Montagem e Inspeção de Equipamentos Industriais

8/13/2019 Montagem e Inspeo de Equipamentos Industriais

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SENAI CFP Euvaldo Lodi

Thiago Ferreira Querino


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MONTAGEM E INSPEO DEEQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS


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Distribuio de pontos

Prova I 20 pontos

Trabalho Em Dupla 20 pontosProva II 40 pontos

Exerccios em Sala de Aula 20 pontos.


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Classes e Finalidades de Vaso de Presso

Vasos noSujeitos aChama

Vasos deArmazenagem

e Acumulo

Reatores

Esferas deArmazenagemde Gases

Torres deDestilaoFracionria

Trocadores de

Calor

Trocadores de

Calor

Resfriador

Condensador

Refervedores

Aquecedor

Resfriador de

Ar

Vasos Sujeitos aChama

Caldeira

Fornos


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Os vasos sujeitos ou no a chama,so como o

prprio nome indica, os vasos onde h ou no apresena de fogo ,embora os vasos no sujeitos

a chama possam em muitos casos trabalhar emelevadas temperaturas.


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Exemplos de Vaso Sujeito a Chama


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Vaso de Presso no Sujeito a Chama


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Classificao de acordo com a

Presso

VasosAtmosfrico

0 a 0,035Kg/cm 0 a 0,5 psi

Vasos de Baixa

Presso

0,033 a 1,054Kg/cm0,5 a 15 psi

Vasos de Alta

presso

1,054 a 210,81Kg/cm15 a 3000 psi


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Classificao Quanto a Posio de Instalao(dimenses em relao ao solo)

As Dimenses em relao ao solo so:

DI = dimetro interno

CET = comprimento entre tangentes

Baseando-se na posio em que essas duasdimenses esto em relao ao solo,podemosclassificar os vasos de presso.


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Cilndrico Vertical DI, paralelos em relao ao solo.

CET, perpendicular (vertical) em relao aosolo.

DI

CE

T


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Os vasos verticais so usados quandoprincipalmente necessria ao da gravidadepara o funcionamento do vaso ou para oescoamento de fluidos. Por exemplo as torres

de fracionamento.De modo geral os vasosverticais so mais caros em relao aoshorizontais, em compensao ocupam menorrea de terreno.


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Cilndrico Horizontal DI, perpendicular ao solo.

CET, paralelo ao solo.

D

I

C E T


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Os vasos horizontais, muitos comuns, sousados, entre outros casos, para trocadores decalor e para a maioria dos vasos deacumulao.


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Cilndrico Inclinado DI e CET, inclinados em relao

ao solo.


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Os vasos em posies inclinadas so excees,empregados somente quando o servio exigir,como, por exemplo, o escoamento porgravidade de materiais difceis de escoar.


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Vasos Esfricos Quando as dimenses DI,

CET no podem ser definidas.

Teoricamente o formato idealpara o vaso de presso oesfrico,com o qual se chegaa uma menor espessura da

parede e ao menor peso, eem igualdade de presso evolume contido.


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NR-13 MANUAL TCNICO DE CALDEIRAS

DESENHO DE VASO
http://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.01%20-%20MANUAL%20T%C3%89CNICO%20DE%20CALDEIRAS.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/VASO%20DE%20PRESS%C3%83O.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/VASO%20DE%20PRESS%C3%83O.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.01%20-%20MANUAL%20T%C3%89CNICO%20DE%20CALDEIRAS.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdf


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Questionrio1. Defina e exemplifique vaso no sujeito a chama.2. Defina e exemplifique vaso sujeito a chama.3. Cite quatro exemplos de vasos no sujeito a chama.4. Defina trocador de calor.

5. Cite quatro exemplos de trocadores de calor.6. Em relao a presso, como so classificados os vasos de presso.7. Quais so as dimenses de classificao de vasos de presso em

relao ao solo?8. Quanto a posio de instalao, como so classificados os vasos de

presso?

9. Defina e exemplifique vaso de presso vertical.10. Defina e exemplifique vaso de presso horizontal.11. Defina e exemplifique vaso de presso inclinado.12. Defina e exemplifique vaso esfrico.


