Curso Online de Encanador Industrial

Curso Online de Encanador Industrial

O Curso Básico de Encanador Industrial, indicado para os iniciantes na construção naval e estaleiros, tem como objetivo mostrar as técnic...

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O Curso Básico de Encanador Industrial, indicado para os iniciantes na construção naval e estaleiros, tem como objetivo mostrar as técnicas aos iniciantes na profissão de encanador de tubulações industriais. Este curso visa transmitir uma série de conhecimentos teóricos e práticos, de forma que os participantes possam, ao final do curso, desempenhar, com agilidade, a função de encanador, executando os serviços como corte, pontiamento e solda, traçado, conhecimento com isométricos, material didático básico que dará a você conhecimento na área de tubulações indústrias.

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Frente do certificado Frente
Verso do certificado Verso
  • 4

    ENCANADOR

    INDUSTRIAL

    Índice

    Módulo I

    Introdução

    01 - Fundamentos da Tubulação
    02 - Padronização de Pintura para Tubulações
    03 - Escala de Pressão dos Tubos e Flanges
    04 - Suporte para Tubulação
    05 - Isolamento para Tubulação

    Módulo II

    06 - Simbologia
    07 - Noções das Válvulas, Bombas, Equipamentos, Instrumentos e Acessórios
    08 - Noções dos Esquemas de Tubulação de Esgotos Prediais / Industriais
    09 - Noções de Tubulações para Aquecimento
    10 - Fundamentos de Soldagem

    Módulo III

    11 - Planta Baixa
    12 - Isométricos
    13 - Dobra de Arame de Isométrico e Planta Baixa
    14 - Traçados
    15 - Tubulações em Aço Inox, Cobre, PVC
    16 - Serviços de Pré-montagem e Montagem
    17 - União de Tubos por Meio de Rosqueagem

    CURSO

  • 5

    INTERNACIONAL

    ENCANADOR

    INDUSTRIAL

    01 - Fundamentos da Tubulação

    Hidráulica aplicada a tubulações é o estudo da passagem de fluidos por
    tubulações forçadas. O escoamento está sujeito a rugosidades das paredes da tubulação
    que influi na vazão do fluido que o percorre. As equações de Colebrook-White e de Darcy-
    Weisbach visam avaliar a influência desta rugosidade.

    As Equações de Colebrook-White e de Darcy-Weisbach

    Este texto faz uma rápida e despretenciosa releitura deste segmento da
    engenharia, relacionado à hidráulica de tubulações, mostrando aspectos práticos que
    envolvem a análise do escoamento de fluidos incompressíveis em condutos forçados e
    uniformes, em regime permanente. Esta reunião de condições representa a maioria das
    situações com as quais uma grande parte dos projetistas de hidráulica se defronta no seu
    dia-a-dia. Contudo, não há a intenção de esgotar o assunto, e nem de apresentar,
    questionar ou demonstrar teorias hidráulicas, pois isto já é amplamente tratado na
    literatura corrente sobre o assunto, mas sim mostrar tópicos práticos relevantes sobre o
    dimensionamento hidráulico de condutos forçados. Mais especificamente condições de
    escoamento que tratam de vazão, velocidade, diâmetro e perda de carga.

    Entende-se por conduto forçado aquele no qual o fluido escoa à plena seção e sob
    pressão. Muitas vezes os condutos de seção circular são chamados de tubos ou
    tubulações. Um conduto é dito uniforme quando a sua seção transversal não varia com o
    seu comprimento. Se a vazão do fluido em qualquer seção do conduto não variar com o
    tempo, o regime de escoamento é dito permanente.

    A densidade dos líquidos, ao contrário do que se passa com os gases, varia muito
    pouco quando se varia a sua pressão ou temperatura. A título de exemplo, considerando
    que a água tem compressibilidade igual a 5.10  cm  / kgf, isto significa que em condições
    normais seria necessário um incremento de pressão de 20 kgf / cm  para que um litro de
    água se reduza de 1 cm , ou seja, para que sua densidade aumente um milésimo. Por isto,
    do ponto de vista prático, a densidade da água e da maioria dos líquidos é independente
    da temperatura e da pressão.

