Generalidades e Classificação de Tubulações Industriais

TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS GENERALIDADES SOBRE TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS CLASSIFICAÇÃO DAS TUBULAÇÕES PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS MATERIAIS DE FABRICAÇÃO TÓPICOS ESSENCIAIS SOBRE TUBULAÇÕES CÁLCULO DO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DE TUBOS NORMAS PARA SELEÇÃO DO MATERIAL DA TUBULAÇÃO NORMAS DIMENSIONAIS DAS TUBULAÇÕES CÁLCULO DA ESPESSURA DA PAREDE DE TUBOS DILATAÇÃO LINEAR ISOLAMENTO TÉRMICO DAS TUBULAÇÕES ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÕES 1 IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS DE PROJETOS INDUSTRIAIS Todo projeto industrial deve apresentar uma sistemática de identificação de equipamentos tubulações válvulas e instrumentos Essa codificação também conhecida como TAG facilita o desenvolvimento de todas as etapas de execução do projeto construção montagem e manutenção da instalação Não existe uma norma geral que especifique a codificação a ser utilizada nos projetos industriais Neste capítulo adotaremos o padrão PETROBRAS de identificação empregado por exemplo nos setores de EP Exploração e Produção e ABAST Refino 11 DOCUMENTOS TÉCNICOS DE ENGENHARIA Todos os documentos técnicos que compõem o projeto de uma instalação industrial deverão conter em sua legenda ou cabeçalho uma codificação constituída por sete grupos básicos separados por hífen conforme norma PETROBRAS N1710 IET3010661200200PPC001 Grupo 0 Código de identificação do idioma Caso o documento se encontre em português omitese este grupo Adotase I para o idioma inglês A para o alemão F para o francês L para o italiano E para o espanhol e D para outros idiomas Grupo 1 Código da categoria do documento técnico vide anexo I Grupo 2 Número de identificação da instalação industrial vide anexo II Grupo 3 Grupo de algarismos que identifica a área ou sistema dentro da instalação industrial vide anexo III Grupo 4 Número de identificação da classe de serviço vide anexo IV Grupo 5 Código da origem do documento vide anexo V Grupo 6 Número de ordem cronológica do documento técnico 12 EQUIPAMENTOS Segundo a norma PETROBRAS N1521 todos os equipamentos devem ser identificados individualmente por uma combinação alfanumérica composta dos seguintes elementos MB122301A Grupo 0 Símbolo identificador da classe do equipamento auxiliar vide anexo VI Caso o equipamento seja principal omitese este grupo Grupo 1 Símbolo identificador da classe do equipamento principal vide anexo VI Grupo 2 Número de identificação da área de atividade com quatro algarismos vide anexo III Grupo 3 Número sequencial 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 Esse caso é muito frequente em equipamentos reservas ou que trabalhem em paralelo 13 TUBULAÇÕES Segundo a norma PETROBRAS N1522 todas as tubulações devem ser identificadas individualmente por um código alfanumérico composto por cinco grupos dispostos horizontalmente separados por hífen conforme descrito a seguir 8 PE2112005Ac Primeiro grupo Número representativo do diâmetro nominal da tubulação Para tubulações com diâmetros nominais definidos pelas normas ASME B 3610M ASME B 3619M e API Spec 5L este número deve ser expresso em polegadas nos demais casos deve ficar a critério do projetista sujeito à aprovação da PETROBRAS Segundo grupo Notação simbólica indicativa da classe de fluido conduzido pela tubulação vide anexo VII Quando houver uma mistura de fluidos com características semelhantes devese usar a designação genérica por exemplo HC para hidrocarbonetos em geral PQ para produtos químicos não especificados Quando o fluido for gás natural condensado ou vapor o símbolo deve ser seguido do valor da pressão máxima de trabalho admissível PMTA da linha com o valor inteiro mais próximo expresso em kgfcm2 por exemplo V11 para vapor a 105 kgfcm2 G50 para gás natural a 497 kgfcm2 Terceiro grupo Número de identificação da área de atividade vide anexo III Quarto grupo Número de três algarismos que indica a ordem sequencial da tubulação dentro da unidade ou área podendo ser deixados alguns números não utilizados para futuras inclusões de novas tubulações do mesmo fluido Quinto grupo Notação simbólica indicativa da padronização do material da linha de tubulação dada pelas normas PETROBRAS N76 e N2444 ver anexos VIII e IX respectivamente ou pela padronização de material adotada no projeto em casos excepcionais aprovados pela PETROBRAS As recomendações para identificação de tubulações em geral de processo e de utilidades podem ser encontradas na norma PETROBRAS N1522 A codificação apresentada até o momento é o padrão empregado pelo setor do ABAST Entretanto uma outra forma de identificação é utilizada nos projetos do EP Neste caso a tubulação é identificada por uma sigla composta por quatro ou cinco grupos separados por hífen conforme descrito a seguir 20 PCB9022IP Primeiro grupo Diâmetro nominal da linha normalmente expresso em polegadas Segundo grupo Sigla do fluido de trabalho segundo a ET200 ver anexo X Terceiro grupo Especificação da tubulação segundo a ET200 ver anexo X definindo a classe de pressão e o material empregado Quarto grupo Número de ordem da linha com três ou quatro algarismos Quinto grupo Indicação do isolamento térmico quando necessário Adotase HC para conservação de energia a quente CC para conservação de energia a frio PP para proteção pessoal IP para isolamento e proteção 