FIRJAN
CIRJ
SESI
SENAI
IEL
TUBULAÇÕES
INDUSTRIAIS
CONTROLE DIMENSIONAL
Caldeiraria e tubulação
versão preliminar
SENAI-RJ • Metrologia
TUBULAÇÕES
INDUSTRIAIS
CONTROLE DIMENSIONAL
Caldeiraria e tubulação
Referente
à
norma
PETROBRAS
N-2109,
set./98
FIRJAN−Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
Eduardo Eugenio Gouvêa Vieira
Presidente
Diretoria Operacional Corporativa
Augusto Cesar Franco de Alencar
Diretor
Diretoria Regional do SENAI-RJ
Fernando Sampaio Alves Guimarães
Diretor
Diretoria de Educação
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora
TUBULAÇÕES
INDUSTRIAIS
CONTROLE DIMENSIONAL
Caldeiraria e tubulação
SENAI-RJ
2004
Tubulações Industriais
2004
SENAI – Rio de Janeiro
Diretoria de Educação
Ficha Técnica
Gerência de Educação
Gerência de Produto
Produção editorial
Pesquisa de Conteúdo e Redação
Revisão Pedagógica
Revisão Gramatical
Revisão Editorial
Colaboração
Projeto Gráfico
Luís Roberto Arruda
Newton Martins
Vera Regina Costa Abreu
Nilo de Souza e Silva
Maria Leonor de Macedo Soares Leal
Alexandre Rodrigues Alves
Maria Angela Calvão da Silva
Marcelo Oliveira Gaspar de Carvalho
Artae Design & Criação
Edição revista do material Desenho para Curso Técnico de Instrumentação, publicado pelo
SENAI-DN, 1988.
SENAI – Rio de Janeiro
GEP – Gerência de Educação Profissional
Rua Mariz e Barros, 678 – Tijuca
20270-903 – Rio de Janeiro – RJ
Tel.: (21) 2587-1116
Fax: (21) 2254-2884
E-mail: [email protected]
http://www.rj.senai.br
Sumário
APRESENTAÇÃO ............................................................................11
UMA PALAVRA INICIAL ................................................................13
1
TUBOS, ACESSÓRIOS E VÁLVULAS ...........................................17
Tubos............................................................................................................................. 19
Acessórios de tubulações ........................................................................................ 34
Válvula .......................................................................................................................... 66
Praticando .................................................................................................................... 79
2
DESENHO ISOMÉTRICO DE TUBULAÇÕES ...........................81
Isométricos.................................................................................................................. 83
Simbologia de tubulações para desenhos isométricos ...................................... 88
Exemplos de desenhos isométricos ..................................................................... 101
Identificação dos elementos da tubulação em desenhos isométricos ......... 103
Praticando .................................................................................................................. 105
ANEXOS ........................................................................................ 113
3
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................ 129
Prezado aluno,
Quando você resolveu fazer um curso em nossa instituição, talvez não soubesse que, desse momento
em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educação profissional do país: o SENAI. Há
mais de sessenta anos, estamos construindo uma história de educação voltada para o desenvolvimento
tecnológico da indústria brasileira e da formação profissional de jovens e adultos.
Devido às mudanças ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador não pode continuar com uma
visão restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigirá de você, além do domínio do conteúdo
técnico de sua profissão, competências que lhe permitam decidir com autonomia, proatividade,
capacidade de análise, solução de problemas, avaliação de resultados e propostas de mudanças no
processo do trabalho. Você deverá estar preparado para o exercício de papéis flexíveis e polivalentes,
assim como para a cooperação e a interação, o trabalho em equipe e o comprometimento com os
resultados.
Soma-se, ainda, que a produção constante de novos conhecimentos e tecnologias exigirá de você a
atualização contínua de seus conhecimentos profissionais, evidenciando a necessidade de uma formação
consistente que lhe proporcione maior adaptabilidade e instrumentos essenciais à auto-aprendizagem.
Essa nova dinâmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educação se
organizem de forma flexível e ágil, motivos esses que levaram o SENAI a criar uma estrutura
educacional, com o propósito de atender às novas necessidades da indústria, estabelecendo uma
formação flexível e modularizada.
Essa formação flexível tornará possível a você, aluno do sistema, voltar e dar continuidade à sua
educação, criando seu próprio percurso. Além de toda a infra-estrutura necessária ao seu
desenvolvimento, você poderá contar com o apoio técnico-pedagógico da equipe de educação dessa
escola do SENAI para orientá-lo em seu trajeto.
Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidadãos.
Seja bem-vindo!
Andréa Marinho de Souza Franco
Diretora de Educação
Tubulações Industriais – Apresentação
Apresentação
A dinâmica social dos tempos de globalização exige dos profissionais atualização constante. Mesmo
as áreas tecnológicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo desafios
renovados a cada dia, e tendo como conseqüência para a educação a necessidade de encontrar novas
e rápidas respostas.
Nesse cenário, impõe-se a educação continuada, exigindo que os profissionais busquem atualização
constante durante toda a sua vida - e os docentes e alunos do SENAI/-RJ incluem-se nessas novas
demandas sociais.
É preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educação profissional, as
condições que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e aprender, favorecendo o
trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros aspectos, ampliando suas
possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente.
A partir dessa perspectiva é que também elaboramos mais este material didático do conjunto
especialmente destinado a você, aluno do Curso de Controle Dimensional. Assim como os demais, ele
tem o objetivo primordial de apoiar seus estudos e favorecer a sua participação nas aulas.
O estudo dos conteúdos tratados no primeiro bloco do material e a realização dos exercícios propostos
vão capacitar você para classificar e interpretar corretamente tubos, acessórios e válvulas. E os
assuntos abordados no segundo bloco irão prepará-lo para elaborar esboços de planta baixa e fazer
desenhos isométricos de tubulações.
Esperamos, desse modo, que o material contribua efetivamente para o enriquecimento de sua formação
profissional, tornando-o mais capacitado para enfrentar o seu dia-a-dia de trabalho com desembaraço e
SENAI/RJ - 11
Tubulações Industriais – Uma Palavra Inicial
Uma palavra inicial
competência.
Meio ambiente...
Saúde e segurança no trabalho...
O que é que nós temos a ver com isso?
Antes de iniciarmos o estudo deste material, há dois pontos que merecem destaque: a relação entre
o processo produtivo e o meio ambiente; e a questão da saúde e segurança no trabalho.
As indústrias e os negócios são a base da economia moderna. Produzem os bens e serviços
necessários, e dão acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usar
recursos e matérias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqüentemente decorrem do tipo
de indústria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz.
É preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sempre
retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que “sobra” de volta ao ambiente
natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessários para produzir bens, altera-se o equilíbrio
dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos naturais que não são renováveis
ou, quando o são, têm sua renovação prejudicada pela velocidade da extração, superior à capacidade
da natureza para se recompor. É necessário fazer planos de curto e longo prazo, para diminuir os
impactos que o processo produtivo causa na natureza. Além disso, as indústrias precisam se preocupar
com a recomposição da paisagem e ter em mente a saúde dos seus trabalhadores e da população que
vive ao redor delas.
Com o crescimento da industrialização e a sua concentração em determinadas áreas, o problema
da poluição aumentou e se intensificou. A questão da poluição do ar e da água é bastante complexa,
pois as emissões poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande região, dependendo dos
ventos, do curso da água e das demais condições ambientais, tornando difícil localizar, com precisão, a
origem do problema. No entanto, é importante repetir que, quando as indústrias depositam no solo os
resíduos, quando lançam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hídricos, causam
danos ao meio ambiente.
O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contínua acumulação de lixo mostram a falha básica
SENAI/RJ - 13
Tubulações Industriais – Uma Palavra Inicial
de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matérias-primas através de processos
de produção desperdiçadores e que produzem subprodutos tóxicos. Fabricam-se produtos de utilidade
limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bens
dessa forma, obviamente, não é sustentável.
Enquanto os resíduos naturais (que não podem, propriamente, ser chamados de “lixo”) são absorvidos
e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resíduos deixados pelas indústrias não tem aproveitamento
para qualquer espécie de organismo vivo e, para alguns, pode até ser fatal. O meio ambiente pode
absorver resíduos, redistribuí-los e transformá-los. Mas, da mesma forma que a Terra possui uma
capacidade limitada de produzir recursos renováveis, sua capacidade de receber resíduos também é
restrita, e a de receber resíduos tóxicos praticamente não existe.
Ganha força, atualmente, a idéia de que as empresas devem ter procedimentos éticos que considerem
a preservação do ambiente como uma parte de sua missão. Isso quer dizer que se devem adotar
práticas que incluam tal preocupação, introduzindo processos que reduzam o uso de matérias-primas
e energia, diminuam os resíduos e impeçam a poluição.
Cada indústria tem suas próprias características. Mas já sabemos que a conservação de recursos
é importante. Deve haver crescente preocupação com a qualidade, durabilidade, possibilidade de
conserto e vida útil dos produtos.
As empresas precisam não só continuar reduzindo a poluição, como também buscar novas formas
de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluição, o lixo, o uso de matérias-primas.
Reciclar e conservar energia são atitudes essenciais no mundo contemporâneo.
É difícil ter uma visão única que seja útil para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios
diferentes e pode se beneficiar de sua própria visão de futuro. Ao olhar para o futuro, nós (o público,
as empresas, as cidades e as nações) podemos decidir quais alternativas são mais desejáveis e trabalhar
com elas.
Infelizmente, tanto os indivíduos quanto as instituições só mudarão as suas práticas quando
acreditarem que seu novo comportamento lhes trará benefícios - sejam estes financeiros, para sua
reputação ou para sua segurança.
A mudança nos hábitos não é uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de pessoas
bem-informadas a favor de bens e serviços sustentáveis. A tarefa é criar condições que melhorem a
capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e serviços de forma sustentável.
Além dos impactos causados na natureza, diversos são os malefícios à saúde humana provocados
pela poluição do ar, dos rios e mares, assim como são inerentes aos processos produtivos alguns riscos
à saúde e segurança do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho é uma questão que preocupa os
empregadores, empregados e governantes, e as conseqüências acabam afetando a todos.
De um lado, é necessário que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no trabalho,
usando os equipamentos de proteção individual e coletiva; de outro, cabe aos empregadores prover a
empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as condições da cadeia produtiva
e a adequação dos equipamentos de proteção.
