Normas para elevatória de água

Normas para elevatória de água

(Parte 1 de 5)

1. Esquema de pintura – Eng° Marcos (SOM 4) 2. Número da norma – Eng° Marcos Nascimento 3. Figuras - Eng° Marcos Nascimento 4. Capa – Grupo de Trabalho

NT-2.200-0.0-SPT-04-001

NOVEMBRO/2006 REVISÃO 0

NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006

A presente regulamentação tem por objetivo fixar as condições para o projeto e construção de estações elevatórias de água para o sistema de abastecimento sob a responsabilidade da COMPANHIA ESTADUAL DE ÁGUAS E ESGOTOS – CEDAE, visando-se alcançar uma padronização que proporcione as seguintes vantagens:

a) garantir a qualidade dos serviços gerados por estações elevatórias de água; b) facilitar o projeto, a operação e a manutenção, empregando-se elementos de controle padronizados que sejam facilmente entendidos pelas equipes de manutenção; c) diminuir ao máximo o número de elementos da instalação de uma estação elevatória sem comprometer a qualidade do serviço prestado; d) permitir a criação de estoques reduzidos de peças de manutenção; e) permitir o intercâmbio de peças entre estações elevatórias em uma situação de emergência; f) permitir a redução de arquivos de manuais de equipamentos e cadastros; g) criação de regras claras para reparos e modificações nas estações elevatórias.

As prescrições têm caráter orientativo, não dispensando o usuário do conhecimento da legislação e das normas técnicas específicas, sendo reservado a CEDAE o direito de, em qualquer tempo, modificar o seu conteúdo, no todo ou em parte, por motivo de ordem técnica ou legal.

EMISSÃO: NOVEMBRO/06

NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006

1. DEFINIÇÕES01
2. TUBULAÇÕES02
2.1. DIMENSIONAMENTO02
2.2. ESTUDOS DOS EFEITOS DO GOLPE DE ARÍETE03
2.3. PLANTAS DE TUBULAÇÃO03
2.4. ARRANJO DE TUBULAÇÕES03
2.5. MEIOS DE LIGAÇÃO DOS TUBOS (LIGAÇÕES SOLDADAS)1
2.6. ELEMENTOS DE TUBULAÇÕES1
2.6.1. Tubos1
2.6.2. Conexões1
2.6.3. Curvas em Gomos e Derivações Soldadas12
2.6.4. Flanges12
2.6.5. Válvulas de Gaveta14
2.6.6. Válvulas Borboletas – Tipo Flangeada14
2.6.7. Válvulas Borboletas – Tipo Wafer15
2.6.8. Válvulas de Retenção15
2.6.9. Válvulas de Pé16
2.6.10. Válvulas Antecipadoras de Onda16
2.6.1. Válvulas Controladoras de Nível Máximo17
2.6.12. Ventosas17
2.6.13. Juntas de Desmontagem18

2.7. SUPORTES PARA TUBULAÇÃO (ANCORAGENS, BATENTES E APOIOS) 18

2.8. MONTAGEM E TESTES19
2.9. PINTURA19

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3. CONJUNTO MOTOR-BOMBA2
3.1. DIMENSIONAMENTO2
3.2. ESPECIFICAÇÃO DO CONJUNTO MOTOR BOMBA24
3.3. DISPOSIÇÃO DOS CONJUNTOS MOTOR BOMBA24
3.4. MONTAGEM25
3.5. OPERAÇÃO26
4. EDIFICAÇÃO29
4.1. LOCALIZAÇÃO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA29
4.2. PROJETO29
4.2.1. Condições Gerais29
4.2.2. Piso30
4.2.3. Bloco de Fundação para o Conjunto Motor-Bomba30
4.2.4. Alvenarias31
4.2.5. Laje32
4.3. PINTURA32
4.4. TRAVESSIAS EM PAREDES DE RESERVATÓRIOS3
4.5. EQUIPAMENTOS DE MOVIMENTAÇÃO3
4.6. ILUMINAÇÃO, VENTILAÇÃO E ACÚSTICA34
4.7. SEGURANÇA35
5. INSTALAÇÃO ELÉTRICA39
5.1. MEDIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA39
5.2. ACIONAMENTO39
5.3. PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITO39
5.4. PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA DO MOTOR39
5.5. PROTEÇÃO CONTRA A FALTA DE ÁGUA39
5.6. PROTEÇÃO CONTRA O SHUT-OFF DA BOMBA40
5.7. PROTEÇÃO CONTRA RELIGAMENTOS SUCESSIVOS40

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5.8. PROTEÇÃO CONTRA FALTA E INVERSÃO DE FASES40
5.9. PROTEÇÃO CONTRA ALAGAMENTO DA SALA DE BOMBAS40
5.10. ILUMINAÇÃO40
5.1. DESENHOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS41
5.12. PROTEÇÃO DE SUBESTAÇÕES ABRIGADAS41
6. ELEVATÓRIAS DO TIPO “TUBULÃO”42
7. ELEVATÓRIAS DO TIPO “SUBMERSA”43
8. ELEVATÓRIAS DO TIPO “ARMÁRIO”4

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9. NORMAS NACIONAIS E INTERNACIONAIS ADOTADAS COMO REFERÊNCIA 45

9.1. NORMAS NACIONAIS45
9.2. NORMAS INTERNACIONAIS47

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NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 1 DEFINIÇÕES

Barrilete – conjunto de tubulações que une a saída ou a entrada das bombas associadas em paralelo à tubulação de recalque ou sucção, respectivamente.

