Materiais para tubulaçao Vol

Materiais para tubulaçao Vol

(Parte 1 de 10)

É com muito amor e carinho que dedico inteiramente esta obra aos meus alunos da FATEC-SP, a causa primeira deste trabalho.

Também desejo dedicá-la a minha esposa Cleuza e às minhas filhas.

“Amarás o Senhor teu Deus, com todo teu coração, com toda tua alma e com toda tua mente.” Mateus 2,37

Agradeço a minha filha Íris Cristina que na época da implantação da disciplina suplementar “Materiais para Tubulação” executou todo o trabalho de digitação, xerocopiou catálogos, recortou e colou figuras no sentido de viabilizar a edição daquela apostila que foi a precursora deste trabalho.

Agradeço a auxiliar de docente e minha ex-aluna Lis Eulália Cabrini que muito contribuiu com a digitação e principalmente com a formatação de textos e tabelas.

Agradeço ainda a todos, professores e funcionários do Departamento de Hidráulica pelo incentivo.

E finalmente agradeço ao Senhor meu Deus por esta oportunidade de compartilhar meus parcos conhecimentos.

Desde o início de meus trabalhos com projetos de tubulação já me interessei de uma maneira muito especial pela especificação técnica. Esse fascínio pela disciplina me levava à procura de maiores conhecimentos desses materiais e ao estudo de procedimentos e das normas técnicas pertinentes. Como muitos tive grandes dificuldades neste sentido pois o maior obstáculo era a carência de bibliografia da disciplina. Fui adquirindo meus conhecimentos com a aquisição dos poucos livros existentes no mercado sobre o assunto e, principalmente, na vida prática, em empresas de engenharia consultiva e no chamado “chão de fábrica”. No início da década de 1990 fui animado pelo Departamento de Hidráulica a implantar a disciplina suplementar “Materiais para Tubulação” sobre este fascinante assunto. Desde o início esta disciplina suplementar foi muito procurada pelos alunos da FATEC das modalidades de civil, de mecânica e de soldagem e não demorou muito para este curso se tornar muito conhecido na FATEC a ponto de se tornar uma disciplina “obrigatória” para os alunos com interesse na área de tubulação. De início foi elaborada uma pequena apostila para acompanhamento da disciplina suplementar que ainda hoje alguns ex-alunos a conservam em sua vida profissional. Com a implantação do curso de Hidráulica e Saneamento Ambiental a disciplina Materiais para Tubulação passou a ser curricular e então nasceu a idéia de se elaborar um manual técnico para acompanhamento da disciplina que em princípio deveria se chamar “Manual Técnico de Válvulas Manuais e Componentes para Tubulação em Materiais Ferrosos” mas em homenagem à disciplina o manual passou a se chamar simplesmente “Materiais para Tubulação” como também era conhecida a nossa primeira apostila. Este manual técnico tem como objetivo principal o estudo da aplicação de materiais para tubulação no âmbito acadêmico, como acompanhamento da disciplina Materiais para Tubulação e deverá, por si só, ser suficiente em todos os sentidos, ter a teoria básica, a aplicação, a especificação do material, as iv dimensões, as fotos e os principais fabricantes para que o aluno tenha tudo à mão, sem ter que recorrer a catálogos ou normas técnicos no momento de executar um trabalho acadêmico. Os fabricantes e os produtos aqui mencionados são aqueles existentes no mercado na época da elaboração deste manual técnico e, portanto, para uma referência profissional, haverá a necessidade da confirmação de todos os dados do produto em um catálogo atualizado visto que melhorias e modificações acontecem de uma forma dinâmica. O Manual Técnico atualmente está dividido em três volumes; o primeiro volume faz um apanhado sobre os materiais metálicos, o segundo volume é sobre tubos e conexões e o terceiro volume sobre válvulas e acessórios. O quarto volume, sobre exercícios, em breve deverá fazer parte deste trabalho.