A redução do número de acidentes só será possível à medida que cada um - trabalhador, patrão e governo
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Tubulações Industriais – Uma Palavra Inicial
- assuma, em todas as situações, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurança de todos.
Deve-se considerar, também, que cada indústria possui um sistema produtivo próprio, e, portanto, é
necessário analisá-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre o meio ambiente,
sobre a saúde e os riscos que o sistema oferece à segurança dos trabalhadores, propondo alternativas
que possam levar à melhoria de condições de vida para todos.
Da conscientização, partimos para a ação: cresce, cada vez mais, o número de países, empresas e
indivíduos que, já estando conscientizados acerca dessas questões, vêm desenvolvendo ações que
contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa saúde. Mas isso ainda não é suficiente...
faz-se preciso ampliar tais ações, e a educação é um valioso recurso que pode e deve ser usado em tal
direção. Assim, iniciamos este material conversando com você sobre meio ambiente, saúde e segurança
no trabalho, lembrando que, no seu exercício profissional diário, você deve agir de forma harmoniosa
com o ambiente, zelando também pela segurança e saúde de todos no trabalho.
Tente responder à pergunta que inicia este texto: meio ambiente, saúde e segurança no trabalho - o
que é que eu tenho a ver com isso? Depois, é partir para a ação. Cada um de nós é responsável.
Vamos fazer a nossa parte?
SENAI/RJ - 15
Tubos, acessórios e
válvulas
Nesta Seção...
Tubos
Acessórios de tubulações
Válvula
Praticando
1
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Tubulação
É o nome dado ao conjunto de tubos, acessórios, válvulas e dispositivos que participam de um
processo em uma área ou unidade, constituindo uma de suas partes mais importantes. Eles compõem,
juntamente com os equipamentos como torres, permutadores, tanques e bombas, um complexo
necessário ao funcionamento de uma unidade de processo.
Este é, pois, o assunto de que trataremos neste primeiro bloco de estudos. Lembramos que, devido
à grande variedade dos acessórios, aqui apresentaremos apenas aqueles necessários para você ter
uma visão geral desses elementos, tanto de modo isolado como em conjunto com o restante dos
equipamentos.
Tubos
Os tubos são elementos vazados, normalmente de forma cilíndrica e seção constante, utilizados no
transporte de fluidos, os quais podem ser líquidos, gasosos ou mistos.
Observe.
Fig. 1
SENAI/RJ - 19
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Para auxiliar o deslocamento dos fluidos entre os equipamentos (vasos, torres, permutadores etc.) e
para os tanques de armazenamento, ao final do processo, são utilizadas máquinas como bombas e
compressores.
Entidades normalizadoras
Os métodos e o processo de fabricação de tubos, assim como os materiais empregados, as dimensões
a serem observadas e as possíveis aplicações estão normalizados por entidades como as seguintes:
ASA - American Standard Association
ANSI - American National Steel Institute
MSS - Manufacture Standartization Society
ASME - American Society Mechanical of Engenier
DIN - Dentsh Industrie Normen
ASTM - American Society for Testing Material
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
API - American Petroleum Institute
ISA - Instrumentation Standard of American
Os principais objetivos das normas elaboradas por essas entidades são:
- orientar os executores dos projetos mediante a criação de especificação e serviços adequados;
- trabalhar pela criação de métodos e padrões de fabricação;
- delimitar as responsabilidades e fixar tolerâncias de fabricação;
- estabelecer materiais e especificações de aplicações de determinadas matérias na fabricação de
tubos e seus acessórios.
Tipos de materiais dos tubos
Embora a fabricação de tubos empregue mais de 200 tipos de materiais, somente uns 40 tipos são
utilizados na produção comercial.
Os tubos mais usados são os de materiais ferrosos como o aço-carbono, o aço-liga e o aço inoxidável.
Os tubos de ferro fundido são restritos às instalações de utilidade como de água, de esgoto etc.
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Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
O aço-carbono é uma liga de ferro de carbono. A percentagem de carbono, que pode variar de 0,15
a 0,5%, determina o grau de dureza do aço. Quanto maior a percentagem de carbono na liga, maior
será a dureza e também maior a dificuldade de soldagem do aço. E a soldagem é um dos processos de
maior utilização na união de tubos a acessórios.
Nas indústrias de processamento, principalmente nas petroquímicas e petrolíferas, os tubos de açocarbono são os mais utilizados, devido às suas excelentes qualidades mecânicas, à boa soldabilidade e
ao baixo custo. Além disso, eles podem trabalhar com água, vapor condensado, gás e óleo a pressões
e temperaturas elevadas.
Mas o aço-carbono também apresenta algumas restrições. Em temperaturas abaixo de -30°C, ele
se torna quebradiço. E, acima de 500°C, está sujeito a deformações lentas. Outras desvantagens são
a baixa resistência a fluidos e à corrosão, quando exposto a ambiente úmido. Quando é necessária a
utilização de tubulações nessas situações, o projeto estabelece a utilização de aços-ligas ou inoxidáveis.
Os aços-ligas e os inoxidáveis podem conter cromo, níquel, molibdênio ou titânio, dificultando a
ação dos agentes que atacam o aço. Outra modalidade de defesa contra esses agentes é a utilização
de tubos galvanizados, desde que os projetistas assim o determinem.
Outros materiais empregados na fabricação dos tubos são, por exemplo:
- cobre e suas ligas;
- alumínio;
- chumbo;
- materiais plásticos (PVC, Teflon, polietileno, epoxi, etc.);
- vidros, cerâmicas, barro, concreto;
- borracha.
O cobre e suas ligas trabalham numa faixa de temperatura de 180°C até 200°C, sendo materiais de
ótima resistência à oxidação e a inúmeros fluidos corrosivos. Os tubos fabricados com esses materiais
são empregados na indústria em feixes tubulares, serpentinas para refrigeração e serpentinas para
aquecimento a vapor de baixa pressão.
Já na instrumentação, os tubos de cobre ou de ligas de cobre são aplicados em ar comprimido e
para sinais de instrumentos.
SENAI/RJ - 21
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
A figura 2 mostra a aplicação de tubos de cobre em instrumentos.
instrumento
tubulação para instrumentação
tubulação de processo
Fig. 2
No caso do alumínio, os tubos produzidos com esse material são empregados para troca de calor e
os tubos de chumbo são utilizados em tubulações de esgoto sem pressão.
Já os tubos de plástico têm utilização em casos de baixa temperatura e pressão, uma vez que
apresentam a vantagem de serem de baixo peso, baixo custo e de grande resistência a muitos produtos
corrosivos, quando comparados a materiais metálicos. Dizemos que, em geral, os plásticos substituem
os metais onde eles são fortemente atacados.
Os ácidos diluídos, por exemplo, não atacam os plásticos, mas afetam fortemente os metais. Já os
álcalis concentrados, no entanto, atacam os plásticos mas não afetam muitos os metais. No caso dos
componentes de produtos do petróleo, por exemplo, eles podem ser conduzidos por tubos metálicos,
mas nem todos por tubos plásticos.
A escolha do material empregado nos tubos está diretamente relacionada ao projeto e às
características das variáveis do processo como: pressão, temperatura, vazão, viscosidade e outros. Os
fatores que também influenciam na escolha dos materiais dos tubos são a segurança, as cargas
mecânicas, a corrosão e os custos, entre outros.
22 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Métodos de fabricação de tubos
Há duas grandes classes de fabricação de tubos: a sem costura e a com costura. Vejamos, então,
o que caracteriza cada um desses métodos.
Fabricação de tubos sem costura
Diz-se que um tubo é sem costura quando ele é fabricado sem emendas longitudinais ou transversais.
Os processos industriais de fabricação dos tubos sem costura são em número de quatro: fundição,
forjamento, extrusão e laminação, que descreveremos a seguir. Por meio desses processos, os
tubos tomam-se de qualidade superior e próprios para juntarem pressões elevadas.
• Fundição
O tubo é fabricado em um molde no qual o material é despejado em estado líquido. Ao se solidificar,
o tubo estará com sua forma definida. Por esse processo são fabricados tubos de ferro fundido, de
barro, borrachas, concretos etc.
• Forjamento
É um processo de pouca aplicação, em que um lingote de aço aquecido ao rubro é martelado contra
um mandril central, até que a forma e a espessura desejada sejam obtidas. Durante a martelagem, o
lingote vai aumentando o comprimento.
• Extrusão
O material em estado pastoso é pressionado por êmbolo através de um furo de uma matriz e por
fora do mandril. Ao sair, ele já tem a forma de tubo. Após essa operação o tubo, ainda curto, passa por
laminadores que vão dando as formas e dimensões definitivas. Por extrusão fabricam-se tubos de
pequenos diâmetros, como os de alumínio, cobre, chumbo e plástico.
• Laminação
É o processo de fabricação mais importante dos tubos sem costura, que consiste em passar um
lingote de aço aquecido a 1200°C num laminador. O lingote, ao passar entre os rolos do laminador, é
prensado fortemente, ao mesmo tempo que um mandril abre um furo, transformando-o em tubo.
Fabricação de tubos com costura
Os tubos com costura são fabricados pelos processos de soldagem, a partir de chapas enroladas.
Esses tipos de tubos, apesar de possuírem menor resistência que os sem costura, são de uso mais
freqüente, pelo fato de terem um custo mais baixo, devido à facilidade do processo de soldagem.
Por meio da soldagem os tubos podem ser fabricados de dois modos distintos:
SENAI/RJ - 23
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
- enrolando uma chapa em espiral e soldando a emenda (em espiral);
- enrolando (por calandragem) a chapa no sentido longitudinal e soldando a emenda (longitudinal).
Dentre os processos de fabricação dos tubos soldados, a soldagem a arco elétrico é a mais
utilizada. Por esse processo, o calor para produzir a fusão do metal de base (tubo) é gerado por arco
elétrico produzido entre dois eletrodos, ou entre um eletrodo e a peça que está sendo soldada.
A soldagem é utilizada na fabricação dos tubos e também na montagem das tubulações.
Os processos de soldagem industrial são automatizados ou semi-automatizados, sendo a solda
manual raramente utilizada. Dentre esses processos, os mais importantes são:
- soldagem com eletrodo revestido;
- soldagem com arco submerso;
- soldagem com gás inerte e eletrodo de tungstênio - TIG e MIG/MAG.
