em outro, sob condições de pressão mais baixa, é permitida desde que sujeita às restrições a seguir:
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a) itens usados que foram fabricados de acordo com padrões listados nesta Norma podem ser reutilizados após a cuidadosa inspeção de cada peça para comprovação de que estão isentos de danos mecânicos; b) itens usados que foram fabricados de acordo com padrões diferentes dos listados nesta Norma só podem ser qualificados dentro das exigências de 4.2.2.2-a), devendo adicionalmente satisfazer às seguintes exigências: - execução de ensaios de propriedades físicas e químicas em amostras aleatórias; - verificação de que todos os itens devem estar em condições satisfatórias de funcionamento. Notas: a) Não são aceitos materiais com um estado de corrosão que afete a sua integridade, para a finalidade a que se destinam. b) Este item não cobre o caso em que um gasoduto é reutilizado para um outro serviço sob novas condições operacionais, sem ter sido removido do local em que se encontra. 4.2.2.4.2 Tubos usados, removidos de um gasoduto exis-
tente para serem reutilizados no mesmo sistema ou em outro sob condições de pressão mais baixa, e tubos novos sem identificação podem ser qualificados dentro dos limites resumidos na Tabela 1. Nota: Tubos novos ou usados, ambos de especificação desconhecida, não podem ser aplicados onde se requeiram requisitos suplementares de tenacidade ao impacto, como o ensaio Charpy “V”.
4.3 Componentes de tubulação padronizados 4.3.1 Os componentes de tubulação projetados e fabrica-
dos de acordo com os padrões ou especificações relacionados nesta Norma são considerados adequados e seguros para operar nos sistemas de gás, sendo qualificados para utilização de acordo com 4.2.1-a). A seguir estão relacionados os componentes de tubulação e respectivas normas de projeto e fabricação. 4.3.1.1 Válvulas
NBR 11712 NBR 11713 NBR 11714 NBR 12558 ANSI B1.20.1 ANSI B16.10
ANSI B16.25 ANSI B16.33 ANSI B16.34 ANSI B16.38 API 5 API 594
API 599 API 600 API 602 API 603 API 606 API 609
MSS SP-6 MSS SP-42 MSS SP-67 MSS SP-72 MSS SP-84 MSS SP-88
4.3.1.2 Flanges
ANSI B1.20.1 ANSI B16.5 ANSI B16.20
ANSI B16.21 ANSI B16.25 ANSI B16.36
API 605 MSS SP-6 MSS SP-44
4.3.1.3 Parafusos e porcas
ANSI B1.1 ANSI B1.20.1 ANSI B16.5
ANSI B16.25 ANSI B16.36 ASTM A-105
API 605 MSS SP-6 MSS SP-44
4.3.1.4 Juntas
NBR 5893 ANSI B1.20.1 ANSI B16.5 ANSI B16.25 ANSI B16.36
API 601 API 605 MSS SP-6 MSS SP-44
4.3.1.5 Conexões para solda de topo, para encaixe e para rosca
ANSI B1.20.1 ANSI B16.9 ANSI B16.11 ANSI B16.25 ANSI B16.28
MSS SP-75 MSS SP-79 MSS SP-83
4.3.1.6 Válvulas de segurança por alívio
API 526 4.3.1.7 Dispositivos de controle de pressão
Os dispositivos de controle de pressão devem satisfazer aos requisitos desta Norma para válvulas da mesma classe de pressão. 4.3.2 Os componentes de tubulação projetados e fabrica-
dos de acordo com padrões ou especificações diferentes dos relacionados nesta Norma devem ser qualificados para utilização de acordo com 4.2.1-b). 4.3.2.1 Conexões especiais de aço fundido, forjado ou sol-
dado com dimensões e/ou materiais diferentes dos padronizados pelas normas ANSI e MSS devem ser projetadas por critérios de projeto que proporcionem o mesmo grau de resistência e estanqueidade e sejam capazes de atender aos mesmos requisitos de ensaios das conexões padronizadas. 4.3.3 Os componentes de tubulação que constituem itens
para os quais nenhum padrão ou especificação são relacionados nesta Norma devem ser qualificados para utilização de acordo com 4.2.1-c). 4.3.4 Os componentes de tubulação reutilizados ou sem
identificação devem ser qualificados para utilização de acordo com 4.2.1-d). 4.4 Tubos 4.4.1 Os tubos fabricados de acordo com as especifica-
ções abaixo devem ser qualificados para utilização de acordo com 4.2.1-a): NBR 5580 API 5L ASTM A-53 ASTM A-106 ASTM A-134 ASTM A-135 ASTM A-139
ASTM A-211 ASTM A-333 ASTM A-381 ASTM A-671 ASTM A-672
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Tabela 1 - Qualificação de tubo novo ou usado de especificação desconhecida e tubo usado de especificação conhecida
Itens de qualificação
Tubo novo ou usado de especificação desconhecida
Tubo usado de especificação conhecida
(A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) (I)
Inspeção Curvamento/achatamento Espessura Eficiência de junta Soldabilidade Defeitos Tensão de escoamento Valor “Sy” Ensaio de pressão
(A)
-
(C) (D)
-
(F)
-
(I)
(A) Todos os tubos devem ser limpos por dentro e por fora, se necessário, para permitir uma boa inspeção, a qual deve assegurar
que estejam circulares, desempenados e isentos de defeitos que possam prejudicar sua resistência ou sua estanqueidade. (B) Para tubos de DN 2", um comprimento suficiente de tubo deve ser curvado a frio até 90° ao redor de um mandril cilíndrico com
um diâmetro doze vezes maior que o diâmetro nominal do tubo, sem que ocorram trincas em qualquer local e sem abrir a solda. Para tubos de DN > 2", deve ser feito ensaio de achatamento como prescrito no Anexo C. O tubo deve atender às exigências deste ensaio, exceto que o número de ensaios requeridos para a determinação das propriedades de achatamento deve ser o mesmo que o requerido na nota (G) a seguir, para determinar o limite de escoamento. (C) A menos que a espessura nominal da parede seja conhecida com certeza, ela deve ser determinada medindo-se a espessura em
pontos defasados de 90° em uma das extremidades de cada tramo de tubo. Se o lote dos tubos é conhecido por ser de grau, dimensão e espessura nominal constantes, a medida deve ser feita em pelo menos 10% dos tramos individuais, porém em não menos de dez tramos; a espessura dos outros tramos pode ser verificada aplicando-se um calibre ajustado para a espessura mínima. A partir de tal medida, a espessura nominal da parede deve ser tomada como a próxima espessura comercial da parede abaixo da média de todas as medidas tomadas, porém em nenhum caso maior que 1,14 vez a menor espessura medida para todos os tubos de DN < 20", e não superior a 1,11 vez a menor espessura medida para todos os tubos de DN ¯ 20". (D) Se o tipo de fabricação da junta e o seu processo de soldagem puderem ser identificados, o fator E aplicável pode ser empregado.
Ca-so contrário, o fator E deve ser tomado como 0,60 para tubos de DN 4" ou 0,80 para tubos de DN > 4". (E) A soldabilidade deve ser determinada como se segue: um soldador qualificado deve fazer uma solda circunferencial de topo. A sol-
da deve ser então ensaiada de acordo com as exigências da API 1104. A solda a ser qualificada deve ser feita sob as mais severas condições permitidas pelas limitações de campo e usando o mesmo procedimento, a ser utilizado no campo. O tubo deve ser considerado soldável se as exigências impostas pela API 1104 forem cumpridas. Pelo menos uma solda de ensaio deve ser feita para cada 100 tramos de tubo de DN > 4". Nos tubos de DN 4", um ensaio é necessário para cada 400 tramos de tubo. Se ao ensaiar a solda as exigências da API 1104 não forem atendidas, a soldabilidade pode ser determinada através de ensaios químicos para carbono e manganês, de acordo com as disposições da ANSI/ASME, Seção IX, para vasos de pressão e caldeiras. O número de ensaios químicos deve ser o mesmo que o requerido para os ensaios de solda circunferencial mencionados acima. (F) Todos os tubos devem ser examinados para detectar entalhes, ranhuras e mossas, com os mesmos critérios adotados no caso de tu-
bos novos (ver Capítulo 26). (G) Quando a tensão mínima de escoamento especificada, a resistência à tração ou o alongamento são desconhecidos, e não são
feitos ensaios de propriedades mecânicas, a tensão mínima de escoamento para efeito de projeto deve ser adotada com valor nãosuperior a 165 MPa (1683 kgf/cm 2). As propriedades de tração podem ser estabelecidas como segue: executar todos os ensaios de tração fixados pela API 5L, exceto no que diz respeito ao número de ensaios que deve ser como indicado na Tabela 2, onde todos os corpos-de-prova devem ser selecionados ao acaso. Se a relação entre as tensões de escoamento e de ruptura exceder 0,85, o tubo não pode ser usado. (H) Para tubo de especificação desconhecida, a tensão mínima de escoamento especificada para efeito de projeto deve ser, no má-
ximo, 165 MPa (1683 kgf/cm 2), quando seu valor não puder ser determinado como segue: determinar a média de todos os valores das tensões de escoamento obtidas para um lote uniforme, de acordo com a nota (G) da Tabela 1. O valor de Sy deve então ser tomado como o menor dos seguintes: a) 80% do valor médio dos ensaios de escoamento; b) o valor mínimo verificado em qualquer ensaio de tensão de escoamento desde que, em nenhum caso, Sy seja tomado como maior do que 360 MPa (3673 kgf/cm 2). ( I ) Tubos novos de especificação desconhecida e tubos usados cuja resis tência tenha sido prejudicada pela corrosão ou outra deteri o-
ração devem ser submetidos a ensaio de pressão, tramo por tramo em um ensaio como o realizado em fábrica, ou no campo após a instalação. A pressão de ensaio no campo deve ser estabelecida de acordo com o Capítulo 29
Tabela 2 - Número de ensaios de tração (todos os diâmetros)
Tamanho do lote
Número de ensaios
Dez tramos ou menos
Um conjunto de ensaios para cada tramo
Onze a 100 tramos
Um conjunto de ensaios para cada cinco tramos, com o mínimo de dez ensaios
Acima de 100 tramos
Um conjunto de ensaios para cada dez tramos, com o mínimo de 20 ensaios
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4.4.2 Independentemente de sua especificação, tubos ex-
pandidos a frio devem satisfazer às exigências obrigatórias da API 5L. 4.4.3 Tubos fabricados de acordo com a NBR 5580 só
podem ser utilizados em sistemas de gás com pressão de projeto igual ou inferior a 400 kPa (4,1 kgf/cm 2). 4.5 Equipamentos
Esta Norma não inclui as especificações para equipamentos. Todavia, certos detalhes de projeto e fabricação referem-se necessariamente ao equipamento, tais como suportes pendurais, amortecedores de vibração, facilidades elétricas, motores, compressores, etc. Especificações parciais para tais itens são dadas nesta Norma, principalmente dos que afetam a segurança do sistema de tubulação no qual são instalados. Em outros casos, onde esta Norma não dá especificações para um item particular de equipamento, o intento é que as cláusulas de segurança da Norma devem prevalecer naquilo em que sejam aplicáveis, e, em todo caso, a segurança do equipamento instalado num sistema de tubulação deve ser equivalente à de outras partes do mesmo sistema.
f) determinação do diâmetro; g) determinação dos teores de contaminantes, notadamente gás sulfídrico e gás carbônico; h) seleção técnico-econômica dos materiais a serem utilizados. 5.2 Outros estudos específicos são por vezes requeridos, tais como:
a) possibilidade de condensação de frações pesadas do gás; b) possibilidade de polimerização do gás; c) possibilidade de formação de água livre; d) suportação adequada ao gasoduto em travessias aéreas; e) investigações de batimetria e correntes em travessias de rios, canais e baías;
4.6 Marcação
f) investigação da agressividade química do solo;
Todos os itens do sistema de gás, tais como válvulas, acessórios, flanges, parafusos e tubos, devem ser marcados de acordo com as instruções de marcação dos padrões e especificações pelos quais o material é fabricado ou de acordo com as exigências da MSS SP-25.
g) alternativas de traçado;
4.7 Materiais sujeitos a baixas temperaturas 4.7.1 Alguns dos materiais que atendem às especifica-
ções aprovadas para uso sob esta Norma podem não ter propriedades mecânicas adequadas para as faixas mais baixas de temperaturas cobertas por esta Norma. 4.7.2 Deve ser dada especial atenção à tenacidade dos
materiais usados nas instalações sujeitas a baixas temperaturas, tanto a ambiente e a de solo, quanto a provocada pela descompressão do gás.
5 Estudos prévios 5.1 Para a execução do projeto de sistemas de transmissão e distribuição de gás, devem ser previamente realizados diversos estudos fora do escopo desta Norma, tais como:
a) caracterização do gás;
h) estudo de impacto ambiental. 5.3 Para o início do projeto, conforme concebido nesta Norma, as condições do processo de transferência de gás devem estar determinadas, ou seja, variáveis fundamentais como vazão, pressão, temperatura e máxima pressão de operação devem ser conhecidas.
6 Classificação de locação 6.1 Geral 6.1.1 A classe de locação é o critério fundamental para o
cálculo da espessura de parede do gasoduto, a determinação da pressão de ensaio e a distribuição de válvulas intermediárias. 6.1.2 Esta classificação se baseia na unidade de classe de
locação que é uma área que se estende por 1600 m ao longo do eixo do gasoduto e por 200 m para cada lado da tubulação, a partir de sua linha de centro. 6.1.3 A classe de locação é determinada pelo número de
b) levantamento das condições ambientais;
edificações destinadas à ocupação humana, existentes em unidade de classe de locação.
c) levantamento de dados geomorfológicos e climáticos;
6.1.4 A classe de locação é um parâmetro que traduz o
d) seleção da diretriz do duto; e) balanço oferta/consumo do gás;
grau de atividade humana capaz de expor o gasoduto a danos causados pela instalação de infra-estrutura de serviços, tais como drenagem pluvial, esgoto sanitário, cabos elétricos e telefônicos, tráfegos rodoviário e ferroviário entre outros.
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6.2 Classe 1
A classe de locação 1 ocorre em regiões onde existam, dentro da unidade de classe de locação, dez ou menos edificações unifamiliares destinadas à ocupação humana. 6.3 Classe 2
A classe de locação 2 ocorre em regiões onde existam, dentro da unidade de classe de locação, mais de dez e menos de 46 edificações unifamiliares destinadas à ocupação humana. 6.4 Classe 3
A classe de locação 3 ocorre em: a) regiões onde existam, dentro da unidade de classe de locação, 46 ou mais edificações unifamiliares destinadas à ocupação humana; b) regiões onde o gasoduto se encontre a menos de 90 m de: - edificações que sejam ocupadas por 20 ou mais pessoas para uso normal, tais como: igrejas, cinemas, escolas, etc.; - locais em uma pequena e bem definida área externa, que abriguem 20 ou mais pessoas em uso eventual, tais como áreas de recreação, campos de futebol, praças públicas, quadras de esporte, etc. 6.5 Classe 4
A classe de locação 4 ocorre em regiões onde haja, dentro da unidade de classe de locação, a predominância de edificações com quatro ou mais andares, incluindo o térreo, destinadas à ocupação humana.
nejamentos previstos para as áreas. Evidências de futuras edificações devem ser consideradas na classificação de locação.
7 Determinação da espessura de parede 7.1 Espessura requerida de parede
A espessura de parede requerida, para tubos e demais componentes de tubulação, para resistir à pressão interna, deve ser calculada pela fórmula: e=
P.D 2 Sy . F . E . T
Onde: e = espessura requerida de parede (mm) P = pressão de projeto (kPa) D = diâmetro externo (mm) Sy = tensão mínima de escoamento especificada para o material (kPa). As tensões mínimas de escoamento especificadas para os materiais aceitos por esta Norma constam do Anexo D F = fator de projeto determinado em 7.2 (adimensional) E = fator de eficiência da junta (longitudinal ou helicoidal) determinado em 7.3 (adimensional) T = fator de temperatura determinado em 7.4 (adimensional) 7.1.1 Se, comprovadamente, for esperada ação corrosiva
6.6 Determinação das divisas entre classes de locação
do gás, deve ser previsto um valor adicional de espessura (sobreespessura para corrosão), a fim de compensar a perda de material que se processará durante a vida útil do gasoduto; esta sobreespessura deve ser somada à espessura requerida calculada conforme 7.1.
6.6.1 Regiões onde um aglomerado de edificações des-
7.1.2 A espessura nominal de parede dos tubos e dos
tinadas à ocupação humana tenha classificado a região como 4; esta classe termina a 200 m da edificação, com quatro ou mais andares, incluindo o térreo, mais próxima à divisa. 6.6.2 Regiões onde um aglomerado de edificações des-
tinadas à ocupação humana tenha classificado a região como 3; esta classe termina a 200 m da edificação mais próxima à divisa. 6.6.3 Regiões onde um aglomerado de edificações des-
tinadas à ocupação humana tenha classificado a região como 2; esta classe termina a 200 m da edificação mais próxima à divisa. 6.7 Considerações sobre o desenvolvimento futuro
Na classificação de locação, deve-se atentar para os pla-
componentes de tubulação deve ser selecionada entre as espessuras padronizadas nas respectivas normas de fabricação, devendo ser igual ou superior à espessura requerida, conforme determinada em 7.1 e 7.1.1. Para valores de espessuras padronizadas para tubos, ver a ANSI B36.10 e a API 5L. 7.1.3 Na seleção da espessura nominal do tubo, deve ser
atendida a condição de valor mínimo dada em 7.6, a qual leva em consideração a resistência mecânica do tubo aos esforços produzidos durante a montagem. 7.2 Fator de projeto (F) 7.2.1 O fator de projeto é um coeficiente que traduz, para
cada classe de locação, o grau de segurança estrutural que o gasoduto deve ter para suportar os possíveis danos externos, causados pelas mais diversas ações construti-
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vas que ocorrem durante a instalação da infra-estrutura de serviços, tais como os citados em 6.1.4. 7.2.2 O fator de projeto é determinado em função da clas-
se de locação, conforme a Tabela 3. O fator de projeto já considera a segurança necessária para compensar os desvios para menos na espessura de parede, decorrentes do processo de fabricação dos tubos e dos componentes de tubulação especificados por esta Norma. Tabela 3 - Classe de locação/Fator de projeto
Classe de locação
Fator de projeto (F)
Tabela 4 - Fator de eficiência de junta (E = 0,8)
Norma de Fabricação
Processo de soldagem e/ou tipo de fabricação da junta
ASTM A-134
EFW/SAW/longitudinal ou helicoidal
ASTM A-139
EFW/SAW/longitudinal ou helicoidal
ASTM A-211
EFW/SAW/helicoidal
ASTM A-671/672, Classes 13, 23, 33 EFW/SAW/longitudinal 43, 53
1
0,72
2
0,60
3
0,50
O fator de temperatura deve ser determinado conforme a Tabela 5.
4
0,40
Tabela 5 - Fator de temperatura (T)
7.2.3 Excepcionalmente, na classe de locação 1, deve ser
utilizado fator de projeto igual ou inferior a 0,6 para tubos utilizados em: a) cruzamentos (sem tubo-camisa) de rodovias públicas sem pavimentação; b) cruzamentos (sem tubo-camisa) ou interferência paralela de rodovias públicas pavimentadas, autoestradas, vias públicas e ferrovias; c) itens fabricados com tubos e componentes de tubulação, tais como conexões para separadores, para válvulas da linha-tronco, para derivação de ramais, para cavalotes em travessias, etc., devem satisfazer a esta exigência até uma distância de cinco diâmetros para cada lado da última conexão; d) pontes rodoviárias, ferroviárias, de pedestres e de tubulação; e) lançadores/recebedores de esferas e raspadores. 7.2.4 Excepcionalmente, na classe de locação 2, deve ser
utilizado fator de projeto igual ou i nferior a 0,5 em cruzamentos (sem tubo-camisa) de rodovias públicas pavimentadas, auto-estradas, vias públicas e f errovias. 7.2.5 Excepcionalmente, nas classes de locação 1 e 2,
deve ser utilizado fator de projeto igual ou inferior a 0,5 em estações de compressores, de controle e de medição 7.3 Fator de eficiência de junta (E)
O fator E deve ser considerado unitário para todos os tubos cujas normas de fabricação são aceitas por esta Norma, exceto para os casos de exceção apresentados na Tabela 4, nos quais deve ser considerado igual a 0,8.
7.4 Fator de temperatura (T)
Temperatura de projeto ( oC)
Fator de temperatura (T)
Até 120
1,000
150
0,966
180
0,929
200
0,905
230
0,870
Nota: Para valores da temperatura de projeto compreendidos entre os tabelados, deve-se obter o fator T por interpolação linear.
7.5 Limitações de valores de projeto 7.5.1 Acidentes no transporte e na instalação dos tubos
não podem causar imperfeições superficiais que, após o esmerilhamento para reparo, deixem uma redução de parede localizada maior que 10% da espessura nominal calculada em 7.1. 7.5.2 Se for previsto o aquecimento do tubo durante a fa-
bricação ou a instalação, devem ser determinados e levados em consideração os efeitos da relação tempo “versus” temperatura sobre as propriedades mecânicas do material do tubo. 7.5.2.1 Para tubos trabalhados a frio (objetivando a eleva-
ção da tensão de escoamento por efeito de encruamento) que forem posteriormente aquecidos a 480°C ou mais (não considerando aqui a soldagem ou o alívio de tensões), por qualquer período de tempo, ou acima de 315°C por mais de 1 h, deve-se considerar, para a aplicação da fórmula de 7.1, a tensão mínima de escoamento especificada como sendo 3/4 do valor Sy constante do Anexo D.
14
NBR 12712/1993 7.5.3 No projeto não se pode utilizar o valor real da tensão
mínima de escoamento dos materiais e sim o valor nominal ou especificado da tensão mínima de escoamento (conforme consta do Anexo D), a menos que o valor real, determinado de acordo com a nota (H) da Tabela 1, seja inferior ao valor mínimo especificado 7.5.4 Para tubos usados ou tubos novos de especificação
desconhecida, a espessura de parede requerida deve ser
verificada conforme 7.1. Neste caso, para a determinação do fator E e da tensão Sy, devem ser consultadas as notas (D) e (H) da Tabela 1. 7.6 Tabela de espessuras mínimas de parede
A espessura a ser utilizada no gasoduto não deve ser inferior aos valores da Tabela 6, conforme o critério exposto em 7.1.3.
Tabela 6 - Espessuras mínimas
Diâmetro Nominal
Externo
pol.
mm
pol.
mm
1/8
3,18
0,405
10,3
1/4
6,35
0,540
3/8
9,53
Espessura dos tubos do gasoduto pol.
Espessura dos tudos da estação de compressores
mm
pol.
mm
0,068
1,7
0,095
2,4
13,7
0,088
2,2
0,119
3,0
0,675
17,1
0,091
2,3
0,126
3,2
1/2
12,7
0,840
21,33
0,109
2,8
0,147
3,7
3/4
19,1
1,050
26,7
0,113
2,9
0,154
3,9
25,4
1,315
33,4
0,133
3,4
0,179
4,5
1 1/4
31,8
1,660
42,2
0,140
3,6
0,191
4,9
1 1/2
38,1
1,900
48,3
0,145
3,7
0,200
5,1
50,8
2,375
60,3
0,154
3,9
0,218
5,5
63,5
2,875
73,0
0,156
4,0
0,216
5,5
76,2
3,500
88,9
0,156
4,0
0,216
5,5
88,9
4,000
101,6
0,156
4,0
0,226
5,7
4
101,6
4,500
114,3
0,156
4,0
0,237
6,0
5
127,0
5,563
141,3
0,188
4,8
0,258
6,6
6
152,4
6,625
168,3
0,188
4,8
0,250
6,4
8
203,2
8,625
219,1
0,188
4,8
0,250
6,4
10
254,0
10,75
273,1
0,188
4,8
0,250
6,4
12
304,8
12,75
323,9
0,203
5,2
0,250
6,4
14
355,6
14
355,6
0,219
5,6
0,250
6,4
16
406,4
16
406,4
0,219
5,6
0,250
6,4
18/22
457,2/558,8
18/22
457,2/558,8
0,250
6,4
0,312
7,9
24/26
609,6/812,8
24/26
609,6/812,8
0,250
6,4
0,375
9,5
28/32
711,2/762,0
28/32
711,2/762,0
0,281
7,1
0,375
9,5
34/38
863,6/914,4
34/38
863,6/914,4
0,312
7,9
0,500
12,7
40/42
1016,0/1066,8
40/42
1016,0/1066,8
0,344
8,7
0,500
12,7
44/46
1117,6/1168,4
44/46
1117,6/1168,4
0,375
9,5
0,500
12,7
48/50
1219,2/1270,0
48/50
1219,2/1270,0
0,406
10,3
0,500
12,7
52/54
1320,8/1371,6
52/54
1320,8/1371,6
0,438
11,1
0,500
12,7
56
1422,4
56
1422,4
0,469
11,9
0,500
12,7
58/60
1473,2/1524,0
58/60
1473,2/1524,0
0,500
12,7
0,625
15,9
62/64
1574,8/1625,6
62/64
1574,8/1625,6
0,562
14,3
0,625
15,9
1
2 2 1/2 3 3 1/2
15
NBR 12712/1993
8 Profundidade de enterramento 8.1 Gasodutos de transmissão devem ser enterrados em profundidades de acordo com a Tabela 7, exceto nos casos previstos em 8.3 a 8.8. Tabela 7 - Valores de cobertura mínima
Cobertura mínima (mm) Classe de locação/ situação
Escavação normal
Escavação em rocha (A) consolidada
operação, quando assentados sob as pistas de rolamento das vias públicas, devem manter o maior afastamento possível do alinhamento das habitações. 9.3 Em se tratando de implantação de gasodutos em áreas urbanas ou em projetos novos de urbanização, deve-se compatibilizar o projeto dos gasodutos com o plano diretor da área, tendo em vista o prescrito em 9. 1 e 9.2, e o crescimento previsto para a área, conforme 6.7. 9.4 Devem existir, no mínimo, 0,30 m de afastamento entre qualquer gasoduto enterrado e outras instalações subterrâneas não-integrantes do gasoduto. Quando tal afastamento não puder ser conseguido, devem ser tomados cuidados, tais como encamisamento, instalação de material separador ou colocação de suportes, no sentido de se proteger o gasoduto.
1
750
450
2
900
450
3e4
900
600
9.5 O assentamento de um gasoduto deve se dar, preferencialmente, nas vias de maior largura.
900
600
9.6 Nas vias em que existam instalações subterrâneas, como garagens avançadas, túneis de metrô e outros, o assentamento do gasoduto deve se dar de forma a manter o maior afastamento das instalações.
Sob valas de drenagem em rodovias e ferrovias
(A) A escavação em rocha caracteriza-se pela utilização de ex-
plosivo ou martelete pneumático.
8.2 Gasodutos de distribuição devem ser enterrados com coberturas iguais ou superiores a 600 mm, exceto nas condições previstas em 8.3 a 8.6 e 8.8. 8.3 Todos os gasodutos instalados em leitos de rios e canais navegáveis devem ter uma cobertura mínima de 1200 mm nos solos comuns e 600 mm em rocha consolidada.
