POLÍTICA / PROCEDIMENTO

POLÍTICA / PROCEDIMENTO

ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE JUNTAS

P/ SISTEMAS DE PRODUTOS QUÍMICOS

Revisão: 00 EE.0233

Data: 08/06/2021 Página: 1/8

HISTÓRICO DA ÚLTIMA REVISÃO:

ASSINATURAS:

Elaboração: Aprovação:

João Pedro Cassiano / David Bottassi Pariser

Walter Luiz Polonio Gerente de Projetos – Engenharia Conceitual

1. Objetivo

Apresentar as limitações e especificações técnicas das possíveis juntas para instalações em sistemas de produtos químicos. O documento limita-se aos produtos químicos especificados conforme Tabela 1 e representa um braço das diretrizes técnicas DT.0039 e DT.0041.

2. Abrangência

Abrange todas as áreas de produção industrial das unidades Raízen.

3. Responsabilidades

Engenharia de Projetos Conceitual e Segurança de Processos:

Manter a recomendação técnica atualizada, trazendo informações técnicas necessárias para padronização de instalações industriais de forma segura.

Engenharia de Projetos Execução e Processos:

Assegurar que essa recomendação técnica seja seguida nas instalações industriais, na implantação de novos projetos, testes e otimização de processos industriais.

Gerentes/Supervisão Industrial:

Assegurar que essa recomendação técnica seja seguida nas instalações industriais;

Ao implantar ou contratar empresa prestadora de serviço, seguir as informações contidas nesse documento.

Manter a governança das instalações respeitando as informações contidas nesse documento.

4. Termos e Definições

PTFE (POLITETRAFLUOROETILENO) – Produto desenvolvido pela Du Pont, que o comercializa com a marca Teflon®. Em razão da sua excepcional resistência química, é o plástico mais usado para vedações industriais. Os únicos produtos que atacam o PTFE são os metais alcalinos em estado líquido e o flúor livre. Verificação dos estados dos rolamentos.





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5. Especificação

Os produtos químicos contemplados nesse documento estão representados na Tabela 1 com suas respectivas condições de temperatura e pressão de projeto.

Basicamente, as juntas podem ser distinguidas em dois grandes grupos: Papelão Hidráulico e Teflon®. As juntas de Papelão Hidráulico são fabricadas a partir da vulcanização, sob pressão, de elastômeros com fibras naturais, artificiais ou sintéticas. Por serem bastante econômicos em relação ao seu desempenho, são os materiais mais usados na fabricação de juntas industriais quando a resistência química não é o limitante. As juntas de Teflon® possui excelente resistência química e, por isso, é o plástico mais utilizado para vedações industriais. Os produtos para vedação são obtidos a partir da sinterização, extrusão ou laminação do PTFE puro ou com aditivos.

Tabela 1 – Especificação dos produtos químicos abordados.

Fluido TEMP. MÁXIMA OU DE PROJETO (°C)

PRESSÃO MÁXIMA DE PROJETO

[kgf/cm²]

Ácido Sulfúrico Concentrado 98% 60 7

Ácido Sulfúrico diluído (<98%) 60 7

Hidróxido de Sódio 50% 60 7

Hidróxido de Sódio diluído (<50%) 150 7

Ácido Clorídrico 37% 80 5,0

Ácido Clorídrico diluído (<37%) 80 5,0

Para o caso dos fluidos especificados na Tabela 1, a especificação técnica básica de junta

possui a seguinte descrição:

{

Junta de vedação em Flange

Material: PTFE laminado

Norma Flange: ASME B16.5

Face Flange: Ressalto (RF)

Classe de Pressão Flange: 150

Espessura: 1,5 a 3,0mm (a depender do diâmetro)

Norma de Fabricação Junta: ASME B16.21

Sendo assim, enquadra-se na família de Juntas de PTFE.

6. Recomendação de Aplicação

A análise técnica baseou-se no fabricante TEADIT (referência no mercado). Sua família de juntas de PTFE é composta por:





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Juntas de Placa PL100 - Placa de elevada compressibilidade, fabricada com PTFE, através de um processo único de laminação, com um alto nível de fibrilação, o que proporciona reduzida perda de aperto e escoamento, deficiências inerentes às placas usinadas (Skived) existentes no mercado. Utilizada para faces ranhuradas. 24SH - 100% PTFE Expandido, excelente flexibilidade, corte e estampagem, adapta-se facilmente a qualquer tipo de união flangeada, mesmo as irregulares, frágeis ou desgastadas, indicado para fluídos quimicamente agressivos. Pode ser utilizado tanto em faces ranhuradas como lisas. TF1570 - PTFE Laminado com microesferas ocas de vidro, utilizado em flanges frágeis devido sua maior compressibilidade, pressão máxima de 55 bar. TF1580 - PTFE Laminado com sulfato de bário, produto com baixo escoamento e alta retenção de torque, pressão máxima de 83 bar. TF1590 - PTFE Laminado com sílica, produto com baixo escoamento e alta retenção de torque, aplicável para fluídos extremamente agressivos, pressão máxima de 83 bar.

