8/13/2019 Montagem e Inspeo de Equipamentos Industriais
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SENAI CFP Euvaldo Lodi
Thiago Ferreira Querino
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MONTAGEM E INSPEO DEEQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS
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Distribuio de pontos
Prova I 20 pontos
Trabalho Em Dupla 20 pontosProva II 40 pontos
Exerccios em Sala de Aula 20 pontos.
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Classes e Finalidades de Vaso de Presso
Vasos noSujeitos aChama
Vasos deArmazenagem
e Acumulo
Reatores
Esferas deArmazenagemde Gases
Torres deDestilaoFracionria
Trocadores de
Calor
Trocadores de
Calor
Resfriador
Condensador
Refervedores
Aquecedor
Resfriador de
Ar
Vasos Sujeitos aChama
Caldeira
Fornos
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Os vasos sujeitos ou no a chama,so como o
prprio nome indica, os vasos onde h ou no apresena de fogo ,embora os vasos no sujeitos
a chama possam em muitos casos trabalhar emelevadas temperaturas.
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Exemplos de Vaso Sujeito a Chama
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Vaso de Presso no Sujeito a Chama
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Classificao de acordo com a
Presso
VasosAtmosfrico
0 a 0,035Kg/cm 0 a 0,5 psi
Vasos de Baixa
Presso
0,033 a 1,054Kg/cm0,5 a 15 psi
Vasos de Alta
presso
1,054 a 210,81Kg/cm15 a 3000 psi
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Classificao Quanto a Posio de Instalao(dimenses em relao ao solo)
As Dimenses em relao ao solo so:
DI = dimetro interno
CET = comprimento entre tangentes
Baseando-se na posio em que essas duasdimenses esto em relao ao solo,podemosclassificar os vasos de presso.
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Cilndrico Vertical DI, paralelos em relao ao solo.
CET, perpendicular (vertical) em relao aosolo.
DI
CE
T
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Os vasos verticais so usados quandoprincipalmente necessria ao da gravidadepara o funcionamento do vaso ou para oescoamento de fluidos. Por exemplo as torres
de fracionamento.De modo geral os vasosverticais so mais caros em relao aoshorizontais, em compensao ocupam menorrea de terreno.
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Cilndrico Horizontal DI, perpendicular ao solo.
CET, paralelo ao solo.
D
I
C E T
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Os vasos horizontais, muitos comuns, sousados, entre outros casos, para trocadores decalor e para a maioria dos vasos deacumulao.
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Cilndrico Inclinado DI e CET, inclinados em relao
ao solo.
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Os vasos em posies inclinadas so excees,empregados somente quando o servio exigir,como, por exemplo, o escoamento porgravidade de materiais difceis de escoar.
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Vasos Esfricos Quando as dimenses DI,
CET no podem ser definidas.
Teoricamente o formato idealpara o vaso de presso oesfrico,com o qual se chegaa uma menor espessura da
parede e ao menor peso, eem igualdade de presso evolume contido.
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NR-13 MANUAL TCNICO DE CALDEIRAS
DESENHO DE VASO
http://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.01%20-%20MANUAL%20T%C3%89CNICO%20DE%20CALDEIRAS.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/VASO%20DE%20PRESS%C3%83O.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/VASO%20DE%20PRESS%C3%83O.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.01%20-%20MANUAL%20T%C3%89CNICO%20DE%20CALDEIRAS.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdfhttp://localhost/var/opera%C3%A7oes%20unitarias/Aula%203%20Vasos%20de%20Press%C3%A3o.pdf8/13/2019 Montagem e Inspeo de Equipamentos Industriais
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Questionrio1. Defina e exemplifique vaso no sujeito a chama.2. Defina e exemplifique vaso sujeito a chama.3. Cite quatro exemplos de vasos no sujeito a chama.4. Defina trocador de calor.
5. Cite quatro exemplos de trocadores de calor.6. Em relao a presso, como so classificados os vasos de presso.7. Quais so as dimenses de classificao de vasos de presso em
relao ao solo?8. Quanto a posio de instalao, como so classificados os vasos de
presso?
