Tecnologia de CaldeirariaManoel Benedito Serra da Costa

TECNOLOGIA DE CALDEIRARIA

AutorManoel Benedito Serra da Costa

2010

2

COSTA, Manoel Benedito Serra da. Tecnologia de Caldeiraria-Duque de Caxias:Escola Técnica Atenew, 2010.p.100

1.ª impressão

Al: Francisco de Miranda, lt:09 – qd:01Jardim Primavera – Duque de Caxias – RJ

25.215 – 425www.atenew.com

3

TECNOLOGIA DE CALDEIRARIA ----------------------------------------------------------06

Dobrar ----------------------------------------------------------------------------------------------- 06

Transformar ---------------------------------------------------------------------------------------- 07

Dobramento ---------------------------------------------------------------------------------------- 07

Dobradores Simples ------------------------------------------------------------------------------- 07

Punção ---------------------------------------------------------------------------------------------- 07

Classificação dos Processos --------------------------------------------------------------------- 07

Matriz ----------------------------------------------------------------------------------------------- 08

Guias de Peças ------------------------------------------------------------------------------------- 08

Fenômenos da Dobra ----------------------------------------------------------------------------- 09

Calculo do Desenvolvimento da Linha Neutra ----------------------------------------------- 10

Calculo do Raio Minimo ------------------------------------------------------------------------ 12

Formulas para Desenvolvimento de Peças Dobradas ---------------------------------------- 13

Nomenclatura -------------------------------------------------------------------------------------- 15

Exercício -------------------------------------------------------------------------------------------- 16

Dobramento de Perfis ----------------------------------------------------------------------------- 17

Exercício -------------------------------------------------------------------------------------------- 18

Dobradeiras Manuais ----------------------------------------------------------------------------- 19

Prensas ---------------------------------------------------------------------------------------------- 20

Exercicio Sobre Conformação ------------------------------------------------------------------- 22

Curvamento de Chapas e Perfis ----------------------------------------------------------------- 24

Curvamento Manual ------------------------------------------------------------------------------ 24

Curvamento mecânico ---------------------------------------------------------------------------- 27

Calandras Manuais -------------------------------------------------------------------------------- 27

Calandras de 3 Cilindros ------------------------------------------------------------------------- 28

Calandras de 4 Cilindros ------------------------------------------------------------------------- 29

Processo de Execução da Calandragem Cilíndrica ------------------------------------------- 30

Processo de Execução da Calandragem Trancônica------------------------------------------- 31

Calculo de Curvamento de Chapas -------------------------------------------------------------- 32

Calculo para Determinar tempo para Calandrar ----------------------------------------------- 34

Perfilados – Tecnologia ---------------------------------------------------------------------------

36

Curvamento de Perfis - --------------------------------------------------------------------------- 36

Curvamento de Perfil L --------------------------------------------------------------------------- 36

Curvamento de Perfil U -------------------------------------------------------------------------- 37

Curvamento de Perfil H -------------------------------------------------------------------------- 38

Curvamento de Perfil T -------------------------------------------------------------------------- 39

4

Método Gráfico para Cantoneira de Abas Iguais --------------------------------------------- 40

Método Gráfico para Cantoneira de Abas Iguais --------------------------------------------- 42

Método dos Momentos ---------------------------------------------------------------------------43

Calculo de Curvamento de Perfis --------------------------------------------------------------- 48

Curvar Perfil à Quente Manualmente – Operação -------------------------------------------- 49

Curvamento à Máquina --------------------------------------------------------------------------- 51

Conformação Mecãnica ------------------------------------------------------------------------- 53

Curvamento de Tubos -----------------------------------------------------------------------------

53

Curvamento a Frio ---------------------------------------------------------------------------------

53

Tubos de Aço -------------------------------------------------------------------------------------- 53

Curvamento a Frio ---------------------------------------------------------------------------------

53

Curvamento a Quente ----------------------------------------------------------------------------- 54

Curvamento por Prega ---------------------------------------------------------------------------- 55

Criocurvamento ----------------------------------------------------------------------------------- 56

Tubos de Aço Inoxidável ------------------------------------------------------------------------- 56

Tubos de Cobre ------------------------------------------------------------------------------------ 57

Tubos de Chumbo --------------------------------------------------------------------------------- 57

Tubos de ligas Leves ------------------------------------------------------------------------------ 58

Curvar Tubo à Frio e a Quente – Operação ---------------------------------------------------- 59

Curvar Tubo à Mão à Quente com Maçarico--------------------------------------------------- 59

Curvar Tubo à frio por Meio de Máquinas ---------------------------------------------------- 61

Máquinas Manuais -------------------------------------------------------------------------------- 64

Máquinas com Roldanas de Garganta --------------------------------------------------------- 64

Máquinas de Comando Hidráulico ------------------------------------------------------------- 65

Tubo Curvado com Flange ----------------------------------------------------------------------- 68

Teste Hidrostático --------------------------------------------------------------------------------- 69

Enchendo e Pressurizando ----------------------------------------------------------------------- 69

Componentes do Recipiente --------------------------------------------------------------------

71

Introdução / Peças Externas / Suporte de Apoio e Fixação do Recipiente -------- 71

Tubos de Ligação -------------------------------------------------------------------------- 75

Flange de Recipiente ---------------------------------------------------------------------- 76

Bloco de Flange ---------------------------------------------------------------------------- 79

Visor / Abertura de Inspeção e Tipos de Fechamento -------------------------------- 80

Exercicios ------------------------------------------------------------------------------------------ 83

Trocador de Calor --------------------------------------------------------------------------------- 86

5

Taxa de encruamento

Valo

res

das

cara

cterí

stic

as

A

E

R

AlumínioMuito boa transformação a frioExemplo:Material mole

Boa transformação a frioExemplo:Aço com pouco carbono

Má transformação a frioExemplo:Aço Temperado

A

B

A

B

B

A

Alongamento

Tensã

o e

m N

/mm

C105

S140

2

Espelho --------------------------------------------------------------------------------------------- 91

Chicana -------------------------------------------------------------------------------------------- 92

Recipiente de Coluna ----------------------------------------------------------------------------- 93

Bandeja --------------------------------------------------------------------------------------------- 94

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ---------------------------------------------------------

TECNOLOGIA DE CALDEIRARIA

DOBRAR

Deformação Permanente a Frio.

Quando um metal é submetido a uma deformação permanente a frio, resulta em um encruamento com modificação de E, R e A%.Deve-se notar que o encruamento é as vezes, desejado para melhorar a resistência à ruptura, o limite de elasticidade ou a dureza de um metal (fig.1).As peças encruadas pela deformação, quando desejável, podem sofrer um recozimento que poderá conferir-lhes a estrutura anterior, por meio de uma recristalização dos cristais deformados.

Zonas de Transformação.

O diagrama de tensão-deformação informa sobre as características de deformação dos metais (fig.2). Cada transformação plástica ocorre sempre na zona entre o limite de escoamento (B) e o limite de resistência (A).Metais com baixo limite de escoamento e alta ductibilidade podem se transformados facilmente.

Fig.1 Fig.2

6

R – Resistência (Nmm2).E – Limite elástico (Nmm2).A – Alongamento %.

Aumentando a taxa de encruamento, aumenta também a resistência R e o limite elástico E, mas diminui o alongamento.

= Zona de transformação.B = Limite de escoamento.A = Limite de resistência.

Espiga

Punção

Transformar

É o processo de formação de peça por meio de deformações na região de zona plástica do metal considerado.Nos processos de transformação, tanto a massa como a coesão do material não se modificam desde que obedecidos os limites do material. As peças concebidas pelo processo de transformação apresentam as seguintes vantagens:

- Melhoria de resistência do material;- Os grãos não são destruídos;- A precisão chega a ser excelente;- Custos baixos com material;- Custos baixos de fabricação;

Dobramento

Dobradores simplesSão constituídos de punção e matriz e geralmente guiados pelo cabeçote da prensa.

PunçãoÉ uma peça maciça, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde à superfície interna da peça. Pode ser fixada diretamente na espiga (fig.3).

Classificação dos processos

Com dobramento dobrar curvar enrolar

Com extensão. repuxar trefilar estirar

Com pressão.

7

Fig. 6

a b c

fed

Fig.3

Matriz.

É um bloco de aço que tem a parte superior da mesma forma que a parte externa da peça. Pode ser fixada diretamente sobre a mesa da prensa (fig.4).

Guias da Peça

São elementos que se adaptam ao estampo para dar uma posição conveniente às peças (fig.5 e 6).Com um estampo simples de dobrar podemos conseguir vários perfis mudando somente a posição da peça para obter a forma que desejamos (fig.7). Quando se projeta um dobrador, devemos considerar vários aspectos que determinam a qualidade da peça:

- conhecer o raio mínimo para evitar o enfraquecimento da peça;- conhecer os fenômenos da deformação elástica do material;- determinar a linha neutra no perfil da peça;- calcular o seu desenvolvimento;- estudar a maneira mais simples da construção;- calcular a força de dobramento.

Fig.7

8

Peça

Matriz

Fig. 4

Fig. 5

Fenômenos da Dobra

Quando se submetem as peças à ação da dobra, ocorrem dois fenômenos físicos que devemos considerar:

- a peça comprime-se na parte interna da dobra e estende-se na parte externa (fig.8).- existe uma região onde se localiza a fibra neutra. Quando, a dobra se realiza de forma

correta, a espessura do material permanece uniforme (fig.8).Em outros tipos de dobras, pode produzir-se uma modificação na seção da peça (fig.9).Pela recuperação elástica, a peça que foi dobrada tende a recuperar sua forma inicial, por isso é preciso dar um ângulo menor do que o desejado para que depois da recuperação elástica a peça fique com a forma prevista (fig.10).Quando se experimenta dobrar violentamente uma chapa com um raio muito pequeno, ela poderá vir a trincar, romper ou ficar debilitada; portanto, neste tipo de dobra, deve ser observado um raio mínimo (fig.11) o qual depende do material que se trabalha.

9

2

1

3

Grãostracionados normais

Grãos

Grãoscomprimidos

Fig. 8

Recuperação elástica

Forma dobrada

Forma desejada

Fig. 10

e

ri

rn

re

Fibras tracionadas

Fibras comprimidas

Cálculo de Desenvolvimento da Linha Neutra

Para obtermos uma peça dobrada com o perfil desejado, devemos cortá-la na dimensão correta. Para isso, é necessário conhecer as dimensões da peça desenvolvida após a dobra. Quando dobramos o material, todas as fibras sofrem solicitações de compressão e tração, o que acarreta alongamento ou encurtamento da peça (fig.12).

Na figura 12, temos uma chapa dobrada com:- raio interno (ri), raio externo (re), raio neutro (rn) e espessura (e).

Na superfície interna as fibras do material se contraem enquanto que as fibras externas do material se distendem.

10

Tracionado

Normal

Comprimido

Fig. 9

r

Raio mínimo

Fig. 11

360º

L = 80 mm + 90 mm +3,14 . 52 . 135º

360º

L = 170 mm + 61,3 mm

L = 231,3 mm

Exemplo de cálculo

Cálculo do desemvolvimento da linha

Coef. =20 mm15 mm

Coef. = 1,4

Pela figura 3.16, o coeficiente 1,4

RN = r +e2

. 80 RN = 20 mm + 7,5 . 0,80

RN = 26 mm...

D = 2 . 26mm D = 52 mm

neutra (fig. 3.16).

indica 0,80.

L = A + B + . D .

No material (chapa), há um plano no qual não ocorrem deformações das fibras que denominamos linha neutra, identificada pelo raio neutro.

A linha neutra, como pode parecer, não está sempre localizada no meio da espessura do material, essa linha desloca-se conforme o raio de dobra, ela só deverá ser considerada no meio da espessura do material quando o raio interno (ri) for maior que 3,8 vezes a espessura do material, conforme os dados próxima figura (13).

ri/e >0,6 >1 >1,5 >2,4 >3,8K 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Para se calcular o raio neutro, deve-se empregar a seguinte fórmula.

k é coeficiente da multiplicação que depende da relação entre o raio interno e a espessura do material (ri/e).

Exemplo do uso dos dados da figura 3.15:

Calcula-se a relação

Na figura 3.15, encontra-se para ri/e < 1,5 k = 0,8

Aplica-se a fórmula:rn = ri + e/2 . krn = 20 + 12,7 . 0,8 2rn = 20 + 5,075rn = 25,075

25,075 é o rn que deverá ser usado no cálculo do desenvolvimento.

11

rn = ri + e2

. K

ri/e = 20

12,7= 1,57

12

,7

Fig. 14

B = 90

e

e = 15 mm

r = 20 mm

= 135º

Fig. 15

Direção de laminação

Cálculo do Raio Mínimo.

Para calcular o raio mínimo, praticamente podem ser tomados os seguintes valores:- Materiais macios ou recozidos – uma a duas vezes a sua espessura;- Materiais duros – três a quatro vezes a sua espessura;- Materiais leves – 0,4 a 0,8 vezes a sua espessura.