9.7 Quando da existência de linhas de alta-tensão aéreas, subterrâneas ou aterramentos de tais linhas, ao longo do caminhamento do gasoduto, deve ser previsto afastamento compatível com as características das linhas de transmissão.
10 Requisitos devidos à proximidade de linhas elétricas
8.4 Em rios e canais sujeitos à dragagem, a cobertura mínima, em relação à cota de dragagem, deve ser de 2000 mm.
Quando a diretriz do gasoduto acompanhar a diretriz de uma linha de transmissão elétrica, devem ser adotados os seguintes procedimentos:
8.5 Em locais onde a cobertura mínima preconizada em 8.1 e 8.2 não puder ser adotada, o gasoduto deve receber proteção mecânica.
a) utilizar conexões nos sistemas de purga que conduzam o gás para longe das linhas elétricas, se estas forem aéreas;
8.6 Onde as cargas externas forem elevadas, o projeto deve assumir o compromisso entre a profundidade e a proteção mecânica do gasoduto, de acordo com as recomendações do Capítulo 12.
b) estabelecer conexão elétrica entre pontos do gasoduto que possam ser separados, cuja capacidade seja de, no mínimo, metade da capacidade da linha de transmissão;
8.7 Em áreas onde atividades agrícolas possam levar a escavações profundas, em áreas sujeitas à erosão, e em locais onde possam ocorrer modificações nas cotas do terreno, são necessárias proteções adicionais para o gasoduto.
c) executar estudo em conjunto com a companhia de energia elétrica, verificando:
8.8 Para o cruzamento de rodovias, ruas e ferrovias, devem ser cumpridas as exigências de cobertura mínima previstas em 11.4.1.6 a 11.4.1.8.
- a necessidade de proteção do pessoal de construção e operação contra as correntes induzidas no gasoduto, principalmente quando o gasoduto for enterrado em solo úmido ou com o lençol freático em nível alto;
9 Afastamentos
- a possibilidade de as correntes induzidas perfurarem o revestimento do gasoduto;
9.1 O afastamento de segurança, para assentamento de gasodutos em vias públicas, deve levar em consideração a máxima pressão de operação e o diâmetro.
- os possíveis efeitos adversos decorrentes da ação das correntes induzidas sobre os sistemas de proteção catódica, comunicações e outros;
9.2 Os gasodutos a serem implantados em áreas urbanas, independentemente das suas características de
- verificar a necessidade de instalar aparelhos de drenagem de corrente de fuga.
16
NBR 12712/1993
11 Cruzamentos e travessias 11.1 Geral
b) disponibilidade de um trecho reto e nivelado nas margens para a instalação do duto, evitando-se pontos de inflexão muito próximos das margens;
11.1.1 Este Capítulo estabelece critérios para projetos de
c) existência de projetos de ampliação;
cruzamentos e de travessias. Sua aplicação deve ser feita levando-se em consideração os requisitos dos Capítulos 8 e 9. Este Capítulo destina-se, primordialmente, aos gasodutos de transmissão e, na medida das possibilidades locais, aos gasodutos de distribuição.
d) dragagem de áreas sujeitas à navegação, inclusive cota de arrasamento; e) necessidade de obras auxiliares;
11.1.2 Os cruzamentos de que trata este Capítulo podem
f) possibilidade de danos e indenização a terceiros;
11.1.3 Os cruzamentos devem preferencialmente ser pro-
g) observância das normas e recomendações do órgão público responsável;
jetados sem tubo-camisa sempre que haja a possibilidade de manutenção do gasoduto com escavação a céu aberto.
h) observância das norm as e disposições do órgão de proteção ambiental.
11.1.4 O projeto de cruzamentos de rodovias e ferrovias
11.2.4 Na aproximação do cruzamento ou travessia, de-
11.1.5 O projeto de travessias de cursos d’água nave-
a) as curvas de entrada e saída devem ter raios com patíveis com os raios de curvatura admissíveis para o duto;
ser feitos com ou sem tubo-camisa.
requer estudos específicos e consulta à autoridade competente. gáveis requer estudos específicos e consulta à autoridade competente.
vem ser considerados os seguintes fatores:
11.1.6 Em travessias, o fator de projeto é determinado em
b) facilidade de acesso para a construção, montagem e manutenção;
11.2 Seleção de locais para cruzamentos e travessias
c) existência de áreas não-sujeitas a alagamento e com espaço suficiente que permita a montagem e eventual armazenamento e revestimento de tubos.
função da classe de locação da região atravessada pelo gasoduto.
11.2.1 A seleção dos locais de cruzamentos e travessias
deve levar em conta as limitações impostas pelo curvamento dos tubos, considerando, principalmente, os seguintes casos: a) dutos de grande diâmetro (24" e maiores); b) dutos utilizando tubos com reduzida espessura de parede; c) passagem de “pig” instrumentado. 11.2.2 Deve ser procurada uma locação adequada, evi-
tando-se trechos excessivamente acidentados e/ou com curvas acentuadas. Não sendo possível atender a essa recomendação, devem ser realizados estudos econômicos, comparando as seguintes alternativas: a) desvios e variantes para os trechos mais críticos;
b) execução de serviços adicionais de movimentação de terra, bem como de outras obras necessárias à execução do cruzamento ou travessia; c) utilização de tubos com maior espessura de parede nos trechos mais críticos. 11.2.3 Merecem também atenção, na locação dos cruza-
mentos e travessias, os seguintes aspectos: a) o eixo do cruzamento ou travessia deve ser perpendicular ao eixo da interferência, de modo a obter o menor comprimento possível;
11.2.5 Além das recomendações anteriores, devem ser
observados os seguintes pontos: a) quando for prevista a utilização de tubo-camisa, selecionar um trecho em que a ferrovia ou rodovia esteja em ponto de transição entre corte e aterro, evitando-se movimento de terra e curvas verticais desnecessárias; b) pesquisar a possibilidade de cruzamento através de galerias ou pontilhões existentes e através do aproveitamento de facilidades existentes (pontes, viadutos e outras obras de arte) para o caso de travessias; c) procurar um ponto onde o cruzamento possa ser executado a céu aberto; d) no cruzamento de linhas elétricas de transmissão, o duto deve, preferencialmente, passar perpendicular à linha, no centro do vão entre duas torres, sem interferir com o ponto de aterramento; e) no cruzamento com tubulações e outras interferências, deve haver um estudo específico para a fixação da cota do gasoduto, atendendo à orientação de 9.4 e 9.7; f) executar sondagens geotécnicas de reconhecimento, para melhor definição do ponto de cruzamento ou travessia. 11.2.6 Especialmente para as travessias, deve ser obser-
vado o seguinte:
17
NBR 12712/1993
a) a travessia de rios deve ter margens bem definidas e que requeiram o mínimo de movimentação de terra e de serviços de recomposição;
11.4.1.7 A distância mínima entre o nível da base dos tri-
b) natureza, conformação e permanência do leito e das margens;
11.4.1.8 Em ambos os tipos de cruzamentos de 11.4.1.6 e
c) verificação da existência de batimetria e sondagens;
lhos e o topo do gasoduto ou do tubo-camisa deve ser de 1,40 m. 11.4.1.7, quando o gasoduto ou tubo-camisa for instalado pelo método de perfuração, a distância mínima deve ser de 1,80 m. 11.4.1.9 Os tubos-camisa podem ser feitos a partir de tu-
d) informações sobre o regime do rio, transporte de sedimentos, possibilidade de desvios, navegabilidade, dragagem e represamento;
bos de aço-carbono, novos ou usados, inclusive tubos refugados de fábrica por não-conformidade dimensional que não comprometam a sua utilização para este fim.
e) escolha de pontos onde o desvio do curso d’água seja possível, durante a construção;
11.4.1.10 Os tubos-camisa devem possuir acessórios que
f) a travessia aérea não é recomendável, justificando-se apenas no caso de leitos profundos ou quando os aspectos de segurança desaconselharem outro tipo de construção. 11.3 Sinalização dos cruzamentos e travessias
Todos os cruzamentos e travessias devem ser sinalizados de acordo com o Capítulo 13. 11.4 Condições específicas 11.4.1 Dimensionamento e proteção mecânica 11.4.1.1 O dimensionamento dos dutos, nos trechos de
cruzamentos e travessias, deve obedecer ao disposto no Capítulo 12, levando-se em conta os esforços adicionais necessários à sua execução ou devidos a cargas externas. Geralmente, nesses casos, os dutos ficam submetidos a esforços que podem determinar o aumento da espessura requerida de parede calculada para a pressão interna. 11.4.1.2 O dimensionamento do tubo-camisa deve ser fei-
to de acordo com o disposto no Capítulo 12.
11.4.1.3 Quando se fizer necessária, a proteção mecânica
do duto, quanto às cargas externas, deve ser feita com jaqueta de concreto com espessura mínima de 38 mm e fck > 15 MPa. A solução usando placas de concreto instaladas entre o duto e a superfície do solo pode ser adotada para os casos onde a altura de cobertura, por si só, for insuficiente para a proteção do duto. 11.4.1.4 Nos cruzamentos e travessias sem tubo-camisa,
a carga de terra e a sobrecarga de tráfego devem sempre ser consideradas para o cálculo da tensão de flexão transversal, Sce, atuante na parede do duto condutor, o qual deve ter sua espessura verificada para atender a esta condição. Para o cálculo de Sce, ver 22.6. 11.4.1.5 A sobrecarga de tráfego transmitida ao duto atra-
vés do solo não necessita ser considerada em qualquer instalação com profundidade de enterramento superior a 3,00 m.
11.4.1.6 A distância mínima entre a superfície da rodovia
e o topo do gasoduto ou do tubo-camisa deve ser de 1,20 m.
os isolem, eletricamente, do gasoduto. 11.4.1.11 Os tubos-camisa não podem transferir carga
externa para o gasoduto. 11.4.1.12 As espessuras mínimas de parede para os tu-
bos-camisa, em cruzamentos rodoviários e ferroviários, são apresentadas nas Tabelas 8 e 9. Estas espessuras foram calculadas considerando tubos de aço de qualidade comercial e admitindo uma deflexão diametral máxima de 3%. Tabela 8 - Espessuras mínimas para uso em tubos-camisa em cruzamento rodoviário
Diâmetro nominal do tubo-camisa pol. Até 12
mm Até 300
Espessura mínima pol. 0,156
mm 4,0
De 14 a 24 De 350 a 600
0,188
4,8
De 26 a 36 De 650 a 914 De 38 a 48 De 965 a 1219 De 50 a 64 De 1270 a 1626
0,219 0,281 0,375
5,6 7,1 9,5
Tabela 9 - Espessuras mínimas para uso em tubos-camisa em cruzamento ferroviário
Diâmetro nominal do tubo-camisa pol. mm Até 10 Até 250 12 a 16 300 a 400 18 450 20 500 22 550 24 600 26 650 28 a 30 700 a 762 32 813 34 a 36 864 a 914 38 a 44 965 a 1118 46 a 50 1168 a 1270 52 a 56 1321 a 1422 60 a 64 1524 a 1626
Espessura mínima pol. 0,188 0,219 0,250 0,281 0,312 0,344 0,375 0,406 0,438 0,469 0,500 0,562 0,625 0,688
mm 4,8 5,6 6,4 7,1 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 11,9 12,7 14,3 15,9 17,5
18
NBR 12712/1993
11.4.2.7 A solução de lastreamento utilizando-se o rea-
11.4.2 Lastreamento 11.4.2.1 São consideradas aceitáveis quaisquer das
soluções da Tabela 10. Tabela 10 - Soluções aceitáveis para lastreamento Local de ap licaçã o
Travessia Áreas de rios e perm anencanais tem ente Tipo de lasinund adas treamento Jaqueta de concreto
X
Áreas eventualm en te Brejos inund adas
X
X
X
Bloco de lastro
X
X
Anc orag em
X
X
Vala com reaterro
X
X
terro da vala somente deve ser aplicada nos locais onde ha ja certeza da permanência natural do material de cobertura durante a vida da instalação e onde haja a certeza de que atividades de terceiros não venham a retirar material de cobertura. 11.4.2.8 O lastreamento por reaterro da vala não deve ser
Manguezais
usado onde ha ja curso d’água ou submersão permanente do solo. 11.4.2.9 Para a solução de vala com reaterro, as seguintes
X X
11.4.2.2 A estabilidade do duto, quanto à flutuação, é
garantida pelo fator FS, que é definido pela razão entre o peso P do conjunto duto + lastro + reaterro e a força E de empuxo do meio de imersão. O fator FS deve satisfazer à seguinte condição: FS = (P/E) > 1,1 Sendo: P = Pt + Pl + H . D . Gsub. E = (π . D2 /4) . Gm Onde: Pt = massa do duto - (kg/m) Pl = massa do lastro - (kg/m) H = altura de cobertura - (m) D = diâmetro externo do duto (ou da jaqueta) - (m) Gsub. = massa específica do solo submerso (reaterro) - (kg/m3) Gm = massa específica do meio de imersão - (kg/m3) 11.4.2.3 A massa específica do concreto de lastro deve
ser, no mínimo, igual a 2240 kg/m 3.
11.4.2.4 A massa específica do meio de imersão deve ser
recomendações devem ser observadas: a) cobertura mínima de 1 m a partir da geratriz superior do duto; b) massa específica do solo submerso (reaterro) igual ou superior a 900 kg/m 3; c) solo de reaterro granular grosso, bem graduado, apresentando alguma coesão, sem ser muito plástico, de modo a aceitar ligeira compactação; (í ndice de plasticidade 6% e limite de liquidez (LL) inferiores a 30%); d) razão FS igual ou superior a 1,5.
12 Proteção de tubulações enterradas quanto a cargas externas 12.1 Este Capítulo trata da proteção mecânica do gasoduto quanto a cargas externas, tanto de terra e tráfego quanto de impacto de ferramentas de escavação. 12.2 São consideradas cargas externas de terra e tráfego as transmitidas às estruturas enterradas pelo peso de terra e pelo peso e choque dos veículos rodoviários e ferroviários que trafegam na superfície. 12.3 São consideradas cargas externas de impacto as transmitidas às estruturas enterradas pelo impacto direto de ferramentas manuais e lâminas de equipamentos de escavação. 12.4 A proteção mecânica dos gasodutos deve ser feita dentro dos critérios descritos em 12.4.1 a 12.4.3. 12.4.1 Para carga de terra
Ao longo do gasoduto, a proteção contra a carga de terra deve ser garantida por um adequado dimensionam ento da parede do gasoduto; normalmente a espessura selecionada, segundo os critérios do Capítulo 7, é suficiente para a proteção contra a carga de terra.
considerada, no mínimo, igual a 1030 kg/m 3 (água).
12.4.2 Para cargas de terra e tráfego
11.4.2.5 Para dutos submersos em cursos d’água, deve
Neste caso, para a proteção mecânica do gasoduto, devem ser seguidas as seguintes orientações:
ser verificada a estabilidade do conjunto em relação à força vertical ascendente provocada pela velocidade de corrente de fundo. 11.4.2.6 O uso de blocos de lastro não é recomendável,
justificando-se apenas onde os aspectos de segurança aconselharem sua aplicação. Nestes casos, deve ser verificada a concentração de esforços no duto nos pontos de aplicação do bloco.
a) para locais onde esteja prevista a manutenção do gasoduto com interrupção (mesmo que parcial) do tráfego, para possibilitar a escavação a céu aberto, a proteção deve ser feita: - preferencialmente pelo dimensionamento da parede do próprio gasoduto;
19
NBR 12712/1993
- pelo empreg o de laje de concreto enterrada próximo ao topo do duto, dimensionada para as cargas envolvidas, cuja função é reduzir a influência da carga de tráfego, distribuindo-a uniformemente por uma área maior e, conseqüentemente, baixando sua magnitude; - pelo emprego de jaqueta de concreto, dimensionada para as cargas envolvidas. Deve ser verificada a capacidade do conjunto duto-jaqueta de suportar as pressões laterais do solo; b) para locais onde não haja possibilidade de interrupção de tráfego e conseqüentemente de escavação a céu aberto, a proteção tem de ser feita com a instalação de tubo-camisa ou com a construção de obras de arte. 12.4.3 Para cargas de impacto
A proteção recomendada neste caso é a laje de concreto ou a jaqueta de concreto mencionadas em 12.4.2-a). 12.5 Para o cálculo das tensões provocadas pelas cargas externas de terra e tráfego, ver 22.6. 12.6 Um fator a ser considerado, entre as medidas adotadas para proteção mecânica, é a realização de uma boa compactação do solo de reaterro, além de uma boa escolha deste material; estas providências visam a assegurar um melhor trabalho mecânico do tubo, aproveitando toda a sua capacidade de distribuir as pressões laterais do solo envoltório.
13 Sinalização 13.1 Este Capítulo se refere à sinalização de gasodutos de transmissão, não se aplicando, portanto, às redes de distribuição de gás canalizado. 13.2 As faixas e áreas de domínio dos gasodutos devem ser identificadas e sinalizadas com placas e marcos. 13.3 Nas faixas de domínio dos gasodutos, devem ser instalados marcos indicadores de distância, a cada quilômetro. 13.4 Nas faixas de domínio dos gasodutos, os marcos delimitadores das faixas devem ser instalados nos limites destas, espaçados de modo que fiquem intervisíveis. 13.5 Nas faixas de domínio dos gasodutos, junto aos cruzamentos com estradas e nas travessias de cursos d’água, devem ser instaladas placas de advertência. 13.6 Em áreas urbanas, devem ser usadas fitas de aviso sobre a geratriz do gasoduto. 13.7 As instalações aéreas, ao longo dos gasodutos, devem ser sinalizadas por placas.
14 Controle e limitação das pressões 14.1 Máxima pressão de operação 14.1.1 Geral 14.1.1.1 A máxima pressão de operação (MPO), sendo por
definição a maior pressão na qual um sistema de gás po-
de operar, não pode exceder a pressão de projeto do elemento mais fraco do sistema. 14.1.1.2 Em certas situações, a companhia operadora é
levada a limitar a máxima pressão de operação a valores inferiores aos originalmente estabelecidos no projeto. Neste caso, o novo valor da MPO deve ser estabelecido, e dispositivos de proteção contra sobrepressão devem ser instalados. Entre os casos mais comuns para esta situação, citam-se: a) gasodutos em estado avançado de corrosão ou com outros defeitos que comprometam sua resistência; b) gasodutos que tenham operado por longo tempo (anos), fora das condições de projeto; c) modificação na classe de locação do gasoduto. 14.1.2 Transmissão de gases 14.1.2.1 Gasodutos para transmissão de gases devem ser
dimensionados de acordo com o Capítulo 7. A máxima pressão de operação destes gasodutos define a sua pressão de ensaio, conforme 29.2. 14.1.2.2 Quando for verificada a possibilidade de ocorrên-
cia de fratura frágil, na eventualidade de um vazamento, devem ser exigidas prescrições adicionais de ensaios de tenacidade ao impacto, limitação de dureza, lim itação da razão entre tensões de escoamento e ruptura, e, requisitos especiais de soldagem. 14.1.3 Distribuição de gases 14.1.3.1 Distribuição em alta pressão
Em sistemas de distribuição de gases em alta pressão, a MPO não pode exceder: a) a pressão de projeto do elemento mais fraco do sistema; b) a máxima pressão a que o sistema pode ser submetido, baseado na sua história de operação e manutenção. 14.1.3.2 Distribuição em baixa pressão
Em sistemas de distribuição de gases em baixa pressão, a MPO não pode exceder: a) a pressão que possa provocar operação insegura de qualquer equipamento de queima à baixa pressão acoplado ao sistema; ou b) uma pressão de 14 kPa (0,14 kgf/cm 2). 14.2 Controle de pressão
Todo sistema de escoamento de gases, alimentado por uma fonte que possa operar em pressão superior à máxima pressão de operação (MPO) do sistema em questão, deve ser equipado com um dispositivo de controle de pressão, junto à fonte de alimentação, especificado para ajustar a pressão para as condições de operação nas quais o sistema possa ser operado.
20
NBR 12712/1993 14.3 Limitação de pressão 14.3.1 Proteção contra sobrepressões acidentais 14.3.1.1 Exceto nos casos mencionados em 14.3.1.2 e
14.3.1.3, os sistemas de escoamento de gases devem ser equipados com dispositivos de limitação ou alívio de pressão, quando uma falha do dispositivo de controle elevar a pressão acima da MPO do sistema. 14.3.1.2 Consumidores alimentados por sistemas de dis-
tribuição, cuja máxima pressão de operação seja menor que 14 kPa (0,14 kgf/cm 2) e cuja pressão não provoque funcionamento inseguro nos equipamentos, não necessitam de dispositivos de controle e limit ação de pressão. 14.3.1.3 Consumidores alimentados por sistemas de dis-
tribuição, cuja máxima pressão de operação esteja entre 14 kPa (0,14 kgf/cm 2) e 200 kPa (2,04 kgf/cm2), não necessitam ser dotados de dispositivos de segurança adicional, caso a pressão de utilização do gás no consumidor seja controlada por regulador com as seguintes características: a) que seja capaz de reduzir a pressão para os valores recomendados para os equipamentos do consumidor; b) que seja de passagem única, com diâmetro do orifício não-maior que o recomendado pelo fabricante para a máxima pressão de entrada; c) que o assento da válvula seja feito de material resiliente, resistente às impurezas, à abrasão do gás e ao corte pelo obturador e não apresente deformação permanente quando em uso; d) que as tubulações que interligam o regulador não sejam maiores que 2";
e) que seja capaz de manter a precisão de regulagem em condições normais de operação e de limitar o aumento da pressão em condições de fluxo zero, a 50% ou menos da pressão regulada quando há fluxo; f) que seja integral, sem tomada de pressão; g) que, no caso de rompimento do diafragma, seja levado a fechar. 14.3.2 Tipos de dispositivos de proteção
A seguir estão relacionados os tipos de dispositivos que podem ser utilizados para impedir a sobrepressão: a) válvula de segurança por alívio, tipo mola, piloto ou selo líquido; b) válvula de segurança por bloqueio - excesso de pressão; c) válvula controladora monitora; d) válvula controladora em série com ativa. 14.3.3 Dispositivos de controle e proteção requeridos em estações de controle de pressão 14.3.3.1 Encontram-se esquematizados na Figura 1 os
dispositivos de controle e proteção requeridos em estações de controle de pressão. Estas estações caracterizam-se por separar dois sistemas com valores distintos de MPO. A Figura 2 fornece a simbologia da Figura 1. Nota: Exemplos de aplicação dos dispositivos de controle e proteção requeridos em estações de controle de pressão estão apresentados no Anexo E.
Figura 1 - Dispositivos requeridos nas estações de controle de pressão
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Válvula de controle
- Controla a pressão a jusante
Válvula de bloqueio automático
- Bloqueia o fluxo de gás, limitando a pressão a jusante da controladora
Válvula de controle monitora
- Controla a pressão a jusante da controladora ativa, na ocorrência de falha
Válvula de segurança
- Alivia o gás na ocorrência de falha da controladora. É dimensionada para a condição de falha aberta da controladora
Válvula de controle em série
- Controla a pressão em dois estágios. A pressão de ajuste da controladora a montante deve ser inferior à MPO a jusante
Figura 2 - Simbologia
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14.3.3.2 Adicionalmente aos dispositivos requeridos na Fi-
gura 1, eventualmente recomenda-se instalar válvula de alívio parcial dimensionada para a condição de vazamento da controladora quando esta estiver fechada. Esta recomendação se faz necessária quando há modificação na classe de pressão das instalações a montante em relação a jusante. 14.4 Considerações sobre o projeto de estação de controle e limitação de pressão 14.4.1 Geral 14.4.1.1 As estações devem ser projetadas e instaladas de
forma a evitar condições de pressão perigosas para as instalações conectadas a jusante destas estações, na ocorrência de acidentes, tais como explosão em estações subterrâneas ou choque de veículos. 14.4.1.2 O projeto deve impedir falhas na operação de
válvulas, objetivando a continuidade operacional dos dispositivos de segurança e proteção. 14.4.1.3 Cuidado especial deve ser dedicado aos tubos de
instrumentação. Eles devem ser protegidos contra queda de objetos, escavações indevidas ou outr as causas de dano. O projeto e instalação devem consi derar que a falha de um tubo de instrumentação não provoque sobrepressão nas instalações a jusante. 14.4.2 Cuidados especiais em instalações de alívio 14.4.2.1 As chaminés de válvulas de alívio, suspiros, ou
outras saídas de dispositivos de alívio devem ser localizadas onde o gás possa ser descartado para a atmosfera, em local seguro. Onde necessário, as chaminés e suspiros devem ser protegidos contra entrada de água de chuva. 14.4.2.2 O dimensionamento de aberturas, tubos e cone-
xões localizados entre o gasoduto a ser protegido e o dispositivo de alívio, assim como a tubulação de purga, deve ser executado de forma a propiciar o bom funcionamento do dispositivo de alívio. 14.4.2.3 Devem ser tomadas precauções objetivando im-
pedir o fechamento indevido de válvulas de bloqueio que tornem o sistema de alívio inoperante. Métodos aceitáveis para operação do bloqueio de válvulas de alívio são descritos a seguir: a) travar a válvula de bloqueio na posição aberta. Permitir o fechamento da válvula de bloqueio do alívio com a anuência e assistência do pessoal de operação. Tão logo quanto possível, retornar a válvula para a posição aberta; b) instalar duas válvulas de bloqueio do alívio, em paralelo, com intertravamento mecânico entre elas, de forma a sempre manter uma em operação e outra em reserva.
a) limitar a pressão no valor da máxima pressão de operação admissível (MPOA) acrescida de 10% ou no valor que provocar uma tensão circunferencial de 75% da tensão mínima de escoamento especificada do material do tubo, o que for m enor; b) limitar a pressão, em sistemas de distribuição de gás em baixa pressão, a valores que não provoquem operação irregular dos equipame ntos de quei-
ma conectados à rede. 14.4.3.2 Quando um gasoduto for alimentado por mais de
uma estação de controle ou compressão, a capacidade do sistema de alívio destas estações deve considerar as capacidades de alívio das demais estações. No cálculo desta capacidade, deve-se considerar as limitações de transferência do gás entre as estações.
15 Estações de compressão 15.1 Projeto 15.1.1 Localização
A localização do prédio de compressores deve levar em consideração a existência de construções adjacentes, mantendo uma distância dessas construções para evitar que um incêndio nestas construções atinja a estação e, também, com espaço suficiente em torno do prédio para permitir a livre movimentação do equipamento de combate a incêndio. 15.1.2 Construção
Todos os prédios da estação de compressores, que abriguem tubulações de DN > 2" ou equipamentos que trabalham com gás (exceto aqueles para fins domésticos), devem ser construídos com materiais não-combustíveis ou limitadamente combustíveis. O prédio da estação de compressores deve ser executado em conformidade com a NBR 6118. 15.1.3 Saídas 15.1.3.1 No mínimo duas saídas devem ser previstas para
cada patamar de operação, passarelas ou plataformas, situadas a 3 m ou mais do nível do chão. Tais saídas podem ser escadas, escadas-de-mão fixas, etc. Uma passarela exclusiva para um equipamento não requer duas saídas. 15.1.3.2 A distância máxima de qualquer ponto de um lo-
cal de operação a uma saída não pode exceder 23 m, medida ao longo da linha de centro de acesso.
