DESENHO DE MÁQUINAS IV
DESENHO DE TUBULAÇÕES
INDUSTRIAIS
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Professor: BRUNO CAMPOS PEDROZA, D.Sc.
Email: [email protected]
Celular: (21) 9762-1618
Marca
Instituição
Ensino
PROGRAMAÇÃO DA AULA
1. VÁLVULAS
2. IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
VÁLVULAS
DEFINIÇÃO
Válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e
interromper o fluxo em uma tubulação.
VÁLVULAS
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES
•
São os acessórios mais importantes existentes nas tubulações,
portanto, merecem o maior cuidado na sua seleção, especificação e
localização.
•
Em qualquer instalação deve haver sempre o menor número possível
de válvulas, compatível com o funcionamento da mesma, pois são
peças caras, onde há sempre possibilidade de vazamentos e que
introduzem perdas de carga, às vezes de grande valor.
VÁLVULAS
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES
•
Representam, em média, cerca de 8% do custo total de uma
instalação de processo.
•
Sua localização deve ser estudada com cuidado, para que a
manobra e a manutenção das mesmas sejam fáceis, e para que as
válvulas possam ser realmente úteis.
VÁLVULAS
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
•
São válvulas que se destinam apenas a estabelecer ou interromper o
fluxo, isto é, só devem funcionar completamente aberta ou
completamente fechada.
•
Costumam ser sempre do mesmo diâmetro nominal da tubulação.
VÁLVULAS
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS
VÁLVULAS DE REGULAGEM
•
São destinadas especificamente para controlar o fluxo, podendo por
isso trabalhar em qualquer posição de fechamento parcial.
•
Por motivo de economia são, às vezes, de diâmetro nominal menor do
que a tubulação.
VÁLVULAS
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS
VÁLVULAS QUE PERMITEM O FLUXO EM UM SÓ SENTIDO
VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO A MONTANTE
VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO A MONTANTE
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
CORPO
•
É a parte principal da carcaça na qual estão as sedes onde se
assenta a peça de fechamento, bem como as extremidades para
ligação às tubulações.
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
CORPO
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
CASTELO
•
É a parte superior da carcaça, que se desmonta para acesso ao
interior da válvula
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
CASTELO
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
MECANISMO INTERNO E GAXETAS
•
O mecanismo interno da válvula (haste, peças de fechamento) e as
sedes, no orifício da válvula, onde o mesmo se assenta, chama-se
“trim” da válvula.
•
São as partes mais importantes da válvula. Estão sujeitas a grandes
esforços e devem ter uma usinagem cuidadosa para que a válvula
tenha fechamento estanque.
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
MECANISMO INTERNO E GAXETAS
•
Não podem sofrer desgaste por corrosão ou erosão nem deformações
por fluência, que comprometeriam a estanqueidade – ou o próprio
funcionamento – da válvula.
•
Freqüentemente é feito de um material diferente e mais nobre do que
o da carcaça.
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
MECANISMO
GAXETAS
INTERNO
E
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
EXTREMIDADES
•
Extremidades Flangeadas.
•
Extremidades para Solda de Encaixe.
•
Extremidades Rosqueadas.
•
Extremidades para Solda de Topo.
•
Outros Tipos.
VÁLVULAS
CONSTRUÇÃO DAS VÁLVULAS
MECANISMO
GAXETAS
INTERNO
E
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
É o tipo mais importante e de uso mais generalizado. Até alguns anos
atrás as válvulas de gaveta dominavam largamente a maior parte das
válvulas de uso industrial, chegando a representar cerca de 75% do
total. O desenvolvimento de outros tipos de válvulas de bloqueio, mais
leves, mais rápidas e mais baratas (válvulas de esfera e de
borboleta), fez com que a participação das válvulas de gaveta caísse
bastante, estando, em média, por volta de 50%).
