Tubos e tubulações são utilizados principalmente para transportar fluidos em processos industriais. Existem diferentes materiais e métodos de ligação entre tubos e equipamentos. A seleção do material e método de ligação depende de fatores como o fluido transportado, condições de serviço e custo.

1. TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS

2. Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao
transporte de fluidos.
A grande maioria dos tubos funciona como condutos forçados,
isto é sem superfície livre, com o fluido tomando toda a área
da seção transversal
Chama-se tubulação um conjunto de tubos e de diversos
acessórios.
A necessidade da existência das tubulações decorre
principalmente do fato de o ponto de geração ou de
armazenamento dos fluídos estar, em geral, distante do seu
ponto de utilização.

3. Usam-se tubulações para o transporte de todos os materiais
capazes de escoar, isto é, todos os fluidos conhecidos,
líquidos ou gasosos, assim como materiais pastosos e fluídos
com sólidos em suspensão com as mais variadas faixas de
temperatura e pressão.
O destaque das tubulações na industrias é de grande
relevância;uma vez que todas possuem redes de tubulações
de maior ou menor importância, e quase todas essas redes
são essenciais ao funcionamento da indústria.

4. A importância é ainda maior nas chamadas industrias de
processo nas quais as tubulações são os elementos físicos de
ligação entre os equipamentos (vasos de pressão,reatores,
tanques, bombas, trocadores de calor etc.) por onde circulam
os fluídos de processo e de utilidades.
Nestas indústrias o valor das tubulações representa, em
média, 20% a 25% do custo total da instalação industrial.

6. Tubulações de fluídos que constituem a finalidade básica da
indústria, cuja atividade principal é o processamento, a
armazenagem ou a distribuição de fluidos.
Exemplos: tubulações de óleo em refinarias, tubulações de
produtos químicos em indústrias químicas etc.
Tubulações de fluídos auxiliares nas indústrias e também as
tubulações em geral que se dedicam a outras atividades.
Podem servir não só ao funcionamento da indústria (sistema
de refrigeração, aquecimento etc.) como também a outras
finalidades normais ou eventuais (manutenção,
limpeza,combate a incêndio etc.) Costumam ainda constituir
redes de utilidades aquelas aplicadas em água doce, água
salgada, vapor e ar comprimido nas industrias em geral

7. Tubulações para a transmissãode sinais de ar comprimido
para as válvulas de controle e instrumentos automáticos.
Tubulações de transmissão hidráulica sob pressão para os
comandos e servomecanismos hidráulicos
Redes encarregadas de coletar e conduzir ao destino
conveniente os diversos efluentes fluídos de uma instalação
industrial.
Redes encarregadas de coletar e conduzir ao destino
conveniente os diversos efluentes fluídos de uma instalação
industrial.

8. Redes ramificadas fora das instalações industriais.
Exemplo: água, vapor etc.
Troncos empregados para o transporte de líquidos e de gases
a longas distâncias fora da instalação industrial.
Exemplos: adutoras de água, oleodutos e gasodutos

9. É grande a variedade dos
materiais atualmente
utilizados na fabricação de
tubos

10. Entre todos os materiais industriais existentes , o aço-carbono
é o que apresenta menor relação custo/resistência mecânica,
alem de ser um material fácil de soldar e de conformar, e
também fácil de ser encontrado no comércio.
Em uma refinaria de petróleo, por exemplo, mais de 90% de
toda tubulação é de aço-carbono.
Por todos esses motivos, o aço-carbono é o chamado
“material de uso geral” em tubulações industriais, isto é, só se
deixa de empregar o aço carbono quando houver alguma
circunstância especial que o proíba, e desta forma todos os
outros materiais são utilizados apenas em alguns casos
especiais de exceção.

11. As propriedades do aço-carbono são grandemente
influenciadas por sua composição química e pela
temperatura.
Emprega-se o aço carbono para a água doce, vapor de baixa
pressão, condensado, ar comprimido óleos, gases e muitos
outros fluidos pouco corrosivos, em temperaturas desde -45°C,
e a qualquer pressão.

