O PARADIGMA: TUBULAÇÕES DE CONDUÇÃO COM · PDF fileo paradigma: tubulaÇÕes de conduÇÃo com espessura de parede calculada segundo norma ashrae 2012 e asme 2008 setembro - 2015

O PARADIGMA:

TUBULAÇÕES DE CONDUÇÃOCOM ESPESSURA DE PAREDECALCULADA SEGUNDO NORMAASHRAE 2012 e ASME 2008

SETEMBRO - 2015

Sistemas Tubulares:

A EVOLUÇÃO DA COMPOSIÇÃO MOLECULAR DO AÇO AO LONGO DOS ULTIMOS 60 ANOS

A evolução - Ex: Tubos API

MARCA CSN

PROPRIEDADES MECÂNICAS

L.E. (MPa) L.R. (MPa) AL. (%)Lo=50mm

CSN-ARQ .CIVIL 275 275 min 350 min 22 min




Família de aço de alta resistência

Aço Laminado a Quente CSN

AÇO ARQ CIVIL

Sistemas Tubulares:

ANALISE E TRANSCRIÇÃO DAS NORMAS TÉCNICAS

Tubos - Embasamento Técnico

2012 ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment

“CAPÍTULO 46 - TUBOS E CONEXÕES

Este capítulo abrange a seleção, aplicação e instalação de tubos e conexões

comumente usados para aquecimento, ar-condicionado e refrigeração. Os

suportes e a expansão de tubos também são abordados. Ao selecionar e aplicar

estes componentes, os códigos locais, estaduais ou federais e as normas

voluntárias da indústria (algumas das quais foram adotadas por jurisdições de

código) devem ser seguidos.

As seguintes organizações nos Estados Unidos publicam códigos e normas para

sistemas e componentes de tubulações:

ASME American Society of Mechanical Engineers

ASTM American Society for Testing and Materials

NFPA National Fire Protection Association

BOCA Building Officials and Code Administrators, International

MSS Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings

Industry,

AWWA American Water Works Association

Especificações federais paralelas também foram desenvolvidas por agências

governamentais e são adotadas para muitos projetos de obras públicas. O

Capítulo IV da Norma ASME B31.9 lista os códigos e normas para tubulações de

HVAC (AVAC) aplicáveis nos Estados Unidos. Além disso, apresenta os

requisitos para um projeto e construção seguros de sistemas de tubulações

de aquecimento e ar-condicionado de edifícios.”Catálogo AVAC-R: Página 07

Tubos - Embasamento Técnico


“ SELEÇÃO DE MATERIAIS

Cada sistema HVAC e, sob certas condições, partes de um sistema

requerem um estudo das condições de operação para determinar os

materiais adequados.

Por exemplo, como a pressão estática da água num edifício alto é

maior nos níveis inferiores do que nos níveis superiores, diferentes

materiais podem ser necessários ao longo das zonas verticais.

Os seguintes fatores devem ser considerados ao selecionar materiais

para tubulações:

Requisitos dos códigos.

Fluido transportado no tubo.

Pressão e temperatura do fluido.

Ambiente externo do tubo.

Custo de instalação.......”

Catálogo AVAC-R: Página 07

Embasamento Técnico


“ ESPESSURA DE PAREDE DOS TUBOS

Os principais fatores que determinam a espessura de

parede do tubo são a tensão circunferencial devido à

tensão da pressão interna e tensão longitudinal causadas

pela pressão, peso e outras cargas sustentadas.

Cálculos de tensão detalhados raramente são necessários

para aplicações HVAC porque os tubos padrão apresentam

diversas espessuras para suportar a pressão e tensão

longitudinal causada pelo peso (assumindo que os suportes

estão espaçados de acordo com a Tabela 6).”





Norma ASME B31.9-2008


“ CONDIÇÕES E CRITÉRIOS - CONDIÇÕES DE PROJETO

901.1 Considerações Gerais

Estas condições de projeto definem as pressões, temperaturas e outras condições

aplicáveis a projetos de tubulações de serviço de edifícios. Tais sistemas devem ser

projetados para as condições mais severas de pressão coincidente, temperatura e

carga prevista sob quaisquer condições normais de operação, incluindo inicialização

e desligamento.

