Apostila Automacao Instrumentacao Projetos

2011

MANUAL DE PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO

E AUTOMAÇÃO 1ª ed.

Miguel Lima Souza, Esp.

FCA / FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU

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TÍTULO MANUAL DE PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO

ÍNDICE

1. OBJETIVO ................................................................................................................ 3

2. CONCEITO DE PROJETO ....................................................................................... 3

3. REGULAÇÃO PROFISSIONAL ................................................................................ 3

4. PROJETO DE INSTRUMENTAÇÃO ........................................................................ 3

5. NORMALIZAÇÃO E NORMAS ................................................................................. 3

6. NORMAS DE DESENHO TÉCNICO ........................................................................ 5

7. NORMAS DE PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO ............................................... 10

8. ETAPAS DE UM PROJETO ..................................................................................... 14

9. FLUXO DE UM PROJETO ....................................................................................... 15

10. DOCUMENTOS DE UM PROJETO ......................................................................... 15

11. ELABORAÇÃO DOS DOCUMENTOS DE PROJETO.............................................. 16

12. INTERFACES MULTIDISCIPLINARES .................................................................... 28

13. PLANEJAMENTO ..................................................................................................... 29

14. LISTA DE SIGLAS EMPREGADAS.......................................................................... 29

15. LISTA DE ANEXOS .................................................................................................. 29

16. REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 30

17. ANEXOS ................................................................................................................... 32

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1. OBJETIVO

O presente material tem por objetivo capacitar o aluno a elaborar os documentos envolvidos num projeto de engenharia de instrumentação e automação em áreas industriais.

2. CONCEITO DE PROJETO

Projeto conforme define o anexo I da resolução 1010 do Confea quer dizer “representação gráfica ou escrita necessária à materialização de uma obra ou instalação, realizada através de princípios técnicos e científicos, visando à consecução de um objetivo ou meta, adequando-se aos recursos disponíveis e às alternativas que conduzem à viabilidade da decisão”.

O projetista deve ter capacidade de imaginar o empreendimento implantado no futuro. Deve ter visão espacial de uma instalação antes de sua concepção. Todo projeto deve levar em consideração aspectos importantes relacioandos a custo, segurança, ergonomia, montagem, operação e manutenção. Um projeto deve ter prazos e escopos definidos, o que não o exime de possíveis revisões.

3. REGULAÇÃO PROFISSIONAL

A Lei nº 5.194/66 regula o exercício das profissões de engenheiro, de arquiteto e de engenheiro agrônomo.

A Lei nº 5.524/68 dispõe sobre a profissão de técnico industrial e agrícola de nível médio.

O sistema Confea/Crea (Conselho Federal / Regional de Engenharia) em sua resolução 1010/05 dispõe sobre a regulamentação da atribuição de títulos profissionais, atividades, competências e caracterização do âmbito de atuação dos profissionais inseridos no Sistema Confea/Crea, para efeito de fiscalização do exercício profissional.

4. PROJETO DE INSTRUMENTAÇÃO

Podemos definir o projeto de instrumentação e automação como um conjunto de documentos de engenharia, normatizados, que representa de forma gráfica e escrita os elementos necesários à construção de unidades industriais automatizadas e/ou instrumentadas.

5. NORMALIZAÇÃO E NORMAS

A ABNT esclarece abaixo algumas definições sobre este tema.

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ABNT: Fundada em 1940, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no país, fornecendo a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro;

Normalização: Atividade que estabelece, em relação a problemas existentes ou potenciais, prescrições destinadas à utilização comum e repetitiva, com vistas à obtenção do grau ótimo de ordem, em um dado contexto;

Norma: Documento estabelecido por consenso e aprovado por um organismo reconhecido, que fornece, para uso comum e repetitivo, regras, diretrizes ou características para atividades ou seus resultados, visando à obtenção de um grau ótimo de ordenação em um dado contexto;

Regulamento técnico: Regulamento que estabelece requisitos técnicos, seja diretamente, seja pela referência ou incorporação do conteúdo de uma norma, de uma especificação técnica ou de um código de prática. Um regulamento técnico pode ser complementado por diretrizes técnicas, estabelecendo alguns meios para obtenção da conformidade com os requisitos do regulamento, isto é, alguma prescrição julgada satisfatória para obter conformidade;

Níveis de normalização: De forma sistematizada, a normalização é executada por organismos que contam com a participação de todas as partes interessadas (produtores, consumidores, universidades, laboratórios, centros de pesquisas e Governo). Um organismo de normalização tem como principal função a elaboração, aprovação e divulgação de normas, que devem ser colocadas à disposição do público.

Organismo nacional de normalização é o organismo reconhecido para executar o processo de normalização em nível nacional. Nessa condição, ele é indicado para ser membro da correspondente organização internacional e regional de normalização.

São exemplos de organismos nacionais de normalização reconhecidos em seus respectivos países:

Alemanha – Deutsches Institut für Normung (DIN);

Argentina – Instituto Argentino de Normalización y Certificación (IRAM);

Brasil – Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT);

Canadá – Standards Council of Canada (SCC);

Espanha – Associación Española de Normalización y Certificación (AENOR).

Organização regional de normalização é aquela que congrega organismos nacionais de normalização reconhecidos por cada país situado em uma mesma área geográfica, política ou econômica.

São exemplos de organizações regionais de normalização:

Comité Europeén de Normalisation (CEN), um organismo que promove a harmonização voluntária de normas técnicas, na Europa;

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Comité Europeén de Normalisation Eletrotechnique (CENELEC), uma associação civil, integrada por organismos nacionais no âmbito europeu que opera exclusivamente no campo eletrotécnico;

Comissão Pan-americana de Normas Técnicas (COPANT), uma associação civil, que congrega hoje os países das três Américas, além da participação dos organismos nacionais de normalização da Espanha (AENOR), França (AFNOR), Itália (UNI) e Portugal (IPQ); a ABNT representa o Brasil nesse foro.

