O que é um circuito hidráulico?

Um circuito hidráulico, ou esquema hidráulico, mostra a tubulação e componentes de um fluxo físico de processos. É geralmente usado no campo da engenharia.

Função e propósito dos circuitos hidráulicos

Um circuito hidráulico é fundamental para a manutenção e modificação do processo nele representado. Ao ser criado e elaborado, este tipo de diagrama fornece a base para o desenvolvimento de esquemas de controle de sistemas, como a análise de riscos, perigos e operabilidade (método HAZOP).

Em plantas de processamento, o diagrama é uma representação gráfica de:

• Detalhes importantes de engenharia de tubulação e instrumentação
• Esquemas de controle e paradas de produção
• Requisitos regulamentares e de segurança
• Início básico e informações operacionais

Quando usar circuitos hidráulicos e quem os usa

Os diagramas de circuito hidráulico são uma ilustração esquemática do relacionamento funcional de processos, instrumentação e componentes de equipamentos do sistema, usados no campo da instrumentação e controle ou da automação. Normalmente são criados por engenheiros na elaboração de um processo de manufatura de uma planta física.

Tais plantas geralmente requerem passos químicos ou mecânicos complexos, mapeados diagramas de circuito hidráulico para criar uma planta e manter sua segurança, em referência às Informações sobre a segurança do processo (ISP) dentro da área de Gestão da segurança de processos (PSM). Caso ocorra algum problema, recomenda-se consultar os esquemas hidráulicos. Estes esquemas são documentos de valor incalculável, seja para ajustar um processo existente, substituir peça de equipamento ou para orientar o design e implementação de uma nova planta. Com os dados fornecidos pelos diagramas, é possível planejar alterações de modo seguro e efetivo, usando a Gestão de mudanças (MOC).

Os esquemas hidráulicos são usados por técnicos de campo, engenheiros e operários para melhor entenderem o processo e de que forma a instrumentação está interconectada. Eles também são úteis no treinamento de colaboradores e empreiteiros.

Do que se tratam os esquemas hidráulicos? 

Os circuitos hidráulicos representam um papel fundamental no mundo da engenharia de processos, mostrando interconectividade, porém não necessariamente incluem especificações. As especificações são geralmente fornecidas em outros documentos. Entretanto, são incrivelmente úteis em diversas atividades, como para:

• Avaliar processos de obras
• Servir como base para programação de controle
• Desenvolver diretrizes e padrões para a operação da planta
• Apresentar documentos que expliquem como o processo funciona
• Fornecer uma linguagem em comum na discussão das operações da planta
• Criar e implementar discussões sobre segurança e controle
• Criar um esboço conceitual ou de uma planta de manufatura
• Formular recomendações de estimativas de custos, e projeções de equipamentos e processos

Qual a diferença entre um diagrama de fluxo do processo (PFD) e um circuito hidráulico (P&ID)?

Os detalhes de instrumentação variam com o grau de complexidade do design. Designs simplificados ou conceituais são chamados de diagramas de fluxo de processo (PFD). Um diagrama PFD mostra menos detalhes do que um diagrama P&ID e geralmente é o primeiro passo do processo de design, funcionando mais como uma visão geral. Já os diagramas de engenharia de tubulação e instrumentação (P&ID) são bem mais detalhados.

Quais são as limitações de um circuito hidráulico?

Uma vez que os circuitos hidráulicos são representações de processos, estes possuem algumas limitações inerentes. Não podem ser considerados modelos reais, pois não são necessariamente desenhados de acordo com escalas, nem acurados de modo geométrico. Também não há um padrão universal para estes diagramas, e por isso podem parecer diferentes entre empresas, ou mesmo dentro de uma mesma empresa, com base em normas internas, no tipo de sistema de software sendo usado e nas preferências da pessoa que os cria. Portanto, é importante criar o diagrama, e depois revisar a documentação que aborda detalhadamente os documentos de apoio.

