As tubulações industriais são sistemas para o transporte de fluidos (líquidos e gases) compostos por tubos e seus acessórios, como válvulas e conexões.
Elas podem ser feitas em materiais diversos, ter revestimentos, variar em diâmetro, tudo para se adequarem à finalidade a que se destinam. As tubulações estão presentes em diversos setores da indústria como o de mineração, químico, farmacêutico, petroquímico e de alimentos.
A grande variedade de tipos de tubulação exige que os técnicos da área tenham que consultar normas e livros com frequência. No artigo de hoje vamos apresentar o assunto falando da classificação das tubulações, suas aplicações e principais normas. Acompanhe!
Quais são os tipos de tubulações?
Existem algumas formas de classificar as tubulações industriais. Uma delas é a forma de fabricação, onde os tubos podem ser feitos:
- Sem costura, através de extrusão, laminação e fundição;
- Com costura, fabricados por soldagem.
Os tipos de tubulações industriais também variam quanto ao fluido conduzido:
- Tubulações para água: água potável, salgada de irrigação, etc;
- Tubulações para vapor: vapor saturado, exaustão, condensado, etc;
- Tubulações para óleos: petróleo cru, óleos hidráulicos, óleos vegetais, etc;
- Tubulações para gases: oxigênio, CO2, gás natural, ar comprimido, etc;
- Tubulações para esgoto e drenagem: esgoto industrial, sanitário, drenagem de emergência, etc;
- Tubulações para fluidos diversos: polpa de minério, produtos alimentícios, álcool, ácidos, tintas, solventes, etc.
Por fim, os tipos de tubulações industriais também são classificados quanto a sua localização. Elas se dividem inicialmente em tubulações internas (dentro das instalações) e tubulações externas (fora das instalações industriais).
Tubulações dentro de instalações industriais:
- Tubulações de processo: são as tubulações que transportam os fluidos que fazem parte do processo produtivo da indústria. São tubulações responsáveis pela condução dos materiais que são transformados, como líquidos, gases e vapores.
Essas tubulações são consideradas críticas para a produção e, por isso, requerem alta precisão em sua instalação e manutenção.
- Tubulações de utilidades: são as tubulações que transportam os fluidos que não estão diretamente envolvidos no processo produtivo, mas que são essenciais para o funcionamento da planta. São exemplos desses fluidos a água, o ar comprimido e o vapor, que são utilizados para limpeza, resfriamento, aquecimento e outros fins.
- Tubulações de instrumentação: são as tubulações responsáveis pela transmissão de sinais de controle e instrumentação, tais como sinais de pressão, temperatura, vazão e outras grandezas. São tubulações essenciais para o monitoramento e controle dos processos industriais.
- Tubulações de drenagem: são as tubulações responsáveis pela coleta e transporte de líquidos residuais e outras substâncias indesejadas, como condensado, água de chuva, efluentes e outros. Essas tubulações geralmente possuem um diâmetro maior do que as tubulações de processo, para garantir o rápido escoamento dos resíduos.
- Tubulações de transmissão hidráulica: são as tubulações responsáveis pela transmissão de fluidos hidráulicos, que são utilizados em sistemas de acionamento, como cilindros e motores. Essas tubulações são projetadas para suportar altas pressões e devem ser fabricadas com materiais resistentes para garantir a segurança do sistema.
Tubulações fora de instalações industriais
- Tubulações de transporte: são as tubulações que transportam os fluidos por grandes distâncias, geralmente entre diferentes unidades de uma mesma planta ou entre plantas diferentes. São exemplos desses fluidos o petróleo, o gás natural, o etanol, a polpa de minério e outros.
As tubulações de transporte são mais robustas e exigem maior investimento em sua construção e manutenção, devido às distâncias percorridas e aos riscos envolvidos no transporte de produtos químicos e combustíveis.
- Tubulações de distribuição: são redes de tubos ramificados que transportam fluidos (como água e vapor) para fora das instalações de uma indústria.
As tubulações de distribuição são mais simples e requerem menos investimento, mas ainda assim devem ser projetadas e instaladas com precisão.
Cada tipo de tubulação tem uma função específica dentro do processo produtivo da indústria. É importante que essas tubulações sejam projetadas, instaladas e mantidas com precisão, a fim de garantir a segurança dos trabalhadores, a eficiência dos processos e a qualidade dos produtos.
Qual a NR para tubulações industriais?
A NR 13 dispõe sobre as tubulações industriais destinadas ao transporte de fluidos entre equipamentos de uma mesma unidade de uma empresa que tenha caldeiras ou vasos de pressão.
As empresas que possuem essas tubulações devem possuir um programa e um plano de inspeção que considere as seguintes variáveis:
- Fluidos transportados;
- Pressão;
- Temperatura;
- Mecanismos de danos previsíveis;
- Consequências que eventuais falhas nas tubulações possam trazer para os trabalhadores, instalações e meio ambiente.
Além disso, as tubulações devem possuir dispositivos de segurança e indicador de pressão de operação.
Quais são as normas para tubulações industriais?
Existem várias normas que são utilizadas em tubulações industriais. Como seus materiais e aplicações variam, os requisitos para os seus projetos também mudam, por isso a diversidade de normas técnicas.
Veja a seguir uma lista com algumas das principais normas utilizadas. As normas NBR aqui apresentadas estão divididas por tipos de material. As normas internacionais apresentadas estão separadas por outros critérios.