Nas organizações internacionais de normalização a participação é aberta a todos os organismos de normalização nacionais existente no mundo. Entre as principais organizações internacionais de normalização podem ser citadas:

International Organization for Standardization (ISO), uma organização não governamental integrada por organismos nacionais de normalização de 157 países, contando com um representante por país; a ABNT é a representante do Brasil;

International Electrotechnical Commission (IEC), uma federação mundial integrada por 68 organismos nacionais de normalização, contando com um representante por país, atuando especificamente na normalização internacional no campo da eletricidade, eletrônica; o representante brasileiro é a ABNT, que conta com o Comitê Brasileiro de Eletricidade Industrial (COBEI) para sua representação.

6. NORMAS DE DESENHO TÉCNICO

As elaborações de documentos técnicos normatizados devem obedecer às regras contidas nas normas de desenho e representação gráfica da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). O projetista deve, obrigatoriamente, conhecer normas de desenho para uma perfeita representação daquilo que está sendo projetado. O desenho deve ser emitido em uma linguagem universal e sua simbologia deve estar prevista em normas.

6.1 APRESENTAÇÃO DO DESENHO

O desenho deve ser apresentado conforme a norma NBR-10582 (Apresentação da folha para desenho técnico).

A figura 1 mostra como os espaços devem ser utilizados na folha de desenho.

Figura 1 – Espaço para desenho Fonte: ABNT – NBR 10582

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A figura 2 mostra como os textos devem ser apresentados no formato.

Figura 2 – Espaço para texto Fonte: ABNT – NBR 10582

6.2 TAMANHO DO DESENHO

O desenho deve ter seus formatos apresentados conforme a norma NBR-10068 (Folha de desenho - Leiaute e dimensões).

A figura 3 mostra a combinação de formatos da série A.

Figura 3 – Formatos série A Fonte: ABNT – NBR 10068

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A tabela 1 mostra os tamanhos padronizados de formatos série A

6.3 REPRESENTAÇÃO DO DESENHO

O desenho deve ser representado conforme os princípios da norma NBR-10067 (Princípios gerais de representação em desenho técnico).

A figura 4 mostra uma vista de uma peça e a representação de seus cortes.

6.4 COTAGEM E DIMENSÕES DO DESENHO

O desenho deve ser cotado conforme a norma NBR-10126 (Cotagem em desenho técnico).

Figura 4 – Vista e Cortes Fonte: ABNT – NBR 10067

Tabela 1 – Tamanhos dos formatos série A

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A figura 5 nos mostra uma peça cotada.

6.5 DESENHO TÉCNICO

Os termos empregados em desenho técnico deve seguir a norma NBR-10647 (Desenho técnico).

6.6 DOBRAGEM E CÓPIA

Os desenhos após plotados em escala devem ser dobrados conforme a NBR-13142 (Desenho técnico - Dobramento de cópia).

A figura 6 nos mostra um exemplo de dobragem de cópia.

Figura 5 – Cotas Fonte: ABNT – NBR 10126

Figura 6 – Dobragem de cópia de formato A0 Fonte: ABNT – NBR 13142

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6.7 ESCALA EM DESENHO TÉCNICO

As escalas utilizadas em desenho técnico devem seguir as orientações contidas na norma NBR-8196 (Emprego de escalas em desenho técnico).

A Tabela 2 nos mostra este exemplo.

6.8 ESCRITA EM DESENHO TÉCNICO

A escrita em desenho técnico deve seguir as orientações contidas na norma NBR-8402 - Execução de caracteres para escrita em desenhos técnicos – Procedimento.

A figura 7 ilustra a forma de escrita.

Tabela 2 – Escalas Fonte: ABNT – NBR 8196

Figura 7 – Forma de escrita Fonte: ABNT – NBR 8402

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6.9 TIPOS DE LINHAS E LARGURAS EM DESENHO TÉCNICO

As linhas utilizadas nos desenhos, mesmo em CAD, devem seguir as orientações contidas na norma NBR-8403 - Aplicação de linhas em desenhos – Tipos de linhas - Larguras das linhas.

A figura 8 ilustram estas linhas.

6.10 OUTRAS NORMAS NBR APLICÁVEIS AO DESENHO TÉCNICO

NBR-8404 – Indicação do estado de superfícies em desenho técnico;

NBR-11534 – Representação de engrenagem em desenho técnico;

NBR-12298 – Representação de áreas de corte por meio de hachurias em desenho técnico;

NBR-13963 – Móveis para escritório – Móveis para desenho - Classificação e características físicas e dimensionais;

NBR-14611 – Desenho técnico – Representação simplificada em estruturas metálicas;

NBR-8993 – Representação convencional de partes roscadas em desenho técnico;

NBR-6158 – Sistema de tolerâncias e ajustes;

NBR-6409 – Tolerâncias geométricas – Tolerâncias de forma, orientação, posição e

batimento - Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenho;

NBR-7191 – Execução de desenhos para obras de concreto simples ou armado.

7. NORMAS DE PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO

O projeto de instrumentação deve seguir as determinações das normas ABNT e da ISA (The International Society of Automation) além de outras normas aplicáveis.

Figura 8 – Tipos de linhas Fonte: ABNT – NBR 8403

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7.1 SIMBOLOGIA UTILIZADA EM PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO

O projeto deve seguir a codificação e simbologia constante na norma ISA 5.1 (Instrumentation Symbols and Identification) e ISA 5.3 (Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation, Logic and Computer Systems).

