Tubulações Industriais

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4 CONTEÚDO Conceitos fundamentais; Principais códigos e normas; Tipos de tubos e emprego de tubulações industriais; Materiais de construção; Acessórios de tubulações industriais; Traçado, detalhamento e desenho; Fabricação e montagem; Manutenção e Inspeção. 22/04/2013 4

5 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem; Silva Telles, P.C.; Livros Técnicos Científicos LTC; Tubulações Industriais: Cálculo; Silva Telles, P.C.; Livros Técnicos Científicos LTC; Tabelas e Gráficos para Projeto de Tubulações; Silva Teles, P.C., Paula Barros, D.G.; Interciência; ASME B31.3, Process Piping; American Society for Mechanical Engineers. ubos.html 22/04/2013 5

6 Conceitos e Definições 22/04/2013 6

7 CANO (pipe) = condutores comumente controlados/regidos pelo diâmetro da linha neutra (D.N.). TUBO (tube) = condutores comumente controlados/regidos pelo diâmetro externo (D.E.). MANGUEIRAS (hose) = condutores comumente controlados/regidos pelo diâmetro interno (D.I.). 22/04/2013 7

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9 Tubos: são dutos fechados destinados ao transporte de fluidos, e geralmente são de seção circular. Tubulação: é o termo genérico, usado para denominar um conjunto de tubos e seus acessórios, também chamado de sistema de escoamento. Primeiros tubos metálicos feitos de chumbo antes da era Cristã; A primeira produção de tubos de ferro fundido começou na Europa Central no século XV; Produção em escala comercial em 1886 com a patente dos irmãos Mannesmann; Atualmente inúmeros estudos para fabricação de tubos em compósitos e/ou ligas poliméricas. 22/04/2013 9

10 Nas indústrias de processo as tubulações representam 15 a 20 % do custo total da instalação; As válvulas representam 8% do custo total da instalação; A montagem das tubulações representa 45 a 50% do custo total da montagem; O projeto das tubulações representa 20% do custo total do projeto; Encanadores, soldadores e caldeireiros, são dentre os profissionais mais requisitados e mas remunerados no mercado (fonte FOLHA de São Paulo pesquisa salarial). 22/04/

11 Aplicações: Distribuição de vapor para potência e/ou para aquecimento; Distribuição de água potável ou de processos industriais; Distribuição de óleos combustíveis ou lubrificantes; Distribuição de ar comprimido; Distribuição de gases e/ou líquidos industriais Transporte/distribuição de fluidos diversos. 22/04/

12 Classificação Quanto Ao Emprego: Tubulações de Processo Tubulações dentro de Instalações Industriais Tubulações fora de Instalações Industriais Tubulações de Utilidades Tubulações de Instrumentação Tubulações de Transmissão hidráulica Tubulações de Drenagem Adução Transporte Tubulações de Transporte Drenagem Distribuição Tubulações de Distribuição Coleta 22/04/

13 Tubulações Instaladas Dentro de Instalações Industriais: Tubulações de Processo Constituem a finalidade básica da indústria, cuja atividade principal é o processamento, a armazenagem ou a distribuição de fluidos. Exemplos: tubulações de óleo em refinarias, tubulações de produtos químicos em indústrias químicas etc. Tubulações de Utilidades Tubulações de fluídos auxiliares nas indústrias e também as tubulações em geral que se dedicam a outras atividades. Podem servir não só ao funcionamento da indústria (sistema de refrigeração, aquecimento etc.) como também a outras finalidades normais ou eventuais (manutenção, limpeza,combate a incêndio etc.) Costumam ainda constituir redes de utilidades aquelas aplicadas em água doce, água salgada, vapor e ar comprimido nas industrias em geral 22/04/

14 Tubulações de Instrumentação Tubulações para a transmissão de sinais de ar comprimido para as válvulas de controle e instrumentos automáticos. Tubulações de Transmissão Hidráulicas Tubulações de transmissão hidráulica sob pressão para os comandos e servomecanismos hidráulicos Tubulações de Drenagem Redes encarregadas de coletar e conduzir ao destino conveniente os diversos efluentes fluídos de uma instalação industrial. 22/04/