Significado das normas ASTM para identificação do
material
As normas ASTM são as mais utilizadas em relação aos materiais empregados na fabricação de
tubos, embora as normas DIN e as normas ABNT também apresentem especificações a esse respeito.
Vamos entender o que significa cada elemento que aparece na especificação de uma norma,
analisando esses dois exemplos:
ASTM A-161 gr. A
ASTM B-247
Os elementos que aparecem nessas duas especificações e seus respectivos significados são os
seguintes:
• ASTM
Indica as iniciais da entidade normalizadora: American Society Testing of Material.
24 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• A ou B
Essas são as letras que aparecem nos exemplos, logo depois das iniciais da entidade, e que indicam
o tipo de material. São quatro letras possíveis, sendo cada uma para um material diferente, como
especificado a seguir:
A → indica material aço (aço-carbono baixo ou alto, aço-liga, aço forjado, inox ou outros);
B → indica genericamente o material cobre, ligas, latão, alumínio, níquel e outros;
C → indica genericamente o material cerâmica ou fibrocimento;
D → indica genericamente o material plástico (PVC, acetato de celulose e outros).
• 161 ou 247
Esses são os números que, nos exemplos dados, vêm logo depois da letra que indica o tipo de
material. Os números sinalizam as características de construção (por exemplo: se é com costura ou
sem costura), as faixas de temperaturas de trabalho e ainda, em alguns casos, a indicação específica
para determinada espécie de trabalho (por exemplo: para caldeiras, para produtos petrolíferos etc.).
Nos exemplos dados, os números significam o seguinte:
161 → significa tubos de aço-carbono e molibdênio sem costura para emprego em refinarias, nas
instalações do cracking;
247 → significa tubo de alumínio forjado em matriz.
• gr. A ou gr. B
Essa anotação que aparece em seguida ao número caracteriza pequenas variações nas aplicações
para um mesmo material.
Dimensões de tubos
De acordo com a Normas ANSI B.36.10, todo tubo de aço, qualquer que seja seu processo de
fabricação, é designado por um número denominado diâmetro nominal. Esse diâmetro nominal não
tem dimensões físicas assinaladas no tubo, sendo usado somente como indicação.
SENAI/RJ - 25
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
de
di
Veja, nessa figura, as dimensões de um tubo.
e
Fig. 3
onde:
di → diâmetro interno
de → diâmetro externo
e → espessura da parede
Na especificação dos tubos, é muito importante que a sua espessura seja indicada porque essa
indicação, aliada ao tipo de material empregado na fabricação, permite que o profissional calcule a
dimensão adequada para resistir às cargas mecânicas previstas em projeto.
A espessura dos tubos, segundo a Norma ANSI B.36.10, é estabelecida em séries denominadas
schedule, que é abreviado por SCH. A série de schedules é apresentada pelos seguintes números:
SCH - 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160.
de=273
Para um mesmo diâmetro nominal existem várias schedules diferentes. No exemplo ilustrado nessa
figura, em que o diâmetro (Ø) nominal é de 10" (dez polegadas), observamos que quanto maior o
número do SCH, maior é a espessura do tubo.
e=18,2
sch:100
e=7,7
e=12,7
sch:60
sch:30
Fig. 4
Conheça agora a tabela de dimensões de tubos de aço-laminado ou soldados, segundo a Norma
ANSI B.36.10
26 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Tabela de tubos de aço e carbono, segundo a norma ANSI B.36.10
T = Espessura das partes dos tubos
Tabela 1
Extremidades dos tubos
Numa unidade de processo, em decorrência do posicionamento dos equipamentos, os tubos
necessitam se interligar, mudar de direção e de nível ou, ainda, se conectar à válvula e aos próprios
equipamentos. Prevendo essa necessidade, os fabricantes fornecem tubos com 4 tipos de extremidades.
Vejamos quais são eles.
• Extremidade lisa
Ou simplesmente esquadrejada, permite uniões com bolsa, flanges sobrepostos ou de encaixe e de
bolsa.
Fig. 5
SENAI/RJ - 27
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Extremidade biselada
É freqüentemente usada em uniões com solda de topo.
Fig. 6
• Extremidade rosqueada
É muito usada em tubos galvanizados de ferro forjado e de aço. É limitada até o diâmetro nominal
de 4", nos schedules 80 a 160. As roscas utilizadas são normalmente cônicas NPT (National Pipe
Thead) ou roscas de gás BS (Whitworh). Esses tipos de extremidades não são recomendadas para
temperaturas elevadas.
Fig. 7
• Extremidade com bolsas
É restrita a condutos de água, esgoto e alguns produtos corrosivos, sendo raramente utilizada em
processo.
Fig. 8
A escolha de uma dessas extremidades é feita de acordo com o tipo de ligação estabelecida no
projeto e é determinada em função das dimensões dos tubos, da pressão de trabalho, da temperatura
etc. Maiores detalhes sobre os tipos de uniões citados aqui você encontrará no item relativo aos
acessórios.
28 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Identificação das tubulações no projeto
Todos os projetos industriais adotam um sistema de identificação para todas as tubulações, vasos,
tanques, máquinas e instrumentos.
No caso das tubulações, elas são identificadas por siglas que englobam:
- o diâmetro nominal da linha, que geralmente é fornecido em polegadas;
- a abreviatura do tipo de fluido que circula na linha (água, vapor, gás etc.);
- o número da unidade de processo;
- o número da linha;
- a especificação da linha quanto aos materiais de sua composição (característica da firma);
- o tipo de isolamento, se houver.
Veja este exemplo.
6” –
A.
320 – B
diam. nominal da linha
tipo de fluido
número da linha e da área
especificação do material
Vamos agora comentar sobre cada um desses elementos que compõem a identificação da tubulação
no projeto.
• Diâmetro nominal
É geralmente fornecido em polegadas. No exemplo apresentado ele é de 6".
• Tipo de fluido
A letra indicativa dos fluidos é estabelecida pela empresa executora dos projetos. Essa letra pode
vir sozinha ou acompanhada de outra, para melhor definição do tipo de fluido.
SENAI/RJ - 29
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Dentre as várias letras utilizadas e os fluidos que elas indicam, destacamos alguns exemplos:
C - combustível
G - gases
V - vapor
O - óleo
SW - água salgada
H - ácido
N - cáustico
W - água
Ai - ar de instrumentos
HW - água quente
• Número da linha
Nesse número, o primeiro ou os primeiros algarismos indicam a área em que a tubulação se encontra.
E os últimos indicam o número de ordem da linha. Por exemplo: o número 243 indica área 2 e tubulações
no 043.
• Especificação do material
Essa especificação é feita de acordo com as normas, sendo apresentada no projeto executado
exclusivamente para cada classe de serviço e para cada projeto ou instalação. A letra especifica o
material, como vimos no exemplo anterior.
Finalmente vale lembrar que, assim como ocorre com as tubulações, os equipamentos também são
indicados por siglas, como podemos ver nesses exemplos:
B – 304
T – 401
↓
↓
Bomba
Torre
P - 405
V - 302
↓
↓
Permutador
30 - SENAI/RJ
Vaso
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Representação gráfica dos tubos nos desenhos de
tubulações
Nos desenhos de tubulações, os tubos devem ser representados de modo específico, como
determinam suas respectivas normas. Essa representação pode ser relativa a tubos de processo ou a
tubos para instrumentação.
Vejamos cada caso.
Representação dos tubos de processo
A norma NB-59 rev.C - set.99 da Petrobras estabelece duas formas de representação dos tubos de
processo, que variam em função do diâmetro desses tubos.
• Para tubos de φ a ≥ 12"
Observe, nas figuras que seguem, a vista frontal e a vista de perfil, respectivamente, da representação
de um tubo de processo.
sinal de interrupção
vista de topo ou lateral
vista frontal
Fig. 9
• Para tubos acima de 12"
Nesse caso, a representação é feita com linha dupla, num pequeno trecho somente, como vemos
na figura 10. Veja os sinais que aparecem nas extremidades das linhas e que indicam a interrupção no
desenho.
vista frontal
vista de topo ou lateral
Fig. 10
SENAI/RJ - 31
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Representação dos tubos para instrumentação
A representação dos tubos para instrumentação também é feita de acordo com a simbologia das
normas ISA, para instrumentação, como mostrado a seguir.
• Ar para instrumentação (geral)
• Sinal pneumático
• Sinal hidráulico
• Linha de vapor
É importante lembrar que, no desenho, a espessura das linhas dos tubos para instrumentação deve
ser mais fina do que a utilizada para os tubos de processo.
Anotação da identificação da tubulação no desenho
A indicação que individualiza cada trecho da tubulação é utilizada em plantas de tubulações,
isométricos e fluxogramas, sendo anotada na parte superior da linha do tubo.
Na parte inferior do tubo é anotada a altura ou elevação (EL.) em que está localizado o tubo em relação
ao grade da planta. Essa altura pode ser expressa em unidades do sistema métrico ou do sistema inglês.
A figura 11 mostra as anotações de identificação que são feitas nas linhas do desenho. Observe com
atenção.
32 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
2” O 415 – A
EL 104.000
4” O 401 – BV
EL 104.000
EL 10.000
Fig. 11
Agora analise alguns exemplos de anotações que são feitas para identificação da tubulação em
planta, isométrico e fluxograma.
• Representação em planta
4” – A – 302 – B
EL 102.000
3” – A – 302 – A
EL 101.000
B32
Fig. 12
• Representação em isométrico
–B
02
3
–
A
00
–
–A
2.0
2
0
0
”
1
3
4
0
–
EL
A
.00
–
01
”
1
3
EL
B3
2
Fig. 13
SENAI/RJ - 33
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
4”- V301 - BV
2” 302 - B
3” O 304 - B
4” O 302 - B
• Representação em fluxograma
3” O 305 - B
4” O 303 - B
B - 31 - B
B - 31 - A
4” - F301 - A
Fig. 14
Acessórios de tubulações
Acessórios de tubulações são peças utilizadas nas tubulações de modo a permitir mudanças de
direção, de nível, derivações, redução ou ampliação do diâmetro da tubulação.
