monografia tubovia metálica de travessia
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Monografia Tubovia Metálica de Travessia, Engenharia Mecanica, UNIP 2015TRANSCRIPT
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LEANDRO GARCIA LAPROVITERA
TUBOVIA METÁLICA DE TRAVESSIA
São Paulo 2015
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LEANDRO GARCIA LAPROVITERA
TUBOVIA METÁLICA DE TRAVESSIA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica, da Universidade Paulista campus Marquês, como requisito à obtenção do título de Bacharel.
Orientação: Prof. David Julio da Costa.
São Paulo 2015
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LEANDRO GARCIA LAPROVITERA
TUBOVIA METÁLICA DE TRAVESSIA
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgada adequada à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica e aprovado em sua forma final pela Coordenação do Curso de Engenharia Mecânica, da Universidade Paulista Campus Marquês.
São Paulo, XX de XX de 2015.
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Professor orientador: David Julio da Costa Universidade Paulista
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Prof. Eng. Naval André Pinheiro Universidade Paulista
_____________________________________________________
Prof(a). Universidade Paulista
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DEDICATÓRIA
Dedico a conclusão deste curso à Deus, a todos da minha família, aos meus amigos e professores que me ajudaram e fizeram parte da minha vida nesses período de amadurecimento e aprendizado.
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AGRADECIMENTOS
À Deus pela saúde e força para continuar batalhando.
Agradeço a minha família por me apoiar desde o começo deste curso e nas dificuldades
passadas por esta jornada de aprendizado.
Aos meus amigos e colegas que me ajudaram nos trabalhos e na conclusão do curso.
Aos professores e a todos que me incentivaram, sempre me ajudaram e passaram muitos
conhecimentos.
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RESUMO
O projeto Tubovia Metálica de Travessia foi realizado de acordo com a necessidade
especial de uma obra de construção de um gasoduto utilizado para abastecimento
energético do Uruguai, que será feito a partir da importação de Gás Natural Liquefeito
(GNL), por meio de navios metaneiros.
O projeto consiste em uma estrutura metálica de travessia, construída a partir de
chapas de aço carbono e perfis metálicos de aço carbono, que será utilizada
temporariamente para realizar o puxamento de 3 km do gasoduto através de uma rua
de acesso ao canteiro central da obra, que se encontra em um ponto estratégico de
Montevideo - Uruguai
Palavras-chave: Gás Natual Liquefeito. Gasoduto. Estrutura Metálica.
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1. INTRODUÇÃO
Obra de construção e montagem do Gasoduto GNL Del Plata, Montevideo, Uruguai.
Este projeto de gasoduto, simultaneamente com o projeto de regasificação de gás natural,
permitirão a diversificação da matriz energética do Uruguai, pois se trata de um combustível
disponível em mercado mundial, com múltiplos fornecedores e mais barato e eficiente comparado
com outros combustíveis fósseis como petróleo e carvão. O transporte do mesmo será realizado
por meio de navios metaneiros, e conta com 15 km de gasoduto até a interligação em outro
gasoduto existente, sendo 3 km off-shore (trecho subaquático) e 12 km on-shore (trecho terrestre).
A Tubovia Metálica de Travessia é um projeto de detalhamento de engenharia importante para a
construção do trecho off-shore, que permitirá a passagem dos 3 km de gasoduto por baixo da rua
principal de acesso ao canteiro central da obra.
Figura 1 – Rota Gasoduto GNL Del Plata Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 2 – Navio Metaneiro. Fonte: Biblioteca pessoal.
Figura 3 – Porto de navios Metaneiros. Fonte: Biblioteca pessoal.
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1.1 OBJETIVO
Este trabalho de conclusão do curso de Engenharia Mecânica visa o projeto e o cálculo necessário
para a execução desta tarefa de uma obra real, buscando atender às expectativas do cliente, além
de agregar conhecimentos principalmente em projeto de estruturas metálicas e resistência dos
materiais ao aluno.