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
São, por excelência, válvulas de bloqueio de líquidos, empregadas
em quaisquer diâmetros, na maioria das tubulações de água, óleos e
líquidos em geral, desde que não sejam muito corrosivos, não deixem
muitos sedimentos ou tenham grande quantidade de sólidos em
suspensão.
•
São empregadas também em diâmetros acima de 8”, para bloqueio
em tubulações de ar e de vapor.
•
Em qualquer um desses serviços, as válvulas de gaveta são usadas
para quaisquer pressões e temperaturas.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
O fechamento dessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça
chamado gaveta, ou de cunha, que se desloca paralelamente ao
orifício da válvula, e perpendicularmente ao sentido de escoamento
do fluido.
•
Quando totalmente abertas, a trajetória de circulação de fluido fica
reta e inteiramente desimpedida, de forma que a perda de carga
causada é muito pequena.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
Quando parcialmente abertas, causam perdas de carga muito
elevadas e também laminagem da veia fluida, acompanhada muitas
vezes de cavitação e violenta corrosão e erosão.
•
Estas válvulas só devem trabalhar completamente abertas ou
completamente fechadas, isto é, são válvulas de bloqueio e não de
regulagem.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
Seu fechamento é sempre lento: quanto maior for a válvula, maior
será o tempo necessário para fecha-lá. Essa é uma grande vantagem,
por assim evitam-se os efeitos de golpes de aríete conseqüentes da
paralisação repentina da circulação de um fluido.
•
As válvulas de gaveta dificilmente dão uma vedação absolutamente
estanque; entretanto, na maioria das aplicações práticas, tal vedação
não é necessária.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE GAVETA
•
Como as válvulas de gaveta têm o fechamento de metal contra metal,
são consideradas de segurança em caso de incêndio., desde que os
metais empregados sejam de alto ponto de fusão (acima de 1.100
oC).
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE MACHO
•
As válvulas de macho representam, em média, 10% de todas as
válvulas usadas em tubulações industriais.
•
Aplicam-se principalmente nos serviços de bloqueio de gases (em
quaisquer diâmetros, temperaturas e pressões) e também no bloqueio
rápido de água, vapor e líquidos em geral (em pequenos diâmetros e
baixas pressões).
•
Também são recomendadas para serviços com líquidos que deixem
sedimentos ou que tenham sólidos em suspensão.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE MACHO
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE MACHO
•
Seu fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho), onde há
um orifício broqueado, geralmente de formato trapezoidal, no interior
do corpo da válvula.
•
O macho é quase sempre um tronco-cônico.
•
São válvulas de fecho rápido, porque fecham-se com ¼ de volta do
macho ou da haste.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE MACHO
•
As válvulas de macho só devem ser usadas como válvulas de
bloqueio, isto é, não devem ser utilizadas em posições de fechamento
parcial.
•
Quando totalmente abertas, a perda de carga causada é pequena,
pois a trajetória do fluido é reta e livre.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE ESFERA
•
Variantes das válvulas de macho. O macho nessas válvulas é uma
esfera que gira sobre um diâmetro, deslizando entre anéis retentores
de material resiliente não-metálico (materiais plásticos, borrachas,
neoprene, etc.) tornando a vedação absolutamente estanque.
VÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS DE ESFERA
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
Nas válvulas de globo o fechamento é feito por meio de um tampão
que se ajusta contra uma única sede, cujo orifício está geralmente em
posição paralela ao sentido geral de escoamento do fluido.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
O tampão, também chamado “obturador”, pode ter a superfície de
assentamento cônica, plana, esférica, etc.
•
As válvulas de globo podem trabalhar não só em posição aberta e
fechada, como em qualquer posição intermediária de fechamento, isto
é, são válvulas de regulagem.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
Diz-se que uma válvula é de regulagem quando é possível estabelecer
uma relação predeterminada de interdependência entre a
percentagem de abertura da válvula e a percentagem de vazão, em
qualquer posição de abertura parcial.