A Norma ISA 5.1 (Instrumentation Symbols and Identification) padroniza as letras para o tagueamento de instrumentos.

Figura 9 – Simbologia de vazão Fonte: ISA

Figura 10 – Letras identificadoras Fonte: ISA

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7.2 DIAGRAMA LÓGICO

O diagrama lógico deve seguir a padronização constante na norma ISA 5.2 (Binary Logic Diagrams for Process Operations)

7.3 DIAGRAMA DE MALHAS

O diagrama de malhas deve seguir a padronização constante na norma ISA 5.4 (Instrument Loop Diagrams).

Figura 12 – Diagrama de malhas Fonte: ISA

Figura 11 – Portas lógicas “and” e “or” Fonte: ISA

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7.4 FLUXOGRAMAS

O fluxograma de engenharia deve seguir a padronização constante na norma ISA 5.5 (Graphic Symbols for Process Displays).

7.5 FOLHAS DE DADOS

As folhas de dados devem ser emitidas conforme a padronização constante da norma ISA S20 (Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments, Primary Elements, and Control Valves).

Figura 13 – Símbolo de bomba Fonte: ISA

Figura 14 – Folha de dados de uma válvula de controle Fonte: ISA

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7.6 OUTRAS NORMAS APLICÁVEIS

ISA 75.01 - Flow Equations for Sizing Control Valves;

ISA 75.05 - Control Valve Terminology;

ISA 75.11 - Inherent Flow Characteristic and Rangeability of Control Valves;

ISA 75.13 - Method of Evaluating the Performance of Positioners with Analog Input Signals and Pneumatic Output;

ISA 75.17 - Control Valve Aerodynamic Noise Prediction;

ISA 75.19 - Hydrostatic Testing of Control Valves;

FCI 70-2 - Control Valve Seat Leakage;

API RP 553 - Refinery Control Valves;

API STD 598 - Valve Inspection and Testing;

ISA RP 75.23 - Considerations for Evaluating Control Valve Cavitation;

MSS SP-72 - Ball Valves with Flanged or Butt-Welding Ends for General Service;

API 551 - Process Measurement Instrumentation (Norma de instalação);

ISA 75.22 - Face-to-Centerline Dimensions for Flanged Globe-Style Angle Control Valve Bodies (ANSI Classes 150, 300, and 600);

ABNT NBR IEC 60079-0 - Atmosferas Explosivas - Parte 0: Equipamentos - Requisitos Gerais;

ABNT NBR IEC 60529 - Grau de Proteção para Invólucros de Equipamentos Elétricos (Código IP).

8. ETAPAS DE UM PROJETO

As etapas normais em um projeto são: Conceitual, Básico, FEED e Executivo.

O projeto conceitual normalmente é concebido pelo cliente e entregue para a empresa de engenharia elaborar o projeto como um todo. Após recebimento do projeto conceitual, entramos na fase de elaboração do projeto básico. Alguns clientes elaboram o FEED (Front-End Engineering Design), que é um pré-executivo, permitindo assim realização da licitação da obra. O projeto básico é composto dos seguintes documentos: Fluxogramas de engenharia e processo, arranjos gerais, folhas de dados de processo, matriz de causa e efeito, descritivo da lógica de automação, folhas de dados de grandes equipamentos, listas preliminares de material, arquiteturas de sistema de automação, diagrama unificlar simplificado, memorial descritivo preliminar de serviços. Após aprovação do projeto básico pelo cliente se inicia a fase de projeto executivo. Os documentos do projeto executivo são: Lista de documentos, critérios de projeto de instrumentação, lista de instrumentos, lista de cabos, lista de pontos de ajustes, lista de entradas e saídas, detalhes de instalação, plantas de instrumentação, diagramas de malha, diagrama lógico, diagrama de

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interligação, folhas de dados de instrumentos, memórias de cálculo, lista de material, memorial descritivo de serviços, arranjo de salas de controle, lista de cargas elétricas e parecer técnico entre outros.

9. FLUXO DE UM PROJETO

Mostramos abaixo um fluxo de projeto de instrumentação.

10. DOCUMENTOS DE UM PROJETO

Os documentos de projeto a serem emitidos em um projeto de instrumentação e processo devem obedecer a tres etapas: Conceitual, Básico e Executivo. A Petrobras utiliza as normas N-1882 e N-1883 para servir de guia na elaboração de projeto e especificação de instrumentos.

10.1 CONCEITUAL

Nesta etapa são emitidos apenas os documentos conceituais que são: memorial descritivo do empreendimento envolvendo todas as disciplinas de engenharia quando aplicáveis (Processo, Civil, Elétrica, Mecânica, Instrumentação e Tubulação), fluxogramas de engenharia e processo conceituais, listas preliminares

Figura 15 – Fluxo Fonte: Senai Campinas

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e estimativa de custo preliminar. Nesta etapa deve ser emitido o menor número possível de desenhos/documentos.

10.2 BÁSICO

O projeto básico engloba os seguintes documentos: Lista de instrumentos, fluxogramas de engenharia, folhas de dados de processo, estimativa preliminar de custos, arranjos preliminares, memorial descritivo do processo, diagrama unifilar preliminar, arquitetura de sistema de automação entre outros.

10.3 EXECUTIVO

Lista de documentos, critérios de projeto de instrumentação, lista de instrumentos, lista de cabos, lista de pontos de ajustes, lista de entradas e saídas, detalhes de instalação, plantas de instrumentação, diagramas de malha, diagrama lógico, diagrama de interligação, folhas de dados de instrumentos, memórias de cálculo, lista de material, memorial descritivo de serviços, arranjo de salas de controle, lista de cargas elétricas e parecer técnico entre outros

10.4 EMISSÃO E REVISÕES

Normalmente os documentos de engenharia são emitidos tomando-se como base as normas de desenho da ABNT citadas neste documento. Alguns clientes padronizam a numeração, os formulários e as revisões visando um melhor controle dos documentos de projeto. No caso da Petrobras a numeração, os formulários e as revisões são padronizadas nas norma N-1710, N-381 e N-2064 respectivamente.