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Classificao de trocadores de calor

Classificao deTrocadores de

Calor

Processos deTransferncia

Contato Indireto

TransfernciaDireta

TipoArmazenamento

Contato Direto

Tipo deConstruo

Tubular

Carcaa e tubo

Serpentina

Tubo DuploTipo Placa


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Classificao de acordo com Processos deTransferncia

Nesta categoria, trocadores de calor so classificadosem:

Contato indireto;

Contato direto.


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Trocadores de Calor de Contato IndiretoOs fluidos permanecem separados e ocalor transferido continuamente atravs

de uma parede, pela qual se realiza atransferncia de calor. Os trocadores decontato indireto classificam-se em:

trocadores de transferncia direta e dearmazenamento.


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Tipo de Trocadores de Transferncia

Direta

Neste tipo, h um fluxo contnuo de calor dofluido quente ao frio atravs de uma parede queos separa. No h mistura entre eles, pois cadacorrente permanece em passagens separados.

Este trocador designado como um trocador decalor de recuperao, ou simplesmente comoum recuperador.


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Alguns exemplos de Trocadores deTransferncia direta so:

Placa;

Tubular;

Superfcie Estendida.

Recuperadores constituem uma vasta maioria

de todos os trocadores de calor.


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Trocador de Calor de Transferncia Direta.


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Trocadores de Armazenamento

Em um trocador de armazenamento, os ambosfluidos percorrem alternativamente as mesmaspassagens de troca de calor . A superfcie detransferncia de calor geralmente de umaestrutura chamada matriz.


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Em caso de aquecimento, o fluido quente

atravessa a superfcie de transferncia de calore a energia trmica armazenada na matriz.

Posteriormente, quando o fluido frio passa pelasmesmas passagens, a matriz libera a energia

trmica (em refrigerao o caso inverso). Estetrocador tambm chamado regenerador.


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Trocador de Calor de Armazenagem


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Trocadores de Calor de Contato DiretoNeste trocador, os dois fluidos se misturam.Aplicaes comuns de um trocador de contatodireto envolvem transferncia de massa alm de

transferncia de calor; aplicaes que envolvems transferncia de calor so raras..


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Comparado a recuperadores de contato indireto

e regeneradores, so alcanadas taxas detransferncia de calor muito altas. Sua

construo relativamente barata. Asaplicaes so limitadas aos casos onde umcontato direto de dois fluidos permissvel.


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Exemplos de Trocadores de Calor deContato direto.

Economizado


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Trocador de Calor de Contato Direto


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Classificao de acordo a Caractersticas deConstruo

Apresentamos os trocadores tubulares, de placas, desuperfcies estendidas e regenerativos. Outros

trocadores existem, mas os grupos principais soestes.


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Trocadores TubularesSo geralmente construdos com tuboscirculares, existindo uma variao de acordocom o fabricante. So usados para aplicaes

de transferncia de calor lquido/lquido. Elestrabalham de maneira tima em aplicaes detransferncia de calor gs/gs, principalmentequando presses e/ou temperaturasoperacionais so muito altas onde nenhumoutro tipo de trocador pode operar.


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Este trocadores podem ser classificados

como:

Carcaa e tubo;

Tubo duplo;

Espiral.


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Trocadores de carcaa e tubo

Este trocador construdo com tubos e umacarcaa. Um dos fluidos passa por dentro dostubos, e o outro pelo espao entre a carcaa eos tubos.So os mais usados para quaisquercapacidades e condies operacionais, tais

como presses e temperaturas altas,atmosferas altamente corrosivas, fluidos muitoviscosos, misturas de multicomponentes, etc.


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Estes so trocadores muito versteis, feitos de

uma variedade de materiais e tamanhos e soextensivamente usados em processos

industriais.


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Trocador de Calor de Carcaa e Tubo.


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Trocador Tubo DuploO trocador de tubo duplo consiste de dois tubosconcntricos. Um dos fluidos escoa pelo tubointerno e o outro pela parte anular entre tubos,

em uma direo de contra fluxo. Este talvez omais simples de todos os tipos de trocador decalor pela fcil manuteno envolvida. geralmente usado em aplicaes de pequenascapacidades.