Os documentos de apoio aos circuitos hidráulicos

Pelo fato dos esquemas hidráulico​s serem gráficos esquemáticos que proporcionam uma visão geral, é necessário documentos que esclareçam seus detalhes e especificações. Aqui estão alguns deles:

1. Diagramas de fluxo de processos (PFDs)

   . Os diagramas de circuito hidráulico se originam de diagramas PFDs. Um diagrama PFD é um retrato dos passos isolados de um processo em uma ordem sequencial. Elementos que podem ser incluídos são: sequência de ações, materiais ou serviços que entram ou saem do processo (entradas e saídas), decisões que devem ser feitas, pessoas a serem envolvidas, tempo envolvido em cada passo e/ou cálculos do processo.

2. Especificações de materiais do processo (PMS).

   . Aqui é onde você encontra os detalhes sobre materiais de construção, juntas, parafusos e acessórios.

3. Especificações de equipamentos e instrumentação (EIS)

   . Normas e detalhes considerados extensos demais para estarem nos circuitos hidráulicos encontram-se nas EIS, incluindo escopo, normas, códigos e especificações, definições e terminologia, materiais de construção, bases de design, mecânica/fabricação, garantias, testes e inspeções, documentação e remessa.

4. Especificações dos requisitos funcionais (FRS).

    A forma como a planta ou sistema operam é detalhada nas FRSs. Elas incluem a descrição funcional, a comunicação e a definição do escopo do processo.

 

O que um esquema hidráulico deve incluir?

Uma vez que não existem padrões exatos na maneira como os esquemas hidráulicos devem ser criados, há padrões sugeridos pelas práticas industriais de processos (PIP), um consórcio de proprietários de processos industriais e empreiteiros de construção e engenharia que trabalham na indústria. IMAGEM001: os critérios de documentação para o diagrama de processo e instrumentação descrevem o que um circuito hidráulico deve conter:

• Equipamentos mecânicos com nomes e números
• Todas as válvulas e suas identificações
• Tubulações de processos industriais, tamanhos e especificações
• Miscelânea – elementos de ventilação, drenos, acessórios especiais, linhas de amostragem, redutores, incrementadores e ferramentas de forjamento a frio
• Partidas de produção permanentes e linhas niveladas
• Direções do fluxo
• Referência de interconexões
• Entradas e saídas do controle, engates/intertravamentos
• Categoria sísmica
• Interfaces para alterações de classe
• Nível de qualidade
• Entradas de comunicados
• Entrada no computador do sistema de controle
• Interfaces de fornecedores e empreiteiros
• Identificação de componentes e subsistemas entregues por outros
• Sequência física planejada do equipamento
• Classificação ou capacidade do equipamento

O que um esquema hidráulico não deve incluir?

Detalhes mais aprofundados dos diagramas podem ser encontrados nos documentos de apoio, pois é ideal criar esquemas hidráulicos que forneçam claridade e não desorganização. Por este motivo, é desejável omitir:

• Válvulas integrais para instrumento
• Relés de controle
• Interruptores manuais
• Tubos e válvulas para instrumento primário
• Temperatura da pressão e dados do fluxo
• Tubos-cotovelo, conexões em T e acessórios de padrão similar
• Notas explicativas extensas

Caso use software para criar seus circuitos hidráulicos, existem alguns passos básicos a serem seguidos:

1. Crie e cheque uma lista de equipamentos. Use os símbolos encontrados na biblioteca após ter certeza dos itens de sua lista.
2. Conecte tubos e equipamentos e revise os detalhes junto a um colega de confiança. Avalie novamente o processo diversas vezes e fique atento às ineficiências.
3. Compartilhe com colaboradores.

Para mais detalhes e instruções, consulte o Tutorial de como fazer diagramas hidráulicos.  