12. • Melhor resistência à corrosão
• Preço mais elevado
• Menor resistência mecânica
• Menor resistência às altas temperaturas
• Melhor comportamento em baixas temperaturas
DE UM MODO GERAL SÃO DE POUCA UTILIZAÇÃO
DEVIDO AO ALTO CUSTO
Comparação geral com o Aço Carbono:

13. • Da atmosfera
• Da água, inclusive salgada
• Dos álcalis e dos ácidos diluídos
• De muitos compostos orgânicos
• De numerosos outros fluidos corrosivos
Severo efeito de corrosão sob-tensão quando em contato
com:
• Amônia
• Aminas
• Compostos Nitrados
DEVIDO AO ALTO COEFICIENTE DE TRANSMISSÃO DE CALOR SÃO
USUALMENTE EMPREGADOS EM SERPENTINAS, COMO TUBOS DE
AQUECIMENTO OU REFRIGERAÇÃO
NÃO DEVEM SER EMPREGADOS PARA PRODUTOS ALIMENTARES OU
FARMACÊUTICOS PELO FATO DE DEIXAREM RESÍDUOS TÓXICOS PELA
CORROSÃO

14. DEVIDO AO ALTO COEFICIENTE DE TRANSMISSÃO DE
CALOR SÃO EMPREGADOS EM SERPENTINAS, COMO
TUBOS DE AQUECIMENTO OU REFRIGERAÇÃO
Muito boa resistência ao contato com:
• A atmosfera
• A água
• Compostos orgânicos,
• Ácidos orgânicos
A RESISTÊNCIA MECÂNICA É MUITO BAIXA
A adição de Si, Mg ou Fe melhora a resistência mecânica.

15. • Baixa resistência mecânica
• Pesado
CARACTERÍSTICAS
• excepcional resistência à corrosão
• Pode trabalhar com H2SO4 em qualquer concentração

16. MATERIAIS COM PROPRIEDADES EXTRAORDINÁRIAS TANTO DE
RESISTÊNCIA À CORROSÃO, COMO RESISTÊNCIA ÀS TEMPERATURAS E
QUALIDADES MECÂNICAS; ALÉM DISSO O PESO ESPECÍFICO É CERCA DE
2/3 DO PESO DOS AÇOS.
A PRINCIPAL DESVANTAGEM É O PREÇO EXTREMAMENTE ELEVADO
PRINCIPAIS TIPOS
• Níquel Comercial•
• Metal Monel (67% Ni, 30% Cu)
• Inconel (80% Ni, 20% Cr
RESISTÊNCIA À CORROSÃO, E BOAS QUALIDADES MECÂNICAS E DE
RESISTÊNCIA ÀS TEMPERATURAS, TANTO ELEVADAS COMO BAIXAS.

17. PLÁSTICOS (GRUPO MAIS IMPORTANTE)
A UTILIZAÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO TEM CRESCIDO NOS ÚLTIMOS
ANOS, PRINCIPALMENTE COMO SUBSTITUTOS PARA OS AÇOS
INOXIDÁVEIS
VANTAGENS
• Pouco peso
• Alta resistência à corrosão
• Coeficiente de atrito muito baixo
• Facilidade de fabricação e manuseio
• Baixa condutividade térmica e elétrica
• Cor própria e permanente

18. TERMOPLÁSTICOS (para dia. pequenos) Polímeros de
cadeia reta (Podem ser moldados pelo calor)
TERMOESTÁVEIS (Termofixos, para diâmetros grandes)
Polímeros de cadeia ramificada (Não podem ser moldados)
DESVANTAGENS
• Baixa resistência ao calor
• Baixa resistência mecânica
• Pouca estabilidade dimensional
• Insegurança nas informações técnicas
• Alto coeficiente de dilatação
• Alguns plásticos podem ser combustíveis

19. A seleção adequada é um problema difícil porque, na maioria
dos casos, os fatores determinantes podem ser conflitantes
entre si. Caso típico é corrosão versus custo.
Os principais fatores que influenciam são:
Fluido conduzido – Natureza e concentração do fluido
Impurezas ou contaminantes; pH; Velocidade; Toxidez;
Resistência à corrosão; Possibilidade de contaminação.
Condições de serviço – Temperatura e pressão de trabalho.
(Consideradas as condições extremas, mesmo que sejam
condições transitórias ou eventuais.)