Fitas adesivas 24B - Fita em 100% PTFE Expandido, fibras unidirecionadas, são excelentes para vedação de colunas de destilação, tanques, flanges frágeis (vidro, fibras de vidro, cerâmica, grafite, alumínio fundido, PVC e outros sintéticos).

Em contato com a TEADIT, definiu-se as melhores aplicações de juntas levando em

consideração as necessidades encontradas na indústria. A reco mendação de aplicação em função dos produtos químicos especificados nesse documento está indicada na Tabela 2.

Tabela 2 - Recomendação de aplicação.

Aplicação

Ácido Sulfúrico 98%

Ácido Sulfúrico diluído (<98%)

Hidróxido de Sódio 50%

Hidróxido de Sódio diluído

(<50%)

Ácido Clorídrico 37%

Ácido Clorídrico diluído (<37%)

c/

sub

stit

uiç

ão

tod

a sa

fra

Flange ranhurado de Materiais Metálicos (Aço carbono, Aço

inox...) PL100* PL100* PL100* PL100* 24SH* 24SH*

Flange ranhurado de Materiais Frágeis (PRFV, PVC, RPVC..)

24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH*

s/

sub

stit

uiç

ão

tod

a sa

fra

Flange ranhurado de Materiais Metálicos (Aço carbono, Aço

inox...) 24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH*

Flange ranhurado de Materiais Frágeis (PRFV, PVC, RPVC..)

24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH* 24SH*

Flange Liso (sem ranhura) - 150# 24SH 24SH 24SH 24SH 24SH 24SH

*Pode ser substituído pela fita adesiva 24B quando possível sua instalação.





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Observações:

A designação de “Flange ranhurado de Materiais Metálicos” ou “Flange ranhurado de Materiais Frágeis” representam as mais variadas instalações como:

Tubulações Válvulas Flangeadas Bocas de visita Bocais de equipamento, tanques, etc.

As juntas especificadas PL100, 24SH e 24B são do fabricante TEADIT. Pode-se utilizar alternativas similares no mercado desde que comprovadas tecnicamente.

Há uma preferência na aplicação da fita adesiva 24B TEADIT desde que seja viável sua instalação. Destaca-se uma vantagem no aproveitamento do material na utilização de juntas adesivas visto que, na utilização de placas perde-se cerca de 50-60% do material em função das necessidades de corte com baixo aproveitamento da placa.

Recomenda-se que a espessura conforme ASME PCC-1 das placas PL100 e 24SH especificadas na Tabela 2, seja de 1,5mm (1/16”) para flanges novos em perfeito estado até 8” e 3,0mm (1/8”) para flanges com tempo de uso e alguns desgastes ou flanges acima de 8”.

Juntas cortadas (não-metálicas) podem ser aplicadas em classe de pressão de 150# a 300#, acima dessa pressão consultar a Teadit para realizar a especificação neste ponto.

Na utilização da fita adesiva 24B, a definição da dimensão do perfil Largura x Espessura pode ser feita conforme a Tabela 3 porém, o ideal é verificar outros fatores como a largura da área de vedação e o tipo de equipamento (se é ou não sob vácuo) conforme recomendação de instalação do Fabricante Teadit.

Tabela 3 – Recomendação do perfil largura x espessura para juntas 24B.

As juntas de placa TF1570, TF1580 e TF1590 possuem, na maioria dos casos, uma aplicação muito mais específica e severa daquelas especificada na Tabela 1, sendo assim, seu custo x benefício não é atraente visto que as placas PL100 e 24SH suprem nossa necessidade sem nenhuma folga técnica e, por isso, não são recomendadas.

As recomendações de instalação, tanto de juntas de placa quanto fita adesivas, devem ser seguidas conforme manual de instalação da TEADIT.

Caso exista a necessidade de utilizar outra junta da família PTFE (TEADIT) que não esteja contemplada na recomendação de aplicação, como o caso dos TEALON (TF1570, TF1580 e TF1590), seguir com a referência de compatibilidade química apresentada no ANEXO. Além da compatibilidade química, verificar nos Data Sheet outras variáveis que podem ou não comprometer a aplicação (compressibilidade, pressão máxima, etc).

Recomendamos a aquisição de juntas de placa já cortadas. Caso a aquisição seja feita via placas de dimensões 1.500mm x 3.000mm recomendamos que o corte seja realizado com ferramentas adequadas.