Bomba afogada – quando o nível de água do reservatório de montante ou a pressão disponível de sucção é suficiente para manter a bomba escorvada.

Bomba centrífuga – bomba em que o líquido penetra no rotor paralelamente ao eixo, sendo dirigido pelas pás do rotor para a periferia, segundo trajetória contida em planos normais ao eixo.

Booster – bomba que, intercalada em uma tubulação, aumenta a energia de pressão, auxiliando o escoamento da água. Proporciona energia necessária quando as condições topográficas ou as perdas de carga nas linhas assim o exigirem.

Curva característica estável – curva de bomba na qual cada valor da carga manométrica corresponde a um só valor de vazão.

Diâmetro nominal (DN) – simples número que serve para classificar, em dimensão, os elementos de tubulações e que corresponde aproximadamente ao diâmetro interno da tubulação, expresso em milímetro.

NPSH ou altura positiva líquida de sucção - representa a disponibilidade de energia com que o líquido penetra na boca de entrada da bomba.

Pressão nominal (PN) – pressão convencionalmente aceita e usada para fins de referência. É designada pelas letras PN, seguida de um número apropriado.

Shut-off – situação de uma bomba operando com vazão igual a zero (válvula de bloqueio de jusante fechada).

Tubulação – conjunto de tubos e seus diversos acessórios tais como flanges, juntas, suportes, válvulas e conexões.

Válvula antecipadora de onda – válvula que protege a tubulação e grupo de bombas da onda de pressão causada pela parada repentina das bombas ou corte de energia (golpe de aríete).

Válvula controladora de nível – válvula que abre para encher o reservatório até um nível máximo e modula a abertura para manter o nível constante.

Válvula de bloqueio – válvula destinada a operar nas posições totalmente aberta ou totalmente fechada, com a finalidade de interromper ou iniciar o escoamento do fluído.

Válvula dissipadora de energia – válvula que pode operar em posições intermediárias de abertura com a finalidade de dissipar energia.

Válvula reguladora de vazão – válvula destinada a operar em posições intermediárias de abertura, com a finalidade de se obter uma determinada vazão e/ou pressão do fluído.

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2TUBULAÇÕES
2.1DIMENSIONAMENTO

NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 2.1.1 Deve ser fornecida a memória de cálculo da tubulação, contendo:

a) dimensionamento do diâmetro das tubulações em função das velocidades máximas e mínimas recomendadas, das perdas de carga e de critérios econômicos; b) cálculo da espessura da parede dos tubos em função do diâmetro, pressão do fluido, tensão admissível do material e golpe de aríete.

2.1.2 No dimensionamento das tubulações de sucção e recalque devem ser observados os seguintes critérios:

a) na tubulação de sucção, as velocidades não devem exceder os valores constantes na Tabela 1;

Tabela 1 – Velocidade máxima de sucção

Diâmetro nominal (DN)Velocidade (m/s) 50 0,70 75 0,80 100 0,90 150 1,0 200 1,10 250 1,20 300 1,40 >400 1,50 b) na sucção de bombas não afogadas a velocidade máxima deve ser de 0,90 m/s; c) no barrilete de recalque a velocidade máxima recomendada é de 3,0 m/s; d) no barrilete, a velocidade mínima é de 0,60 m/s; e) o cálculo da perda de carga distribuída ao longo da tubulação de sucção, do barrilete e da tubulação de recalque deve obedecer ao critério geral estabelecido na NBR-12215; f) o cálculo das perdas de carga singulares, em toda a instalação de bombeamento, deve obedecer ao critério estabelecido na NBR-12215.

2.1.3 As tubulações de sucção e recalque no interior da estação elevatória devem ser, no mínimo, do mesmo diâmetro das respectivas redes, caso não haja barriletes, e não devem ser determinados pelo diâmetro nominal dos flanges da bomba.

2.1.4 Na condição de duas ou mais bombas recalcando em paralelo os tubos ligados aos flanges de sucção e de recalque das bombas poderão ter diâmetros menores, desde que seja observada a velocidade máxima nos mesmos e que não haja acréscimo de perdas de carga.