    5

    2

    2

    3

    Diante dessa reduzidíssima variação da densidade, nos escoamentos de líquidos

    em regime

    permanente

    considera-se

    que

    os

    mesmos

    se

    comportam

    como
    incompressíveis. Neste contexto se incluem querosene, gasolina, álcool, óleo diesel, água,
    vinho, vinhoto, leite e muitos outros, aos quais se aplicam os conceitos aqui comentados.

  • 6

    É conveniente ressaltar que um escoamento se classifica também como turbulento
    ou laminar. No escoamento laminar há um caminhamento disciplinado das partículas
    fluidas, seguindo trajetórias regulares, sendo que as trajetórias de duas partículas vizinhas
    não se cruzam. Já no escoamento turbulento a velocidade num dado ponto varia
    constantemente em grandeza e direção, com trajetórias irregulares, e podendo uma
    mesma partícula ora localizar-se próxima do eixo do tubo, ora próxima da parede do tubo.

    Em geral, o regime de escoamento na condução de líquidos no interior de
    tubulações é turbulento, exceto em situações especiais, tais como escoamento a
    baixíssimas vazões, como ocorre em gotejadores de irrigação, onde o escoamento é
    laminar.

    Sempre que um líquido escoa no interior de um tubo de um ponto para outro,
    haverá uma certa perda de energia denominada perda de pressão ou perda de carga. Esta
    perda de energia é devida ao atrito com as paredes do tubo e devida à viscosidade do
    líquido em escoamento. Quanto maior for a rugosidade da parede da tubulação, isto é, a
    altura das asperezas, maior será a turbulência do escoamento e, logo, maior será a perda
    de carga.

    Já há cerca de dois séculos estudos e pesquisas vem sendo realizados,
    procurando estabelecer leis que possam reger as perdas de carga em condutos. Várias
    fórmulas empíricas foram estabelecidas no passado e algumas empregadas até com
    alguma confiança em diversas aplicações de engenharia, como as fórmulas de Hazen-
    Williams, de Manning e de Flamant. Mas, trabalhos de diversos investigadores tem
    mostrado que, em sua totalidade, são mais ou menos incorretas. A incorreção dessas
    fórmulas é tanto maior quanto mais amplo é o domínio de aplicação pretendido por seus
    autores.

    Atualmente a expressão mais precisa e usada universalmente para análise de
    escoamento em tubos, que foi proposta em 1845, é a conhecida equação de Darcy-
    Weisbach:

    onde:

    hf = perda de carga ao longo do comprimento do tubo (mca)

    f

    = fator

    de atrito (adimensional)

    L = comprimento do
    Q = vazão

    duto

    D = dimensão característica

    (no

    caso

    de

    um tubo

    de

    seção

    circular,

    o seu

    diâmetro interno)

    g = aceleração da gravidade

    local

  • 7

    = 3,1415...

    Mas somente em 1939, quase 100 anos depois, é que se estabeleceu
    definitivamente o fator de atrito f, através da equação de Colebrook-White:

    onde:

    f

    = fator

    de atrito (adimensional)

    k = rugosidade equivalente

    da

    parede

    do

    duto

    D = dimensão característica (no caso de

    um tubo

    de

    seção

    circular,

    o seu

    diâmetro interno)

    Re

    = Número de Reynolds

    Obviamente, trata-se de uma equação implícita, isto é, a variável f aparece nos
    dois membros da equação, de forma não ser possível explicitá-la. Mas isto não sugere que

    seja

    impossível

    resolver

    equações

    implícitas.

    Os

    métodos

    numéricos,

    embora
    aproximativos, são capazes de resolver equações implícitas com a precisão que se

    desejar.