Professor Célio Carlos Zattoni Julho de 2005

ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 1

1. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS FERROSOS 1

1.1. AÇO CARBONO 1 1.2. AÇO LIGA 2 1.3. AÇO INOXIDÁVEL 2 1.4. FERRO FUNDIDO 2

2. EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA 4 2.1. INTRODUÇÃO 4

3. EFEITOS DA TEMPERATURA 5

3.1. FLUÊNCIA 5 3.2. MÓDULO DE ELASTICIDADE (MÓDULO DE YOUNG) 5 3.3. LIMITE DE RESISTÊNCIA 5 3.4. FRATURA FRÁGIL 5

4. CORROSÃO 7

4.1. CORROSÃO 7 4.2. CORROSÃO ELETROQUÍMICA 7 4.2.1. CAUSAS DA CORROSÃO 7 4.2.2. TIPOS DE CORROSÃO 8 4.3. PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 10 4.3.1. FATORES QUE INFLUENCIAM A CORROSÃO 10 4.3.2. PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 1 4.3.3. COMO EVITAR A CORROSÃO 1

5. NORMAS 14

5.1. INTRODUÇÃO 14 5.2. EXEMPLOS DE NORMAS NBR / ABNT 17 5.3. EXEMPLOS DE NORMAS ASME / ANSI 18 5.4. EXEMPLOS DE NORMAS MERCOSUL 18 5.5. EXEMPLOS DE NORMAS DIN 18 5.6. EXEMPLOS DE NORMAS ASTM 19 5.7. EXEMPLOS DE NORMAS API 19

6. MEIOS DE LIGAÇÃO 20

6.1. MEIOS DE LIGAÇÃO 20 6.2. LIGAÇÕES ROSCADAS 20 6.3. LIGAÇÕES SOLDADAS 20 6.4. LIGAÇÕES FLANGEADAS 21 6.4.1. TIPOS DE FLANGES 2 6.4.2. FACEAMENTO DOS FLANGES 2 6.4.3. ACABAMENTO DA FACE DOS FLANGES 23

6.4.4. CLASSES DE PRESSÃO 23 6.4.5. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 23 6.5. LIGAÇÕES DO TIPO PONTA E BOLSA 24 6.5.1. PONTA E BOLSA COM JUNTA ELÁSTICA 24 6.5.2. PONTA E BOLSA COM JUNTA MECÂNICA 24 6.5.3. PONTA E BOLSA COM JUNTA TRAVADA 25 6.6. OUTROS TIPOS DE LIGAÇÃO 25 6.6.1 LIGAÇÕES SANITÁRIAS 25 6.6.2. ENGATES 27 6.6.3. DERIVAÇÕES SOLDADAS TIPO “BOCA-DE-LOBO” 27 6.6.4. PEQUENAS DERIVAÇÕES COM USO DE MEIA-LUVA 27 6.6.5. DERIVAÇÕES COM USO DE COLARES E SELAS 28 6.6.6. SUGESTÃO PARA A ESCOLHA DO TIPO DE DERIVAÇÃO 28

7. TUBOS 30

7.1. INTRODUÇÃO 30 7.2. CLASSIFICAÇÃO QUANTO À APLICAÇÃO 30 7.3. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 30 7.4. CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DE TUBOS 31 7.4.1. REQUISITOS SEGUNDO A NORMA ASME / ANSI B31.3 31 7.4.2. SELEÇÃO DA ESPESSURA NORMALIZADA 31 7.4.3. RELAÇÃO ENTRE O DIÂMETRO NOMINAL E A ESPESSURA 32 7.4.4. LIMPEZA NAS TUBULAÇÕES 32 7.4.5. PRESSÃO DE TESTE 32 7.5. EMPREGO DE CORES PARA IDENTIFICAÇÃO DE TUBULAÇÕES – NBR 6493 3