Ao dobrar, o operador tem que se preocupar também com a direção na qual a chapa foi laminada. A dobra deve sempre que possível, ser efetuada transversalmente à direção da laminação (fig.16).

Para chapas duras (bronze, latão duro, zinco...) e quando se pedem raios pequenos, esta determinação é indispensável. Fig.16

12

e

a b

e

a b

e

ba

e

b

e

a

c

b

rn d

cb

e

da

cb

a + b + e2

2ea + b +

a + b + e2

2ea + 2b +

a + 2b + 2c + e

a + 2d + b + c + r + 1,5e

a + b + c + d + e

a + b + c + 2d + f + g + 2eg

f

d

e ca

b

a

Formulas para Desenvolvimento de Peças Dobradas.

Para cálculos precisos do desenvolvimento em função da linha neutra, use a tabela abaixo:

13

Força da Dobra

É a força necessária para executar a ação de dobrar. É calculada a fim de determinar a prensa adequada para se realizar o trabalho. Determina-se o esforço de dobra em V pela seguinte fórmula:

FD = C . R . L . E 2 h

A tabela abaixo apresenta a resistência de ruptura à tração em N/mm2 de vários materiais. O conhecimento de R é indispensável quando calculamos a força de dobra.

MaterialR = resistência de ruptura à tração N/mm2

Macio DuroChumbo 250 - 40 -Estanho 40 - 50 -Alumínio 80 - 120 170 - 220Alumínio duro 260 480Zinco 150 280Cobre 220 - 280 300 - 400Latão 280 - 350 400 - 600Bronze laminado 400 - 500 500 - 750Chapa de aço para embutidos 320 - 380 500 - 750

Aço com 0,1%C 320 400Aço com 0,2%C 400 500Aço com 0,3%C 450 600Aço com 0,4%C 560 720Aço com 0,6%C 720 900Aço com 0,8%C 900 1100Aço com 1%C 1000 1800Aço de silício 550 650Aço inoxidável 650 - 700 -

14

Nomenclatura.

FD = força de dobra em N,

C = coeficiente em função de h.

R = resistência à tração do material em N/mm2

L = largura à dobrar

E = espessura do material

h = abertura da matriz

Observação: o coeficiente de C é determinado de acordo com a relação da espessura E do material e pela distância h (fig. 17).

C = E H

Exemplo: calcular a força necessária para dobrar uma chapa com as seguintes dimensões:

R = 450 N/mm2

L = 250 N/mmE = 15mm.C = 0,4

Solução:FD = C . R . L . E 2 hC = E h = E h = 15 h C 0,4

h = 37,5mm

FD = 0,4 . 450N/mm 2 . 250 . 225 37,5mm

FD = 10 . 125kN 37,5

FD = 270 kN

15

Peça

Matriz

Punção dobrador

FD

h

e

L

Fig. 17

R10

120°

40

40

302

h

L

2

EXERCÍCIO.

Uma chapa de aço ABNT – 1020 deve ser dobrada conforme o desenho abaixo:

A) Calcule o raio mínimo e defina se a peça pode ser confeccionada com o raio R = 10mm.

B) Calcule o comprimento L inicial da chapa.

C) Calcule a média h.

16

Dobramento de Perfis.

Os perfis (L, T, U), devido a sua forma só podem ser dobrados com certa dificuldade por causa das forças de contração e dilatação das abas.

O perfil do corte está sendo definido pelo ângulo do dobramento e a espessura da aba.

Como no lado interno da aba existe contração do material, deve ser mantido um certo espaço a formado pelo ângulo do recorte (fig. 18).

Quanto maior for a espessura da aba e menor o ângulo da dobra tanto maior será o espaço a do corte (fig. 19).

O vértice do ângulo se encontra com a linha neutra da aba (fig. 20).

O espaço a pode ser calculado através da fórmula:Exemplo: (fig. 3.21)a = 10mm . tg 45a = 10mm . 1a = 10mm

Para evitar uma contração do material, a alma pode ser furada anteriormente. Calcula-se o diâmetro da broca pela seguinte fórmula:

d = . s 100

Exemplo: (fig. 3.23)d = 90 . 10 100

d = 9mm

17

Fig. 18 Fig. 19

90°

45°

510

a

90°

10

5

90°

10 a

d

Fig. 20

90°

12

70

18

0

200

60°30

0

280

750

EXERCÍCIO

1. Determinar o espaço “a” no recorte para a dobra do perfilado abaixo.

2. Determinar o diâmetro da broca d e o ângulo de recorte da peça abaixo.

18

Travessa superior móvel

Calço (móvel)

Peça Distânciada baseda mesaao centrodo calço(raio)

Fig. 22

Peça

Fig. 23

Fig. 24

Dobradeiras Manuais.

São máquinas de construção simples que se prestam a execução dos mais variados trabalhos, geralmente em chapas de espessura até 3mm e reduzidas dimensões. Por serem bastante úteis a maioria das oficinas possui este tipo de máquina (fig. 21).

Por meio da dobradeira manual consegue-se dobrar e curvar peças, de vários formatos e dimensões utilizando-se calços (de 0 a 2500 mm) (figs. 22 a 25).Na figura 3.28 temos vários formatos de dobras e curvas, essas operações são muito utilizadas nos trabalhos com chapas finas.

19

Fig. 21

Fig. 25

Prensas

A seleção da prensa está vinculada à força necessária para realizar a operação.

A seleção correta da máquina, em função do processo de produção, torna a prensa uma das máquinas mais produtivas e rendosas à empresa.

As figuras 26 a 29 apresentam os principais tipos de prensas com seus diversos sistemas de acionamento e faixa de trabalho.

20

Fuso daprensa

e

Buchaexcêntrica

Fig. 27

Fuso daprensa

Discos defricção

Prensa de Fricção

Fig. 26

Fuso daprensa

Prensa de Manivela

Fig. 29

Prensa Hidráulica

Fig. 28

Através da troca de ferramentas, a prensa executa vários tipos de dobras e também curvamentos (fig. 30).Quando não for possível executar os trabalhos, com a simples troca de ferramentas, é comum o uso de recursos que atendam às necessidades da indústria, como por exemplo um calço de chapa grossa para dobra de uma chapa fina (fig. 31) ou, ajuda, o uso de uma matriz que possui a parte central de material macio, pó exemplo, borracha ou plástico (fig. 32)Para dobrar chapas externas com precisão faz-se uso do inclinômetro (fig. 33).Tal instrumento permite a verificação do ângulo de dobra sem remover a chapa da máquina.

21

Fig. 30

Fig. 31

Fig. 32

Inclinômetro

Fig. 33

EXERCÍCIO SOBRE CONFORMAÇÃO

1. Complete:A conformação se subdivide em dois grandes grupos:

a. Conformação ______________________________________.b. Conformação ______________________________________.

2. Mostre como se diferenciam as fibras da peça executada pelos processos distintos:

3. Diferencie os dois processos de conformação sem cavacos:

4. Em função do tipo da peça, como se divide a transformação e cite.

Tipo: _____________________________________________ Exemplo: __________________________________________ Tipo: _____________________________________________

Exemplo: __________________________________________

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Questionário – Resumo

1. Quais as características dos materiais que precisamos conhecer ao aplicar o processo de dobramento?

2. Comente o encruamento na deformação permanente a frio.

3. O que é deformação permanente a quente?

4. Qual a possibilidade de deformação a frio e a quente dos seguintes metais: ferro fundido cinzento, cobre, bronzes comuns, latões comuns, alumínio, duralumínio e magnésio?

5. Cite três tipos de prensas existentes.

6. Qual a fórmula para determinar a linha neutra?

7. Qual a resistência de ruptura à tração em N/mm2 do aço com 0,6%C ?

8. Qual a fórmula para calcular a força de dobra?

9. Qual a fórmula para determinar o espaço a em dobra de perfis?

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CURVAMENTO DE CHAPAS E PERFIS

Introdução

O curvamento de chapas e perfis é uma operação pela qual se dá forma cilíndrica ou oval, total ou parcial, a uma chapa ou barra. É realizada por meio de esforços de flexão feitos por ferramenta manuais, dispositivos ou máquinas. Tal operação é executada a quente ou a frio.

Curvamento Manual

No curvamento manual de chapas, os esforços de flexão são feitos por meio de martelos, macetes, grifos ou dispositivos, com intensidade tal que provoque uma deformação permanente no material, ajustando-o ao desejado raio de curvatura (fig. 34).

Um metal a ser curvado sob um determinado raio deve ser previamente analisado pelo operador, pois é muito importante optar pelo processo adequado (fig. 35)

O uso do grifo fixo é aplicável em metais macios, isto é, os não ferrosos e suas ligas, e também nas peças de pequenas dimensões (fig. 36).

24

Fig. 34

Fig. 35

Fig. 36

Na execução de anéis redondos e de pequenas dimensões é designado o uso do alicate de bicos redondos (fig. 37).Cilindros ou segmentos de pequenas dimensões são confeccionados pelo processo manual, empregando-se o macete por meio de pancadas e calços cilíndricos ou mesmo cônicos (fig. 38).

É comum conseguir o curvamento em peças de pequenas dimensões com o emprego do martelo de longitudinal, dando-se pancadas na peça apoiada sobre um dispositivo côncavo ou bloco com caneleta em forma de “U” fig. 38)Só é aconselhável o curvamento manual em chapas de até 3 mm de espessura, para a formação de cilindros de diâmetro até 800mm e comprimento máximo de 1000mm (fig. 39).

25

Barra a 90º Segmento

Anel chato Anel quadrado Anel redondo

Fig. 37

Peça

Macete

Fig. 38

12123

3 2112 3

Fig. 38 Fig. 39

Se o curvamento completo de uma chapa é executado corretamente, verifica-se que sua espessura não sofre qualquer variação e que as duas bordas extremas virão a justapor-se perfeitamente entre si. Portanto a cilindricidade do curvamento, com particular atenção às bordas, é conferida por intermédio de um gabarito ou de um traçado (figs. 40 e 41)

Como já vimos o curvamento de chapas pode ser manual ou mecânico e, além disso, apresenta dois tipos de esforços: de flexão lateral e o de flexão central.Esforços de flexão lateral (F) - exercido pelo golpe do martelo e provocando uma força de reação (Fr) pelo apoio da chapa (fig. 42).Esforço de flexão lateral – exercido pelas forças (F1 e F2) e provocando uma força de reação (Fr) pelo apoio da chapa (fig. 43).

26

Fig. 40

Peça

Traçado

Fig. 41

F1 F2

FrFig. 43

F1

Fr FrFig. 42

Curvamento Mecânico.

O curvamento mecânico que recebe também o nome de calandragem é executado por máquinas chamadas calandras, as quais podem ser manuais ou motorizadas.

Calandras Manuais.

Essas máquinas de concepção muito simples são empregadas quando a produção é limitada a pequena quantidade de peças, de pequenas ou médias dimensões. Essas calandras aceitam chapas com comprimento de até 1800 mm e espessura de 0,3 a 2,5mm (fig. 44). Sendo máquinas de potência limitada e de pouca precisão, dificilmente conseguem dar o desejado curvamento à chapa, na proximidade das bordas externas.

Para facilitar o início do curvamento, antes de introduzir a chapa na calandra e após as operações preliminares de traçar e cortar, é preciso curvar manualmente essas bordas, com curvatura aproximadamente de 1/10 do comprimento total da peça (fig. 45)

27

Peça

Volante

RoloSuperior

RolosInferiores

Fig. 44

1/10L

L

Fig. 45

Quando se curva mecanicamente uma peça, o esforço de flexão lateral (F1 e F2) é exercido pelos dois cilindros inferiores móveis, enquanto que a reação (Fr) é dada pelo apoio contra o cilindro superior fixo (fig. 46). As calandras classificam-se pela sua capacidade e pelo número de cilindros.

Calandras de três Cilindros

São máquinas com cilindros curvadores dispostos assimetricamente, próprios para curvar extremidades de chapas (fig. 47). De um modo geral essa máquina é própria para fabricação em série.Calandras desse tipo de construção, na maioria empregada na fabricação de tubos de diâmetros pequenos ou de peças com espessuras médias de paredes. Por meio de alguns recursos, é possível fazer um curvamento cônico, porém de forma limitada. O pré-curvamento ou curvatura inicial é a operação realizada nas extremidades da chapa antes de sua calandragem. É importante salientar que é difícil conseguir uma curvatura inicial perfeita, havendo uma parte reta que varia de 1,5 a 2 vezes a espessura da chapa a ser calandrada. Entretanto, existem máquinas que, movimentando-se os cilindros inferiores, podem se pré-curvar as extremidades. O diâmetro interno mínimo que poderá ser calandrado varia de 1,3 a 1,5 vezes o diâmetro do cilindro superior. Quando a calandra possui apenas o cilindro superior móvel, é necessário curvar previamente os extremos para evitar ovalização (fig. 48).