20. Nível de tensões do material – O material deve ter
resistência mecânica compatível com a ordem de grandeza
dos esforços presentes. ( pressão do fluido, pesos, ação do
vento, reações de dilatações térmicas, sobrecargas, esforços
de montagem etc.
Natureza dos esforços mecânicos – Tração; Compressão;
Flexão; Esforços estáticos ou dinâmicos; Choques; Vibrações;
Esforços cíclicos etc.
Disponibilidade dos materiais – Com exceção do aço-
carbono os materiais tem limitações de disponibilidade.
Sistema de ligações – Adequado ao tipo de material e ao tipo
de montagem.
Custo dos materiais – Fator freqüentemente decisivo. Deve-
se considerar o custo direto e também os custos indiretos
representados pelo tempo de vida, e os conseqüentes custos
de reposição e de paralisação do sistema.

21. Tempo de vida previsto – O tempo de vida depende da
natureza e importância da tubulação e do tempo de
amortização do investimento.
Segurança – Do maior ou menor grau de segurança exigido
dependerão a resistência mecânica e o tempo de vida.
Facilidade de fabricação e montagem – Entre as limitações
incluem-se a soldabilidade, usinabilidade, facilidade de
conformação etc.
Experiência prévia – É arriscado decidir por um material
que não se conheça nenhuma experiência anterior em
serviço semelhante.
Tempo de vida para efeito de projeto é de
aproximadamente 15 anos.

24. Laminador mandrilador
Tubos com
diâmetro interno
entre 57 e 426 mm,
com espessura
entre 3 e 30 mm

29. Laminador de tubos com costura
Tubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm e
espessura de parede entre 2 e 5 mm

30. Os diversos meios usados para conectar tubos, servem
não só para as varas de tubos entre si, como também para
ligar tubos às válvulas, aos diversos acessórios e também
aos equipamentos como: bombas, turbinas, vasos de
pressão, tanques, etc.
- Ligações rosqueadas;
- Ligações soldadas;
- Ligações flangeadas;
- Ligações de ponta e bolsa;
- Ligações de compressão;
- Ligações patenteadas

31. A escolha do meio de ligação a usar depende de muitos
fatores entre os quais: material e diâmetro da tubulação,
finalidade e localização da ligação, custo, grau de segurança
exigido, pressão e temperatura de trabalho, fluido contido,
necessidade ou não de desmontagem, existência ou não de
revestimento interno nos tubos, etc. Em todas as tubulações
existem sempre, ou quase sempre, três classes de ligações:
Ligações de emenda entre dois tubos;
Ligações entre um tubo e uma conexão de tubulação
(curva, joelho, tê, redução etc.), ou entre duas conexões;
Ligações extremas da tubulação, onde a tubulação se liga
a um equipamento ou a uma máquina (tanque, vaso, filtro,
bomba, compressor etc.), ou ligações da tubulação com
peças desmontáveis (válvulas, purgadores de vapor, etc.) da
própria tubulação.

32. São uns dos mais antigos meios de ligações para tubos.
Para tubos de pequenos diâmetros, essas ligações são de
baixo custo e de fácil execução.
EMPREGO: Diâmetro nominal: 2”a 4”.

33. Em tubulações industriais, a maior parte das ligações são
soldadas com solda de fusão, com adição de eletrodo, de
dois tipos principais:
Solda de topo;
Solda de encaixe.
Desvantagens:
Dificuldade de desmontagem;
Necessidade de mão de obra especializada para sua execução, e o
fato de ser um trabalho a quente, o que pode exigir cuidadas com
ambientes com combustíveis,inflamáveis ou explosivos.
Vantagens:
Resistência mecânica;
Estanqueidade perfeita e permanente;
Boa aparência;
Facilidade na aplicação de isolamento térmico ou pintura;
Nenhuma necessidade de manutenção, devida a sua resistência
mecânica.

34. A solda de topo é o sistema mais usado para as ligações entre
tubos de 1 ½” até 2” ou maiores, de aços de qualquer tipo.
Pode ser aplicada em toda a faixa usual de pressões e de
temperaturas, inclusive para serviços severos, sendo por isso
o sistema de ligação mais empregado para tubulações de 2”
ou maiores, em indústrias de processamento.

35. SOLDA DE ENCAIXE (OU DE SOQUETE):
Esse tipo de ligações soldadas (ver figura ao lado) é usado
na maioria dos tubos industriais com diâmetros até 1½” até
2”, inclusive, em toda faixa usual de pressões e de
temperaturas, para tubos de aço de qualquer tipo. A solda de
encaixe é empregada também, embora não exclusivamente,
em tubos até 4”, de metais não-ferrosos e de plásticos.