15.1.3.3 As saídas devem ter portas desobstruídas, lo-
calizadas de modo a permitir fácil acesso, e devem propiciar passagem para local seguro. Os trincos das portas devem ser facilmente abertos pelo interior, sem chaves. As portas localizadas em paredes exteriores devem abrir para fora.
14.4.3 Capacidade requerida aos dispositivos de alívio e limitação de pressão
15.1.4 Ventilação
14.4.3.1 Cada dispositivo de proteção, ou combinação de
Os prédios de compressores devem possuir saídas de ar na parte superior (lanternim) para evitar o aprisionamento de gás. A estação deve ter ventilação suficiente para que
dispositivos, deve ter suficiente capacidade para:
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os empregados não corram perigo em condições normais de operação (ou algumas condições anormais, como uma junta danificada, etc.), devido ao acúmulo em concentrações perigosas de vapores ou gases inflamáveis ou tóxicos, em salas, poços ou qualquer outro ambiente fechado. 15.1.5 Áreas cercadas
Qualquer área cercada que possa impedir a fuga de pessoas dos arredores da estação de compressão, numa emergência, deve ter, no mínimo, dois portões. Os portões devem ser localizados de modo a permitir fuga para local seguro, e, desde que localizados a menos de 60 m de qualquer estação de compressores, devem abrir para fora e permanecer destrancados (ou ser facilmente abertos do interior, sem auxílio de chaves), quando a área interna estiver ocupada. 15.2 Instalações elétricas
Todos os equipamentos elétricos e cabos, instalados em estações de compressão de gás, devem atender aos requisitos da NBR 5418. 15.3 Controle de corrosão
Medidas a fim de proteger a tubulação da estação de compressão devem ser tomadas de acordo com o Capítulo 30. 15.4 Equipamentos da estação de compressão 15.4.1 Compressores 15.4.1.1 Projeto
Cada compressor, acessório e sistema auxiliar devem ser projetados para operar de modo seguro e eficiente na faixa das condições de operação. Cada compressor deve ser projetado para operar, em serviço contínuo, em toda a faixa das condições de operação, até a condição máxima do acionador. 15.4.1.2 Placa de identificação
Cada equipamento da unidade compressora deve possuir uma placa de identificação, de material resistente à corrosão, firmemente fixada em local visível e de fácil acesso. Da placa de identificação, devem constar dados do equipamento, tais como nome do equipamento, potência e rotação, nome do fabricante, número de série e qualquer outra informação necessária a uma correta operação e manutenção. 15.4.1.3 Isolamento térmico
Para proteção pessoal, deve ser previsto isolamento térmico das partes quentes do compressor. Este isolamento deve ser coberto com uma proteção resistente a óleo, graxa e sujeira. 15.4.1.4 Supervisão de operação
A supervisão de cada compressor de uma estação compressora deve ser de acordo com um procedimento que
inclua a verificação do funcionamento de todos os equipamentos de proteção. 15.4.2 Equipamentos de remoção de líquido 15.4.2.1 Devem ser previstos dispositivos de retirada de lí-
quido, nos casos onde houver possibilidade de acúmulo de líquido na linha de sucção de cada estágio (ou de cada unidade, no caso de compressor centrífugo), em quantidade que possa vir a danificar o equipamento. 15.4.2.2 Os dispositivos para remoção de líquido devem
satisfazer às seguintes condições:
a) ter dispositivo manual para drenar cada separador; b) quando bolsões ( slugs ) de líquido puderem ser carreados ao compressor, prever dispositivo para drenagem do separador e, adicionalmente, dis- positivo de parada automática do compressor ou alarme de nível alto de líquido; c) ser construídos de acordo com o ANSI/ASME , Seção VIII, exceto aqueles construídos de tubos e componentes de tubulação sem soldagem interna, caso em que devem ser projetados com fator de projeto 0,40. 15.4.3 Equipamento de combate a incêndio
Toda a estação de compressão deve possuir equipamentos adequados ao combate a incêndio. Caso bombas de incêndio façam parte dos equipamentos, sua operação não deve ser afetada pelo sistema de desligamento automático de emergência da estação. 15.5 Equipamentos para desligamento de emergência 15.5.1 Geral 15.5.1.1 Cada estação de compressão deve ter um siste-
ma de desligamento automático que atenda aos seguintes requisitos: a) possibilitar bloqueio da entrada e da saída de gás da estação, e aliviar o gás bloqueado; b) a tubulação de alívio deve descarregar em local que não gere risco à estação de compressão e adjacências; c) possibilitar o desligamento de todos os equipamentos de compressão de gás e instalações a gás e elétricas nas vizinhanças dos coletores de gás e da estação de compressão, exceto: - circuitos elétricos que alimentam as luzes de emergência necessárias à evacuação do pessoal da estação e a vizinhança dos coletores de gás; - circuitos elétricos necessá rios à proteção de e quipamentos; d) possibilitar operação de, no mínimo, dois lugares, bum dos quais atendendo aos seguintes requisitos:
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- ser externo à área de gás da estação; - ser próximo aos portões de saída da estação, caso esta estação seja cercada, ou próximo à saída de emergência, caso esta estação não se ja cercada; - ser localizado a menos de 150 m dos limites da estação; - ser de fácil acesso e visibilidade. 15.5.1.2 Caso a estação de compressão abasteça direta-
mente um sistema de distribuição sem outra fonte de suprimento, o sistema de desligamento de emergência deve ser projetado de forma que não cause nenhuma parada não-programada na distribuição de gás. 15.5.1.3 O projeto e a construção da estação de compres-
são devem ser tais que seja minimizado o risco de dano a qualquer equipamento do sistema de desligamento de emergência, devido à explosão ou fogo. 15.5.2 Sistema de detecção de fogo e gases
Toda área de compressores em estações de compressão deve ter sistemas de detecção de fogo e gases. Cada um dos sistemas deve atuar de modo a iniciar o desligamento de emergência conforme requisitos de 15.5.1.1, exceto quando, no entender do operador, o desligamento possa ser limitado a: a) desligamento de todos os compressores e instalações elétricas e a gás internas à estação;
alívio do compressor não evitem sobrepressão na tubulação, como descrito em 15.6.1, deve ser prevista instalação de dispositivo de alívio na tubulação. 15.6.3 As linhas de alívio devem ser dimensionadas de for-
ma a não prejudicarem o funcionamento das válvulas de alívio e devem conduzir o gás para local seguro. 15.7 Controle de gás combustível 15.7.1 Todo acionador de compressor, que opere com in jeção de gás combustível sob pressão, deve ser equipado de modo que a parada da máquina corte automaticamente o combustível e purgue o gás do coletor de distribuição. 15.7.2 Cada turbina a gás da estação deve ser equipada
de modo que, ao iniciar-se o desligamento de uma unidade, haja o imediato corte do combustível desta unidade. 15.7.3 As instalações de regulagem do sistema de gás
combustível, para uma estação de compressão, devem possuir dispositivo limitador de pressão regulado de modo a limitar a pressão a um excedente máximo de 25% da pressão de operação ou a um excedente máximo de 10% da máxima pressão de operação. 15.7.4 Devem ser tomados cuidados, de modo a evitar
que gás entre nos cilindros da máquina e atue no sentido de movimentar partes enquanto a máquina estiver em manutenção. 15.7.5 Todo gás utilizado para fins domésticos num a esta-
b) alívio e bloqueio, na linha principal, de todas as tubulações de gás conectadas aos compressores citados em 15.5.2-a);
ção de compressão deve possuir odor suficiente para servir de alerta em caso de escapamento; caso contrário, deve ser odorizado de acordo com o descrito no Capítulo 32.
c) desligamento de todas as instalações elétricas e a gás nas vizinhanças dos coletores de gás, conectadas às tubulações de gás citadas em 15.5.2-b).
15.8 Tubulações na estação de compressão 15.8.1 Tubulações de gás
15.5.3 Desligamento individual de emergência
Cada unidade compressora de uma estação de compressão deve ter um sistema individual de desligamento de emergência, adequadamente locado, que leve, de modo seguro, o compressor a uma parada total no menor intervalo de tempo possível. Os circuitos elétrico, hidráulico ou pneumático das instalações de desligamento normal devem permanecer em operação. 15.6 Dispositivos de alívio de pressão 15.6.1 Devem ser instalados dispositivos de alívio de pres-
são, com sensibilidade e capacidade para garantir que a pressão na tubulação e nos demais equipamentos não exceda em mais de 10% a máxima pressão de operação admissível. 15.6.2 Uma válvula de alívio de pressão deve ser instalada
na linha de descarga de cada compressor de deslocamento positivo, entre o compressor e a prim eira válvula de bloqueio. A capacidade de alívio deve ser igual ou superior à capacidade do compressor. Caso as válvulas de
15.8.1.1 Especificação
Todas as tubulações de gás da estação de compressão, exceto as de instrumentação, controle e tomada de amostra, devem ser de aço e projetadas de acordo com o Capítulo 7. 15.8.1.2 Instalação
Todas as tubulações de gás em estações de compressão devem ser instaladas segundo as prescrições previstas nesta Norma. 15.8.1.3 Ensaios de pressão
Todas as tubulações de gás de uma estação de compressão devem ser ensaiadas após sua instalação, de acordo com 29.2 e 29.3, exceto quando forem executadas pequenas alterações na estação e, devido às condições de operação, for impraticável a execução de ensaios; neste caso, os tubos devem ter sido pré-ensaiados.
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15.8.1.4 Identificação de válvulas e tubulações
15.9 Equipamentos de segurança adicionais
Todas as válvulas de emergência e os controles de emergência devem ser identificados. Todas as tubulações importantes de gás devem ser identificadas de acordo com suas funções.
15.9.1 Geral 15.9.1.1 Todo acionador de compressor, diferente de mo-
15.8.2.1 Todas as tubulações de ar das estações de
tor síncrono ou de indução elétrica, deve ter um dispositivo automático que desligue o equipamento antes que a velocidade do acionador ou do acionado exceda a velocidade máxima estabelecida, nos limites da segurança, pelo fabricante.
compressão devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3.
15.9.1.2 Toda máquina a gás da estação de compressão
15.8.2.2 A pressão do ar de partida, o volume estocado e
deve ter a carcaça equipada com abertura à prova de explosão ou com ventilação adequada.
15.8.2 Tubulações de ar
as dimensões da tubulação de conexão ao compressor devem ser apropriados a imprimir na máquina o número de rotações necessárias à purga de todo o combustível do cilindro de potência e escapamento da máquina. As instruções do fabricante podem ser utilizadas como guia para determinar esses fatores. Deve ser levada em conta a possibilidade de ser necessário dar partida em mais de um compressor num curto intervalo de tempo. 15.8.2.3 Uma válvula de retenção deve ser instalada na
linha de ar de partida, próximo de cada máquina, de modo a não permitir retorno de ar do motor às tubulações. Outra válvula deve ser localizada na linha de ar principal próximo à saída de ar dos vasos. É recomendado que o equipamento de resfriamento, remoção de líquido e remoção de óleo seja instalado entre o compressor de ar de partida e os vasos. 15.8.2.4 Vasos ou garrafas de estocagem, para uso em es-
tações de compressão, devem ser construídos e equipados de acordo com o ANSI/ASME, Seção VIII.
15.9.1.3 Todo abafador do sistema de escapamento da
máquina a gás, numa estação de compressão, deve ter furos em cada compartim ento, de modo a evitar qualquer acúmulo de gás. 15.9.2 Equipamentos adicionais de proteção para compressores de gás 15.9.2.1 Todo compressor de gás de uma estação de
compressão deve possuir sistema de desligamento ou alarme, que atue caso haja falha de refrigeração ou lubrificação do equipamento. 15.9.2.2 Todo compressor de gás de uma estação de com-
pressão deve possuir um dispositivo que impeça que a temperatura do gás de descarga exceda a máxima temperatura de projeto do compressor e tubulações conectadas. 15.9.2.3 Todo compressor centrífugo de gás numa esta-
15.8.3 Tubulações de óleo lubrificante
ção de compressão deve possuir um selo de óleo de emergência que permita que, numa falha, do selo normal, o compressor seja desligado com segurança.
Todas tubulações de óleo lubrificante, internas à estação de compressão, devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3.
16 Reservatórios tubulares e cilíndricos
15.8.4 Tubulações de água
Todas tubulações de água, internas à estação de compressão, devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3. 15.8.5 Tubulações de vapor
16.1 Reservatórios tubulares em áreas de uso e controle não-exclusivo da companhia operadora
Um reservatório tubular para instalação em ruas, estradas ou áreas pertencentes (mas não de uso e controle exclusivo) à companhia operadora deve ser projetado, montado e ensaiado de acordo com os requisitos desta Norma, aplicáveis a uma tubulação instalada no mesmo local e sujeito à mesma máxima pressão de operação.
Todas tubulações de vapor, internas à estação de compressão, devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3.
16.2 Reservatórios cilíndricos
15.8.6 Tubulações hidráulicas
Os reservatórios cilíndricos devem ser instalados em terreno próprio ou de uso e controle exclusivos da companhia operadora.
Todas tubulações hidráulicas, internas à estação de compressão, devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3.
16.3 Reservatórios tubulares e cilíndricos em propriedade de uso e controle exclusivos da companhia operadora
15.8.7 Tubulações de processo 16.3.1 Locação dos reservatórios
Todas tubulações de processo, internas à estação de compressão, devem ser construídas de acordo com a ANSI B31.3.
Os reservatórios devem ser instalados em áreas cercadas para evitar o acesso de pessoas não-autorizadas.
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16.3.2 Projeto, instalação e ensaio 16.3.2.1 Um reservatório tubular ou cilíndrico, a ser instalado
em propriedade sob uso e controle exclusivos da companhia operadora, deve ser projetado adotando-se os fatores de projeto selecionados de acordo com a classe de locação correspondente e a distância mínima entre os reservatórios e a cerca, conforme a Tabela 11. Tabela 11 - Fatores de projeto para reservatórios
Fator de projeto (F) Classe de locação da propriedade
Distância mínima entre os reservatórios e os limites da cerca 8 m - 30 m
30 m ou mais
1
0,72
0,72
2
0,60
0,72
3
0,60
0,60
4
0,40
0,40
16.3.2.2 A distância mínima entre os reservatórios e os li-
b) em nenhum caso a relação entre a tensão mínima de escoamento especificada e a tensão de ruptura pode exceder 0,85; c) não pode ser feita solda em reservatórios cilíndricos que já tenham sofrido tratamento térmico e alívio de tensões, ou ambos, exceto soldas de cabos de cobre para o sistema de proteção catódica, usando-se processo de soldagem termicamente localizado; d) cada cilindro deve ser ensaiado hidrostaticamente na fábrica, não necessitando ser reensaiado hidrostaticamente quando da instalação. A pressão de ensaio na fábrica não deve ser menor do que a requerida para produzir uma tensão circunferencial igual a 85% da tensão mínima de escoamento especificada do material. Cuidadosa inspeção no cilindro deve ser feita quando da instalação, não sendo aceitáveis danos no cilindro; e) cada cilindro e bocais devem ser ensaiados contra vazamentos após a instalação, usando-se ar ou gás a uma pressão de 350 kPa (3,5 kgf/cm 2) acima da máxima pressão de operação.
mites da cerca deve ser de 8 m, quando a máxima pressão de operação for inferior a 7000 kPa (71,4 kgf/cm2), e de 30 m, quando a máxima pressão de operação for igual ou superior a 7000 kPa.
16.5 Requisitos gerais aplicáveis a reservatórios tubulares e cilíndricos
16.3.2.3 O afastamento mínimo entre reservatórios deve
reservatórios contra corrosão externa.
ser determinado pela fórmula empírica: 3.D.P.F L= 7 x 103 Onde: L = afastamento mínimo entre reservatórios, em mm D = diâmetro externo do reservatório, em mm P = máxima pressão de operação admissível, em kPa F = fator de projeto 16.3.2.4 Reservatórios tubulares e cilíndricos devem ser
enterrados com cobertura mínima de 60 cm. 16.3.2.5 Reservatórios tubulares devem ser ensaiados
conforme os requisitos do Capítulo 29, para um tubo instalado em um local classificado na mesma classe de locação do reservatório; nos casos em que a pressão de ensaio produza uma tensão circunferencial superior ou igual a 80% da tensão mínima de escoamento especificada (Sy) do tubo, deve ser utilizada água para o ensaio. 16.4 Requisitos especiais aplicáveis somente a reservatórios cilíndricos
Um reservatório cilíndrico pode ser construído de um aço não-soldável em condições de campo, desde que atenda às seguintes limitações: a) reservatórios cilíndricos construídos de aço-liga devem atender aos requisitos de composição química e de resistência dos vários graus de aços segundo ASTM A-372;
16.5.1 Devem ser tomadas medidas para proteção dos 16.5.2 Nenhum gás contendo mais do que 2,3 mg/m 3 de
gás sulfídrico, a uma pressão absoluta superior a 100 kPa (1,0 kgf/cm2) a 15°C, pode ser armazenado.
16.5.3 Precauções devem ser tomadas para impedir a for-
mação ou acumulação de líquidos nos reservatórios, bocais e equipamentos auxiliares, que possam causar corrosão ou interferir na operação segura dos equipamentos de armazenamento. 16.5.4 Devem ser instaladas válvulas de alívio de acordo
com os requisitos desta Norma, com capacidade de alívio adequada para limitar a pressão nas linhas de enchimento e, desta maneira, no reservatório, em 110% da pressão de projeto do reservatório, ou uma pressão que induza uma tensão circunferencial de 75% da tensão mínima de escoamento do material, a que for m enor.
17 Válvulas intermediárias 17.1 Espaçamento entre válvulas 17.1.1 Gasodutos de transmissão 17.1.1.1 Na determinação do espaçamento entre válvulas,
vários aspectos devem ser considerados, tais como acesso, preservação do gás, tempo de desgaseificação, continuidade operacional, flexibilidade operacional, futuros desenvolvimentos urbanos da região e condições naturais adversas que coloquem em risco a segurança e operação da linha. 17.1.1.2 A distância máxima para o espaçamento entre
válvulas deve estar de acordo com a Tabela 12.
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Tabela 12 - Distância máxima para o espaçamento entre válvulas
tomatismo deve ser definido pela companhia operadora do gasoduto.
Classe de locação Espaçamento entre válvulas (km)
17.2.1.5 A locação de válvulas deve atender às exigências
da autoridade competente.
1
32
2
24
17.2.2 Válvulas para gasodutos de distribuição
3
16
17.2.2.1 Uma válvula deve ser instalada na tubulação de
4
8
Nota: O espaçamento recomendado na Tabela 12 só pode ser aumentado por imposição de dificuldades reais de acesso à válvula.
entrada para cada regulador de vazão ou pressão do sistema de distribuição de gás. A distância entre a válvula e o regulador deve permitir a operação da válvula durante uma emergência, tal como um grande vazamento ou fogo na estação.
17.1.2 Válvulas em sistemas de distribuição de gás
17.2.2.2 Válvulas em sistemas de distribuição para uso
Válvulas em sistemas de distribuição, instaladas objetivando uso operacional ou de emergência, devem ser espaçadas conforme a seguinte orientação: a) em sistemas de distribuição em alta pressão, as válvulas devem ser instaladas em locais acessíveis a fim de facilitar a operação em casos de emergência. Na determinação do espaçamento, devem ser feitas considerações sobre a pressão máxima de operação, o comprimento das linhas de distribuição, as condições físicas locais, as eventuais exigências da autoridade competente, assim como o número e tipo de consumidores que seriam afetados por uma interrupção acidental do abastecimento; b) em sistemas de distribuição em baixa pressão, as válvulas intermediárias, se não forem exigidas pela autoridade competente, podem ser dispensadas. 17.2 Locação de válvulas 17.2.1 Válvulas para gasodutos de transmissão 17.2.1.1 Válvulas de bloqueio intermediárias devem ser
acessíveis e protegidas contra danos e atos de vandalismo. 17.2.1.2 As válvulas intermediárias podem ser instaladas
acima do solo, enterradas ou em caixas. Em todas as instalações, deve ser montado dispositivo operacional de abertura e fechamento, facilmente acessível ao pessoal autorizado. Todas as válvulas devem ser convenientemente suportadas, a fim de ficarem protegidas contra movimentos e/ou acomodações do terreno, bem como movimentos das tubulações. 17.2.1.3 Facilidades devem ser previstas para a execução
de desgaseificação entre duas válvulas intermediárias. O dimensionamento das válvulas e conexões para esta operação deve ser tal que permita a desgaseificação em condições de emergência com rapidez compatível com sua necessidade. O local da instalação de desgaseificação deve propiciar a purga do gás para a atmosfera. 17.2.1.4 O uso de automatismo nas válvulas de bloqueio
intermediárias não é requerido, devido ao fato de não poder ser comprovado que este, conforme ora desenvolvido, forneça proteção total ao gasoduto. O uso do au-
operacional ou de emergência devem ser localizadas de forma a propiciar acesso imediato e facilitado numa condição de emergência. Caso a válvula tenha sido instalada em caixa, somente o acesso à haste operacional ou ao mecanismo de abertura/fechamento necessita ser instalado. A caixa deve ser projetada de forma a não permitir a transmissão de cargas externas à linha de distribuição.
18 Caixas subterrâneas 18.1 Exigências de projeto estrutural
As caixas subterrâneas para válvulas, estações redutoras ou limitadoras de pressão, de alívio, etc. são projetadas e construídas de acordo com as seguintes prescrições: a) as caixas são projetadas e construídas de forma a resistirem às cargas a que são submetidas; b) deve ser previsto espaço interno suficiente, para possibilitar que os equipamentos tenham sua montagem, operação e manutenção adequadamente executadas; c) no projeto de caixas para equipamentos de regulagem, limitação e alívio de pressão, deve se levar em conta a proteção destes equipamentos, de forma a evitar sua danificação em caso de acidente; d) a tubulação de entrada e a do interior de uma caixa subterrânea devem ser de aço, exceção feita às tubulações de controle e medição, que podem ser de cobre. Onde a tubulação atravessar a estrutura da caixa, devem ser previstos meios para evitar a passagem de gases ou líquidos através da abertura e evitar esforços na tubulação. O equipamento e a tubulação devem ser adequadamente sustentados por suportes de metal ou alvenaria, sendo apoiados dentro da caixa, de forma que o risco de danificação seja minimizado; e) as aberturas das caixas devem ser localizadas de forma a reduzir os riscos de que ferramentas ou outros objetos caiam sobre o equipamento, a tubulação ou outro componente. A tubulação de controle e os componentes ativos do equipamento não devem ser instalados sob a abertura da caixa, a fim de evitar que os mecânicos de manutenção pisem neles quando entrarem ou saírem dela, a menos que tais componentes sejam protegidos adequadamente;
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f) sempre que uma abertura deva ser localizada acima de um equipamento que possa ser danificado pela queda de uma tampa, deve ser instalada uma tampa circular ou tomadas outras precauções. 18.2 Condições de acesso
Ao se escolher um local para uma caixa, devem ser consideradas as condições de acesso. Alguns dos fatores a serem considerados na escolha do local são os seguintes: a) exposição ao tráfego: deve ser evitada a construção de caixas em cruzamentos de rua ou em pontos onde o tráfego é pesado ou denso; b) exposição à inundação: as caixas não devem ser construídas em pontos de elevação mínima, bacias de captação ou onde a tampa de acesso à caixa esteja no curso das águas pluviais; c) exposição a riscos em instalações adjacentes: as caixas devem ser construídas o mais afastado possível de instalações de água, eletricidade, vapor e outras. 18.3 Selagem e ventilação da caixa
Caixas subterrâneas contendo uma estação reguladora ou redutora, de alívio ou pressão, devem ser vedadas e ventiladas como segue: a) quando o volume interno excede 6 m 3 , as caixas devem ser ventiladas com dois dutos, tendo cada um, no mínimo, a capacidade de ventilação de um tubo de 4" de diâmetro nominal; b) a ventilação obtida deve ser suficiente para minimizar a possível formação de uma atmosfera combustível na caixa. Os respiros ligados ao equipamento de regulagem ou alívio de pressão não devem ser ligados à ventilação da caixa;
e) se as caixas menciondas em 18.3-d) são ventiladas por meio de aberturas nas tampas ou por grades, e a relação do volume interno, em m 3, para a área de ventilação efetiva da tampa ou grade, em m2, for menor que 6 para 1, não é necessária nenhuma ventilação adicional; f) caixas com volume interno menor que 2 m 3 não têm nenhuma exigência específica. 18.4 Drenagem e estanqueidade à água 18.4.1 Devem ser previstos meios para minim izar a entra-
da de água nas caixas; contudo, o equipamento deve ser sempre projetado para operar com segurança, se submerso. 18.4.2 Nenhuma caixa contendo tubulação de gás pode
ser interligada a outra rede, como a de esgoto. 18.4.3 O equipamento elétrico nas caixas deve estar de
acordo com as exigências da classe 1, grupo D, do boletim número 70 da NFPA.
19 Ramais de serviço 19.1 Prescrições gerais aplicáveis aos ramais 19.1.1 Os ramais devem ser instalados a uma profundi-
dade que os proteja de cargas externas excessivas e de atividades, tais como jardinagem. É exigido que seja previsto um mínimo de 0,30 m de cobertura em calçadas, jardins, áreas externas de residências e condomínios, alamedas e demais locais não-sujeitos ao tráfego de veículos, e um mínimo de 0,60 m em ruas, avenidas, estradas e pátios de estacionamento de veículos, de acordo com 8.2. Onde estas exigências de cobertura não puderem ser cumpridas, devido à existência de interferências, pode ser admitida uma cobertura menor, desde que estes ramais sejam encaminhados protegidos por placas de concreto, suportadas convenientemente, ou através de reforço no próprio tubo, através do aumento de espessura. 19.1.2 Os ramais devem ser adequadamente apoiados em
c) os dutos devem estender-se a uma altura acima do solo, adequada para dispersar quaisquer misturas ar-gás que possam ser descarregadas. As extremidades externas dos dutos devem ser equipadas com uma conexão à prova de tempo apropriada, projetada para evitar que material estranho entre ou obstrua o duto. A área efetiva da abertura nessas conexões, ou terminais de alívio, deve ser, no mínimo, igual à área da seção transversal de um duto de 4" de diâmetro nominal. Os trechos horizontais dos dutos devem ser projetados de forma a evitar a acumulação de líquidos na linha. O número de curvas e desvios deve ser reduzido ao mínimo, e deve-se prever meios para facilitar a limpeza periódica dos dutos; d) as caixas com volume interno entre 2 m 3 e 6 m3 podem ser fechadas hermeticamente ou ventiladas. Se fechadas hermeticamente, todas as aberturas são equipadas com tampas estanques; neste caso, deve ser previsto meio de ensaiar a atmosfera interna antes da remoção da tampa;
solos firmes ou bem compactados, em toda a extensão, de modo que o tubo não venha a ser submetido a uma carga externa excessiva devido ao reaterro da vala. O material usado para reaterro deve ser isento de pedras, materiais de construção, etc., que possam danificar o tubo ou o revestimento protetor. 19.1.3 Onde há evidência de condensação no gás em
quantidades suficientes para provocar interrupções no abastecimento do consumidor, o ramal deve ter caimento de forma a drenar o condensado para a rede ou para sifões em pontos baixos do ramal. 19.2 Válvulas de bloqueio 19.2.1 As válvulas utilizadas para ramal devem atender às
prescrições de 4.3.1. 19.2.2 O uso de válvulas de ramal de assento resiliente não
é recomendado, quando o projeto das válvulas é tal que a exposição ao calor excessivo possa afetar sua capacidade de operação.