28

F2F1

Fr

Fig. 46

Fig. 47

C

A B

Fig. 48

Fig. 49 Fig. 50

Fig.52

Quando o cilindro superior é fixo e os dois inferiores movem-se paralelamente, é possível executar a calandragem total, ou seja, curvar também os extremos (fig. 49).Se os cilindros inferiores deslocam-se inclinados entre si, é possível uma calandragem total mesmo em peças de pequenos diâmetros (fig. 50).Quando um cilindro inferior e o superior são alinhados e fixos, é possível com o outro cilindro inferior móvel conseguir-se o raio de curvatura desejado (fig. 51).

Calandras de quatro Cilindros.

As calandras de quatro cilindros horizontais são utilizadas para o curvamento de chapas de média e grande espessura. Os cilindros centrais são móveis e reguláveis, enquanto os laterais forçam a curvatura da chapa movendo-se para baixo e para cima. Desta forma reduz-se muito a faixa não curvada nas duas extremidades da chapa (fig. 52). Assim, pode-se obter uma boa curvatura da peça, sem a necessidade de curvar-se os extremos, pois segue-se os extremos, pois segue-se a seguinte seqüência:

- Endireitamento da chapa relativamente a geratriz do cilindro de curvamento (fig. 53);- Curvamento da primeira borda (fig.54)

29

Fig.51

Fig. 53Fig. 54

Fig. 58 Fig. 59

Fig. 60

- Curvamento da segunda borda (fig. 55);- Rolamento no diâmetro selecionado (fig. 56).

Processo de Execução da Calandragem Cilíndrica

A chapa a curvar é introduzida num sistema de cilindros (geralmente constituído por três cilindros) de eixos paralelos e dispostos como vértices de um triângulo isósceles (fig. 57).

Para a calandragem de chapas grossas, o curvamento dos extremos é feito em prensas hidráulicas e conferido com um gabarito. Deslocando-se apenas o cilindro superior verticalmente para baixo e mantendo-se fixo o par de cilindros inferiores, obteremos o curvamento (fig. 58). O movimento giratório dos cilindros inferiores é feito para a esquerda e para direita combinando com o movimento vertical do cilindro superior que vai aumentando a curvatura da chapa gradativamente (fig. 59). O cilindro superior é acionado até completar o curvamento da peça (fig. 60)

30

Fig. 55

Fig. 56

A

Fig. 57

Fig. 63Fig. 64

Durante a calandragem cilíndrica é importante observar o paralelismo dos cilindros e a extremidade da chapa em relação aos cilindros, para serem evitados erros na calandragem.

Calandragem Troncônica

É o tipo de calandragem onde os raios de curvatura da chapa aumentam proporcionalmente à medida que se afastam do vértice do cone (fig. 62).

Existem, por essa razão, tipos peculiares de calandras que têm a possibilidade de dispor de cilindros cônicos (fig. 63) ou convergentes entre si (fig. 64). No caso de peças de pequena conicidade, elas podem ser executadas em calandras comuns.

31

Fig. 61

b

h

d

.b

.d

Fig. 62

Ao executar a calandragem de uma virola troncônica, é preciso instalar, em um dos montantes, geralmente ao lado oposto ao motor, um par de cilindros filetados verticalmente, que tem a função de frear o deslizamento longitudinal, imposto à peça pela posição oblíqua dos cilindros inferiores (fig. 65). Para a curvatura de chapas de grandes dimensões, as calandras a motor chegam a atingir capacidades cujos cilindros têm o comprimento de até 10m e a curvar chapas de até 150 mm de espessura.

Cálculo para Curvamento de Chapas

O êxito do curvamento depende da exatidão do cálculo, do traçado e cortes precisos. Sendo o raio de curvatura muito extenso em relação à espessura da chapa, é necessário considerar a linha neutra localizada na correspondência da linha mediana da espessura. Indicando-se por De o diâmetro externo, Di o diâmetro interno e por E a espessura, o desenvolvimento linear (C) de uma chapa (fig. 66) é obtido pela fórmula:C = . Dm Dm= Di + e ou Dm= De - e Onde Dm= (diâmetro de faixa neutra).

32

Fig. 65

Di

Dm

De e

C

L

e

Linha neutra

Fig. 66

Exemplo: Calcular o desenvolvimento de um corpo cilíndrico, tendo as seguintes dimensões: (fig. 67):

L = 320mm (comprimento do cilindro)Di = 420mmE = 3mm

C = . (Di + e)C = 3,14 . (420 + 3)C = 3;14 . 423C = 1328mm

Dimensões do material são:3 x 320 x 1328.

Observação: para a construção de meias peças curvadas, o processo de curvamento bem como o cálculo, seguem a mesma técnica utilizada para a fabricação de cilindros. A fórmula para o cálculo do meio cilindro é (fig. 68):

C = . Dm . a ou C = . Rm . a 360 180

No caso de segmentos de circunferências, o cálculo segue a fórmula (fig. 69):C = . rm. a ou por meio de tabelas. 180

33

320

Fig.67

rm

Dm

Fig. 68

rm

Fig. 69

Cálculo para determinar tempo para calandrar.

Na produção de peças calandradas, é indispensável determinar o tempo necessário para a fabricação de corpos cilíndricos ou cônicos, para tanto temos a tabela 71 que nos dá os valores em função das dimensões da peça. Exemplo: Determinar o tempo necessário para calandrar o cilindro que aparece na figura 70.

Dados: L = 3000 Di = 1500 E = 20

Segundo a tabela o tempo é 3,15h = 3h 91min para calandrar e 1h 6min para recalandrar.

34

L = 3000

Fig. 70

Tabela 71 – Tabela de tempos para calandrar.

Fatores: Cilindragema) recalandrar – 0,35 ____________ 2 partes 0,65b) cônico <1:15 – 1,30 ___________ 3 partes 0,55c) cônico >1:20 – 3,50 ___________ 4 partes 0,50d) a quente 1,35 – 1,50 ___________ 6 partes 0,45

“L” Espes. 500Diâmetro do Cilindro (D)

(1)750 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 >3.000

<500

3-4 0.40 0.50 0.60 0.70 0.85 - - -

10%

5-6 0.50 0.60 0.70 0.80 0.95 - - -7-9 0.65 0.75 0.85 0.95 1.10 1.25 1.40 1.60

10-13 0.80 0.90 1.00 1.10 1.25 1.40 1.60 1.8014-16 1.00 1.10 1.20 1.30 1.45 1.60 1.80 2.0018-22 - 1.30 1.40 1.50 1.65 1.80 2.00 2.2025-30 - 1.50 1.60 1.75 1.90 2.10 2.30 2.50

35 - - 1.85 2.05 2.25 2.40 2.60 2.7540 - - 2.15 2.35 2.50 2.65 2.85 3.00

1000

3-4 0.75 0.85 0.95 1.10 1.30 1.50 - -

15%

5-6 0.90 1.00 1.10 1.30 1.45 1.65 1.85 2.107-9 1.10 1.20 1.30 1.45 1.65 1.80 2.00 2.25

10-13 1.25 1.35 1.50 1.65 1.80 2.00 2.20 2.4014-16 - 1.60 1.70 1.90 2.10 2.30 2.45 2.6518-22 - - 1.90 2.10 2.30 2.45 2.65 2.8525-30 - - 2.10 2.30 2.50 2.70 2.90 3.10

35 - - - 2.60 2.80 3.00 3.20 3.4540 - - - 2.90 3.15 3.35 3.35 3.753-4 0.90 1.00 1.10 1.30 1.50 1.70 - -5-6 1.05 1.15 1.25 1.45 1.70 1.90 2.15 2.357-9 1.25 1.35 1.45 1.65 1.90 2.15 2.35 2.55

1500

10-13 1.50 1.60 1.75 1.95 2.20 2.40 2.65 2.85

25%14-16 - 1.95 2.10 2.30 2.50 2.70 2.95 3.1518-22 - - 2.30 2.50 2.75 2.95 3.20 3.4525-30 - - 2.50 2.70 2.95 3.20 3.45 3.75

35 - - - 3.10 3.35 3.60 3.90 4.1040 - - - 3.50 3.75 4.00 4.25 4.55

2000

3-4 1.00 1.15 1.25 1.45 1.70 1.90 - -

35%

5-6 1.15 1.30 1.40 1.60 1.85 2.10 2.25 2.557-9 1.40 1.55 1.65 1.90 2.15 2.35 2.60 2.80

10-13 1.65 1.80 1.95 2.20 2.45 2.65 2.90 3.1514-16 - 2.10 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.5018-22 - - 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.8025-30 - - 2.75 3.00 3.30 3.60 3.90 4.25

35 - - - 3.50 3.80 4.10 4.40 4.6540 - - - 4.00 4.25 4.50 4.80 5.40

3.000

3-4 - - - - - - - -

50%

5-6 1.35 1.50 1.65 1.90 2.20 2.45 2.75 3.007-9 1.60 1.75 1.90 2.20 2.45 2.70 2.90 3.50

10-13 1.95 2.10 2.25 2.55 2.80 3.05 3.35 3.6014-16 2.30 2.45 2.60 2.85 3.15 3.45 3.70 4.0018-22 - - 2.85 3.15 3.50 3.80 4.10 4.4025-30 - - 3.20 3.50 3.90 4.30 4.65 5.00

35 - - - 4.10 4.45 4.80 5.15 5.5040 - - - 4.70 5.00 5.35 5.65 6.00

4.000

3-4 - - - - - - - -

75%

5-6 - 1.75 1.95 2.30 2.65 2.95 3.30 3.607-9 - 2.10 2.30 2.60 2.90 3.20 3.55 3.90

10-13 - 2.45 2.65 3.00 3.30 3.65 4.00 4.3514-16 - 2.90 3.10 3.40 3.75 4.10 4.45 4.8018-22 - - 3.50 3.80 4.20 4.55 4.95 5.3025-30 - - 4.00 4.75 5.15 5.55 5.55 6.00

35 - - - 4.90 5.35 5.75 6.20 6.6040 - - - 5.60 6.00 6.40 6.80 7.20- - - - - - - - -

35

Os valores dados na tabela são para 2 ou 3 homens. Para 10 mm a mais na espessura acrescentar a porcentagem abaixo

Perfilados - Tecnologia

Os perfilados de chapa dobrada são fabricados a frio por meio de dois processos: por laminação e por dobramento. Por laminação, o perfilado é obtido através da ação de roletes que atuam na chapa metálica. Essa ação é seqüenciada e gradativa e o material é cortado pelo fabricante no comprimento necessário ao trabalho que será executado. Cada modelo de perfilado obtido pelo processo de laminação exige ferramentas especiais, o que onera o custo do produto final, especialmente quando este é fabricado em pequenas quantidades. Por dobramento, a chapa de aço é previamente cortada em guilhotina para em seguida ser dobrada em prensas viradeiras por meio da ação combinada de estampos e matrizes. Nesse processo, o comprimento do perfilado é limitado pelas dimensões das prensas viradeiras utilizadas; porém, é possível obter perfilados com maiores dimensões em termos de largura e fabricar pequenas quantidades do produto desejado sem que os custos sejam aumentados. Cada fabricante de perfilado de chapa de aço possui seu próprio padrão de modelos que são colocados no mercado consumidor; os modelos permitem montagens cômodas e opções na escolha dos perfilados em função das necessidades específicas dos projetos.

Curvamento de Perfis.

O curvamento de perfis é feito a quente, com maçarico. No entanto, para que o curvamento seja efetuado de modo correto, é preciso conhecer os locais onde se deve aplicar o calor, bem como os movimentos que devem ser executados.

Curvamento de Perfil “L”.

O calor deve ser aplicado em uma das abas do perfil até que o material atinja a cor vermelha, sem, contudo, chegar ao ponto de fusão. Em seguida, deve-se fazer um movimento de ziguezague com o bico do maçarico, de modo a formar um triângulo cujo lado maior estará na aba oposta. A aplicação de calor deve ser constante e uniforme em toda a região.

36

ACB

VISTA DE LADOFig. 1

ED B

C

A

VISTA DE CIMA

Fig. 2

Fig. 3

Desse modo a zona aquecida se dilata e pode ser curvada.

Curvamento de perfil “U”.

Para curvar um perfil “U” para o lado de dentro, aplica-se o calor num ponto próximo à parte interna das abas e alarga-se a área progressivamente, seguindo sempre a forma de um triângulo ou de um “V” nas duas abas.

Quando se quer curvar um perfil “U” para o lado de fora, aplica-se calor em três movimentos simultâneos: dois nas abas, começando pela parte externa delas e um no centro do perfil, de modo a unir as bases dos triângulos.

37

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Curvamento de perfil “I”.

Para curvar um perfil “I” no sentido da alma, aplica-se o calor em apenas uma das abas, partindo da parte interna do ângulo e aquecendo em direção ao centro, sempre com movimentos em ziguezague, até atingir a aba oposta. Em seguida, aplica-se calor na aba superior ou alma, na extensão correspondente à base do triângulo.