11. ELABORAÇÃO DOS DOCUMENTOS DE PROJETO

11.1 REFERÊNCIA

Documentos que devem ser consultados para elaboração do projeto de instrumentação. Estes documentos são emitidos por outras disciplinas dentro das empresas de engenharia.

11.1.1 ESPECIFICAÇÃO DE MATERIAL DE TUBULAÇÃO – “PIPE SPEC”.

O pipe spec deve ser consultado no desenvolvimento do projeto de instrumentação. O pipe spec é emitido pelos clientes das empresas de engenharia. Quando solicitado a empresa de engenharia poderá elaborar este documento. Alguns clientes também padronizam materiais de tubulação de instrumentação como é o caso da Petrobras em sua norma interna N-1931 (materiais de tubulação para instrumentação). Vide figura 16 e anexo 1.

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O pipe spec deve conter todos os dados necessários à compra de materiais de tubulação e citar as normas aplicáveis além de conter anexos de instalação em alguns casos. Como exemplos podemos citar os apêndices da padronização Petrobras ET-200.

11.1.2 PLANTA DE TUBULAÇÃO.

A planta de tubulação com a locação de instrumentos e válvulas servirá de base para elaboração da planta de instrumentação. Esta deverá ser executada na mesma escala da planta de tubulação. Vide anexo 34.

11.1.3 PLANTA DE CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS - ELÉTRICA

A planta de classificação de áreas é um documento emitido pelos setores de elétrica e processo. De posse deste documento e da classificação ali contida é definido o tipo de material (e proteção) elétrico a ser utilizado nos projetos de instrumentação.

Norma aplicável na elaboração da planta de classificação de áreas: IEC 79-10 (Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres - Part 10: Classification of Hazardous Areas). Vide anexo 3.

O projetista de instrumentação em relação à plantas de classificação de áreas deverá entender o conceito de classificação de áreas e a partir disto definir o tipo de invólucro adequado. Anexo 6 e Anexo 7.

Figura 16 – pipe spec Fonte: Petrobras

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11.1.4 PLANTA DE DRENAGEM - CIVIL

Documento que permite visualizar interferências em envelopes. Utilizado também para encaminhar a drenagem de caixas de concreto para passagem de cabos. Vide anexo 4.

11.1.5 PLANTA DE VENTILAÇÃO E AR CONDICIONADO

Conforme Petrobras a planta de ventilação e ar condicionado é o desenho que deve ser usado para informar no sistema de controle, alarmes relativos ao sistema de VAC, possibilitando ações e até paradas da unidade por falta de condições de sobrevivência .

11.1.6 RELATÓRIO DE HAZOP

O relatório de Hazop é um documento elaborado multidisciplinarmente com a participação dos representantes de diversas áreas (operação, projeto, segurança, manutenção e etc). O Hazop deve ser consultado e suas recomendações devem fazer parte do projeto executivo. Vide anexo 2.

11.1.7 MEMORIAL DESCRITIVO DE PROCESSO

O memorial descritivo de processo e seus anexos devem ser consultados e mostrar todas as informações necessárias ao desenvolvimento do projeto como um todo. Neste documento deve conter os dados das correntes dos fluidos envolvidos e os tipos principais de controle e intertravamentos.

Figura 17 – Tubulação Fonte: Petrobras

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11.1.8 RELATÓRIO DE MALHAS DE SEGURANÇA

O processo emite o relatório de classificação das malhas de segurança dentro da unidade industrial. A Petrobras utiliza sua norma interna N-2595. Normas IEC aplicáveis são IEC 61508 e IEC 61511. Vide anexo 5.

11.2 PROJETO CONCEITUAL

Documento emitido pelo cliente que descreve toda a solicitação de um empreendimento contendo anexos ilustrativos. O projeto conceitual, como normalmente é emitido pelo cliente e complementado pela empresa de engenharia, podemos citar como conceitual os seguintes documentos: Fluxogramas conceituais, listas de instrumentos e equipamentos preliminares, estimativas de custos e cronogramas.

11.3 PROJETO BÁSICO

O projeto básico deve ser elaborado após a aprovação pelo cliente do projeto conceitual. Listamos á frente os documentos que normalmente são emitidos nesta etapa de projeto.

11.3.1 ARQUITETURA DE SISTEMA

A arquitetura de automação é um documento que é emitido na fase de projeto básico pela automação e deve ser complementado na fase de projeto executivo.

Conforme Petrobras a arquitetura deve mostrar de forma simbólica os equipamentos principais do sistema (SDCD, CLP, PI, PES, STVM, STT, IHM, EMED, sistema analítico, unidades “pacotes” e outros), sua localização física e de que maneira se interligam. Neste documento devem estar claros os tipos de redes, os meios de comunicação e os protocolos utilizados.

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11.3.2 INSTRUMENTOS E SISTEMAS ESPECIAIS

Na fase de projeto básico deve ser emitido as FDs (Folhas de dados) de compra dos instrumentos, softwares e equipamentos especiais tais como: CLPs (controladores lógicos programáveis), STVMs (Sistemas de telecomando de válvulas), SDCDs (sistema de controle digital distribuído), sistema de supervisão, sistema de segurança e outros.

11.3.3 FLUXOGRAMA DE PROCESSO E ENGENHARIA

O Fluxograma de engenharia e o fluxograma de processo são documentos emitidos pela disciplina de processo. O fluxograma de engenharia é o documento consultado pela disciplina de instrumentação para geração do projeto básico e executivo.

