Projeto ABNT 15280-1/ASME B31.4 Condições de Projeto Pressão Regime Permanente Condição Estática Transiente
Capítulo II Projeto ASME B31.4
Projeto
Capítulo II Projeto ASME B31.4 Condições de Projeto Temperatura - 30 o C < T < 120 o C Propriedades Mecânicas = Cuidado especial Temperaturas baixas Ambiente Expansão do fluido (aumento da pressão causado pelo aquecimento do fluido em um componente estático)
Impacto Vento Terremoto Carregamentos Dinâmicos Vibração Recalque do solo Ondas e correntes Reação de jato Carregamento Peso Carregamento vivo (peso fluido) Carregamento morto (peso tubo e componentes, cobertura, revestimento) Carregamento de contração e expansão térmica
Carregamento de contração e expansão térmica Bloco de ancoragem
Projeto Mecâncio Determinar a espessura de parede em função da pressão Tubo D/t Tensão circunferencial ao longo da espessura de parede Parede grossa Parede fina <20 >20 Variável Constante Dutos de transporte 40<D/t<100 Dutos de parede fina cálculo da espessura pela Fórmula de P. D Barlow - σ = h 2. t
Tensão Circunferencial (Hoop Stress) σ h = P.D 2.t σ L = P.D 4.t P t = espessura de parede P = Pressão interna D = Diâmetro σ h = Tensão circunferencial (hoop stress)
Projeto Mecânico de Oleoduto CODE Barlow Equation H oop Stress Factor (using t code ) ASM E B31.4 ASM E B31.8 IGE/TD/1 BS 8010 Sect 2.8 BS 8010 Part 3 CSA Z662 ISO CD 13623 σ h σ h σ h σ h σ h σ h σ h = = = = = = = pi. OD 2. t nom pi. OD 2. t nom pi. OD 2. t m in pi. OD 2. t m in pi. OD 2. t m in pi. OD 2. t nom pi.( OD t min ) 2. t * * * * * * min * H oop Stress Factor (using t nom and O D) 0.72 0.72 10% M axim um In cidental Pressure 0.80 0.80 10% (<=0.72) 4% (>0.72) 0.72 0.65 10% 0.72 0.65 10% 0.72 0.65 10% 0.80 0.80 10% 0.77-0.83 0.76 10% NEN 3650 σ h = pi.( OD t min ) 2. t min * 0.72 0.66 15% pren 1594 σ h = pi. OD 2. t m in * 0.72 0.65 15%
P.D P.D σ h = 2.t t = 2. σ h t = espessura de parede P = Pressão interna D = Diâmetro nominal σ h = Tensão circunferencial (hoop stress)
Projeto Mecânico de Oleoduto Norma ASME B31.4 Para σ h =S, onde: S = 0,72.E.SMYS (tensão admissível do material) E = fator de eficiência de junta Fator de projeto = 0,72 P.D P.D t = t = 2.σ h 2.S
Fator de Projeto Originado nos anos 30 nos EUA; Historicamente os testes de fábrica eram feitos a 90% do SMYS; Os operadores concordaram que um fator de segurança de 1,25 era razoável; Nos anos 60 a máxima tensão de projeto de 72%SMYS foi incorporada nas normas B31.4 e B31.8; Não tem nenhum significado estrutural é apenas histórico.