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NBR 12712/1993
19.2.3 Uma válvula incorporada no quadro do medidor que
19.6 Projeto de ramais
permita que ele seja contornado não a caracteriza como de ramal, segundo esta Norma.
19.6.1 O tubo, quando usado para ramais, deve estar de
acordo com as exigências aplicáveis do Capítulo 4. 19.2.4 Válvulas de ramais de alta pressão, instaladas den-
tro de prédios ou em locais confinados fora de prédios, onde o escapamento do gás seja perigoso, devem ser pro jetadas e construídas de forma a minimizar a possibilidade da retirada de internos da válvula acidentalmente ou deliberadamente, com ferramentas domésticas.
19.6.2 O cálculo da espessura de parede do ramal deve
19.2.5 A companhia distribuidora deve se certificar de que
19.6.3 Os tubos, conexões e acessórios devem ser conec-
as válvulas de ramal instaladas nos ramais de alta pressão sejam adequadas para este uso, fazendo os seus próprios ensaios ou inspecionando os ensaios feitos pelo fabricante.
estar de acordo com as exigências do Capítulo 7. Onde a pressão for menor que 700 kPa (7,1 kgf/cm 2), o ramal deve ser projetado para uma pressão de projeto mínima de 700 kPa. tados por processos de soldagem ou rosqueamento. 19.7 Instalação de ramais
19.3 Localização de válvulas de ramal
19.7.1 Instalação de ramais por meio de perfuração ou cravação
19.3.1 As válvulas de ramal devem ser instaladas em to-
19.7.1.1 Quando a instalação dos tubos revestidos for fei-
dos os ramais novos, inclusive os renovados, em área pública, de fácil acesso. 19.3.2 As válvulas devem ser instaladas a montante do
medidor se não existir regulador ou, a montante do regulador, se existir. 19.3.3 As válvulas subterrâneas devem ser instaladas nu-
ta em terreno previamente perfurado, deve ser tomado cuidado para evitar danos ao revestimento. 19.7.1.2 Na instalação de ramal em terreno previamente
perfurado, a utilização do tubo revestido sem camisa só é aceita se comprovado que o revestimento é resistente às operações necessárias à execução (furação ou cravação).
ma caixa ou tubo extensor que permita pronta operação da válvula. Tanto a caixa como o tubo devem ser apoiados independentemente do ramal.
19.7.1.3 Em solo rochoso, o tubo revestido não deve ser in-
19.4 Ponto de ligação do ramal à rede
19.7.2 Instalação de ramais no interior ou sob construções
Os ramais devem ser ligados ao topo ou à lateral do tubo da rede. A ligação no topo é preferível, a fim de minimizar a possibilidade de que pó e umidade sejam levados do tubo para o ramal.
19.7.2.1 Ramais enterrados, passando através dos alicer-
serido através de um furo livre (sem tubo-camisa).
19.5 Ensaio dos ramais após a construção
ces externos de uma construção, devem ser encamisados em tubo-luva ou protegidos de outra forma contra a corrosão. O ramal ou o tubo-luva, ou ambos, devem ser selados no alicerce para evitar a entrada de água ou gás na construção.
19.5.1 Prescrição geral
19.7.2.2 Os ramais, quando enterrados sob construções,
O ramal deve ser ensaiado após a construção e antes de ser colocado em operação, para verificar se não apresenta vazamento e se sua integridade estrutural está garantida. A conexão do ramal à rede não necessita ser incluída neste ensaio, se não for viável assim proceder. 19.5.2 Exigências do ensaio de estanqueidade 19.5.2.1 Os ramais que operam a pressões menores que
7 kPa (0,07 kgf/cm2) e que não possuem um revestimento anticorrosivo capaz de temporariamente impedir um vazamento devem ser ensaiados com gás ou ar, a uma pressão não menor que 70 kPa (0,7 kgf/cm 2), pelo tempo de, no mínimo, 5 min. 19.5.2.2 Os ramais que operam a pressões menores que
7 kPa (0,07 kgf/cm 2) e que possuem um revestimento anticorrosivo que não possibilite de imediato a identificação do vazamento, e todos os ramais que operam a pressões maiores que 7 kPa devem ser ensaiados com gás ou ar, durante, no mínimo, 5 min. à MPO do sistema ou a 600 kPa (6,1 kgf/cm2), a que for maior.
devem ser encamisados por um duto estanque. Quando um destes ramais abastece o prédio que ele atravessa, o duto deve prolongar-se até um local utilizado normalmente e de fácil acesso. No ponto onde o duto termina, o espaço entre este e o ramal deve ser selado, para evitar a possível penetração de gás de vazamento. O tubo-camisa deve ser purgado em local seguro. 19.7.3 Ligação de ramais à rede
Os ramais podem ser ligados à rede por: a) soldagem de um tê ou de dispositivo similar; b) utilização de uma abraçadeira de ramal ou sela; c) utilização de conexões de compressão com juntas de borracha ou similar e conexões de solda. As juntas utilizadas nas redes de gás manufaturado devem ser do tipo que resista a este gás; d) soldagem do ramal diretamente à rede (boca-delobo).
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20 Componentes de tubulação não-padronizados 20.1 Objetivo
O objetivo deste Capítulo é apresentar métodos de cálculo, limitações nas condições de uso e recomendações específicas para o projeto de componentes de tubulação não-padronizados. 20.2 Classificação e conceituação 20.2.1 Conexões especiais
São conexões não-padronizadas as utilizadas em situações peculiares, em função de dificuldades construtivas para se usar a conexão padronizada ou em função da falta da conexão padronizada. Por exemplo:P.ex.: Curva em gomos; redução cônica; tampão plano.
talada. Quando estas conexões forem instaladas em sistemas existentes, devem preferencialmente ser ensaiadas antes da instalação; se isto não for possível, devem passar por um ensaio de vazamento em serviço na pressão de operação do gasoduto. 20.4.1.6 O projeto e a fabricação das curvas em gomos
devem ser cuidadosamente executados e sua aplicação deve obedecer às recomendações de 27.5. 20.4.2 Condições específicas 20.4.2.1 Reduções concêntricas e conexões para fecha-
mento terminal feitas a partir de tubo não são permitidas em sistemas cuja pressão de projeto produz tensão circunferencial igual ou superior a 1/5 da tensão mínima de escoamento especificada do material. 20.4.2.2 Conexões para fechamento terminal, tais como
São conexões não-padronizadas utilizadas para a derivação de um ramal. Por exemplo: Boca-de-lobo, derivação com reforço integral tipo sela.
tampão “cauda de peixe” e tampão plano, são permitidas para tubos de DN igual ou inferior a 3", operando a pressões inferiores a 700 kPa (7,14 kgf/cm2). É proibido tampão “cauda de peixe” para DN superior a 3". Tampão plano para DN superior a 3" só é permitido se for projetado de acordo com a ANSI/ASME, Seção VIII.
20.3 Cargas de projeto
20.5 Derivações tubulares soldadas
Os componentes de tubulação devem ser proj etados e fabricados para suportarem com segurança, sem vazamento, ruptura ou falha de funcionamento, após instalados no sistema, a pressão de projeto atuando durante a vida útil da tubulação e outras cargas eventualmente especificadas.
20.5.1 Requisitos gerais
20.2.2 Derivações tubulares
20.4 Conexões especiais 20.4.1 Condições gerais 20.4.1.1 Conexões de aço fundido, forjado ou soldado,
com dimensões ou materiais diferentes dos padronizados, devem ser projetadas por critérios que proporcionem o mesmo grau de resistência e estanqueidade, e que sejam capazes de atender aos mesmos requisitos de ensaios, das conexões padronizadas 20.4.1.2 Toda a soldagem deve ser realizada usando pro-
cedimentos e soldadores qualificados. 20.4.1.3 Quando a resistência destes componentes não
puder ser calculada ou determinada com segurança pelos requisitos desta Norma, a pressão admissível de trabalho é estabelecida de acordo com a ANSI/ASME, Seção VIII, Divisão I. 20.4.1.4 Unidades pré-fabricadas, que não sejam as pa-
dronizadas para solda de topo, construídas de chapa com costuras longitudinais, devem ser projetadas, construídas e ensaiadas sob os requisitos do código ANSI/ ASME, Seção VIII, Divisão I. 20.4.1.5 As conexões especiais de que trata esta seção de-
vem resistir a um ensaio de pressão sem apresentar vazamentos, ruptura, falha de funcionamento ou deformações permanentes. A pressão de ensaio deve ser a mesma do sistema no qual a conexão estiver (ou for ser) ins-
As derivações tubulares soldadas devem ser projetadas de acordo com as recom endações de 20.5.1.1 a 20.5.1.13,
as quais admitem estar a derivação submetida à pressão interna e a esforços moderados de peso próprio. Quando os esforços de dilatação térmica, de peso próprio e de vibração forem, isolada ou simultaneamente, a critério do projetista, consideradas significativas, deve ser feito um estudo específico para determinar o nível de tensões na descontinuidade entre o ramal e o tronco. Nota: No Anexo F é dado um exemplo das regras para o projeto de derivações tubulares soldadas. 20.5.1.1 O reforço requerido no tubo-tronco deve ser
determinado pela “Regra da Equivalência de Área” que exige que a área de reforço disponível seja igual ou superior à área retirada do tubo-tronco para instalação do tubo-ramal. 20.5.1.2 A área de reforço requerido (Areq.) é definida pe-
lo produto Areq. = d . et (ver nomenclatura em 20.5.2.2). Quando a parede do tubo incluir uma sobreespessura para corrosão, esta deve ser descontada da espessura nominal de parede dos tubos-ramal e tr onco, para cálculo de A1 e A2. 20.5.1.3 A área de metal para o reforço da derivação deve
ser a soma das seguintes áreas, todas situadas dentro dos limites da zona de reforço definida em 20.5.1.4:
a) área transversal remanescente no tubo-tronco (A1), correspondente à espessura de parede excedente àquela necessária para resistir à pressão interna; b) área transversal remanescente no tubo-ramal (A2), correspondente à espessura de parede excedente àquela necessária para resistir à pressão interna;
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c) área transversal dos cordões de solda (A3); d) área transversal da chapa de reforço (A4), calculada conforme 20.5.2.5, a qual já inclui a solda de união entre o tubo-tronco e o tubo-ramal. 20.5.1.4 As áreas dos reforços são apresentadas na Figu-
ra 3, onde se mostram também os limites da zona de reforço; esta última é um retângulo cujo comprimento se estende a uma distância “d” de cada lado da linha de centro do tubo-ramal e cuja dimensão “L” se estende a uma distância igual a 2,5 vezes a espessura de parede do tubo-tronco medida a partir da superfície externa deste, mas que em nenhum caso pode se estender além de 2,5 vezes a espessura de parede do tubo-ramal a partir da superfície externa da chapa de reforço (se esta existir) . Notas: a) A solda de união entre os tubos-tronco e ramal não foi representada na Figura 3.
coamento, e só então computada como área de reforço. O material da chapa de reforço com tensão de escoamento superior à do material do tubo-tronco deve ser considerado, no cálculo do reforço, como tendo a mesma tensão de escoamento do tubo-tronco. O material da chapa de reforço deve ser compatível com os materiais dos tubos com respeito à soldabilidade, tratamento térmico, corrosão galvânica e expansão térmica. 20.5.1.7 Quando os coxins ou as selas usadas para o re-
forço cobrirem as soldas entre o ramal e o tronco, deve-se prever um pequeno furo na luva ou na sela para que haja a purga do gás de soldagem, ou do ar numa eventual operação de tratamento térmico da conexão. Esses furos para purga devem ser tamponados posteriormente ao ensaio de pressão da conexão ou do sistema de tubulação para evitar a corrosão entre o duto e a chapa de reforço. 20.5.1.8 O ramal deve ser ligado por solda em toda a ex-
b) A nomenclatura utilizada está definida em 20.5.2.2. 20.5.1.5 Quando o material do tubo-ramal tiver t ensão de
escoamento inferior à do tubo-tronco, a área de reforço disponível no tubo-ramal deve ser calculada com uma redução proporcional à razão entre as respectivas tensões de escoamento, e só então computada como área de reforço. Nenhum crédito é dado, em termos de aumento de área de reforço, para materiais do tubo-ramal com tensão de escoamento superior à do tubo-tronco. Neste caso, a área deve ser calculada como se o material do ramal tivesse a mesma tensão de escoamento do material do tronco. 20.5.1.6 O material da chapa de reforço pode ter tensão de
escoamento inferior à do material do tubo-tronco, desde que sua área de reforço seja calculada com uma redução proporcional à razão entre as respectivas tensões de es-
tensão da parede do ramal ou do tronco; o cordão de solda deve se estender por um comprimento W1, conforme mostrado nas Figuras 4 e 5. O uso de cordão de solda côncavo é preferível, pois minimiza a concentração de tensões na junção do ramal com o tronco conforme m ostra a Figura 6. A chapa de reforço deve ser ligada por solda aos tubos tronco e ramal em toda a sua extensão; o cordão de solda deve se estender por um comprimento W2 e W3, conforme mostrado na Figura 5. O reforço com coxim ou sela deve ser feito conforme Figura 5. Quando não for usado um cordão de solda com a dimensão da perna (W2) igual à espessura M da chapa de reforço, a extremidade do reforço deve ser chanfrada a 45°para concordar com a extremidade do cordão. 20.5.1.9 Luvas, selas e coxins de reforço devem ser perf ei-
tamente ajustados às partes às quais devem ser soldados. As Figuras 5 e 7 ilustram algumas formas de reforço.
Figura 3 - Corte transversal da derivação mostrando as dimensões usadas no cálculo
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Notas: a) Usar preferencialmente o encaixe tipo “não-penetrante”; como segunda opção, usar o encaixe tipo “penetrante”. b) W1 = 3R/8 (mínimo), porém nunca inferior a 6,4 mm. c) G = 1,6 mm (mínimo), G + 3,2 mm (máximo) a menos que haja soldagem pela parte interna ou seja usado mata-junta. d) Todas as soldas devem ter as pernas com a mesma dimensão e uma garganta teórica igual a 70% da dimensão da perna.
Figura 4 - Detalhes de solda para derivações sem reforço
Figura 5-(a) - Sela
Figura 5-(b) - Coxim ou colar
Notas: a) Os reforços parciais sela ou coxim, quando usados, devem ser aplicados na derivação detalhada na Figura 4. b) W2 = M/2 (mínimo), porém nunca inferior a 6,4 mm. c) W3 = M (mínimo), porém não-superior a T. d) Se M > T, a extremidade do reforço deve ser usinada para ficar com a espessura igual à do tubo-tronco. e) Prever um furo de 6 mm na chapa de reforço para permitir a purga dos gases de soldagem e do ar; deste, no caso de haver tratamento térmico. Posteriormente, o furo deve ser fechado com solda, após o ensaio de pressão.
Figura 5 - Detalhes de solda para derivações com reforço parcial
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Figura 6-(a) - Solda de filete convexo
Figura 6-(b) - Solda de filete côncavo
Nota: A dimensão da solda em ângulo é definida pelo comprimento do lado do maior triângulo isósceles inscrito na seção transversal do filete de solda.
Figura 6 - Garganta teórica da solda
Figura 7-(a) - Tipo luva
Figura 7-(b) - Tipo sela combinada com luva
Figura 7-(c) - Tipo sela Notas: a) Esta solda não necessita ter função estrutural, podendo ser apenas uma solda de vedação. b) Esta solda longitudinal para fechamento do reforço integral pode ser localizada em qualquer lugar da circunferência do tubotronco. c) Os detalhes das derivações com reforço integral foram feitos mostrando o encaixe tipo “não-penetrante”.
Figura 7 - Detalhes de solda para derivações com reforço integral
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20.5.1.10 O exame e o eventual reparo das soldas entre o
Areq. = área de reforço requerido
ramal e o tronco devem ser feitos antes da montagem dos reforços.
Adis. = área de reforço disponível
20.5.1.11 Para tubo-tronco com costura, quando a solda
A1, A2, A3, A4 = áreas definidas no texto (ver 20.5.1.3)
longitudinal não for interceptada pelo ramal, admite-se que seu fator de eficiência de junta seja unitário, independentemente do processo de soldagem. 20.5.1.12 Derivações com ramais formando ângulos infe-
riores a 85°com o tronco tornam-se, progressivamente, mais fracas à medida que o ângulo diminui. Um projeto deste tipo deve ser cuidadosamente estudado. Deve ser previsto um reforço adequado para compensar a fraqueza inerente a este tipo de derivação. A partir de ângulos menores que 85°, deve ser usado o coeficiente de segurança (2 - sen β), a fim de majorar a área requerida para reforço (Areq.). 20.5.1.13 Para o estabelecimento da tensão mínima de es-
coamento especificada para os materiais dos tubos utilizados nas derivações soldadas, ver 7.5.2.1, 7.5.3, 7.5.4 e Anexo D.
SyR = tensão mínima de escoamento especificada do material do tubo-ramal SyT = tensão mínima de escoamento especificada do material do tubo-tronco SyC = tensão mínima de escoamento especificada do material da chapa de reforço 20.5.2.3 Para 85o β 90 o, a área de reforço requerida é
calculada de acordo com a fórmula: Areq. = d . et Nota: Para um ângulo β < 85°, a área de reforço requerida deve ser calculada por: Areq. = d . et . (2 - sen β)
Nota: O uso de nervura para reforço é permitido e pode ser considerado nos cálculos de resistência mecânica. O projetista deve atentar para o fato de que a concentração de tensões próxima a pontos terminais de nervuras, tirantes e outros contraventamentos pode reduzir o efeito previsto para o reforço.
20.5.2.4 O diâmetro do furo é calculado pelas fórmulas:
20.5.2 Regras para o reforço de derivações tubulares soldadas (Figura 3)
d = DR/sen β (para encaixe tipo “penetrante”)
20.5.2.1 Esta seção apresenta de modo compreensível,
20.5.2.5 A área disponível, qualquer que seja o ângulo pa-
através de fórmulas, os requisitos gerais descritos em 20.5.1.
d=
DR - 2 (eR - c) (para encaixe tipo “não-penetrante”) sen β
ra reforço, é calculada pela fórmula: Adis. = A1 + A2 + A3 + A4
20.5.2.2 A nomenclatura utilizada é a seguinte:
eT = espessura nominal da parede do tubo-tronco
Sendo: A1 = (eT - et - c) . d
et = espessura de parede do tubo-tronco para resistir à pressão interna (calculada conforme 7.1) eR = espessura nominal da parede do tubo-ramal er = espessura de parede do tubo-ramal para resistir à pressão interna (calculada conforme 7.1) d = diâmetro do furo acabado no tubo-tronco Q = comprimento da chapa de reforço, dentro da zona de reforço M = espessura da chapa de reforço L = dimensão da zona de reforço
A2 = 2L (eR - er - c) . (1/sen β) . (SyR/SyT) Onde: L é o menor valor entre 2,5 (eT - c) e 2,5 (eR - c) + M A3 = área total das seções transversais dos cordões de solda A4 = (Q - DR) . M . (SyC/SyT) 20.5.2.6 A condição de resistência é verificada através de:
Adis. ¯ Areq.
β = menor ângulo medido entre os eixos dos tu-
bos-tronco e ramal c = sobreespessura para corrosão DR = diâmetro externo do tubo-ramal
20.5.3 Requisitos especiais
Além dos requisitos gerais (ver 20.5.1), as derivações devem preencher os requisitos especiais de que trata a Tabela 13.
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Tabela 13 - Requisitos especiais
Relação
Sc x 100 Sy
Relação
DR x 100 DT
(%) (%)
< 25
¯ 25 e < 50
¯ 50
< 25
(A)
(A)
(B)
¯ 25 e < 50
(C) (D)
(D)
(B) (D)
¯ 50
(C) (E) (F)
(F)(G)
(F) (H) (I)
Onde: Sc = tensão circunferencial correspondente à pressão de projeto Sy = tensão mínima de escoamento especificada do material DR = diâmetro externo do ramal DT = diâmetro externo do tronco (A) Não é obrigatório o uso de reforço na derivação; entretanto, este pode ser requerido em casos especiais de pressões acima de
700 kPa (7,14 kgf/cm 2), tubos de parede fina e cargas externas severas. (B) Se for necessário reforço localizado e o diâmetro do ramal for tal que o reforço envolva mais de metade da circunferência do tron-
co, então deve-se usar reforço “integral” independentemente da tensão circunferencial atuante; ou então deve-se usar tê forjado. (C) Não há necessidade de se prover reforço para derivações (ramais) de DN até 2" inclusive.
Nota: Deve-se proteger adequadamente as derivações de pequeno diâmetro contra vibrações e forças externas a que normalmente estão sujeitas. (D Usar qualquer reforço que satisfaça aos requisitos gerais (ver 20.5.1). (E) Usar qualquer dos reforços dos tipos “integral”, coxim, sela.
Nota: As extremidades da chapa de reforço devem ser usinadas para ficarem com a mesma espessura do tubo-tronco. As dimensões das pernas dos cordões de solda que unem ramal e tronco não devem ultrapassar a espessura do tubo-tronco. (F) As derivações com ou sem reforço devem ser feitas de acordo com as informações das Figuras 4, 5, 6 e 7. (G) Usar preferencialmente tês forjados; na falta destes, o reforço da derivação deve ser do tipo “integral”, estendendo-se por toda a
circunferência do tubo-tronco. São permitidos também reforços localizados dos tipos coxim e sela. (H) Usar preferencialmente tês forjados; na falta destes, o reforço da derivação deve ser do tipo “integral”, estendendo-se por toda a
circunferência do tubo-tronco. Coxins, selas parciais e outros tipos de reforços localizados são proibidos. (I) Os cantos internos do furo acabado devem ser, tanto quanto possível, adoçados com um raio de curvatura de 3,2 mm. Se
o reforço envolvente é mais espesso que o tubo-tronco, e é soldado neste, suas extremidades devem ser usinadas de forma a terem sua espessura igual à do tubo-tronco; esta solda de união entre o reforço e o tubo-tronco deve ser de cordão contínuo.
20.6 Derivações múltiplas 20.6.1 Quando duas ou mais derivações estão separadas
entre si por uma distância entre centros inferior à soma de seus diâmetros internos (de modo que as zonas de reforço se superpõem), essas derivações devem ser reforçadas de acordo com 20.5. A área do reforço combinado deve ser pelo menos igual à soma das áreas requeridas por cada uma das derivações consideradas separadamente. Em nenhum caso, uma seção reta (do ram al ou do tronco) pode ser considerada como pertencente a mais de uma derivação ou ser avaliada mais de uma vez. 20.6.2 Quando mais de duas derivações estiverem numa
situação que requeiram um reforço combinado, a distância mínima entre centros de quaisquer duas dessas deri-
vações deve ser, preferencialmente, no mínimo, 1,5 vez a média de seus diâmetros externos, e a área de reforço entre elas deve ser ao m enos igual a 50% da área total reque rida para as duas derivações na seção reta considerada. 20.6.3 Quando a distância entre centros de quaisquer das
duas derivações é inferior a 1,5 vez a média de seus diâmetros externos (conforme visto em 20.6.2), não deve ser considerada a contribuição de nenhuma área do material de reforço entre essas duas derivações. 20.6.4 Qualquer grupo de derivações densamente concen-
tradas, com qualquer tipo de arran jo, pode ser reforçado, de acordo com 20.5, considerando-se todas as derivações como uma única, cujo diâmetro envolva todas as outras derivações do grupo.
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20.7 Derivações extrusadas
As derivações extrusadas são aceitas se atenderem aos seguintes requisitos: a) for comprovado por análise e ensaio (este, se necessário) que tais derivações são adequadas e seguras para o serviço a que se destinam; b) as derivações forem projetadas para a máxima pressão de operação admissível do sistema de gás; c) as derivações forem recomendadas pelo fabricante, sob o aspecto de segurança, como adequadas ao serviço proposto.
21 Análise da flexibilidade 21.1 Geral 21.1.1 Este Capítulo estabelece os critérios aplicáveis à
análise dos efeitos de variação da temperatura e de deslocamentos impostos, nos sistemas de tubulação, incluindo ainda orientações sobre o cálculo de suportes. 21.1.2 A flexibilidade de um sistema de tubulação é a me-
dida da sua capacidade de absorver dilatações e contrações. A análise de flexibilidade é um cálculo de verificação, pois, a partir de uma configuração proposta, determina-se, dentro de critérios preestabelecidos, se o sistema é suficientemente flexível. 21.1.3 Um sistema de tubulação é julgado suficiente-
mente flexível quando, por variação de temperatura ou por deslocamentos impostos, é capaz de deformar-se, de sorte que as tensões na tubulação e os esforços nas conexões, nos bocais de equipamentos ou nos suportes sejam inferiores ou iguais a valores máximos adm issíveis. 21.1.4 Este Capítulo abrange a análise de flexibilidade das
tubulações aéreas e das enterradas. Nas aéreas, as dilatações térmicas são absorvidas no deslocamento livre da tubulação; nas enterradas, no deslocamento restrito da tubulação pelo solo.
mentos tubulares retos e curvos (contínuos ou em gomos), flexíveis e rígidos (flanges ou válvulas), elementos orientados em direções nãoortogonais, variação nas propriedades físicas dos materiais, mudanças nas características geométricas dos elementos tubulares e gradiente de temperaturas; - a análise formal utiliza poucas simplificações em relação ao sistema real e apresenta soluções mais próximas dos resultados experimentais; b) análise simplificada, - é de aplicação restrita e seus cálculos são feitos por qualquer dos métodos consagrados na análise dos sistemas estaticamente indeterminados, admitindo muitas simplificações em relação ao sistema real, sendo a mais notória a ausência de elementos curvos. 21.3 Critérios para obrigatoriedade ou dispensa da análise 21.3.1 Como regra geral, a análise da flexibilidade deve
ser feita sempre que houver dúvidas fundamentadas sobre a adequada flexibilidade da tubulação. 21.3.2 A análise formal é obrigatória nos sistemas de tu-
bulação sujeitos a diferencial de temperatura elevado ou nas configurações rígidas sujeitas a diferencial de temperatura ainda que moderado. 21.3.3 Em situações menos severas do que as descritas
em 21.3.2, a verificação da flexibilidade pode ser feita pela análise simplificada. 21.3.4 A análise da flexibilidade pode ser dispensada para
tubulações enterradas conduzindo gás à temperatura ambiente e para tubulações aéreas ou enterradas de configuração e condições operacionais semelhantes à outra anteriormente analisada (por método compatível com a severidade operacional do sistema) e julgada suficientemente flexível. 21.3.5 Fica inteiramente a critério do engenheiro o julga-
21.2 Métodos de análise
mento do grau de severidade das condições operacionais do sistema, para efeito de enquadramento nas situações apresentadas em 21.3.2, 21.3.3 e 21.3.4. O engenheiro deve ainda considerar que casos específicos podem requerer uma análise mais abrangente do que a descrita em 21.2.1.