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7. Recomendações adicionais

Detalhes construtivos e de montagem de uniões flangeadas entre tubos em materiais compósitos e materiais metálicos (Fig 7.1 e 7.2):

Os flanges metálicos ligados aos flanges em materiais compósitos devem ter as faces planas, devendo eliminar os ressaltos por usinagem ou nivelados com anéis de espessura adequada evitando o aparecimento de momentos na base dos flanges quando do aperto dos parafusos de fixação.

Tanto as porcas e as cabeças de parafusos dever ter arruelas para aumentar a área de distribuição dos esforços de aperto dos parafusos. Para tanto os alojamentos das arruelas nos flanges de materiais compósitos devem ter suas faces niveladas tornando-as planas e paralelas as faces de vedação.

O aperto doa parafusos devem igualados, para assegurar compressão adequada das juntas. As juntas devem ser do tipo integral pois os flanges em materiais compósitos não devem ser solicitados a esforços de momento.

Figura 7.1 – Detalhe construtivo de flange em material compósito, e união entre flanges.

Figura 7.2 – Detalhes das uniões flangeadas entre materiais metálicos e materiais compostos.





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Flange Cover (Fig 7.3): É obrigatório o emprego de proteção de todos os flanges (inclusive flanges de

válvulas) com cobertura adicional (“flange cover” no caso de vazamento, não permitindo jatos de fluidos críticos e sim a visualização do vazamento).

Figura 7.3 – Exemplo de proteção de flange com cobertura adicional “Flange Cover”

Parafusos máquina (machine bolts) e estojos (stub bolts) para uniões de flanges: Normas de construção, dimensionais porcas e filetes:

ANSI B.18.2.1 ou EB 18.2.2 ANSI B.1.1

Normas de parafusos porcas e arruelas P-PB-41 a 44 ABNT Parafusos máquina em aço carbono classe até 150 psi, e temperatura até 260 oC.

(Mais utilizados para flanges em fofo e classes de 150 psi) ANSI B.21 Tensões de materiais para parafusos e estojos. ANSI B.31.3

Recomendação de Materiais comerciais em função da temperatura de operação

Temperatura de operação (oC) Material Classificação ASTM

até 250 oC e pressões de 20 Kgf/cm2 (Mesmo dentro destes limites, não recomendados para serviços de grande risco e serviços severos)

ASTM - A - 307

1. Parafusos são designados pelo diâmetro nominal Dn e pela dimensão L (comprimento).

2. Os Estojos ou Tirantes são designados pelo diâmetro nominal Dn e pelo comprimento L.

3. Quando da especificação, se necessário, poderá ser designado comprimentos especiais de corpo roscado dos parafusos.

4. Os filetes dos estojos devem ser obtidos através de rolamento, não por usinagem. 5. Parafusos em aço inoxidável são limitados para aplicações até 400 psi, e as porcas de fixação devem ser em aço carbono.





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Dimensões de assentamento entre flanges Atendendo Norma ANSI ASME B 16.5 Classe de pressão 150 psi.

Diâmetro do Flange em (pol)

Dimensão A em (mm)

Dimensão B em (mm)

Dimensões Gerais de (diâm. ,compr.,

quant.)(pol)

1 ½” 18 13 1/2”, 2 1/2”, 4

2” 19 16 5/8”, 2 1/2”, 4

3” 24 16 5/8”, 3”, 4

4” 23 16 5/8”, 3”, 8

6” 25 20 ¾”, 3 ¼”, 8

8” 29 20 ¾”, 3 ½”, 8

10” 30 22 7/8”, 4”, 12

12” 32 22 7/8”, 4”, 12

14” 35 25 1”, 4 ½”, 12

16” 37 25 1”, 4 ½”, 16

18” 40 30 1 1/8”, “5”, 16

20” 43 30 1 1/8”, “5 ¼”, 20

24” 48 35 1 1/8”, “6”, 20

Figura 7.4. – Dimensões parafuso





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ANEXO A Tabela 4 apresenta a compatibilidade química dos produtos referenciados nesse documento

com a família de juntas de PTFE do fabricante TEADIT.

Tabela 4 – Compatibilidade química.

24B (BRANCA)

PL100 (BRANCA)

24SH (BRANCA)

TEALON TF1570 (AZUL)

TEALON TF1580

(BRANCA)

TEALON TF1590

(MARROM)

Ácido Sulfúrico 98% A A A A B A

Ácido Sulfúrico diluído (<98%)

A A A A A A

Hidróxido de Sódio diluído (<50%)

A A A B A C

Hidróxido de Sódio 50% A A A B A C

Ácido Clorídrico diluído (<37%)

A A A A A A

Ácido Clorídrico 37% A A A A A A

*A: recomendado, B: consultar TEADIT, C: não recomendado

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