CONECTORES MEIOS DE LIGAÇÃO ENTRE TUBOS

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1 CONECTORES MEIOS DE LIGAÇÃO ENTRE TUBOS

2 ELEMENTOS DE LINHA São equipamentos e acessórios que se apresentam com constância ao longo de uma tubulação de processo. Os principais desses componentes são: conectores, válvulas, juntas, purgadores, janelas, apoios etc.

3 CONECTORES EM TUBULAÇÕES FINALIDADES: CONECTAR TUBOS ENTRE SI LIGAR TUBOS ÀS VÁLVULAS, ACESSÓRIOS E EQUIPAMENTOS PRINCIPAIS SISTEMAS LIGAÇÕES ROSQUEADAS LIGAÇÕES SOLDADAS LIGAÇÕES FLANGEADAS LIGAÇÕES PONTA E BOLSA LIGAÇÕES DE COMPRESSÃO LIGAÇÕES PATENTEADAS ESCOLHA DEPENDE DE: MATERIAL, DIÂMETRO, FINALIDADE, SEGURANÇA, CUSTO, PRESSÃO E TEMPERATURA, FLUIDO, NECESSIDADE DE DESMONTAGEM

4 CONECTORES EM TUBULAÇÕES FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

5 SISTEMAS DE LIGAÇÃO PARA TUBULAÇÕES DE AÇO LIGAÇÕES CORRENTES AO LONGO DA TUBULAÇÃO SERVIÇOS NÃO- SEVEROS SERVIÇOS SEVEROS DIÂMETROS ATÉ 4 DIÂMETRO DE 6 OU MAIORES DIÂMETRO ATÉ 1½ DIÂMETROS DE 2 OU MAIORES LIGAÇÕES ROSQUEADAS COM LUVAS SOLDA DE TOPO LIGAÇÕES DE SOLDA DE ENCAIXE COM LUVAS SOLDA DE TOPO LIGAÇÕES NOS EXTREMOS DA TUBULAÇÃO, OU ONDE FOR EXIGIDA FACILIDADE DE DESMONTAR SERVIÇOS NÃO- SEVEROS SERVIÇOS SEVEROS DIÂMETROS DE 4 DIÂMETRO DE 6 OU MAIORES DIÂMETROS ATÉ 1½ DIÂMETROS DE 2 OU MAIORES LIGAÇÕES ROSQUEADAS COM UNIÕES LIGAÇÕES FLANGEADAS (FLANGES ROSQUEADOS OU SOBREPOSTOS) LIGAÇÕES DE SOLDA DE ENCAIXE COM FLANGES DE ENCAIXE LIGAÇÕES FLANGEADAS (FLANGES DE PESCOÇO)

6 CONEXÕES

7 CONEXÕES CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FINALIDADE MUDANÇA DE DIREÇÃO ( redução Curva (de raio longo, de raio curto, de ( redução Joelho (normal e de DERIVAÇÕES ( redução Tê (normal, 45 o, de Peças em Y ( redução Cruzeta (normal e de Sela Colar Anel de reforço MUDANÇA DE DIÂMETRO ( bucha Redução (concêntrica, excêntrica,

8 CONEXÕES (. cont ) CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FINALIDADE 4LIGAÇÕES ENTRE TUBOS Luva União Flange Niple Virola FECHAMENTO DE EXTREMIDADE Tampão ou cap Bujão ou plug Flange cego

9 CONEXÕES CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TIPO DE LIGAÇÃO Solda de topo Solda de encaixe Ponta e bolsa Rosqueada Flangeada

10 CONEXÕES DE TUBULAÇÃO- tipos (1) 1. PARA MUDANÇAS DE DIREÇÃO CURVAS DE RAIO LONGO CURVAS DE RAIO CURTO CURVAS DE REDUÇÃO JOELHOS JOELHOS DE REDUÇÃO de 22 ½º, 45º, 90º e 180º 2. PARA DERIVAÇÕES TÊS NORMAIS (de 90º) TÊS DE 45º TÊS DE REDUÇÃO PEÇAS EM Y CRUZETAS CRUZETAS DE REDUÇÃO SELAS COLARES Segue