    São

    métodos

    basicamente

    computacionais

    pois

    incorrem
    matemáticas repetidas. Encontram, contudo, muita utilidade em hidráulica.

    em

    operações

    É o caso dos métodos iterativos, nos quais ordena-se adequadamente a equação,
    e arbitra-se um valor inicial qualquer para a variável procurada que está no seu segundo
    membro. Com o valor inicial já arbitrado, calcula-se um novo valor para esta mesma
    variável procurada, mas para a que está no primeiro membro. Se a diferença entre o valor
    inicial e o novo valor calculado estiver fora da precisão desejada, repete-se esta operação,
    porém colocando como valor inicial o novo valor calculado. Se a diferença aumentar diz-se
    que os valores estão divergindo, e se diminuir diz-se que os valores estão convergindo
    para a solução. O número de repetições, isto é, o número de iterações poderá ser pequeno
    ou não, dependendo do método a ser utilizado, e se sucederá até que a diferença seja
    suficientemente pequena ou compatível com a precisão desejada.

    Um esquema básico de cálculo, passo-a-passo, seria algo do tipo:

    1.
    2.
    3.

    Arbitra-se um valor inicial qualquer para a variável do segundo membro.
    Calcula-se novo valor para a mesma variável que está no primeiro membro.
    Compara-se a diferença entre o valor calculado e o valor inicial com a
    tolerância estabelecida.

    4.

    Se maior, o novo valor passa a ser o valor inicial, e volta-se para o passso
    (2). Se menor passa-se para o passo (5).

    5.

    O corrente valor da variável é o valor procurado.

    Métodos iterativos como o de Newton são muito potentes e convergem muito
    rapidamente, podendo alcançar resultados altamente precisos com três ou quatro
    iterações.

  • 8

    Na

    prática,

    em

    termos

    específicos,

    a
    basicamente envolve três gradezas a se calcular:

    análise

    do

    escoamento

    em

    tubos

    o diâmetro
    a vazão (ou velocidade)
    a perda de carga

    Estas são em síntese, as três variáveis principais envolvidas no cálculo hidráulico,
    pois as demais (material do tubo, tipo de líquido, temperatura, etc), são especificadas pelo
    projeto. Por qualquer método que viermos a empregar, para se determinar qualquer uma
    dessas três variáveis, as duas demais deverão ser conhecidas ou estimadas.

    Em que pese a técnica iterativa associada à precisão das equações dar um pouco
    de velocidade ao cálculo, contudo permanece o mesmo sendo realizado manualmente, o
    que não deixa de ser cansativo, enfadonho e sujeito a erros. Com o uso de algoritmos, a
    resolução torna-se simples, fácil, automática e rápida. Entretanto, devem ser observados
    os erros recorrentes de qualquer método computacional devido aos erros inerentes à
    opererações matemáticas usando números com várias casas decimais em computadores.

    Há um artigo bem orientativo, denominado Análise de escoamento em condutos
    forçados. Uso das equações de Darcy-Weisbach e de Colebrook-White, que trata desse
    assunto de forma bem didática, inclusive com o uso de programas de cálculo para
    computadores digitais.

    Escoamento real

    Em páginas anteriores, foi comentada a equação de Bernoulli, que vale para o

    escoamento de um fluido incompressível sem atrito com as paredes da tubulação.

    Figura 01

    Os líquidos reais têm alguma compressibilidade, mas ela é tão pequena que eles

    podem ser considerados incompressíveis e os erros são desprezíveis.

    As tubulações reais, no entanto, oferecem resistência ao escoamento e isso não

    pode ser desprezado na maioria dos casos, sob pena de erros consideráveis.

    Na Figura 01 é considerada uma situação ideal. Portanto,

    #A.1#

  • 9

    Figura 02

    Para uma tubulação real, pode ser aplicada essa igualdade com um dos membros

    acrescido de uma altura correspondente à perda de pressão devido ao atrito com a

    tubulação. Essa parcela é denominada perda de carga.

    Na Figura 02, Ha é a perda de carga.

    Introduzindo esse valor na igualdade anterior,

    #A.2#

    Ou seja, para fins de cálculo, uma tubulação real é considerada uma ideal

    acrescida da parcela da perda de carga.

    As fórmulas que permitem o cálculo da perda de carga dão em geral valores por

    unidade de comprimento de tubulação (perda de carga unitária), simbolizada por J. Assim,

    Ha = J L #B.1#. Onde:

    J: perda de carga em metro por metro (m/m)

    L: comprimento da tubulação em metros (m).