Se o curvamento é feito no sentido da aba, aplica-se calor na aba superior e na inferior, sempre com movimentos em ziguezague, até que a região fique bem quente.

38

Fig. 8

AB

BA

Fig. 9

Curvamento de perfil “T”.

Para curvar um perfil “T” no plano da alma, aplica-se calor na parte correspondente à alma, começando pela parte interior da aba, de modo que a base do triângulo esteja na borda oposta.

O curvamento do perfil “T” também pode ser feito a partir do exterior da alma. Nesse caso, o calor é aplicado na face exterior da aba, com movimento retangular, com largura igual a da base do triângulo.

Seja qual for o perfil que se pretende curvar é preciso lembrar que:

O movimento do maçarico deve ser sempre de modo a formar um triângulo ou um “V”.

A base do triângulo sempre recebe mais calor, fato que facilita o curvamento.

A aplicação de calor é a primeira etapa de trabalho de curvamento de perfis. Com a aplicação de calor, a resistência do material diminui porque os átomos que entram na sua composição vibram e se afastam, de modo a provocar uma dilatação. Estando o material dilatado, aplica-se uma força externa, por meio de ferramentas adequadas e curva-se a peça.

39

Fig. 10

Fig. 11

Cálculo para curvamento de perfis – Tecnologia.

Para que o curvamento de um perfilado seja bem sucedido é necessário um cálculo prévio que envolve o comprimento inicial.Para esse cálculo é usada a linha neutra como linha de referência. A posição da linha neutra dos perfis é definida por meio de tabelas fornecidas pelos fabricantes. Basicamente, o cálculo para curvar perfis é o mesmo para qualquer tipo. O que varia é a posição da linha neutra.Vejamos um exemplo de cálculo de curvamento de um perfil “L”, também chamado de cantoneira. No caso do perfil “L”, a primeira providência é determinar o centro de gravidade (G) da cantoneira que se deseja curvar. Esse passo é importante porque a linha neutra, que é fundamental para o curvamento, passa pelo centro de gravidade das cantoneiras.O centro de gravidade de qualquer cantoneira é virtual, isto é, localiza-se fora da massa do material. Contudo, pode-se determinar esse centro por meio de dois métodos: método gráfico e método dos momentos, não importando se a cantoneira tem abas iguais ou diferentes.

Método gráfico para cantoneiras de abas iguais.

O centro de gravidade (G) de cantoneiras de abas iguais é determinado do seguinte modo:

Decompõe-se o perfil em dois retângulos, desprezando os raios de curvatura. Observe as figuras que seguem.

Traçam-se diagonais nos retângulos e obtêm-se os centros de gravidade de cada um, ou seja, G1 e G2 . Observe que G1 e G2 coincidem com o cruzamento das diagonais.

40

b

b

Fig. 12Fig. 13

G1

G2

Fig. 14

Une-se G1 e G2 com uma semi-reta.

Traça-se um eixo XY como bissetriz do ângulo existente entre os dois retângulos, interceptando a semi-reta traçada entre G1 e G2. No ponto de intersecção encontra-se o centro de gravidade.

41

G1

G2

Fig. 15

X

Y

G

G1

G2

Fig. 16

Método gráfico para cantoneiras de abas desiguais.

Se a cantoneira for de abas desiguais, os procedimentos para localizar o G são os seguintes:

Decompõem-se o perfil em dois retângulos.

Determina-se G1 e G2.

Determina-se G3 e G4.

Une-se G3 com G2 e G1 com G4 por meio de semi-retas. A intersecção das semi-retas nos fornece a localização do G procurado.

42

Fig. 17

G1

G2

Fig. 18

G1

G2 G4

G3Fig. 19

G1

G2

G4

G3

GFig. 20

Método dos momentos.

Este método consiste basicamente em determinar as coordenadas de G a partir de dois eixos ortogonais 0X e 0Y, traçados no perfil decomposto em dois retângulos de área S1 e S2

previamente determinados. Quando se fala em coordenadas de G, entende-se duas distâncias:

A distância de G em relação a 0 na direção do eixo 0X. A distância de G em relação a 0 na direção do eixo 0Y.

O método dos momentos é aplicado especificamente na determinação do local do centro de gravidade G de cantoneiras de massas supostamente homogêneas e de espessuras uniformes. Em vez de trabalhar com força-peso, já que momento envolve uma força por uma distância, trabalha-se com área. As coordenadas de G para cantoneiras são fornecidas pelas expressões:

0XG = (S1 . a) + (S2 . b) S1 + S2

Onde :

a = distância de G2 a 0. b = metade da largura do perfil.

0XG = (S1 . b) + (S2 . a) S1 + S2

a = distância de G1 a 0. b = metade da largura do perfil.

43

X

Y

0

G

G1

G2

S2

S1

Fig. 21

Para compreender a utilidade das expressões acima, vamos determinar a posição do centro de gravidade G da cantoneira abaixo, com os eixos 0X e 0Y já traçados.

Determinando G1 e G2, obteremos o valor de “a”. No caso, “b” vale 5 mm.

Calculando os valores de S1 e S2, teremos:

S1 = 40 mm . 10 mmS1 = 400 mm2

S2 = 50 mm . 10 mmS2 = 500 mm2

44

Y

X0 40

60

10

Fig. 22

X

Y

0

G1

G2

S2

S1

60

= 3

5

40

= 20

10

Fig. 23

Y

X0

G

11,6 mm

21,6 mm

Calculando a distância de G na direção do eixo 0X, teremos:

0XG = (S1 . a) + (S2 . b) S1 + S2

0XG = (400 mm 2 . 20 mm) + (500 mm 2 . 5 mm) 900 mm2

0XG = 8000 mm 3 + 2500 mm 3 900 mm2

0XG = 11,6 mm

Calculando a distância de G na direção do eixo 0Y, teremos:

0YG = (S1 . b) + (S2 . a) S1 + S2

0YG = (400 mm 2 . 5 mm) + (500 mm 2 . 35 mm) 400 mm2 + 500 mm2

0YG = 20000 mm 3 + 1750 mm 3 900 mm2

0YG = 21,6 mm

Portanto, G encontra-se 11,6 mm distante de 0 na direção 0X e 21,6 mm distante de 0 na direção 0Y.

45

Fig. 24

GG

XD

X

D + 2X

G G

X

D

X

D - 2X

h/4

ex

h/2

h

r

b

s

Tabela de perfilados " T "

T h b s f ex

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

7

8

9

10

11

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

7

8

9

10

11

5,8

7,3

8,5

9,9

11,2

12,6

13,9

16,6

19,4

22,2

24,8

27,4

R 70

L2

L = 9

0°

L1

20

120

200

Fig. 29

Para cantoneiras de abas iguais, a distância de G em relação a 0 na direção dos eixos 0X e 0Y pode ser determinada pela fórmula simplificada:

G = 2ª + 3e 8

A importância de saber a localização de G em cantoneiras reside no cálculo do desenvolvimento de curvamento em anéis a que são submetidas as cantoneiras. Os exemplos mais importantes, com as respectivas fórmulas de desenvolvimento, são dados a seguir.

Fórmula: L = (D + 2X) Fórmula: L = (D - 2X)

Esses cálculos são utilizados para encontrar o valor de G, isto é, o centro de gravidade por onde passa a linha neutra de uma cantoneira. Com outros perfis, o cálculo é semelhante, com a vantagem de que as tabelas dos fabricantes já trazem o valor da linha neutra. Assim, vejamos, como exemplo, o cálculo de um perfil T20, em que a medida “ex” define a posição da linha neutra e é fornecida pela tabela: 5,8 mm.

Onde:T = tipo de perfil.h = largura da aba.b = largura da aba.s = alma do perfil.t = alma do perfil.ex = localização da linha neutra.

Exemplo de cálculo:

46

X

X

e

a

GFig. 25

L = L1 + L90º + L2

L1 = 120 mm – 70 mm – 20 mm = 30 mmL2 = 200 mm – 70 mm – 20 mm = 110 mm

L90º = . D ou . RN 4 2

D = 2(R + ex)D = 2(70 + 5,8)D = 151,6 mm

L90º = . 151,6 mm = 119 mm 4

L = 30 mm + 110 mm + 119 mmL = 259 mm

Curvamento de perfis – Cálculo.

47

20

ex

X X

Eixo de curvamento

Fig. 30

Fórmulas:

G = 2a + 3e L = (DI + 2x) L = (DE – 2x)

1. Calcular o material necessário para obter o anel ilustrado abaixo.

2. Calcular o material necessário para obter o anel ilustrado abaixo.

48

600

3

22Fig. 32

800

25

3

Fig. 33

Curvar perfil a quente manualmente - Operação

Curvar perfil a quente consiste em aquecer e curvar perfis de qualquer formato por meio de gabarito, para dar-lhes a forma desejada. Esta operação é utilizada na execução de flanges, nervuras, suportes e etc.

Processo de execução.

1. Prepare o material.2. Providencie a fonte de calor.3. Prepare o gabarito.

Observação: O gabarito deve ter a medida interna da peça

4. Prenda o gabarito.

Observação: Quando o gabarito for pequeno, deverá ser preso na morsa. Quando for médio ou grande, deverá ser fixado na bancada ou base, por meio de grampos.

Precaução: Certifique-se que o gabarito esteja bem preso para evitar acidentes.

5. Prenda o material no gabarito por meio de cunha ou grampo.

49

Fig. 36

Fig. 37

6. Aqueça e curve o perfil.

Observações:

O calor e a pressão exercidos durante a curvatura do perfil devem ser simultâneos para que o perfil tome o formato correto do gabarito.

O calor não deve ser excessivo, isto é, o metal aquecido não deve atingir a cor vermelho-vivo para evitar a queima do material e a imperfeição do raio de curvatura.

Quando se tratar de perfil em”L”, aqueça a aba que estiver apoiada na base do gabarito.

No caso de perfil em “U”, aqueça as duas abas por igual. Corrija as imperfeições que surgirem durante a curvatura, de modo que o perfil fique o

mais acentuado possível no gabarito.

7. Termine a curvatura e serre o sobremetal.

Observações:

Qualquer que seja o tipo de perfil a ser curvado, ao final da curvatura o perfil deve apresentar os mesmos ângulos que existiam antes do processo de curvamento.

Se, ao final da curvatura, o material apresentar deformações em relação aos ângulos primitivos, corrija o defeito por meio de martelagem. Evite, porém, que a ferramenta de impacto deixe marcas no material.

50

Fig. 38

CalorFig. 39

Parafuso de ajuste

Peça

Roldana superior

Roldanas inferiores

Fig. 40Fig. 41

Fig. 42 Fig. 43

Curvamento à Máquina.

A máquina de curvar perfilados é de grande utilidade, executa o curvamento de perfilados de diferentes formatos, pois as roldanas são facilmente substituídas. O ajuste da curvatura pode ser realizado por meio de um parafuso ou por elementos elétricos ou hidráulicos, dependendo do tipo da máquina. Uma característica interessante é o fato de que a máquina pode trabalhar tanto na posição vertical como na horizontal ( Fig. 40). Na figura 40, temos o curvamento de um perfil “T”. Na figura 41, o curvamento de um perfil “L” com a aba externa. Na figura 42, um perfilado retangular e na figura 43 o curvamento de um perfil “L” com aba interna.

O fato de a máquina poder trabalhar na posição horizontal e vertical é importante, principalmente no caso de curvamento de diâmetros grandes.Visto que as roldanas inferiores são deslocáveis, é também possível dar às extremidades dos perfis uma boa curvatura.

51

PERFIL mmDIÂMETRO INTERNO

MÍNIMO

25 x 8

50 x 6

15

18

25 x 25

20 x 20

25 x 25

20 x 20

30 x 15

3/4"

30

250

200

200

200

250

300

300

300

300

300

350

As roldanas podem ser deslocadas individualmente em quatro dimensões. Isso significa que os perfis podem também serem deformados facilmente para um formato em espiral.Na tabela 44, temos alguns perfilados com suas respectivas dimensões e o diâmetro interno mínimo possível no curvamento com máquinas.

A seguir, a tabela 45 apresenta um exemplo de características técnicas das calandras para perfis e tubos.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DAS CALANDRAS PARA PERFIS E TUBOS

MODELOSPT. 50/72 PT. 75/72 PT. 100/72 PT. 125/72 PT. 150/72

Ferros “Cantoneira” com aba externa.Ferros “Cantoneira” com aba interna.Vigas “I” com alma em posição horizontal.Vigas “U” com alma em posição horizontal com aba externa e interna.Ferro “Chato” em posição vertical.Ferro “Chato” em posição horizontal.Ferro “Quadrado”.Tubos Mannesmann.Ferro “Redondo”.Motor trifásico p/ acionamento da Calandra.Motor trifásico p/ regulagem do rolo superior.Redutor de velocidade p/ acionamento da calandra.Redutor de velocidade p/ regulagem do rolo superior.Peso aproximado das calandras (kg)

50x838x676

7650x1076x12

253228

4 HP2 HP1:501:401200

76x1063x10127

12776x10127x16

385044

7,5 HP4 HP1:701:502100

100x1288x12152

152100x20152x22

507663

10 HP6 HP1:701:603350

152x16127x16

406

304152x25304x32

7610088

15 HP7,5 HP1:701:606000

127x14100x14

250

200127x22200x25

638876

20 HP15 HP1:701:70

10600

Conformação Mecânica – Informação Tecnológica.