Os materiais das conexões são os mesmos utilizados na fabricação dos tubos. E as normas que
regulam a fabricação desses acessórios são as seguintes:
- para dimensões e especificação → Norma ANSI 3.31, B 16.9, B 10.11, B 16.5
- para fabricação → Norma ASTM A-232, A105, A.197, A-126
- para especificação de materiais → Norma ASTM P.B 15, PB 15, PB.PB 157
- para símbolos gráficos para desenho de tubulação → Norma N-59 rev.C - set.99
Tipos de conexões
As conexões das tubulações são de diferentes tipos, com diferentes finalidades, como podemos ver
a seguir.
34 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Curvas e joelhos
Para mudança de direção.
• Tês, cruzetas e Y
Para derivações ao mudar de direção da tubulação.
• Luvas, niples e uniões
Para ligar tubos entre si ou com algum outro acessório.
• Tampões, bujões e flanges cegos
Para fechamento de extremidades de tubos ou equipamentos.
• Reduções
Para mudar, seja para maior ou menor, o diâmetro da tubulação.
• Flanges
Para fazer a ligação entre tubos ou entre tubos e acessórios.
• Válvulas
Para controlar e interromper o fluxo de uma tubulação.
Todos esses acessórios são fabricados de acordo com o tipo de ligação empregada, ou seja, com o
procedimento adotado para unir tubos entre si, ou tubos com algum acessório ou algum equipamento.
Os procedimentos para ligação podem ser de seis tipos, a saber:
- por solda, de topo ou de encaixe;
- rosqueada;
- flangeada;
- ponta e bolsa;
- compressão.
Vamos analisar, com mais detalhes, cada uma das conexões aqui apresentadas.
SENAI/RJ - 35
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Curvas e joelhos
As finalidades das conexões do tipo curva e joelho, como já vimos anteriormente, é propiciar
mudanças de direção da linha. Esses acessórios podem ser dos seguintes tipos:
- joelhos;
- curvas de raio curto;
- curvas de raio longo;
- curva em gomos.
As figuras que seguem mostram algumas conexões desse tipo.
curva de raio longo
curva de raio curto
90 o
90 o
45 o
180 o
com redução
em gomos (90o)
Fig. 15
As ligações dessas conexões com os títulos podem ser:
- rosqueadas;
- por solda de topo;
- por solda de encaixe;
- flangeadas.
Curvas e joelhos rosqueados
As curvas e joelhos rosqueados, que vemos nas figuras a seguir, são utilizados para instalações de
água e ar condensado de baixa pressão até 4".
rosca
joelho
tubos
joelho de 90o
joelho de 45o
Fig. 16
36 - SENAI/RJ
MONTAGEM
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Os materiais usados na fabricação de curvas e joelhos rosqueados são os seguintes:
- aço maleável, como especificado na Norma ASTM-A197;
- ferro fundido, latão ou aço-carbono forjado, como determina a Norma ASTM A.105 a 181, nas
classes de pressão de 125, 150, 300, 2000, 3000 e 6000, com variações de diâmetro de 1/4 a 4".
As dimensões das roscas das curvas e joelhos são normatizados pela Norma API B.2.1 e Norma
API 6A.
Nos desenhos de tubulação, a representação gráfica das curvas e joelhos rosqueados é feita de
acordo com a simbologia do sistema ASA. Vejamos como é feita essa representação em diferentes
vistas e, depois, um exemplo de como ela é aplicada em desenhos de tubulação.
• Representação por símbolos gráficos de curvas e joelhos rosqueados ou solda de encaixa
para plantas de tubulação
VISTAS
a - vista frontal (elevação)
b e c - vistas laterais (perfil)
b
a
d - vista superior (planta)
c
d
Fig. 17
• Aplicação dos símbolos de curvas e joelhos rosqueados ou solda de encaixe em plantas de
tubulações
tubo
joelho
vista frontal (elevação)
vista lateral (perfil)
vista superior (planta)
Fig. 18
SENAI/RJ - 37
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Curvas e joelhos para solda de encaixe
Esses acessórios são utilizados para tubulações que variam de 1/8" a 4", nas classes 200, 3000,
4000 e 6000. Observe as duas figuras.
encaixe
Fig. 19
joelho ou curva
solda de encaixe
solda de encaixe
tubos
Fig. 20
Os materiais empregados nos joelhos e curvas para solda de encaixe são normalizados pela Norma
ASTM A.105 e A-181 (referente a aços-liga, inox e aço-carbono forjado).
A representação gráfica desse tipo de acessório, para emprego em desenhos de tubulações, é a
mesma empregada para os joelhos rosqueados.
Curvas e joelhos flangeados
As curvas e joelhos flangeados são acessórios bem mais raros do que os de outros tipos, sendo
fabricados com diâmetro de 1" a 24" em ferro fundido e em aço fundido. As duas figuras exemplificam
esse tipo de acessório.
38 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
furos para colocação dos parafusos ou estojos
flange
Fig. 21
estojos ou parafusos com porca
tubo
tubo
Fig. 22
As curvas e joelhos flangeados devem obedecer às determinações da Norma ABNT P-PB-15 e
da Norma 16.5, que normalizam esses acessórios em dimensões, pressões e temperaturas de trabalho.
De acordo com a simbologia da Norma N-59 rev.C - set.99 da Petrobras, a representação gráfica
das curvas e joelhos flangeados é feita como ilustramos a seguir. Veja depois um exemplo de desenho
de tubulação, em que essa representação é empregada.
• Representação gráfica para desenho de tubulações
VISTAS
a - vista frontal (elevação)
b
a
c
b e c - vistas laterais (perfil)
d - vista superior (planta)
d
Fig. 23
SENAI/RJ - 39
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Aplicação dos símbolos gráficos de curvas e joelhos flangeados para desenho de tubulações
vista frontal
vista lateral
Fig. 24
Curvas e joelhos para solda de topo
Esses acessórios são empregados em tubulações acima de 2" e fabricadas em aço-carbono, açoliga e aço inox forjado, sendo de 30°, 45°, 180°.
A Norma ANSI B.16.9 identifica esse tipo de acessório. E os materiais com que eles são fabricados
são normalizados pela Norma ASTM. A-234, no caso do aço-carbono.
Observe as curvas e joelhos para solda de topo nessas duas figuras.
tubo
biséis
Fig. 25
solda
joelho
tubo
solda
Fig. 26
40 - SENAI/RJ
tubo
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Como você pode ver, as extremidades dessas conexões já são preparadas com um chanfro próprio
para solda de topo, como também a extremidade dos tubos.
Veja agora a representação gráfica das curvas e joelhos para solda de topo e respectiva aplicação em
desenhos de tubulações.
• Representação dos símbolos gráficos de curvas e joelhos para solda de topo para desenho
de tubulações
VISTAS
a - vista frontal (elevação)
(b)
(a)
(c)
b e c - vistas laterais (perfil)
d - vista superior (planta)
(d)
Fig. 27
• Aplicação dos símbolos de curvas e joelhos para solda de topo em desenho de tubulações
Fig. 28
Tês, cruzetas e Y
Observe as figuras que mostram, respectivamente, um tê, uma cruzeta e um Y em 45º, acessórios
de tubulações que têm a finalidade de fazer derivações, vínculos e mudar direções.
SENAI/RJ - 41
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Fig. 29
Fig. 30
Fig. 31
Os tês, cruzetas e Y admitem diferentes tipos de ligações, que podem ser rosqueadas, solda de
topo, solda de soquete e flangeada. Veja exemplos desses tipos de ligações nas figuras que seguem.
• Tê rosqueado
tubo
tubo
Fig. 32
• Cruzeta para solda de encaixe
tubo
solda
tubo
solda
Fig. 33
42 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Tê ou Y 45º flangeado
flange
tubo
tubo
Fig. 34
As normas para cada um desses acessórios e de seus tipos de ligações são as mesmas dos acessórios
já trabalhados até aqui.
A representação gráfica dos tês, cruzetas e Y, de acordo com a simbologia da norma N-59
rev.C - set.99 da Petrobras, é mostrada nas figuras que seguem.
Observe com atenção.
tês
cruzetas
“Y” a 45o
flangeadas
solda de topo
rosqueado e
solda de encaixe
• Representação dos símbolos gráficos de tês, cruzetas e Y para desenho de tubulações
Fig. 35
SENAI/RJ - 43
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Aplicação dos símbolos gráficos de tês, cruzetas e Y para desenhos de tubulações
cruzeta com rosca ou solda de encaixe
“Y” com solda do topo
cruzeta flangeada
tê com solda do topo
Fig. 36
Luvas, niples e uniões
As luvas, niples e uniões têm a finalidade de fazer a ligação de tubos entre si ou com algum
equipamento. Esses acessórios, quanto ao tipo de ligação, podem ser: rosqueados, solda de encaixe, e
solda de topo (só acima de 2"). Veja alguns exemplos nas figuras que seguem.
• Luva rosqueada
tubo
luva
tubo
Fig. 37
44 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Luva para solda de encaixe
tubo
solda
luva
tubo
Fig. 38
• Meia-luva
Fig. 39
• Niple
tubo
niple
tubo
Fig. 40
SENAI/RJ - 45
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• União montada
tubo
tubo
união
Fig. 41
• União desmontada
tubo
união
tubo
Fig. 42
Agora observe alguns exemplos de montagem de instrumentos com o emprego de luvas, niples e
uniões, entre outros acessórios.
bucha de red.
φ 2” x 3/4”
material de acordo com
especificação da tubulação
luva de redução
niple φ 2” x 50mm
tubo tê φ 2”
tubo φ 2” x 100mm
Fig. 43
46 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
luva
φ
3/4 x 300
redução concêntrica ou
excêntrica conforme
conveniência da tubulação
curva
φ 3”
Fig. 44
luva
φ
3/4 3000 (pela tubulação)
tubo
φ 4”
redução concêntrica ou
excêntrica conforme
conveniência da tubulação
Fig. 45
Também no caso das luvas e das uniões, a representação gráfica a ser empregada nos desenhos de
tubulações é feita de acordo com a simbologia da norma N-59 rev.C de set.99 da Petrobras.
Lembramos que não há uma representação isolada para os niples, mas somente em planta.
Então vejamos a representação gráfica das luvas e das uniões e, também, alguns exemplos em que
essa representação é aplicada.
