CALDEIRARIA GERAL E NAVAL

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CALDEIRARIA

Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota Engenheiro Mecânico e Metalúrgico

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O QUE É CALDEIRARIA?

É a empresa capaz de produzir equipamentos não produzidos

em série, mas segundo uma necessidade específica do cliente bem

como todo o necessário para a sua instalação.

Exemplos :

Instalação de vapor, reator,

tanque de armazenamento

de combustível, central de

ar comprimido, entre outros.

Bardella S.A.

Fonte:

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CALDERARIA → CALDEIREIRO

O caldeireiro é o metalúrgico responsável pela construção de

caldeiras, tanques, vasos de pressão, fornos, chaminés e

outras peças e estruturas metálicas, fabricação de bases e

suportes de equipamentos, pequenos tanques ou

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ALGUNS PRODUTOS

Cozinhador/Tostador Dessolventizador

Tanque de armazenamento vertical

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ETAPAS DA PRODUÇÃO

Desde a encomenda de um equipamento até

sua instalação:

Aprovação do Projeto

Preparação para a produção

Compra de material

Fabricação

Montagem

Testes

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Equipe com pelo menos um

caldeireiro – responsável pelos

traçados nas chapas e conheça o

modo certo de conformar as peças.

Existe na Caldeiraria Tracing uma

pequena equipe de apoio para

usinagem de peças pequenas.

A movimentação das chapas e

peças na Caldeiraria Tracing é feitas

com a ajuda de duas pontes

rolantes, carrinhos de pallet, girafas

e braços de carga, posicionados em

todo o galpão, que é dividido em

uma área para equipamentos de aço

carbono e outra para aço inox.

Caldeiraria Tracing – Diadema S.P.

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CALDEIRARIA - MONTAGEM

Montar o equipamento e

aplicar os tratamentos de

superfície exigidos

(polimento, pintura, etc).

Para equipamentos muito grandes:

• Levar o equipamento em partes

• Montar no local de operação.

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A separação entre os tipos de chapas é

necessária para que o inox. não seja contaminada pelo

aço carbono o que comprometeria a qualidade das

soldas e a durabilidade deste equipamento.

Algumas das máquinas estão em duplicata exatamente

por isso, uma opera só com aço carbono, a outra só

com aço inox. É o caso das calandras por exemplo.

Obviamente o estoque é separado.

Aço Inox. Aço Inox. Aço carbono Aço carbono

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DOBRAMENTO E CURVAMENTO MANUAL

Fonte: curso profissicionalizante 2000

Chapa presa a uma morsa de bancada sendo dobrada

ou curvada com o auxílio de um macete.

calço chapa

morsa

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PRENSAS E VIRADEIRAS MANUAIS

Esta linha é importante na operação de dobramento, pois como aí a

tensão é zero ela não sofre alteração de comprimento durante a

deformação, o que não acontece com as partes que estão sendo

tracionadas e comprimidas que, aumentam ou diminuem de

comprimento, respectivamente, após a operação.

Operação de dobramento – Linha Neutra (LN) R$ 709,99

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DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DA LINHA NEUTRA (LN)

Deslocamento da LN no dobramento Calcular o comprimento da peça pela linha média da

chapa

Um raio de dobramento r = 3t indica que o metal pode ser dobrado formando um raio de três vezes a espessura da chapa sem que haja o aparecimento de trincas.

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PRENSA DOBRADEIRA/GUILHOTINA

Grande número de prensas dobradeiras apresenta a mesa inferior fixa e a barra de pressão móvel.

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O trabalho é feito por meio da seleção de punções e

matrizes, de acordo com as medidas e o formato que se

deseja dar à chapa. A dobradeira é empregada na produção

de perfilados, abas, corpos de transformadores etc.

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A

prensa dobradeira

pode se movimentar por energia mecânica ou

hidráulica. Alguns modelos mais recentes têm comandos orientados por

computador, que permitem fazer uma série de dobras diferentes na

mesma peça, reduzindo o manuseio e o tempo de fabricação.

A figura a seguir mostra diferentes tipos de dobra, feitos a

partir da seleção de punções e matrizes correspondentes.