Curvamento de tubos.

52

Muitas vezes uma tubulação precisa ser desviada de algum obstáculo ou seguir uma direção diferente; nestes casos, é necessário curvar um ou mais tubos que compõem a linha de tubulação.

O curvamento de um tubo pode ser feito segundo vários métodos:* a frio, geralmente com o tubo vazio;* a quente, geralmente com o tubo cheio de areia lavada e peneirada;* por pregas, trabalho feito com emprego de calor;* criocurvamento, feito com o tubo cheio de gelo.

O material de que é feito o tubo condiciona o método a ser empregado no curvamento. Vejamos os métodos empregados para curvar tubos de aço, de aço inoxidável, de cobre, de chumbo e de ligas leves.

TUBOS DE AÇO.

Curvamento a frio.

O curvamento a frio é o mais utilizado e pode ser feito a mão ou a máquina.

Curvamento à mão – pode ser feito por meio de flexões sucessivas do tubo colocado entre dois pinos encaixados em furos de uma bancada ou mesa. Dependendo do ângulo de curvatura desejado, os pinos podem ser colocados em diversas posições.

Curvamento à máquina - é feito por dois tipos de máquina: as que funcionam por pressão, como uma prensa, e as que curvam por meio de um gabarito chamado roda de garganta. Estas últimas possibilitam curvaturas com raio muito pequeno.

53

Fig. 46

1

2

34

12

34

Mesa

Pino posicionado

Pino posicionado Fig. 47

Estampo

Prisma

Fig. 48 Fig. 49

O curvamento com o tubo vazio é feito a frio e à máquina. No entanto, quando o tubo é de diâmetro pequeno (12mm), espessura até 1,5mm e raio de curvatura de até 100mm aproximadamente, o curvamento pode ser feito à mão, com auxílio da mesa de curvar e de gabaritos. O procedimento mais comum para curvar tubos vazios é utilizar máquinas curvadoras.

Curvamento a quente.

O curvamento a quente é feito com auxílio de maçarico oxiacetilênico ou oxipropano. Para executar esse trabalho, o tubo deve ser preso ao gabarito e aquecido até o vermelho cereja claro (800º a 900C); em seguida, é feito o curvamento. A parte externa do cotovelo deve ser menos aquecida para evitar a diminuição da espessura nessa região.No curvamento a quente geralmente se usa o tubo cheio de areia lavada bem seca e de granulação fina para evitar que tubos médios e grandes, se curvados com raios reduzidos, fiquem aplastados ou ovalados.

A operação de encher o tubo deve ser muito bem feita, pois dela depende um bom curvamento. Primeiro tampa-se uma das extremidades do tubo e depois de colocá-lo em posição vertical, enche-se de areia socando-a cuidadosamente com um martelete de modo que não fiquem espaços vazios; a seguir, fecha-se a outra extremidade com um tampão de madeira bem apertado. A areia dever estar bem seca para que, durante o aquecimento, não se forme vapor, fato que aumentaria a pressão e faria o tubo rachar, causando acidentes.As grandes oficinas dispõem de um poço para manter o tubo na posição vertical e de um depósito para armazenar a areia; esta é colocada no tubo e socada por meio de vibradores pneumáticos que percorrem a extensão do tubo compactando perfeitamente a areia.

54

Fig. 50

a

b

c

abc: zona aquecid

a

Zona a

queci

da

Fig. 53

F2

F1

Prega

Aquecimento

Fig. 52

O aquecimento para curvar um tubo cheio de areia dever ser lento para permitir que a areia esquente bem; o curvamento é feito como se o tubo estivesse vazio; ao atingir a curvatura desejada, o tubo deve esfriar sob temperatura ambiente, lentamente.

Tubos de diâmetro grande podem ser curvados com auxílio da máquina chamada tirfor. Esta máquina funciona por meio de três alavancas que servem: uma para puxar, outra para retroceder e outra para permitir o encaixe de um cabo de aço dentro do tirfor.Existem também dois ganchos: um é fixo; o outro gancho é fixado em outro cabo de aço que se movimenta para permitir o curvamento. O comprimento deste cabo de aço varia de acordo com o trabalho a ser feito.

Curvamento por pregas.

Este tipo de curvamento é utilizado em tubulações de caldeiras e em algumas conduções de ar comprimido. Embora a aparência do curvamento não seja perfeita, este tipo de trabalho tem a vantagem de absorver bem os efeitos de dilatação.O curvamento por pregas é feito por meio de aquecimento, a intervalos regulares, da região a ser curvada; a região aquecida deve ter a forma de pequenos triângulos cujos vértices tocam as geratrizes da zona neutra. Com a aplicação de força, o tubo se curva e na região interna forma-se uma prega.Observe a figura que segue.

De acordo com o raio desejado, determina-se o intervalo entre as pregas e a quantidade delas. Este trabalho é aplicado aos tubos com paredes delgadas, isto é, com espessura aproximada de 1mm, e diâmetro aproximado de 25,4mm.

Criocurvamento.

55

Alavancas

Ganchos

Fig. 51

Este é um curvamento a frio em que o tubo é enchido com água e depois colocado dentro de um recipiente com nitrogênio líquido a uma temperatura de 196 graus negativos. A água rapidamente se transforma em gelo e a baixa temperatura permite fazer o curvamento pelos procedimentos comuns. Após o curvamento, a água é eliminada facilmente, sem deixar qualquer resíduo.

Este método é indicado para tubos metálicos de qualquer natureza: cobre, latão, alumínio e suas ligas, aço inoxidável, etc, desde que as baixas temperaturas de congelamento não alterem a estrutura cristalina desses materiais.

O criocurvamento é utilizado em tubos com paredes finas e também para obter curvas de pequeno raio.

Tubos de aço inoxidável.

O aço inoxidável é um tipo de aço chamado aço-liga, isto é, aquele que possui qualquer quantidade de outros elementos além dos que entram na composição do aço-carbono.O aço inoxidável contém pelo menos 12% de cromo, o que lhe confere a propriedade de não enferrujar mesmo sob exposição prolongada a uma atmosfera normal.O aço inoxidável pode ser trabalhado tanto em altas quanto em baixas temperaturas, sem prejuízo de sua resistência mecânica e de sua resistência à corrosão. Por esse motivo, é preferido nos serviços para os quais não se pode admitir a contaminação do fluido circulante, como por exemplo, na indústria química e alimentícia.

Os tubos de aço inoxidável são designados por seu diâmetro exterior e por sua espessura; assim, um tubo de 50x1,5 quer dizer 50mm de diâmetro e 1,5mm de espessura.

O curvamento dos tubos de aço inoxidável é feito segundo os mesmos métodos aplicados aos tubos comuns, apenas com mais cuidado para não trincar o metal bem como para evitar inclusão de partículas de aço comum que possam mais tarde dar origem a corrosão.

Os tubos de aço inoxidável podem ser curvados a mão ou a máquina. Quando a espessura dos tubos é pequena, o curvamento é feito á máquina. Quando a espessura dois tubos é pequena, o curvamento é feito à máquina com um mandril colocado em seu interior.

Quando se deseja um raio grande de curvatura, emprega-se máquina com três cilindros.

56

Fig. 54

Barra Mandril /

Fig. 55

A

ACorte AA

Fig. 56

Tubos de cobre.

O cobre é um metal macio de cor avermelhada, mais pesado que o aço e bom condutor de eletricidade. Quando em contato com o ar, fica recoberto de finíssima camada de óxido que o protege, impedindo que continue a oxidar. Esta propriedade faz com que um tubo feito de cobre dure por muitos anos.

O tubo feito de cobre tem, pois grande resistência à oxidação, ao ataque da atmosfera, da água, inclusive da água salgada, dos álcalis, de muitos compostos orgânicos e de numerosos fluidos corrosivos. O cobre pode ser empregado em serviço contínuo sob temperaturas que vão desde 180 graus Celsius negativos até 200 graus Celsius positivos.Devido ao alto coeficiente de transmissão de calor, os tubos de cobre são muito empregados em serpentinas, feixes tubulares de permutadores de calor, condensadores etc., e como tubos de aquecimento e de refrigeração. Os tubos com até 50,8mm de diâmetro são também usados nas linhas de água, ar comprimido, óleo, vapor de baixa pressão e para transmissão de sinais de instrumentação. Todavia, não devem ser usados na condução de produtos alimentares ou farmacêuticos em virtude da corrosão que deixa resíduos tóxicos.As normas estabelecem as espessuras das paredes dos tubos em função do diâmetro interno do tubo e da pressão de trabalho. São encontrados em barras rígidas de 6m de comprimento ou em rolos e estão padronizados pela P-EB-64 da ABNT.

O curvamento dos tubos de cobre é feito geralmente a frio, a máquina e com o tubo vazio. Segue o mesmo método utilizado para os tubos de aço comum e são utilizadas as mesmas máquinas. De acordo com a necessidade, recomenda-se recozer o tubo antes de curva-lo, a fim de que fique mais maleável e o trabalho seja facilitado.

Tubos de chumbo.

Também para os tubos de chumbo o procedimento mais utilizado para curvar é a frio, à máquina e com o tubo cheio de areia ou com mandril.

Tubos de ligas leves.

O curvamento é feito à frio, à máquina e com tubo vazio. É possível curvar tubos de ligas leves à quente; neste caso, o curvamento deve ser eito com o tubo cheio de areia bem socada. Se houver necessidade, por determinação do projeto a ser executado, faz-se o recozimento do material para facilitar o trabalho.

57

Como se pode perceber, o método mais utilizado modernamente nas indústrias é o de curvamento à máquina e a frio. Este processo é mais simples, rápido e econômico.

No entanto, seja o curvamento feito à mão ou à máquina, a frio ou à quente, uma recomendação não deve ser esquecida: se o tubo for com costura, a linha de solda deve estar localizada junto à linha neutra. Observe a figura.

Apreciação do trabalho de curvamento

Defeito Causa* A peça apresenta superfície muito porosa ou trincada na zona de curvamento.

Esforço de dobramento maior do que pode ser suportado pelo material.

* Ovalização do tubo. O tubo não foi corretamente enchido. Raio de dobramento muito pequeno.

* Rugas na zona de dobramento. Calor excessivo.

* Rompimento de costura do tubo. Não foi observado o correto posicionamento da linha neutra.

Curvar tubo a frio e a quente – Operação.

Curvar tubo é a operação que consiste em aplicar um esforço de curvamento em um tubo. Este trabalho pode ser feito manualmente ou à máquina.O curvamento à mão utiliza gabarito e ferramentas manuais, e o curvamento à máquina serve-se de dispositivos e acessórios existentes na própria máquina.

58

Cordão de solda

Linha neutra

Fig .57

O curvamento de tubo é executado a frio ou a quente, em trabalhos gerais de caldeiraria e serralheria.

PROCESSO DE EXECUÇÃO.

1º CASO: CURVAR TUBO À MÃO À QUENTE COM MAÇARICO.

1. Calcule o comprimento do tubo.

Obs.: O comprimento do tubo a ser curvado é sempre calculado em relação a sua linha neutra. É necessário deixar sobremetal para compensar possíveis perdas na dimensão final do tubo isto é, após o curvamento e o esfriamento. A dimensão do sobremetal aumenta em função do diâmetro do tubo; quanto maior deverá ser o sobremetal.

2. Prepare o dispositivo.

Obs.: O dispositivo varia de acordo com o raio médio e a forma de curvatura do tubo.

3. Feche uma das extremidades do tubo.

Obs.: O bloqueio da extremidade pode ser feito com tampão cônico de madeira ou com um flange soldado.

O método de soldar flanges na extremidade do tubo a ser curvado é mais utilizado em tubos de aço-carbono.

4. Coloque o tubo na posição vertical e encha-o com areia fina, seca e limpa.

59

Fig. 58Fig. 59

Flange soldado

Fig. 60

Tampão cônico de madeira

Fig. 61

Fig. 61

Obs.: coloque a areia aos poucos e bata em toda a volta do tubo com um macete de madeira até o enchimento total.A areia deve ser muito bem compactada para evitar a ovalização do tubo.

5. Feche a outra extremidade do tubo.

Obs.: No caso de tampar a extremidade com tampão cônico, retire um pouco de areia para facilitar a penetração do tampão.No caso de tampar com flange, a areia deve estar paralela à extremidade do tubo.