    O método mais preciso de cálculo da perda de carga unitária é dado pela equação

    de Equação de Darcy-Weisbach:

    #C.1#. Onde:

    J perda de carga unitária

    m/m

    f coeficiente de atrito para o escoamento adimensional

    c velocidade do escoamento

    m/s

    g aceleração da gravidade

    m/s2

    D diâmetro interno da tubulação

    m

  • 10

    A velocidade do escoamento pode ser obtida da equação da continuidade

    Q = S c #C.2#, onde Q é a vazão em m /s e S é a área da seção transversal

    3

    interna do tubo em m .

    2

    A determinação do coeficiente de atrito f é mais complexa. Ele depende de dois

    fatores:

    a) do número de Reynolds Re do escoamento, que é dado por

    #C.3#. Onde:

    c

    velocidade do escoamento

    m/s

    D

    diâmetro interno da tubulação

    m

    viscosidade cinemática do fluido m2/s

    Se Re < 2000 o escoamento é dito laminar. Se Re > 4000 o escoamento é dito

    turbulento. Entre os dois valores existe uma zona de transição, para a qual não há fórmula

    precisa. Na maioria dos casos práticos, os escoamentos são turbulentos.

    b) do diâmetro e rugosidade das paredes da tubulação.

    Com esses dados, o valor de f pode ser determinado por gráficos ou métodos

    iterativos. Mas o método não é objeto desta página. A alternativa mais simples é o uso de

    alguma fórmula empírica como a de Hazen-Williams. Alguns especialistas contemporâneos

    sugerem o seu abandono, alegando que os métodos computacionais estão disseminados

    e, portanto, não mais se justifica o uso. Mas é simples e por isso é aqui apresentada,

    lembrando que é uma fórmula aproximada e válida somente para instalações comuns de

    água.

    Fórmula de Hazen-Williams

    #A.1#. Onde:

    J perda de carga unitária

    m/m

    Q vazão de água

    m3/s

    D diâmetro interno da tubulação

    m

    C coeficiente que depende do material da tubulação

    O formulário abaixo facilita o cálculo a partir de bitolas padronizadas de

    tubulações.

  • 11

    Material da tubulação

    Vazão

    Diam

    mm

    Diam pol

    Aço galvanizado

    m3/h

    15

    1/2

    Perda de carga unitária (J)

    m/m

    Limpar

    Valores adotados para o coeficiente C:

    aço galvanizado 125

    aço soldado 130

    cimento-amianto 130

    ferro fundido revestido 125

    polietileno 120

    PVC ou cobre 140

    Perdas localizadas e comprimento equivalente

    Acessórios como conexões e registros provocam perdas de carga localizadas. No

    cálculo, a perda localizada é representada pelo comprimento equivalente, isto é, o

    comprimento de tubulação da mesma bitola que produz a mesma perda de carga.

    Figura 01

    No exemplo da Figura 01, o comprimento para efeito de cálculo da tubulação entre
    A e B é dado por:

    Ltotal = L1 + L2 + Lequiv_registro + Lequiv_curva

    E a perda de carga total é dada conforme igualdade já vista:

    Ha = J Ltotal

    A próxima página contém tabelas de comprimentos equivalentes para alguns tipos
    de acessórios comuns de tubulações.

  • 12

    02 - Padronização de pintura para tubulações

    Cores de Tubulações Industriais

    Inflamáveis e Combustíveis de Alta

    Viscosidade

    Preto

    Inflamáveis e Combustíveis de Baixa

    Viscosidade

    Alumínio

    Produtos Intermediários ou Pesados

    Creme

    Gases não liquefeitos

    Amarelo

    Vácuo

    Cinza Claro

    Eletrodutos

    Cinza Escuro

    Álcalis - Lixívias

    Lilás

    Ácido

    Laranja

    Água - Potável

    Verde

    Vapor Saturado - Materiais destinados

    a combate a incêndios

    Vermelho

    Produtos sob pressão - Ar comprimido

    Azul

    Vapor

    Branco

    Vapor Superaquecido

    Vermelho

    Branco

    Vermelho

    Gasolina

    Marrom

    Vermelho

    Marrom

    Cor para os demais fluidos - Óleo

    Marrom

    26.1 Cor na segurança do trabalho.

    26.1.1 Esta Norma Regulamentadora - NR tem por objetivo fixar as cores que
    devem ser usadas nos locais de trabalho para prevenção de acidentes, identificando os
    equipamentos de segurança, delimitando áreas, identificando as canalizações empregadas
    nas indústrias para a condução de líquidos e gases e advertindo contra riscos.