15 Tubulações Instaladas Fora de Instalações Industriais: Tubulações de Transporte Troncos empregados para o transporte de líquidos e de gases a longas distâncias fora da instalação industrial. Exemplos: adutoras de água, oleodutos e gasodutos. Tubulações de Distribuição Redes ramificadas fora das instalações industriais. Exemplo: água, vapor etc. 22/04/

16 Consiste De Várias Seções Publicadas Individualmente: B31.1 Power Piping: Tubulações tipicamente encontradas em plantas de geração de energia elétrica; B31.2 Fuel Gas Piping: Norma Extinta; B31.3 Process Piping: Tubulações tipicamente encontradas em plantas de processamento de petróleo, de produtos químicos, farmacêuticos, têxteis, celulose, etc; B31.4 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids; B31.5 Refrigeration Piping; B31.8 Gas Transportation and Distribution Piping Systems; B31.9 Building Services Piping; B31.11 Slurry Transportation Piping Systems. 22/04/

17 ASME B Process Piping Tubulações Industriais Esta seção inclui: a) Referencias para especificações de materiais aceitáveis b) Requisitos para projeto de componentes e acessórios; c) Requisitos e dados para avaliação de limitações de tensões, reações e movimentos; d) Guia para seleção de materiais; e) Requisitos de fabricação e montagem; f) Requisitos para inspeção e testes. 22/04/

18 Organização do Código (Capítulos) ASME B Process Piping: I. Scope and Definitions; II. Design; III. Materials; IV. Standard for Piping Components; V. Fabrication, Assembling and Erection; VI. Inspection, Examination and Tests; VII. Nonmetallic Piping and Piping Lined With Nonmetals; VIII. Piping for Categories of Fluid Service (M) & (MA) IX. High Pressure Piping (K) 22/04/

19 Identificação por Cores, das Tubulações nas Áreas 22/04/

20 Materiais de Construção para Tubulações 22/04/

21 Critérios para Seleção de Materiais. 1. Resistência mecânica; 2. Resistência química; 3. Resistência térmica; 4. Trabalhabilidade (conformabilidade); 5. Transporte; 6. Fabricação/disponibilidade; 7. Custo. 22/04/

22 Propriedades Mecânicas Tubulações Industriais (b) (a) Corpo de prova padrão antes e após tração, mostrando o comprimento de medição original e final. (b) Máquina de tração típica. 22/04/

23 Propriedades Mecânicas Tubulações Industriais Diagrama Tensão X Deformação 22/04/

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25 Tração 22/04/

26 TABLE 2.2 Mechanical Properties of Various Materials at Room Temperature Metals (Wrought) E (GPa) Y (MPa) UTS (MPa) Aluminum and its alloys Copper and its alloys Lead and its alloys Magnesium and its alloys Molybdenum and its alloys Nickel and its alloys Steels Titanium and its alloys Tungsten and its alloys Nonmetallic materials Ceramics Diamond Glass and porcelain Rubbers Thermoplastics Thermoplastics, reinforced Thermosets Boron fibers Carbon fibers Glass fibers Tubulações Industriais Elongation in 50 mm (%) Kevlar fibers Note: In the upper table the lowest values for E, Y, and UTS and the highest values for elongation are for pure metals. Multiply gigapascals (GPa) by 145,000 to obtain pounds per square in. (psi), megapascals (MPa) by 145 to obtain psi /04/

27 COMPOSICÃO QUÍMICA PROCESSO DE FABRICAÇÃO PROPRIEDADES MECÂNICAS ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA CONTROLE DE QUALIDADE TENSÕES ADMISSÍVEIS EMPREGO DO MATERIAL ESPECIFICAÇÃO DIMENSIONAL Especificação de Materiais CRITÉRIOS DE PROJETO 22/04/

28 Variação do Limite de Resistência à Temperatura Pode-se estabelecer para cada material uma temperatura a partir da qual sua resistência mecânica é tão baixa, que seu uso fica anti-econômico. 22/04/

29 Variação do Limite de Resistência à Temperatura Variação do módulo de elasticidade com a temperatura. Variação do alongamento com a temperatura para o aço-carbono. 22/04/