36. Uma ligação flangeada é composta de dois flanges, um jogo de parafusos
ou estojos com porcas e uma junta de vedação.
1. Para ligar os tubos com as válvulas e os equipamentos (bombas,
compressores, tanques, vasos etc.), e também em determinados pontos,
no correr da tubulação, onde seja necessário facilidade de desmontagem,
nas tubulações em que, para ligar uma vara na outra, sejam usados
normalmente outros tipos de ligação: solda, rosca, ponta e bolsa etc. Estão
incluídas neste caso todas as tubulações de aço, ferro forjado, metais não-
ferrosos e grande parte das tubulações de plásticos, onde se empregam
normalmente as ligações de solda ou de rosca. Incluem-se também a
maioria das tubulações de ferro fundido, cujas varas de tubo são
usualmente ligadas com ponta e bolsa, como veremos adiante.
As ligações flangeadas, que são ligações facilmente desmontáveis,
empregam-se principalmente para tubos de 2” ou maiores, em dois casos
específicos:

38. A ligação de ponta e bolsa é um sistema muito antigo, mas
ainda usado correntemente para as seguintes classes de
tubulações:
Tubulações de ferro fundido e de ferro-ligados para água,
esgotos e líquidos corrosivos.
Tubulações de ferro fundido para gás.
Tubulações de barro vidrado e de cimento-amianto.
Tubulações de concreto simples ou armado.
Empregam-se também ligações de ponta e bolsa para
algumas tubulações de materiais plásticos termoestáveis, em
diâmetros grandes. Para todas essas tubulações, emprega-
se a ponta e bolsa em toda a faixa de diâmetros em que são
fabricadas. No caso das tubulações de barro vidrado, cimento
amianto e concreto, a ponta e bolsa é praticamente o único
sistema de ligação usado.

39. Para uso com ponta e bolsa, as varas de tubos são
assimétricas, tendo, cada uma, a ponta lisa em um extremo e
a bolsa no outro extremo.
A ponta lisa de um tubo (ver figura ao lado) encaixa-se dentro
da bolsa do outro tubo, no interior da qual coloca-se o
elemento de vedação que servirá para dar
estanqueidade ao conjunto. O elemento vedante deve ser
elástico, ou ter perfeita aderência ao tubo; deve também ser
resistente ao fluido contido, não dissolvendo nem
contaminando o mesmo. São os seguintes os elementos
vedantes geralmente empregados:

40. São os seguintes os elementos vedantes geralmente
empregados:
Tubos de ferro fundido:
Anéis retentores de borracha ou de materiais
plásticos, que se alojam, com pequena pressão, em um
encaixe por dentro da bolsa. Para esses tubos são diferentes
os perfis e detalhes da ponta e da bolsa dos tubos, conforme
se destinem a serviço com líquidos ou com gases.
Tubos de concreto ou de cimento-amianto:
Argamassa de cimento com anéis de borracha.
Tubos de barro vidrado:
Argamassa de cimento.

41. São sistemas empregados para tubos de pequeno diâmetro
(em geral até 60 mm), de aço-carbono, aços inoxidáveis e
metais não-ferrosos, principalmente para serviços de altas
pressões, com gases e com óleos, e também para linhas de
ar de instrumentação; alguns tipos podem trabalhar com
pressões até 200 MPa. Em todas essas ligações, a vedação
é obtida pela interferência metálica entre o tubo e uma luva,
podendo a interferência ser conseguida por vários meios,
mas sempre a frio.

42. No exemplo mostrado na figura abaixo, a interferência se dá
pela penetração na parede do tubo de duas arestas de uma
luva de aço de alta dureza, causada pelo aperto de uma
porca de rosca fina. Em qualquer caso, a vedação é muito
boa e a ligação não constitui um ponto fraco na tubulação.
Uma das vantagens das ligações de compressão é o fato de
não serem um “trabalho a quente”, como é qualquer
soldagem, por exemplo, podem assim ser feitas, com toda
segurança mesmo na presença de combustíveis ou
inflamáveis.

43. Essas ligações são todas não rígidas, permitindo sempre um
razoável movimento angular e um pequeno movimento axial
entre as duas varas de tubo.