ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL PARA TUBOS

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1 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL PARA TUBOS

2 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL COMPOSICÃO QUÍMICA PROCESSO DE FABRICAÇÃO PROPRIEDADES MECÂNICAS ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA CONTROLE DE QUALIDADE TENSÕES ADMISSÍVEIS EMPREGO DO MATERIAL ESPECIFICAÇÃO DIMENSIONAL CRITÉRIOS DE PROJETO

3 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL TUBOS DE AÇOCARBONO ASTM A53 Tubos de média qualidade, c/ ou s/ costura, 1/8 a 26, uso geral. ASTM A106 Tubos de alta qualidade, s/ costura, 1/8 a 26, para altas temperaturas. ASTM A120 Tubos de qualidade estrutural, c/ ou s/ costura, 1/8 a 26. Utilizados apenas para serviços de baixa responsabilidade ASTM A134 Tubos de qualidade estrutural, c/ costura (SAW), 16 ou maiores, para serviços de baixa responsabilidade. ASTM A135 Tubos de qualidade estrutural, c/ costura (ERW), 2 a 30, para serviços de baixa responsabilidade. ASTM A333 Tubos de alta qualidade, empregados para serviços com baixas temperaturas, c/ ou s/ costura. ASTM A671 Tubos c/ costura (SAW), 16 ou maiores, para serviços com baixas temperaturas ou temperatura ambiente. ASTM A672 Tubos c/ costura (SAW), 16 ou maiores, para serviços de altas pressões e temperaturas moderadas. API 5L Tubos de média qualidade, c/ ou s/ costura, de 1/8 a 64. API 5LX Tubos de aço carbono de alta resistência, c/ ou s/ costura, de 1/8 a 64.

4 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL TUBOS DE AÇOLIGA Especificação ASTM e grau (tubos sem ( costura A335 Gr. P1 (%) Elementos de liga Cr Mo Ni ½ Limites de Temperatura para serviço ( ºC ) contínuo 480 A335 Gr. P5 5 ½ 480 A335 Gr. P7 7 ½ 480 A335 Gr. P A335 Gr. P11 1 ¼ ½ 520 A335 Gr. P22 2 ¼ A333 Gr. 3 3 ½ 100 A333 Gr. 7 2 ¼ 60

5 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL TUBOS DE AÇO INOXIDÁVEL Tipos ( AISI ) (%) Elementos de liga Cr Ni Outros Temperatura máxima para serviço ( ºC ) contínuo Temperatura mínima para serviço ( ºC ) contínuo L 18 8 C (máx): 0, Mo: L Mo: 2, C (máx): 0, Ti: 0, Nb+Ta: Al: 0, Principal Especificação: ASTM A312

6 ( SCHEDULE ESPESSURAS PARA TUBOS DE AÇO (SÉRIE OU Espessuras padronizadas pela norma ASME B36.10 Serie P S 1000onde: ( psig ) P pressão interna de trabalho ( psi ) S tensão admissível do material SÉRIE ESPESSURA DE PAREDE Para um dado D.N., temos o mesmo D.Ext. Apenas o D.Int. varia com a Série Ex: D.N. = 1 pol D.Ext. = 1,315 pol Série 40 Série 80 Série 160

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9 ( SCHEDULE ESPESSURAS PARA TUBOS DE AÇO (SÉRIE OU Como regra geral, as normas: ( onshore industriaisinstalaçõesdasmaioria ) N76 N2444 (dutos, bases e terminais) ( E&P offshore instalações ) ET devem ser obedecidas nas diversas fases de projeto para diferentes situações, levandose em conta: Pressão de Projeto Temperatura de projeto (?? revestimento Serviço (sobreespessura de corrosão?? / No caso de serviços ou diâmetros não contemplados pelas normas acima, devem ser usadas as normas N1673 e N1693 Normas internacionais mais utilizadas em projeto de tubulações: ASME B31.3 Process Piping ASME B31.4 Liquid Petroleum Transportation Piping ASME B31.8 Gas Transmission and Distribution Piping

10 ESCOPO DE APLICAÇÃO DAS NORMAS ASME DIAGRAMA EXTRAÍDO DA NORMA PETROBRAS N1673

11 NORMALIZAÇÃO DE TUBOS DE AÇO NORMAS DIMENSIONAIS ASME B AÇOS CARBONO E AÇOS LIGA ASME B AÇOS INOXIDÁVEIS DIÂMETRO NOMINAL MERA DESIGNAÇÃO ATÉ 12 DIÂM. NOM. NÃO TEM SIGNIFICADO FÍSICO 14 EM DIANTE DIÂM. NOM. = DIÂM. EXTERNO SÉRIE (SCHEDULE) P S DENOMINAÇÕES ANTIGAS. STD STANDARD NORMAL. XS EXTRA FORTE. XXS DUPLO EXTRA FORTE