2.1.5 Quando duas ou mais bombas estiverem trabalhando em paralelo a velocidade no barrilete e na linha de recalque deve ser mantida próxima da velocidade em cada bomba

2.1.6 O dimensionamento da linha de recalque deve basear-se em critérios exclusivamente econômicos, de tal sorte que o diâmetro ótimo represente o menor custo do sistema, ou seja,

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NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 a soma do custo de implantação (custo das tubulações, equipamentos e obras) e o de operação (gastos com energia elétrica no horizonte de projeto). Objetivando o pré-dimensionamento, admite-se que o diâmetro ótimo seja obtido para uma velocidade na linha de recalque de 1 m/s. Este indicador não desobriga a apresentação da memória de cálculo utilizando todos os parâmetros necessários no dimensionamento econômico.

2.2ESTUDOS DOS EFEITOS DO GOLPE DE ARÍETE

2.2.1 O cálculo do escoamento em regime variável (transientes hidráulicos), bem como a recomendação de dispositivos de proteção do sistema, deve ser feito de acordo com as normas nacionais ou internacionais vigentes.

2.3PLANTAS DE TUBULAÇÃO

2.3.1 As plantas de tubulação devem ser desenhos feitos em escala, contendo o traçado das tubulações, representadas em projeção horizontal, com a indicação dos respectivos diâmetros. As válvulas e acessórios de tubulação devem ser representados. Nas plantas de tubulação devem figurar as elevações de todas as tubulações e as distâncias entre tubos paralelos e todas as cotas importantes da tubulação.

2.3.2 Além de todas as tubulações com válvulas e acessórios, esses desenhos devem também mostrar o seguinte:

a) todos os suportes de tubulação; b) todas as bombas e os respectivos motores, com a indicação do desenho de contorno das bases dos mesmos; c) planta baixa da estação elevatória, indicando: portas, janelas, aberturas para ventilação, linha de centro da monovia e outros elementos que se fizerem necessários; d) relação de peças das tubulações com as respectivas especificações; e) desenhos de projeção vertical (cortes).

2.4ARRANJO DE TUBULAÇÕES

2.4.1 Tubulação de Ligação às Bombas

2.4.1.1 Os tubos de ligação às bombas devem ser dispostos de forma a deixar livres os espaços necessários para a desmontagem e remoção de bombas, motores elétricos e válvulas, e sempre também o espaço acima destes para permitir a manobra dos aparelhos de elevação de pesos.

2.4.1.2 As tubulações de sucção devem ter sempre a menor perda de carga possível, isto é, o menor trajeto com o menor número de acidentes e sem pontos altos para se evitar a formação de bolsas de ar (ver Figura 1).

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2.4.1.3 Em uma tubulação de sucção não deve existir uma curva diretamente ligada ao flange de sucção da bomba, para diminuir os efeitos de turbilhonamento no interior da mesma (ver Figura 1).

2.4.1.4 A redução na tubulação de sucção junto à bomba deve ser excêntrica e nivelada por cima. A redução da tubulação de recalque deve ser concêntrica (ver Figura 1).

2.4.1.5 A interligação entre o barrilete de sucção e a tubulação de sucção da bomba deve ser com mudanças de direções iguais ou inferior a 45° (ver Figura 2).

2.4.1.6 Devem ser evitados os estrangulamentos ou alargamentos bruscos.

2.4.1.7 As bombas afogadas devem ter, para cada bomba, uma válvula de bloqueio na tubulação de sucção e outra na tubulação de recalque.

2.4.1.8 As bombas não afogadas devem ter, para cada bomba, uma válvula de bloqueio e uma válvula de retenção na tubulação de recalque e uma válvula de retenção (válvula de pé com grade) na extremidade da tubulação de sucção.

2.4.1.9 As bombas não afogadas devem ter tubulações de sucção independentes.

2.4.1.10 Em todas as bombas deve ser colocada uma válvula de retenção entre a bomba e a respectiva válvula de bloqueio da tubulação de recalque.

escorva

2.4.1.1 As bombas não afogadas devem ter uma tubulação interligando a saída com a entrada da válvula de retenção, através de uma válvula de bloqueio, visando permitir a operação de

2.4.1.12 Quando houver uma redução na entrada ou na saída da bomba, as respectivas válvulas de bloqueio devem ser do mesmo diâmetro do maior diâmetro da redução.

2.4.1.13 Quando uma bomba recalcar para duas ou mais linhas, deve ser colocada uma válvula de bloqueio para cada linha de recalque, porém admite-se a colocação de uma única válvula de retenção.

2.4.1.14 Para bombas operando em paralelo, não é permitida a colocação de uma única válvula de retenção.

2.4.1.15 Os conjuntos motor-bomba reservas devem ter válvulas de bloqueio para isolamento e manutenção das bombas sem paralisar totalmente o abastecimento.