21.2.1 A análise da flexibilidade, de acordo com o propos-
21.4 Requisitos para a obtenção da flexibilidade
21.1.5 As tensões geradas por variação de temperatura e
por deslocamento imposto devem ser calculadas pelas fórmulas de 22.3 e comparadas com as tensões admissíveis de 23.6, 23.7 e 23.8.
to em 21.1.1, consiste na determinação das tensões, deflexões e reações de restrição nos elementos tubulares; faz também parte desta análise a determinação das forças e momentos atuantes nos suportes da tubulação. 21.2.2 A análise de flexibilidade deve ser enfocada sob
dois aspectos: a) análise formal, - consiste na análise do sistema de tubulação na sua mais geral abrangência, compreendendo, entre outros: configuração tridimensional, ele-
21.4.1 A flexibilidade deve ser conseguida, preferencial-
mente, por uma configuração espacial; não sendo isto possível, pode ser previsto o uso de junta de expansão. 21.4.2 Quando for necessário o emprego de junta de
expansão, esta deve ser selecionada e especificada de acordo com o Standard da EJMA. 21.4.3 A redução dos esforços nas ancoragens e bocais
de equipamentos deve ser conseguida por uma configuração tridimensional; não sendo isto possível, pode ser previsto o uso da técnica de pré-tensionamento ( cold
37
NBR 12712/1993
spring ), ),
desde que o método seja corretamente especificado e haja garantias de que seja bem executado.
21.4.4 A redução do nível das tensões térmicas na t ubula-
21.7.3 Para tubulações tubulações enterradas, as temperaturas máxi-
ma e mínima, mí nima, para uso na análise da flexibilidade, flexibilidade, devem devem ser as temperaturas de operação opera ção nas condições normais, inclusive as que ocorrem nas partidas e paradas do sistema.
ção, conseguida com o uso da técnica de pré-tensionamento (cold spring ), ), não pode ser considerada benéfica para a flexibilidade. flexibilidade.
21.8 Generalidades
21.5 Abrangência da análise
21.8.1 Na análise da flexibilidade, deve ser considerado o
21.5.1 Ao se analisar a flexibilidade de um sistema de tu-
bulação, deve-se procurar tratá-lo como um todo; a influência de todos os trechos da tubulação e de todas as restrições deve ser levada em consideração. 21.5.2 A análise da flexibilidade flexibilida de abrange o cálculo das ten-
sões e das deflexões da tubulação provocadas pela variação da temperatura e por deslocamentos deslocamentos impostos; é obrigatória nesta análise a determinação dos deslocamentos dos pontos extremos e das tensões máximas na tubulação. Os deslocamentos de pontos de interesse e de bocais de equipamentos também devem ser determinados. 21.5.3 O cálculo dos suportes inclui a determinação dos
esforços sobre todos os pontos de restrição (guias, batentes, ancoragens), ancoragens), de acordo com 24.3.
fator “i” de intensificação de tensões, o qual majora a tensão de flexão nos elementos tubulares não-retilíneos, e é sempre maior que a unidade. 21.8.2 Na análise formal da flexib fl exibilidade, ilidade, o cálculo das de-
flexões deve levar em consideração considera ção a capacidade de os elementos tubulares curvos variarem a curvatura em maior grau que o previsto pela teoria usual da flexão das barras curvas; essa capacidade adicional é indicada pelo fator “K” de flexibilidade, multiplicador da curvatura teórica e sempre maior que a unidade. 21.8.3 Na análise da flexibilidade, não é obrigatória a con-
sideração de um redutor para os fatores “i” e “K” por efeito do enrijecimento do elemento curvo quando pressurizado, exceto no caso de tubos de grande diâmetro e parede fina, quando estes fatores devem ser reduzidos de acordo com a nota (F) da Tabela 14. 21.8.4 Na falta de valores mais precisos para “i” e “K”,
21.6 Cargas atuantes 21.6.1 As cargas atuantes no sistema de tubulação, a se-
rem consideradas na análise da flexibilidade, flexibilidade, têm origem na restrição aos m ovimentos provocados por: a) variação de temperatura; b) deslocamentos impostos. 21.6.2 As demais cargas encontradas nos sistemas de
tubulação, tais como a pressão interna e o peso peso próprio, não são consideradas na análise da flexibilidade.
devem ser usados os apresentados na Tabela 14 para os elementos elementos de tubulação m ais comuns.
21.8.5 Na falta de valores mais precisos para “i”, para as juntas flangeadas flangeadas devem devem ser usados usados os apresentados apresentados na Tabela 15. 21.8.6 Todos os cálculos da análise da flexibilidade flexibili dade devem
ser feitos nas seguintes bases: a) as dimensões do tubo e de seus componentes são as nominais; b) o fator f ator de eficiência de qualquer qualquer junta soldada (E) é igual a 1;
21.6.3 No dimensiona dim ensionamento mento mecânico da tubulação e dos
suportes, devem ser consideradas todas as cargas atuantes no sistema de tubulação.
c) o módulo m ódulo de elasticidade elasticidade do material (E c) é referido à temperatura ambiente.
21.7 Diferenciais de temperatura
22 Cálculo das tensões
21.7.1 Esta Norma estabelece como critério para avalia-
22.1 Geral
ção das tensões térmicas cíclicas, na análise da flexibilidade, o fenômeno do relaxamento espontâneo das tensões no decorrer do tempo; assim sendo, o diferencial de temperatura a ser considerado na análise deve ser a variação total entre as temperaturas máxima e mínima de operação, operação, em condições condições normais, inclusive as que ocorrem nas partidas e paradas do sistema. 21.7.2 Para tubulações aéreas expostas ao sol, as temperaturas máxima e mínima, m ínima, para uso na análise da flexibilidade, devem devem levar em consideração a influência clim ática durante um ciclo anual de operação.
22.1.1 O cálculo das tensões, para as solicitações de car-
gas mais comuns e significativas, nos sistemas de tubulação, é apresentado neste segmento. 22.1.2 Em situações incomuns podem ser necessários ou-
tros cálculos além dos aqui apresentados, tais como os descritos em 22.7, os quais devem ser feitos de acordo com a reconhecida prática da Engenharia. Quando for necessária a análise de tensões em pontos críticos, o dimensionamento mensionam ento ou verifi verificação cação das tensões tensões objetiva resistir à tensão máxima de cisalhamento.
38
NBR 12712/1993
Tabela 14 - Fatores “i” e “K” para tubos e componentes de tubulação
Descrição
Curva para solda ou tubo curvado(A)(B)(C)(F)
Fator de intensificação(E) de tensão
Fator de flexibilidade
Característica de flexibilidade
K
(Fora do plano) i0
(No plano) ii
h
1,65 h
0,75 h2/3
0,9 h2/3
e. R r2
Figura
R ¯ DN Curva em gomos curtos (A)(B)(C) S < r (1 + tg θ) 3°< 2θ 45°
1,52 h5/6
0,9 h2/3
0,9 h2/3
cotg θ . e . s 2 r2
R= Curva em gomos longos (A)(B)(C)(D) S ¯ r (1 + tg θ)
1,52 h5/6
0,9 h2/3
0,9 h2/3
1 + cotg θ . e r 2
R= Tê forjado para solda (A)(C) rx ¯ 0,125 0,125 d ec ¯ 1,5 1,5 e
Tê fabricado com tubo tendo reforço de chapa (tipo sela ou coxim) (A)(C)
1
0,9 h2/3
3 io 1 + 4 4
1
0,9 h2/3
3 io 1 + 4 4
s . cotg θ 2
4,4
r (1 + cotg θ) 2
e r
(e + 0,5 er)5/2 e3/2 . r
/continua
39
NBR 12712/1993
/continuação Descrição
Fator de intensificação(E) de tensão
Fator de flexibilidade
Característica de flexibilidade
K
(Fora do plano) i0
(No plano) ii
h
1
0,9 h2/3
3 io 1 + 4 4
e r
1
0,9 h2/3
3 io 1 + 4 4
(1 + rx /r)
Derivação em em tê tê com sela soldada tipo set in (A)(C) rx ¯ 0,125 0,125 d ec ¯ 1,5 1,5 e
1
0,9 h2/3
3 io 1 + 4 4
4,4
e r
Derivação em em tê tê com boca-de-lobo com tipo set-on com reforço integral(A)(C)
1
0,9 h2/3
0,9 h2/3
3,3
e r
Tê fabricado com tubo e sem reforço (boca-de-lobo) (A)(C)
Tê extrusado para solda (A)(C) rx ¯ 0,05 d ec < 1,5 e
Figura
e r
(A) O fator “K” aplica-se às deflexões produzidas por momentos atuantes em qualquer plano, com relação ao plano do membro. Os fa-
tores “i” e “K” não podem ser inferiores à unidade. Para curvas (contínuas ou em gomos), os fatores “i” e “K” aplicam-se somente para os segmentos ao longo do arco indicado nas figuras da Tabela 14, por linhas grossas. Para tês, os fatores “i” e “K” aplicam-se somente para os pontos de interseção das linhas de centro do tronco e do ramal. (B) Quando existirem flanges em uma ou ambas as extremidades das curvas, os fatores “i” e “K” devem ser multiplicados pelos seguin-
tes coeficientes de redução, C: a) uma extremidade flangeada, C = (h) 1/6; b) ambas as extremidades flangeadas, C = (h) 1/3. (C) Nomenclatura:
e = espessura nominal de parede para joelhos e curvas (contínuas ou em gomos); espessura nominal de parede do tubo para tês ec = espessura nominal de parede do pescoço da derivação (forjada ou extrusada) er = espessura nominal da chapa de reforço
40
NBR 12712/1993
θ = metade do desvio angular nas curvas em gomos
r = raio médio; r = (D - e)/2 R = raio de curvatura da linha de centro, para curvas contínuas; raio de curvatura conforme definido analiticamente na respectiva figura, para curvas em gomos rx = raio de curvatura do contorno côncavo do pescoço de um tê, extrusado ou forjado, medido no plano que contém os eixos do tubo e da derivação s = comprimento do eixo do gomo d = diâmetro externo do ramal D = diâmetro externo P = pressão de projeto Ec = módulo de elasticidade à temperatura ambiente (D) Para dois tubos ligados, com ângulo entre eixos (2 θ) maior que 3°e menor que 45°, podem ser utilizados os fatores “i” e “K” da curva
em gomos longos. (E) Um único fator de intensificação de tensões, igual a 0,9/h
2/3
, pode ser opcionalmente usado para as flexões no plano do membro.
(F) Numa curva de grande diâmetro e parede fina, uma pressão interna elevada afeta significativamente sua rigidez à flexão (conforme
21.8.3); neste caso, para corrigir os fatores “i” e “k”, dados na Tabela 14, deve-se operar conforme indicado a seguir: .
r e
P . 1 + 3,25 Ec
r e
a) dividir “K” por:
b) dividir “i” por:
1+6
P Ec
7/3
.
R r
.
R r
5/2
1/3
; 2/3
.
Tabela 15 - Fatores “i” e “K” para juntas fl angeadas
Descrição
Fator de flexibilidade “K”
Fator de intensificação de tensão “i”
Junta para solda de topo Flange de pescoço, para solda de topo
1
1,0
1
1,2
1
1,3
1
2,3
Redução, para solda de topo Junta com solda sobreposta dupla Flange sobreposto (ou de encaixe) com solda sobreposta dupla Junta com solda sobreposta simples Flange sobreposto (ou de encaixe) com solda sobreposta simples Junta roscada Flange roscado
22.1.3 São considerados “não-restringidos” os dutos com
22.1.5 Exceto em situações que requeiram cálculos pre-
ampla liberdade de flexão e torção, tais como os dutos aéreos em configuração espacial. São considerados “restringidos” os dutos cuja liberdade de flexão e torção é, em maior ou menor grau, restringida, tais como os dutos enterrados ou mesmo os aéreos em configurações muito rígidas como as tubulações curtas e de grande diâmetro, conectadas a bocais rígidos. Portanto, o critério de restrição comporta a idéia de gradação, pois, dependendo do tipo de configuração, certos dutos podem perder sua capacidade de deslocamento e ser considerados como restringidos.
cisos, as seguintes tensões devem ser desprezadas:
22.1.4 Forças e tensões normais de tração são positivas;
forças e tensões normais de compressão são negativas.
a) tensão cisalhante de momento torçor nos dutos restringidos; b) tensão cisalhante de esforço cortante; c) tensão norm al longitudinal, de açã o direta das forças de peso próprio e cargas ocasionais . 22.1.6 As tensões de flexão transversal no duto, Sce,
provocadas pelas cargas externas, representadas pelo peso de terra de cobertura, são geralmente pequenas e na maioria dos casos podem ser desprezadas.
41
NBR 12712/1993
22.1.7 O fator “i” de intensificação de tensões deve ser
considerado no cálculo das tensões de flexão, decorrentes das solicitações de expansão térmica, peso próprio e cargas ocasionais. 22.1.8 Opcionalmente, pode-se usar como fator “i” de in-
tensificação das tensões, para qualquer dos elementos de tubulação apresentados na Tabela 14, um valor igual a 0,9/h2/3 para ambas as direções de atuação dos momentos fletores (no plano ou fora do plano do elemento tubular).
tensões provocadas por flexão e por torção. Deve ser calculada pela seguinte fórmula: Se = Onde: Sft = i . Mft/ Z ;
Tt = Mat/2Z
22.3.3 Para dutos restringidos (St) 22.3.3.1 Trechos retos
22.1.9 Quando no projeto do gasoduto não for admitida
sobreespessura para corrosão, a espessura de parede considerada no cálculo das tensões atuantes é a nominal.
Deve-se calcular pela seguinte fórmula: St = Ec . α . ∆T
22.1.10 Quando no projeto do gasoduto for admitida so-
breespessura para corrosão, a espessura de parede considerada no cálculo das tensões atuantes é a resultante da diferença entre a nominal e a sobreespessura para corrosão.
Nota: O sinal de St é dado pelo sinal do diferencial de temperatura ∆T.
22.2 Tensão de pressão interna
Deve-se calcular pela seguinte fórmula:
É originada pela pressão interna. 22.2.1 Tensão circunferencial (Sc)
É uma tensão que, para efeito desta Norma, deve ser calculada pela fórmula de Barlow: Sc = P . D/(2e)
22.3.3.2 Trechos curvos
St = i . Mft/Z + N/A 22.4 Tensão de peso próprio (Sfg)
É uma tensão provocada por flexão. Considera-se como produzida exclusivamente nos trechos aéreos e é causada pelo peso próprio do duto e do fluido contido. No peso próprio do duto, devem ser incluídos todos os componentes cujos pesos sejam significativos. Deve ser calculada pela seguinte fórmula:
22.2.2 Tensão longitudinal (Sl)
Sfg = i . Mfg/Z Deve ser calculada pelas seguintes fórmulas: a) para dutos não-restringidos: Sl = P . d2 /(D2 - d2); b) para dutos totalmente restringidos:
22.5 Tensão de cargas ocasionais (Sfo)
É uma tensão provocada por flexão. É produzida por forças de ocorrência eventual como a ação de vento e o peso de operários fazendo manutenção. Para a avaliação da força provocada pela ação do vento, deve-se consultar a NBR 6123. Esta tensão deve ser calculada pela seguinte fórmula:
Sl = 0,3 Sc. Sfo = i . Mfo/Z 22.3 Tensão de expansão térmica 22.3.1 Geral
Para a determinação das tensões de expansão térmica, são considerados:
Nota: O peso da água do ensaio de pressão para as tubulações aéreas não é considerado carga ocasional quando forem previstos suportes provisórios adicionais para o ensaio.
22.6 Tensão de cargas externas (Sce) 22.6.1 É produzida pelo peso de terra de cobertura e pela
a) variação da temperatura do duto; b) deslocamentos ocasionados pelo movimento de bocais de equipamentos, de outros tubos interligados ao sistema e de suportes. 22.3.2 Para dutos não-restringidos (Se)
É uma tensão equivalente a um estado combinado de
sobrecarga do tráfego de veículos rodoviários ou ferroviários. 22.6.2 É uma tensão provocada pela flexão transversal que
deve ser calculada pela fórmula abaixo, válida apenas para conduto forçado (não pode ser usada para dimensionamento de tubo-camisa): 3 . Kf . n . q Sce = 3 n + (3 . Kd . P/Ec)
42
NBR 12712/1993
22.6.2.1 Os coeficientes adimensionais de deflexão (Kd)
22.8 Nomenclatura
e de flexão (Kf) são funções do ângulo inicial de contato do duto com o leito da vala. Ver Tabelas 16 e 17.
A nomenclatura utilizada é dada a seguir:
Tabela 16 - Coeficientes de deflexão, Kd
Ângulo inicial  de contato (graus)
Coeficiente Kd
0
A
- seção transversal do duto (área de metal)
Â
- ângulo central correspondente ao perímetro do duto em contato com o fundo da vala, logo após o seu abaixamento
d
- diâmetro interno do duto
D
- diâmetro externo do duto
e
- espessura de parede do duto
Ec
- módulo de elasticidade (ver Anexo G)
0,110
30
0,108
45
0,105
60
0,102
90
0,096
E
- fator de eficiência de junta (ver 7.3)
120
0,089
F
- fator de projeto (ver 7.2)
i
- fator de intensificação de tensões (ver Tabelas 14 e 15)
Nota: Para dutos instalados por perfuração ou cravação, Â = 120°.
Tabela 17 - Coeficientes de flexão, Kf
Ângulo inicial  de contato (graus)
Coeficiente Kf
Kd - coeficiente de deflexão (ver Tabela 16) Kf
- coeficiente de flexão (ver Tabela 17)
0
0,294
Mft - momento fletor de expansão térmica
30
0,235
Mfg - momento fletor de peso próprio
60
0,190
Mfo - momento fletor de cargas ocasionais
90
0,157
Mat - momento torsor de expansão térmica
120
0,138
N
- força axial uniformemente distribuída na seção transversal do duto
Nota: Para dutos instalados por perfuração ou cravação, Â = 120°.
n
- relação “espessura/diâmetro externo” (e/D)
22.7 Outras tensões
P
- pressão (genérica)
Dependendo das circunstâncias, conforme estabelecido em 22.1.2, podem ser necessários outros cálculos de tensões além dos anteriormente expostos, tais como:
q
- pressão no solo ao nível do topo do duto, supostamente com distribuição uniforme, provocada pelos pesos de terra e de tráfego (q = q1 + q2)
a) tensões de deformações produzidas pela pressão interna; b) tensões de cargas cíclicas (vortex de rajadas de vento);
q1 - pressão no solo ao nível do topo do duto, supostamente com distribuição uniforme, provocada pelo peso da terra
c) tensões de recalques diferenciais de apoios;
q2 - pressão no solo ao nível do topo do duto, supostamente com distribuição uniforme, provocada pela sobrecarga de tráfego
d) tensões de empuxo (dutos submersos);
T1
- temperatura inicial
e) tensões localizadas (reação de apoio em dutos de parede fina);
T2
- temperatura final
Z
- módulo de resistência da seção transversal do duto
α
- coeficiente de expansão térmica linear (ver Anexo G)
f) tensões residuais devidas ao curvamento natural; g) tensões residuais de soldagem.
43
NBR 12712/1993
∆T
- diferencial de temperaturas (T1- T2)
Sc - tensão circunferencial de pressão interna Sce - tensão circunferencial de cargas externas Se - tensão equivalente de expansão térmica Sft - tensão de flexão longitudinal na expansão térmica Sfg - tensão de flexão longitudinal de peso próprio Sfo - tensão de flexão longitudinal de cargas ocasionais
23.4.2 As tensões admissíveis adotadas por esta Norma
para a limitação das tensões combinadas são: a) para tubulações aéreas com variação de temperatura e deslocamento imposto (tensões secundárias): 0,72 T . Sy; b) para tubulações enterradas com variação de temperatura, deslocamento imposto, pressão interna, peso próprio e sobrecarga: 0,90 T . Sy; c) para tubulações aéreas com variação de temperatura, deslocamento imposto, pressão interna, peso próprio e sobrecarga: 1,00 T . Sy. 23.4.3 Para valores de Sy para materiais de tubulação, ver
Sl
- tensão longitudinal de pressão interna
St
- tensão de expansão térmica
Anexo D. Para valores de Sy para tubos de especificação desconhecida (sem identificação), ver nota (H) da Tabela 1.
Sy
- tensão mínima de escoamento especificada
23.4.4 Para a limitação nos valores de Sy para projeto, ver
T
- fator de temperatura (ver 7.4)
Tt
- tensão de cisalhamento (por torção) na expansão térmica
23 Limitação das tensões 23.1 Geral 23.1.1 Este Capítulo estabelece condições para a limita-
ção das tensões, de forma a garantir, para os diversos carregamentos atuantes, um nível de segurança adequado aos sistemas de transmissão e distribuição de gás combustível. 23.1.2 A limitação das tensões abrange gasodutos aéreos
7.5.2 e 7.5.3. 23.5 Limitação para pressão interna (dutos restringidos e não-restringidos)
A tensão circunferencial é limitada por: Sc F . E . T . Sy 23.6 Limitação para pressão interna e expansão térmica (dutosrestringidos) 23.6.1 As tensões combinadas decorrentes dessas soli-
citações são limitadas pelas seguintes condições, as quais devem ser satisfeitas simultaneamente:
(não-restringidos) e enterrados (restringidos).
a) | Sc - (St + Sl) | 0,9 T . Sy;
23.1.3 Esta Norma estabelece como critério de falha a teo-
b) | St + Sl | 0,9 T . Sy.
ria da tensão máxima de cisalhamento, a qual admite ser a tensão de cisalhamento o parâmetro indicador de falha do material. 23.1.4 As tensões decorrentes do ensaio de pressão não
estão limitadas pelas condições prescritas neste Capítulo. 23.1.5 As tensões de compressão são negativas e as de
tração são positivas. 23.2 Nomenclatura
Ver 22.8. 23.3 Fatores
Para conceituação e quantificação do fator de projeto F, do fator de eficiência de junta E, e do f ator de temperatura T, ver respectivamente 7.2, 7.3 e 7.4.
23.6.2 Nos casos em que o duto enterrado possuir um
afloramento, constituindo um pequeno trecho aéreo, deve ser considerada a tensão provocada pelo peso próprio. As tensões combinadas devem satisfazer simultaneamente às seguintes condições: a) | Sc - (St + Sl + Sfg) | 0,9 T . Sy; b) | St + Sl + Sfg | 0,9 T . Sy. 23.7 Limitação para expansão térmica (dutos nãorestringidos)
A tensão de expansão térmica é limitada por: Se 0,72 T . Sy 23.8 Limitação para pressão interna, expansão térmica e peso próprio (dutos não-restringidos)
23.4 Tensão admissível 23.8.1 A tensão combinada decorrente dessas solicita23.4.1 A tensão admissível é baseada, segundo esta Nor-
ma, na tensão mínima de escoamento especificada do material (Sy).
ções é limitada pela seguinte condição:
| Se + Sl + Sfg | T . Sy
44
NBR 12712/1993
23.8.2 Quando cargas ocasionais, tais como a carga de
vento, forem significativas, a limitação acima fica:
| Se + Sl + Sfg + Sfo | T . Sy 23.9 Limitação para pressão interna e peso próprio (dutos não-restringidos) 23.9.1 A tensão combinada decorrente dessas solicita-
ções é limitada pela seguinte condição:
| Sl + Sfg | 0,75 F . T . Sy
a) temperatura de montagem e máxima temperatura de operação; b) temperatura de montagem e mínima temperatura de operação. 24.3.4 Para os suportes de ancoragem, os valores dos es-
forços de 24.3.1 a 24.3.3 devem ser considerados como agindo sempre em ambos os sentidos da resultante (das forças e dos momentos). 24.3.5 Os suportes que impedem o movimento da t ubula-
24 Suportes
ção (ancoragens) ou que limitam esse movimento (batentes) podem vir a sofrer, adicionalmente à força de dilatação térmica, a ação da força de pressão interna, dependendo da situação particular do arranjo e do tipo de restrição da linha nas proximidades do suporte. A força de pressão interna, a ser considerada neste caso, deve ser baseada na pressão de projeto.
24.1 Geral
24.3.6 Nos trechos aéreos onde forem usadas juntas de
23.9.2 Quando cargas ocasionais, tais como a carga de
vento, forem significativas, a limitação acima fica:
| Sl + Sfg + Sfo | 0,75 F . T . Sy
24.1.1 Este Capítulo estabelece critérios para o projeto do
tipo de suporte e sua localização nas tubulações. 24.1.2 As tubulações devem ser suportadas de forma a im-
pedirem a ocorrência de vibrações excessivas no sistema e de esforços elevados nos bocais dos equipamentos (válvulas, compressores, filtros e vasos).
expansão, as ancoragens, entre as quais as juntas são instaladas, devem ser capazes de equilibrar, além das forças de pressão interna e de variação térmica restringida, a força para comprimir (ou distender) as juntas, considerando a deflexão de projeto. 24.3.7 Quando um trecho de tubulação enterrada precisar
24.1.3 As tubulações devem ser suportadas de forma que
ser apoiado ou ancorado em um suporte, deve ser considerada a ação do peso de terra e, em casos especiais, a da sobrecarga de tráfego.
as tensões e deflexões fiquem dentro dos limites admissíveis.
24.3.8 Os suportes devem ser projetados de forma que a
24.1.4 Os suportes devem ser instalados de forma a não
impedirem o livre movimento da tubulação, exceto, naturalmente, nos casos em que este efeito for desejável (batentes e ancoragens). 24.1.5 Suportes de mola somente devem ser empregados
nos casos em que for necessário manter o deslocamento, ou a reação de apoio, dentro de limites preestabelecidos. 24.2 Materiais
Todos os suportes devem ser projetados para uma vida útil igual à do sistema de tubulação ao qual devem servir. Os materiais dos suportes, além das características peculiares a qualquer material estrutural (resistência, ductilidade, etc.) devem ser incombustíveis. Para material de aço (para suportes), ver ASTM A-36. 24.3 Esforços 24.3.1 Os suportes devem ser projetados para reagir se-
guramente aos esforços oriundos das cargas decorrentes da operação do sistema, das cargas de peso próprio e das cargas eventuais, transmitidas pela tubulação. 24.3.2 Os suportes que apenas apóiam a tubulação so-
frem a ação do peso próprio e da força de atrito. 24.3.3 O cálculo dos esforços nos suportes, decorrentes
da variação de temperatura da tubulação, deve ser baseado no maior diferencial de temperatura entre:
distribuição da carga de apoio (atuante sobre a tubulação) seja a mais baixa e uniforme possível, a f im de não causar no tubo tensões localizadas excessivas. 24.3.9 Os suportes devem ter sua estabilidade e resistên-
cia calculadas como se as tubulações que sustentam estivessem cheias com água, mesmo que se adote o ensaio de pressão com gás ou ar. 24.4 Ligação de elementos estruturais para suportes de restrição 24.4.1 Os requisitos para o dimensionamento dos elemen-
tos metálicos e da solda, nos dispositivos para suporte, devem ser os mesmos da prática estrutural. 24.4.2 Se a tubulação opera com tensão circunferencial
(provocada pela MPO) inferior a 50% da tensão mínima de escoamento especificada do material da tubulação, os elementos estruturais para restrição podem ser soldados diretamente no tubo. 24.4.3 Se a tubulação opera com tensão circunferencial
(provocada pela MPO) igual ou superior a 50% da tensão mínima de escoamento especificada, os elementos estruturais devem ser conectados ou soldados a um anel cilíndrico, e este montado sobre o duto com envolvimento total; o anel deve ter suas extremidades soldadas ao duto com cordão de solda contínuo. Quando os esforços forem elevados, deve-se prever a possibilidade de fadiga e concentração de tensões nos pontos de ligação do anel com o duto.