30 Deformação por Fluência ( CREEP ) OA - DEFORMAÇÃO INICIAL AO SE APLICAR A CARGA (NÃO NECESSITA TEMPO, T = O). PODE SER PERMANENTE OU NÃO, DEPENDENDO DA CARGA. AB - 1ª FASE DE CREEP : A TAXA DE DEFORMAÇÃO É DECRESCENTE. BC - 2ª FASE DE CREEP : A TAXA DE DEFORMAÇÃO É CONSTANTE COM O TEMPO. CD - 3ª FASE DE CREEP : A TAXA DE DEFORMAÇÃO É CRESCENTE COM O TEMPO, ATINGINDO A RUPTURA. EE' - CONTRAÇÃO. 22/04/

31 Deformação por Fluência ( CREEP ) Curvas de fluência Parâmetros envolvidos: tensão, deformação, temperatura e tempo. Curva tensão x tempo de ruptura. O tempo de ruptura é função da tensão atuante e da temperatura. Curvas tensão de ruptura x tempo para a ruptura (o valor inicial LR, é o limite de resistência para cada temperatura) Pode-se estabelecer uma tensão limite de trabalho para que o material dure certo tempo a determinada temperatura. 22/04/

32 Deformação por Fluência ( CREEP ) Curvas de fluência do aço-carbono a 450º C. 22/04/

33 Deformação por Fluência ( CREEP ) Curvas de fluência a tensão constante. 22/04/

34 Deformação por Fluência ( CREEP ) Composição química e tamanho de grão; Consideração da fluência no projeto. 22/04/

35 Fragilidade a Baixa-temperatura Tubulações Industriais Materiais dúteis em temperatura ambiente, podem tornar-se frágeis quando em baixa temperatura. Comportamento dúctil e frágil dos metais. 22/04/

36 Fragilidade a Baixa-temperatura Tubulações Industriais O comportamento frágil pode ser verificado na curva energia de choque x temperatura (temperatura transição). Pode-se estabelecer limite mínimo de temperatura para cada material, a partir do qual ele se fragiliza. Como a fratura se inicia em pontos de concentração de tensões, certos detalhes devem ser empregados no projeto e na construção para atender este efeito. 22/04/

37 Fonte: Imagens da Internet. 22/04/

38 Corpos de Prova P/Testes de Impacto Charpy Izod 22/04/

39 Vaso Rompido por Fratura Frágil Tubulações Industriais Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

40 Descontinuidades Geométricas E Modos De Atenuá-las Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

41 Descontinuidades Geométricas E Modos De Atenuá-las Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

42 Descontinuidades Geométricas E Modos De Atenuá-las Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

43 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

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45 Significado das Normas ASTM para Identificação de Materiais As normas ASTM (American Standarts of Testing and Materials) são as normas técnicas mais adotadas em relação aos materiais de construção, empregados na fabricação sistemas mecânicos e estruturas, como: tubos, acessórios, perfis, vigas e chapas, assim como os componentes e acessórios de válvulas e instrumentos. Embora as normas DIN/EN, e as normas ABNT, também apresentem especificações a esse respeito, vê-se nesta norma uma grande vantagem com relação ao critério de controle e restrições aos elementos de ligas, e ainda os processos de fabricação empregados. 22/04/

46 Significado das Normas ASTM para Identificação de Materiais Devemos então entender qual o significado de cada elemento que aparece na especificação de uma norma, analisando esses dois exemplos: Ex.: ASTM A-161 GrA; ASTM B-247 ASTM A- ou B-, são letras que aparecem nos exemplos, logo depois das iniciais da entidade (ASTM), que indicam o tipo de materiais. 22/04/

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48 Significado das Normas ASTM para Identificação de Materiais São 5 (cinco) as letras possíveis, sendo cada uma para um materiais diferentes, como especificado a seguir: A família de materiais metálicos e aços aços ao carbono, aços ligas, aços inoxidáveis, etc; B família dos materiais metálicos não-ferrosos cobre e suas ligas, bronze e suas ligas, alumínio e suas ligas, etc; C família dos materiais cerâmicos e fibrocimentos; D família dos materiais plásticos e compostos (PVC, PVA, PP, PEAD, etc); E família dos materiais elastômeros (PU, ABS, Buna N, etc). 22/04/

