MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS
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- Eliza Borges Rijo
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1 MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS Ligações rosqueadas; Ligações soldadas; Ligações flangeadas; Ligações de ponta e bolsa; Outras Ligações: - Ligações de compressão; - Ligações patenteadas. 1 Fatores que influenciam na escolha do meio de ligação a ser usado: Material e diâmetro do tubo; Finalidade e localização; Custo e grau de segurança exigido; Pressão e temperatura de trabalho; Fluido contido; Necessidade ou não de desmontagem; Existência ou não de revestimento interno. 2 1
2 Ligações Rosqueadas Para tubos de pequenos diâmetros, essas ligações são de baixo custo e de fácil execução. EMPREGO: Diâmetro nominal: 2 a 4 TIPOS: - Luvas e uniões 3 Ex: Ligações Rosqueadas 4 2
3 Luvas e Uniões Rosqueadas União Luva 5 Ligações Rosqueadas As ligações rosqueadas são as únicas usadas para tubos galvanizados, tanto de aço como de ferro forjado; Empregam-se também ligações rosqueadas, embora não exclusivamente, em tubos de aço-carbono, aços-liga, ferro fundido, e materiais plásticos; Para tubos de aços inoxidáveis e de metais não-ferrosos, o rosqueamento é muito raro, devido às paredes finas. 6 3
4 Ligações Rosqueadas São pontos fracos nas tubulações; Sujeitas a possíveis vazamentos; Resistência menor que o próprio tubo. Limitam-se na prática: Tubulações de baixa responsabilidade: instalações prediais; Tubulações de serviços secundários em instalações industriais: água, ar comprimido e condensado, em baixas pressões e temperatura ambiente. 7 Ligações Soldadas VANTAGENS: Resistência mecânica boa; Estanqueidade perfeita e permanente; Boa aparência; Facilidade na aplicação de isolamento térmico ou pintura; Nenhuma necessidade de manutenção, devida a sua resistência mecânica. 8 DESVANTAGENS: Dificuldade de desmontagem; Necessidade de mão de obra especializada para sua execução e cuidados especiais quando efetuar a soldagem em ambientes com combustíveis, inflamáveis ou explosivos. 4
5 Tipos de ligações soldadas: 1- SOLDA DE TOPO: 9 A solda de topo é o sistema mais usado para as ligações entre tubos de 11/2" até 2" ou maiores, de aços de qualquer tipo. Pode ser aplicada em toda a faixa usual de pressões e de temperaturas, inclusive para serviços severos (fluidos inflamáveis, tóxicos e/ou pressão e temperatura acima de 0,7 Mpa e 100ºC, respectivamente). Na solda de topo pode-se admitir que a sua resistência seja equivalente à do próprio tubo. ANSI American National Standards Institute ("Instituto Nacional Americano de Padronização"), também conhecido por sua sigla ANSI, é uma organização particular dos EUA sem fins lucrativos que tem por objetivo facilitar a padronização dos trabalhos de seus membros. Segundo a própria organização, o objetivo é melhorar a qualidade de vida e dos negócios nos Estados Unidos. Por ser uma entidade padrão de uma economia forte, outras entidades semelhantes no mundo seguem alguns do padrões adotados pela ANSI. Seu equivalente no Brasil seria a ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. 10 5
6 ASME American Society Of Mechanical Engineers - ASME SociedadeAmericana de Engenheiros Mecânicos Fundada em 1880 como Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos, hoje ASME promove a arte, ciência e prática de mecânico e multidisciplinar de engenharia e ciências afins ao redor do mundo SOLDA DE ENCAIXE (OU DE SOQUETE): Maioria dos tubos até 11/2, inclusive em toda faixa usual de pressão e temperatura, p/ tubos de aço de qualquer tipo; Para tubulações de aço e metais não-ferrosos, emprega-se sempre solda elétrica, com eletrodos domesmo material dos tubos. Para tubulações de plástico empregam-se adesivos adequados ao tipo de plástico usado; 12 6
7 Ligações Flangeadas 13 Ex: Ligações Flangeadas 14 7
8 As ligações flangeadas são ligações facilmente desmontáveis, utilizadas principalmente em tubos de 2 ou maiores, em dois casos específicos: Para ligar os tubos com as válvulas e os equipamentos (bombas, compressores, tanques, vasos etc.) ; Para a ligação de uma vara na outra, em tubulações de ferro fundido e em tubulações de aço que possuam revestimento interno anticorrosivo, porque permite a perfeita continuidade do revestimento. OBS: Essas ligações devem ser evitadas, pois são pontos de possíveis vazamentos, são peças caras, pesadas e volumosas. 15 Tipos de Flanges para Tubos: 1- FLANGE INTEGRAL: 16 Éo tipo mais antigo de flanges e o mais resistente; UTILIZAÇÃO: tubos de ferro fundido e alguns plásticos laminados; Para diâmetro de 2 ou maiores. 8