11 CONEXÕES DE TUBULAÇÃO - Tipos (2) 3. PARA MUDANÇAS DE DIÂMETRO REDUÇÕES CONCÊNTRICAS REDUÇÕES EXCÊNTRICAS 4. PARA LIGAÇÃO LUVAS UNIÕES FLANGES NIPLES VIROLAS 5. PARA FECHAR EXTREMIDADES TAMPÕES BUJÕES FLANGES CEGOS

12 CONEXÕES DE TUBULAÇÃO PARA SOLDA DE TOPO CONEXÕES PARA SOLDA DE ENCAIXE ROSQUEADOS DE COMPRESSÃO - machos

13 LIGAÇÃO DE COMPRESSÃO LIGAÇÕES ROSQUEADAS COM LUVA DE VEDAÇÃO SÃO MUITO USADAS PARA TUBOS DE PAREDES FINAS, PRINCIPALMENTE EM MATERIAIS NÃO METÁLICOS, NÃO FERROSOS, DE PEQUENO DIÂMETRO

14 CONECTORES EM TUBULAÇÕES LIGAÇÕES ROSQUEADAS São os mais antigos meios de ligação usados em tubulações. São de baixo custo e fácil execução (em pequenas bitolas), mas são limitados até 4. Não suportam alta pressão e são sujeitos a vazamentos. Introduzem concentração de tensões e enfraquecem as paredes do tubo. São empregados em uso domiciliar (hidráulica em geral) e aplicações industriais de baixa e média pressão (refrigeração e ar condicionado, automotiva, calderaria etc). Em indústrias de processo, são empregados em atividades secundárias da planta.

15 CONECTORES-LIGAÇÕES ROSQUEADAS CARACTERÍSITICAS: BAIXO CUSTO FÁCIL EXECUÇÃO E DESMONTAGEM LIMITE DE BITOLA ( D 4 ) SUJEIÇÃO A VAZAMENTOS ENFRAQUECIMENTO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA ROSCA EM TUBOS: SCH 80 ASME B1.20.1

16 CONEXÕES ROSQUEADAS (ASME B 16.11, ASME B 2.1)

17 CONEXÕES ROSQUEADAS FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

18 CONEXÕES PARA LIGAÇÃO DE COMPRESSÃO MACHOS e FÊMEAS

19 NIPLES Niples: Não se trata basicamente de uma peça, mas sim de um sistema de rosca mais fino, a rosca NPT, que é mais eficiente quanto a estanqueidade. A rosca NPT é utilizada em tubulações, onde a pressão interna oscile entre 2,07MPa (média presão) e 13,79 MPa (alta pressão); e onde a Linha Hidráulica esteja sujeita a mudanças bruscas de temperatura, vibrações, choques e outros fatores externos. (Norma ABNT - Pb156).

20 CONEXÕES DE LIGAÇÃO - NIPLES FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

21 CONEXÕES DE LIGAÇÃO - NIPLES Diferença entre rosca BSP e NPT

22 CONEXÕES PRINCIPAIS TIPOS

23 LIGAÇÕES ROSQUEADAS (OU ROSCADAS) FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

24 CONECTORES EM TUBULAÇÕES Ligações Soldadas LIGAÇÕES SOLDADAS: seu uso cresce continuamente na indústria em geral. Principais vantagens: Facilidade de aplicação; Facilidade na aplicação de isolamento; Pequeno peso e simplificação do sistema de apoios e suportes;

25 CONECTORES EM TUBULAÇÕES Ligações Soldadas Boas características, condicionadas a qualidade da soldagem: Resistência mecânica razoável; Estanqueidade superior à do rosqueamento; Manutenibilidade superior ao rosqueamento; Boa aparência; Funcionalidade, facilidade de execução.

26 LIGAÇÕES SOLDADAS DESVANTAGENS: - Desmontagem; - Perigo de Utilização de soldagem durante funcionamento da unidade, no caso de inflamáveis; -Dificuldade de obtenção de equipamento de soldagem adequado e mão de obra habilitada em certas operações. SOLDA POR FUSÃO - SOLDA DE TOPO - SOLDA DE ENCAIXE OU SOQUETE