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NBR 12712/1993
24.4.4 O anel pode ser suprimido substituindo-se a seção
do duto, onde os elementos estruturais estão localizados, por uma seção de maior espessura, de forma a manter a tensão circunferencial abaixo dos 50% da tensão mínima de escoamento e desde que o degrau interno resultante da diferença das espessuras não interfira na passagem do raspador; a substituição da seção por outra de mesma espessura, porém de material de maior tensão de escoamento, só é permitida se não houver risco de deformação localizada no duto.
25.2 Exigências de segurança para sistemas de GLP (ventilação) 25.2.1 Como o GLP é mais pesado que o ar e, portanto,
sujeito a acumular-se em pontos baixos gerando o risco de explosões, todas as construções devem dispor de um sistema de ventilação adequado. 25.2.2 As construções acima do nível do solo devem pos-
24.5 Ancoragem para dutos enterrados
suir aberturas ao nível deste, permitindo a saída do gás e evitando que o seu acúmulo atinja níveis de explosividade.
24.5.1 As mudanças de direção (curvas) em dutos enter-
25.2.3 As construções abaixo do nível do solo devem con-
rados, sujeitos à variação de temperatura e à pressão interna, geram forças compressivas no solo que, em casos extremos, podem rompê-lo, além de causar tensões elevadas no duto.
25.2.4 No caso de sistemas de alívio descarregando para
24.5.2 A reação de atrito entre o duto e o solo proporciona
restrição ao movimento axial do duto e deve sempre ser considerada no projeto; em muitos casos, ela é suficiente para impedir deslocamentos. 24.5.3 A capacidade de suporte proporcionado pelo solo
deve levar em consideração a característica de resposta do solo às cargas impostas. 24.5.4 A reação passiva do solo deve ser considerada no
cálculo do equilíbrio estático das curvas. 24.5.5 Nas curvas côncavas para baixo, os pesos da co-
bertura de terra e de qualquer carga permanente devem ser considerados no cálculo do equilíbrio das curvas. 24.5.6 Quando os deslocamentos esperados para a curva
são inaceitáveis, deve-se prever meios para reduzi-los (p.ex.: blocos de concreto solidários ao tubo que, mesmo com pequenos deslocamentos, mobilizam grandes forças de reação passiva do solo). 24.5.7 Os trechos retilíneos de tubulações enterradas,
próximos aos pontos de afloramento, sujeitos ao diferencial térmico e à pressão interna, sofrem deslocamentos que podem ser elevados; se o trecho aéreo que dá continuidade ao enterrado não tem flexibilidade para absorver aqueles deslocamentos, deve-se prever a instalação de uma ancoragem junto ao ponto de afloramento. 24.5.8 Em trechos retos de tubulações altamente tensio-
nadas por forças axiais compressivas de dilatação térmica, é necessário que o solo proporcione um suporte contínuo, homogêneo, e de rigidez suficiente para evitar deslocamentos laterais da linha, os quais acarretam tensões de flexão adicionais. 24.5.9 As tensões de flexão provocadas pelos desloca-
tar com ventilação forçada. a atmosfera, em locais onde seja possível a acumulação do gás devem ser tomadas precauções adicionais.
26 Requisitos de qualidade superficial de tubulação 26.1 Requisitos gerais 26.1.1 Este capítulo trata dos requisitos de qualidade su-
perficial para tubos, em gasodutos projetados para operar com tensões circunferenciais iguais ou superiores a 20% da tensão mínima de escoamento especificada. 26.1.2 Defeitos, tais como mossas, ranhuras, goivas e en-
talhes na superfície tubular, foram identificados como causas comprovadamente importantes de falhas em gasodutos e, portanto, todos os defeitos dessa natureza, potencialmente danosos, devem ser evitados, eliminados ou reparados. 26.1.3 Devem ser tomadas precauções durante a fabrica-
ção, o manuseio e a instalação do gasoduto, para que se jam evitadas as goivas e as ranhuras na superfície do duto. 26.2 Detecção de goivas e ranhuras 26.2.1 A inspeção no campo deve ser adequada para re-
duzir a um mínimo aceitável a probabilidade de que tubos com tais defeitos venham a ser instalados no gasoduto. Uma inspeção com este propósito deve ser realizada sistematicamente numa fase anterior ao revestimento anticorrosivo e durante o abaixamento da coluna e o reaterro da vala. 26.2.2 Quando o tubo estiver sendo revestido, a inspeção
deve garantir que as operações de revestimento, geralmente feitas por máquinas automáticas, não produzam defeitos danosos ao tubo.
mentos laterais, referidos na seção anterior, tornam-se particularmente perigosas na presença de pressões internas elevadas.
26.2.3 Lacerações do revestimento anticorrosivo devem
25 Sistemas de GLP gaseificado
26.3 Reparo em campo de goivas e ranhuras
25.1 Geral
26.3.1 Goivas e ranhuras danosas devem ser eliminadas.
Todas as exigências desta Norma referentes ao proj eto de sistemas de gás devem ser aplicadas às instalações de transmissão e distribuição de GLP gaseificado.
26.3.2 Goivas e ranhuras podem ser removidas por esme-
ser cuidadosamente examinadas antes do reparo, para verificar se houve dano à superfície do tubo.
rilhamento até a obtenção de uma superfície de contorno suave, desde que a espessura de parede no local do
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NBR 12712/1993
reparo não fique inferior ao mínimo previsto por esta Norma para as condições de uso (ver 7.5.1). 26.3.3 Quando as condições prescritas em 26.3.2 não
b) tubo pré-curvado; c) curva forjada;
puderem ser garantidas, a porção cilíndrica (do tubo) defeituosa deve ser removida e substituída por outra sem defeito. O uso de remendo não é admitido.
27.2 Curvamento natural
26.4 Mossas
27.2.1 O curvamento natural é um processo de mudança
26.4.1 Mossa é uma depressão que produz visível modifi-
de direção que só pode ser empregado em gasodutos enterrados.
cação na curvatura da parede tubular sem no entanto reduzir-lhe a espessura. 26.4.2 Uma mossa que cumulativamente ainda possua um
fator concentrador de tensões, tal como uma goiva, uma ranhura ou uma cavidade produzida pela abertura de um arco elétrico de soldagem, deve ser removida pela extirpação da porção cilíndrica (do tubo) onde ocorre este defeito. 26.4.3 Todas as mossas que afetam a curvatura do tubo
nos cordões de solda longitudinal ou circunferencial devem ser removidas. Todas as mossas com profundidade maior que 6 mm em tubos de DN 12" ou com profundidade maior que 2% do diâmetro externo do duto em todos os tubos de DN > 12" não são toleradas em gasodutos que operam com tensão circunferencial igual ou superior a 40% da Sy. 26.4.4 A remoção da mossa deve ser feita retirando-se do
d) curva em gomos.
27.2.2 O curvamento natural é produzido no duto dentro da
fase elástica do material e só pode ser usado para grandes raios de curvatura. O curvamento natural é realizado, durante a fase de construção, pelo ajuste da tubulação ao fundo da vala, provocado pelo peso da própria coluna de tubos. 27.2.3 O raio mínimo de curvatura, para gasodutos opera-
dos à temperatura ambiente, onde a mudança de direção é feita pelo curvamento natural, deve ser calculado pela seguinte fórmula: Ec . D/2 R= 0,9 Sy - 0,7 PD/2e Onde: R = raio mínimo de curvatura para curvamento natural (cm)
tubo a porção cilíndrica que a contém. Não se admitem remendos ou martelamento das mossas.
Ec = módulo de elasticidade do material (MPa) (ver Anexo G)
26.5 Abertura de arco de soldagem
Sy = tensão mínima de escoamento especificada (MPa) (ver Anexo D)
Descontinuidades produzidas por abertura de arco de soldagem elétrica causam intensas concentrações de tensão em tubulações e devem ser evitadas ou eliminadas em todas as linhas projetadas para trabalharem com tensões circunferenciais iguais ou superiores a 40% de Sy.
D = diâmetro externo do duto (cm) e = espessura nominal de parede do duto (cm) P = pressão de projeto do gasoduto (MPa)
26.6 Eliminação de descontinuidades de abertura de arco de soldagem
27.3 Tubo pré-curvado
26.6.1 A descontinuidade causada pela abertura do arco
27.3.1 O tubo pré-curvado é obtido pelo curvamento a frio
elétrico deve ser removida por esmerilhamento desde que a espessura de parede não fique reduzida além do limite prescrito em 7.5.1; caso contrário, o reparo com solda fica proibido e a porção cilíndrica do tubo contendo o defeito deve ser removida e substituída por uma peça sã. 26.6.2 A descontinuidade deve ser completamente remo-
ou a quente do duto, o qual produz uma deformação plástica do material. 27.3.2 O tubo pré-curvado deve estar isento de enruga-
mentos, fissuras ou outras evidências de danos mecânicos.
vida por esmerilhamento. Um escurecimento localizado, detectado por ataque químico, evidencia um remanescente da descontinuidade e a necessidade de um esmerilhamento adicional.
27.3.3 Quando no tubo pré-curvado houver uma solda cir-
27 Mudanças de direção
do duto pré-curvado deve ser controlada de forma que não haja danos à integridade estrutural do tubo ou que possa provocar futuros problemas operacionais no gasoduto.
27.1 Geral
As mudanças de direção nos gasodutos devem ser feitas por um dos seguintes procedimentos, de acordo com a situação de cada local e as características do duto: a) curvamento natural;
cunferencial, esta deve ser inspecionada por um método não-destrutivo após o curvamento. 27.3.4 A ovalização da circunferência da seção transversal
27.3.5 A diferença entre o maior e o menor dos diâmetros
externos, medidos em qualquer seção do tubo pré-curvado, não pode exceder 5% do seu diâmetro externo especificado na norma dimensional de fabricação.
47
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27.3.6 O raio mínimo de curvatura a frio para tubos de
D ¯ 12,75" pode ser determinado conforme a Tabela 18. A coluna “desvio angular” fornece a variação angular máxima, em graus por metro linear, do eixo longitudinal do duto; a coluna “raio mínimo” fornece o raio mínimo de curvatura em função do diâmetro externo do duto. 27.3.7 O desvio angular α, em graus por metro, deve ser
calculado pela fórmula seguinte: 1 . 180 π R
27.5 Curva em gomos 27.5.1 Permite-se o uso de curvas em gomos dentro das
seguintes condições: a) em sistemas projetados para operar com tensões circunferenciais de pressão interna inferiores ou iguais a 10% de Sy. O desvio angular entre dois gomos contíguos não pode ser maior que 90°;
Tabela 18 - Curvamento a frio para tubos
b) em sistemas projetados para operar com tensões circunferencias de pressão interna maiores que 10% de Sy e menores que 40% de Sy. O desvio angular entre dois gomos contíguos não pode ser superior a 12,5°; a menor distância entre gomos, medida na geratriz do lado interno da curva, não pode ser inferior a um diâmetro externo do tubo;
D R Diâmetro externo Desvio angular α Raio mínimo de (graus/metro) curvatura
c) não são permitidas curvas em gomos em sistemas que operam com tensões circunferenciais de pressão interna iguais ou superiores a 40% de Sy.
α =
Onde: R = raio mínimo de curvatura (m)
mm
pol.
27.5.2 Um desvio angular de até 3°, causado por erro de
323,85
12,75
9,8
18D
355,6
14
7,7
21D
406,4
16
5,9
24D
457,2
18
4,6
27D
¯ 508,0
¯ 20
3,8
30D
27.3.8 Raios mínimos de curvatura inferiores aos valores
da Tabela 18 são permitidos desde qua as curvas obedeçam a todos os outros requisitos aqui expostos e que a espessura de parede, após o curvamento, não seja inferior à mínima permitida pela norma sob a qual o tubo é fabricado. 27.3.9 O raio mínimo de curvatura a quente não está su-
alinhamento entre dois tubos soldados, não constitui uma curva em gomos e, portanto, não requer considerações particulares de projeto para o dimensionamento para a pressão interna; entretanto, no cálculo da tensão de flexão, qualquer desvio angular, em princípio, deve ser considerado para efeito de concentração de tensões (ver 22.1). 27.5.3 A confecção da curva em gomos deve ser execu-
tada com os cuidados necessários de alinhamento, espaçamento e penetração total da solda. 27.5.4 Para o cálculo da pressão de projeto das cur vas em
gomos, ver Anexo H.
28 Soldagem
jeito à limitação da Tabela 18.
28.1 Geral
27.3.10 O curvamento a quente, feito em tubos expandi-
28.1.1 Este Capítulo diz respeito à soldagem de juntas
dos a frio ou tratados termicamente, reduz o valor da sua tensão mínima de escoamento; nesses casos, a tensão mínima de escoamento especificada deve ser calculada de acordo com o prescrito em 7.5.2.1 e 7.5.4. 27.4 Curva forjada
tubulares em materiais de aço fundido ou forjado, e abrange juntas de topo e de ângulo em tubos, válvulas, flanges e outros componentes, bem como de juntas de ângulo em derivações tubulares, flanges sobrepostos e conexões para solda de encaixe, etc., aplicados em tubulações ou conectados a aparelhos ou equipamentos.
27.4.1 A curva forjada só deve ser utilizada em instalações
28.1.2 Este Capítulo não se aplica à soldagem da junta de
onde a falta de espaço recomende uma mudança de direção com curvatura acentuada. 27.4.2 As curvas forjadas são padronizadas com raios de
curvatura iguais a 1 DN, 1,5 DN e 3 DN e desvios angulares de 45°, 90° e 180°. Se for prevista a passagem de raspador pela linha, as curvas de R = 1 DN e as curvas de 180°(de qualquer raio) não podem ser utilizadas; o uso das curvas de R = 1,5 DN e R = 3 DN fica condicionado ao tipo do raspador a ser utilizado. 27.4.3 Segmentos curvos com menor desvio angular, ob-
tidos pelo encurtamento de uma curva forjada, podem ser usados desde que o comprimento do arco, medido pelo lado côncavo, seja de, pelo menos, 25 mm nos dutos de DN ↓ 2".
fabricação de tubos e componentes de tubulação. 28.1.3 A tensão circunferencial considerada neste Capí-
tulo, para comparação com a tensão mínima de escoamento especificada, para efeito de inspeção, ensaio e qualificação, é a produzida pela MPO do sistema de gás. 28.1.4 Quando as válvulas ou equipamentos forem forne-
cidos com extremidades preparadas para soldagem diretamente na tubulação, o projeto, composição, soldagem e procedimentos para alívio de tensões devem ser tais que nenhum dano significativo venha a resultar das operações de soldagem ou de alívio de tensões. 28.1.5 A soldagem pode ser feita por qualquer processo ou
combinação de processos que produzam soldas que
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atendam aos requisitos de qualificação de procedimentos desta Norma. As soldas podem ser produzidas por soldagem em posição fixa ou em rolamento, ou ainda por uma combinação das duas posições. 28.1.6 Antes da soldagem de qualquer tubo, componente
de tubulação ou equipamento cobertos por esta Norm a, devem ser feitas a especificação e qualificação de um procedimento de soldagem. Cada soldador ou operador de soldagem deve ser qualificado para o procedimento especificado, antes de realizar qualquer soldagem em qualquer tubo, componente tubular ou equipamento instalado de acordo com esta Norma. 28.1.7 Para soldas em sistemas de tubulação que devem
metria da extremidade a ser soldada são necessárias para produzir soldas satisfatórias. 28.4.2 Quando estiverem sendo soldados materiais dissi-
milares, com diferentes requisitos de preaquecimento, a temperatura de preaquecimento mais elevada deve prevalecer para ambas as peças. 28.4.3 O preaquecimento pode ser feito por qualquer mé-
todo adequado, contanto que seja uniforme e que a temperatura não venha a cair abaixo do mínimo estabelecido, durante as operações de soldagem. 28.4.4 A temperatura de preaquecimento deve ser verifi-
operar a 20% ou mais da tensão mínima de escoamento especificada, devem ser usados os padrões de aceitação estabelecidos na API 1104.
cada através de lápis térmico, pirômetro de contato, termopar ou outro método adequado, para assegurar que a temperatura de preaquecimento seja alcançada e mantida durante a operação de soldagem.
28.1.8 As definições que dizem respeito à soldagem, con-
28.5 Alívio de tensões
forme utilizadas nesta Norma, obedecem às definiçõespadrões estabelecidas pelas AWS A3.0 e NBR 5874. 28.2 Preparação de juntas para soldagem 28.2.1 Soldas de topo 28.2.1.1 Algumas preparações aceitáveis de extremidade
são mostradas nas figuras do Anexo I. 28.2.1.2 As figuras do Anexo J mostram as preparações
aceitáveis de extremidades para solda de topo de peças com espessuras desiguais ou com tensões de escoamento desiguais, ou a combinação de ambos os casos. 28.2.2 Soldas em ângulo
As dimensões mínimas para as soldas em ângulo usadas na fixação de flanges sobrepostos e para soldas em juntas de encaixe são mostradas no Anexo K. As dimensões mínimas para soldas em ângulo utilizadas nas derivações são mostradas nas Figuras 4 e 5.
28.5.1 Prescrições gerais 28.5.1.1 Os aços-carbono que tenham um teor de carbono
acima de 0,32% ou um carbono equivalente (C + 1/4 Mn) (análise de panela) acima de 0,65% devem ser submetidos a alívio de tensões, conforme estabelecido na ANSI/ASME, Seção VIII. O alívio de tensões pode ser também aconselhável para aços que tenham um teor de carbono ou carbono equivalente inferior, quando existirem condições adversas que provoquem um resfriamento demasiadamente rápido da solda. 28.5.1.2 As soldas em todos os aços-carbono devem ser
submetidas a alívio de tensões quando a espessura da parede exceder 1 1/4". 28.5.1.3 Quando a junta soldada conectar peças de espes-
suras diferentes, mas de materiais similares, a espessura a ser usada na aplicação de 28.5.1.1 e 28.5.1.2 deve ser:
28.2.3 Soldas de selagem
a) a mais espessa das duas partes a serem unidas, medida na junta. Esta dimensão é mostrada como e* nas figuras do Anexo J;
As soldas de selagem devem ser feitas por soldadores qualificados. A soldagem de selagem de juntas roscadas é permitida, mas não deve ser considerada como contribuição à resistência das juntas.
b) a espessura do tubo principal em caso de conexões de derivação, flanges sobrepostos ou componentes para solda de encaixe.
28.3 Qualificação de procedimentos e de soldadores
28.5.1.4 Se qualquer um dos materiais, em soldas entre
A qualificação de procedimentos de soldagem e de soldadores deve ser feita de acordo com a norma de soldagem utilizada no projeto.
28.5.1.5 Todas as soldas de conexões e acessórios devem
28.4 Preaquecimento 28.4.1 Os aços-carbono que tenham um teor de carbono
acima de 0,32% (análise de panela) ou um carbono equivalente (C + 1/4 Mn) acima de 0,65% (análise de panela) devem ser preaquecidos até a temperatura indicada no procedimento de soldagem. Preaquecimento para aços que tenham um teor de carbono inferior, ou um carbono equivalente inferior, deve ser requerido quando o procedimento de soldagem indicar que a composição química, a temperatura ambiente, a espessura do material ou a geo-
materiais dissimilares, requerer alívio de tensões, a junta toda deve receber alívio de tensões. sofrer alívio de tensões quando for requerido que o tubo sofra alívio de tensões de acordo com 28.5.1.3, com as seguintes exceções: a) soldas em ângulo e em chanfro com dimensão (perna) não superior a 1/2" em conexões de diâmetro nominal não-superior a 2"; b) soldas em ângulo e em chanfro de não mais de 3/8" de tamanho de chanfro, que fixem membros de suporte ou outros acessórios não-sujeitos à pressão.
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28.5.2 Temperatura de alívio de tensões
a) 10% das soldas nas localizações de classe 1;
28.5.2.1 O alívio de tensões deve ser feito a uma tempera-
b) 15% das soldas nas localizações de classe 2;
tura de 600°C ou mais, para aços-carbono, ou a 650°C ou mais, para aços-liga ferríticos. A faixa exata de temperatura deve ser estabelecida na especificação do procedimento. 28.5.2.2 No alívio de tensões de uma junta entre metais dis-
similares, com diferentes requisitos de alívio de tensões, deve prevalecer a temperatura de alívio de tensões mais alta. 28.5.2.3 As partes aquecidas devem ser levadas lenta-
mente à temperatura requerida e mantidas a essa temperatura durante um período de tempo de pelo menos 1 h/pol. de espessura de parede do tubo, m as em nenhum caso menos de 1/2 h, e devem ser deixadas esfriar lenta e uniformemente. 28.5.3 Métodos e equipamentos para alívio localizado de tensões 28.5.3.1 O alívio de tensões pode ser efetuado por indução
c) 40% das soldas na localização de classe 3; d) 75% das soldas na localização de classe 4; e) 100% das soldas em tubulações de estações de compressão, em travessias de rios navegáveis, em cruzamentos de rodovias e de estradas de ferro, quando for possível, mas em nenhum caso menos de 90%; f) 100% das soldas que não estão sujeitas a ensaio de pressão, tais como as de interligação ( tie-ins ). 28.6.2.3 Todas as soldas que forem inspecionadas devem
atender aos padrões de aceitabilidade da API 1104; em caso contrário, devem ser reparadas e reinspecionadas adequadamente. Os resultados da inspeção devem ser usados para controlar a qualidade da soldagem.
elétrica, resistência elétrica, queimadores em anel, m açaricos ou outros meios adequados de aquecimento, contanto que uma temperatura uniforme seja obtida e mantida durante o alívio de tensões.
28.6.2.4 Quando for utilizado o exame radiográfico, deve
28.5.3.2 A temperatura de alívio de tensões deve ser veri-
que 6" ou quando o projeto de construção envolve um número tão limitado de soldas que a inspeção não-destrutiva seria impraticável e o tubo está previsto para operar com tensão circunferencial igual ou inferior a 40% da tensão mínima de escoamento especificada, então o disposto em 28.6.2.2 e 28.6.2.3 não é obrigatório, contanto que a solda esteja de acordo com 28.3 e que seja inspecionada visualmente e aprovada por inspetor de solda qualificado.
ficada através do uso de pirômetros de contato e termopar ou outro equipamento para garantir que o ciclo de alívio de tensões tenha se realizado. 28.6 Ensaios e inspeção de soldagem 28.6.1 Na inspeção de soldas nos sistemas de tubulação
operando com tensão circunferencial menor que 20% da tensão mínima de escoamento especificada, a qualidade da soldagem deve ser verificada visualmente em bases aleatórias de acordo com a norma adotada para qualificação do procedimento de soldagem; as soldas defeituosas devem ser reparadas ou removidas da linha. 28.6.2 A inspeção e ensaios para controle de qualidade de
soldas em sistemas de tubulação operando com tensão circunferencial de 20% ou mais da tensão mínima de escoamento especificada deve obedecer ao prescrito em 28.6.2.1 a 28.6.2.6. 28.6.2.1 A qualidade da soldagem deve ser verificada atra-
vés de inspeção não-destrutiva, conforme a norma adotada para a qualificação do procedimento de soldagem; a inspeção não-destrutiva consiste em exame radiográfico, ensaio de partícula magnética ou outro método aceitável. O método de trepanação, para ensaio não-destrutivo, é proibido. 28.6.2.2 O seguinte número mínimo de soldas de topo no
campo deve ser selecionado em bases aleatórias pela companhia operadora, a cada dia de construção, para exame. Cada solda selecionada dessa forma deve ser examinada em toda a sua circunferência, ou então um comprimento equivalente de solda deve ser examinado, se a companhia operadora decidir examinar apenas parte da circunferência de cada junta. As mesmas porcentagens mínimas devem ser examinadas nos casos de junção de dois ou mais tubos no canteiro:
ser seguido um procedimento que atenda aos requisitos da API 1104. 28.6.2.5 Quando o diâmetro nominal do tubo for menor
28.6.2.6 Além dos requisitos da inspeção não-destrutiva
assinalados acima, a qualidade da solda deve ser controlada continuamente por pessoal qualificado. 28.6.3 As soldas defeituosas em tubulações operando
com tensão circunferencial igual ou superior a 20% da tensão mínima de escoamento especificada devem ser reparadas ou removidas. O reparo deve estar de acordo com a API 1104.
29 Ensaios após a construção 29.1 Geral 29.1.1 Este Capítulo prescreve os requisitos mínimos de
ensaios de pressão, após a construção, para todo o sistema de tubulação de transmissão e distribuição de gás, incluindo reservatórios tubulares e reservatórios cilíndricos. Para o ensaio de ramais de serviço, ver 19.5. 29.1.2 Todos os gasodutos devem ser ensaiados in situ
após a sua construção. As seções de interligação devem ser pré-ensaiadas nas mesmas condições de ensaio do gasoduto. 29.1.3 Todas as juntas soldadas das interligações ( tie-ins )
devem ser inspecionadas e ensaiadas de acordo com 28.6.
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29.1.4 A tensão circunferencial desenvolvida pela pressão
de ensaio ou pela MPO deve ser calculada com base no valor nominal da espessura de parede do tubo, de acordo com a fórmula de 22.2.1. 29.1.5 Para um determinado trecho de um gasoduto a ser
b) os gasodutos pertencentes à classe de locação 2 devem ser ensaiados com ar, a 1,25 vez a máxima pressão de operação ou com água, a, no mínimo, 1,25 vez a máxima pressão de operação;
ensaiado, a pressão de ensaio refere-se sempre à pressão medida no ponto de maior cota.
c) os gasodutos pertencentes às classes de locação 3 e 4 devem ser ensaiados com água, a, no mínimo, 1,4 vez a máxima pressão de operação.
29.1.6 Qualquer trecho de um gasoduto que por razões
29.2.1.3 O ensaio de pressão estabelece a MPOA de
tecnicamente justificáveis não puder ser ensaiado in situ deve ser pré-ensaiado nas mesmas condições de ensaio do gasoduto.
acordo com a última coluna da Tabela 19. 29.2.1.4 Considerando que os dutos, durante o ensaio de
neste Capítulo, para comparação com a tensão mínima de escoamento especificada, para efeito de ensaio de pressão, é a produzida pela MPO do sistema de gás.
pressão, sofrem flexão longitudinal nos trechos aéreos, devido ao peso próprio e ao peso do fluido de ensaio, esta Norma limita a tensão de flexão longitudinal, durante o ensaio, em 1/5 da tensão mínima de escoamento especificada do material do duto.