A condição mais severa deve ser a que resulta na maior espessura de parede

necessária e na mais alta classe dos componentes.

901.2 Pressão

901.2.1 Pressão Interna de Projeto. A pressão interna de projeto, incluindo os efeitos

da carga estática, não deve ser inferior à pressão máxima de trabalho sustentada do

fluido dentro do sistema de tubulação. Deve-se considerar possíveis picos de

pressão. As pressões de desligamento da bomba devem ser consideradas.

901.2.2 Pressão Externa de Projeto. As tubulações sujeitas à pressão externa devem

ser projetadas para a pressão diferencial máxima prevista na operação normal.

901.2.3 Contenção ou Alívio Exigidos. Devem ser adotadas medidas para conter ou

aliviar de forma segura a pressão excessiva à qual a tubulação pode ser submetida.

As tubulações não protegidas por um dispositivo de alívio de pressão ou que podem

estar isoladas de um dispositivo de alívio de pressão devem ser projetadas para, no

mínimo, a pressão mais alta que pode ser desenvolvida.”




“ CONDIÇÕES E CRITÉRIOS

901 CONDIÇÕES DE PROJETO

901.3 Temperatura

As temperaturas previstas neste Código são as temperaturas dos materiais

da tubulação expressas em graus Fahrenheit, exceto quando indicado de

outra forma. A tubulação deve ser projetada para a temperatura

representando a condição máxima esperada. A temperatura dos materiais

da tubulação é considerada a mesma do fluido na tubulação.

901.4 Influências Ambientais

901.4.1 Resfriamento. Efeitos na Pressão. Quando o resfriamento de um

fluido puder reduzir a pressão na tubulação abaixo da pressão atmosférica,

a tubulação deverá ser projetada para suportar a pressão externa, ou

deverão ser adotadas medidas para eliminar o vácuo.

901.4.2 Efeitos da Expansão de Fluidos. Quando a expansão de um fluido

puder aumentar a pressão, o sistema de tubulação deverá ser projetado

para suportar o aumento da pressão, ou deverão ser adotadas medidas para

aliviar o excesso de pressão”




“ 902.4 Tolerâncias

902.4.1 Corrosão ou Erosão.

Quando a ocorrência de corrosão ou erosão é esperada, a

espessura de parede deve ser aumentada além do exigido

por outros requisitos de projeto, a menos que outros meios

de controle de corrosão, tais como revestimentos ou

proteção catódica, sejam adotados. Essa tolerância deve ser

coerente com a expectativa de vida da tubulação, conforme

determinada pelo engenheiro.

902.4.2 Rosca e Ranhura.

A espessura mínima calculada de tubos metálicos que

devem ser roscados deverá ser acrescida de uma tolerância

igual à profundidade da rosca, dimensão h na norma ASME

B1.20.1, ou equivalente. Para superfícies usinadas ou

ranhuradas, se a tolerância não for especificada, deve-se adotar

1/64 pol. (0,4 mm) além da profundidade de corte especificada.”


Cálculo de Espessura de Tubos

Fonte: Norma ASME B31.9-2008

tm = espessura mínima requerida, polP = pressão interna de projeto, psigD = diâmetro externo, polS = tensão admissível básica para aplicação do fator “E”, psiE = fator de eficiência da junta soldada longitudinal ou helicoidal, adimensionalA = sobrespessura para corrosão, preparação de juntas mecânicas, pol

A mínima espessura da parede do tubo incluindo as margens não deve ser menor do que a determinada pela equação abaixo.

Pressão de Projeto dos Componentes da Tubulação

Tubos Retos

Cálculo de Espessura deTubos

Tensão admissível máxima em função da temperatura (SE), ksi

150°F = 65,6°C12,8 ksi = 12800 psi



Sobrespessura para corrosão, preparação de juntas mecânicas (A), pol

Quanto aos acréscimos da espessura em função da corrosão ou para a preparação das juntas mecânicas temos:

Sobrespessura de Corrosão ou Erosão:• geralmente utiliza-se 1,65mm - moderada

Sobrespessura para Rosca e Groove:

• Rosca, devemos incrementar a espessura da profundidade da rosca feita no espessura do tubo;

• Ranhura, devemos incrementar a profundidade do corte feito na espessura do tubo ou quando não sabemos pelo menos 0,4mm. No caso de ranhuras por laminação a frio não há necessidade de acrescenter espessura.