Fundamentos na organização de circuitos hidráulicos

Sendo um documento de grande importância, um circuito hidráulico deve ser organizado em uma sequência lógica. Uma vez que muitas empresas, ou a maioria delas, estabelecem seus próprios padrões na organização de circuitos hidráulicos, é ideal imaginá-lo como capítulos de um livro ou cenas de um filme que se interconectam para contar a história de seu processo de engenharia. Ele deve fornecer uma ilustração resumida e fácil de entender de todos os equipamentos a serem incluídos no fluxo do processo, das informações e alertas sobre riscos, das medidas de segurança e falhas potenciais para que os erros possam ser minimizados ou eliminados. Ele ajudará no suporte ao desenvolvimento de procedimentos operacionais e de manutenção. Como um roteiro do processo, ele é uma forma de verificar se as mudanças podem ser feitas de modo seguro e efetivo usando a Gestão de mudanças.  

Diferentes tipos de circuitos hidráulicos

Existem tantos estilos e tipos diferentes de diagramas quanto existem empresas e produtos. Aqui estão dois exemplos:

Este exemplo mostra um sistema de fluxo de fluídos e define configurações mecânicas e de design existentes.

Um circuito hidráulico de vasos separadores trifásicos, que são componentes usados na indústria de gás e petróleo para separar diversos líquidos que fluem de poços.

Uma área padronizada dos circuitos hidráulicos são os símbolos de instrumentação, chave para podermos entendê-los. Os símbolos de instrumentação que aparecem em circuitos adotam as normas S5.1-1984 (R 1992) da ANSI/ISA. A adesão ao padrão S5.1 Símbolos de instrumentação e identificação da Sociedade de Instrumentação, Sistemas e Automação (ISA), garante um consistente meio de comunicação de instrumentação, controle e intenção de automação, independente do sistema, para que todos consigam compreender.

ISA S5.1 define quatro elementos gráficos: os instrumentos discretos, os de controle compartilhado/visor, de computador do processo e controlador lógico programável (CLP), agrupando-os em três categorias de localização (localização primária, localização auxiliar e montado em campo).

• Instrumentos discretos são representados por elementos circulares

  . Instrumentos de controle compartilhado/visor são círculos cercados por um quadrado. Computadores do processo são indicados por um hexágono e as funções do controlador lógico programável (CLP) são mostradas como um triângulo dentro de um quadrado.

• Uma barra única horizontal em qualquer um dos quatro elementos gráficos significa que a função reside na categoria de localização primária

  . Uma linha dupla indica uma localização auxiliar e a ausência de linha posiciona o aparelho ou função no campo. Aparelhos localizados atrás de um painel elétrico em algumas outras localizações inacessíveis são representados por uma linha horizontal tracejada.

• Combinações de letras e números aparecem dentro de cada elemento gráfico e combinações de letras são definidas pelo padrão ISA

  . Os números são atribuídos aos usuários e os esquemas variam. Algumas empresas usam uma numeração sequencial, outras vinculam o número do instrumento ao número da linha do processo e outras podem optar por adotar sistemas únicos, e às vezes até de numeração inusitada.

• A primeira letra define as variáves medidas ou iniciais

  . Exemplos incluem: Análise (A), Fluxo (F), Temperatura (T) etc., com o uso de letras sucessoras definindo as funções de leitura, funções passivas ou de saída, tais como Indicador (I), Registro (R), Transmissor (T) e assim por diante.

Seguem alguns exemplos de símbolos de circuitos hidráulicos.

Equipamento

O equipamento é composto por diversas unidades de P&ID que não se encaixam nas outras categorias. Este grupo inclui equipamentos, tais como compressores, esteiras, motores, turbinas, aspiradores e outros aparelhos mecânicos.

canalização

Uma tubulação é um tubo que transporta substâncias fluídas. A tubulação pode ser feita de vários materiais, incluindo metal e plástico. O grupo de tubulação pode ser feito de um ou diversos dutos, dutos de canais múltiplos, separadores e outros tipos de aparelhos de tubulação.

Reservatórios

Um vaso é um reservatório usado para armazenar fluídos. Ele pode também alterar as características do fluído durante a armazenagem. A categoria de vasos inclui tanques, cilindros, colunas, sacos e outros recipientes.