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Trocador de Calor Tubo Duplo


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Trocador de Calor em SerpentinaEste tipo de trocador consiste em uma ou maisserpentinas (de tubos circulares) ordenadas emuma carcaa. A transferncia de calor associada

a um tubo espiral mais alta que para um tuboduplo.


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Alm disto, uma grande superfcie pode ser

acomodada em um determinado espao

utilizando as serpentinas. As expanses

trmicas no so nenhum problema, mas alimpeza muito problemtica.


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Trocador de Calor de Serpentina


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Trocadores de Calor Tipo Placa

Este tipo de trocador normalmente

construdo com placas planas lisas oucom algumaforma de ondulaes.Geralmente, este trocador no pode

suportar presses muito altas, comparadoao trocador tubular equivalente.


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Trocador de Calor Tipo Placa


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Questionrio1. Quais as duas principais classificaes de trocadores

de calor?

2. Qual o princpio de funcionamento do trocador de calor

de contato direto? Exemplifique.3. Qual o princpio de funcionamento do trocador de calor

de contato indireto?Exemplifique.

4. Qual a outra designao utilizada para os trocadores

de calor de transferncia direta?5. Qual a outra designao utilizada para os trocadores

de calor de armazenagem?


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6. Qual a principal classificao dos trocadores de calor em

relao a construo ?7. Quais as principais caractersticas dos trocadores de calor

tubulares?8. Qual a principal classificao dos trocadores de calor

tubulares?

9. Comente o funcionamento do trocador de calor de carcaae tubo.Qual a principal vantagem?10. Comente o funcionamento do trocador de calor de duplo

tubo.Qual a principal vantagem ?11. Comente o funcionamento do trocador de calor de

serpentina.Qual a principal desvantagem ?12. Comente o funcionamento do trocador de calor de

placa.Qual a principal desvantagem?


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13. Em um trocador de calor por armazenagem, qual afuno da matriz?

14. Qual a principal diferena de um trocador de calorregenerador para um recuperador?

15. Quais a vantagens e desvantagens dos trocadores decalor de contato direto em relao aos recuperadorese regeneradores?


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Material Complementar
http://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.02%20-%20TROCADORES%20DE%20CALOR.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.02%20-%20TROCADORES%20DE%20CALOR.pdf


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Ensaios Utilizados na Montagem e Inspeo deEquipamentos Industriais.

Classificao dos Ensaios

Tipos deEnsaios

Qumicos

Mecnicos

Fsicos


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Ensaios

EnsaiosFsicos

Exame Visual

Magnetismo

Microscopia

Resistncia Eltrica

Lquidos Penetrantes

Partculas Magnticas

Radiografia

Emisso Acstica

Medio de

Temperatura


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Exame Visual

Exame da regio a ser inspecionada com visodireta ou com auxilio de ampliao( lupa,binculo...).


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Informaes Coletadas

Trincas de maior porte; Marcas de abraso ;

Amassamento...


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Vantagens

Pode ser executada em campo semnecessidades de equipamentos especiais.

Pode ser realizado por fotografia.


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Limitaes

Baixa resoluo; Em alguns casos deteco de anomalias em

estado avanado;

Baixa detectibilidade.


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Microscopia

Ensaios tico ou eletrnico de campo ouatravs de replica metalogrfica.


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Informao Coletada

Microestrutura do componente; Porosidade;

Microtrincas (se incidente na estrutura

estudada)...


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Vantagens

Indicaes do comportamento metalrgico domaterial;

Indicao de danos ainda em pequenasescalas.


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Limitaes

Custo; Dificuldade de se realizar no campo;

Limitao da rea estudada...


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Magnetismo

Aplicao de elemento magntico por contatoou proximidade.


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Informaes Coletada

Identificar se o material ou no ferromagntico.


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Vantagens

Identificao rpida e confivel para aclassificao do material.


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Limitaes

Variaes de ligas e propores( por exemplos soldas que contenhamestruturas austenticas).


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Partculas Magnticas

Induo em campo magntico pea a seranalisada.