Dados de Entrada

Cálculos

Pressão de TRABALHO (P) = 100 lbs (6,9 Bar);SE = 12,8 ksi para tubos ASTM A53 GR B ERW ou ASTM A 135 GR B ou API 5L GR B

A = 0,0591 pol = 1,65 mm

Ø nom [pol] Ø ext. [mm] Ø ext [pol] in mm Sch [mm]

1 33,4 1,315 0,0642 1,78 10 2,77

1 1/4 42,2 1,660 0,0655 1,81 10 2,77

1 1/2 48,3 1,900 0,0665 1,84 10 2,77

2 60,3 2,375 0,0683 1,89 10 2,77

2 1/2 73 2,875 0,0703 1,94 10 3,05

3 1/2 88,9 3,500 0,0727 2,00 10 3,05

4 114,3 4,500 0,0766 2,10 10 3,05

5 141,3 5,563 0,0808 2,20 10 3,40

6 168,3 6,625 0,0849 2,31 10 3,40

8 219,1 8,625 0,0927 2,41 10 3,76

10 273 10,750 0,1010 2,62 10 4,19

12 323,3 12,750 0,1089 2,92 10 4,57

14 355,6 14,000 0,1137 3,04 10 6,35

16 406,4 16,000 0,1216 3,24 10 6,35

18 457 18,000 0,1294 3,44 10 6,35

20 508 20,000 0,1372 3,63 10 6,35

22 559 22,000 0,1450 3,73 - 7,92

24 610 24,000 0,1528 4,03 20/STD 9,50


Dados de Entrada

Cálculos

Pressão de TRABALHO (P) = 150 lbs (10,34 Bar);SE = 12,8 ksi para tubos ASTM A53 GR B ERW ou ASTM A 135 GR B ou API 5L GR B

A = 0,0591 pol = 1,65 mm

Ø nom [pol] Ø ext. [mm] Ø ext [pol] in mm Sch [mm]

1 33,4 1,315 0,0668 1,85 10 2,77

1 1/4 42,2 1,660 0,0688 1,90 10 2,77

1 1/2 48,3 1,900 0,0702 1,93 10 2,77

2 60,3 2,375 0,0730 2,00 10 2,77

2 1/2 73 2,875 0,0759 2,08 10 3,05

3 1/2 88,9 3,500 0,0796 2,17 10 3,05

4 114,3 4,500 0,0854 2,32 10 3,05

5 141,3 5,563 0,0917 2,48 10 3,40

6 168,3 6,625 0,0979 2,63 10 3,40

8 219,1 8,625 0,1096 2,92 10 3,76

10 273 10,750 0,1220 3,25 10 4,19

12 323,3 12,750 0,1338 3,55 10 4,57

14 355,6 14,000 0,1411 3,63 10 6,35

16 406,4 16,000 0,1528 4,03 10 6,35

18 457 18,000 0,1645 4,33 20 7,92

20 508 20,000 0,1762 4,63 - 7,92

22 559 22,000 0,1880 4,92 - 7,92

24 610 24,000 0,1997 5,22 20/STD 9,50

Sistemas Tubulares:

FORMAS DE ACOPLAMENTO ENTRE TUBULAÇÕES

• SISTEMA SHOULDERED

• SISTEMA RANHURADO

• CONEXÕES E ACESSÓRIOS

:

Como

funciona o

setor

em outros

países

Groove - Embasamento Técnico

NORMA AWWA – C606-06



Sistema Shouldered

Permite a união entre tubulações de maneira simples, limpa e rápida: sem solda!

Sistema Alvenius K

Acoplamento K10

Conexões-Padrão

Acoplamento K20

Peças Especiais



“CAPÍTULO 46 - TUBOS E CONEXÕES

Este capítulo abrange a seleção, aplicação e instalação de tubos e conexões

comumente usados para aquecimento, ar-condicionado e refrigeração. Os

suportes e a expansão de tubos também são abordados. Ao selecionar e aplicar

estes componentes, os códigos locais, estaduais ou federais e as normas voluntárias

da indústria (algumas das quais foram adotadas por jurisdições de código) devem ser

seguidos.