27 CONEXÕES PARA SOLDA DE TOPO (ASME B 16.9)

28 CONEXÕES PARA SOLDA DE ENCAIXE (ASME B 16.11)

29 Ligações Soldadas

30 Ligações Soldadas

31 SOLDA DE TOPO - chanfros

32 SOLDA DE TOPO - chanfros CHANFROS PARA SOLDA DE TOPO DE TUBOS ASME B 16.25

33 SOLDA DE ENCAIXE 1½

34 TIPOS DE DERIVAÇÕES 1 CURVA EM GOMOS EM TUBO DE GRANDE DIÂMETRO 2 BOCA DE LOBO 3 ACESSÓRIOS PARA SOLDA DE TOPO SOLDADOS DIRETAMENTE UM AO OUTRO 4 DERIVAÇÃO COM COLAR 5 DERIVAÇÃO COM LUVA 6 ACESSÓRIOS PARA SOLDA DE ENCAIXE (OU COM ROSCA) COM NIPLES INTERMEDIÁRIOS

35 CONEXÕES CURVAS EM GOMOS Utilização recomendada para: Tubulações com DN > 20 pol Pressões (classes 150# a 300#) e temperaturas moderadas Norma ASME B31 Pressão Número de ciclos de pressão ou temperatura durante vida útil Tipo de fluido Ângulo entre o plano de corte e a seção reta do tubo

36 Boca-de-lobo CONEXÕES DERIVAÇÕES SOLDADAS Outros tipos de derivações

37 CONEXÕES DERIVAÇÕES SOLDADAS CAMPOS DE APLICAÇÃO Extraído da norma Petrobras N-1693

38 EMPREGOS DAS DERIVAÇÕES Distribuição de fluxo; Janelas de observação; Instrumentação (temperatura, pressão, fluxo, altura piezométrica etc) Válvulas de alívio; Purgadores.

39 DERIVAÇÕES SOLDADAS (Boca-de-Lobo) Para ramais de 2 ou mais, desde que o diâmetro do tubo tronco seja maior que o do ramal, o sistema mais usado em tubulações industriais é a solda direta de um tubo no outro (Boca-de-Lobo). FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

40 TIPOS DE BOCA-DE-LOBO - SOBREPOSTA Embora tenham menor resistência mecânica, são empregadas na maioria dos casos porque são mais baratas, mais fácil de executar e dão menores tensões residuais de soldagem. FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

41 TIPOS DE BOCA-DE-LOBO - SOBREPOSTA Tem maior resistência, porém, resultando em maiores tensões residuais de soldagem. São utilizadas em tubulações de parede espessa, para pressões altas. FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

42 DERIVAÇÕES COM LUVA Utilizada para ramais de até 1 ½, sem limite de pressão e temperatura desde que a relação entre os diâmetros nominais do tubo-tronco e da derivação seja igual ou superior a 4. A resistência da luva tem que ser compatível com a pressão de trabalho. FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

43 DERIVAÇÕES COM COLAR Vantagens : boa resistência mecânica, melhor distribuição de tensões, não há limitações de serviço ou de pressão e temp. Desvantagens: custo alto e necessidade de estoque de uma grande quantidade de peças. FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

44 DERIVAÇÕES SOLDADAS (2)

45 DERIVAÇÕES COM SELA Vantagens : excelente resistência mecânica, baixa perda de carga, melhor distribuição de tensões, não há limitações de serviço ou de pressão e temperatura. Desvantagens: custo elevado (peças importadas) montagem difícil. FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

46 DERIVAÇÕES SOLDADAS (3)

47 DERIVAÇÕES SOLDADAS

48 DERIVAÇÕES SOLDADAS Weldolet

49 ANEL DE REFORÇO FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

50 CURVAS EM GOMOS

51 FLANGES E JUNTAS

52 LIGAÇÕES FLANGEADAS São compostas por dois flanges, um jogo de parafusos ou estojos com porcas e uma junta. Podem ser empregados simplesmente para conectar segmentos de tubos entre si, mas devem ser preferentemente empregados para receber válvulas e outros equipamentos. Às vezes são empregados quando não se podem soldar os tubos e o uso de conexões roscadas são inadequadas. Por conta do peso, não são usados para diâmetros menores do que 2.

53 CONECTORES EM TUBULAÇÕES LIGAÇÕES POR FLANGES DESVANTAGENS VAZAMENTO PESADAS VOLUMOSAS CARAS

54 LIGAÇÕES FLANGEADAS - UTILIZAÇÃO Ligação de tubos com válvulas e equipamentos e também nos pontos da tubulação que for necessário desmontagem; Ligações correntes em tubulações de aço que possuam revestimento interno anticorrosivo; Devem ser usadas no menor número possível, porque são pontos passíveis de vazamento e também porque são peças caras, pesadas e volumosas.