6. Coloque e fixe o tubo no gabarito.

Obs.: A fixação do tubo no gabarito pode ser feita por meio de grampos ou cunhas. Se o tubo tiver costura, fixe-o de modo que a costura fique junto à linha neutra.

7. Aplique calor com maçarico na parte externa do tubo e curve-o.

Obs.: Os movimentos do maçarico devem ser semicirculares, no sentido da curvatura do tubo.

60

Linha neutra

Fig. 62

Fig. 63

A escolha do bico e a regulagem da chama do maçarico devem ser feitas de acordo com o diâmetro e a espessura do tubo à ser curvado.A parte que vai sendo curvada não deve receber calor direto da chama do maçarico para evitar irregularidade no raio de curvatura.

8. Termine a curvatura, elimine o sobremetal e verifique o esquadro da peça.

2º CASO: CURVAR TUBO A FRIO POR MEIO DE MÁQUINA.

1. Calcule o comprimento do tubo.

2. Prepare a máquina.

Obs.: Escolha o dispositivo de acordo com o raio de curvatura e o diâmetro do tubo a ser curvado.

3. Posicione o tubo na máquina.

Obs.: Coloque o tubo na máquina de maneira a obter as medidas desejadas após a curvatura.

4. Curve o tubo.

Obs.: Se a máquina for de pressão manual, gire o manípulo no sentido horário.

61

Fig. 64

Fig. 65

Se a máquina for de roda de garganta, acione a alavanca.

Se a máquina for de bomba hidráulica manual, acione a alavanca.

Quando se tratar de máquina curvadora de arrasto, acione o botão de comando.

62

Tubo

Fig.66

Fig.67

Fig. 68

5. Confira a curvatura feita e faça as demais curvaturas, se houver.

Espaço para fórmulas////////

Máquinas Manuais

Máquinas com estampos de garganta. São máquinas que curvam o tubo por efeito de flexão devido à pressão exercida no trecho da curva. São acionadas por meio de um parafuso ou por pistão hidráulico (fig. 69). As dimensões da garganta da máquina variam à medida que variam as

63

Estampo

Prisma

Fig. 70

Fig. 71

Fig. 69

dimensões do diâmetro do tubo que se curva (fig. 70). O raio de curvatura faz com que também varie na máquina a posição dos prismas (fig. 71).

Máquinas com Roldanas de Garganta.

São máquinas que curvam o tubo sob efeito da tração e da flexão. O tubo (T) é introduzido na garganta de uma roldana fixa (F), e entre os mordentes curvos de uma pequena morsa (M), a qual está ligado um braço (P) que poderia girar ao redor da roldana, forçando a dobra: morsa e braço estão ligados a uma roda (R) que tem o mesmo eixo de rotação que a roldana fixa. Para evitar o perigo de se executarem curvamentos com defeito existe um calço formado por pequenas roldanas móveis (B).No trecho do tubo, não afetado pela curva, introduz-se uma haste cilíndrica (A) para evitar a possível ovalização do tubo nos trechos não abarcados pela roldana.Com máquinas desse tipo, é possível curvar tubos de 10 a 33mm de diâmetro externo e de 0,08 a 3mm de espessura (fig. 72)

Máquinas de Comando Hidráulico.

Usam-se máquinas automáticas de comando hidráulico quando se torna necessária uma alta produção, que pode alcançar 600 curvaturas por hora.Essas máquinas robustas, e particularmente planejadas para uma elevada produção, baseiam-se no mesmo princípio das máquinas curvadoras manuais, com roldanas de garganta.

64

F

R

T M P

B

S

BA

Fig. 72

65

0

8Ø 510

Todos os movimentos tem lugar com transmissões hidráulicas e são realizados automaticamente por meio de uma central hidráulica que promove e regula a distribuição do óleo nos vários mecanismos. Regulado o ciclo das operações e dos vários curvamentos que devem ser feitos no tubo, um dispositivo impede que se repita uma mesma operação no mesmo tubo. Essas máquinas permitem o curvamento de tubos com diâmetro externo de 5 a 120mm e espessura de 0,5 a 6mm (fig. 73).

EXERCÍCIOS.

1. Calcular o material necessário para executar um cilindro que possui as seguintes dimensões:

65

Fig. 73

R 85

300

35

270

R 170

30

90°

55

0

2. Calcular o comprimento do perfilado abaixo.

3. Calcular o comprimento do tubo abaixo.

Questionário – Resumo

1. Quando é feito o uso do grifo fixo em trabalhos de curvamento?

66

2. Qual a operação que antecede a calandragem quando ela é executada na calandra de três cilindros?

3. Cite a fórmula do cálculo do desenvolvimento do cilindro.

4. Quando é necessário curvar os extremos de uma chapa e qual a regra para determinar a medida da curvatura?

5. Quais os esforços causados pelo curvamento?

6. Cite a classificação das calandras.

7. Como evitamos erros na calandragem?

8. Como é feita a calandragem troncônica?

9. Quais os processos utilizados para o curvamento de perfis?

10. Qual a característica importante da máquina de curvar perfilados?

11. Quando é possível o curvamento de tubos sem enchimento?

12. Qual o procedimento para o curvamento de tubos de cobre?

Tubo curvado com flange - Tarefa

67

4E 6013

4E 6013

Limada

Limada

2

2

Ø 3

2150

50

A

B

Ø 50Ø 38

1

1

232

0

4 parafusos equidistantes

Ø 3/8"

R100

R100

312

0

02 01 Tubo de aço sem costura Mannesmann. Ø 48 x 65001 02 Chapa de aço ABNT 1010 a 1020. 9,2 x 110 x 110Nº. QUANT.

MATERIAL DIMENSÕES

TESTE HIDROSTÁTICO

Depois de montar a tubulação ou equipamento deverá ser feito um teste para verificação de possíveis vazamentos, na maioria dos casos é feito o teste de pressão de água (teste hidrostático) no caso de uma tubulação muito longa, devemos dividi-la em seções por meio de raquete, figura 8, flange cego e testamos cada seção separadamente.

68

As placas de orifício devem ser retiradas. As válvulas normalmente não devem ser incluídas no teste, caso tenha que incluí-las no

teste, elas devem estar totalmente aberta. Instrumentos e outros equipamentos que não possam ser submetidos ao teste, deverão ser

retirados ou isolados através de fechamento de bloqueio ou raqueteamento. Válvulas de segurança (pvs) deverão ser removidas sendo colocado no local flange cego. Os suportes de mola e juntas de expansão devem ser travados durante o teste, em alguns

casos de tubulações de gás com diâmetro muito grande, existe a necessidade de montar suportes provisórios auxiliando os existentes devido ao peso da água, que na maioria dos casos é mais pesada que o produto circulante.

Todas juntas soldadas ou rosqueada devem estar exposta livres de isolamento térmico e tintas.

Todas emendas de tubos enterrados deverão estar expostas. As válvulas de retenção quando não poderem ser removidas serão testadas obedecendo

sentido de fluxo, não sendo possível seu mecanismo deverá ser travado no sentido aberto permitindo o enchimento.

ENCHENDO E PRESSURIZANDO.

Após montar os manifolds denominados como ent e vent nos pontos mais baixo e mais alto, respectivamente começamos a encher o equipamento ou tubulação com água.

Enquanto estiver enchendo, o suspiro do vent deverá estar aberto, para permitir a saída do ar que será expulso pela água, após confirmar que no suspiro sai apenas água fechamos o bloqueio e começando a pressurizar, instalamos então a bomba de teste.

A pressão de teste é geralmente conseguida por uma pequena bomba alternativa manual. A subida da pressão é feita de forma lenta e gradativa. Na primeira etapa deverá elevar a

pressão até 50% do valor total onde deverá ser mantida por 10 minutos. Durante esse período examinamos todas as soldas e roscas verificando que não há vazamentos.

Repetimos a operação elevando a pressão até 75% e finalmente até 100% onde fazemos um novo exame agora com água e sabão e observando se não há queda de pressão.

Normalmente fica pressurizado por uma hora ou a critério do representante do setor de inspeção responsável por acompanhar e dar o aval do teste.

Caso seja detectado algum vazamento, a pressão deve ser zerada e ser feito o reparo com solda, reaperto ou troca de juntas, o teste será refeito na íntegra.

Obs.: verificar com o setor de inspeção quanto ao tipo de água que será usado, pois em alguns casos se exige água específica.

QUANTO À PRESSÃO. No teste hidrostático, a pressão aplicada é superior a pressão de operação. A pressão de

teste é igual a uma vez e meia (1,5) a pressão de operação.Exemplo: se uma tubulação opera 10kg/cm2 o teste será feito com 15kg/cm2.

A menor pressão aplicada em um teste hidrostático será de 1kg/cm2 mesmo que este equipamento ou tubulação for operar com pressão menor, sem nenhuma pressão ou à vácuo.

69

0

5 10

15barbar

0

5

1015

20

25

30

O relógio usado para controlar a pressão durante o teste e o PI (indicador de pressão), a escolha do PI deve representar o seguinte critério: o ranger do PI obrigatoriamente tem que variar entre uma vez e meia e três vezes o valor da pressão de teste. Isso quer dizer que para executarmos um teste com 10kg/cm2 podemos usar Pis que variam de:

Devemos ter dois PIs, um instalado no ponto mais baixo (ent) e outro no ponto mais alto (vent) todo PI deve estar aferido e com identificaçãoALGUNS ACESSÓRIOS USADOS EM TESTES.

Em alguns casos especiais em que não se pode usar água, deverá ser feito o teste com ar comprimido (teste pneumático). O teste com ar é bastante perigoso devido ao risco de explosão que pode ocorrer em conseqüência da força elástica do ar se houver um ponto fraco na tubulação. Quanto maio for o volume de ar contido na tubulação maio será o risco. Por essa razão este teste é desaconselhável sendo usado apenas em último caso. A pressão com ar deverá ser 10% acima da pressão de projeto.Exemplo:Pressão de projeto 10kg/cm2. Pressão de teste 11kg/cm2.Não devendo ultrapassar 2kg/cm2 (pressão de projeto 30kg/cm2 e pressão de teste 32kg/cm2.

COMPONENTES DE RECIPIENTES

Introdução.

Basicamente toda a construção de um recipiente se compõe de três partes principais: carcaça,tampo e

70Trocador de calor

Fig. 74

RaqueteRaquetevazada Figura 8

ManifoldEnt

ManifoldVent

Fig. 77

fundo (figs. 74 e 75). A carcaça pode ser construída com tubos sem costura até o diâmetro de 500 mm, dependendo da espessura da parede do tubo.Quando se necessita de carcaça com diâmetro acima de 500 mm, elas são construídas de chapas calandradas e soldadas.Os recipientes se diferenciam pela sua finalidade de aplicação e assim, conforme a finalidade tem-se os vários tipos de peças externas e internas que compõem o recipiente. Algumas dessas peças são padronizadas e outras normalizadas.

Peças Externas.

O aspecto externo de um recipiente é determinado pelas peças que o compõem, isto é, peças para a fixação, peças para o transporte, peças para a observação e peças para a manipulação durante o processo de trabalho (registros, manômetros, termômetros etc.).

Suporte de Apoio e Fixação do Recipiente.

O suporte de apoio e fixação tem a função de suportar o peso do recipiente e seu conteúdo e transferir esse peso para o alicerce (base). Basicamente existem dois tipos de suportes de recipientes: Suportes verticais para recipientes verticais e suportes horizontais para recipientes horizontais (fig. 76).Suportes para recipientes verticais – compõem-se de perfis (L, U e I) ou tubos, sapata, console e eventualmente de paca de reforço (fig. 77).Observação: quando o recipiente for constituído de chapa fina, recomenda-se a utilização de uma placa de reforço que deve ser soldada na parede do recipiente para evitar que haja empenamento. Antes da soldagem, deve ser feito um furo de aproximadamente Ø 5 mm para a saída de ar, evitando-se assim a formação de câmaras de ar.A ligação dos suportes na carcaça do recipiente é feita através de consoles distribuídos em volta do recipiente (fig. 78).A substituição do console pode ser feita por um anel de sustentação (fig. 79).Outra possibilidade de se fazer a fixação de um recipiente vertical é através de um suporte com carcaça (fig. 80).

71

Coluna de fracionamento

Fig. 75

Vertical

Horizontal

Fig. 76

A

B

Corte AB

Fig. 78

A figura 81 mostra a fixação do recipiente no suporte de carcaça e a fixação do suporte de carcaça no alicerce.Observação: os suportes perfilados (I, U e L) e suportes de carcaça deverão ser construídos de forma que suportem o esforço de pressão e evitem a flambagem.Suportes para recipientes horizontais – os recipientes horizontais podem ser sustentados através de suportes de perfis L, U ou I (fig. 82) ou por intermédio de suportes de assento (fig. 83). Um suporte de assento compõe-se de: sapata, uma ou duas chapas de assento e duas nervuras.