9. Defina e exemplifique vaso de presso vertical.10. Defina e exemplifique vaso de presso horizontal.11. Defina e exemplifique vaso de presso inclinado.12. Defina e exemplifique vaso esfrico.
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Classificao de trocadores de calor
Classificao deTrocadores de
Calor
Processos deTransferncia
Contato Indireto
TransfernciaDireta
TipoArmazenamento
Contato Direto
Tipo deConstruo
Tubular
Carcaa e tubo
Serpentina
Tubo DuploTipo Placa
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Classificao de acordo com Processos deTransferncia
Nesta categoria, trocadores de calor so classificadosem:
Contato indireto;
Contato direto.
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Trocadores de Calor de Contato IndiretoOs fluidos permanecem separados e ocalor transferido continuamente atravs
de uma parede, pela qual se realiza atransferncia de calor. Os trocadores decontato indireto classificam-se em:
trocadores de transferncia direta e dearmazenamento.
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Tipo de Trocadores de Transferncia
Direta
Neste tipo, h um fluxo contnuo de calor dofluido quente ao frio atravs de uma parede queos separa. No h mistura entre eles, pois cadacorrente permanece em passagens separados.
Este trocador designado como um trocador decalor de recuperao, ou simplesmente comoum recuperador.
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Alguns exemplos de Trocadores deTransferncia direta so:
Placa;
Tubular;
Superfcie Estendida.
Recuperadores constituem uma vasta maioria
de todos os trocadores de calor.
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Trocador de Calor de Transferncia Direta.
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Trocadores de Armazenamento
Em um trocador de armazenamento, os ambosfluidos percorrem alternativamente as mesmaspassagens de troca de calor . A superfcie detransferncia de calor geralmente de umaestrutura chamada matriz.
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Em caso de aquecimento, o fluido quente
atravessa a superfcie de transferncia de calore a energia trmica armazenada na matriz.
Posteriormente, quando o fluido frio passa pelasmesmas passagens, a matriz libera a energia
trmica (em refrigerao o caso inverso). Estetrocador tambm chamado regenerador.
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Trocador de Calor de Armazenagem
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Trocadores de Calor de Contato DiretoNeste trocador, os dois fluidos se misturam.Aplicaes comuns de um trocador de contatodireto envolvem transferncia de massa alm de
transferncia de calor; aplicaes que envolvems transferncia de calor so raras..
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Comparado a recuperadores de contato indireto
e regeneradores, so alcanadas taxas detransferncia de calor muito altas. Sua
construo relativamente barata. Asaplicaes so limitadas aos casos onde umcontato direto de dois fluidos permissvel.
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Exemplos de Trocadores de Calor deContato direto.
Economizado
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Trocador de Calor de Contato Direto
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Classificao de acordo a Caractersticas deConstruo
Apresentamos os trocadores tubulares, de placas, desuperfcies estendidas e regenerativos. Outros
trocadores existem, mas os grupos principais soestes.
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Trocadores TubularesSo geralmente construdos com tuboscirculares, existindo uma variao de acordocom o fabricante. So usados para aplicaes
de transferncia de calor lquido/lquido. Elestrabalham de maneira tima em aplicaes detransferncia de calor gs/gs, principalmentequando presses e/ou temperaturasoperacionais so muito altas onde nenhumoutro tipo de trocador pode operar.
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Este trocadores podem ser classificados
como:
Carcaa e tubo;
Tubo duplo;
Espiral.
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Trocadores de carcaa e tubo
Este trocador construdo com tubos e umacarcaa. Um dos fluidos passa por dentro dostubos, e o outro pelo espao entre a carcaa eos tubos.So os mais usados para quaisquercapacidades e condies operacionais, tais
como presses e temperaturas altas,atmosferas altamente corrosivas, fluidos muitoviscosos, misturas de multicomponentes, etc.
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Estes so trocadores muito versteis, feitos de
uma variedade de materiais e tamanhos e soextensivamente usados em processos
industriais.
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Trocador de Calor de Carcaa e Tubo.
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Trocador Tubo DuploO trocador de tubo duplo consiste de dois tubosconcntricos. Um dos fluidos escoa pelo tubointerno e o outro pela parte anular entre tubos,
em uma direo de contra fluxo. Este talvez omais simples de todos os tipos de trocador decalor pela fcil manuteno envolvida. geralmente usado em aplicaes de pequenascapacidades.