•
Isso é possível quanto as seções de escoamento da válvula, em
abertura parcial, são figuras geométricas semelhantes à figura das
seção de abertura total. Nas válvulas globo, por exemplo, todas as
seções de escoamento são coroas circulares.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
Causam em qualquer posição fortes perdas de carga devido às
mudanças de direção e turbilhonamentos do fluido dentro da válvula.
•
Dão uma vedação bem melhor do que as válvulas de gaveta,
podendo-se conseguir, principalmente em válvulas pequenas, uma
vedação absolutamente estanque.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
Na maioria dos casos o fechamento é de metal contra metal, o que
torna essas válvulas a prova de fogo desde que todos os metais sejam
de alto ponto de fusão (acima de 1.100 oC).
•
Como regra geral, devem ser instaladas de forma que o fluido entre
pela face inferior do tampão. Essa disposição tem a vantagem de
poupar as gaxetas, pois a pressão não fica agindo permanentemente
sobre elas.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE GLOBO
•
Para vapor e outros serviços em temperatura elevada há vantagem em
que o fluido entre por cima do tampão, pois, com a disposição usual,
haveria dilatação diferencial entre o corpo e a haste da válvula (haste
mais fria), que tenderia a afrouxar o aperto do tampão com a sede.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS ANGULAR
•
Variação das válvulas de globo.
•
Apresenta perda de carga inferior a da válvula globo.
•
São pouco utilizadas, pois em função de sua construção absorvem
esforços da tubulação.
•
Só devem ser usadas em uma extremidade livre da linha,
principalmente tratando-se de linhas quentes.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS ANGULAR
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE AGULHA
•
Variação das válvulas de globo.
•
O tampão é substituído por uma peça cônica (agulha).
•
Apresentam preciso controle de fluxo.
•
Usadas para regulagem fina de líquidos e gases em ø de até 2”.
VÁLVULAS DE REGULAGEM
VÁLVULAS DE AGULHA
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
•
Permitem o fluxo em um só sentido.
•
Seu fechamento é automático por diferença de pressão.
•
Perda de carga elevada
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
VÁLVULAS DE RETENÇÃO DE PORTINHOLA
•
É o tipo mais usual (diâmetros de 2” ou maiores).
•
Devido à necessidade de fechamento por gravidade, existem modelos
diferentes para instalação em tubulações industriais.
•
São indicadas para serviços com líquidos.
•
Seu fechamento é quase que instantâneo.
•
Perda de carga menor às de retenção por pistão (trajetória retilínea).
•
Não devem ser usadas em tubulações sujeita a freqüentes inversões
do sentido de fluxo.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
VÁLVULAS DE RETENÇÃO DE PORTINHOLA
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
VÁLVULAS DE RETENÇÃO DE ESFERA
•
São indicadas para fluídos com alta viscosidade.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
VÁLVULAS DE PÉ
•
São indicadas em tubulação de sucção de bomba, a fim de manter a
escorva.
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
•
Seu funcionamento é automático. Abre-se quando a pressão a
montante ultrapassa o valor de calibragem “set pressure”.
•
Seu fechamento é feito por mola ou contrapeso, possui sistema de
regulagem.
•
Sua construção é similar a da válvula globo angular.
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
•
TIPOS:
Válvulas de segurança - trabalha com gases e deve ter abertura
rápida.
Válvulas de alívio - trabalha com líquidos, pode ter abertura gradual
•
A diferença entre os tipos apresentados acima se dá no perfil do
tampão e da sede.
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO
VÁLVULAS DE CONTROLE
VÁLVULAS DE CONTROLE
•
É um nome genérico para designar uma grande variedade de válvulas
utilizadas para controlar automaticamente variáveis como pressão,
temperatura, vazão, nível etc.
•
Sua operação é motorizada, sendo comandada por instrumento
automático que administra a pressão do ar e varia a abertura da
válvula.
•
Construídas com tampões duplos balanceados.