1.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA E JUSTIFICATIVA
1.2.1 GAS NATURAL LIQUEFEITO (GNL)
O gás natural é a terceira fonte energética mais importante do mundo. Esse combustível de origem fóssil, composto principalmente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio), é encontrado no estado físico gasoso. No entanto, o processamento do gás natural pode originar outros combustíveis, como, por exemplo, o gás natural liquefeito, também chamado de GNL.
A obtenção do gás natural liquefeito se dá através da purificação do gás natural, em que a matéria-prima (gás natural) é submetida a uma temperatura de -162 °C, tendo seu volume reduzido em aproximadamente 600 vezes. Durante esse processo, ocorre a condensação, ou seja, a passagem do estado gasoso para o líquido.
Após esse procedimento, o gás natural liquefeito é produzido, sendo composto principalmente por metano e, em menores proporções, por etano, propano, entre outros componentes encontrados no gás natural. Esse combustível incolor e inflamável deve ser armazenado e transportado de forma segura, visto que os riscos de acidentes são altos.
O transporte entre o local de produção ao centro consumidor é realizado em navios adaptados. O primeiro registro de tal feito é de 1959, quando um navio estadunidense exportou GNL para o Reino Unido. O êxito desse processo impulsionou a produção e exportação e, atualmente (2015), existem cerca de 150 navios em operação. Os principais produtores mundiais de GNL são: Indonésia, Argélia, Malásia, Qatar, Austrália, Brunei, Nigéria, Trinidad e Tobago, Omã e Líbia.
O GNL é empregado como combustível nas indústrias, veículos pesados e automóveis de passeio. Porém, para receber esse combustível, os automóveis devem passar por adaptações em locais credenciados, onde ocorrerá a instalação de um sistema formado por um reservatório, indicador de nível do reservatório e um vaporizador.
Entre os benefícios gerados pela utilização do gás natural liquefeito estão: facilidade de armazenagem, sua combustão libera menos gases poluentes, ele é bastante energético, muito eficaz, além de ser mais barato que o álcool e a gasolina.
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Figura 4 – Produção de gás natural mundial (bilhões m³).
Fonte: ANP – Agência Nacional de Petróleo (2007).
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1.2.2 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTOS TERRESTRES
Duto é a designação da ligação de tubos destinados ao transporte de petróleo, seus derivados ou gás natural. Eles são classificados em oleodutos, quando transportam líquidos, ou seja, petróleo e seus derivados e em gasodutos quando transportam gases. (ANP, 2008).
Os dutos são usados para transporte de líquidos desde a Antiguidade, os chineses usavam bambu; os egípcios e os astecas, material cerâmico; e os romanos, chumbo. O primeiro duto para transporte de hidrocarbonetos, com duas polegadas de diâmetro, foi construído em ferro fundido e ligava um campo de produção a uma estação de carregamento de vagões a uma distância de 8km na Pensilvânia, em 1865. (Sant’ana, 2006)
O escoamento de petróleo e derivados entre as fontes de produção, refinarias e centros de consumo pode ser realizado através de navios, caminhões- tanque e dutos. Entretanto, os oleodutos, gasodutos e polidutos são geralmente o meio mais econômico para transportar grandes volumes de petróleo, derivados e gás natural por grandes distâncias. (Martinez, 2003).
O processo de construção e montagem de dutos consiste na ligação de vários tubos de comprimento e diâmetro variável. Após a confecção do duto, este é enterrado a cerca de 1 metro de profundidade.
As fases da construção e montagem de dutos consistem em atividades de aerolevantamento, pré-comunicação, cadastramento físico e jurídico, projeto básico, estudo de impacto ambiental, obtenção das licenças prévia, de instalação e operação e nas atividades de construção e montagem propriamente ditas. (PETROBRAS, 2008).
Figura 5 – Abaixamento de duto terrestre (side boom ). Fonte: Biblioteca pessoal.