29.1.8 É obrigatório o uso de água como fluido de ensaio
29.2.1.5 Os trechos de gasodutos que cruzam rodovias e
29.1.7 A tensão circunferencial de operação considerada
em todos os casos onde a pressão de ensaio no campo exceder a de ensaio de fábrica. 29.2 Ensaio de resistência mecânica
ferrovias podem ser ensaiados de acordo com os mesmos procedimentos e a mesma pressão de ensaio relativos à sua classe de locação. 29.2.1.6 Os itens fabricados com tubos e componentes de
29.2.1.1 Os gasodutos devem ser ensaiados por, no míni-
tubulação, tais como conexões para separadores, para válvulas de linha-tronco, para derivações de ramais, para cavalotes e outros, podem ser ensaiados de acordo com os mesmos procedimentos e a mesma pressão de ensaio relativos à classe de locação do trecho.
mo, 2 h na pressão de ensaio, após sua construção e antes de sua colocação em operação.
29.2.1.7 Os requisitos de 29.2.1.2-c) para o ensaio com
29.2.1 Ensaio para gasodutos que operam com tensão circunferencial igual ou superior a 30% da tensão mínima de escoamento especificada
29.2.1.2 As exigências para as pressões mínimas de en-
saio são as descritas a seguir e encontram-se resumidas na Tabela 19: a) os gasodutos pertencentes à classe de locação 1 devem ser ensaiados com ar ou gás, a 1,1 vez a máxima pressão de operação, ou com água, a, no mínimo, 1,1 vez a máxima pressão de operação;
água, de gasodutos nas classes de locação 3 e 4, não se aplicam se, na ocasião em que o gasoduto estiver pronto para ser ensaiado, não houver disponibilidade de água de boa qualidade em quantidade suficiente para o enchimento da linha. Neste caso, o ensaio de resistência nas classes 3 e 4 pode ser feito com ar, e as pressões ficam assim limitadas: a) a pressão mínima de ensaio deve ser igual à MPO;
Tabela 19 - Pressões de ensaio
Classe de locação
Fluido de ensaio permitido
Mínima
1
água ar gás
1,10 x MPO 1,10 x MPO 1,10 x MPO
água ar
1,25 x MPO 1,25 x MPO
água
1,40 x MPO
2 3e4
Pressão de ensaio (Pe)
Onde: MPO = máxima pressão de operação (kPa) MPOA = máxima pressão de operação admissível (kPa) P
= pressão de projeto (kPa)
Pe = pressão de ensaio (kPa) (A) Escolher o menor valor. (B) Sem limitação específica.
Máxima
Máxima pressão de operação admissível (MPOA) (A)
(B)
1,10 x P 1,10 x P
Pe/1,10 ou P
(B)
Pe/1,25 ou P
1,25 x P (B)
Pe/1,40 ou P
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b) a pressão máxima de ensaio deve ser limitada pelas seguintes condições: - a tensão circunferencial, gerada pela pressão de ensaio, deve ser inferior a 0,5 E . Sy na classe de locação 3 e inferior a 0,4 E . Sy na classe de locação 4, sendo E o fator de eficiência de junta e Sy a tensão mínima de escoamento especificada; - a pressão de ensaio não deve exceder 1,25 vez a MPO do sistema. 29.2.1.8 Esta Norma não limita o valor da pressão máxima
de ensaio com água para a verificação da resistência, porém as considerações abaixo devem orientar na prescrição do valor da pressão de ensaio, no que diz respeito ao compromisso entre a economia e a segurança: a) para gasodutos localizados em regiões de relevo acidentado, as pressões de ensaio elevadas obrigam o aumento da quantidade das seções de ensaio; b) quando a pressão de ensaio prescrita produzir no duto tensões circunferenciais maiores que a tensão mínima de escoamento especificada, a elevação e a manutenção da pressão de ensaio devem ser feitas no menor tempo possível, pois a aplicação prolongada de tensões elevadas produz no material o crescimento de defeitos que originalmente não comprometeriam a integridade do gasoduto. 29.2.1.9 Tubos para gasoduto que na fábrica passaram
por ensaio hidrostático, com pressões que induziram tensões circunferenciais inferiores a 0,85 Sy, devem ser submetidos a novo ensaio quando a pressão de projeto for superior a 85% da pressão de ensaio de fábrica; nessas condições, a pressão de ensaio deve ser, no mínimo, 18% superior à pressão de projeto. Uma pressão de ensaio superior a 18% da pressão de projeto não permite que o gasoduto admita uma pressão de projeto superior à adotada para o cálculo da espessura de parede requerida (ver 7.1). A pressão de ensaio pode ser feita nas seguintes condições:
Tabela 20 - Tensão circunferencial máxima permitida durante o ensaio
Classe de locação Fluido de ensaio
Ar Gás
% da tensão mínima de escoamento especificada 2 75 30
3 50 30
4 40 30
29.3 Ensaio de estanqueidade 29.3.1 Ensaio de estanqueidade para gasodutos que operam a 700 kPa (7,1 kgf/cm ) ou mais 29.3.1.1 Os gasodutos devem ser ensaiados após sua
construção e antes de serem colocados em operação, para se comprovar que não vazam. Se o ensaio indicar vazamento, este deve ser localizado e eliminado, e um novo ensaio realizado. 29.3.1.2 O procedimento de ensaio utilizado deve ser ca-
paz de identificar todos os vazamentos e é escolhido após considerarem-se o volume do trecho e a sua localização. Neste caso, uma avaliação competente e experiente prevalece sobre a precisão numérica. 29.3.1.3 Em todos os casos em que a linha for circunferen-
cialmente tensionada, num ensaio de resistência, a 20% ou mais da tensão mínima de escoamento especificada e o fluido de ensaio for ar ou gás, deve ser feito um ensaio de estanqueidade a uma pressão variando de 700 kPa (7,1 kgf/cm2) até a pressão necessária para produzir uma tensão circunferencial de 20% da tensão mínima de escoamento especificada. também permitido inspecionar a linha, durante o ensaio de resistência, mantendo a pressão neste segundo limite. 29.3.1.4 Para a comprovação de estanqueidade, o tempo
de duração do ensaio deve ser o necessário para que o gasoduto possa ser inspecionado e os locais de eventuais vazamentos identificados para reparo. 29.3.2 Ensaios de estanqueidade para gasodutos que operam a menos de 700 kPa (7,1 kgf/cm ) 29.3.2.1 Os gasodutos e equipamentos correlatos que
a) tramo a tramo, nas mesmas condições de fábrica;
operam a menos de 700 kPa (7,1 kgf/cm 2) devem ser ensaiados após a construção e antes de serem colocados em operação, para comprovar que não vazam.
b) no campo, com os tramos soldados, constituindo trechos do gasoduto.
29.3.2.2 Pode ser utilizado gás como fluido de ensaio, à
29.2.2 Ensaio para gasodutos que operam com tensão circunferencial menor que 30% da tensão mínima de escoamento especificada, mas acima de 7 00 kPa (7,1 kgf/cm )
máxima pressão disponível no sistema de distribuição por ocasião do ensaio. Neste caso, o ensaio com espuma de sabão pode ser usado para localizar vazamentos, se todas as juntas estiverem descobertas durante o ensaio. 29.3.2.3 Para a comprovação de estanqueidade, o tempo
29.2.2.1 Na classe de locação 1, o ensaio de resistência do
gasoduto deve ser de acordo com 29.3.1.
de duração do ensaio deve ser o estritamente necessário para que o gasoduto possa ser inspecionado e os locais de eventuais vazamentos identificados para reparo.
29.2.2.2 Nas classes de locação 2, 3 e 4, a tubulação é en-
29.4 Registros
saiada de acordo com 29.2.1, admitindo-se a possibilidade de se utilizar gás ou ar como fluido de ensaio, dentro dos limites máximos de tensão circunferencial estabelecidos na Tabela 20.
A companhia operadora é obrigada a manter em seus arquivos um registro de execução de cada ensaio, o qual deve conter, no mínimo, as seguintes informações:
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NBR 12712/1993
a) data e hora de realização do ensaio; b) especificação dos tubos de cada um dos trechos ensaiados; c) planta e perfil do gasoduto e a localização das seções de ensaio; d) fluido de ensaio usado; e) pressão de ensaio de cada um dos trechos; f) pressão resultante no ponto de menor cota de cada trecho, calculada com base na pressão de ensaio; g) duração dos ensaios de resistência e de estanqueidade; h) localização de falhas e vazamentos, e a descrição dos reparos realizados.
30 Controle da corrosão 30.1 Objetivo
Este Capítulo fixa as condições mínimas a serem cumpridas para o controle da corrosão interna e externa de tubulações, reservatórios e componentes metálicos pertencentes aos sistemas de transmissão e distribuição de gás combustível, novos ou existentes. Cada companhia operadora deve estabelecer seus próprios procedimentos específicos, dentro dos objetivos constantes desta Norma, para desenvolver seu próprio programa de controle da corrosão. 30.2 Controle da corrosão externa para instalações enterradas
ao solo, tensões secundárias, compatibilidade com o sistema de proteção catódica e a resistência à degradação térmica. Em locais rochosos, para minimizar-se a ocorrência de danos físicos, podem ser utilizados um revestimento protetor externo e materiais selecionados para reaterro, ou outras medidas adequadas. 30.2.3 Critérios de proteção catódica
O projeto do sistema de proteção catódica deve ser elaborado explicitando os critérios de proteção adotados. 30.2.4 Isolamento elétrico 30.2.4.1 Os sistemas de transmissão e distribuição de gás
combustível devem ser isolados eletricamente de outros sistemas, exceto nos locais onde as estruturas metálicas enterradas sejam interligadas eletricamente entre si e protegidas catodicamente como um todo. 30.2.4.2 Sempre que possível, os sistemas de transmis-
são e distribuição de gás combustível devem ser isolados eletricamente das tubulações de ferro fundido, forjado, dúctil e outros tipos de material metálico. 30.2.4.3 Os pontos de contato elétrico acidental com ou-
tras estruturas metálicas devem ser localizados e removidos. 30.2.4.4 Deve ser prevista a proteção das juntas de iso-
lamento elétrico contra tensões induzidas por descargas atmosféricas e aproximação do sistema com linhas de transmissão, conforme Capítulo 10. 30.2.5 Pontos de ensaio 30.2.5.1 Os pontos de ensaio devem ser distribuídos ao
30.2.1 Geral
longo do traçado das tubulações em quantidade suficiente para se avaliar a eficiência do sistema de proteção catódica.
30.2.1.1 As instalações metálicas enterradas e submer-
30.2.5.2 A distribuição dos pontos de ensaio pode ser fei-
sas, dos sistemas de transmissão e distribuição de gás combustível, devem ser revestidas externamente e/ou protegidas catodicamente, observados os requisitos da NACE Std RP-01-69. 30.2.1.2 O procedimento indicado em 30.2.1.1 pode ser
dispensado nos casos em que puder ser provado, por meio de ensaios ou de experiência prévia, que não ocorre qualquer corrosão significativa a ponto de expor o público, o meio ambiente ou outras instalações ao risco de danos durante a vida útil prevista para a operação do sistema de transmissão de gás. 30.2.2 Critérios de revestimentos 30.2.2.1 Os revestimentos, incluindo os de junta de campo
e de reparo, devem ser selecionados de acordo com a temperatura de operação, os fatores ambientais e outros elementos pertinentes; na execução dos revestimentos, devem ser observados os requisitos da NACE Std RP-02-75. 30.2.2.2 Na escolha do tipo do revestimento externo, de-
ve-se considerar os requisitos específicos para as tubulações que transportam gases em alta temperatura. Esses requisitos incluem a resistência contra danos devido
ta de acordo com a orientação dada a seguir: a) em cada junta de isolamento elétrico ou grupo de juntas de isolamento elétrico; b) em cada tubo-camisa ou grupo de tubos-camisa; c) junto às travessias de rios, córregos, canais, lagos, etc.; d) nas derivações para ramais; e) nos cruzamentos ou proximidades de outras tubulações ou estruturas metálicas enterradas não consideradas no projeto; f) nos trechos mais afetados por saída de correntes de interferência; g) ao longo das tubulações, espaçados conforme as necessidades de cada região, em função de fatores como a distribuição da corrente de proteção, eficiência do revestimento utilizado, correntes de interferência, etc.; h) junto aos reservatórios metálicos enterrados.
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30.2.6 Instalação de conexões elétricas
30.3.2 O tipo de revestimento selecionado deve possuir
ensaio às tubulações, devem ser feitas sem que ocorram no tubo, no ponto de conexão, tensões mecânicas localizadas excessivas.
características adequadas à proteção contra a corrosão provocada pelo ambiente. Os materiais dos revestimentos devem recobrir completamente as superfícies expostas e devem ser aplicados de acordo com as especificações e recomendações dos fabricantes.
30.2.6.2 As conexões dos cabos elétricos às tubulações
30.3.3 Nos afloramentos das estruturas, devem ser previs-
30.2.6.1 As conexões dos cabos elétricos, dos pontos de
podem ser feitas diretamente por meio de soldas exotérmicas. A especificação da carga não deve exceder o cartucho de 15 g, e os procedimentos de execução da solda devem atender aos requisitos de segurança da instalação.
tos os cuidados específicos necessários ao controle da corrosão.
30.2.6.3 Após realizada a conexão, a abertura feita no
ser tomadas medidas capazes de proteger o sistema de tubulações contra a corrosão interna. A menos que se prove o contrário, por ensaios ou experiência prévia, os gases que nas condições de transporte contenham água livre devem ser considerados corrosivos.
revestimento e os trechos expostos dos cabos elétricos devem ser protegidos por um material isolante compatível com o tipo de revestimento existente. 30.2.7 Interferência elétrica 30.2.7.1 O sistema de proteção catódica deve ser projeta-
do de forma a minimizar e corrigir qualquer interferência adversa sobre outras estruturas metálicas existentes ao longo do traçado da rede de dutos. 30.2.7.2 Quando necessário, deve ser prevista uma inter-
ligação elétrica, direta ou por m eio de uma resistência elétrica, devidamente calibrada, entre a estrutura interferente e a estrutura interferida. 30.2.7.3 As interferências adversas provocadas por estru-
turas estranhas, principalmente quando há a presença de correntes de fuga, devem ser examinadas e analisadas através de levantamento de dados no campo. As interferências podem ser controladas por métodos como drenagem elétrica, de acordo com as NBR 9171 e NBR 9344, sistema de proteção catódica complementar, aplicação de revestimentos protetores, uso de blindagem elétrica, ou qualquer outro dispositivo efetivo de proteção. 30.2.8 Tubos-camisa
Os tubos-camisa devem possuir acessórios que os isolem eletricamente das respectivas tubulações. 30.2.9 Anodos galvânicos
Os anodos galvânicos, especialmente os do tipo bracelete, contínuo ou de cordão, instalados próximos a uma tubulação aquecida, devem ter seu desempenho considerado de acordo com a temperatura de operação das tubulações. A taxa de desgaste e a corrente liberada pela maioria das ligas de anodo tendem a ser maiores com o aumento da temperatura ambiente. Em temperaturas superiores a 60°C, algumas ligas podem tornar-se mais nobres que o aço. Em temperaturas superiores a 50°C, os anodos de zinco, com alumínio na sua composição química, podem sofrer corrosão intergranular. 30.3 Controle da corrosão atmosférica 30.3.1 As instalações metálicas aéreas devem ser protegi-
das, contra a corrosão externa provocada pelo meio ambiente, por meio de um sistema de revestimento adequado.
30.4 Controle da corrosão interna 30.4.1 Quando for transportado um gás corrosivo, devem
30.4.2 Para preservar a integridade e eficiência das tu-
bulações, devem ser considerados no projeto, em conjunto ou em separado, os fatores indicados a seguir: a) revestimento interno: - o revestimento interno deve atender às especificações de qualidade e à espessura mínima da camada protetora estabelecidas; - os revestimentos utilizados devem ser inspecionados conforme previsto nas especificações estabelecidas ou na prática corrente; - quando os tubos ou outros componentes do sistema de tubulações forem unidos por solda ou outro método que deixe exposto o metal de base, devem ser previstas medidas, como limpeza e reposição do revestimento ou o uso permanente de um inibidor adequado, para evitar a corrosão das juntas; - se estiver previsto o uso de pigs ou de esferas, os tipos de revestimentos devem ser escolhidos de forma a evitar possíveis danos provocados pela passagem desses instrumentos; b) inibidores de corrosão: - sempre que necessário, devem ser previstos em projeto equipamentos que permitam reter, transferir e injetar o inibidor de corrosão no fluxo de gás; - provadores de corrosão e outros equipamentos de monitoração devem ser previstos em projeto, para permitir avaliações contínuas do programa de controle da corrosão; - o inibidor de corrosão selecionado deve ser de um tipo que não cause deterioração dos componentes do sistema de tubulações; c) sistemas de pigs : - um sistema eficiente de coleta de condensados e de materiais sólidos nas tubulações por m eio de pigs ou esferas deve ser previsto;
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d) provadores de corrosão e carretéis de ensaio: - nos locais com maiores possibilidades de ocorrência de corrosão, quando for prático, devem ser utilizados provadores de corrosão e carretéis de ensaio; - provadores de corrosão e carretéis de ensaio devem ser projetados de forma a permitirem a passagem dos pigs ou esferas, quando forem instalados em seções percorridas por esses instrumentos; e) tratamento para redução da corrosividade dos gases:
31.2.4 Na proteção da vala, deve ser feito o cadastra-
mento de ocorrência de surgências, infiltrações e percolações, definindo as soluções a serem empregadas. 31.3 Métodos de proteção de vala 31.3.1 Fundamentos básicos
Os métodos a serem empregados para a proteção do reaterro de vala devem consistir em drenagem do fundo da vala, diques de contenção do reaterro da vala e substituição do material de reaterro. 31.3.2 Drenagem do fundo da vala 31.3.2.1 Métodos de drenagem do fundo da vala devem
- uso de equipamentos de desidratação ou de separação;
ser previstos sempre que houver a possibilidade ou ocorrência de percolação, surgências ou interceptação de veios d’água em rampas com inclinações superiores a 5°.
- uso de equipamentos de remoção de outros contaminantes.
31.3.2.2 Os métodos de drenagem normalmente utiliza-
30.4.3 Quando um gás ou mistura de gases, líquidos e
sólidos corrosivos forem transportados em temperatura elevada, deve ser dada atenção especial para a identificação e mitigação da possível corrosão interna. 30.4.4 Os materiais utilizados na tubulação e nos demais
equipamentos metálicos expostos aos gases devem ser resistentes à corrosão interna, portanto: a) os materiais selecionados para a tubulação devem ser compatíveis com os produtos transportados; b) os efeitos de erosão/corrosão causados por partículas de alta velocidade em prováveis pontos de turbulência e de choque devem ser minimizados pelo uso de materiais resistentes à erosão, pelo acréscimo de espessura de parede, ou pela configuração e dimensões da tubulação ou conexões, ou ainda pela filtragem.
31 Estabilização de pista e vala 31.1 Geral
Este Capítulo estabelece os critérios a serem aplicados no projeto de estabilização de pista e vala. 31.2 Critérios de projeto 31.2.1 A estabilização de pista e vala deve assegurar a
proteção permanente da tubulação enterrada, estabilizando a pista, vala, encostas, bota-foras e áreas terraplenadas nas vizinhanças, evitando danos a edificações, mananciais e sistemas hidrográficos, e preservando o meio ambiente. 31.2.2 Para obtenção dos parâmetros de projeto, devem
ser realizados estudos geotécnicos e hidrológicos ao longo da região atingida pela construção do gasoduto. 31.2.3 Na proteção da pista, deve ser feito o cadastra-
mento de rampas, definindo as soluções a serem empregadas em cada local.
dos devem ser: a) colchão de areia; b) dreno-cego. 31.3.3 Contenção do reaterro da vala 31.3.3.1 Para contenção do reaterro da vala, devem ser
projetados diques no interior desta, com dimensões e espaçamento de conformidade com a seção da vala, i nclinação da rampa e o material utilizado na construção do dique. 31.3.3.2 Devido a acomodações e recalques da tubula-
ção enterrada na vala, os diques devem ser projetados com o emprego de materiais que absorvam aqueles movimentos, não causando danos ao revestimento dos tubos ou à própria tubulação. 31.3.4 Reaterro e fechamento da vala
Em função da inclinação da rampa e do tipo de solo local, deve ser prevista a compactação do reaterro da vala ou substituição parcial ou total do solo, por material com suficiente coesão e resistência, de forma a evitar erosões ou deslizamentos da cobertura. 31.4 Drenagem superficial da pista 31.4.1 Fundamentos básicos
Os métodos de drenagem superficial da pista devem ser previstos em encostas com inclinação superior a 5° e constituídas de solos de baixa coesão, com a finalidade de evitar a formação de processos erosivos na pista e vizinhanças. 31.4.2 Métodos de drenagem superficial
Os métodos de drenagem superficial constam de: a) calhas transversais de captação e longitudinais de condução de águas pluviais, dimensionadas e espaçadas conforme inclinação e extenção da rampa;
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b) caixas de passagem e dissipação dimensionadas e espaçadas em função das calhas transversais e longitudinais;
ser estabelecida pelo projeto, sementes de gramíneas e/ou leguminosas fertilizantes e fixador da mistura. 31.5.5 Espécies de sementes a serem empregadas
c) caixas de saída com dissipadores de energia cinética; d) muros defletores e enrocamentos. 31.5 Proteção vegetal da pista
Na especificação das espécies de semente, devem ser selecionadas as que mais se adaptem ao ambiente local, numa proporção balanceada entre gramíneas e leguminosas.
32 Odorização
31.5.1 Geral
A proteção vegetal visa à preservação das áreas expostas pela terraplenagem, proporcionando melhores condições para resistir à erosão superficial, causada pelas águas pluviais, através da execução de proteção vegetal, num consorciame nto de plantas gram íneas e leguminosas.
32.1 Todo gás combustível deve ser odorizado em redes de distribuição e serviço ou para uso doméstico, de modo a permitir, em caso de vazamento, a sua pronta detecção em limites de concentração a partir de 1/5 de seu limite de explosividade inferior. Em gasodutos de transmissão, a odorização fica sujeita a estudos específicos em função das áreas atravessadas.
31.5.2 Análise do solo
32.2 O odorante deve atender aos seguintes requisitos:
O grau de acidez ou alcalinidade do solo (pH) deve ser determinado utilizando-se amostras representativas colhidas ao longo da faixa do gasoduto.
a) misturado ao gás na concentração especificada, não deve ser prejudicial a pessoas nem causar danos ao sistema;
31.5.3 Correção do solo
Com base na análise do solo, deve ser determinada a sua correção e adubação, a fim de garantir o desenvolvimento e manutenção da proteção vegetal empregada. 31.5.4 Processos de execução
O processo de plantio por hidrossemeadura deve ser previsto em rampas ou taludes com declividade igual ou superior a 15°, consistindo o processo na projeção, por via líquida, em uma emulsão contendo, em dosagem a
b) sua solubilidade em água não deve exced er 2,5% em massa; c) seus produtos de combustão não devem ser pre judiciais a pessoas nem causar danos aos materiais com que normalmente possam ter contato. 32.3 Ensaios de campo devem ser previstos para verificar a eficácia do sistema de odorização. Os pontos de amostragem devem ser localizados de forma a representar o gás em todos os pontos do sistema.
/ANEXOS
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ANEXO A - Diagrama ilustrativo do campo de aplicação desta Norma
/ANEXO B
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ANEXO B - Fatores de conversão
Para converter
em
Multiplicar o valor, expresso nas unidades da primeira coluna, por:
Unidades de comprimento in
m
2,540000 x 10-2 *
ft
m
3,048000 x 10-1 *
mile
m
1,609344 x 103 *
in2
m2
6,451600 x 10-4 *
ft2
m2
9,290304 x 10-2 *
in3
m3
1,638706 x 10-5
ft3
m3
2,831685 x 10-2
°F (Fahrenheit)
C
5,555556 x 10-1
°C (Celsius)
K
1,000000 x 10°*
°F (Fahrenheit)
K
5,555556 x 10-1
°R (Rankine)
K
5,555556 x 10-1
radiano (rad)
1,745329 x 10-2
kgf
N
9,806650 x 10°*
lbf
N
4,448222 x 10°
kgf . m
N.m
9,806650 x 10o *
lbf . in
N.m
1,129848 x 10-1
kgf/cm 2
kPa
9,806650 x 101 *
kgf/cm 2
MPa
9,806650 x 10-2 *
lb/in2
kPa
6,894757 x 10°
lb/in2
MPa
6,894757 x 10-3
bar
kPa
1,000000 x 102 *
Unidades de área
Unidades de volume
Unidades de diferencial de temperatura
Unidade de ângulo plano grau (°) Unidades de força
Unidades de momento (ou de torque)
Unidades de pressão (ou de tensão)
/continua
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/continuação Para converter
em
Multiplicar o valor, expresso nas unidades da primeira coluna, por:
bária
kPa
1,000000 x 10-4 *
atm
kPa
1,013250 x 102 *
Btu
J
1,055056 x 103
cal
J
4,186800 x 10° *
lbf . ft
J
1,355818 x 10°
hp
W
7,457000 x 102
cv
W
7,354990 x 102
Para converter
em
Unidades de energia
Unidades de potência
Usar a fórmula
Escalas termométricas °F
°C
5 (°F - 32)/9
°C
K
°C + 273,15
°F
K
5 (°F - 32)/9 + 273,15
°R
K
5 (°R)/9
Notas: a) Esta tabela apresenta fatores de conversão para algumas das mais utilizadas grandezas, expressas em unidades dos sistemas inglês, físico (c . g . s) e técnico (m . kgf . s), para o Sistema Internacional (SI). b) O sistema legal de unidades no Brasil é o Sistema Internacional, cujas principais grandezas, fundamentais e derivadas, relativas à mecânica, com respectivas unidades, são: - comprimento - metro
(m)
- massa
- quilograma (kg)
- tempo
- segundo
(s)
- temperatura - Kelvin
(K)
- ângulo plano - radiano
(rad)
- força
- Newton
(N)
- pressão
- Pascal
(Pa)
- energia
- Joule
(J)
- potência
- Watt
(W)
c) Os asteriscos (*) que figuram à direita dos fatores de conversão indicam os fatores que são exatos. d) Os fatores de conversão são apresentados em notação científica, ou seja, por um número real de 1 a 10 (exclus ive) e pela potência de 10 que lhe é associada. e) Para uma lista completa dos fatores de convers ão, de vários sistemas de unidades para o SI, deve ser cons ultada a NBR 12230.