VÁLVULAS DE CONTROLE
VÁLVULAS DE CONTROLE
VÁLVULAS DE BORBOLETA
VÁLVULAS DE BORBOLETA
•
São válvulas utilizadas para bloqueio e regulagem.
•
Indicadas para tubulações de grande diâmetro em serviços de baixa
pressão e temperaturas moderadas.
•
Utilizadas em fluidos líquidos com sólidos em suspensão, água,
materiais pastosos, ar e gases.
VÁLVULAS DE BORBOLETA
VÁLVULAS DE BORBOLETA
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
• Todo projeto industrial deve apresentar o TAG dos equipamentos,
tubulações, válvulas e instrumentos.
• Não existe uma norma geral que especifique a codificação a ser
utilizada nos projetos industriais.
• Neste curso faremos uso da Norma PETROBRÁS N-1710.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
DOCUMENTOS TÉCNICOS DE ENGENHARIA
I-ET-3010.66-1200-200-PPC-001
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•
Grupo 0: Idioma.
Grupo 1: Categoria do documento técnico (anexo I).
Grupo 2: Identificação da instalação industrial (anexo II).
Grupo 3: Área ou sistema da instalação industrial (anexo III).
Grupo 4: Classe de serviço (anexo IV).
Grupo 5: Origem do documento (anexo V).
• Grupo 6: Ordem cronológica do documento técnico.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
EQUIPAMENTOS
M-B-122301A
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•
•
Grupo 0: Classe do equipamento auxiliar (anexo VI).
Grupo 1: Classe do equipamento principal (anexo VI).
Grupo 2: Área de atividade com quatro algarismos (anexo III).
Grupo 3: Número seqüencial do equipamento com dois algarismos.
Grupo 4: Letra maiúscula adicionada ao final da série numérica no
caso de equipamentos iguais, localizados em uma mesma área e
com função similar.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
EQUIPAMENTOS
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES – ABASTECIMENTO E REFINO
8”-PE-2112-005-Ac
•
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•
•
Primeiro grupo: Diâmetro nominal da tubulação.
Segundo grupo: Classe de fluido conduzido (anexo VII).
Terceiro grupo: Área de atividade (anexo III).
Quarto grupo: Ordem seqüencial da tubulação.
Quinto grupo: Padronização do material da linha (anexos VIII e IX).
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES – EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO
20”-PC-B9-022-IP
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•
Primeiro grupo: Diâmetro nominal da linha.
Segundo grupo: Sigla do fluido de trabalho (anexo X).
Terceiro grupo: Especificação da tubulação (anexo X).
Quarto grupo: Número de ordem da linha.
Quinto grupo: Indicação do isolamento térmico.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES
• Para tubos de aço-carbono:
14” < D.N. < 36”: D.N.=diâmetro externo
1/8” < D.N. < 12”: D.N. não corresponde a nenhuma dimensão física
do tubo
• Para cada D.N. existem várias séries:
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
VÁLVULAS
V-12345
• Grupo 1: Símbolo identificador do tipo de válvula.
• Grupo 2: Número seqüencial com no máximo cinco algarismos.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
VÁLVULAS
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
INSTRUMENTAÇÃO
I-12345
• Grupo 1: Símbolo identificador do tipo de instrumento.
• Grupo 2: Número seqüencial com no máximo cinco algarismos.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
INSTRUMENTAÇÃO
VMFN-XXXXYYYZ
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Grupo V: Código da variável medida (anexo XI).
Grupo M: Código do modificador da variável medida (anexo XI).
Grupo F: Código da função do instrumento (anexo XI).
Grupo N: Código do modificador da função do instrumento (anexo XI).
Grupo XXXX: Área de atividade (anexo III).
Grupo YYY: Número da malha.
Grupo Z: Indicação de instrumentos com a mesma especificação.
IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS INDUSTRIAIS
INSTRUMENTAÇÃO