Fator de Eficiência de Junta Espec. No. API 5L Classe de Tubo Sem costura Fator E 1,00 API 5L API 5L API 5L Soldado a resistência elétrica Com solda elétrica autógena de topo Soldado a arco submerso 1,00 1,00 1,00 API 5L Soldado a topo/ forno 0,60
Projeto Mecânico de Gasoduto Norma ASME B31.8 Para σ h =S, onde: S = SMYS F = Fator de Projeto t = P. D E = fator de eficiência de junta T = Fator de temperatura 2. S. F. E. T
Projeto Mecânico de Gasoduto Norma ASME B31.8
Fator de Temperatura Temperatura, C 120 ou menos 150 180 200 230 Fator de Redução de Temperatura T 1 0,966 0,929 0,905 0,870
Variação do Limite de Resistência em Função da Temperatura
Fator de Projeto Classe de Locação Fator de Projeto F Classe de Locação 1 0,72 Classe de Locação 2 0,60 Classe de Locação 3 0,50 Classe de Locação 4 0,40
Fator de Projeto
Fator de Projeto
Classe de Locação 1 Instalação Div. 1 Div. 2 2 3 4 Gasodutos 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40 Cruzamentos de rodovias, ferrovias, sem proteção: (a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40 (b) Estradas públicas sem melhorias 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40 (c) Estradas, rodovias ou ruas públicas, com superfície dura e ferrovias 0,60 0,60 0,50 0,50 0,40 Cruzamentos de estradas, ferrovias, com proteção: (a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40 (b) Estradas públicas sem melhorias 0,72 0,72 0,60 0,50 0,40 (c) Estradas, rodovias ou ruas públicas com superfície dura e ferrovias 0,72 0,72 0,60 0,50 0,40 Invasão paralela de gasodutos em estradas/rodovias: Fator de Projeto para Gasodutos (a) Estradas privadas 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40 (b) Estradas públicas sem melhorias 0,80 0,72 0,60 0,50 0,40 (c) Estradas, rodovias ou ruas públicas com superfície dura e ferrovias 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40 Conjuntos pré-fabricados (v. par. 841.121) 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40 Gasodutos em pontes (v. par. 841.122) 0,60 0,60 0,60 0,50 0,40 Tubulação de estação compressora 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40 Próximo a concentração de pessoas em Classes de Locação 1 e 2 [v. par. 840.3(b)] 0,50 0,50 0,50 0,50 0,40
Fator de Projeto para Oleodutos Tipo de Instalação Fator de projeto Categoria I Categoria II Cruzamento rodoviário ou ferroviário com tubo camisa Travessia Geral Cruzamento rodoviário ou ferroviário sem tubo-camisa; interferência paralela; ponte com tráfego veicular 0,72 0,72 0,6 0,6 Bases, Estações e Terminais 0,6 Lançadores e recebedores Tubulação de píer Para duto em píer, o fator 0,6 deve ser estendido no mínimo até 100 m de afastamento do mar, no rio ou lago
Sobreespessura de Corrosão Função do potencial de corrosão Valor mínimo = 1,3 mm Produtos claros com adição de inibidor admite-se 0,75 mm
Espessura mínima de parede Reduzir ocorrência de: amassamento e ovalização nas extremidades, decorrentes de transporte e manuseio de tubos Enrugamento durante o curvamento a frio
Espessura mínima Norma NBR15280
Espessura mínima de parede Norma ABNT - 12712
Passos para o Cálculo da Espessura Final de Parede 1 Cálculo da espessura em função da pressão, do diâmetro, da tensão admissível, a qual varia com a temperatura e é reduzida pelo fator de projeto e de junta 2 Acrescentar sobreespessura de corrosão 3 Comparar com valores mínimos de parede 4 Seleção de espessura comercial imediatamente acima da calculada.
Área de Válvula Mudança de espessura trecho aéreo
Curvamento a Frio (curva de campo) Curvas feitas em campo para acompanhar o perfil do terreno, feitas por dobramento de tubos retos
Curvamento a Frio (curva de campo) É um processo de curvamento de tubos retos com emprego de forças aplicadas por meio de dispositivos hidráulicos (Golpes). O ângulo central máximo β de uma curva de campo é fixado no conforme fórmula ou tabela a seguir: 1 180 β = R π
Curvamento a Frio A diferença entre o maior e o menor dos diâmetros externos, medidos em qualquer seção do tubo, após o curvamento, não pode exceder 2,5 % do seu diâmetro externo especificado na norma dimensional de fabricação
Em tubos com costura, não é permitida a coincidência da solda longitudinal com a geratriz mais tracionada ou mais comprimida, devendo o curvamento ser executado de forma que a solda longitudinal seja localizada o mais próximo possível do eixo neutro do tubo curvado, com uma tolerância de ± 30 ; Nos curvamentos de tramos que contenham uma solda circunferencial, deve ser deixado um comprimento reto mínimo de 1 m para cada lado da solda Circunferencial Não é permitido enrugamentos
Curvas Forjadas Utilizadas em instalações aéreas, próximo aos lançadores/recebedores de pigs e estações de bombeamento. Curvas padronizadas 1DN, 1,5DN e 3 DN 45º, 90º e 180º
Curvamento a Quente (curvas por indução) Processo de curvamento por indução eletromagnética de alta frequência, com aquecimento localizado em temperaturas elevadas, seguido de um curvamento mecânico e resfriamento forçado
Curvamento a Quente Após o curvamento as paredes das regiões tracionadas e comprimidas devem ser iguais ou superiores às espessuras mínimas para resistir a pressão interna. Admite-se que a curva obtida possua a mesma tensão mínima de escoamento do tubo ABNT NBR15273
Curva em Gomos Não se permite o uso de curva em gomos em duto Um desvio angular de até 3, causado por erro de alinhamento entre dois tubos soldados, não constitui uma curva em gomos e, portanto, não requer considerações particulares para o cálculo da pressão de projeto; entretanto, no cálculo da tensão de flexão, qualquer desvio angular entre dois segmentos retos, deve ser considerado para efeito de concentração de tensões.