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Trocador de Calor Tubo Duplo
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Trocador de Calor em SerpentinaEste tipo de trocador consiste em uma ou maisserpentinas (de tubos circulares) ordenadas emuma carcaa. A transferncia de calor associada
a um tubo espiral mais alta que para um tuboduplo.
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Alm disto, uma grande superfcie pode ser
acomodada em um determinado espao
utilizando as serpentinas. As expanses
trmicas no so nenhum problema, mas alimpeza muito problemtica.
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Trocador de Calor de Serpentina
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Trocadores de Calor Tipo Placa
Este tipo de trocador normalmente
construdo com placas planas lisas oucom algumaforma de ondulaes.Geralmente, este trocador no pode
suportar presses muito altas, comparadoao trocador tubular equivalente.
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Trocador de Calor Tipo Placa
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Questionrio1. Quais as duas principais classificaes de trocadores
de calor?
2. Qual o princpio de funcionamento do trocador de calor
de contato direto? Exemplifique.3. Qual o princpio de funcionamento do trocador de calor
de contato indireto?Exemplifique.
4. Qual a outra designao utilizada para os trocadores
de calor de transferncia direta?5. Qual a outra designao utilizada para os trocadores
de calor de armazenagem?
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6. Qual a principal classificao dos trocadores de calor em
relao a construo ?7. Quais as principais caractersticas dos trocadores de calor
tubulares?8. Qual a principal classificao dos trocadores de calor
tubulares?
9. Comente o funcionamento do trocador de calor de carcaae tubo.Qual a principal vantagem?10. Comente o funcionamento do trocador de calor de duplo
tubo.Qual a principal vantagem ?11. Comente o funcionamento do trocador de calor de
serpentina.Qual a principal desvantagem ?12. Comente o funcionamento do trocador de calor de
placa.Qual a principal desvantagem?
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13. Em um trocador de calor por armazenagem, qual afuno da matriz?
14. Qual a principal diferena de um trocador de calorregenerador para um recuperador?
15. Quais a vantagens e desvantagens dos trocadores decalor de contato direto em relao aos recuperadorese regeneradores?
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Material Complementar
http://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.02%20-%20TROCADORES%20DE%20CALOR.pdfhttp://localhost/var/Elemaq%20downloads/05.02%20-%20TROCADORES%20DE%20CALOR.pdf8/13/2019 Montagem e Inspeo de Equipamentos Industriais
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Ensaios Utilizados na Montagem e Inspeo deEquipamentos Industriais.
Classificao dos Ensaios
Tipos deEnsaios
Qumicos
Mecnicos
Fsicos
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Ensaios
EnsaiosFsicos
Exame Visual
Magnetismo
Microscopia
Resistncia Eltrica
Lquidos Penetrantes
Partculas Magnticas
Radiografia
Emisso Acstica
Medio de
Temperatura
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Exame Visual
Exame da regio a ser inspecionada com visodireta ou com auxilio de ampliao( lupa,binculo...).
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Informaes Coletadas
Trincas de maior porte; Marcas de abraso ;
Amassamento...
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Vantagens
Pode ser executada em campo semnecessidades de equipamentos especiais.
Pode ser realizado por fotografia.
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Limitaes
Baixa resoluo; Em alguns casos deteco de anomalias em
estado avanado;
Baixa detectibilidade.
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Microscopia
Ensaios tico ou eletrnico de campo ouatravs de replica metalogrfica.
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Informao Coletada
Microestrutura do componente; Porosidade;
Microtrincas (se incidente na estrutura
estudada)...
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Vantagens
Indicaes do comportamento metalrgico domaterial;
Indicao de danos ainda em pequenasescalas.
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Limitaes
Custo; Dificuldade de se realizar no campo;
Limitao da rea estudada...
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Magnetismo
Aplicao de elemento magntico por contatoou proximidade.
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Informaes Coletada
Identificar se o material ou no ferromagntico.
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Vantagens
Identificao rpida e confivel para aclassificao do material.