Trocadores de calor

Um trocador de calor é um aparelho projetado para transferir calor de modo eficiente de diferentes áreas ou meios. Esta categoria inclui caldeiras, condensadores e outros trocadores de calor.

Bombas

Uma bomba é um aparelho que utiliza sucção ou pressão para aumentar, comprimir ou mover fluídos para dentro ou fora de outros objetos. Esta seção abrange tanto bombas quanto ventiladores.

Instrumentos

Um instrumento é um aparelho que mede, e às vezes controla, quantidades, tais como fluxo, temperatura, ângulo ou pressão. O grupo de instrumentos abriga indicadores, transmissores, registros, controladores e elementos.

Válvulas

Uma válvula regula, direciona ou controla o fluxo de um fluído ao abrir, fechar ou obstruir parcialmente as passagens em um sistema de tubulação. Esta categoria inclui rotâmetros, orifícios e outros tipos de válvulas.

Você encontrará muito mais formas e símbolos comuns na legenda de símbolos do Lucidchart P&ID.

Há muitas ferramentas de software que possibilitam a criação de circuitos e diagramas. No entanto, existem critérios que podem tornar o circuito hidráulico mais eficiente, por exemplo: a adesão aos padrões ISA, a facilidade de uso, a habilidade de integrar o diagrama com outras ferramentas de produtividade e, o mais importante, em muitos casos, o poder de colaborar com outros membros de equipes e departamentos.

Por que Lucidchart é o melhor software para circuitos hidráulicos?

Lucidchart, a ferramenta para criar fluxogramas online, é usado no mundo todo para elaborar circuitos hidráulicos e muitos outros tipos de diagramas e gráficos. Com uma interface intuitiva e recursos colaborativos, é a melhor alternativa ao Visio online. Lucidchart foi projetado para ser intuitivo e potente, satisfazendo as necessidades dos engenheiros, para que seus projetos sejam conduzidos sem percalços para todos os envolvidos no processo de P&ID.

• Simples de usar

  : uma variedade de diagramações detalhadas resultem na criação de diagramas rápidos e precisos. E sendo que os símbolos do Lucidchart são baseados na norma ISA S5, seus esquemas hidráulicos serão bem-vindos em qualquer contexto profissional, favorecendo engenheiros e técnicos. A simplicidade da função “arraste e solte”, atalhos de teclado e elementos interativos fazem do Lucidchart o melhor software para a criação de circuitos hidráulicos.

• Integração completa

  : a criação de diagramas se encaixa perfeitamente em seu fluxo de trabalho. Como Lucidchart é integrado com G Suite, Google Drive, JIRA, Atlassian, Jive e outras ferramentas de alta produtividade, basta apenas abrir o software e criar.

• Permite a colaboração

  : opções-padrão de download – PNG, JPG, PDF, VDX – ou salve o diagrama em uma página segura de internet. Seu diagrama também pode ser integrado a qualquer site HTML. Nossa ferramenta com base na nuvem permite que colaboradores trabalhem juntos, resultando em projetos acurados e detalhados. Para economizar tempo e energia, o Lucidchart permite que você faça um esboço antecipado dos requisitos do diagrama. Use nosso recurso de colaboração em tempo real, como conversas em grupo e comentários, enquanto trabalha com clientes, engenheiros e designers.

• Importação/exportação do Visio

  : a sua equipe ainda usa o Microsoft Visio para criar designs de processos e instrumentação? Oferecemos o mesmo conjunto de formas, porém por um preço muito mais acessível. Basta importar seus documentos antigos do Visio para o Lucidchart e eles poderão ser editados instantaneamente.

Um caso prático mostra todo o valor do Lucidchart, para todo mundo

Não é pouca coisa, o Lucidchart pode ajudar a salvar o mundo. A água de lastros de navios é bastante prejudicial para o meio ambiente. Sua descarga geralmente contém espécies de moléstias não nativas, que podem causar extensos danos econômicos e ecológicos aos ecossistemas aquáticos.

Saiba como os circuitos hidráulicos do Lucidchart podem ajudar a manter saudáveis os nossos oceanos e vias navegáveis.