55 TIPO DE FLANGES (1) A) INTEGRAL EQUIPAMENTOS FERRO FUNDIDO + RESISTENTE B) PESCOÇO C) SOBREPOSTO USO GERAL RESISTÊNCIA APERTO TENSÕES RESIDUAIS MONTAGEM: - Tubo Chanfrado - Comprimento Certo + BARATO FAC. NA MONTAGEM APERTO TENSÕES RESIDUAIS

56 TIPO DE FLANGES (2) NÃO SOLDÁVEIS TUBOS NÃO - METÁLICOS D) ROSQUEADO APERTO TENSÕES RESIDUAIS ROSCA: TENSÕES, VAZAMENTOS E) ENCAIXE 1½ + FACILIDADE NA MONTAGEM F) LAP-JOINT Solto G) CEGO SOLTOS,VIROLA SEM CONTATO FÁCIL ROSQUEAMENTO BOCAIS DE EQUIPAMENTOS EXTREMIDADE FUTURA EXPANSÃO

57 FACEAMENTO DOS FLANGES

58 ESPECIFICAÇÃO DE FLANGES Para encomendar ou fazer a requisição de flanges são necessárias as seguintes informações: Quantidade(número de peças) Tipo de flange Diâmetro nominal(do tubo) Tipo de face Especificação do material do flange Para flanges de pescoço e flanges de encaixe é necessário especificar a espessura de parede do tubo a ser soldado. Para flanges rosqueados é necessário especificar o tipo de rosca.

59 FLANGES FABRICAÇÃO DE FLANGES FORJADOS LAMINADOS FUNDIDOS NORMALIZAÇÃO DE FLANGES NORMA DIMENSIONAL ASME B.16.5 PRESSÃO DE FLANGES (RATINGS) PRESSÃO ADMISSÍVEL

60 Manutenção em Ligações Flangeadas Juntas

61 ABERTURA E FECHAMENTO DE FLANGES CONDIÇÕES NECESSÁRIAS PARA UMA BOA VEDAÇÃO (1) 1.1 FLANGES EM BOM ESTADO Limpos Sem corrosão Paralelos e centrados 1.2 RANHURAS Paralelas Sem risco Sem detritos e juntas velhas 1.3 JUNTAS DE VEDAÇÃO Conforme especificada Qualidade adequada Nova Bem posicionada

62 ABERTURA E FECHAMENTO DE FLANGES CONDIÇÕES NECESSÁRIAS PARA UMA BOA VEDAÇÃO (2) 1.4 PARAFUSOS Dimensões adequadas Em bom estado Limpos e lubrificados Conforme especificação 1.5 APERTO Torque recomendado Ferramenta recomendada Sequência de aperto 1.6 MONTAGEM Centrar corretamente a junta Respeitar o procedimento Respeitar torque máximo

63 ABERTURA E FECHAMENTO DE FLANGES ATIVIDADES (a) 01 Providenciar a liberação do flange a ser aberto. 02 Providenciar as ferramentas adequadas. 03 Providenciar a junta de vedação conforme especificação. 04 Posicionar-se a favor do vento e fora do plano da junta. 05 Desapertar primeiro os parafusos do lado oposto. 06 Caso não haja vazamento remover o restante dos parafusos. 07 Abrir os flanges e remover a junta velha. 08 Fazer limpeza das ranhuras, parafusos e flanges. 09 Inspecionar: ranhuras, parafusos e planicidade do flange.

64 ABERTURA E FECHAMENTO DE FLANGES ATIVIDADES (b) 10 Caso haja anormalidade acionar o supervisor para possíveis providências. 11 Lubrificar os parafusos com graxa para alta temperatura. 12 Manter a junta certa (centralizada). 13 Aproximar as porcas manualmente. 14 Fazer o aperto na sequência recomendada. 15 Para flanges que permite o uso de torquímetro usar os valores tabelados. 16 Verificar se há vazamentos no teste de estanqueidade.