/ANEXO C
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ANEXO C - Ensaio de achatamento para tubos
C-1 O ensaio de achatamento para tubos deve ser reali-
C-4 Para tubos soldados por fusão, nenhuma trinca na
zado de acordo com a NBR 6154 e complementado com os parâmetros de execução de ensaio aqui expostos.
solda deve aparecer até que a distância entre as placas se ja menor que 3/4 do diâmetro externo para solda de topo, ou 2/3 do diâmetro externo para solda sobreposta, e nenhuma fissura ou ruptura, seja em qualquer parte do metal, se ja na solda, deve ocorrer até que a distância entre as placas seja inferior à indicada a seguir:
C-2 Para tubos sem costura, o corpo-de-prova não deve ter comprimento inferior a 65 mm.
C-3 Para tubos fe itos com solda por resistência elétrica, nenhuma trinca na solda deve a parecer até que a distância entre as placas seja m enor que 2/3 do diâmetro externo do tubo. Nenhum a fissura ou ruptura no m etal ou na solda pode oco rrer até que a distância entre as placas seja m enor que 1/3 do diâmetro externo do tubo; mas em nenhum caso, ela deve ser menor que cinco vezes a espessura da parede do tubo. Nenhum a evidência de laminação ou m aterial fundido deve revelar-se durante todo o processo de a chatam ento, e a solda não pode ap resentar defeitos.
a) solda de topo: 60% do diâmetro externo; b) solda sobreposta: 33% do diâmetro externo.
C-5 Para tubos sem costura, nenhuma fissura ou ruptu-
ra no metal deve ocorrer até que a distância entre as placas atinja o valor “H” dado pela fórmula prescrita na NBR 6154.
/ANEXO D
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ANEXO D - Tensão mínima de escoamento especificada (Sy) de materiais para tubos
Sy Especificação
Grau
API 5L
A B x 42 x 46 x 52 x 56 x 60 x 65 x 70 x 80
207 241 290 317 359 386 414 448 483 552
30 35 42 46 52 56 60 65 70 80
2109 2461 2954 3235 3657 3938 4219 4571 4923 5626
ASTM A-53
A B
207 241
30 35
2109 2461
ASTM A-106
A B C
207 241 276
30 35 40
2109 2461 2813
ASTM A-283 A B C D
165 186 207 228
24 27 30 33
1688 1899 2109 2321
ASTM A-285 A B C
165 186 207
24 27 30
1688 1899 2109
ASTM A-134
MPa
103 psi
kg*/cm2
ASTM A-135
A B
207 241
30 35
2109 2461
ASTM A-139
A B C D E
207 241 290 317 359
30 35 42 46 52
2109 2461 2954 3235 3657
207 228 248 276 310 345 379
30 33 36 40 45 50 55
2109 2321 2532 2813 3165 3516 3868
ASTM A-211
30 33 36 40 45 50 55
ASTM A-333
1 3,4,6,7 8 9
207 241 517 317
30 35 75 46
2109 2461 5274 3235
ASTM A-381
Classe Y-35 Y-42 Y-46 Y-48 Y-50 Y-52 Y-56 Y-60 Y-65
241 290 317 331 345 359 386 414 448
35 42 46 48 50 52 56 60 65
2461 2954 3235 3376 3516 3657 3938 4219 4571 /continua
62
NBR 12712/1993
/continuação Especificação
Sy
Grau MPa
ASTM A-671 Classes 10, 11, 12 20, 21, 22, 30, 31, 32
103 psi
kg*/cm2
ASTM A-285 C
207
30
2109
ASTM A-515 55 60 65 70
207 221 241 262
30 32 35 38
2109 2250 2461 2672
ASTM A-516 55 60 65
207 221 248
30 32 36
2109 2250 2532
70 262 38 ASTM A-672
Classes 10, 11, 12 20, 21, 22 30, 31, 32
2672
ASTM A-285 A B C
165 186 207
24 27 30
1688 1899 2109
ASTM A-515 55 60 65 70
207 221 241 262
30 32 35 38
2109 2250 2461 2672
ASTM A-516 55
207
30
2109
/ANEXO E
63
NBR 12712/1993
ANEXO E - Exemplos de aplicação dos dispositivos de controle e proteção requeridos em estações de controle de pressão
E-1 Para melhor compreensão da aplicação da Figura 1, são apresentados três exemplos:
Nota: Analisando-se a Figura 1, verifica-se que a válvula de alívio é uma proteção para qualquer situação.
E-1.1 Exemplo 1
E-1.2 Exemplo 2
E-1.1.1 Deseja-se especificar uma estação de contr ole e li-
E-1.2.1 Deseja-se especificar uma estação de controle e
mitação de pressão entre um gasoduto de transmissão com MPO de 7000 kPa (71,4 kgf/cm 2) e um ramal de alimentação com MPO de 1500 kPa (15,3 kgf/cm 2) para uma rede de distribuição. E-1.1.2 A solução é a seguinte:
MPOmont. = 7000 kPa e MPO jus. = 1500 kPa MPOmont. - MPO jus. = 5500 kPa MPOmont. “ MPO jus. = 4,66 E-1.1.3 Como 5500 kPa > 1600 kPa e simultaneamente
limitação de pressão entre uma rede de distribuição de gás com MPO de 1000 kPa (10,2 kgf/cm 2) e outra rede de distribuição com MPO de 400 kPa (4,1 kgf/cm 2). E-1.2.2 A solução é a seguinte:
MPOmont. = 1000 kPa e MPO jus. = 400 kPa MPOmont. - MPO jus. = 600 kPa MPOmont. “ MPO jus. = 2,5 E-1.2.3 Como 600 kPa < 1600 kPa, trata-se do caso A, ou
seja:
4,66 > 1,6, trata-se do caso B, ou seja:
Válvula de controle e válvula de segurança ou
Válvula de controle e válvula de segurança ou
Válvula de controle e duas válvulas de bloqueio automá tico
Válvula de controle e válvula de bloqueio automático ou
ou
Válvula de controle, válvula de controle monitora e válvula de bloqueio automático ou
Válvula de controle e válvula de controle m onitora ou
Válvula de controle, válvula de controle em série e válvula de bloqueio automático
Válvula de controle e válvula de controle em série
64
NBR 12712/1993
E-1.3 Exemplo 3 E-1.3.1 Deseja-se especificar uma estação de controle e
limitação de pressão entre uma rede de distribuição com MPO de 100 kPa (1 kgf/cm2) e uma rede interna de consumidor com MPO de 2 kPa (0,02 kgf/cm2). Válvula de controle possuindo as características exigidas em 14.3.1.3.
/ANEXO F
65
NBR 12712/1993
ANEXO F - Exemplo de aplicação das regras para o projeto de derivações tubulares soldadas
F-1 Enunciado
l) fator de temperatura: T = 1 (gás escoando à temperatura de até 120°C);
Projetar uma derivação tubular soldada, de 16" x 8", sendo fornecidos os seguintes dados:
m) ângulo da derivação: β = 90°; sen β = 1;
a) diâmetro externo do tronco: DT = 406,4 mm (16"); b) diâmetro externo do ramal: DR = 219,1 mm (8,625"); c) espessura do tronco: eT = 19,1 mm (0,750");
n) tipo de montagem: não-penetrante. Nota: Para ilustração da derivação, ver Figura 8.
F-2 Desenvolvimento dos cálculos
d) espessura do ramal: eR = 12,7 mm (0,500");
F-2.1 Relação entre os diâmetros do ramal e do tronco
e) especificação do material do tronco e do ramal: API 5L Gr. B;
DR/DT = 219,1/406,4
f) especificação do material da chapa de reforço: ASTM A-285 Gr. C;
DR/DT = 0,54 (54%) F-2.2 Relação entre a tensão c ircunferencial e a tensão
g) pressão de projeto: P = 10 MPa (102 kgf/cm 2);
mínim a de escoam ento especificada (para o tronco)
h) tensão mínima de escoamento especificada: - ramal
Sc = P . DT/2 . eT
SyR = 241 MPa (2460 kgf/cm2);
- tronco SyT = 241 MPa (2460
Sc = 10 x 406,4/(2 x 19,1) = 106,4 MPa
kgf/cm 2);
Sc/SyT = 106,4/241
- chapa de reforço SyC = 206 MPa (2110 kgf/cm 2);
Sc/SyT = 0,44 (44%)
i) sobreespessura para corrosão nos tubos: c = 0; j) classe de locação do gasoduto: 3 (fator de projeto F = 0,5);
F-2.3 Espessura de parede do tronco para resistir à pressão interna
k) fator de eficiência de junta: E = 1 (garantido pelo processo de soldagem e pela especificação do material);
Figura 8
et = P . DT/(2 F . E . T . SyT) et = 10 x 406,4/(2 x 0,5 x 1 x 1 x 241) = 16,9 mm
66
NBR 12712/1993
F-2.4 Espessura de parede do ramal para resistir à pressão interna
er = P . DR/(2 F . E . T . SyR) er = 10 x 219,1/(2 x 0,5 x 1 x 1 x 241) = 9,1 mm
AN = 2254 x 241/206 = 2637 mm 2 F-2.9 Dimensões nominais da chapa de reforço
Espessura: M = 19,1 mm (3/4")
F-2.5 Diâmetro do furo
Comprimento: Q = 2 (d - W2) = 2 x (193,7 - 13) = = 361,4 mm
d = DR - 2 (eR - c) d = 219,1 - 2 (12,7 - 0) = 193,7 mm F-2.6 Área de reforço requerida
Área: A = (Q - DR) . M = (361,4 - 219,1) x 19,1 = = 2718 mm 2 F-2.10 Área total
Areq. = d . et Areq. = 193,7 x 16,9 = 3274 mm 2 F-2.7 Área disponível para reforço
Atot. = A1 + A2 + A3 + A4 Onde: A4 = A . SyC/SyT = 2718 x 206/241 = 2323 mm 2
F-2.7.1 No tronco
Atot. = 426 + 344 + 250 + 2323 = 3343 mm 2
A1 = (eT - et - c) . d A1 = (19,1 - 16,9 - 0) x 193,7 = 426 mm2 F-2.7.2 No tubo-ramal F-2.7.2.1 Admitindo-se usar uma chapa de reforço com espessura M = 19,1 mm (3/4")
L = 2,5 (eT - c) = 2,5 x (19,1 - 0) = 47,8 mm ou L = 2,5 (eR - c) + M = 2,5 x (12,7 - 0) + 19,1 = 50,9 mm F-2.7.2.2 Prevalece o menor valor de L (47,8 mm)
A2 = 2 (eR - er - c) . L . (SyR/SyT) A2 = 2 (12,7 - 9,1 -
AN = (3274 - 426 - 344 - 250) x 241/206
0) x 47,8 = 344 mm2
F-2.7.3 Nos cordões de solda
W1 = 9 mm (dimensão do cordão de solda entre a chapa de reforço e o ramal) W2 = 13 mm (dimensão do cordão de solda entre a chapa de reforço e o tronco) A3 = W12 + W22 = 250 mm 2
Nota: No cômputo da área da chapa de reforço (A4), há que se aplicar, sobre a área nominal da chapa (A), o fator redutor SyC/SyT entre as tensões de escoamento da chapa e do tronco; esta operação transforma a área nominal da chapa, feita com um material de tensão de escoamento SyC, em outra equivalente de material de tensão de escoamento SyT. Assim, o somatório das áreas A1 + A2 + A3 + A4 é feito como se todos os materiais fossem estruturalmente equivalentes ao material retirado do tronco.
F-2.11 Condição de resistência
Atot. (= 3343 mm2) > Areq. (= 3274 mm 2) F-2.12 Requisitos especiais (ver 20.5.3)
De acordo com os requisitos especiais, os percentuais DR/DT e Sc/SyT sinalizam para as recomendações (B) e (D) da Tabela 13. F-2.13 Verificação do envolvimento angular (ver recomendação (B)): α = 2 (arc sen (DR/DT) + (360/2π)) . ((2d - DR)/DT) α = 2 (arc sen (219,1/406,4) + (360/2π)) . ((2 x 193,7 -
- 219,1)/406,4) α = 113°
F-2.8 Área mínima necessária à chapa de reforço
AN = (Areq. - A1 - A2 - A3) . SyT/SyC
Como α < 180°, o reforço não necessita ser do tipo integral.
/ANEXO G
67
NBR 12712/1993
ANEXO G - Constantes físicas
G-1 Coeficientes de dilatação térmica linear para aço-
G-2 O módulo de elasticidade longitudinal do aço-car-
carbono, carbono- molibdênio, carbono-cromo-molibdênio (até 3% Cr e 1% Mo) são dados na Tabela 21.
bono à temperatura ambiente de 21°C (70°F) é: Ec = 2,00 x 105 MPa (2,04 x 106 kgf/cm2)
Tabela 21 - Coeficiente de dilatação térmica
Temperatura (0C)
Coeficiente de dilatação térmica linear, α x 106 (oC-1)
- 30
10,40
0
10,64
30
11,39
60
11,44
90
11,60
120
11,71
150
11,86
180
12,12
210
12,31
240
12,52
/ANEXO H
68
NBR 12712/1993
ANEXO H - Método de dimensionamento para a pressão interna das curvas em gomos
H-1 Geral
Nota: Não é usual projetar curva com três ou mais gomos com desvio angular entre gomos superior a 45°.
H-1.1 As curvas em gomos devem ser dimensionadas para uma pressão de projeto (Pg) igual ou superior à pressão de projeto (P) do sistema de gás do qual fazem parte. H-1.2 Para a limitação do desvio angular das curvas em gomos, ver 27.5.
H-2 Curva múltipla, com três ou mais gomos (duas ou mais soldas circunferenciais) A pressão de projeto da curva com três ou mais gomos deve ser o menor valor calculado pela seguinte fórmula, válida para α 45° 2e Pg = K F . E . T . Sy D Onde: K = um fator redutor da pressão pelo efeito enfraquecedor dos gomos, podendo assumir os valores de K1 ou K2, o que for menor e D K1 = 2r e + 0,643 tg θ K2 =
D r
H-3.1 A pressão de projeto da curva com dois gomos, com ângulo α 45°, deve ser calculada pela fórmula:
Pg = K1
H-1.3 Para nomenclatura, ver H-4.
( R1 - r ( 2R1 -r
H-3 Curva singela, com dois gomos (uma única solda circunferencial)
)
2e F . E . T . Sy D
Nota: Para valor de K1, ver H-2.
H-3.2 A pressão de pro jeto da curva com dois gomos, com ângulo α > 45°, deve ser calculada pela fórmula:
Pg = K3
2e F . E . T . Sy D
Onde: K3 = fator redutor da pressão e vale: K3 =
D 2r
e
( e + 1,25 tg
θ
)
Notas: a) A espessura “e”, usada nas equações de H-2 e H-3, deve se estender por uma distância não-inferior a “N”, medida a partir da junta soldada do gomo terminal, conforme mostrado nas Figuras 9-(a) e 9-(b). b) Todas as dimensões geométricas e propriedades mecânicas referem-se ao tubo do qual são feitos os gomos.
Figura 9-(a) - Curva de = 90°, com três gomos (duas soldas circunferenciais)
69
NBR 12712/1993
Figura 9-(b) - Curva de = 30°, com dois gomos (uma solda circunferencial)
H-4 Nomenclatura
Sy = tensão mínima de escoamento especificada para o material do tubo
Pg = pressão de projeto para a curva em gomos F = fator de projeto (ver 7.2) P = pressão de projeto do sistema de gás E = fator de eficiência de junta (ver 7.3) r
= raio médio do tubo; r = (D - e)/2 T = fator de temperatura (ver 7.4)
D = diâmetro externo do tubo Nota: O valor de R1 não pode ser inferior a: [(A/tg θ) + (D /2)],
e
= espessura nominal de parede do tubo
n
= número de gomos
S = comprimento do gomo, medido na linha de centro do tubo α
= desvio angular: α = γ /(n - 1)
θ
= metade do desvio angular: θ = α /2
γ = ângulo central; soma dos desvios angulares
onde o parâmetro A deve ser tirado da Tabela 22, em função da espessura do tubo do qual é feito o gomo.
Tabela 22 - Parâmetro A
Espessura do tubo, e (mm)
Parâmetro A (cm)
12,7
2,5
Entre 12,7 e 22,35
2e
¯ 22,35
2e/3 + 3,0
entre todos os gomos R1 = raio efetivo da curva em gomos, definido como a mais curta distância da linha de centro do tubo à intersecção dos planos das juntas ad jacentes de um gomo R1 = (S/2) . cotg θ N = comprimento mínimo dos gomos extremos; maior valor entre: 2,5
; tg θ . (R1 - r)
H-5 Exemplo de aplicação das regras para o projeto de curvas em gomo H-5.1 Enunciado
Projetar uma curva em gomos sendo fornecidos os seguintes dados de H-5.1.1 a H-5.1.2 H-5.1.1 Dados da rede de gás:
a) pressão de projeto: P = 6000 kPa;
70
NBR 12712/1993
b) máxima pressão de operação: MPO = 4500 kPa; c) temperatura de projeto: ambiente (fator de temperatura T = 1); d) material: ASTM A-139 Gr. B;
a) sendo n = 6 e α < 45°, a pressão de projeto da curva deve ser o menor dos dois valores abaixo (ver H-2): Pg = K1 . 2e F . E . T . Sy ou D Pg = K2 . 2e F . E .T . Sy D
e) processo de fabricação: com costura longitudinal por SAW;
Onde:
f) tensão mínima de escoamento especificada: Sy = 241000 kPa;
K1 =
D 2r
e + 0,643 tg θ
K2 =
D r
R1 - r 2R1 - r
g) diâmetro externo: D = 273,1 mm (aproximadamente 10,75"); h) espessura de parede: e = 6,4 mm (aproximadamente 0,250"); i) classe de locação: 1 (fator de projeto F = 0,72); j) fator de eficiência de junta: E = 0,8. H-5.1.2 Dados da curva em gomos:
a) pretende-se construir a curva com o mesmo tubo utilizado na rede de gás; b) número de gomos (n): a determinar; deve ser usado o menor número possível de gomos; c) ângulo central; γ = 60°; d) raio de curvatura; R1 = 1500 mm.
e
)
b) substituindo valores, obtêm-se: K1 = 0,783; K2 = 0,976 c) para o menor valor (K1), têm-se: Pg = 0,783 x 2 x 6,4 x 0,72 x 0,80 x 1 x x 241000/273,1 Pg = 5094 kPa d) sendo Pg (5094 kPa) inferior a P (6000 kPa), não é permitido, por esta Norma, o uso deste tubo para confeccionar a curva em gomos; deve se proceder, portanto, a uma ou mais das seguintes alterações com respeito ao tubo da curva:
H-5.2 Desenvolvimento dos cálculos
- aumento da espessura de parede;
H-5.2.1 Verificação da possibilidade de uso de curva em gomos
- escolha de um m aterial de m aior resistência me-
H-5.2.1.1 Tensão circunferencial gerada pela MPO
- seleção de um tubo que seja fabricado por um processo que garanta E = 1.
cânica;
Sc = (MP O) . D/2e = 4500 x 273,1/(2 x 6,4) = 96011 kP a
H-5.2.1.2 Relação entre tensões
Sc/Sy = 96011/241000 = 0,398 Sendo Sc < 0,40 Sy, pode-se usar curva em gomos (ver 27.5.1) H-5.2.2 Cálculo do desvio angular entre gomos
De acordo com 27.5.1, para 0,10 Sy < Sc/Sy < 0,40 Sy, o desvio angular não deve exceder 12,5°. Para n = 6, têm -se:
α = γ /(n - 1) = 60°/(6 - 1) = 12°< 12,5° θ = 6°
H-5.2.3.2 Para a segunda tentativa, escolhe-se um tubo
API 5L Gr. X42 com espessura e = 7,1 mm (aproximadamente 0,281"). Deve-se proceder da seguinte forma: a) recalculando com os novos valores de Sy = 290000 kPa, E = 1,0, e = 7,1 mm, obtêm-se: K1 = 0,794; K2 = 0,979 b) para o menor valor (K1), têm-se: Pg = 0,794 x 2 x 7,1 x 0,72 x 1,0 x 1 x 290000/273,1 Pg = 8620 kPa
H-5.2.3 Cálculo da pressão de projeto da curva
c) sendo Pg (8620 kPa) superior a P (6000 kPa), o segundo tubo escolhido satisfaz;
H-5.2.3.1 Deve ser feita uma primeira tentativa supondo
d) para MP O = 6 000 kP a, a tensão circunferencial vale
que a curva é constituída por segmentos retos cortados do próprio tubo do gasoduto. Deve se proceder da seguinte forma:
Sc = PD/2e = 6000 x 273,1/(2 x 7,1) = 115400 kPa; a relação S c/Sy = 115400/290000 = 0,4 e, portanto, a curva proposta ainda pode ser usada.
71
NBR 12712/1993
H-5.2.4 Cálculo do comprimento mínimo N, dos gomos da extremidade da curva
N = 2,5
ou N = tg θ (R1 - r)
Sendo:
H-5.2.6 Cálculo do comprimento S mínimo
Para e = 7,1 mm, de acordo com a Tabela 22, obtém-se A = 2,5 cm (25 mm): R1mín. =
r = (D - e)/2
A tg θ
+
D 2
=
25 tg 6°
+
273,1 2
= 374 mm
r = (273,1 - 7,1)/2 = 133 mm
Smín. = 2R1mín. . tg θ = 2 x 374 x tg 6°= 79 mm
N = 2,5
Como S > Smín., não há impedimento.
= 77 mm
N = tg 6°(1500 - 133) = 144 mm O comprimento N deve ter 144 mm, no mínimo. H-5.2.5 Cálculo do comprimento S dos gomos intermediários
S = 2R1 . tg θ = 2 x 1500 x tg 6°= 315 mm
H-5.3 Conclusão
A curva em gomos deve ser construída de acordo com os valores calculados, em aço-carbono API 5L Gr. X42, para uma pressão máxima de operação de 6000 kPa, conforme Figura 10.
Figura 10 - Curva de = 60°, com seis gomos
/ANEXO I
72
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ANEXO I - Combinações para ligação por solda de juntas de topo de mesma espessura (conforme Figuras 11 e 12)
Figura 11-(a) - Preparação opcional
Figura 12-(a)
Figura 11-(b) - Preparação para espessuras iguais ou inferiores a 22 mm
Figura 12-(b)
Figura 11-(c) - Preparação para espessuras superiores a 22 mm
Figura 12-(c)
Figura 11 - Preparações-padrão
Figura 12 - Combinações de extremidades
Nota: As ilustrações são típicas e não se destinam a excluir outras combinações não mostradas.
/ANEXO J
73
NBR 12712/1993
ANEXO J - Preparação de extremidades para solda de topo de juntas de espessuras e/ou de tensões de escoamento diferentes
J-1 Generalidades J-1.1 As Figuras 13 a 16 ilustram as preparações aceitáveis para unir as extremidades de tubos e componentes de
tubulação através de solda de topo. Esta união pode ser feita em peças com espessuras de parede iguais ou diferentes constituídas de materiais com tensões de escoamento iguais ou diferentes.
Figura 13-(a)
Figura 13-(b)
Figura 13-(c)
Figura 13-(d) Figura 13 - Desalinhamento interno
Figura 14-(a)
Figura 14-(b) Figura 14 - Desalinhamento externo
74
NBR 12712/1993
Figura 15 - Combinações de desalinhamentos interno e externo
Nota: Não há exigência de limite de ângulo mínimo quando os materiais unidos têm a mesma tensão de escoamento.
Figura 16 - Nomenclatura J-1.2 As espessuras de parede das seções a serem unidas devem atender aos requisitos desta Norma. J-1.3 Quando as tensões mínimas de escoamento especificadas das seções a serem unidas são desiguais, o metal de solda depositado deve ter propriedades mecânicas, pelo menos, iguais àquelas da seção que possui maior resistência.
renciais inferiores ou iguais a 20% da tensão mínima de escoamento especificada, se a espessura nominal de parede das extremidades a serem unidas não varia de mais de 3 mm (1/8"), não é necessário nenhum procedimento especial para a união das partes, contanto que se obtenham na solda penetração e ligação adequadas. Se o desvio for superior a 3 mm (1/8"), J-2.2.1 a J-2.2.4 são aplicáveis.
J-1.4 A transição entre extremidades de espessuras diferentes pode ser obtida por desbaste ou por deposição de material de solda, conforme ilustrado nas Figuras 13 a 16, ou por meio de um anel de transição pré-fabricado.
J-2.2 Para tubulações que operam com tensões circunferenciais maiores que 20% da tensão mínima de escoamento especificada, J-2.2.1 a J-2.2.4 são aplicáveis.
J-1.5 Ranhuras ou entalhes agudos devem ser evitados na borda da solda, onde esta une uma superfície inclinada. J-1.6 Para unir tubos com espessuras de parede diferentes e materiais com tensões mínimas de escoamento iguais, aplicam-se as regras dadas nesta Norma, não havendo, entretanto, ângulo-limite m ínimo para a superfície desbastada. J-1.7 A espessura máxima e*, para efeito de projeto, não deve ser maior que 1,5 e.
J-2 Diâmetros internos desiguais J-2.1 Para tubulações que operam com tensões circunfe-
J-2.2.1 Se as espessuras nominais de parede das extre-
midades a serem unidas não diferirem mais que 2,4 mm (3/32"), não há necessidade de nenhum procedimento especial, contanto que se obtenham na solda completa penetração e fusão. Ver Figura 13-(a). J-2.2.2 Quando a diferença interna é maior que 2,4 mm
(3/32") e não há acesso ao interior do tubo para soldagem, a transição deve ser feita por um chanfro interno na seção mais espessa. Ver Figura 13-(b). O ângulo do chanfro da transição não deve ser maior que 30°nem menor que 14o. J-2.2.3 Quando a diferença interna é maior que 2,4 mm
(3/32") mas não é maior que metade da espessura mais
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NBR 12712/1993
fina, e há acesso ao interior do tubo para soldagem, a transição pode ser feita através de uma solda cônica, conforme mostrado na Figura 13-(c). A face da raiz da seção mais espessa deve ser igual à diferença de espessuras de parede mais a face da raiz da seção mais f ina. J-2.2.4 Quando a diferença interna é maior que metade da
espessura mais fina e há acesso ao interior do tubo para soldagem, a transição pode ser feita através de um chanfro na extremidade interna da seção mais espessa, conforme mostrado na Figura 13-(b), ou através da combinação da solda cônica por uma extensão igual à metade da seção mais delgada e um chanfro obtido por desbaste a partir daquele ponto, conforme mostrado na Figura 13-(d).
J-3 Diâmetros externos desiguais J-3.1 Quando a diferença externa não excede metade da
espessura mais delgada, a transição pode ser feita por solda, conforme mostrado na Figura 14-(a), contanto que o ângulo de inclinação da superfície de solda não exceda 30° e que ambas as extremidades dos biséis estejam adequadamente fundidas. J-3.2 Quando a diferença externa excede metade da espessura mais delgada, aquela parte excedente do desalinhamento deve ser desbastada (em cone), conforme mostrado na Figura 14-(b).
J-4 Diâmetros internos e externos desiguais Quando há tanto diferença interna quanto externa, o pro jeto de junta deve ser uma combinação das Figuras 13-(a) a 14-(b), ou seja, Figura 15. Nestas condições, deve ser dada atenção especial ao alinhamento adequado.
/ANEXO K
