Tubulações industriais perguntas e respostas

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

Faculdade de Engenharia - Departamento de Engenharia Química

TUBULAÇÕES

Disciplina: Equipamentos de Utilidades Industriais I

Professor: Luciano Peske Ceron

Aluna: Patrícia Missel

Outubro, 2013.

QUESTÕES

1. Quais os principais materiais para fabricação de tubos?

Os materiais para fabricação de tubos são muito variados, podendo ser divididos em grupos:

a) Metálicos

        a1) Ferrosos: aços-carbono, aços-liga, aços inoxidáveis, ferro forjado, ferro fundido, ferros ligado e ferro nodular.

a2) Não-ferrosos: cobre, latões, cobre-níquel, alumínio, níquel e ligas, metal monel, cumbo, titânio e zircônio.

        b) Não-metálicos: plásticos (PVC, polietileno, acrílicos, acetato de celulose, epóxi, poliésteres, fenólicos), cimento-amianto, concreto armado, barro vidrado, elastômeros, vidro, porcelanas e cerâmicas.

2.Quais os fatores que você levaria em consideração na seleção do material de uma tubulação?

Para que o material seja selecionado, é requerida uma série de considerações:

a) Fluido conduzido: natureza e concentração do fluido, impurezas, contaminantes, pH, velocidade, toxidade, resistência a corrosão, possibilidade de contaminação.

b) Condições de serviço: temperatura e pressão;

c) Nível de tensões no material: pressão do fluido, ação do vento, dilatações, sobrecargas e esforços de montagem;

d) Natureza dos esforços mecânicos: tração, compressão, flexão, esforços estáticos ou dinâmicos, choques, vibrações e esforços cíclicos;

e) Disponibilidade dos materiais;

f) Sistema de ligações;

g) Custo dos materiais: diretos e indiretos(tempo de vida, etc.)

h) Segurança;

i) Facilidade de fabricação e montagem: soldabilidade, usinabilidade, facilidade de conformação, entre outros;

j) Tempo de vida previsto.

3. Quais os processos de fabricação de tubos sem costura? E na costura? Há alguma vantagem em se utilizar tubos sem costura ao invés de tubos com costura?

Para tubos sem costura, o processo de fabricação pode ser por laminação (para diâmetros pequenos), extrusão (para diâmetros grandes) ou por fundição (para ferro fundido, aços especiais não forjáveis, concreto, cimento-amianto e barro-vidrado). Para tubos com costura, a fabricação é por solda, sendo este o processo de maior importância.  O processo de fabricação não influencia na qualidade do tubo.

4. Qual o tipo de aço mais utilizado em tubulações industriais?

O aço mais utilizado em tubulações industriais é o aço-carbono, uma vez que é o aço que apresenta uma relação de custo/resistência melhor, além de ser facilmente encontrado.

5. Para que tipo de fluido usa-se tubos de aço-carbono?

        

        O aço-carbono é muito utilizado em tubulações que transportam água doce, vapor condensado, ar comprimido, óleo, gases e outros fluidos pouco corrosivos.

6. Quais os limites de temperatura para utilização de tubos aço-carbono?

        Nas altas temperaturas, o aço-carbono pode ser utilizado a 450˚C para serviço severo e a 480˚C para serviço não severo em tubulações secundárias. A 520˚C há uma condição máxima, de uso eventual e de curta duração, não podendo haver grandes esforços mecânicos. Já a  370˚C começa deformação por influência, e a 530˚C começa uma oxidação superficial intensa (escamação), formando crostas de óxidos.

Nas baixas temperaturas, o aço-carbono passa de dúctil para frágil, podendo sofrer fraturas frágeis, principalmente a partir de -45˚C. Com isso, tal material não é utilizado nessas faixas de temperatura.

7. O que são ligas? Quais os tipos?

        Ligas  em aços são aços que contêm outros elementos (além daqueles que compõem o aço-carbono), como cromo, níquel e molibdênio. Tais aços podem ser classificados quanto a quantidade de elementos de liga, podendo ser aços de baixa liga ( até 5% de elementos de liga), aços de liga intermediária ( 5-10% de elementos de liga) e aços de alta liga (mais de 10% em elementos de liga).

8. Quais as vantagens e desvantagens na utilização de tubos de aço-liga em relação ao aço-carbono?

        As desvantagens na utilização de aços-liga em relação aos aços-carbono, são que aqueles são muito mais caros e apresentam montagem, soldagem e conformação muito mais difíceis do que estes. Por outro lado, as vantagens estão presentes em algumas aplicações dos aços-liga, como em temperaturas altas e baixas, as quais os aços-carbono não resistem.

9. Se você tivesse que optar entre um tubo de aço-carbono e um de aço-inox para uma tubulação que ocorre problemas de corrosão, em que se basearia sua decisão?

Se eu tivesse que optar entre um tubo de aço-carbono e um de aço-inox, minha decisão seria baseada em um ponto principal: a relação custo/resistência. Apesar de o aço-inox ser mais caro que o aço-carbono, para a situação de corrosão, ele é mais adequado, pois os resíduos da ação da corrosão nos aços-carbono pode prejudicar o fluido que está escoando.