9 2- FLANGE DE PESCOÇO: É o tipo de flange mais usado em tubulações industriais para quaisquer pressões e temperaturas, para diâmetros de 11/2" ou maiores; De todos os flanges não integrais é o mais resistente; 17 A montagem com esses flanges é cara porque cada pedaço de tubo deve ter os extremos chanfrados para solda, e tem de ser cortado na medida certa, com muito pequena tolerância no comprimento. 3- FLANGE SOBREPOSTO: É mais barato e mais fácil de se instalar do que o de pescoço; Só pode ser usado para tubulações em serviços não severos, porque o aperto permissível é bem menor (tensões residuais); São desaconselhados para serviços cíclicos*, ou sujeitos à corrosão; São pontos fracos na tubulação porque a sua resistência mecânica é inferior a do próprio tubo. Essa mesma observação aplica-se também a todos os tipos de flanges a seguir. 18 *A norma ANSI/ASME.B.31 denomina tubulação em serviço cíclico aquela em que se tenha mais de 7000 ciclos de variação completa de pressãoe/ou de temperatura durante a vida útil da tubulação. 9
10 4- FLANGE ROSQUEADO: Em tubulações industriais esses flanges são usados apenas para tubos de metais de difícil soldabilidade (ferro fundido), e para alguns tipos de tubos não-metálicos, como os de materiais plásticos. Empregam-se também para tubos de aço e de ferro forjado em tubulações secundárias (água, ar comprimido etc.) e em redes prediais; O aperto permissível com esses flanges é pequeno, as tensões desenvolvidas são elevadas e a rosca age como um intensificador de esforços, e também como uma permanente causa de vazamento; 19 A norma ANSI. B.31 recomenda que sejam feitas soldas de vedação entre o flange e o tubo, quando em serviços com fluidos inflamáveis, tóxicos, ou perigosos de um modo geral. 5- FLANGE DE ENCAIXE: Esse flange é semelhante ao sobreposto, porém é mais resistente e tem um encaixe completo para a ponta do tubo, dispensando-se por isso a solda interna. É o tipo de flange usado para a maioria das tubulações de aço de pequeno diâmetro, até 2 ; Por causa da descontinuidade interna não se recomendam esses flanges para serviços sujeitos à corrosão sob contato*. 20 Corrosão sob contato - Corrosão localizada que acontece quando há pequena retenção de líquido corrosivo em cavidades ou espaços confinados na peça metálica. 10
11 6- FLANGE SOLTO: 21 A grande vantagem desses flanges é o fato de ficarem completamente fora do contato com o fluido circulante, sendo por isso muito empregados em serviços que exijam materiais caros especiais, tais como aços inoxidáveis, ligas de Níquel etc., bem como para tubos com revestimentos internos. Para todos esses serviços, os flanges podem ser de material barato, como ferro ou aço-carbono, ficando apenas os tubos e a virola de material especial. 7- FLANGE CEGO: São flanges fechados, em forma de disco, usados p/ extremidades de linhas ou fechamento de bocais flangeados
12 8- FLANGE TIPO ANEL: F. sobreposto Mais resistente que o flange sobreposto, não apresentando vazio interno; Pode ser utilizados em tubulações com serviços de hidrogênio e em serviços altamente cíclicos; Como não são peças padronizadas, sua aplicação é rara devido a complexidade de cálculos de projeto; É utilizado para Dn > Ligações de Ponta e Bolsa Tubulações de ferro fundido e de ferros ligados para água, esgotos e líquidos corrosivos; Tubulações de ferro fundido para gás; Tubulações de barrovidrado e de cimento amianto; Tubulações de concreto simples ou armado; Tubulações de materiais plásticos termoestáveis*, em grandes diâmetros. OBS: UTILIZAÇÃO: *Termoestáveis que não amolecem pela ação do calor. Permite um pequeno movimento angular entre um tubo e outro; Sãoempregadaspara líquidos até 1,5 MPa e para gasesaté 0,1 MPa
13 Ligações de Ponta e Bolsa 25 OBS: As argamassas mais comuns são constituídas por cimento, areia e água. Ligações de Ponta e Bolsa ELEMENTOS VEDANTES: TUBOS DE FERRO FUNDIDO: Anéis retentores de borracha ou de materiais plásticos; TUBOS DE CONCRETO OU DE CIMENTO-AMIANTO: Argamassa de cimento com anéis de borracha; TUBOS DE BARRO VIDRADO: Argamassa de cimento
14 Sistema de ligações para tubulações de aço Serviçonão-severo significafluido nãoperigoso, pressão até 7 kgf/cm 2 e T<100ºC; Serviçosevero significaaltaresponsabilidade ( fluidos da categoria M ) 27 14
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