2.4.2 Tubulação de Sucção em Reservatórios

2.4.2.1 Para o caso de desnível geográfico negativo, onde o nível do reservatório de montante (sucção) se encontra em cota inferior ao da bomba (bomba “não afogada”), sendo “d” o diâmetro interno da tubulação de sucção, devem ser obedecidas as seguintes especificações (ver Figura 3):

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NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 a) a submergência mínima da seção de entrada da tubulação deve ser maior que 2,5.d e nunca inferior a 0,5 m; b) a folga entre o fundo do poço e a parte inferior do crivo dever ser fixada de 1,0.d a 1,5.d, e nunca inferior a 0,2 m.; c) a distância mínima entre a parede da tubulação de sucção e qualquer parede lateral do poço de sucção deve ser de 1,0.d e nunca inferior a 0,30 m.

2.4.2.2 Devem ser tomados alguns cuidados de forma a tornar o tubo de sucção ascendente no sentido do reservatório na situação de bomba afogada ou no sentido da bomba no caso de sucção negativa para evitar o acúmulo de ar no tubo de sucção (ver Figura 4).

2.4.2.3 Para o caso de desnível geográfico positivo, onde o nível do reservatório de montante (sucção) se encontra em cota superior ao da bomba (bomba “afogada”), deve ser soldado no tubo, em todo o seu perímetro externo no ponto de passagem no reservatório, um anel de seção retangular, seção “L” ou seção “T” com a finalidade de permitir a ancoragem do trecho embutido no concreto (anel de ancoragem) e diminuir a infiltração de água entre concreto e conduto (anel de percolação).

2.4.2.4 As tomadas de água para as tubulações de sucção das bombas devem ser posicionadas o mais distante possível da entrada de água no reservatório.

2.4.3 Tubulação Subterrânea

2.4.3.1 Devem ser evitadas as tubulações subterrâneas no interior das elevatórias. Quando necessário, as tubulações devem ser assentadas em canaletas de concreto armado com tampas de aço ou concreto.

2.4.4 Flexibilidade

2.4.4.1 Todas as tubulações devem ter, sempre que possível, um traçado tal que lhes proporcione uma flexibilidade própria, de forma que sejam capazes de absorver as dilatações térmicas por meio de flexões ou torções dos diversos trechos e possibilitar a desmotagem através dos flanges da tubulação para manutenção de válvulas, sem se recorrer ao corte de tubos e posterior soldagem do mesmo. Essa flexibilidade é conseguida dando-se à tubulação um traçado não retilíneo conveniente, com mudanças de direção no plano ou no espaço, utilizando-se curvas flangeadas.

2.4.5 Espaçamento entre Tubos

2.4.5.1 Deve ser adotado o valor mínimo de 300 m para o espaçamento entre tubos paralelos, fixado de forma a permitir a pintura e a inspeção dos tubos e também de forma a deixar a folga necessária para flanges e peças flangeadas no próprio tubo ou nos tubos vizinhos.

2.4.5.2 Devem ser evitados flanges alinhados em tubulações vizinhas.

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2.4.5.3 Deve ser sempre deixado espaço suficiente e meios de acesso para permitir a remoção e a colocação dos parafusos e juntas em todas as ligações flangeadas, deixando-se uma folga mínima de 100 m entre um flange e qualquer obstáculo.

2.4.5.4 A distância mínima da geratriz de um tubo extremo à parede da estação elevatória deve ser de 300 m.

2.4.5.5 A distância mínima de qualquer tubulação acima do piso deve ser de 300 m, medida da geratriz inferior.

2.4.5.6 A distância mínima da face de um flange à parede da estação elevatória deve ser de 200 m.

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CORRETOERRADO

NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 bolsa de ar bolsa de ar

2 x d d = diâmetro da sucção a curva não deve ser conectada diretamente à sucção

Figura 1 – Indicação para montagem da tubulação de sucção

EMISSÃO: NOVEMBRO/06 7

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Figura 2 – Barrilete de sucção. EMISSÃO: NOVEMBRO/06 8

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>1,0 d min = 0,30 d nível mínimo

Figura 3 – Sucção de bomba “não afogada” NOTA: a submergência indicada é aplicável também para tubo horizontal

EMISSÃO: NOVEMBRO/06 9

NORMA CEDAE NT-2.200-0.0-SPT-04-001 REV 0 NOVEMBRO/2006 anel de percolação/ancoragem

Figura 4 – Inclinação do tubo de sucção NOTA: a inclinação acentuada é para simples efeito de ilustração.

EMISSÃO: NOVEMBRO/06 10

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2.4.6 Tomadas para Manômetros

2.4.6.1 Devem ser soldadas luvas de aço-carbono para as tomadas de manômetros, com 1/2” de diâmetro e rosca BSP (NBR 6414), nas seguintes posições:

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