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Informaes obtidas

Indicao geral de incidncia de trincas abertasa superfcies ou no, desde que prxima asuperfcies.


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Vantagens

Tcnica simples e rpida.Melhor resoluo esensibilidade do que o liquido penetrante.Existem padres internacionais


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Limitaes

Somente detecta trincas prximo a superfcie; O material a ser utilizado tem que ser

magntico;

O veiculo pode contaminar os produtos decorroso.


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Lquido Penetrante

Aplicao e posterior revelao de lquidospenetrantes.


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Informao Coletada

Indicaes gerais de incidncia de trincasabertas a superfcies.


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Sequencia


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Vantagens

Tcnica simples e rpida; Resoluo de at 0,5mm de extenso;

Pode ser realizado registro fotogrfico;

Existem padres internacionais.


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Limitaes

Somente detecta trincas na superfcie; O penetrante pode contaminar os produtos de

corroso;

Resoluo depende das condies de limpeza ehabilidade do operador.


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Radiografia

Deteco de descontinuidade internas emqualquer matria, atravs de filme radiogrfico.


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Imagem


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Imagem


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Informaes Coletadas

Indicao volumtrica da incidncia,extenso, localizao, orientao de trincas edefeitos.


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Vantagens

Fcil de interpretar; Bom para geometrias complexas;

Grandes reas podem ser inspecionadas juntas;

Existem padres internacionais.


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Limitaes

Dificuldade de deteco das trincas radiais; Demanda cuidados especiais quanto

radiao;

Requer equipamentos especiais;

Temperatura limite prximo de 50C.


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Emisso Acstica

Deteco por transdutores de sinaisacsticos refletidos pelos defeitos.


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Informaes Coletadas

Incidncia e localizao de trincas emevoluo (particularmente em vasos depresso pressurizados).


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Vantagens

Pode ser aplicado em grandesequipamentos;

Requer pouco equipamentos.


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Limitaes

Interpretao de moderada a difcil; Demanda experincia.


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Medio de Temperatura

Deteco e acompanhamento detemperatura atravs de lpis, giz e outros.


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Limitaes

Somente indicar a temperatura dasuperfcie;

Baixa resoluo( tipicamente 50C).


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Informaes Coletadas

Medio da temperatura da superfcie, dentroda faixa especificada.


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Vantagens

Tcnica simples, rpida e confivel; No requer equipamentos especiais;

Fcil interpretao.


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Medio de Temperatura

Deteco e acompanhamento detemperatura atravs de pirmetros deradiao, infravermelho e termografia.


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Informaes Coletadas

Medio da temperatura , em ampla faixa deresoluo ( -20C a 2000C ou mais).


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Vantagens

Tcnica rpida, simples e confivel; Boa resoluo ( at 0,1C);

Fcil interpretao.


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Limitaes

Tcnica com infravermelho sujeito a erro sehouver presena de vapor de gua e CO2;

Requer equipamento especial.


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Ensaios

EnsaioQumico

Teste porpontos


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Teste por Pontos

Aplicao de reagentes para indicar apresena de componentes.


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Informaes Obtidas

Presena ou ausncia de elementosqumicos na composio do material.


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Vantagens

Relativamente simples e confivel; Fcil interpretao;

Material simples.


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Limitaes

Requer experincia do operador; No indica a composio completa do

material;

Limitado a uma certa gama de material.


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Ensaios

EnsaioMecnico

Teste deDureza


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Teste de Dureza

Aplicao de um micro ensaios de durezaem rea determinada do material.


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Informaes Obtidas

Dureza do material no local testado.


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Vantagens

Tcnica simples e rpida; Interpretao simples e rpida.


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Limitaes

Pode alterar a superfcie e estrutura domaterial;

Demanda cuidado e ateno na escolha dolocal a ser ensaiado;

Mede apenas a dureza da micro regioensaiada.


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Soldas em Vasos de Presso

Quase todos os vasos de presso sofabricados a partir de chapas soldadas.A solda

tambm e empregada para fixao de todas asoutras partes que constituem a parede depresso do vaso, bem como para muitas daspeas no-pressurizadas do vaso, tanto comointernas e externas.