49 Tubos De Aço Carbono - Propriedades Baixo custo, excelentes qualidades mecânicas, conformação e soldagem fácil. Abrange 80% dos tubos na indústrias, sendo usado em muitos fluidos poucos corrosivos, em temperatura desde 45ºC e qualquer pressão. Resistência mecânica sofre forte redução em temperaturas > 400ºC Fenômeno de fluência observado a partir de 370º C. Acima de 530ºC sofre intensa oxidação superficial (scaling), quando exposto ao ar, formando grossas crostas de óxido em outros meios pode ocorrer em temperaturas mais baixas. Em exposições prolongadas a temperaturas de > 440ºC causa precipitação do carbono (grafitização) tornando-o quebradiço. 22/04/

50 Não recomendado trabalho permanente a temperatura > 450ºC, admitindose picos de curta duração até 550ºC, sem grandes esforços mecânicos. C limitado até 0,35%, sendo 0,30% solda relativamente fácil e 0,25% podem ser dobrados a frio. Acalmados: 0,1% Si para eliminar gases, estrutura cristalina fina e uniforme, recomendado para trabalhos com temperatura < 0ºC ou onde possa ocorrer > 400ºC (mesmo que por pouco tempo). Efervescentes: que não contém Si. Tubulações Industriais Tubos de Aço Carbono - Propriedades Corrosão uniforme quando exposto a atmosfera, sendo mais intensa quanto maior a umidade e poluição. 22/04/

51 Tubos de Aço Carbono - Propriedades Maior C: maior dureza, limites de resistência e escoamento, porém menor ductilidade e soldabilidade. Médio C: até 0,35%, limite de ruptura 37 a 54 Kg/mm², escoamento 22 a 28 Kg/mm². Baixo C: até 0,25%, limite de ruptura 31 a 37 Kg/mm², escoamento 15 a 22 Kg/mm². Quebradiço fratura frágil a temperaturas muito baixas, melhorando a resistência baixando-se o teor C e normalizando para uma granulação fina (aço acalmado), com exigência do ensaio Charpy, para verificar ductiliade. A ANSI B31 permite o uso até 50ºC (raramente é empregado) 22/04/

52 Tubos de Aço Carbono - Propriedades Em contato com o solo, apresenta corrosão alveolar, sendo mais severa em solos úmidos ou ácidos. Ácidos minerais atacam violentamente, principalmente diluídos ou quentes. Pode ser utilizado em serviço com álcalis até 70ºC, devendo serem tratados termicamente (alívio de tensões) p/ trabalhos > 40ºC. Temperaturas mais elevadas causam corrosão sob tensão. 22/04/

53 Tubos de Aço Carbono - Propriedades ASTM- A-106: Sem costura, Ø 1/8 a 24, alta qualidade, acalmado, uso em temperaturas elevadas (quando ocorrer > 400ºC). Abrange 3 graus, o Grau C limitado à uso até 200ºC. Para encurvamento à frio usar Grau A. ASTM- A-53: Com ou sem costura, Ø 1/8 a 24, média qualidade, não sempre acalmado, embora ANSI B.31 permita, não usar em serviço permanente > 400ºC. Abrange 2 graus, A e B. Mais baratos que o ASTM-A-106; com acabamento (galvanizado) ou sem (preto). ASTM- A-120: Com ou sem, baixa qualidade, Ø 18 a 16, só permitido o uso para fluidos não tóxicos, não inflamáveis até 10 Kg/cm2 e 180ºC. 22/04/

54 ASTM- A-333 (Gr 6): Sem costura, especiais para baixa temperatura. Taxa de C até 0,3% e Mn 0,4 a 1,0%; normalizado para refinamento do grão e ensaio Charpy a 46ºC. API-5L: Com ou sem costura, qualidade média, Ø 1/8 a 64, composição química e propriedades mecânicas, semelhantes ao ASTM-A-53. API-5LX: Com ou sem costura, alta resistência, especiais para oleodutos. Abrange 6 classes, com limites de ruptura de 42 a 58Kg/cm2. Não devem ser usados para >200ºC. Com Costura Tubulações Industriais Tubos de Aço Carbono - Propriedades ASTM-A-134: Ø > 16, espessura de parede até ¾, solda longitudinal ou espiral. ASTM-A-135: Ø até 30, Graus A e B. ASTM-A-671: uso p/ temperatura ambiente e mais baixas. Abrange 9 classes, Ø > 12 ; Exige TTAT, normalização Radiografia 100% e TP. Fabricados a partir de chapas ASTM- A-515 ou A-516 (acalmado) e ASTM-A-285 Gr C (não-acalmado). ASTM-A-672: para temperaturas moderadas, matéria prima e faixa de Ø os mesmos para o A /04/

