Uso da análise de tensões para adequar layouts de tubulações industriais

dc.contributor.advisorBarbosa, Evanilton José Alves
dc.contributor.author Felicio, Isaac Victor Pereira
dc.contributor.coadvisorMoura, Luis Fernando da Silva
dc.contributor.refereeSá, Vinícius Maia de
dc.date.accessioned2026-07-30T15:13:50Z
dc.date.created2026-07-06
dc.descriptionAs tubulações industriais estão frequentemente sujeitas a alterações de temperatura e pressão em seus processos operacionais, gerando dilatações e contrações térmicas que, se não controladas, desenvolvem tensões nocivas ao sistema e aos bocais dos equipamentos conectados. Este trabalho tem como objetivo compreender a importância do estudo de tensões e de flexibilidade para adequar layouts de tubulação, garantindo a integridade mecânica das instalações. A metodologia adotada consistiu na utilização de cálculos computacionais por meio do software CAESAR II para realizar simulações estáticas de um sistema de bombeamento de ácido sulfúrico em uma planta de alumina. Foram propostas e analisadas três diferentes configurações de arranjo (A, B e C), visando a mitigação das cargas mecânicas. A Configuração A (layout inicial) revelou deslocamentos e esforços excessivos nos bocais das bombas. A Configuração B, que modificou o arranjo de sucção, apresentou melhorias, mas manteve algumas cargas elevadas. Já a Configuração C, que incorporou curvas de expansão (liras) e o desenvolvimento de suportes especiais para a sustentação das válvulas, reduziu significativamente os esforços nos bocais. A análise dos resultados foi balizada pelas diretrizes do código ASME B31.3 e restrições fornecidas pelos fabricantes dos equipamentos. Conclui-se que o uso do software, aliado a alterações estratégicas de rota e suportação, foi efetivo para a adequação das tensões primárias e secundárias do projeto, que obteve viabilidade técnica para construção e encontra-se operando com sucesso.
dc.description.abstractIndustrial piping systems are frequently subjected to temperature and pressure variations during operational processes, generating thermal expansions and contractions. If left uncontrolled, these phenomena induce harmful stresses within the system and at the nozzles of connected equipment. This study aims to understand the importance of stress and flexibility analysis in adapting piping layouts, thereby ensuring the mechanical integrity of the facilities. The methodology employed computational calculations using CAESAR II software to perform static simulations on a sulfuric acid pumping system within an alumina plant. Three different layout configurations (A, B, and C) were proposed and analyzed to mitigate mechanical loads. Configuration A (the initial layout) revealed excessive displacements and loads on the pump nozzles. Configuration B, which modified the suction arrangement, showed improvements but still maintained some high loads. Configuration C incorporated expansion loops and the development of custom supports to sustain the valves, which significantly reduced the loads on the nozzles. The analysis of the results was guided by the ASME B31.3 code guidelines and the allowable load restrictions provided by the equipment manufacturers. It is concluded that the use of the software, combined with strategic routing and support modifications, was effective in controlling the primary and secondary stresses of the design. The system achieved technical feasibility for construction and has been operating successfully.
dc.identifier.advisorOrcid0000-0002-3931-2007
dc.identifier.authorOrcid0000
dc.identifier.coadvisorOrcid0000
dc.identifier.refereeOrcid0000
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.14387/3355
dc.language.isopor
dc.publisher.campiBetim
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.institutionInstituto Federal de Minas Gerais
dc.publisher.programBacharelado em Engenharia Mecânica
dc.rightsAcesso aberto
dc.subject.cnpqEngenharias
dc.subject.keywordsAnálise de Tensões
dc.subject.keywordsTubulação Industrial
dc.subject.keywordsCAESAR II
dc.subject.keywordsFlexibilidade
dc.subject.keywordsASME B31.3
dc.titleUso da análise de tensões para adequar layouts de tubulações industriais
dc.title.alternativeUse of stress analysis to optimize industrial piping layouts
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso

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