Tubos de metais ferrosos:
- NBR 5580 – Tubos de aço-carbono para usos comuns na condução de fluidos – Especificação;
- NBR 5590 – Tubos de aço-carbono com ou sem solda longitudinal, pretos ou galvanizados — Requisitos;
- NBR 8318 – Tubo de ferro fundido dúctil centrifugado para pressão de 1 MPa – Especificação;
- NBR 7560 – Tubo de ferro dúctil centrifugado, com flanges roscados ou montados por dilatação térmica e interferência – Requisitos.
Tubos de metais não-ferrosos:
- NBR 14745 – Tubo de cobre sem costura flexível, para condução de fluidos – Requisitos;
- NBR 14228 – Tubos extrudados em ligas de alumínio para irrigação – Requisitos;
- NBR 14334 – Alumínio na liga 6101 – Tubos estruturais para fins elétricos – Requisitos.
Tubos de materiais não metálicos:
- NBR NM85 – Tubos de PVC – Verificação dimensional;
- NBR 5680 – Dimensões de tubos de PVC rígido;
- NBR 7530 – Tubo cerâmico para canalizações – Verificação dimensional.
Outras normas internacionais de tubulações industriais.
Normas para flanges:
- AWWA C207-18 – Steel Pipe Flanges for Waterworks Services — Sizes 4 in. through 144 in. (Flanges de tubos de aço para serviços de distribuição de água – Tamanhos de 4 a 144 polegadas);
- ANSI B16.5 – Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24, Metric/Inch Standard (Flanges de tubos e conexões flangeadas: NPS 1/2 a NPS 24, padrão métrico/polegada).
Normas para tubos de aço-carbono:
- ASTM A 500 03A – Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes (Especificação padrão para tubos estruturais de aço carbono soldados e sem costura formados a frio em redondos e outras formas);
- ASTM A106-02A – Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service (Especificação padrão para tubo de aço carbono sem costura para serviço em alta temperatura).
Normas para diferentes tipos de aplicação:
- ASME B31.1 – Power Piping (Tubulações de Energia);
- ASME B31.2 – Fuel Gas Piping (Tubulações de Gás Combustível);
- ASME B31.3 – Process Piping (Tubulações de Processo).
Quais são as cores das tubulações industriais?
Uma norma de tubulações industriais muito importante é a NBR 6493, que padroniza um sistema de cores para ser empregado em tubulações. O objetivo desse código de cores é facilitar a identificação do tipo de aplicação daquela tubulação para evitar acidentes.
Abaixo a lista de cores das tubulações industriais e os produtos que elas representam:
- Verde: água (exceto incêndio);
- Vermelho: água (para incêndio);
- Azul: ar comprimido;
- Cinza escuro: eletroduto;
- Cor de alumínio: gases liquefeitos;
- Amarelo: gases não liquefeitos;
- Preto: combustíveis de alta viscosidade;
- Marrom: materiais fragmentados;
- Laranja: produtos químicos não gasosos;
- Cinza claro: vácuo;
- Branco: vapor;
- Lilás: álcalis.
Quais são as aplicações das tubulações industriais?
Veja a seguir uma lista de indústrias que utilizam tubulações industriais.
Minerodutos para polpa de minério
Os minerodutos são tubulações que transportam minério a longas distâncias, geralmente de mineradoras até portos ou plantas de processamento. A polpa é formada pelo minério de ferro fragmentado misturado à água. Os minerodutos são importantes porque permitem o transporte seguro e eficiente de grandes volumes de minério em longas distâncias.
Tubulações para a indústria alimentícia
A indústria alimentícia utiliza tubulações para transportar alimentos e líquidos de um processo para outro, bem como para o transporte de água, vapor e outros fluidos. Essas tubulações são frequentemente feitas de aço inoxidável para garantir que sejam higiênicas e resistentes à corrosão. Elas são usadas em uma variedade de processos, desde o transporte de leite e suco de frutas até a fermentação de cerveja.
Tubulações para a indústria petroquímica
A indústria petroquímica usa tubulações para transportar produtos químicos, gases e líquidos em refinarias e fábricas de processamento. As tubulações devem ser resistentes a altas temperaturas e pressões e aos produtos químicos que transportam. Elas são feitas de materiais como aço carbono, aço inoxidável e ligas especiais.
Tubulações para a indústria farmacêutica
A indústria farmacêutica utiliza tubulações para transportar insumos químicos e medicamentos em suas plantas de produção. Essas tubulações devem ser limpas e esterilizadas regularmente para garantir que os produtos farmacêuticos sejam seguros e eficazes. Elas são frequentemente feitas de aço inoxidável e outros materiais higiênicos.
Tubulações para a indústria de papel e celulose
A indústria de papel e celulose utiliza tubulações para transportar materiais líquidos e pastosos, como polpa de madeira e água de processo, para diferentes etapas do processo de fabricação. Essas tubulações devem ser resistentes à abrasão e corrosão devido ao contato com produtos químicos e materiais abrasivos. Elas são frequentemente feitas de aço carbono e outras ligas resistentes.
Quais os melhores livros sobre tubulações industriais?
As maiores referências sobre tubulações industriais no Brasil são os livros de Silva Telles, engenheiro que foi um dos responsáveis pela criação do curso de Engenharia Mecânica da UFRJ. Há dois livros do autor sobre o assunto: “Tubulações Industriais: Cálculos” e “Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem”.
Estes livros são usados em cursos de engenharia no país todo e também podem ser usados por profissionais. Sua profundidade teórica serve como grande apoio nos projetos para além das normas.