SENAI/RJ - 47
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Representação dos símbolos gráficos de luvas e uniões para desenhos de tubulações
luva
união
tubo
rosqueado
e solda de
encaixe
tubo
planta e elevação
meia luva soldada
solda de
topo
não é aplicável
planta e elevação
Fig. 46
• Aplicação dos símbolos de luvas, niples e uniões em desenhos de tubulações
tubo
meia luva soldada
niple
luva
válvula
Fig. 47
plug
união
luva
Fig. 48
48 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
união
Fig. 49
Tampão (ou caps) e bujões ou plugs
Os tampões, também chamados de caps, e os bujões, conhecidos por plugs, têm a finalidade de
fechar as extremidades de tubos, válvulas, instrumentos ou equipamentos. O tipo de ligação desses
acessórios pode ser rosqueado, por solda de encaixe e solda de topo.
Veja alguns tampões com diferentes tipos de ligação.
Fig. 50
Agora observe um bujão.
bujão
tubo
tubo
Fig. 51
Os bujões podem ser de diferentes tipos, de acordo com o tipo de cabeça, como mostrado nesta
outra figura.
SENAI/RJ - 49
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
cabeça cilíndrica
cabeça sextavada
cabeça quadrada
Fig. 52
A representação dos tampões e dos bujões, em conformidade com a norma N-59 rev.C da
Petrobras, bem como a sua aplicação em desenhos de tubulações é o que veremos a seguir.
• Representação dos símbolos gráficos dos tampões e bujões para desenho de tubulações
bujões ou plugs
rosqueado ou
solda de encaixe
tampões ou caps
solda de topo
plugs
não é aplicável
Fig. 53
• Aplicação dos símbolos gráficos dos tampões e bujões para desenho de tubulações
tampão
plug
redução – 4” x 3”
3 – 0 – 32
luva soldada
niple
válvula
plug
Fig. 54
50 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Exemplos de desenhos típicos para montagem de instrumentos
niple
união
luva
niple
tê
tubo
p/instr.
instrumento (P1)
válvula
p/tub
niple
bujão
p/tub
p/instr.
Fig. 55
Reduções
As reduções têm a finalidade de mudar, para maior ou para menor, o diâmetro de uma tubulação,
podendo utilizar os seguintes tipos de ligações: rosqueadas, soldas de encaixe, solda de topo e flangeada.
São vários os tipos de redução, dentre os quais destacamos: tês, curvas ou joelhos de 90°e de 45°,
luvas, reduções concêntricas e excêntricas, niples e buchas.
Tê de redução
Essas reduções são fabricadas para ligações com rosca, com solda de topo, solda de encaixe e
flange. Os materiais mais utilizados nos tês de redução são o aço-carbono ASTM A.234 e o aço
forjado. A Norma ANSI B.16.9 e a Norma ANSI B.31 estabelecem a faixa de pressão até 2000.
Na figura que segue podemos ver alguns tês de redução, cada qual com um tipo distinto de ligação.
Observe com atenção.
SENAI/RJ - 51
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
rosqueado
flangeado
Fig. 56
Curvas ou joelhos de redução
São fabricados para ligações rosqueadas, com solda de topo ou solda de encaixe, segundo a Norma
ANSI B 16.9, Norma ANSI B 16.11 e a Norma ASTM A 105 a 181.
Nesta figura você pode ver um joelho de redução (90°).
redução
tubo
solda
tubo
Fig. 57
52 - SENAI/RJ
φ
φ maior
maior
φ
menor
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Luvas de redução
Esse tipo de redução é empregado em ligações rosqueadas e nas ligações com solda de encaixe.
São fabricadas com diâmetro de 1/4" a 6" em ferro maleável e em aço forjado, de acordo com as
determinações da Norma ASTM A. 197, Norma ASTM A - 105 e Norma ANSI B 16.11.
Veja, na figura, uma luva de redução rosqueada.
Fig. 58
E agora, nessa outra figura, temos uma luva de redução para solda de encaixe.
luva de redução
tubo
φ
maior
tubo
φ
menor
Fig. 59
Reduções concêntricas e excêntricas
Essas reduções são fabricadas para ligações de solda de topo segundo a Norma ANSI B 16.9 e
a Norma B 16.31, para diâmetros (Ø) de 1/2" a 24".
As reduções flangeadas, quando fabricadas em aço fundido de diâmetros compreendidos entre 2"
e 24", a pressões de 150° a 1500°, obedecem à Norma ANSI 13.16.5. Quando elas são de ferro
fundido, com diâmetro a partir de 1" até 24", a pressões de 125° a 250°, são normatizadas pela Norma
ABNT P.PB. 15.
SENAI/RJ - 53
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Vamos ver, então, alguns tipos de reduções concêntricas e excêntricas. Nessa primeira figura temos
uma redução côncava para solda de topo.
Fig. 60
E nessa outra, podemos observar uma redução excêntrica para solda de topo.
tubo
φ
maior
redução excêntrica
tubo
φ
menor
Fig. 61
Finalmente, nas duas figuras que seguem temos, respectivamente, uma redução flangeada excêntrica
e, depois, uma redução flangeada concêntrica.
Fig. 62
Fig. 63
54 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
A simbologia ASA aplicada na representação gráfica das reduções concêntricas e excêntricas
pode ser analisada logo a seguir, como também um exemplo de aplicação dessa representação em
desenhos de tubulações.
• Representação dos símbolos gráficos de reduções concêntricas e excêntricas para
desenho de tubulações
reduções
excêntricas
reduções
concêntricas
rosqueado e
solda de encaixe
solda de topo
flangeado
6x4
4x2
6x4
6x4
4x2
6x4
Fig. 64
V31
• Aplicação dos símbolos gráficos de reduções concêntricas e excêntricas em desenhos
de tubulações
redução concêntrica
6”x 4”
4”– A – 405
redução
6”x 6”x 4”
redução excêntrica
6”x 4”
redução excêntrica
6”x 4”
Fig. 65
SENAI/RJ - 55
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Niples de redução
A aplicação mais comum dos niples de redução é para diâmetro de até 4", rosqueados ou com solda
de encaixe.
De acordo com as extremidades, os niples de redução se diferenciam e recebem diferentes nomes,
que vamos ver agora, juntamente com a figura que ilustra cada um deles.
• BET (Both End Thread)
Para extremidades rosqueadas.
Fig. 66
• BEP (Both End Plain)
Para extremidades lisas.
Fig. 67
• LET-SEP (Lang End Thread - Small And Plain)
Para extremidade maior rosqueada e extremidade menor plana.
Fig. 68
56 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• LEP-SET (Lange And Plain - Small And Thred)
Para extremidade maior lisa e extremidade menor rosqueada.
Fig. 69
Nesta outra figura, você pode observar um exemplo de aplicação de niples de redução e de tê de
redução.
2"
niple de redução 3" x 2" (LEP-SET)
Tê de red. 3" X 2"
3"
niple
normal
3"
niple 3"
união 3"
válvula 2"
válvula
retenção
união 3"
Fig. 70
Os tês, luvas e niples de redução não têm uma simbologia específica para representação gráfica
em desenhos de tubulações. Por isso, são utilizados os símbolos normais, porém escrevendo-se as
especificações de reduções próximas aos diâmetros nominais.
Veja os símbolos gráficos de tês e luvas de redução para desenhos de tubulação, de acordo com a
norma N-59 rev.C set.99 da Petrobras.
luva de redução
4" x 3"
redução 3" x 3" x 2"
Fig. 71
SENAI/RJ - 57
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Buchas de redução
As buchas de redução são geralmente rosqueadas, com dimensões de 1/2" a 4", e de aço forjado,
segundo a Norma ASTM A. 105, com classe de pressão de 2000, 3000 a 6000.
A título de exemplo, observe uma bucha de redução rosqueada.
tubo
φ
menor
tubo
φ
maior
bucha de redução
Fig. 72
Flanges
Os flanges são acessórios destinados a fixar tubos entre si ou tubos com válvulas ou, ainda, com
bocais de equipamentos como bombas, compressores, permutadores, torres e outros. Eles possibilitam
maior facilidade de desmontagem que os demais tipos de ligações.
As normas ANSI B.16.5 (American National Standard Institute) padronizam dimensões nominais
de flanges de 1/2" até 24’ de diâmetro. As normas também estabelecem faixas de temperatura, que
variam de 100oC a 1000oC, a pressões de serviço que variam de 1000 a 2500PSI. As pressões são
agrupadas em 7 classes que são: 150, 300, 400, 600, 1500 e 2500PSI.
porca
parafusos
tubo
flange
tubo
flanges
Fig. 73
58 - SENAI/RJ
equipamento
flange
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Os tipos de flanges mais comum são:
- integral;
- de pescoço;
- rosqueado;
- sobreposto;
- de encaixe;
- solto;
- cego;
- flange com placa de orifício (para instrumentos).
Vamos comentar e ilustrar alguns desses flanges.
Flange integral
Esse tipo de flange é antigo, bastante resistente, e restrito ao tubo de ferro fundido. Veja um flange
integral na figura.
furos para
parafusos e porcas
tubo
Fig. 74
Flange de pescoço (Welding Neck Wn)
É o flange mais usado em tubulações industriais, sendo bastante resistente. Ele é ligado ao tubo por
uma solda de topo. Os tubos devem ter as extremidades biseladas para permitir a soldagem. Por isso,
esse tipo de flange é de custo maior que os demais.
SENAI/RJ - 59
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Observe um flange de pescoço.
pescoço
pescoço
tubo
solda
Fig. 75
Veja um exemplo de aplicação de flange de pescoço.
flange A
flange B
tubo A
tubo B
parafusos
porcas
Fig. 76
Flange rosqueado (Screwed Scr)
É aplicado principalmente em tubos de materiais não-soldáveis, tais como ferro fundido e alguns
aços-ligas não-soldáveis. São bastante empregados em tubulações para água e ar comprimido.
Nas duas figuras que seguem observe, primeiramente, um flange rosqueado. E, logo depois, um
exemplo de aplicação desse tipo de flange.
flange
Fig. 77
60 - SENAI/RJ
tubo
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
flange B
flange A
tubo A
tubo B
Fig. 78
Flange sobreposto (Slip on - SO)
É aplicado em serviço de baixas pressões e temperaturas. Tem custo baixo, sendo de fácil montagem
e alimento.
A figura ilustra um flange sobreposto.
solda em ângulo
tubo
Fig. 79
E nesta outra figura podemos ver um exemplo de aplicação de flange sobreposto.
flanges
tubo B
tubo A
solda
solda
Fig. 80
SENAI/RJ - 61
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Flange cego
É o flange que tem a finalidade de fechar extremidades de tubos. É necessário que haja na
extremidade do tubo um flange qualquer, para que possa haver a fixação do flange cego.