Método de execução de um perfil

Raio U Punção Peça Matriz Dupla dobra Matriz múltipla 90°, 60°

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Perfis diversos _Cilindro _Ondulação

Rebordos em cordão _Redondo Em U Grafado

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O

curvamento a quente

é sempre feito manualmente,

quando a espessura do material a ser dobrado é grande,

acima de 5mm.

As fontes de calor usadas para o aquecimento da peça são:

a forja, o forno elétrico a gás ou a óleo e o maçarico.

CURVAMENTO A QUENTE E A FRIO

grifa móvel grifa fixa

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PROCESSO DE CALANDRAGEM

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Existem calandras para chapas e calandras para tubos. As calandras

para chapas com 4 rolos apresentam a vantagem de facilitar o trabalho

de pré-curvamento. Nas calandras de 3 rolos, o pré-curvamento é feito

manualmente

3 Rolos 4 Rolos

Rolos fixos Rolo móvel

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As calandras de 4 rolos são consideradas as calandras

mais versáteis, precisas, seguras e fáceis de utilizar.

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Quando se quer produzir um cone, os raios de curvatura são diferentes, recorre-se a um tipo especial de calandra.

Ela possui rolos inferiores que se deslocam inclinados entre si, no sentido vertical.

CALANDRA ESPECIAL PARA CONES

3 Rolls bending cone CURVAMENTO À MÁQUINA – CALANDRA ESPECIAL PARA CONES

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PLANIFICAÇÃO DE CONE CONCÊNTRICO

Para a planificação do cone concêntrico , devemos primeiramente dividir o mesmo em n partes iguais, que no nosso exemplo foi dividido em 30 partes.

Estas divisões se faz necessária pois é através delas que o operário vai se orientar para marcar a chapa e logo após conforma-la.

PLANIFICAÇÃO DE CONE EXCÊNTRICO

Para a planificação do cone excêntrico , também dividimos o mesmo em 30 partes. Observe a diferença geométrica entre a

planificação do cone concêntrico com o cone excêntrico.

Esta diferença ocorre devido ao deslocamento do centro do diâmetro maior do cone em

relação ao diâmetro menor.

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CALANDRAS PARA TUBOS E PERFÍS

Apresentam conjuntos de rolos ou cilindros sobrepostos,

feitos de aço temperado. Podem curvar várias formas

geométricas lineares: tubos, barras, perfis laminados, etc.

Parafuso de ajuste Peça Roldana superior Roldanas inferiores

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(30)

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Fazer a distribuição e montagem das chapas do teto

31

A capacidade de sustentação de cada macaco é de 8 Toneladas

SOLDAGEM DE TANQUES CILÍNDICROS VERTICAIS

(32)

SOLDAGEM DE TANQUES CILÍNDRICOS VERTICAIS

O tanque vai subindo e os soldados

continua no chão Soldagem convencional com andaime

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33 TANQUE CILINDRICO VERTICAL

h

D

Forças laterais nos anéis do costado

E sp . C h.

h

D

₁

Pressão no fundo =  água x g x h P1 = P2

Como a pressão no fundo só depende da altura do tanque, o cálculo da espessura da chapa do costado, também só depende da altura do

tanque?

h

D

₂

P1 _P2

Como D₂  D₁  F lateral₂  F lateral₁

Quando D aumenta a área do costado (Dh)

também aumenta, consequentemente a força lateral também aumenta, exigindo um aumento da espessura da chapa do

costado.

A espessura da ch. do Costado

depende de “h” e “D”.

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VIGAS ALVEOLARES EM LUGAR DE PERFIS SOLDADOS

a) Corte trapezoidal

Com maçarico b) Defasagem

c) Soldagem das almas no eixo neutro

Vigas Alveolares, obtidas por meio de furos hexagonais nas almas dos perfis Vigas Alveolares, obtidas por meio

de recortes, deslocamentos e soldagem das almas

Perfis laminados até 610 mm

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CALDEIRARIA - TESTES

Verificação de porosidades e descontinuidades

(líquido penetrante em todas as soldas):

• Teste de “estanqueidade”;

• Teste hidrostático;

• Radiografia, ultra-som e qualquer outro ensaio

não destrutivo que a norma sob a qual ele foi

concebido exigir.