14 VÁLVULAS As normas PETROBRAS N76 N2444 e N2668 apresentam identificações específicas para válvulas tubos conexões flanges uniões juntas parafusos e porcas para as diversas padronizações de material de tubulação Na prática no entanto tal codificação não é empregada nos desenhos que compõem o projeto de uma instalação industrial não havendo nenhuma regra clara de composição do TAG de uma válvula Uma regra usual utiliza uma combinação alfanumérica composta dos seguintes elementos V12314 Grupo 1 Símbolo identificador do tipo de válvula Por exemplo a norma PETROBRAS N2668 adota as seguintes abreviações Tenha em mente entretanto que na prática esta simbologia é raramente aplicada Grupo 2 Número sequencial da válvula com no máximo cinco algarismos 15 INSTRUMENTAÇÃO Os instrumentos são identificados pela sua função e malha à qual eles pertencem Desta forma a codificação empregada na instrumentação é baseada na sua função ou variável medida e não no seu nome ou forma construtiva Por exemplo uma válvula que controla a vazão para regular o nível de um tanque é uma LCV level control valve ou válvula controladora de nível e não uma FCV flow control valve ou válvula controladora de fluxo Segundo a norma ISA S51 os instrumentos devem ser identificados de acordo com a seguinte máscara VMFNXXXXYYYZ Grupo V Código de identificação da variável medida ver anexo XI Grupo M Código do modificador da variável medida ver anexo XI Grupo F Código de identificação da função do instrumento ver anexo XI Grupo N Código do modificador da função do instrumento ver anexo XI Grupo XXXX Número de identificação da área de atividade ver anexo III Grupo YYY Número sequencial da malha com três algarismos Grupo Z Letra maiúscula adicionada ao final da série numérica no caso de instrumentos com a mesma especificação localizados em uma mesma área e com função similar Algumas das siglas mais comuns de instrumentos e válvulas de controle são mostradas a seguir 2 FLUXOGRAMAS 21 Definições Os fluxogramas ou diagramáticos são desenhos esquemáticos nãoprojetivos que mostram toda a rede de tubulações equipamentos e acessórios de uma instalação industrial Devido à complexidade de uma planta industrial típica normalmente são subdivididos por sistemas ou fluidos de trabalho Os fluxogramas têm a finalidade de mostrar o funcionamento de um determinado sistema desconsiderandose detalhes de fabricação construção ou montagem Do ponto de vista do processo representam a classe de desenhos mais importante da instalação devendo necessariamente o projeto básico contemplálo sendo o principal input do FEED Front End Engineering Design De uma forma geral podem ser de dois tipos 22 Fluxograma de processo Desenho preliminar executado pelos projetistas de processo devendo conter os principais equipamentos de caldeiraria máquinas tubulações válvulas e instrumentos com indicação dos seus respectivos TAGs e características básicas Um exemplo de fluxograma de processo é o Process Flow Diagram ver figuras 41 42 e 43 23 Fluxograma de engenharia mecânico ou de detalhamento PID É um desenvolvimento do fluxograma de processo executado pelas equipes de processo e de projeto mecânico a partir do qual será confeccionado todo o projeto de tubulações Além dos elementos já existentes no fluxograma de processo devem ser também detalhados toda a malha de controle e também equipamentos máquinas tubulações e acessórios de utilidades secundários e auxiliares O PID Piping and Instrument Diagram é um exemplo de fluxograma de engenharia ver figuras 44 e 45 Roger Matsumoto Moreira PhD Professor Engenheiro Mecânico U F Fluminense 3 NORMAS PARA SELEÇÃO DO MATERIAL DA TUBULAÇÃO As indústrias de grande porte empregam muitas vezes engenheiros e técnicos especialistas na normalização de projetos visando a conformidade dos produtos e processos quanto às diversas normas nacionais eou internacionais No caso específico do projeto de tubulações industriais as principais normas e códigos de uso corrente são Roger Matsumoto Moreira PhD Professor Engenheiro Mecânico U F Fluminense Tubos Schedule de aço carbono Os Tubos de aço carbono de condução conhecidos como Tubos Schedule podem ser fornecidos com ou sem costura nos diâmetros de ¼ até 40 Polegadas Os tubos com costura geralmente são fornecidos com comprimento padrão de 6000mm podendo ser fornecidos com comprimentos especiais até 12000 mm Nos tubos sem costura os comprimentos podem variar porque dependem do peso do lingote de que é feito o tubo variando na pratica entre 5 e 12 metros Exemplos de Tubos Schedule fabricados em normas específicas NBR 5590 ASTM A53 NBR 6321 ASTM A106 API e Aço Ligado A333 A335 P11 e P22 Os tubos Schedule podem ser fornecidos nos diâmetros de ¼ até 40 encontrados nas séries 102030STD406080100120140160 XS E XXS Os Tubos Schedule podem ser fornecidos pretos ou galvanizados com ou sem rosca atendendo as exigências da norma Geralmente são utilizados na condução água gás ar comprimido extração estruturas altas e baixas temperaturas etc Quem vai determinar a sua aplicação é a norma solicitada Os Tubos de Aço Liga são utilizados em diversas aplicações existe uma demanda alta na indústria de geração de energia petroquímicas estaleiros não somente pelo seu limite de resistência à tração mas também pela resistência à corrosão e altas temperaturas Fonte FABRITUBOS PRINCIPAIS NORMAS TÉCNICAS DE TUBOS COMPOSIÇÃO QUÍMICA E PROPRIEDADES MECÂNICAS TUBOS MAIS UTILIZADOS TABELA SCHEDULE TABELA SCHEDULE