55 Diagrama de Equilíbrio da Liga Fe-C 22/04/

56 Diagrama de Transformação Isotérmica Fonte: Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução, W.D.Callister Jr, Ed LTC. 22/04/

57 Influência do Teor de Carbono Nas Propiedades Mecânicas 22/04/

58 Influência de Outros Elementos de Liga no Aço Carbono Adição de manganês (mn): aumento da resistência mecânica sem grande prejuízo na soldabilidade. Adição de silício (si) e alumínio (al): produz aços acalmados ( killed steels ) que apresentam menor incidência de defeitos internos e maior uniformidade de composição química. Utilizados na fabricação de aços de alta qualidade apropriados para temperaturas elevadas (Si) e baixas (Al). Presença de fósforo (p) e enxofre (s): impurezas prejudiciais à qualidade do aço e por isso sua presença é limitada a valores muito baixos. Adição de cobre (Cu): melhora a resistência à corrosão atmosférica. 22/04/

59 Efeito da Temperatura nos Aços Carbono QUEDA ACENTUADA NA RESISTÊNCIA: a partir de 400º C. Oxidação superficial: a partir de 530º c. Grafitização (precipitação do carbono livre) que torna o aço frágil: a partir de 440º c. Deformações permanentes por fluência: a partir de 370º c. Fragilidade à baixa temperatura: a partir de 45º c. 22/04/

60 Efeito do Meio Nos Aços Carbono Corrosão externa Corrosão atmosférica (atmosfera industrial poluída): 0,30 mm/ano = Proteção se dá a base de tintas e compósitos. Linhas enterradas = revestimento com tintas, com resinas ou com fitas plásticas e proteção catódica. Corrosão interna Taxa média aceitável = 0,1 mm/ano. Água salgada: não usar aço carbono. Utilizar gráficos de taxa de corrosão. 22/04/

61 Aspectos de Soldabilidade dos Aços Carbono Atender às recomendações da ASME B 31.3 / ASME B&PV/ASME BPE. Preaquecimento a 80ºc e aquecimento entre os passes de solda em peças com espessuras superiores a 25 mm. Tratamento térmico de alívio de tensões após a soldagem, a 600º c, durante 1 hora para cada 25 mm de espessura, quando a espessura é maior do que 19 mm. Utilizar eletrodos de baixo h 2 para: T > 25 mm % C > 0,22 % Le > 35 kg/mm 2. 22/04/

62 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

63 Tubos de Aço Liga - Propriedades Aços que possuem qualquer quantidade de elementos, além dos que entram na composição dos aços-carbono. Baixa liga até 5% de elementos liga, liga intermediária entre 5 e 10%, e alta liga com mais de 10%. Os inox são os que contém pelo menos 12% de Cr, que lhe confere a propriedade de não oxidar mesmo em exposição prolongada a atmosfera normal. São mais caros, montagem e soldagem mais difícil, exigindo tratamentos térmicos. Justificativa para o emprego Altas temperaturas: acima do limite do aço carbono Baixas temperaturas: inferiores a 45ºC ao do aço carbono Alta corrosão Necessidade de não contaminação: produtos alimentares, farmacêuticos Segurança: fluidos muito quentes, inflamáveis, tóxicos, explosivos etc. 22/04/

64 Tubos de Aço Liga - Propriedades Duas classes : Aços-liga Molibidênio e Cromo-Molibidênio e aços-liga de Níquel. Os aços-liga Mo e Cr-Mo contêm até 1% de Mo e até 9% de Cr, são ferríticos, e utilizados para temperaturas elevadas. O Cr melhora resistência a oxidação em altas temperatura e resistência a corrosão em geral, principalmente em meios oxidantes. Mo melhora resistência a fluência do aço e aumenta a resistência a corrosão alveolar 22/04/