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QUAL A DIFERENÇA ENTRE CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO‽

CALDEIRAS

são trocadores de calor

CALDEIRA FLAMOTUBULAR

TEMAS DE SEMINÁRIO – INSPEÇÃO EM CALDEIRAS

- INSPEÇÃO EM VASOS DE PRESSÃO Os VASOS DE PRESSÃO são reservatórios, basicamente, para três finalidades:

– Armazenar gases sob pressão;

– Acumulação intermediária de gases e líquidos;

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PRÓXIMA AULA - CALDEIRARIA NAVAL

PROA

POPA

O lado direito das embarcações dá-se o nome de ESTIBORDO

O lado esquerdo, chama-se BOMBORDO.

BORESTE é o lado direito da embarcação e BOMBORDO o lado esquerdo, tomando

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(39)

(40)

Estoque de chapas controladas

por guindaste magnético

Guindaste magnético no

transporte de chapas nas

mesas de roldanas

Rolos que desempenam a chapa

CALDEIRARIA NAVAL

chapa

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LIMPEZA E PINTURA PROVISÓRIA

Para a prevenção e controle da corrosão é

necessário que o material seja limpo, e vale

salientar que a pintura sobre o material atacado

de ferrugem é completamente ineficaz.

Assim, são utilizados metódos para a remoção

de ferrugem e as escamas de laminação do

material.

(42)

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Traçado de uma curva de gomos

calandragem conjunta

de vários segmentos que se

complementam, formando um

cilindro geometricamente

homogêneo.

CALANDRAGEM COMBINADA

Curva de gomos pronta

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PRENSA VIRADEIRA

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CHAPAS CORTADAS E VIRADAS  SOLDAGEM  PERFIS SOLDADOS

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(49)

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(51)

Primeiro navio produzido pelo Estaleiro Atlântico Sul (EAS) recebeu o “Certificado de Classe”, emitido pelo American Bureau of Shipping; a documentação

referenda a qualidade técnica da embarcação; entrega do petroleiro à Petrobras está prevista para o dia 25 deste mês

16 de maio de 2012

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MOMENTO NAVAL PERNAMBUCANO - EAS

2º navio: Zumbi dos Palmares em atividade desde maio de 2013 1º navio: João Candido

entregue em maio de 2012

A Transpetro e o Estaleiro Atlântico Sul (EAS) lançaram ao mar nesta sexta-feira (23/08/13), o navio suezmax Dragão do Mar, terceiro petroleiro construído na Região Nordeste para o Programa de Modernização e Expansão da Frota (Promef)

3º navio: Dragão do Mar Em atividade desde 23/08/13

(53)

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(55)

SOLDAGEM DE CHAPAS EM DOIS PASSES – ARCO SUBMERSO

(SAW - Submerged Arc Welding )

(56)

PERFIS SOLDADOS A ARCO SUBMERSO

COM CONTROLE DE DEFORMAÇÃO

(57)

CONFORMAÇÃO

(58)

OFICINA DE TUBOS

Os flanges, curvas e uniões podem ser fabricados nas

oficinas de tubulação ou comprados prontos e montados no

local de acordo com as necessidades.

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CONCEITOS BÁSICOS

CALDEIRARIA NAVAL

Secção de um Petroleiro com Casco Duplo

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PAINÉIS

(61)

FABRICAÇÃO DE CONJUNTOS

(62)

SISTEMAS DE CONSTRUÇÃO

Quando dois elementos estruturais se cruzam,

um é contínuo e o outro é intercostal.

 Ambas contínuas

solda nos 4 lados intercostal contínua

LIGAÇÃO SOLDADA AMBAS SOLDADAS

chapa contínua

viga contínua

rasso na chapa contínua chapa colar

(63)

Análise Estrutural de Navios

EPUSP

63

Arranjo Estrutural

Painel Estrutural

O papel dos reforçadores é o de prover rigidez e

resistência ao chapeamento submetido a esforços

(64)

Análise Estrutural de Navios EPUSP 64

Tipos de Cavernamento

Cavernamento transversal

Unidades de Chapeamento

porção de chapeamento

delimitada por apoios

adjacentes.