A simbologia utilizada deve estar conforme a norma ISA 5.1. O fluxograma de engenharia deve ser emitido na fase de projeto básico e complementado na fase de projeto executivo.

Figura 18 – Arquitetura de automação Fonte: Senai Campinas

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11.3.4 DIAGRAMA DE CONTROLE DE PROCESSO

Documento emitido pela instrumentação e que conforme Petrobras conter detalhes das malhas de controle regulatório com uma definição clara das funções e cálculos envolvidos, sua interligação com outras malhas, cascatas e “bias”. Deve existir sempre que os fluxogramas de engenharia não consigam deixar a função da malha esclarecida e atender a norma ISA 5.1.

Figura 20 – Diagrama de controle de processo

Fonte: Petrobras

Figura 19 – Fluxograma Fonte: Petrobras

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11.3.5 MEMORIAIS DESCRITIVOS (SERVIÇOS E CONTROLE)

Na fase de projeto básico o setor de instrumentação deve emitir os memoriais descritivos das malhas de controle e o memorial descritivo preliminar de serviços. Petrobras informa que o memorial descritivo de serviços deve conter informações que permitam o entendimento do projeto de instrumentação/automação como um todo, o escopo de fornecimento de materiais, equipamentos e serviços e a descrição dos diversos elementos dos sistemas de instrumentação, individualmente, e que o memorial descritivo das malhas de controle deve conter explicações sobre o objetivo e forma de funcionamento das malhas de controle, bem como explicitar as equações, parâmetros e algoritmos a serem ajustados nas funções envolvidas nestas malhas. Complementa e pode ser complementado pelo diagrama de controle de processo.

11.3.6 CRITÉRIOS DE PROJETOS DE INSTRUMENTAÇÃO

Os critérios de projeto de instrumentação em alguns casos é emitido pelo cliente e seguido pela empresa de engenharia. Conforme Petrobras o critério de projeto deve ser emitido em formulário no formato A4 e conter os conceitos, normas e critérios para orientar a execução dos documentos do projeto de detalhamento.

11.3.7 LISTA PRELIMINAR DE INSTRUMENTOS

Documento contendo a listagem de todos os instrumentos do projeto organizada por malhas. Nesta fase preliminar ela é emitida pelo processo e complementada posteriormente pela instrumentação.

11.3.8 FOLHAS DE DADOS DE PROCESSO PARA INSTRUMENTOS

Documento contendo os dados operacionais dos instrumentos envolvidos no projeto.

11.3.9 MATRIZ DE CAUSA E EFEITO

Documento que mostra de forma matricial os intertravamentos. A matriz de causa e efeito deve mostrar as entradas (iniciadores) e as saídas (causas).

11.3.10 DIAGRAMA LÓGICO DE INTERTRAVAMENTO

Conforme Petrobras o diagrama lógico mostra o inter-relacionamento entre as ações e os eventos que devem ocorrer de forma automática e controlada pelo sistema. Também devem aparecer as seqüências automáticas de parada, partida ou manobras operacionais específicas. Deve ser representado através de portas lógicas conforme a norma ISA 5.2 As informações de uma mesma lógica devem

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estar contidas em uma mesma folha, facilitando a compreensão. O documento deve representar a lógica na sua forma mais simplificada. O anexo 1 nos mostra um modelo de diagrama lógico. O diagrama lógico pode ser emitido na fase de projeto básico e complementado na fase de projeto executivo.

11.4 PROJETO EXECUTIVO

Os documentos de projeto executivo devem ser emitidos logo após a aprovação do projeto básico pelo cliente. Listaremos à frente os documentos emitidos normalmente em projetos executivos e/ou projeto de detalhamento como é chamado.

11.4.1 CRONOGRAMA DE PROJETO

Documento emitido pelo setor de planejamento que detalha as fases na elaboração de um projeto executivo. O anexo 8 nos mostra um modelo de cronograma de projeto.

11.4.2 LISTA DE DOCUMENTOS DO PROJETO

Conforme consta na norma Petrobras N-1883 a lista de documentos deve conter todos os documentos que são emitidos para o projeto e campos para o número do documento, título, formato, revisão, propósito da emissão e data da emissão (última ou previsão). Vide anexo 9.

11.4.3 LISTA DE INSTRUMENTOS

Conforme consta na norma Petrobras N-1883 e N-2833 deve conter todos os instrumentos da unidade, inclusive instrumentos fornecidos com os equipamentos e pacotes. Os instrumentos devem ser listados por malha, em ordem alfabética e crescente. A lista de instrumentos deve ser elaborada no início do projeto e usada com ferramenta de controle de andamento do projeto, portanto deve ser revisada, após inclusão ou exclusão de instrumentos, emissão ou cancelamento de documentos, ou quando necessário. Os documentos somente devem ser lançados na lista após sua emissão. Funções lógicas/matemáticas configuráveis e tagueadas devem ser indicadas na lista. Anexo 10.

11.4.4 LISTA DE CABOS

A lista de cabos é um documento onde é mostrado todos os dados pertinentes aos cabos do projeto de instrumentação, nela deve constar o tipo do cabo, o tag, a origem o destino, formação, bitola e etc. Vide anexo 11.

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11.4.5 LISTAS DE MATERIAIS

A lista de material (ou RM) deve conter os materiais de um projeto de instrumentação. É importante que a lista de material seja emitida separada por família, por exemplo: materiais mecânicos, elétricos, pneumáticos, suportes e etc. A lsita de material deve conter a especificação completa do material, normas aplicáveis, bitola, quantidades, métodos de fabricação entre outros. Anexo 12.