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Limitaes
Variaes de ligas e propores( por exemplos soldas que contenhamestruturas austenticas).
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Partculas Magnticas
Induo em campo magntico pea a seranalisada.
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Informaes obtidas
Indicao geral de incidncia de trincas abertasa superfcies ou no, desde que prxima asuperfcies.
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Vantagens
Tcnica simples e rpida.Melhor resoluo esensibilidade do que o liquido penetrante.Existem padres internacionais
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Limitaes
Somente detecta trincas prximo a superfcie; O material a ser utilizado tem que ser
magntico;
O veiculo pode contaminar os produtos decorroso.
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Lquido Penetrante
Aplicao e posterior revelao de lquidospenetrantes.
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Informao Coletada
Indicaes gerais de incidncia de trincasabertas a superfcies.
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Sequencia
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Vantagens
Tcnica simples e rpida; Resoluo de at 0,5mm de extenso;
Pode ser realizado registro fotogrfico;
Existem padres internacionais.
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Limitaes
Somente detecta trincas na superfcie; O penetrante pode contaminar os produtos de
corroso;
Resoluo depende das condies de limpeza ehabilidade do operador.
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Radiografia
Deteco de descontinuidade internas emqualquer matria, atravs de filme radiogrfico.
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Imagem
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Imagem
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Informaes Coletadas
Indicao volumtrica da incidncia,extenso, localizao, orientao de trincas edefeitos.
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Vantagens
Fcil de interpretar; Bom para geometrias complexas;
Grandes reas podem ser inspecionadas juntas;
Existem padres internacionais.
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Limitaes
Dificuldade de deteco das trincas radiais; Demanda cuidados especiais quanto
radiao;
Requer equipamentos especiais;
Temperatura limite prximo de 50C.
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Emisso Acstica
Deteco por transdutores de sinaisacsticos refletidos pelos defeitos.
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Informaes Coletadas
Incidncia e localizao de trincas emevoluo (particularmente em vasos depresso pressurizados).
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Vantagens
Pode ser aplicado em grandesequipamentos;
Requer pouco equipamentos.
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Limitaes
Interpretao de moderada a difcil; Demanda experincia.
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Medio de Temperatura
Deteco e acompanhamento detemperatura atravs de lpis, giz e outros.
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Limitaes
Somente indicar a temperatura dasuperfcie;
Baixa resoluo( tipicamente 50C).
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Informaes Coletadas
Medio da temperatura da superfcie, dentroda faixa especificada.
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Vantagens
Tcnica simples, rpida e confivel; No requer equipamentos especiais;
Fcil interpretao.
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Medio de Temperatura
Deteco e acompanhamento detemperatura atravs de pirmetros deradiao, infravermelho e termografia.
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Informaes Coletadas
Medio da temperatura , em ampla faixa deresoluo ( -20C a 2000C ou mais).
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Vantagens
Tcnica rpida, simples e confivel; Boa resoluo ( at 0,1C);
Fcil interpretao.
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Limitaes
Tcnica com infravermelho sujeito a erro sehouver presena de vapor de gua e CO2;
Requer equipamento especial.
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Ensaios
EnsaioQumico
Teste porpontos
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Teste por Pontos
Aplicao de reagentes para indicar apresena de componentes.
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Informaes Obtidas
Presena ou ausncia de elementosqumicos na composio do material.
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Vantagens
Relativamente simples e confivel; Fcil interpretao;
Material simples.
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Limitaes
Requer experincia do operador; No indica a composio completa do
material;
Limitado a uma certa gama de material.
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Ensaios
EnsaioMecnico
Teste deDureza
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Teste de Dureza
Aplicao de um micro ensaios de durezaem rea determinada do material.
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Informaes Obtidas
Dureza do material no local testado.
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Vantagens
Tcnica simples e rpida; Interpretao simples e rpida.
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Limitaes
Pode alterar a superfcie e estrutura domaterial;
Demanda cuidado e ateno na escolha dolocal a ser ensaiado;
Mede apenas a dureza da micro regioensaiada.