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1.2.3 PRINCIPAIS ATIVIDADES DE UMA OBRA DE DUTOS
A construção e montagem de dutos propriamente dita tem entre suas
principais atividades, as quais serão descritas a seguir:
Avaliação da construção;
Mobilização;
Locação e Marcação da Faixa de Domínio e da Pista;
Desmonte de rochas;
Limpeza (Retirada da camada superficial do solo);
Nivelamento da faixa;
Transporte e estocagem de tubos e materiais;
Abertura e Preparação da Vala;
Distribuição de tubos na Faixa de Domínio;
Curvamento;
Soldagem;
Inspeção após Soldagem;
Ensaio não-destrutivo;
Revestimento Externo Anticorrosivo;
Revestimento Externo com Concreto;
Abaixamento do duto na vala;
Cobertura ou Preenchimento;
Tie-in;
Fabricação;
Proteção Catódica;
Limpeza da faixa de domínio;
Recuperação e Revegetação;
Sinalização e Proteção dos Dutos e Válvulas de bloqueio;
Teste hidrostático;
Limpeza Interna e Inspeção;
Condicionamento; Desmobilização de equipamento e pessoal.
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1.2.4 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTOS SUBAQUÁTICOS
Dutos subaquáticos: são aqueles nos quais a maior parte da tubulação está submersa (geralmente no fundo do mar). Esse método é muito utilizado para o transporte da produção de petróleo de plataformas marítimas para refinarias ou tanques de armazenamento situados no continente e para atravessar baías ou canais de acesso a portos.
Figura 6 – Duto subaquático. Fonte: ENI company (2008).
No projeto do Gasoduto GNL Del Plata, os 3km de dutos subaquáticos serão puxados para o mar por uma balsa, de acordo com o projeto realizado por uma empresa inglesa especializada.
Os trechos a serem puxados devem ser fixados juntamente com tubos de PEAD para flutuabilidade. Os mesmos são o principal foco do nosso projeto de Tubovia Metálica de Travessia, que permitirá que a tarefa seja realizada.
Figura 7 – Exemplo de puxamento de duto subaquático . Fonte: http://www.guiasjc.com.br
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1.2.5 PROJETO DE PUXAMENTO
Figura 8 – Balsa para puxamento dos dutos subaquáti cos. Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 9 – Cabeça de puxe dos dutos subaquáticos. Fonte: Biblioteca pessoal.
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1.2.6 PROJETO DE FLUTUABILIDADE
Figura 10 – PEAD de flutuabilidade e suportes. Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 11 – Arranjo de flutuabilidade. Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 12 – Roletes para puxamento. Fonte: Biblioteca pessoal.
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1.3 ESTRUTURA DE PROJETO
1.3.1 FABRICAÇÃO
Figura 13 – Processo de fabricação Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 14 – Processo de fabricação Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 15 – Processo de fabricação Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 16 – Processo de fabricação (Detalhe 03) Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 17 – Processo de fabricação (Detalhe 04) Fonte: Biblioteca pessoal.
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Figura 18 – Processo de fabricação (Detalhe 05) Fonte: Biblioteca pessoal.
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Figura 19 – Perfis metálicos IPN norma europeia. Fonte: www.celsa.com
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Figura 20 – Perfis metálicos angulares norma europe ia. Fonte: www.celsa.com
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Figura 21 – Lista de Materiais para compra.
Fonte: Biblioteca pessoal.
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REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10520: informação e documentação:
apresentação de citações em documentos. Rio de Janeiro: ABNT, 2002a.
______. NBR 14724: informação e documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de
Janeiro: ABNT, 2005.
______. NBR 6023: informação e documentação: referências: elaboração. Rio de Janeiro: ABNT,
2002b.
______. NBR 6024: informação e documentação: numeração progressiva das seções de documento
escrito: apresentação. Rio de Janeiro: ABNT, 2003a.
______. NBR 6027: informação e documentação: sumário: apresentação. Rio de Janeiro: ABNT,
2003b.
http://www.gassayago.com.uy
http://www.gnls.com.uy
NAVIO METANEIRO - http://www.wikipedia.org
GNL - http://www.brasilescola.com
DUTOS - http://www2.dbd.puc-rio.br
PERFIS - http://www.celsa.com