65 JUNTAS ELEMENTO DE VEDAÇÃO NOS FLANGES, EFICIENTE E BARATO COMPRESSÃO APERTO CISALHAMENTO P. INTERNA MATERIAL DEFORMÁVEL ELÁSTICO ACOMODAÇÃO P, T RESISTENTE FLUIDO, TEMPERATURA ESPESSURA F = P x A P A (ESPESS. )

66 JUNTAS DUREZA DUREZA ACABAMENTO DAS FACES P. INTERNA PODE APERTO INICIAL - P/ ACOMODAR O MATERIAL DA JUNTA SEM PRESSÃO. RESIDUAL - P/ COMPENSAR A PRESSÃO INTERNA A QUENTE - P/ COMPENSAR A DILATAÇÃO DOS PARAFUSOS

67 MATERIAIS DAS JUNTAS BORRACHA NATURAL BORRACHAS SINTÉTICAS PAPELÕES HIDRÁULICOS MATERIAIS PLÁSTICOS JUNTAS METÁLICAS FOLHEADAS OU EM ESPIRAL JUNTAS METÁLICAS

68 JUNTAS NÃO METÁLICAS Borracha natural usada para água, ar e condensado até 60ºC. Borracha sintética usada para óleos até 80ºC.. Materiais plásticos usados para fluidos corrosivos em baixa pressão e temperatura ambiente. Papelão hidráulico (juntas de amianto comprimido, grafitado e com aglutinante) existem vários tipos normalizados que podem trabalhar em temperaturas de até 500ºC e resistem a ácidos, álcalis e hidrocarbonetos.

69 JUNTAS EM FLANGES

70 JUNTAS PARA FLANGES Função: Impedir vazamentos em ligações flangeadas Esforços atuantes sobre uma junta

71 FACEAMENTOS DE FLANGES E LOCALIZAÇÃO DAS JUNTAS FACE PLANA JUNTA NÃO CONFINADA FACE COM RESSALTO ( CONFINADA (JUNTA NÃO LINGÜETA E RANHURA ( groove (tongue and ( CONFINADA (JUNTA TOTALMENTE

72 TIPOS DE FACEAMENTO DE FLANGE E LOCALIZAÇÃO DAS JUNTAS MACHO E FÊMEA JUNTA SEMICONFINADA FACE PARA JUNTA DE ANEL ( JOINT (RING-TYPE

73 TIPOS DE JUNTAS DE VEDAÇÃO ( B16.20 II Metálicas (conforme ASME II.1 Juntas Espirotálicas (Spiral-wound): -Boa selabilidade -Resistente a altas temperaturas e pressões -Custo relativamente baixo Materiais mais comuns: Fita: AISI 304, 316, 316L, 321, MONEL, Niquel 200 Enchimento: Amianto, grafite-flexível, PTFE OBS: 1) Anel de centralização externo em A.C. é recomendável 2) Acabamento superficial: Ra = até 125 micro in AARH ( 600# 300# )HC s<- e (nova) 3) N-76

74 TIPOS DE JUNTAS DE VEDAÇÃO ( B16.20 II Metálicas (conforme ASME II.2 Juntas Tipo Anel (Ring-Type Joints): ( 600# -Aplicações em altas pressões (acima de ( selabilidade -Alta pressão de contato (grande -Resistência a altas temperaturas -Requer boa usinagem e acabamento superficial fino OBS: 1) Diferença entre dureza do flange e junta -> min. 30 HB 2) Acabamento superficial: Ra = até 63 micro in AARH

75 JUNTAS PARA FLANGES CRITÉRIOS DE SELEÇÃO Pressão de operação Força dos parafusos Resistência à corrosão causada pelo fluido Temperatura de operação Tipo de flange Força mínima de esmagamento Os critérios acima são simplificados utilizando o fator P x T P x T máx > Temp ( o C) máx Material da Junta Borracha Fibra vegetal Teflon Papelão hidráulico Papelão hidr. com tela metálica Junta metálica ( C Produto da pressão (kgf/cm 2 ) com a temperatura ( o

76 JUNTAS JUNTAS PLANAS (ASME B 16.21) ENCHIMENTO NÃO METÁLICO JUNTAS DE ANEL (ASME B 16.20) OVAL

77 TIPOS DE JUNTAS DE VEDAÇÃO ( B16.20 II Metálicas (conforme ASME II.1 Juntas Espirotálicas (Spiral-wound):

78 JUNTA GIBAULT Junta Gibault são ligações de montagem e desmontagem fácil e permitem movimentos angulares e pequenos movimentos axiais.

79 JUNTA GIBAULT FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem

80 Tubulações Industriais Prof. João Paulo Barbosa, M.Sc.

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