(65)

Tipos de Cavernamento

Cavernamento

longitudinal

Unidades de Chapeamento

apresentam o lado longo na

direção longitudinal da

(66)

Tipos de Cavernamento

Cavernamento misto

Parte da estrutura é

“longitudinal” e parte é

“transversal”

(67)

BLOCOS CURVOS

CALANDRA

(68)

JIGS DE APOIO

(69)

Apoio nos picadeiros

MONTAGEM NO DIQUE SECO

(70)

COMPLEX FABRICATION

(71)

PROPULSOR (HÉLICE)

LEME

(72)

DIQUE SECO – ESTALEIRO ATLÂNTICO SUL

(73)

CALDEIRARIA NAVAL

(74)

(75)

DIQUE SECO – ESTALEIRO ATLÂNTICO SUL

(76)

GUINDASTES “ GOLIAS” CAP. 1.500T CADA

(77)

EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS DOS NAVIOS

(78)

3º navio: Dragão do Mar

RETIRADA DO NAVIO → DIQUE CHEIO

(79)

Construção: O navio é dividido em Anéis e estes dividido em Blocos

Anéis

Blocos

O 1º é lançado, abre-se espaço para o terceiro navio

Edificação SUEZMAX anel 4

Construção simultânea de dois navios

(80)

Super Cargueiro

Transporte de uma plataforma de petróleo

TRANSPORTE MARÍTIMO

Transporte de Navio de Guerra A Parte central do cargueiro

(81)

Carregamentos Estruturais

Ocasionais

• _Docagem

(82)

Carregamentos Estruturais

Ocasionais

• _Encalhe

(83)

EPUSP

83

(84)

EPUSP

84

(85)

(86)

QUAL A DIFERENÇA ENTRE CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO

Os VASOS DE PRESSÃO são reservatórios, basicamente, para três finalidades:

– Armazenar gases sob pressão;

– Acumulação intermediária de gases e líquidos; – Processamento de gases e líquidos.

CALDEIRAS

são trocadores de calor

CALDEIRA FLAMOTUBULAR

Palavras-Chave: Vasos de pressão, ASME, Norma Petrobrás N-253, Norma Regulamentadora 13, Norma Petrobrás N-268, Codeware Compress.

(87)

87

(88)

Caldeira Flamotubular

Célula Fotoelétrica Compressor de ar Ventilador de ar Queimador Bomba d’água Bomba de óleo Aquecedor de óleo Quadro elétrico Purgadores Termômetros Manômetro da pressão

da caldeira Indicador de nível

Válvula de saída de vapor Saída dos gases Válvulas de segurança

(89)

89

CALDEIRAS AQUATUBULARES

Balão Superior _Chaminé

Cortina d’água

Feixe tubular Balão lnferior

(90)

90 Principio de Funcionamento

CALDEIRAS AQUATUBULARES

Chaminé Economizador Tambor Superaquecedor Caldeira de vapor Câmara de combustão Cinzeiro Fornalha Água de

alimentação Canais de saída_{dos gases}

Pré-aquecedor de arde ar

(91)

91

Caldeira alta pressão

USO DA BIOMASSA NA GERAÇÃO DE ENERGIA

bagaço

(92)

VASOS DE PRESSÃO

vaso de pressão designa genericamente todos os recipientes estanques, de qualquer tipo, dimensões, formato ou finalidade, capazes de conter um fluido pressurizado

(93)

Embarcações que receberam investimentos de pelo menos US$ 4,3 bilhões (R$ 17,6 bilhões) enferrujam inacabadas no cais. Em alguns casos, a construção foi interrompida com 90% das obras concluídos.

EMBARCAÇÕES DE R$ 17,6 BILHÕES

ENFERRUJAM EM ESTALEIROS

Em busca de novas encomendas que possam assegurar a sua sobrevivência, o

Estaleiro Atlântico Sul (EAS) anuncia uma nova encomenda de quatro navios de

cabotagem.

Cabotagem é a navegação entre portos marítimos de um mesmo país.

É considerada um modal promissor, tendo em vista que o Brasil possui uma extensa costa navegável e as principais cidades, polos industriais e grandes centros consumidores se concentram no litoral ou em cidades próximas a ele.

Comparada ao transporte rodoviário e ferroviário, em termos de custo, capacidade de carga e menor impacto ambiental.