Veja um flange cego.
Fig. 81
Observe também um exemplo de aplicação do flange cego nesta outra figura.
flange cego
flange
tubo
junta
solda
Fig. 82
Vejamos agora como é feita a representação gráfica de flanges, de acordo com a simbologia do
sistema ASA; depois observe três exemplos de aplicação dessa representação em desenhos de
tubulações.
62 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Representação dos símbolos gráficos de flanges
rosqueado ou
solda de encaixe
sobreposto
pescoço
virola
cego
flange
de
pescoço
flange cego
Fig. 83
• Aplicação da representação dos símbolos gráficos de flanges para desenhos de tubulações
flange cego
suporte
360
8” – AJ – 513 – 12 – A
700
8” – AJ – 513 – 12 – A
400
Fig. 84
flange
sobreposto
flange de
pescoço
Fig. 85
SENAI/RJ - 63
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Flange com placa de orifício
Esse tipo de flange é o flange sobreposto ou o de pescoço ou, ainda, o rosqueado que sofre adaptações
para permitir a colocação de uma placa de orifício, de modo a tornar possível a medição de vazão. Em
cada flange há 2 furos roscados para tomadas de pressão para os instrumentos.
Fazer medição com placas de orifício é o meio mais sensível, barato e mais utilizado em planta de
processo. A placa com um orifício é inserida na linha, de forma que restringe a seção do fluxo,
causando uma variação de pressão que está em relação com o fluxo que circula. O tubo Venturi ou o
tubo de Pilot são similares em princípio, sendo utilizados quando são especificados pela engenharia de
instrumentação.
As placas de orifício são colocadas entre dois flanges apropriados, denominados flanges de orifício,
e utilizadas em linha de processo de 2" a 12" de diâmetro. As normas ANSI B 16.20 regulam as
dimensões dos diversos tipos de flanges de orifício. A maioria dos materiais de fabricação dos flanges
é da norma ASTM A.105 gr.2. Os parafusos e porcas são ASTM A.307 gr.B, com dimensões e tipos
das normas ANSI 13.2.1. As juntas são idênticas às dos flanges comuns.
A figura mostra um flange com placas de orifício.
placa de orifício
flange
tubo
flange
tubulação de impulso
(tubing)
tubo
Fig. 86
A seguir você verá como os flanges com placa de orifício são representados graficamente e, logo
depois, vai analisar o exemplo de aplicação dessa simbologia.
64 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Representação gráfica de flanges com placa de orifícios para instrumentação
placa de orifício (tomada
de pressão no próprio)
placa de orifício com tomada
na via contraída ou no tubo
conectado a um transp. de
fluxo tipo pressão diferencial
placa de orifício conectado
a um indicador de fluxo
tipo pressão diferencial
placa de orifício com tomada
via contraída ou no tubo
tomada de teste em via
contraída ou no tubo
sem a placa de orifício
placa de orifício e
equipamento de troca rápida
Fig. 87
A norma ISA S 5.1 – Instrumentation Symbols and Identification é aplicada para simbologia e
identificação dos símbolos para instrumentação.
• Flange de orifício (desmontado)
parafuso
bujão
porca
arruela
juntas
tubo
tubo
placa
de orifício
flange (de pescoço)
Fig. 88
SENAI/RJ - 65
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Exemplo de instalação típica de instrumentação em uma tubulação
válvula globo
Fig. 89
0 – 210 – 6" – 3BA
0 – 210 – 6" – 3BA
0 – 212 – 2" – 3BA
0 – 212 – 2" – 3BA
0 – 215 – 3" – 2B
1 ½"
FE - Elemento primário do fluxo
2"
FT - Transmissor ou fluxo
FC
FIC - Indicador e controlador de fluxo
¾
Fig. 90
Válvulas
As válvulas são dispositivos que permitem controlar ou interromper o fluxo em uma tubulação,
sendo um dos acessórios mais importantes. Neste item vamos mostrar as diversas válvulas e seus
respectivos símbolos gráficos para o desenho de tubulações e fluxogramas, sem entrar em detalhes
sobre seu funcionamento ou aplicação.
66 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
A inspeção e os testes de válvulas são normatizados pela Norma API-598. Já as dimensões, os
materiais de controle, as condições de trabalho, os testes de aceitação para refinarias de alguns tipos
de válvulas devem obedecer às determinações da Norma ABNT EB-141, Norma P-PB-37 e Norma
ANSI -B-16.10.
Classificação das válvulas
Considerando a finalidade das válvulas nas tubulações de processo, elas são classificadas em três
grandes grupos, a saber:
- válvulas que controlam o fluxo em qualquer direção;
- válvulas que permitem o fluxo em uma só direção;
- válvulas controladoras de pressão.
Cada uma dessas válvulas, por sua vez, podem ser de tipos variados, como vemos neste esquema.
de bloqueio
de gaveta
de macho
de esfera
de regulagem
de
de
de
de
de
1. válvulas que controlam o
fluxo em qualquer direção
2. válvulas que permitem fluxo
em uma só direção
de
de
de
de
retenção
retenção
retenção
retenção
globo
agulha
borboleta
diafragma
controle
de levantamento e de pé
de “portinhola”
de “esfera”
e fechamento
a jusante
redutiva de pressão
reguladora de pressão
a montante
de segurança e alívio
de contrapressão
3. válvulas controladoras de
pressão
SENAI/RJ - 67
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Tipos de ligações das válvulas
As extremidades das válvulas devem estar em conformidade com a Norma ANSI 11.31. E as
extremidades dos tubos, para aplicação das válvulas, podem ser de diferentes tipos.
Extremidade rosqueada
É aplicada em válvulas de 4" ou menos, sendo empregada em tubulações em que as ligações
rosqueadas são permitidas.
Extremidade para solda de encaixe
Aplicada em válvulas de aço de menos de 2", e empregada em tubulações por solda de encaixe.
Extremidade flangeada
Esse tipo de extremidade é aplicada em quase todas as válvulas, de qualquer material, e empregada
em tubulações industriais de 2" ou maiores.
Extremidade para solda de topo
Aplicadas em válvulas de aço de mais de 2", em serviços com pressões muito altas ou com fluidos
em que se exijam absoluta vedação e nenhum risco de vazamento.
Tipos de válvulas e respectivas simbologias para desenhos
Vejamos agora, por meio de figuras, os diferentes tipos de válvulas que acabamos de analisar e a
simbologia empregada para representá-las em desenhos de tubulações.
Observe cada caso com atenção.
Válvulas que controlam o fluxo em qualquer direção
A seguir apresentamos as válvulas que controlam o fluxo em qualquer direção e, logo depois de
cada uma, você encontrará a simbologia adotada para representar graficamente essas válvulas em
desenhos de tubulações.
68 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Válvula de gaveta (de bloqueio)
gaveta
tubo
tubo
gaveta
Fig. 91
flangeada
solda de topo
planta/elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 92 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Válvula de macho (de bloqueio)
alavanca
flange
flange
macho
orifício de passagem
macho
orifício de passagem
Fig. 93
SENAI/RJ - 69
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
solda de topo
flangeada
planta / elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 94 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Válvula de esfera (de bloqueio)
esfera
Fig. 95
solda de topo
flangeada
planta / elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 96 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
70 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Válvula de globo (de regulagem)
globo
Fig. 97
solda de topo
flangeada
planta / elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 98 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Válvula de agulha (de regulagem)
agulha
Fig. 99
SENAI/RJ - 71
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
rosqueado ou
solda de encaixe
flangeada
planta/elevação
solda de topo
Fig. 100 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Válvula de borboleta (de regulagem)
Fig. 101
solda de topo
flangeada
planta/elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 102 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
72 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Válvula de diafragma (de regulagem)
diafragma
fechado
aberto
Fig. 103
flangeada
solda de topo
planta /elevação
rosqueada ou
solda de encaixe
Fig. 104 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Válvula de controle (de regulagem) - Norma ISA RP41 (para dimensões); norma S.51
(para simbologia)
diafragma
de ar
haste
Fig. 105
SENAI/RJ - 73
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
solda de topo
flangeada
planta/elevação
rosqueado ou
solda de encaixe
Fig. 106 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
Ainda em relação às válvulas de controle, observe, nesta outra figura, os símbolos empregados
para a sua representação gráfica em fluxogramas.
operada por
êmbolo hidráulico
transmissão pneumática entre
instrumento e válvula de
diafragma
operada por motor
operada por solenóide
controle manual em
linha de processo
válvula auto atuada
de diafragma
atuador manual
Fig. 107 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
Válvulas que permitem fluxo em uma só direção
Agora, para esse grupo de válvulas, primeiro vamos apresentar a ilustração de cada uma delas
somente depois, ao final, apresentaremos a representação gráfica, uma vez que nesse grupo não há
uma simbologia específica para cada tipo em separado.
74 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Acompanhe as figuras com bastante atenção.
• Válvula de retenção de levantamento
entrada
saída
tampão
Fig. 108
• Válvula de retenção de portinhola
flange de
entrada
tampo
pino
flange de saída
saída
entrada
sede
tampão
Fig. 109
• Válvula de retenção de esfera
entrada
saída
esfera
Fig. 110
SENAI/RJ - 75
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Válvula de retenção de fechamento
haste rosqueada
haste do tampão
tampão
guia
entrada
saída
Fig. 111
• Representação gráfica das válvulas de retenção para desenhos de tubulação
retenção e
fechamento
planta e
elevação
somente
retenção
planta e
elevação
rosqueado ou
solda soquete
solda de topo
flangeada
Fig. 112 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
• Representação gráfica das válvulas de retenção para fluxogramas
retenção e fechamento
retenção
Fig. 113
76 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
• Válvulas controladoras de pressão
Dentre os diferentes tipos de válvula que compõem esse grupo, apresentamos aqui, a título de
exemplo, apenas a válvula reguladora de pressão, que você vê nesta figura.
porca de regulagem
mola
bocal de saída
tampão
sede
bocal de entrada
Fig. 114
Observe como é feita a representação gráfica dessa válvula em desenhos de tubulações.
rosqueada ou
solda de encaixe
com peso
mola
com peso
flangeada
mola
com peso
planta e elevação
mola
solda de topo
Fig. 115 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
Já neste outro quadro que segue, você poderá analisar a simbologia empregada para representar
graficamente as válvulas de segurança e alívio, que também são do tipo controladoras de pressão.