65 Até 2,5% de Cr ligeiro aumento na resistência à fluência, percentuais maiores reduzem essa resistência (exceto no inox austenítico - Ni). Até 2,5% de Cr alta temperatura, grandes eforços meânicos e baixa corrosão resistência a fluência. Maior % de Cr alta temperatura, reduzidos eforços meânicos e alta corrosão resistência à oxidação ou a corrosão, hidrocarbonetos quentes e serviços com hidrogênio. Sofrem fratura frágil repentina se utilizados em temperatura abaixo de 0ºC Os aços-liga contendo Ni são especiais p/ baixas temperaturas; quanto maior o % de Ni mais baixa é a temperatura de utilização. Principais especificações ASTM Tubulações Industriais Tubos de Aço Liga - Especificações Tubos s/ costura: A-335 (aços-liga Mo e Cr-Mo) A-333 (aços-liga Ni) Tubos c/ costura: A-671 (aços-liga 2 ½ Ni e 3 ½ Ni ) A-672 (aço-liga ½ Mo ) e A-691 (aços-liga Cr-Mo). 22/04/

66 Tubos de Aços Inoxidáveis - Propriedades Austeníticos: não magnéticos, 16 a 26% Cr e 6 a 22% Ni Extraordinária resistência a fluência e a oxidação, exceto os de baixo C (304L e 316L limite de 400ºC, menor resistência mecânica), mantém-se dúctil mesmo em temperaturas extremamente baixas. O 304 e 316 e outros não estabilizados estão sujeitos a precipitação de carbonetos de Cr (sensitização) entre 450 e 850ºC, diminuindo a resistência a corrosão e sujeito a corrosão intergranular em meios ácidos. Pode ser controlado pela adição de Ti, Ta e Nb (aços estabilizados 321, 347 e 348) ou diminuindo o C (série L). Presença de íons de Cl em geral pode causar severa corrosão alveolar e sob-tensão Utilizado em serviços para temperaturas elevadas, temperaturas muito baixas (criogênicos), meios corrosivos oxidantes, produtos alimentícios e farmaceutícos, hidrogênio em pressões e temperaturas elevadas 22/04/

67 Tubos de Aços Inoxidáveis - Propriedades Ferríticos e Martensíticos: menor resistência fluência e a corrosão, menor temperatura de início de oxidação, temperaturas limites de uso mais baixas. Mais baratos, menos sujeitos a corrosão alveolar e sob-tensão, difíceis de soldar e não adequado p/ baixas temperatura. Principal especificação ASTM: A-312, tubos com e sem costura. 22/04/

68 Tubos de Aços Inoxidáveis - Propriedades Principais elementos de liga Cr, Ni, Mo. Baixa liga el. Liga 5 % Média liga % el. Liga 10 % Alta liga el. Liga 10 % Inoxidável adição de no mínimo 12 % Cr Austeníticos Ferríticos Martensíticos Duplex; EPP Usados quando a temperatura ou condições específicas (corrosão, contaminação) impedem o uso do aço carbono. Dificuldades Disponibilidade Preço (4 vezes o aço carbono) Soldabilidade 22/04/

69 Tubos de Aço Inoxidáveis Fatores de influência dos elementos Aumenta resist. À oxidação em temperatura elevada Cromo Aumenta resistência à corrosão Até 2 ½ % aumenta resistência à fluência Molibdênio: aumenta resistência à fluência e ao escoamento; Níquel: Confere maior resistência mecânica a baixa e alta temperatura; Aumenta a resistência a corrosão. 22/04/

70 Oxidação ao Ar Influência do Cr. Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

71 Resistência à Fluência: Influência do Mo. Tensão para ruptura por fluência em horas. Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

72 Tenacidade: Influência do Ni. Tubulações Industriais Resistência ao impacto do açoliga 3 ½ % Ni e do Níquel. Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

73 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

74 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

75 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

76 Fonte: Materiais para equipamentos de processo, P.C. Silva Telles, Ed Interciência. 22/04/

77 Tubos de Ferros Fundido - Propriedades Ligas de FeC > 6% C; Ferro fundido nodular adição de Si, Cr ou Ni Aumenta a resistência mecânica; Ferro fundido branco não utilizado; Excesso de grafita, torna frágil, e com péssima soldabilidade; Baixa resistência mecânica (tração, compressão e choques); Boa resistência à corrosão; Boa resistência ao desgaste e abasão; Uso em h2o, h2o salgada, esgoto (baixa pressão); Especificação: ASTM A-74; ASTM A-37; EB-43 e P-EB-137 DA ABNT. 22/04/