12 NORMALIZAÇÃO DE TUBOS DE AÇO Schedule é a denominação dada ao resultado arredondado a dezena calculado pela fórmula: SÉRIE (SCHEDULE) =SCH = P / S, onde P é a pressão de trabalho do tubo e S é a tensão (pressão) correspondente a 60% do limite de escoamento do material a 20 graus Celsius. Portanto, para um mesmo diâmetro externo de um tubo de condução, quanto maior o SCH maior a espessura de parede em relação ao seu diâmetro. O Schedule define, portanto, a espessura de parede do tubo de condução, sendo que os valores estabelecidos para cada Schedule (espessura) nos vários diâmetros são tabulados e convencionados nas normas correspondentes.

13 NORMALIZAÇÃO DE TUBOS DE AÇO Por exemplo, os tubos das normas americanas (carbono ASTM), seguem o padrão definido na norma ANSI B (a norma brasileira NBR 5590 também segue este padrão). Nas normas européias (DIN, BS e outras), bem como nas normas brasileiras (ABNT) não é comum a designação das espessuras em Schedule e sim conforme recomendação da ISSO (INTERNACIONAL STANDARDZATION ORGANIZATION) que estabelece classes de espessuras, que são definidas conforme tabela de cada norma. Por exemplo, na NBR 5580 temos classes leve, média e pesada.

14 NORMALIZAÇÃO DE TUBOS DE AÇO DENOMINAÇÕES ANTIGAS: Espessura STD e Sch 40 são as mesmas para diâmetros até NPS 10 (DN 250); Espessura STD é 3/8 (9,52mm) para diâmetros NPS 12 (DN 300) e maiores; Espessura XS e Sch 80 são as mesmas para diâmetros até NPS 8 (DN 200); Espessura XS é ½ (12,7mm) para diâmetros NPS 8 (DN 200) e maiores.

15 PARA CADA DIÂMETRO NOMINAL TUBOS COM VÁRIAS ESPESSURAS TUBOS COM O MESMO DIÂMETRO EXTERNO SEÇÕES TRANSVERSAIS EM UM TUBO DE 1 D.N. COMPRIMENTO VARIÁVEIS 6 A 12 METROS TIPOS DE EXTREMIDADES

16 DADOS PARA ENCOMENDA DE TUBOS QUANTIDADE (PESO OU COMPRIMENTO) DIÂMETRO NOMINAL ESPESSURA/SÉRIE NORMA DIMENSIONAL MATERIAL PROCESSO DE FABRICAÇÃO EXTREMIDADE ACABAMENTO/REVESTIMENTO

17 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES MECÂNICOS Muitos critérios tradicionais de dimensionamento de componentes mecânicos, equipamentos, máquinas, estruturas e edificações são baseados em limitar a tensão máxima na secção crítica ao valor da tensão de segurança ou tensão admissível, que é normalmente a tensão de falha, dividida por um coeficiente de segurança. A determinação da tensão de falha também nem sempre é imediata; vai depender: do tipo de material (se dútil ou frágil); do tipo de solicitação (dinâmica ou estática; cíclica ou não); da flexibilidade do equipamento (grandes deslocamentos ou deformações são cabíveis ou não); da durabilidade esperada do elemento (tem uma vida útil prédeterminada ou não) outras condições fenomenológicas, entre os quais a temperatura de trabalho (constantes ou variáveis).

18 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES MECÂNICOS Na prática, encontrase uma enorme diversidade de outros fatores: meio corrosivo; ambientes agressivos em geral; processos de fabricação utilizados que podem alterar propriedades dos materiais; aparecimento de tensões residuais; seleção de material inadequada; montagem deficiente; mãodeobra desqualificada, sobrecargas, fatos inusitados, vandalismo, etc

19 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES MECÂNICOS

20 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES MECÂNICOS Para tubulações de gás fluxograma de risco

21 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES MECÂNICOS A engenharia moderna valoriza a otimização do binômio segurança economia; Para que essa otimização seja alcançada é preciso conhecimento profundo dos fenômenos e condições envolvidos nas diferentes situações de projeto. Projetos de crescente sofisticação e arrojo, aliadas as razões de economia cada vez mais pungentes criaram a necessidade de melhor compreensão do comportamento dos materiais nas diversas condições de serviço.

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