11.4.6 LISTA DE PONTOS DE AJUSTES

Conforme Petrobras, N-1883, a lista deve ser emitida em formulário no formato A4. Deve conter o “tag” do instrumento, a faixa de medição do processo, o “range” do instrumento, o tipo de alarme (se for o caso) e o valor do ajuste, em unidades de engenharia e percentagem do “range”. Devem estar nesta lista todos os instrumentos que tenham algum tipo de calibração e os que possuam alarme configurado em sistemas de supervisão, controle ou segurança. Anexo 13.

11.4.7 LISTA DE ENTRADAS E SAÍDAS

A lista de entradas e saídas deve ser emitida por equipamento ou painel de CLP, SDCD, PES entre outros. Anexo 14.

Figura xx – CLP

Fonte: http://www.eletronica24h.com.br/artigos/CLP/CLP01.htm

11.4.8 LISTA DE COMUNICAÇÃO

Deve conter todos os dados que são trocados por cada via de comunicação entre equipamentos (SDCD, CLP, PES e outros) por meio digital. As informações devem ser agrupadas conforme o tipo de acordo com a organização do meio de comunicação, tendo, no mínimo, os seguintes campos: a) “tag”; b) função; c) endereço lógico.

11.4.9 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

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Para os instrumentos não previstos na padronização de folha de dados deve ser emitido uma especificação técnica. Normalmente se emite uma especificação técnica para sistemas especiais, SDCD, STVM, CLPs e sempre que um sistema a ser comprado envolver serviços. Anexo 16.

11.4.10 MEMÓRIAS DE CÁLCULOS

A memória de cálculo nos mostra como são dimensionados os elementos primários de vazão, orifícios de restrição, válvulas de segurança e válvulas de controle. Anexo 17.

11.4.11 DIAGRAMA DE INTERLIGAÇÃO ELETROELETRÔNICA

Diagrama que mostra de forma ordenada os cabos e bornes de um projeto. Deve constar no diagrama além do tag dos cabos as caixas de junção e painéis envolvidos (CLP, SDCD e etc). Anexo 18.

11.4.12 PLANTAS DE INSTRUMENTAÇÃO

A planta de instrumentação deve ser elaborada tomando como base a planta de tubulação. Deve ser executada na mesma escala da planta de tubulação.

A locação original dos instrumentos em linha ou em equipamentos é feita pela tubulação.

A partir de plantas de civil também se elabora plantas de instrumentação, tais como: plantas de sala de controle, sala de painéis, plantas com tanques de concreto e caixas de separação, entre outras.

Para um conjunto de plantas de uma unidade deve ser elaborado a planta chave.

A planta de instrumentação deve mostrar os cabos de instrumentos, eletrodutos, caixas, conduletes, multicabos, elevações, caixas de junção entre outros.

Anexo 19. As plantas devem seguir a legenda da norma Petrobras N-298.

11.4.13 DIAGRAMAS DE MALHAS

O diagrama de malhas deve ser elaborado tomando-se como base a norma ISA 5.4. No diagrama de malhas deve ser mostrado a malha como um todo. Todos os instrumentos de uma malha “loop” deve ser mostrado na folha do diagrama de malhas, por exemplo: a válvula de controle, o controlador, os bornes, caixas de junção, cabos, origem e destino dos cabos. O diagrama de malhas deve mostrar claramente o entendimento do funcionamento de cada malha no processo.

Anexo 20.

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11.4.14 DETALHES DE INSTALAÇÃO

Os detalhes de instalação devem ser emitidos separados em quatro tipos: Processo, pneumático, elétrico e suporte.

Processo: Instrumentos que estão ligados diretamente ao processo (linha ou equipamento) normalmente com partes molhadas. Para a listagem de materiais dos detalhes deve ser levado em consideração o “pipe spec” das linhas e equipamentos.

Suporte: Instrumentos que precisam ser suportados para permitir acesso à leitura do “display” dos mesmos. Também é possível mostrar suportes de caixas de junção e suportes especiais. Deve ser levado em consideração os materiais empregados e a condição atmosférica da área de instalação.

Pneumático: Mostra as interligações pneumáticas dos instrumentos, por exemplo: válvulas de controle com atuador pneumático.

Elétrico: Mostra as interligações elétricas dos instrumentos. È preciso levar em conta a classificação de áreas neste casos.

O formulário é padronizado por Norma Petrobras.

Anexos 21, 22, 23 e 24.

11.4.15 DIAGRAMAS FUNCIONAIS

Os diagramas funcionais de elétrica precisam ser consultados pela instrumentação. Os diagramas funcionais de instrumentação são emitidos e/ou revisados quando os projetos envolvem lógicas a relé. Anexo 25. Os diagramas funcionais seguem as legendas das normas ABNT. Utilizar a norma Petrobras N-0898.

11.4.16 LISTA DE CARGAS ELÉTRICAS DE INSTRUMENTAÇÃO

A lista de cargas elétricas para a instrumentação deve ser elaborada pela instrumentação e entregue ao setor de elétrica. Nesta lista deve constar todas as cargas de instrumentação envolvidas no projeto (AC e DC). Anexo 26.

11.4.17 FOLHA DE DADOS DE INSTRUMENTOS

As folhas de dados dos instrumentos devem conter todos as informações necessárias à aquisição dos instrumentos. As folhas de dados ou FDs são elaboradas tomando como base a norma ISA 20. Esta norma detalha como deve ser preenchido cada campo da FD.

Anexo 27. ISA 20. Folhas de Dados. Modelo de uma FD. ISA TR 20.

11.4.18 REQUISIÇÃO DE MATERIAL

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A requisição de material ou RM deve ser elaborada para permitir a compra do instrumento. A RM não detalha “nada” técnico e sim comercial. A RM mostra as condições de fornecimento, documentos solicitados, etapas de entrega e serviços associados. Formulário padronizado pela norma interna Petrobras N-2833.