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Soldagem em Vasos de Presso

A soldagem em vasos de presso podem serfeito por vrios processos manuais, semi-

automtico e automtico dos quais os maisusuais so os seguintes:


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Processos deSoldagem em

Vasos dePresso

Manual

Arco Metlico com EletrodoRevestido

Arco de Tungstnio comAtmosfera Inerte(TIG)

Semi-automtico

Arco Metlico com HidrognioAtmico

Arco Metlico com atmosferainerte(MIG)

AutomticoEletroescria

Arco Submerso


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Soldagem em Arco submerso.


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Os processos automticos so maiseconmicos e resultam em uma solda de melhorqualidade.Em compensao, essas soldas

exigem equipamentos caros, preparao maisdifcil e s se aplicam a satisfatoriamente ssoldas extensas.


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Soldagem em Aos Inoxidveis e Metais no ferrosos.

As soldas em aos inoxidveis e em muitos dosmetais no ferrosos devem, de preferncia, e sempre

que possvel ser feitas em recintos fechados e comatmosfera limpa e controlada, para evitar acontaminao do metal depositado por partculas deferrugem, fumaa, poeira etc.


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Requisitos para Soldagem

obrigatrio que todas as soldas de emendas

de chapas no casco e nos tampos dos vasos depresso seja de topo, com penetrao total, ede tipos facilmente radiografveis.


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Sempre que possvel essas soldas devem serfeitas dos dois lados; em vasos de pequenosdimetros( 500mm, ou menos), onde no e

possvel a soldagem pelo lado interno, pode serfeita apenas a soldagem pelo lado externo.


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Classificao das Soldas

As soldas so classificadas em duas categoriasem funo das tenses atuantes de trao,devidas presso interna, a que esto

submetidas:

Categoria A: soldas solicitadas pelas maiorestenses;

Categoria B: soldas solicitadas pelosmenores tenses.


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Esforos Longitudinais e Circunferenciais

Nos cilindros e cones os esforos circunferenciais,aplicveis s soldas longitudinais, so maiores do

que os esforos longitudinais, que atuam nassoldas circunferenciais. Desta forma as soldaslongitudinais so categoria A e as circunferenciaisso categoria B.


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Nas esferas, tampos semi-esfricos e nostampos conformados, elpticos ou torisfricos,como as soldas longitudinais e circunferenciais

esto submetidas a esforos iguais, ambas socategoria A.


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Chanfros para Soldagem

Os chanfros para preparao das bordas daschapas podem ser:

V simples;

V duplos; U simples;

U duplos.


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Chanfro em V Simples


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Chanfro em duplo V


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Chanfro em U simples


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Chanfro em U duplo.


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Chanfro para Soldagem em relao a

Espessura da Chapa.

Espessura

da Chapa

Chanfro

Especificado

At 19mm V simples

19 a 38mm V duplo ou U simples

Acima de 38mm U duplo


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Observaes

A localizao de todas as soldas no vaso deve serestudada de modo a permitir a sua execuo

sem dificuldades e tambm a sua inspeo.

As soldas dos tampos e casco devem serdispostas de tal forma, tanto quanto possvel,

interfiram ou superponha com as soldas dossuportes do vaso, bocais, bocas de vista erespectivos reforos.


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Todas as soldas devem tambm, tanto quantopossvel, estar em tal posio que possibilite asua inspeo sem haver necessidade de

desmontagem. Pois as soldas podemapresentar diversos defeitos internos eexternos, que podem ser investigados por meiosde ensaios destrutveis e no destrutveis.


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Bibliografia

FALCO, Carlos.Projeto mecnico vasos depresso e trocadores de calor casco e

tubos.2002.


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Sistema de Controle da Qualidade

A partir de 1977 o cdigo ASME, Seo VIII,foram introduzidos apndices de uso

obrigatrio, regulamentando o denominadoSistema de Controle da Qualidade.


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Esses apndices contm uma srie deprescries, principalmente de carterorganizacional e administrativo a que os

fabricantes e montadores de vasos de pressodevem obedecer, para que os vasos produzidospor eles tenham uma garantia de qualidadesatisfatria.