72

Detalhe Y

Y

Fig. 79

Chapa de fixação

Sapata circular

Chapa de fixação

Fig. 80

Dreno

Porta de entrada

Tubo de saída

Degra

us

60°

Entrada de ar

Fig. 81 Fig. 82

Para a montagem e transporte do recipiente, o tarugo e o olhal de sustentação desempenham uma importante função.

Tarugo de sustentação – compõe-se de um tubo curto, uma chapa grossa no final e uma chapa de reforço adaptada com a mesma forma do recipiente (fig. 84). Quando houver risco de deformação do recipiente durante o transporte, recomenda-se colocar o reforço em cruz dentro do recipiente (fig. 85). Após a montagem, esse reforço deve ser retirado.

Olhais de sustentação – são utilizados em pares (um de cada lado do recipiente). A figura 86 mostra os olhais que servem para transportar o recipiente verticalmente. Já a figura 87 apresenta os olhais que servem para transportar o recipiente horizontalmente.

73

Sapata

Chapa de acerto (sela)

Nervura

Fig. 83

a

b

0,5d

1

15°

Fig. 84

Tubos de ligação.

Os tubos de ligação servem para fazer a ligação entre o recipiente e os tubos da instalação. Os tubos de ligação compõem-se de tubo cilíndrico ou tubo cônico e flange para a conexão da instalação. Os tubos de ligação estão sujeitos a forças externas e forças de vibração ocasionadas pelo movimento do fluido. Para evitar que essas forças danifiquem o tubo é necessário construir nervuras a sua volta (fig. 88) ou construí-lo de forma cônica (fig. 89). Os tubos de ligação cônicos suportam maiores forças que os cilíndricos, pois a área de apoio é maior, além disso, a condução do fluxo é melhor. É também aconselhável repuxar a carcaça do recipiente para a soldagem do tubo de ligação cônico, para evitar que o cordão de solda fique no ponto de maior

74

Fig. 85

Fig. 86

Nervura

Fig. 88

Chapa deesforço

Fig. 91

tensão. Os tubos de ligação com diâmetros acima de 500 mm são construídos em forma cilíndrica.

Esses tubos cilíndricos são introduzidos na abertura da carcaça do recipiente. Durante a fixação, pode-se deixar uma saliência do tubo no interior do recipiente ou não (fig. 90). Se o recipiente necessitar de um revestimento interno, a saliência deve ser eliminada.Observação: quando a espessura da chapa do recipiente não for suficiente para dar uma boa resistência à fixação do tubo, utiliza-se uma chapa de reforço (fig. 91).

Flanges de recipientes.

Os flanges servem para conectar e desconectar as peças de um recipiente. Os flanges, por exemplo, são utilizados para se fazer as conexões entre os vários estágios que compõem o recipiente de coluna. Para a adaptação dos flanges em tubos de ligação até o diâmetro de aproximadamente 25 mm, há a necessidade de se soldar um anel (fig. 92) e para diâmetros maiores deve ser feito no próprio tubo o rebordeamento (fig. 93).

75

Saída de ar

reforçoChapa de

Fig. 87

Tubo cônico

Recipiente

e

Fig. 89

Fig. 90

90

65

Fig. 92

109

Flangecônica

Recipiente

109

Fig. 93

CarcaçaRevestimento

Revestimento

Flange

Fig. 96

c

b

d

Fig. 97

Para recipientes com diâmetro até 500 mm, pode-se usar flange normal (flange para tubo). Acima de 500 mm de diâmetro há a necessidade de se utilizar flanges especiais. Para os recipientes sem pressão, são utilizados flanges construídos de peças planas, curvadas, soldadas e torneadas (fig. 94). Quando não é feito o rebordeamento na carcaça do recipiente, pode ser utilizado perfil em L (fig. 95).

Recipientes com pressão recebem flanges soldados diretamente no topo da carcaça (fig. 96). Esses flanges podem ser obtidos por três processos diferentes:

Através de torneamento da chapa. Esse processo não é econômico, pois há muita perda de material (cavaco).

Perfis especiais obtidos na laminação, depois curvados e soldados (fig. 97). Por forjamento, processo que fornece mais resistência que os anteriores.

76

Fig. 95

CarcaçaRevestimento

Flange

Flange

Tampa

Fig. 94

Macho

Fêmea Anel de vedação

Flange

Furo p/ teste desoldabilidade

Fig. 98

d

t

Fig. 99

D

Ø kd4

d3

d1s

h2

fb

h1rd2

Entre dois flanges deve-se utilizar junta de vedação. Para evitar que a pressão interna do recipiente expulse a junta de vedação e a danifique, em recipiente de alta pressão, o flange deve ser provido com ressalto macho e fêmea (fig. 98). Para que haja uma pressão distribuída uniformemente, na junta de vedação, a quantidade de furos de aperto do flange é muito importante. Na prática, para se determinar a quantidade de furos do flange, utilizamos o seguinte cálculo: Para uma distância entre centros (t) multiplicamos três a quatro vezes o diâmetro do furo (d) (fig. 99). Normalmente são utilizados flanges normalizados.

A norma DIN classifica os flanges pelos tipos: pressão de trabalho e diâmetro. Conforme o tipo e pressão de trabalho, a variação do diâmetro. A tabela 100 apresenta um flange de pescoço com dimensões e material para uma pressão de trabalho de 10 bar conforme norma DIN.Observação: DN (diâmetro nominal) é uma medida de conexão com tubos, flanges, válvulas, etc. que é aproximadamente o diâmetro interno.

77

Tabela 100

Medida de tubo

Flange ParafusoPeso

DN d1 D b k h1 d3 s r h2 d4 r Quant. Rosca d2

10 até 150

Flange soldado conforme DIN 2633

200 219,1 340 24 295 62 235 5,9 10 16 268 3 8 M20 22 11,3

250-

395 26 350 68285

6,3 12 16 320 3 12 M20 22 14,7273 292

300 323,9 445 26 400 68 344 7,1 12 16 370 4 12 M20 22 17,4

350355,6

505 26 460 68 385 7,1 12 16 430 4 16 M20 2223,6

- 24,6

400406,4

565 26 515 72 440 7,1 12 16 482 4 16 M24 2628,6

- 26,2500 508 670 28 620 75 542 7,1 12 16 585 4 20 M24 26 38,4600 610 780 28 725 80 642 7,1 12 18 685 5 20 M27 30 44,6700 711 895 30 840 80 745 8 12 18 800 5 24 M27 30 62,4800 813 1015 32 950 90 850 8 12 18 905 5 24 M30 33 84,4900 914 1115 34 1050 95 950 10 12 20 1005 5 28 M30 33 98,51000 1016 1230 34 1160 95 1052 10 16 20 1110 5 28 M33 36 1151200 1220 1455 38 1380 115 1255 11 16 25 1320 5 32 M36 39 1821400 1420 1675 42 1590 120 1460 12 16 25 1535 5 36 M39 42 2481600 1620 1915 46 1620 130 1665 14 16 25 1760 5 40 M45 48 3471800 1820 2115 50 2020 140 1863 15 16 30 1960 5 44 M45 48 4302000 2020 2325 54 2230 150 2072 16 16 30 2170 5 48 M45 48 5392200 2220 2550 58 2440 160 2275 18 18 35 2370 6 52 M52 56 6582400 2420 2760 62 2650 170 2478 20 18 35 2570 6 56 M52 56 8252600 2620 2960 66 2850 180 2680 22 18 40 2780 6 60 M52 56 9792800 2820 3180 70 3070 190 2882 22 18 40 3000 6 61 M52 56 11563000 3020 3405 75 3290 200 3085 24 18 45 3210 6 68 M56 62 1402

EXERCÍCIO

Completar as medidas do desenho consultando a tabela 100.

78

Fig. 101

Flange

Vidro (visor)Guarnição

Bloco de flangeRecipiente

Fig. 102

Bloco de flange.

Como bloco de flange se entende um flange montado diretamente sobre as paredes ou encaixado na abertura do recipiente, eliminando-se assim os tubos de ligação (fig. 101). Com este processo é possível se fazer uma conexão bem próxima do recipiente. No caso da fixação de um visor, esse método é imprescindível.Quando o bloco de flange é sobreposto à parede do recipiente, há necessidade de se dar a mesma forma do recipiente ao bloco de flange para melhor acomodação.

Visor.

Os visores permitem a observação interna do recipiente durante o processo de trabalho. O visor compõe-se de um bloco de flange, flange, visor de vidro e juntas de vedação (fig. 102).

79

c d2 c

f

G

c d1

Lo

K Ho

liW

b h

m

n

ea

Fig. 103

Aberturas de inspeção e tipos de fechamento.

As aberturas de inspeção servem para observar e examinar detalhadamente as regiões que correm mais riscos de danificação.Exemplos de regiões de riscos:

Cordões de soldas nos cantos. Parte rebordeada. Regiões de grandes aberturas. Regiões onde há erosão provocada pelo fluxo. Regiões onde há corrosão provocada pelo fluxo. Regiões onde há corrosão provocada pela sedimentação de produtos agressivos no

fundo.

As aberturas de inspeção são diferenciadas em função de suas dimensões: Abertura de inspeção visual – serve para observar o interior do recipiente por intermédio

de instrumentos especiais como, por exemplo, espelho. Abertura para a mão – serve para introduzir um instrumento auxiliar com a mão para fazer

algum teste, como, sonda de ultra-som. Abertura para cabeça – serve para realizar a inspeção diretamente, sem auxílio de

instrumentos. Boca de visita – oferece condições de o homem entrar no recipiente e inspecionar

diretamente os pontos críticos.

Para as aberturas de inspeção nos recipientes o fechamento pode apresentar-se na forma oval ou cilíndrica.O fechamento oval é feito através de uma tampa interna, anel de corpo cônico, parafusos e alavanca externa.Este sistema apresenta a vantagem de proporcionar um melhor fechamento quando o recipiente está em funcionamento, devido a pressão interna.

A figura 103 nos mostra tipos de fechamento oval e as tabelas 104 e 105 apresentam as dimensões de aberturas conforme o fabricante.

80

Tabela 104 – tabela de dimensões de abertura para a mão.

liW 80/120 100/150 115/165 150/200R1 120 150 165 200R2 64 80 92 120r1 12 15 16,5 20r2 12,3 15,4 17,7 23c 15 15 15 15d1 120 150 165 200d2 80 100 115 150a 90 95 100 120e 32 35 37 42s 3 3 5 5m 36 39 44 46b 7 7 7 7h 33 33 42 45l 110 130 150 185f 62 72 80 90k 15 15 15 15G M16 M16 M20 M20

Lo Ho26,5 3530,5 5033,5 6036 70

38,7 80

SR – espessura do anel.SD – espessura da tampa.

Tabela 105 – tabela de dimensões de boca de visita e abertura para cabeça.

liW 220/320 300/400 320/420 350/450R1 320 400 420 450R2 134 240 230 260r1 32 40 42 45r2 32 46 42 45c 25 25 25 25d1 320 400 420 450d2 220 300 320 350a 145 185 190 215e 50 60 60 70s 6 7 7 8m 55 75 75 90

81

15°

b 10 10 10 10h 75 95 95 105l 255 340 340 370f 112 146 146 175k 25 25 25 25n 125 175 195 220G M20 M24 M24 M30

Lo Ho44 60

49,5 8055 10060 120

65,5 140

SR – espessura do anel.SD – espessura da tampa.

EXERCÍCIO

Complete as dimensões do desenho consultando a tabela e especifique o tipo de abertura de inspeção.

Dados:Pressão de trabalho = 10 bar.Dimensões de abertura = 100/150.Resistência KN/mm2 = 176.

82

É necessário fazer uma abertura no recipiente para encaixe do anel. Quando essa abertura for de fechamento oval, há necessidade de se traçar uma elipse geométrica no recipiente. Esse traçado pode ser facilitado se usarmos uma chapelona.

Exercício prático.

Trace uma elipse para construir uma chapelona de abertura de inspeção para a mão.

83

Para a construção do anel que se será introduzido na abertura do recipiente deve ser observada a distância mínima permissível da saída do anel para fora da carcaça do recipiente. Essa distância deve ser igual ou maior que uma vez e meia a espessura do anel. Essa distância é válida para anéis de corpo cônico ou cilíndrico (fig. 106).

O fechamento cilíndrico é feito através de tampa externa aparafusada e com alavanca, de forma que os parafusos e a alavanca suportem a pressão interna do recipiente (fig. 107).

Esse sistema é utilizado somente para baixa pressão. Para fechamento de recipientes de alta pressão é utilizada tampa com parafusos tipo olhal com articulação (fig. 108). A quantidade de parafusos depende do diâmetro da tampa. Também pode ser adaptado à tampa um braço com movimento giratório para facilitar o fechamento e a abertura do recipiente (fig. 109).