Anexo 28. N-2833.

11.4.19 PARECER TÉCNICO

O parecer técnico (patec) é um documento emitido após a conclusão do projeto executivo durante a fase de suprimento.

Anexo 29. Parecer Técnico.

11.4.20 ANÁLISE DE DOCUMENTO DE FABRICANTE

Os documentos de fabricante (solicitados em RM) são analisados e aprovados pela empresa de engenharia logo após a fase de emissão de Patec. Etapa de suprimento. Após aprovação dos documentos nesta etapa o fabricante deve emitir o documento final certificado com o carimbo “desenho certificado”.

Anexo 30. Documentos de fabricante.

11.4.21 MANUAIS DE FABRICANTES

Os manuais de fabricante são solicitados nas RMs de instrumentos e devem fazer parte do livro final de projeto, quando solicitado na etapa de suprimento.

Anexo 31. Manual.

11.4.22 CERTIFICADOS

Os certificados de calibração e conformidade quando aplicáveis, são solicitados em RMs e fazem parte do livro final de projeto na etapa de suprimento.

Anexo 32. Certificados de Conformidade. Certificados de calibração.

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12. INTERFACES MULTIDISCIPLINARES

12.1 INSTRUMENTAÇÃO X PROCESSO;

A interface entre as disciplinas de instrumentação e processo ocorrem logo no início de cada projeto e durante toda a realização do mesmo. No início esta interface ocorre em função de ter que se tomar conhecimento do projeto como um todo e durante por conta de possíveis alterações no fluxograma de engenharia.

A disciplina de processo deve fornecer para a disciplina de instrumentação os documentos de referência que permitirá elaboração do projeto como um todo, ou seja, os fluxogramas de engenharia, o memorial descritivo de processo e as folhas de dados de processo para instrumentos. Se faz necessário uma reunião inicial entre as partes para esclarecimento de dúvidas acerca do funcionamento do sistema.

12.2 INSTRUMENTAÇÃO X TUBULAÇÃO;

A interface entre a disciplina de tubulação se dá quando a tubulação fornece as plantas de tubulação locando os instrumentos de processo. O anexo 33 mostra como esta interface deve ser feita.

12.3 INSTRUMENTAÇÃO X MECÂNICA;

A interface com a disciplina mecânica ocorre com os instrumentos instalados em equipamentos. Exemplo: visor de nível em vasos, chave de nível em tanques entre outros. As especificações e os detalhes de instalação de instrumentos devem estar de acordo com o projeto do equipamento. Vide anexo

12.4 INSTRUMENTAÇÃO X ELÉTRICA;

A instrumentação deve fornecer à elétrica a lista de cargas dos instrumentos e painéis envolvidos no projeto. A elétrica dimensiona e especifica os painéis alimentadores, “no-break”, baterias e etc. Cabe à instrumentação especificar os painéis de CLP, SDCD, Sistemas e etc. Caso seja necessário no projeto painéis específicos de instrumentação em corrente contínua ou alternada, estas cargas devem ser explicitadas na lista de cargas. A instrumentação e elétrica devem chegar a um acordo até onde vai o limite de bateria de cada disciplina. Em alguns casos e conforme a padronização do cliente, a alimentação de instrumentos de campo em CA consta no projeto elétrico. A instrumentação fornece a locação destes instrumentos e painéis e o setor de elétrica projeta os devidos alimentadores. Alimentação de instrumentos em CC é escopo da instrumentação.

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12.5 INSTRUMENTAÇÃO X CIVIL;

A interface entre a disciplina instrumentação e civil envolve basicamente instrumentos instalados em tanques de concreto, construção de salas de controle e abrigo de painéis entre outros. A civil também é responsável por detalhar caixas de passagem de cabos e envelopes de concreto.

12.6 INSTRUMENTAÇÃO X SUPRIMENTOS

A interface com este setor visa a realização de parecer técnico e análise de documentos de fornecedor.

13. PLANEJAMENTO

Toda atividade dentro de uma empresa de engenahria é regida pelo setor de planejamento. Isto envolve inicio do projeto, acompanhamento de etapas num projeto, programação de emissão de documentos e previsão de faturamento. A instrumentação envia ao planejamento uma lista preliminar de documentos de um determinado projeto. O planejamento é responsável por enviar de forma planejada esta lista ao cliente.

14. LISTA DE SIGLAS EMPREGADAS

CLP - Controlador Lógico Programável; O mesmo que CP ou PLC;

CV - Coeficiente de Vazão;

EMED - Estação de Medição;

HAZOP - “Hazardous Operability” (Análise de Risco);

IHM - Interface Homem-Máquina;

PES - “Programmable Electronic System” (Sistema Eletrônico Programável);

PI - “Plant Information”;

SDCD - Sistema Digital de Controle Distribuído;

SIS - Sistema Instrumentado de Segurança;

STT - Sistema de Telemetria de Tancagem;

STVM - Sistema de Telecomando de Válvulas Motorizadas;

VAC - Ventilação e Ar Condicionado.