    26.1.2 Deverão ser adotadas cores para segurança em estabelecimentos ou locais
    de trabalho, a fim de indicar e advertir acerca dos riscos existentes. (126.001-4 / I2)

    26.1.3 A utilização de cores não dispensa o emprego de outras formas de
    prevenção de acidentes.

    26.1.4 O uso de cores deverá ser o mais reduzido possível, a fim de não ocasionar
    distração, confusão e fadiga ao trabalhador.

    26.1.5 As cores aqui adotadas serão as seguintes:

    - vermelho;

    - amarelo;

    - branco;

  • 13

    - preto;

    - azul;

    - verde;

    - laranja;

    - púrpura;

    - lilás;

    - cinza;

    - alumínio;

    - marrom.

    26.1.5.1 A indicação em cor, sempre que necessária, especialmente quando em
    área de trânsito para pessoas estranhas ao trabalho, será acompanhada dos sinais
    convencionais ou da identificação por palavras. (126.002-2/I2)

    26.1.5.2 Vermelho. (126.003-0 / I2)

    O vermelho deverá ser usado para distinguir e indicar equipamentos e aparelhos
    de proteção e combate a incêndio. Não deverá ser usado na indústria para assinalar
    perigo, por ser de pouca visibilidade em comparação com o amarelo (de alta visibilidade) e
    o alaranjado (que significa Alerta).

    É empregado para identificar:

    - caixa de alarme de incêndio;

    - hidrantes;

    - bombas de incêndio;

    - sirenes de alarme de incêndio;

    - caixas com cobertores para abafar chamas;

    - extintores e sua localização;

    - indicações de extintores (visível à distância, dentro da área de uso do extintor);

    - localização de mangueiras de incêndio (a cor deve ser usada no carretel,
    suporte, moldura da caixa ou nicho);

    - baldes de areia ou água, para extinção de incêndio;

  • 14

    - tubulações, válvulas e hastes do sistema de aspersão de água;

    - transporte com equipamentos de combate a incêndio;

    - portas de saídas de emergência;

    - rede de água para incêndio (sprinklers);

    - mangueira de acetileno (solda oxiacetilênica).

    A cor vermelha será usada excepcionalmente com sentido de advertência de

    perigo:

    - nas luzes a serem colocadas em barricadas, tapumes de construções e
    quaisquer outras obstruções temporárias;

    - em botões interruptores de circuitos elétricos para paradas de emergência.

    26.1.5.3 Amarelo. (126.004-9 / I2)

    Em canalizações, deve-se utilizar o amarelo para identificar gases não liquefeitos.

    O amarelo deverá ser empregado para indicar "Cuidado!", assinalando:

    - partes baixas de escadas portáteis;

    - corrimões, parapeitos, pisos e partes inferiores de escadas que apresentem

    risco;

    - espelhos de degraus de escadas;

    - bordas desguarnecidos de aberturas no solo (poços, entradas subterrâneas, etc.)
    e de plataformas que não possam ter corrimões;

    - bordas horizontais de portas de elevadores que se fecham verticalmente;

    - faixas no piso da entrada de elevadores e plataformas de carregamento;

    - meios-fios, onde haja necessidade de chamar atenção;

    - paredes de fundo de corredores sem saída;

    - vigas colocadas a baixa altura;

    - cabines, caçambas e gatos-de-pontes-rolantes, guindastes, escavadeiras, etc.;

    - equipamentos de transporte e manipulação de material, tais como empilhadeiras,
    tratores industriais, pontes-rolantes, vagonetes, reboques, etc.;


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