8. ISOLAMENTO TÉRMICO 34

8.1. INTRODUÇÃO 34 8.2. ISOLAMENTO TÉRMICO A FRIO 34 8.3. NORMAS A CONSULTAR 34 8.4. MATERIAIS 34 8.5. ISOLAMENTO TÉRMICO A QUENTE 35 8.6. NORMAS DA ABNT A CONSULTAR 35 8.7. MATERIAIS 36 8.8. APLICAÇÃO DE ISOLANTES TÉRMICOS (FRIO OU QUENTE) 37

9. TABELAS TÉCNICAS 38

9.1. COMPARAÇÃO ENTRE DIVERSOS TIPOS DE AÇO INOX 38 9.2. FORMAS DE APRESENTAÇÃO DE DIVERSOS TIPOS DE AÇO 38 9.3. PROPRIEDADES DOS AÇOS-LIGA EM FUNÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E SUAS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS 39 9.4. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5580 40 9.5. TABELAS DE DIMENSÕES DE TUBOS CONFORME ABNT NBR 5590 41 9.6. NORMA ASME / ANSI B36.10 – AÇO CARBONO E AÇO LIGA 42 9.7. NORMA ASME / ANSI B36.19 – AÇO INOX 47 9.8. DIMENSÕES E PESOS PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA – PADRÃO OD 49 9.9. COMPOSIÇÃO QUÍMICA PARA TUBOS DE AÇO INOX COM E SEM COSTURA 50 9.10. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA AÇOS DE TUBOS DE AÇO CARBONO 51 9.1. TENSÃO ADMISSÍVEL PARA TUBOS DE AÇO INOX 52 9.12. TENSÃO ADMISSÍVEL EM FLANGES DE AÇO – CONFORME ASME / ANSI B16.5 54 9.13. TUBOS DE AÇO CARBONO – CARACTERÍSTICAS GERAIS 5 9.14. TUBOS DE AÇO INOX – CARACTERÍSTICAS GERAIS 56 9.15. MÓDULO DE ELÁSTICIDADE 57 9.16. LIMITES MÁXIMOS DE TEMPERATURA 57 9.17. PRINCIPAIS ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PARA TUBOS 58

ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 2

1. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL 59

1.1. INTRODUÇÃO 59 1.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 59 1.3. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 10 – ROSCA BSP 60 1.3.1. TABELA DE PRESSÃO 62 1.3.2. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 60 1.3.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 60 1.3.4. APLICAÇÃO 60 1.4. TABELA DIMENSIONAL 61

2. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 150 – ROSCA NPT 72

2.1. TABELA DE PRESSÃO 72 2.1.1. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 72 2.1.2. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 72 2.1.3. APLICAÇÃO 72 2.2. TABELA DIMENSIONAL 73

3. CONEXÕES DE FERRO MALEÁVEL CLASSE 20 – ROSCA NPT 78

3.1. PRESSÃO DE SERVIÇO – ASME / ANSI B16.3 78 3.2. PRESSÃO DE SERVIÇO – ASME / ANSI B16.39 78 3.3. PRESSÃO DE SERVIÇO – NBR 6925 78 3.4. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 79 3.5. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 79 3.6. APLICAÇÃO 79 3.7. TABELA DIMENSIONAL 79 3.8. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 83

4. CONEXÕES DE AÇO FORJADO 85

4.1. INTRODUÇÃO 85 4.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 85 4.3. NORMAS DE FABRICAÇÃO 86 4.4. CORRELAÇÃO ENTRE TUBO E CONEXÃO 86 4.5. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 2000# - ROSCADO 86 4.5.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 87 4.6. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 3000# - ROSCADO 87 4.6.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 8 4.7. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 6000# - ROSCADO 8 4.7.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 8 4.8. BUCHA DE REDUÇÃO E BUJÃO 89 4.8.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 89 4.9. UNIÃO ROSCADO - CLASSES 2000# E 3000# 90 4.9.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 90 4.10. UNIÃO ROSCADO - CLASSE 6000# 90 4.10.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 91 4.1. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 3000# - ENCAIXE E SOLDA 91 4.1.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 92 4.12. TABELA DIMENSIONAL - CLASSE 6000# - ENCAIXE E SOLDA 92 4.12.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 92 4.13. UNIÃO ENCAIXE E SOLDA - CLASSE 3000# 93