As seguintes organizações nos Estados Unidos publicam códigos e normas para

sistemas e componentes de tubulações:

ASME American Society of Mechanical Engineers

ASTM American Society for Testing and Materials

NFPA National Fire Protection Association

BOCA Building Officials and Code Administrators, International

MSS Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry,

AWWA American Water Works Association

Especificações federais paralelas também foram desenvolvidas por agências

governamentais e são adotadas para muitos projetos de obras públicas. O Capítulo

IV da Norma ASME B31.9 lista os códigos e normas para tubulações de HVAC

(AVAC) aplicáveis nos Estados Unidos. Além disso, apresenta os requisitos para um

projeto e construção seguros de sistemas de tubulações de aquecimento e ar-

condicionado de edifícios.”




“ Outras Junções

Junções ranhuradas exigem conexões ranhuradas

especiais e uma ranhura rasa processada por

laminação ou corte na extremidade do tubo. Essas

junções podem ser usadas com tubos de aço, ferro

fundido, ferro dúctil, cobre e plásticos.

Uma braçadeira/cinta segmentada envolve as ranhuras e

o anel de vedação especial aplica a pressão interna na

vedação. Algumas conexões são projetadas com folga

entre a ranhura (fêmea) e o ressalto (macho)para

acomodar desalinhamentos e movimentos térmicos, e

outras são projetadas para limitar o movimento e criar um

sistema rígido.

Os dados dos fabricantes apresentam as limitações de

temperatura e pressão. “




“Tabela 5 - Aplicações de Tubulações, Conexões e Válvulas

para Ar Condicionado e Aquecimento”

“ 2 ½ “ a 12” - Tubo A53 B ERW - GROOVE – 300 psi”




Sistema Ranhurado

BENEFÍCIOS DIRETOS E INDIRETOS

• Instala pelo menos 6 vezes mais

rápido que sistemas soldados ou flangeados.

• Proporciona rigidez ou flexibilidade.• Atenua ruído e vibração.• Facilita a pré-montagem em pipeshops

antes da instalação final em campo.• Reduz consideravelmente o manuseio de

material em campo.• Elimina a chama e a fumaça

provenientes do processo tradicional de solda.

• Minimiza o risco de acidentes e incêndio.• Reduz o número de homem / hora.• Reduz o cronograma de execução da

obra.

Sistema Ranhurado

BENEFÍCIOS DIRETOS E INDIRETOS

• Facilita a desmontagem para a manutenção de bombas de circulação de água, trocadores de calor, filtros de limpeza, válvulas etc.

• Menor tempo em obra de:• Canteiro / Plataformas elevatórias• Equipe de Segurança• Locação de equipamentos• Despesas administrativas fixas• Hospedagem / Alimentação• Despesas de viagens/Passagens• Custos de supervisão externa

Sistema Ranhurado

ACOPLAMENTOSCONEXÕES

VÁLVULAS/etc

VÍDEOCOMPARATIVO MONTAGEM

comparativo_solda_x_acoplamento.mp4

../../../Videos/VIDEO_COMPARAÇÃO_PROCESSOS.mp4

Sistemas Tubulares: Criando Conexões, estabelecendo alianças

A Alvenius atua no mercado nacional desde 1954 e está consolidada em diversos mercados, tendo como bagagem décadas de sólida presença, inclusive com produtos considerados sinônimos de categoria. Seu relacionamento individualizado, com a entrega de produtos de qualidade e serviços agregados, permitem a companhia construir alianças com seus clientes, por meio de uma troca justa e consistente.

Sua essência empresarial possui atributos que norteiam toda e qualquer atividade desenvolvida pela companhia, atitudes estas que estão enraizadas no dia a dia de seus colaboradores para que sua identidade seja transmitida e percebida de maneira adequada.

Time Line

1919A empresa foi

fundada na

Suécia com o

nome de Alveno.

1951Iniciou a produção

de tubos com

costura helicoidal.

Lançou os Light

Weight Pipes (tubos

de aço com parede

fina), unidos por

acoplamentos.