15. LISTA DE ANEXOS

Anexo 1 - Pipe spec

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Anexo 2 - Folha de Hazop Anexo 3 - Planta de classificação de áreas

Anexo 4 - Planta de drenagem Anexo 5 - Relatório de classificação de malhas de segurança Anexo 6 - Conceito de Zonas Anexo 7 - Tipos de proteção Ex Anexo 8 - Cronograma de projeto Anexo 9 - Lista de documentos do projeto Anexo 10 - Lista de instrumentos Anexo 11 - Lista de cabos Anexo 12 - Lista de materiais Anexo 13 - Lista de pontos de ajustes Anexo 14 - Lista de entradas e saídas Anexo 15 - Lista de comunicação Anexo 16 - Especificações técnicas Anexo 17 - Memoriais de cálculo Anexo 18 - Diagrama de interligação eletroeletrônica Anexo 19 - Plantas de instrumentação Anexo 20 - Diagrama de malhas Anexo 22 - Detalhes de instalação pneumática Anexo 23 - Detalhes de instalação ao processo Anexo 24 - Detalhes de instalação de suporte Anexo 25 - Detalhes de instalação elétrica Anexo 26 - Lista de cargas elétricas de instrumentação Anexo 27 - Folhas de dados de instrumentos Anexo 28 - Requisição de material Anexo 29 - Parecer técnico Anexo 30 - Análise de documentos de fornecedor Anexo 31 - Manuais de fabricantes Anexo 32 - Certificados de calibração e conformidade Anexo 33 - Interface instrumentação x tubulação Anexo 34 - Planta de tubulação Anexo 35 - Válvula de controle Anexo 36 - Chave de nível Anexo 37 - Visor de nível Anexo 38 - Transmissor Anexo 39 - Radar Anexo 40 - Manometro

16. REFERÊNCIAS

BEGA, Egídio Alberto; et al. Instrumentação Industrial, 2ed. Interciência, 2006. 583p. MASONEILAN, Dresser Industries Inc. Masoneilan Control Valve Sizing Hand Book, 2000.

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MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio de Lauro. Engenharia de Automação Industrial. Rio de Janeiro: LTC, 2001. OGATA, Katsuhiko, Engenharia de Controle Moderno. São Paulo: Person Education do Brasil, 2001 PETROBRAS, Petróleo Brasileiro S.A., N-1882: critérios para elaboração de projetos de instrumentação, 2004. PETROBRAS, Petróleo Brasileiro S.A., N-1883: apresentação de projetos de instrumentação, 2005. SENAI, Departamento Regional do Espírito Santo. Instrumentação: elementos finais de controle, 1999. SIGHIERI, Luciano; NISHINARI, Akiyoshi. Controle Automático de Processos Industriais – Instrumentação. Edgard Blucher Ltda, 1973. RIBEIRO, Marco Antônio. Instalações Elétricas em Áreas Classificadas. Salvador: Tek, 2004. PETROBRAS, Petróleo Brasileiro S.A., Instruções gerais para instalações em atmosferas explosias em plataformas marítimas de exploração e produção. 2009. ABNT. Disponível em <http://www.abnt.org.br/m2.asp?cod_pagina=963>, acesso em 12/07/2011.

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17. ANEXOS

17.1 ANEXO 1 – PIPE SPEC

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17.2 ANEXO 2 – FOLHA DE HAZOP

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17.3 ANEXO 3 - PLANTA DE CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS

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17.4 ANEXO 4 - DRENAGEM

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17.5 ANEXO 5 – RELATÓRIO DE CLASSIFICAÇÃO DE MALHAS DE SEGURANÇA

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17.6 ANEXO 6 – CONCEITO DE ZONAS

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17.7 ANEXO 7 – TIPOS DE PROTEÇÃO

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17.8 ANEXO 8 – CRONOGRAMA DE PROJETO

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17.9 ANEXO 9 – LISTA DE DOCUMENTOS

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17.10 ANEXO 10 – LISTA DE INSTRUMENTOS

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17.11 ANEXO 11 – LISTA DE CABOS

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17.12 ANEXO 12 – LISTA DE MATERIAIS

17.13 ANEXO 13 – LISTA DE PONTOS DE AJUSTES

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17.14 ANEXO 14 – LISTA DE ENTRADAS E SAÍDAS

17.15 ANEXO 15 – LISTA DE COMUNICAÇÃO ?

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17.16 ANEXO 16 – ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

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17.11 ANEXO 17 – MEMORIAIS DE CÁLCULO

17.18 ANEXO 18 – DIAGRAMA DE INTERLIGAÇÃO

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17.19 ANEXO 19 – PLANTAS DE INSTRUMENTAÇÃO

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17.20 ANEXO 20 – DIAGRAMA DE MALHAS

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17.21 ANEXO 21 – DETALHES DE INSTALAÇÃO PNEUM.

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17.22 ANEXO 22 – DET. INST. PROCESSO

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17.23 ANEXO 23 – DET. INST. SUPORTE

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17.24 ANEXO 24 – DET. INST. ELÉTRICA

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17.25 ANEXO 25 – DIAGRAMA FUNCIONAL

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17.26 ANEXO 26 – LISTA DE CARGAS ELÉTRICAS

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17.27 ANEXO 27 – FOLHAS DE DADOS

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17.28 ANEXO 28 – REQUISIÇÃO DE MATERIAL

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17.29 ANEXO 29 – PARECER TÉCNICO

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17.30 ANEXO 30 – ANÁLISE DE DOCUMENTOS DE FORN.

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17.31 ANEXO 31 – MANUAIS DE FABRICANTES

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17.32 ANEXO 32 – CERTIFICADOS DE CONFORMIDADE

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17.33 ANEXO 33 – INTERFACE TUBULAÇÃO X INSTR.

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17.34 ANEXO 34 – PLANTA DE TUBULAÇÃO

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17.35 ANEXO 35 – VÁLVULA DE CONTROLE VALTEK

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17.36 ANEXO 36

Cole Aqui

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17.37 ANEXO 37

Cole Aqui

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17.38 ANEXO 38

Cole Aqui

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17.39 ANEXO 39

Cole Aqui

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17.40 ANEXO 40

Cole Aqui

Documents

Apostila Automacao Instrumentacao Projetos