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Soldas em Vasos de Presso
Quase todos os vasos de presso sofabricados a partir de chapas soldadas.A solda
tambm e empregada para fixao de todas asoutras partes que constituem a parede depresso do vaso, bem como para muitas daspeas no-pressurizadas do vaso, tanto comointernas e externas.
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Soldagem em Vasos de Presso
A soldagem em vasos de presso podem serfeito por vrios processos manuais, semi-
automtico e automtico dos quais os maisusuais so os seguintes:
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Processos deSoldagem em
Vasos dePresso
Manual
Arco Metlico com EletrodoRevestido
Arco de Tungstnio comAtmosfera Inerte(TIG)
Semi-automtico
Arco Metlico com HidrognioAtmico
Arco Metlico com atmosferainerte(MIG)
AutomticoEletroescria
Arco Submerso
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Soldagem em Arco submerso.
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Os processos automticos so maiseconmicos e resultam em uma solda de melhorqualidade.Em compensao, essas soldas
exigem equipamentos caros, preparao maisdifcil e s se aplicam a satisfatoriamente ssoldas extensas.
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Soldagem em Aos Inoxidveis e Metais no ferrosos.
As soldas em aos inoxidveis e em muitos dosmetais no ferrosos devem, de preferncia, e sempre
que possvel ser feitas em recintos fechados e comatmosfera limpa e controlada, para evitar acontaminao do metal depositado por partculas deferrugem, fumaa, poeira etc.
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Requisitos para Soldagem
obrigatrio que todas as soldas de emendas
de chapas no casco e nos tampos dos vasos depresso seja de topo, com penetrao total, ede tipos facilmente radiografveis.
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Sempre que possvel essas soldas devem serfeitas dos dois lados; em vasos de pequenosdimetros( 500mm, ou menos), onde no e
possvel a soldagem pelo lado interno, pode serfeita apenas a soldagem pelo lado externo.
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Classificao das Soldas
As soldas so classificadas em duas categoriasem funo das tenses atuantes de trao,devidas presso interna, a que esto
submetidas:
Categoria A: soldas solicitadas pelas maiorestenses;
Categoria B: soldas solicitadas pelosmenores tenses.
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Esforos Longitudinais e Circunferenciais
Nos cilindros e cones os esforos circunferenciais,aplicveis s soldas longitudinais, so maiores do
que os esforos longitudinais, que atuam nassoldas circunferenciais. Desta forma as soldaslongitudinais so categoria A e as circunferenciaisso categoria B.
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Nas esferas, tampos semi-esfricos e nostampos conformados, elpticos ou torisfricos,como as soldas longitudinais e circunferenciais
esto submetidas a esforos iguais, ambas socategoria A.
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Chanfros para Soldagem
Os chanfros para preparao das bordas daschapas podem ser:
V simples;
V duplos; U simples;
U duplos.
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Chanfro em V Simples
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Chanfro em duplo V
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Chanfro em U simples
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Chanfro em U duplo.
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Chanfro para Soldagem em relao a
Espessura da Chapa.
Espessura
da Chapa
Chanfro
Especificado
At 19mm V simples
19 a 38mm V duplo ou U simples
Acima de 38mm U duplo
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Observaes
A localizao de todas as soldas no vaso deve serestudada de modo a permitir a sua execuo
sem dificuldades e tambm a sua inspeo.
As soldas dos tampos e casco devem serdispostas de tal forma, tanto quanto possvel,
interfiram ou superponha com as soldas dossuportes do vaso, bocais, bocas de vista erespectivos reforos.
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Todas as soldas devem tambm, tanto quantopossvel, estar em tal posio que possibilite asua inspeo sem haver necessidade de
desmontagem. Pois as soldas podemapresentar diversos defeitos internos eexternos, que podem ser investigados por meiosde ensaios destrutveis e no destrutveis.
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Bibliografia
FALCO, Carlos.Projeto mecnico vasos depresso e trocadores de calor casco e
tubos.2002.
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Sistema de Controle da Qualidade
A partir de 1977 o cdigo ASME, Seo VIII,foram introduzidos apndices de uso
obrigatrio, regulamentando o denominadoSistema de Controle da Qualidade.