SENAI/RJ - 77
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
angular (mola peso ou
piloto integral)
angular (para pressão e vácuo)
reta (mola, peso ou
piloto integral
angular atuada pela
solenóide integral
angular para vácuo
disco de rutura para
pressão e para vácuo
Fig. 116 – Simbologia norma N-59 rev. C - set.99 da Petrobras
78 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Tubos, Acessórios e Válvulas
Praticando
1. Cite alguns objetivos das normas de tubulações.
2. Cite os principais processos de fabricação de tubos sem costura.
3. Considerando os tubos com costura e os tubos sem costura, responda às questões:
a) Qual dos dois é de maior resistência?
b) Qual deles é de uso mais freqüente?
c) Qual é o de mais baixo custo?
4. Quais são os dois processos empregados para enrolar as chapas para serem soldadas?
5. Qual é o principal material utilizado na fabricação de tubos?
6. Cite alguns fatores que influenciam na escolha do material da tubulação, em uma unidade de
processo.
7. Quais são as três dimensões principais de um tubo?
8. Relacione os tipos de extremidades de tubos.
9. Para um tubo de 24", determine:
a) o seu diâmetro externo.
b) o seu interno.
c) a espessura para SCH 30 e SCH 60.
10. Desenhe o modo como são representadas:
a) as linhas de processo.
b) as linhas de sinal pneumático.
c) as linhas de sinal hidráulico.
SENAI/RJ - 79
Desenho isométrico
de tubulações
Nesta seção...
Isométricos
Simbologia de tubulações para desenhos isométricos
Exemplos de desenhos isométricos
Identificação dos elementos da tubulação em desenhos isométricos
Praticando
2
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Projetos
O projeto de uma rede ou de um sistema de tubulações pode ser um projeto isolado ou, como é
mais freqüente, fazer parte de um projeto integrado de uma instalação industrial de processo completo,
que inclui também várias outras especialidades de engenharia.
Nos casos de um projeto global de uma instalação industrial, é prática corrente subdividi-lo em
partes que são, por exemplo: projetos de processamento, de construção civil, de elétrica, de
instrumentação e de tubulações, aí incluindo os fluxogramas, as plantas de locação, as plantas de
tubulações propriamente ditas e os desenhos isométricos.
É desses desenhos que trataremos neste segundo bloco de estudos, de modo que você possa
esboçar planta baixa e fazer desenhos isométricos das tubulações corretamente.
Isométricos
Chamamos de isométricos os desenhos feitos em perspectiva isométrica, segundo os princípios
técnicos apresentados no material didático referente a desenho técnico e a partir da planta baixa.
No desenho isométrico não são usadas escalas, embora seja mantida uma determinada proporção
entre as dimensões. Geralmente, faz-se um isométrico para cada tubulação individual de um grupo de
tubulações próximas. Os tubos e as curvas, quaisquer que sejam seus diâmetros, são representados
por um traço único, na posição de sua linha de centro.
Aplicação dos desenhos isométricos
Os isométricos são aplicáveis para trechos da tubulação onde ocorram, conjuntamente, mudanças
de direção,bifurcação, bloqueio etc. impossíveis de serem representados em plantas. Normalmente, os
isométricos não são aplicados em trechos retos de tubulações.
Os desenhos isométricos fornecem dimensões de trechos de tubos, ângulos, raios, curvaturas,
elevações de todos os tubos, localização e orientação de todos os bocais de vasos e equipamentos
ligados à tubulação representada. Eles dão uma visão espacial de um segmento de tubulação, que
deve ser tomada como base para verificação de controle dimensional.
SENAI/RJ - 83
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Um dos principais objetivos e aplicações dos desenhos isométricos é o de orientar a construção do
spool e do desenho isométrico simplificado, que veremos adiante.
Desenho de spools
São desenhos fabricados a partir dos desenhos isométricos, sendo, portanto, trechos da tubulação
contida num isométrico. Cada spool representa a ligação de um certo número de acessórios e de
trechos de tubos em tubulação soldada.
Dentre outros desenhos auxiliares de montagem, o spool permite que todos os trechos da tubulação
que contêm pedaços pequenos de tubos e de conexões sejam pré-fabricados, isto é, ligados fora do
local de montagem.
Veja desenho típico de spool.
1
distância entre faces de flanges, entre linhas de centro
e entre face de flange e linha de centro ± 3mm
2
raio de curvatura de tubos curvados ± 3% do diametro
nominal
3
deslocamento do flange ou da derivação ± 1,5mm
4
rotação do flange (medida como indicado) ± 1,5mm
5
paralelismo da face do flange ± 1,5mm ou ± 1/2o
(o menor)
6
desalinhamento entre linhas de centro ±1,5mm
7
comprimento a mais nas soldas de campo:
φ 4”: 100mm
mais de φ 4”: 150 a 200mm
até
obs.: as tolerâncias não são acumulativas.
Fig. 1 – Tolerâncias de pré-montagem de tubulações
Isométrico simplificado
Essa é outra aplicação do isométrico, empregado para montagem de instrumentos.
Na figura que segue você pode ver um desses desenhos.
84 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Fig. 2
SENAI/RJ - 85
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Folha típica de desenho isométrico
Nas empresas que executam projetos, os isométricos são desenhados em folhas de papel especiais,
com as linhas isométricas (30°) bem claras que já estão traçadas, de modo a facilitar o desenhista.
Veja um exemplo reduzido de uma folha típica para desenhos isométricos, com linhas traçadas na
horizontal e na vertical.
espaço para a simbologia
e lista de componentes da linha
LEGENDA
Fig. 3
Como você deve ter observado, a folha para isométrico possui um espaço para a legenda e também
um espaço para a lista de componentes, tubos, conexões, flanges etc., contidos no trecho de tubulação
ali representado.
Observe, nesta outra figura, um modelo de lista de material e legenda.
86 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
LISTA DO MATERIAL
POS. N O .
ESPECIFICAÇÃO
QUANT.
TUBOS
CONEXÕES
FLANGES
OUTROS
REVISÃO
ESPECIFICAÇÃO . ___
NO. REQUERIDO . ___
3
NO. PROJETO
LINHA NO.
CARIMBO
ESCALA
FOLHA
2
1
PROJETO
VERIF.
APROV.
DATA
Fig. 4
Toda folha de isométrico tem uma numeração que deve ser combinada com a numeração das
plantas, de maneira que seja fácil identificar em qual planta está representada uma linha que aparece
em determinado isométrico e vice-versa. Por exemplo, a planta n° 42 corresponde à série de isométricos
começada pelo n° 4.202. Já a planta n° 52 corresponde à série começada pelo n° 5.201, e assim por
diante.
As folhas de desenhos isométricos (assim como as plantas) também devem apresentar a indicação
da orientação, isto é, o Norte de Projeto (NP), para possibilitar a localização dos tubos e equipamentos
no terreno. Torne a observar o exemplo de folha de isométrico mostrada anteriormente e veja que o
NP está assinalado em seu canto superior direito.
SENAI/RJ - 87
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Há símbolos especiais para indicar o Norte do Projeto – NP ou N. Nas figuras que seguem você
pode observar a simbologia empregada em plantas e em isométricos.
Fig. 5 – Para plantas
E agora veja os símbolos empregados para indicar o NP, quando se trata de desenhos isométricos.
Fig. 6 – Para isométricos
Simbologia de tubulações para
desenhos isométricos
Agora, neste item, vamos ver como os diferentes elementos de uma tubulação - tubos, acessórios
e válvulas - são representados em desenhos isométricos.
Representação de tubos em isométricos
Nos desenhos isométricos, os tubos verticais são representados por traços verticais, e os tubos
horizontais são representados por traços inclinados a 30° para a direita ou para a esquerda, dependendo
da orientação no Norte do Projeto (NP).
88 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Agora veja, nas seis figuras que seguem, exemplos de isométricos acompanhados da planta
correspondente. Observe as cotas.
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
SENAI/RJ - 89
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
90 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Tubos fora das direções ortogonais
Os tubos fora de qualquer uma das direções ortogonais são representados por traços inclinados
com ângulos diferentes de 30º. No desenho deve ser indicado o ângulo verdadeiro de inclinação do
tubo, com qualquer uma das três direções ortogonais básicas. Para facilitar o entendimento, é comum
desenhar, em traços finos, o plano do ângulo ou do paralelogramo do qual a direção inclinada do tubo
seja diagonal.
Vamos analisar o exemplo ilustrado a seguir, em que vemos o tubo com mudança de direção, porém
dentro do plano vertical. Observe que na anotação 45º V, a letra V significa vertical.
Fig. 13
Agora, nesta outra figura, veja o tubo com mudança de direção dentro do plano horizontal. Na
anotação 45º H, a letra H significa horizontal. Em qualquer dos dois planos, então, é necessário cotar
os dois catetos e o ângulo seguido das letras V ou H, de acordo com o caso.
Fig. 14
SENAI/RJ - 91
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Quando um trecho do tubo muda de direção e de plano, ficando também fora das direções ortogonais,
a representação é feita envolvendo-se a linha por um polígono, como mostrado neste exemplo.
Fig. 15
Método de cotagem para tubos fora dos planos ortogonais
São várias as situações em que os tubos estão fora dos planos ortogonais, exigindo métodos de
cotagem diferentes. Vejamos essas situações e esses métodos.
• Trecho inclinado de 45° no mesmo plano (horizontal)
Nesse caso, deverão ser cotados o ângulo acompanhado da letra H e um dos catetos. Tanto o
ângulo como o cateto podem ser cotados em qualquer lado.
Observe este exemplo que ilustra tubos com mudança de direção 45° na horizontal.
Fig. 16
92 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Trecho inclinado de 45° no mesmo plano vertical
Quando o trecho está no plano vertical deverão ser cotados o ângulo acompanhado da letra V e um
dos catetos.
Na figura temos um exemplo desse caso.
Fig. 17
• Trecho inclinado de ângulos diferentes de 45°
Se o trecho estiver no plano horizontal ou vertical, então é preciso cotar os dois catetos e o ângulo
de 60º, seguido das letras H ou V, de acordo com o caso.
Veja o exemplo da figura que mostra tubos com mudança de direção de 60º, horizontal e vertical.