84

1,5 s R1,5 s R 1,5 s R

1,5 s R Fig. 106

Fig. 107

Fig. 109

TampaChapa do recipientePino

CupilhaArruelaParafuso tipo olhalSuporte do parafuso

Porca com olhal

Fig. 108

Ø 800

10 parafusos M24 (5,6)

p = 10 bar

Exercício prático.

Tendo os desenhos e os dados, faça os exercícios:

Dados:Pressão interna = 10 bar.Diâmetro da abertura = 800 mm.Diâmetro dos parafusos = M24 (5,6).Quantidade de parafusos = 10.

1 – Qual é a força exercida na tampa?

2 – Qual é a força exercida em cada parafuso?

3 – Consulte a tabela 110 e responda se o diâmetro dos parafusos é suficiente.

Tabela 110 – Força de tração máxima admissível por parafuso no sentido do eixo.

Diâmetro

Área da

seção A5

(mm2)

Parafuso sem tensão inicial prévia.Parafuso com tensão

inicial prévia.4,6 5,6 10,9 10,9

HKN

HZKN

HKN

HZKN

HKN

HZKN

HKN

HZKN

M12 84,3 9,3 10,5 12,6 14,3 30,5 34,6 35 40M16 157 17,3 19,6 23,6 26,7 56,5 64,4 70 80M20 245 27 30,6 36,8 41,7 88,2 100,5 112 128M22 303 33,3 37,9 45,5 51,5 109 124,2 133 152M24 353 38,8 44,1 53 60 127 144,7 154 176M27 459 50,5 57,4 68,9 78 165,2 188,2 203 232M30 561 61,7 70,1 84,2 95,4 202 230 245 280M36 817 89,9 102,1 122,6 138,9 294 335 357 408

110 125 150 170 360 410 0,7–Fv/As 0,87–Fv/As

85

H = carga normal.HZ = cargas adicionais.

Peças internas.

O recipiente é composto por diferentes tipos de peças, conforme suas funções. Quanto as funções, os recipientes podem ser divididos em dois grandes grupos:

Trocadores de calor. Recipientes de coluna.

Trocador de calor.

Dentro de um trocador de calor se faz a troca de energia térmica (alta temperatura para baixa temperatura). Essa troca de energia ocorre entre dois fluidos separados por uma divisória (fig.111).

Essa divisória pode ser formada por diferentes elementos. A construção da divisória se diferencia conforme o tipo do trocador de calor.A seguir, vamos ilustrar cinco dos tipos mais comuns dessas divisórias:

Trocador de calor tipo placa. Trocador de calor tipo câmara (cinta espiral). Trocador de calor tipo espiral de tubo. Trocador de calor tipo duplo tubo. Trocador de calor tipo feixe tubular.

Trocador de calor tipo placa (fig. 112).

86

Divisória

Energia

térmica

Fluído 2

Energia

térmica

Energia

térmica

Fluído 1

Tem

pera

tura

Gráfico de comportamento de temperatura

Fig. 111

Fig. 112

Trocador de calor tipo câmara ( cinta espiral) (fig. 113).

87

Esquema de fluxoCinta espiral

Fluido 1

Fluido 1

Fluido 2

Fluido 2

Fig. 113

Trocador de calor tipo espiral de tubo (fig. 114).

Trocador de calor tipo duplo tubo (fig. 115).

A figura 115 mostra dois tipos de Trocador de calor (a e b). O trocador da figura “a” apresenta duas possibilidades de construção:

Sem compensação de dilatação (parte superior da figura). Com compensação de dilatação (parte inferior da figura).

A figura “b” mostra um trocador de calor com compensação de dilatação. A diferença entre a parte superior e a inferior, da figura, está no tipo de compensador de dilatação que varia apenas o tamanho das ondas.

88

Agitador

Entrada

Saída

Entrada

Saída

Espiral interna

Espiral externa

Tipos de construção de espiral externa

Fig. 114

Sem compensação Guarnição

(a)

(b)

Fig. 115

A figura 116 mostra dois tipos de trocador de calor duplo tubo ou em forma de cascata, sendo que na figura “c” a ligação dos tubos é feita somente em uma extremidade. E a figura “d” mostra o mesmo tipo, só que a ligação dos tubos é feita nas duas extremidades, facilitando assim a limpeza.

Trocador de calor tipo feixe tubular (figs.117, 118, 119, 120 e 121) .

Esse tipo de trocador de calor é o mais utilizado. Ele se compõe de feixe de tubos que são fixados no espelho (suporte de tubos). Existem diferentes processos para se forçar a compensação de dilatação. Mostraremos apenas alguns tipos.

Trocador de calor com tubos fixos em dois espelhos que, por sua vez, são fixos na carcaça (figs 117 e 118). A compensação de dilatação é feita na carcaça. A diferença entre os trocadores das figuras 119 e 120 está no processo de dilatação de compensação: compensador tipo onda e compensador tipo guarnição..

89

(c)

(d)

Fig. 116

Fole

Fig. 117

Gaxeta

Fig. 118

Cabeça flutuante

Fig. 119

Espaço paradecantação

Fig. 120

Fig. 121

A figura 12.42 mostra um trocador de calor com tubos fixos em dois espelhos, sendo um espelho fixo na carcaça e outro livre para fazer a compensação de dilatação (cabeça flutuante).

A figura 12.43 mostra um trocador de calor com tubos em forma de “U” fixos em um só espelho, onde a compensação de dilatação é feita nos próprios tubos.

A figura 12.44 mostra um trocador de calor sem compensação de dilatação, com dois espelhos fixos na carcaça do trocador.

Esse processo é utilizado em função de dois fatores: a temperatura de trabalho deve ser baixa e o comprimento do trocador não deve ser grande, pois o fator de dilatação está diretamente ligado à temperatura e ao comprimento do material.

Espelhos.

Os tubos são fixados nos espelhos através do processo de soldagem e expansão dos tubos. Os tubos são fixados nos espelhos normalmente a 60º (fig. 122). A distância entre os tubos (t) é de 1,5 x “d” e 1,25 x “d” onde “d” é o diâmetro do tubo.

90

Espelho Feixe detubos

t = 1,5 d

t = 1,5 d t = 1,25 d

t = 1,5 dt = 1,5 d

t = 1,5 d

Fig. 122

No caso “a” e “c”, a distância entre os centros dos tubos é igual no espelho e também no feixe de tubos. No caso “b”, a distância entre tubos no feixe é menor que a do espelho. Normalmente os espelhos são fixados pelo processo de soldagem nas carcaças (fig. 123). Mas esse processo dificulta a limpeza e a manutenção do trocador. Por isso sempre que possível é aconselhável que os espelhos sejam fixados nas carcaças dos trocadores de calor por intermédio de flanges, para facilitar a limpeza e manutenção (fig. 124).

A figura 125 ilustra um exemplo de construção de um trocador de calor tipo cabeça flutuante, onde apenas um espelho é fixado na carcaça.A figura 126 mostra um exemplo de construção de um trocador de calor com compensação de dilatação na carcaça com sistema de guarnição (gaxeta) onde os espelhos são fixados na carcaça.

Chicanas.

91

Fig. 123 Fig. 124

Fig. 125

Fig. 126

São chapas montadas dentro do trocador de calor com o objetivo de direcionar o fluxo de resfriamento. Com esse sistema de chicanas o processo de resfriamento é mais eficaz, devido ao direcionamento do fluxo (fig. 127). A figura 127 mostra o fluxo do meio refrigerante percorrendo as chicanas.

As chicanas são fixadas no distanciador (fig. 128), onde devem ser mantidas eqüidistantes dos tubos. As chicanas são construídas de segmentos de chapas, montados alternadamente (parte superior e parte inferior).

A figura 129 mostra o percurso do fluxo dentro dos tubos do trocador de calor. Esse trocador de calor possui a entrada e saída do fluxo do mesmo lado, havendo a necessidade de se utilizar um cabeçote com divisória (fig. 130).

Recipientes de coluna.

92

Fig. 127

Chicanas

Anel da distância

Barra de suportedas chicanas

Fig. 128

Fig.129

Fig. 130

Esse tipo de recipiente é empregado para separar misturas de líquidos e gases (fig.131). São construídos em anéis de chapas denominados virolas, que podem ser fixadas umas às outras através de solda ou flanges. A espessura da chapa deve ser calculada com o recipiente totalmente cheio de líquido.Para o teste de pressão hidrostática, existem três fatores a serem considerados: a altura do recipiente, a densidade do líquido e a aceleração da gravidade.

Bandejas.

Nas virolas são montadas as bandejas que fazem a separação dos gases ou líquidos (fig. 132). As bandejas são construídas de tal forma que o vapor sobe e após a condensação, o líquido retorna através dos condutores de descida, que são localizados nas laterais do recipiente.

93

10

20

30

40

Fig. 131

FlangeBandeja

Fig. 132

Tampa tipo sino

Tampa tipo sino

Anéis ou rebordamento

Tampa tipo válvula

Tipos de bandejas.

Existem vários tipos de bandejas que dão passagem ao vapor. As que iremos mostrar, a seguir, são as mais comuns. A figura 133 mostra uma bandeja com furos de 40 a 120 mm de diâmetro com rebordeamento ou anéis de tubos soldados e tampas tipo sino, com canais de saída de vapor. Esse processo é muito versátil.

A figura 134 mostra uma bandeja com furos de 20 a 50 mm de diâmetro, com tampa dos furos tipo válvula. Esse processo se adapta a qualquer quantidade de vapor.

A figura 135 mostra uma bandeja com furos de 8 a 15 mm de diâmetro. Esse tipo se denomina bandeja tipo peneira. Nesse tipo de bandeja, a quantidade de vapor é constante, não tendo regulagem. Porém o custo de construção comparado aos dois anteriores é menor. A figura 136 mostra uma bandeja com rasgos de largura de 3 a 12 mm. Esse tipo é denominado bandeja tipo grade. A diferença do anterior é que não possui os condutores de descarga. O retorno se faz pelos próprios rasgos.O custo de construção também é menor comparado aos dos primeiros sistemas mencionados.

Fixação das bandejas.

94

Fig. 133

Fig. 134

Furos

Fig.135

Rasgos

Fig. 136

A fixação das bandejas nas virolas pode ser feita através de soldagem ou de parafusos.

Fixação das bandejas por solda.

A figura 137 mostra uma bandeja soldada só de um lado. Esse processo é muito usado para bandejas de chapa finas.

A figura 138 mostra uma bandeja soldada em ambos os lados, esse sistema é usado para bandejas de espessuras grandes.A figura 139 mostra outra possibilidade de fixação de bandeja. Esse processo é aplicado para evitar o empenamento da bandeja, causado pela tensão durante a soldagem.A figura 140 mostra a possibilidade de fixação quando houver necessidade de muitas bandejas. O que é crítico nesse sistema é que a soldagem no rebordeamento da bandeja provoca uma redução na resistência do recipiente de coluna.

Fixação das bandejas por parafusos.

Para se executar a limpeza e a manutenção, as bandejas desmontáveis facilitam esse trabalho. A seguir apresentamos alguns tipos mais comuns de fixação através de parafusos. A figura 141 mostra uma cinta em forma de “T” forjada e soldada na própria carcaça. A bandeja é aparafusada na cinta. Esse sistema faz com que as forças sejam absorvidas na virola.A figura 142 mostra outro sistema de fixação através de um anel suporte soldado na virola, onde a bandeja é fixada através de parafusos.

A figura 143 mostra um sistema semelhante ao da figura 141, a diferença é que no anel forjado é feito o alojamento do suporte da bandeja.

95

Fig. 137

Fig. 138 Fig. 139Fig. 140

Fig. 141Fig. 142

A vantagem em relação ao da figura 12.64 é que após a desmontagem as paredes do recipiente ficam totalmente livres para a limpeza.O da figura 144 oferece a mesma vantagem do da figura 145, a fixação é feita através de guarnição. Outro sistema que oferece as mesmas vantagens e é totalmente desmontável é o da figura 145, onde as bandejas são fixadas através de prisioneiros e distanciadores formando pacotes.

EXERCÍCIO ESPECÍFICO

Complete a legenda da próxima página do trocador de calor apresentado, aplicando as seguintes informações do próprio desenho e informações gerais dessa unidade, por exemplo, dimensões para flanges. Forneça também as medidas principais das peças. O material utilizado para esse trocador deve ser resistente à corrosão.

96

Fig. 143

Fig. 144

BandejaFlange

Fig. 145

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: COSTA,Manoel Benedito Serra da.Montagem em Caldeiraria.Rio de Janeiro:SENAI/DN,2004.176 P.IL.Série Programa Petrobras - Abastecimento de Qualificação Profissional para as Comunidades próximas às Unidades de Negócios da Petrobras.

SENAI-SP,Divisão de Currículos e Programas de Material Didático.Tecnologia de Caldeiraria.Por Laércio Prando e outros.São Paulo,1987.405 P.(Caldeiraria e Estruturas Metálicas).

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