1954Chegou no Brasil

com o nome de

Irrigadora Paulista,

importando tubos

da Suécia.

1999Iniciou sua gestão

através da nova

administração.

2004Iniciou a

distribuição da

linha de produtos

Victaulic.

2010Encerrou sua operaçãp de produtos da

Victaulic Company.

Firmou contrato de distribuição exclusiva no

Brasil com a Shurjoint, para a demanda do

mercado.

2013

Iniciou a distribuição dos produtos Tyco,

compreendendo as marcas: Tyco Fire

Protection, Shurjoint, Grinnell, Ansul, e

Simplex

2000Introduziu a

Metalcoating no

mercado

brasileiro.

Empresa controlada pela Alvenius:

Distribuidor no Brasil:

Engenharia

Suporte Técnico de produtos

Desenhos para produção

Desenvolvimento de Produtos

Desenvolvimento de Fornecedores

Levantamento de Projetos

Estrutura de Apoio

CTA (Centro de Treinamento Alvenius

Aluguel/VENDA de Equipamentos

Suporte Técnico em Campo

CENTRO DE SERVIÇOS

Mercados

Mineração Proteção contraincêndio

AVAC-R

Sucroenergético & Biocombustíveis

Infraestrutura Industrial / Utilidades Saneamento Petróleo & Gás

Fotos – Sistema K

Fotos – Sistema K

Fotos – Sistema Ranhurado







Tubo Revestidos

A norma sugere o uso de revestimentospara aumentar a durabilidade datubulação. Pelo fato do fluido terpropriedades corrosivas e certo grau deabrasividade, é consideravelmenterecomendável o uso de revestimentosapropriados para evitar manutençõesantecipadas, gerando economia ao longodo tempo.A norma ASME B31.9-2008, item 923.4(Coatings and Linings), cita talrecomendação, porém faz uma observaçãoao ressaltar que não são todos osrevestimentos que oferecem vantagens.A Alvenius orienta que os tubos econexões direcionados à aplicações deAVAC-R podem ser orgânicos oumetálicos.



Aplicação do Revestimento

Primer : > 25

µm

Metalic

substract

SA 2.1/2

Rz 30-90 µm

Powder Coating> 250 µm

Exemplo do processo para revestimento em poliamida

55

Revestimentos

Poliamida 11 FBE

Galvanização

Processo realizado por empresa terceirizada

Processo de Aplicação:

Leito Fluidizado (Imersão)

A imersão em leito fluidizado é um processo rápido com tempo de aplicação inferior a 60

segundos. A peça aquecida é imersa e depois retirada de uma câmara com a resina.

Após o resfriamento, encontra-se pronta para o manuseio e o transporte.

1 2

Jateamento

ETAPAS DO PROCESSO

PrimerPré-Aquecimento

Imersão Pós-Cura Resfriamento

Inspeção

3

7

64 5

Leito Fluidizado

57

Processo de Aplicação:

Aspersão Eletrostática

ETAPAS DO PROCESSO

1 32

54

8

6

7

Jateamento Pré-Aquecimento Primer (opcional)

Pré-Aquecimento

Aplicação de revestimento

Externo

Aplicação de revestimento

Interno

Pós-cura

Inspeção

A aspersão é o processo onde a resina em pó (ou líquida) é projetada e carregada eletrostaticamente antes

de atingir a superfície da peça, para garantir a homogeneidade da película de revestimento, inclusive em

geometrias complexas como curvas com reduções. 58

Conceito SISTEMA RANHURADO

“APRESENTAR UMA ALTERNATIVA PARA SISTEMAS HIDRÁULICOS EM AVAC,

COM APLICAÇÃO DE ACOPLAMENTOS MECÂNICOS, ASSOCIADA COM

UTILIZAÇÃO DE TUBOS DE AÇO CARBONO (C/ OPÇÃO DE REVESTIMENTO)

COM ESPESSURA DE PAREDE CALCULADA DE ACORDO COM O TIPO DE

PROJETO.”

Perguntas?

AGRADECEMOS SUA PRESENÇA!!

ALVENIUS EQUIPAMENTOS TUBULARESEstrada Fernando Nobre, 293/487Cotia – SP55 (11) 4613-6266www.alvenius.ind.br

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