Fig. 18
SENAI/RJ - 93
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Trecho inclinado com mudança de direção e de plano
Nesse outro caso devem ser indicados os ângulos α e β, além das dimensões A, B e C, como
vemos nessa figura, em que o tubo está inclinado.
Fig. 19
Representação de curvas e joelhos em isométricos
Tubos curvados, curvas ou joelhos são representados em desenhos isométricos por curvas em
perspectivas, como você pode ver neste exemplo.
Fig. 20
Essas curvas, quando os desenhos isométricos são pequenos, são feitas à mão livre ou, então, com
gabaritos.
Vale lembrar que os tubos curvados, curvas ou joelhos também podem ser representados por
ângulos retos. Observe.
94 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Fig. 21
Nos isométricos, assim como nas plantas de tubulações, as conexões são representadas pela mesma
simbologia. Analise esses exemplos de simbologia para conexões soldadas, rosqueados e flangeadas.
solda de topo
rosqueado ou
solda de encaixe
flangeada
Fig. 22
Representação de acessórios em isométricos
Vamos analisar, agora, a representação de alguns tipos de acessórios de tubulações em desenhos
isométricos, tais como flanges, reduções, uniões e luvas, etc.
Reduções
Observe as duas figuras que mostram a representação de reduções em desenhos isométricos.
redução excêntrica
redução concêntrica
Fig. 23
SENAI/RJ - 95
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Flanges
Agora vejamos como diferentes tipos de flange são representados em desenhos isométricos.
flange de pescoço
flange cego
flange de orifício
bocal de vaso ou
equipamento
Fig. 24
Outros acessórios
Vários outros acessórios também são representados de modo especial em desenhos isométricos,
como mostramos a seguir. Observe cada um com atenção.
bolsa de drenagem
união
tê soldado
de topo
tê rosqueado
ejetor
dreno respiro
luva
boca de lobo boca de lobo
com sela
com reforço
colar
soldado
filtro Y
bujão
tê 45o
curva a 90o
curva a 45o
Fig. 25
96 - SENAI/RJ
purgador de
vapor
boca de lobo
luva
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Representação das válvulas em isométricos
Veja agora como é feita a representação de diferentes tipos de válvulas em desenhos isométricos.
se
nti
do
válvula de
gaveta
válvula de
controle
flange de
pescoço
válvula
globo
válvula de
segurança ou
de alívio
flange
sobreposto
filtro “Y”
válvula
macho
válvula
motorizada
purgador
de vapor
válvula de
esfera
válvula com
volante para
corrente
ejetor
do
flu
xo
válvula de
retenção
válvula de
borboleta
bocal de vaso ou
equipamento
Fig. 26
Posição das hastes das válvulas
Em relação à posição das hastes das válvulas, vamos destacar aqui algumas situações e a respectiva
representação em desenhos isométricos. Observe as figuras em cada caso.
• Tubos horizontais com as hastes na vertical
haste
vertical
tubo
horizontal
Fig. 27
SENAI/RJ - 97
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Tubos horizontais com as hastes na horizontal
tubo horizontal
haste
horizontal
Fig. 28
• Tubos verticais com as hastes horizontais e inclinadas
tubo vertical
tubo vertical
hastes
horizontais
haste inclinada
Fig. 29
Ainda em relação às hastes das válvulas, vale observar que, quando elas são pequenas, como as
válvulas de drenos ou ventes, por exemplo, as hastes não devem ser desenhadas, como mostram esses
dois exemplos.
Fig. 30
98 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Nos desenhos isométricos também devem aparecer todas as válvulas e todos os acessórios de
tubulação, tais como flanges, reduções etc., bem como a localização de todas as emendas soldadas,
rosqueadas ou flangeadas.
Veja isso no exemplo ilustrado a seguir, que mostra, primeiramente, um isométrico de uma linha
com válvulas em diversas posições. E depois uma planta correspondente a esse isométrico.
Fig. 31 – Isométrico
Fig. 32 – Planta
SENAI/RJ - 99
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Indicação de fluxo em isométricos
Em todas as linhas de um desenho isométrico devem aparecer as setas indicativas de sentido do
fluxo. Essas setas, de preferência, devem ser colocadas antes de toda mudança de direção, tomando
o cuidado para não colocá-las sobre uma conexão.
Observe este exemplo.
sentido do fluxo
isométrico
planta
Fig. 33
100 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Exemplos de desenhos isométricos
Agora que já analisamos a representação de diferentes componentes de tubulações em isométricos,
vamos ver alguns exemplos gerais de aplicação dessa representação.
• Exemplo de isométrico cotado e respectiva planta baixa
Fig. 34 –
SENAI/RJ - 101
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Exemplo de isométrico com nomenclatura dos componentes
Fig. 35
• Exemplo de isométrico com observações para desenho
Fig. 36
102 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Identificação dos elementos da
tubulação em desenhos isométricos
Os tubos, vasos, bombas, compressores e demais equipamentos aparecem indicados nos isométricos
apenas pela sua identificação, posição de linha de centro e pelos bocais de ligação com as tubulações.
As válvulas são usualmente designadas por siglas convencionais, como, por exemplo, 2" VGA 4"
VGA. Essa identificação é a mesma empregada em plantas de tubulação.
Nos isométricos devem figurar, detalhadamente, inclusive os acessórios pequenos e secundários
que existam nas tubulações, tais como: válvulas de dreno e de respiro, bocais para retirada de amostras
etc. Os conjuntos formados pelas válvulas de controle e respectivas tubulações de contornos e válvulas
de bloqueio e regulagem são mostrados peça por peça.
Nos desenhos que aparecem a seguir podemos identificar algumas dessas informações. Observe.
• Exemplo 1
Fig. 37
SENAI/RJ - 103
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Exemplo 2
Fig. 38
104 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Praticando
1. Desenhe o isométrico correspondente às plantas apresentadas em cada caso a seguir. Represente
as conexões conforme as indicações.
• Caso 1
N
planta
(solda de encaixe)
Fig. 39
• Caso 2
N
planta
(rosqueada)
Fig. 40
SENAI/RJ - 105
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Caso 3
N
planta
Fig. 41
2. Observe o desenho e depois escreva as denominações e o tipo de ligação dos acessórios nele
indicados.
Fig. 42
106 - SENAI/RJ
1. _______________________
2. _______________________
3. _______________________
4. _______________________
5. _______________________
6. _______________________
7. _______________________
8. _______________________
9. _______________________
10. ______________________
11. ______________________
12. ______________________
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
3. Desenhe os isométricos correspondentes às plantas básicas a seguir, e cote.
• Planta 1
Fig. 43
• Planta 2
NP
Fig. 44
SENAI/RJ - 107
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
• Planta 3
Fig. 45
4. Represente em planta, num só desenho, o isométrico apresentado para as tubulações do VASO 310.
Fig. 46
108 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
5. Execute as plantas das linhas 3" 0 306 B e 3" 0334-B do isométrico apresentado.
Fig. 47
6. Desenhe o isométrico correspondente às linhas G3" 1003Ca e G3 1004Ca da planta e da elevação
apresentadas a seguir.
Fig. 48
SENAI/RJ - 109
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
7. Assinale com um X a representação gráfica que julgar correta.
110 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Assinale com um X a representação gráfica que julgar correta.
SENAI/RJ - 111
Tubulações Industriais – Desenho Isométrico de Tubulações
Fig. 50
112 - SENAI/RJ
Anexos
3
Tubulações Industriais – Anexos
Toda folha de isométrico tem uma numeração que deve ser combinada com a numeração das
plantas, de maneira que seja fácil identificar em qual planta está representada uma linha que
aparece em determinado isométrico e vice-versa. Por exemplo, a planta n°42 corresponde à
série de isométricos começada pelo n° 4.202. Já a planta n°52 corresponde à série começada
pelo n° 5.201, e assim por diante.
Fig. 50
SENAI/RJ - 115
Tubulações Industriais – Anexos
116 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
SENAI/RJ - 117
Tubulações Industriais – Anexos
Emprego das convenções de plantas
118 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
Corte transversal em uma unidade de processo
SENAI/RJ - 119
Tubulações Industriais – Anexos
Unidade 3 – Planta das tubulações – Área 32
120 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
Unidade 3 – Elevação olhando para o norte
SENAI/RJ - 121
Tubulações Industriais – Anexos
Unidade 3 – Elevação olhando para Leste
122 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
Unidade 3 – Planta das tubulações – Área 33
SENAI/RJ - 123
Tubulações Industriais – Anexos
Unidade 3 – Planta das tubulações – Área 34
124 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
SENAI/RJ - 125
Tubulações Industriais – Anexos
Convenções para fluxograma
126 - SENAI/RJ
Tubulações Industriais – Anexos
Convenções para plantas
SENAI/RJ - 127
Tubulações Industriais – Anexos
Referências bibliográficas
• ABNT. Norma NBR11185 - NB126 12: Projeto de tubulações de ferro fundido dúctil centrifugado,
para condução de água sob pressão. Rio de Janeiro: ABNT, 1994.
• ABNT. Norma NBR8190 - SB124 10: Simbologia de instrumentação. Rio de Janeiro: ABNT,
1983.
• ABNT. Norma NBR9964 - SB88 08: Linhas e símbolos em desenhos de estruturas navais. Rio de
Janeiro: ABNT, 1987.
• ABNT. Norma NBR14611 - 10: Desenho técnico - representação simplificada em estruturas
metálicas. Rio de Janeiro: ABNT, 2000.
• PETROBRAS. Norma N-0058: Subsídios gráficos para fluxogramas de processo e de engenharia.
Rio de Janeiro: Petrobras, 1999.
• _____________. Norma N-0381: Execução de desenhos e outros documentos técnicos em
geral. Rio de Janeiro: Petrobras, 1997.
• _____________. Norma N-1521: Identificação de equipamentos industriais. Rio de Janeiro:
Petrobras, 1998.
• _____________. Norma N-1522: Identificação de tubulações industriais. Rio de Janeiro:
Petrobras, 1998.
• _____________. Norma N-1745: Folha para isométrico de tubulação. Rio de Janeiro: Petrobras,
1999.
• SENAI/Departamento Nacional. Módulos industriais - Desenho de tubulações industriais. Rio de
Janeiro: SENAI/DN, 1980.
• TELES, Pedro C. Silva. Tubulações industriais. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1970.
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