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Esses apndices contm uma srie deprescries, principalmente de carterorganizacional e administrativo a que os
fabricantes e montadores de vasos de pressodevem obedecer, para que os vasos produzidospor eles tenham uma garantia de qualidadesatisfatria.
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Como esses apndices so obrigatrios, paraque os vasos de presso seja consideradocomo construdo de acordo com o cdigo
ASME, indispensvel que essas precisessejam atendidas integralmente.
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O fabricante O fabricante deve ter e manter um sistema de
controle da qualidade, capaz de garantir que
todas as exigncias da norma esto sendocumpridas.Deve haver uma descriodetalhada, por escrito, do referido sistema,sendo obrigatrio que nessa descrio hajareferencia formal do inspetor .
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O inspetor De acordo com o cdigo ASME,seo VIII,
diviso I, denomina-se de inspetor uma pessoa
de rgo pblico, companhia de seguros ou deuma firma ou agncia de inspeo, habilitadas arealizar inspees em vasos de presso; nopoder ser um empregado do fabricante ou
montador.
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Incluses de um Sistema de Controle da
Qualidade.
a) Autoridade e responsabilidade das pessoas
encarregadas do sistema devem serclaramente definidas.
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b)Deve haver um organograma definindo o inter-
relacionamento entre a gerncia e os rgos deengenharia,compras, fabricao,montagens e
controle da qualidade.
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Gerncia
Compras Fabricaoe MontagemControle daQualidade
Engenharia
Exemplo de Organograma
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c) O sistema deve incluir procedimentosassegurando:
Que em todas as etapas de fabricao, inspeo etestes dos vasos de presso estejam sendo usadas
as emisses corretas de desenhos, clculos,especificaes e instrues etc...
Que os materiais recebidos tenham os certificados
da qualidade exigidos, sejam devidamenteidentificados e que sejam realizados os testesnecessrios.
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Que todas as etapas de soldagem satisfaam sexigncias das normas, inclusive da Seo IXdo cdigo ASME.
Que os tratamentos trmicos, sejam comoexigidos, pelas normas devendo haver meiospara que o inspetor, em qualquer poca, possaverificar esses tratamentos.
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f) Que o sistema tenha rastreabilidade garantida,atravs de documentos, certificados, marcaesetc. A rastreabilidade deve permitir tambm
acompanhar a trajetria de cada pea dematerial(chapa, tubo etc.) desde a usinaprodutora at o vaso pronto.
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RastreabilidadeDenomina-se rastreabilidade a propriedade de umsistema de controle da qualidade de permitir, emqualquer poca ( inclusive muito tempo depois)
determina-se precisamente, para todas asoperaes de fabricao e de inspeo:
Quem fez ? Quando fez ? Como fez ?
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FLANGES
o tipo de ligao de uso tipicamente industrial eseu emprego visa principalmente facilidade demontagem e desmontagem dos componentes da
tubulao. So empregadas principalmente emtubos de DN > 50 (2) mas nada impede seuemprego em linhas de menores dimetros.Umaligao flangeada composta de um par de
flanges, uma junta de vedao e um jogo deparafusos.
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Tipos de flanges
Liso; Pescoo; Sobreposto;
Roscado; Encaixe e solda; Solto; Cego;
Reduo.
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Especificao de Flanges conforme a normaANSI:
Para a determinao da presso de trabalhodos flanges segundo a norma ASME/ANSIB16.5 ver Tabela.
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Exemplos de especificao tcnica:
Flange de pescoo de ao carbono forjado ASTMA105, classe 300#, dimenses conforme ANSIB16.5-FR, face com acabamento com ranhuras
concntricas conforme MSS-SP-6.
Flange sobreposto de ao carbono forjado ASTMA181 / Gr. II, classe 150# ,dimenses conforme
ANSI B16.5-FR, face com acabamento comranhuras espirais conforme MSS-SP-6.
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Flange roscado de ao carbono usinado ASTMA36, classe 150#, dimenses conforme ANSIB16.5-Fp, face com acabamento com ranhurasespirais conforme MSS-SP-6, galvanizado a
fogo.
Flange solto de ao carbono usinado ASTMA36, classe 150#, dimenses conforme ANSIB16.5, galvanizado a fogo.
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