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Como esses apndices so obrigatrios, paraque os vasos de presso seja consideradocomo construdo de acordo com o cdigo

ASME, indispensvel que essas precisessejam atendidas integralmente.


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O fabricante O fabricante deve ter e manter um sistema de

controle da qualidade, capaz de garantir que

todas as exigncias da norma esto sendocumpridas.Deve haver uma descriodetalhada, por escrito, do referido sistema,sendo obrigatrio que nessa descrio hajareferencia formal do inspetor .


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O inspetor De acordo com o cdigo ASME,seo VIII,

diviso I, denomina-se de inspetor uma pessoa

de rgo pblico, companhia de seguros ou deuma firma ou agncia de inspeo, habilitadas arealizar inspees em vasos de presso; nopoder ser um empregado do fabricante ou

montador.


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Incluses de um Sistema de Controle da

Qualidade.

a) Autoridade e responsabilidade das pessoas

encarregadas do sistema devem serclaramente definidas.


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b)Deve haver um organograma definindo o inter-

relacionamento entre a gerncia e os rgos deengenharia,compras, fabricao,montagens e

controle da qualidade.


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Gerncia

Compras Fabricaoe MontagemControle daQualidade

Engenharia

Exemplo de Organograma


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c) O sistema deve incluir procedimentosassegurando:

Que em todas as etapas de fabricao, inspeo etestes dos vasos de presso estejam sendo usadas

as emisses corretas de desenhos, clculos,especificaes e instrues etc...

Que os materiais recebidos tenham os certificados

da qualidade exigidos, sejam devidamenteidentificados e que sejam realizados os testesnecessrios.


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Que todas as etapas de soldagem satisfaam sexigncias das normas, inclusive da Seo IXdo cdigo ASME.

Que os tratamentos trmicos, sejam comoexigidos, pelas normas devendo haver meiospara que o inspetor, em qualquer poca, possaverificar esses tratamentos.


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f) Que o sistema tenha rastreabilidade garantida,atravs de documentos, certificados, marcaesetc. A rastreabilidade deve permitir tambm

acompanhar a trajetria de cada pea dematerial(chapa, tubo etc.) desde a usinaprodutora at o vaso pronto.


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RastreabilidadeDenomina-se rastreabilidade a propriedade de umsistema de controle da qualidade de permitir, emqualquer poca ( inclusive muito tempo depois)

determina-se precisamente, para todas asoperaes de fabricao e de inspeo:

Quem fez ? Quando fez ? Como fez ?


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FLANGES

o tipo de ligao de uso tipicamente industrial eseu emprego visa principalmente facilidade demontagem e desmontagem dos componentes da

tubulao. So empregadas principalmente emtubos de DN > 50 (2) mas nada impede seuemprego em linhas de menores dimetros.Umaligao flangeada composta de um par de

flanges, uma junta de vedao e um jogo deparafusos.


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Tipos de flanges

Liso; Pescoo; Sobreposto;

Roscado; Encaixe e solda; Solto; Cego;

Reduo.


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Especificao de Flanges conforme a normaANSI:

Para a determinao da presso de trabalhodos flanges segundo a norma ASME/ANSIB16.5 ver Tabela.


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Exemplos de especificao tcnica:

Flange de pescoo de ao carbono forjado ASTMA105, classe 300#, dimenses conforme ANSIB16.5-FR, face com acabamento com ranhuras

concntricas conforme MSS-SP-6.

Flange sobreposto de ao carbono forjado ASTMA181 / Gr. II, classe 150# ,dimenses conforme

ANSI B16.5-FR, face com acabamento comranhuras espirais conforme MSS-SP-6.


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Flange roscado de ao carbono usinado ASTMA36, classe 150#, dimenses conforme ANSIB16.5-Fp, face com acabamento com ranhurasespirais conforme MSS-SP-6, galvanizado a

fogo.

Flange solto de ao carbono usinado ASTMA36, classe 150#, dimenses conforme ANSIB16.5, galvanizado a fogo.

Documents

Montagem e Inspeção de Equipamentos Industriais