78 Tubos de Materiais Não-ferrosos - Propriedades Melhor resistência à corrosão que o aço carbono; Menor resistência mecânica ; Melhor condutibilidade térmica; Menor peso especifico; Melhor comportamento em baixas temperaturas; Maior custo. 22/04/

79 Tubos de Materiais Não-ferrosos - Propriedades Cobre e suas Ligas: excelente resistência ao ataque atmosférico, álcalis, ácidos diluídos. Sujeitas a CST em contato com a amônia, aminas e compostos nitrados. Faixa de trabalho 180º a 200ºC. Principais especificações: B-88 (cobre), B-111 (latão) e B-466 (cupro-níquel). Alumínio e suas Ligas: leves (1/3 do peso dos aços) boa resistência a atmosfera, água e compostos orgânicos inclusive ácidos orgânicos. Baixa resistência mecânica, sendo melhorada com a adição de Fe, Si, Mg. Excelentes para serviços criogênicos (-270ºC). Principal especificação: B Níquel e suas Ligas: Ni comercial, metal Monel (67% Ni, 30% Cu), Inconel (80%Ni e 13% Cr). Excelente resistência a corrosão, boa qualidade mecânica, resistência a temperatura elevada e baixa. Monel: água salgada, H2SO4 diluído, HCl diluído. Temp de 550ºC. Níquel: 1050ºC e 1100ºC Incoloy. 22/04/

80 Tubos de Cobre e Suas Ligas - Propriedades Cobre puro = ASTM B-88; ASTM B-75; ASTM B-111. Latão = Cobre + Zinco = ASTM B-111. Bronze = Cobre + Silicio = ASTM B-315. Cupro-Níquel = ASTM B-466. Devido ao alto coeficiente de transmissão de calor são usualmente empregados em serpentinas, como tubos de aquecimento ou refrigeração; Não devem ser empregados para produtos alimentares ou farmacêuticos pelo fato de deixarem resíduos tóxicos pela corrosão Alta condutibilidade elétrica ; Custo elevado. 22/04/

81 Tubos de Alumínio e Suas Ligas - Propriedades Alumínio = ASTM B88 (tempera L ou K). A resistência mecânica é muito baixa; Baixo peso especifico; Ótimo desempenho em baixas temperaturas; A adição de Si, Mg ou Fe melhora a resistência mecânica; Devido ao alto coeficiente de transmissão de calor são empregados em serpentinas, como tubos de aquecimento ou refrigeração. 22/04/

82 Tubos de Níquel e Suas Ligas - Propriedades MONEL (67 % Ni, 30 % Cu) = ASTM B164 INCONEL (72 % Ni, 15 % Cr; 8 % Fe) = ASTM B168 INCOLOY (42 % Ni, 22 % Cr; 20 % Fe, 3 % Mo; 2 % Cu) = ASTM B564 HASTELlOY (60 % Ni, 28 % Mo, 5 % Fe, 2.5 % Co) = ASTM B622 Alta resistência à corrosão; Boa resistência a altas e baixas temperaturas; Alto custo. 22/04/

83 Tubos de Materiais Não-metálicos - Propriedades A utilização de tubos de plástico tem crescido nos últimos anos, principalmente como substitutos para os aços inoxidáveis. Cerâmica; Fibro-cimento; EPDM; PTFE; PEAD/PEBD; PVC; PCVC; PVA; PP. 22/04/

84 Tubos de Materiais Não-metálicos - Propriedades Desvantagens: Baixa resistência ao calor Baixa resistência mecânica Pouca estabilidade dimensional Insegurança nas informações técnicas Alto coeficiente de dilatação Alguns plásticos podem ser combustíveis Vantagens: Baixo peso específico; Alta resistência à corrosão Coeficiente de atrito muito baixo Facilidade de fabricação e manuseio Baixa condutividade térmica e elétrica 22/04/

85 Fim!!! 22/04/