4.13.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 93 4.14. UNIÃO ENCAIXE E SOLDA - CLASSE 6000# 93 4.14.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 94 4.15. REDUÇÃO DE ENCAIXE 94 4.15.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 94 4.16. COLAR DE TOPO - STANDARD E EXTRA-FORTE 94 4.16.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 95 4.17. COLAR ROSCADO - CLASSES 3000# E 6000# 95 4.17.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 95 4.18. COLAR DE ENCAIXE E SOLDA - STANDARD E SCH 160 95 4.18.1. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 96 4.19. COLAR DE TOPO DE REDUÇÃO - STANDARD E EXTRA-FORTE 96 4.20. COLAR ROSCADO DE REDUÇÃO - CLASSE 3000# 96 4.21. COLAR ROSCADO DE REDUÇÃO - CLASSE 6000# 97 4.2. COLAR ENCAIXE E SOLDA DE REDUÇÃO - STANDARD E EXTRA-FORTE 97 4.23. COLAR ENCAIXE E SOLDA DE REDUÇÃO - SCH 160 97 4.24. EXEMPLOS DE LISTA DE MATERIAL 98

5. CONEXÕES TUBULARES DE AÇO FORJADO 100

5.1. INTRODUÇÃO 100 5.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 100 5.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 100 5.4. APLICAÇÕES 101 5.5. DIMENSÕES CONFORME ASME / ANSI B16.9 E B16.28 101 5.6. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 110

6. CONEXÕES DE AÇO INOXIDÁVEL 112

6.1. DIMENSÕES CONFORME ASME / ANSI B16.9 E B16.28 112 6.2. PESTANAS - MSS-SP 43 119 6.2.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 119 6.3. PESTANAS - ASME /ANSI B16.9 120 6.3.1. EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 121 6.4. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 121

7. TUBOS E CONEXÕES DE FERRO FUNDIDO 122

7.1. INTRODUÇÃO 122 7.2. TABELA DE PRESSÃO – TUBOS PONTA E BOLSA 122 7.3. TABELA DE PRESSÃO – TUBOS COM FLANGES 123 7.4. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 123 7.5. APLICAÇÃO 123 7.6. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 123 7.7. TUBOS DE SÉRIE K7 124 7.8. TUBOS DA SÉRIE K9 125 7.9. TUBOS E CONEXÕES DE FERRO FUNDIDO 125 7.10. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 138

8. FLANGES 139

8.1. INTRODUÇÃO 139 8.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 139 8.3. FLANGES CONFORME A NORMA ANSI 139 8.4. AÇO CARBONO PARA FLANGES 140 8.5. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 140

8.6. TABELA DE DIMENSÕES - CLASSES 125# E 150# 141 8.7. TABELA DE DIMENSÕES - CLASSES 250# E 300# 142 8.8. TABELA DE DIMENSÕES - FLANGES DE REDUÇÃO 143 8.9. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 143 8.10. FLANGES CONFORME NORMA DIN 143 8.1. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN10 144 8.12. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN16 145 8.13. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN25 146 8.14. DIMENSÕES DOS FLANGES CONFORME NORMA DIN PN40 147 8.15. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 148

9. CONEXÕES GOMADAS DE AÇO CARBONO 149

9.1. INTRODUÇÃO 149 9.2. PRINCIPAIS FABRICANTES 149 9.3. EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 149 9.4. APLICAÇÕES 149 9.5. TABELA DE DIMENSÕES CONFORME AWWA C208 149 9.6. EXEMPLO DE APLICAÇÃO 175 9.7. EXEMPLO DE LISTA DE MATERIAL 176

10. OUTRAS CONEXÕES 178

(Parte 1 de 10)

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