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8/16/2019 Relatório Vasos de Pressão
1/29
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
Centro de Tecnologia e Geociências
Departamento de Engenharia Mecânica
CARLOS HENR!"E DA SL#A
LEOM DE SO"$A SL#A
VASOS DE PRESSÃO: NORMA ASME, SEÇÃO VIII, DIVISÃO II
Reci%e&'()
8/16/2019 Relatório Vasos de Pressão
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CARLOS HENR!"E DA SL#A
LEOM DE SO"$A SL#A
VASOS DE PRESSÃO: NORMA ASME, SEÇÃO VIII, DIVISÃO II
Tra*alho re%erente + disciplina de #asos de
,ress-o do c.rso de Engenharia Mecânica da
"ni/ersidade 0ederal de ,ernam*.co1
orientado pelo pro%essor Adson 2eserra da
Sil/a3
Reci%e&'()
8/16/2019 Relatório Vasos de Pressão
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RESUMO
O c4digo para /asos de press-o ASME # 5,ress.re #essel 2oiler Code61 de%ine
/asos de press-o como sendo todos os reser/at4rios1 de 7.al7.er tipo1 dimens8es o.
%inalidade1 n-o s.9eitos a chama1 7.e contenham 7.al7.er %l.:do em press-o manom;trica
ig.al o. s.perior a (1'& o. s.*metidos + press-o e?terna3
#asos de press-o s-o e7.ipamentos amplamente .tili@ados em indstrias de
processo1 re%inarias de petr4leo1 petro7.:micas1 indstrias %armacê.ticas e aliment:cias3 Esses
e7.ipamentos de/em ser pro9etados de modo a e/itar as principais %alhas conhecidas3
O c4digo ASME Di/is-o ; o*rigat4rio para os /asos em ser/iBos c:clicos
5s.9eito + anlise de %adiga61 /asos de constr.B-o especial e /asos para ser/iBos m.itos
se/eros3
0oi reconhecido pelos Comitês do C4digo 7.e pode ser necessrio pro9etar /asos
com con%ig.raB8es o. condiB8es de operaB-o n-o con/encionais1 tais como operaB-o
altamente c:clica1 ser/iBos 7.e re7.erem alta con%ia*ilidade o. ser/iBo n.clear1 onde a
inspeB-o peri4dica ; m.itas /e@es di%:cil o. mesmo imposs:/el3 A necessidade de regras de pro9eto para tais /asos le/o. + preparaB-o da SeB-o e Di/is-o & da SeB-o #3
Palavras-chave #asos de press-o ASME Di/is-o 3
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ABSTRACT
The code %or ASME # press.re /essel 5,ress.re #essel 2oiler Code6 de%ines
press.re /essels as all containers o% anF tFpe1 si@e or p.rpose1 not s.*9ect to %lame1 containing
anF %l.id in ga.ge press.re e7.al to or greater than (3'& or s.*9ected to e?ternal
press.re3
,ress.re /essels are idelF .sed e7.ipment %or process ind.stries1 oil re%ineries1
petrochemical1 pharmace.tical and %ood ind.stries3 S.ch e7.ipment m.st *e designed to pre/ent the main
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SUM%RIO
( NTROD"IO............................................................................................5
& CARACTER$AIO DA NORMA ASME.........................................................6
&3( HSTJRCO..........................................................................................6
&3& D#SKES............................................................................................7
&3 A,LCA2LDADE................................................................................8
DESCRIO DOS MODELOS DE CLC"LO...................................................9
3( "NKES SOLDADAS.........................................................................11
&'('( Ta)ela (' De*++.es $e ca/e0#r+as $e s#l$as........................................12
&'('1 Ta)ela 1' De*++.es $e /+2#s $e s#l$as...............................................13
3& CLC"LO DA ES,ESS"RA DE ,AREDE ,ARA ,RESSIO NTERNA...........14
&'1'( COSTADO CIL3NDRICO..............................................................14
&'1'1 COSTADO C4NICO.....................................................................15
&'1'& COSTADO ESF5RICO E TAMPO SEMIESF5RICO..........................15
&'1'6 TAMPO TORISF5RICO 7ESPESSURA UNIFORME8.........................16
&'1'9 TAMPO TORISF5RICO 7NÃO UNIFORME8....................................19&'1' TAMPOS ELIPSOIDAIS................................................................20
&'1'; CARra 9' C#s/a$#s S>)?e/+$#s a Carre0a?e/#s C#?)+a$#s...............22
3 ,ROETO DE COSTADOS S"2METDOS A ,RESSIO ETERNA...............22
3P ,ROETO DE A2ERT"RAS EM TAM,OS E COSTADOS............................23
3Q ,ROETO DE TAM,OS ,LANOS............................................................23
3) O"TRAS CONSDERAKES.................................................................23
3 ,ROETO ,OR ANLSE......................................................................24P EST"DO DA SEIO DO CJDGO ASME...................................................28
Q CONCL"SIO...........................................................................................29
) RE0ERNCAS......................................................................................... 29
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( INTRODUÇÃO
O c4digo para /asos de press-o ASME # 5,ress.re #essel 2oiler Code61 de%ine
/asos de press-o como sendo todos os reser/at4rios1 de 7.al7.er tipo1 dimens8es o.
%inalidade1 n-o s.9eitos a chama1 7.e contenham 7.al7.er %l.:do em press-o manom;trica
ig.al o. s.perior a (1'& o. s.*metidos + press-o e?terna3
#asos de press-o s-o e7.ipamentos amplamente .tili@ados em indstrias de
processo1 re%inarias de petr4leo1 petro7.:micas1 indstrias %armacê.ticas e aliment:cias3 Esses
e7.ipamentos de/em ser pro9etados de modo a e/itar as principais %alhas 7.e est-odiretamente relacionadas ao contedo da disciplina de resistência dos materiais1 tais como
De%ormaB-o elstica e?cessi/a1 incl.indo insta*ilidade elstica
De%ormaB-o plstica e?cessi/a1 incl.indo insta*ilidade plstica
Altas tens8es locali@adas
0l.ência a alta temperat.ra
0rat.ra %rgil + *ai?a temperat.ra 0adiga
Corros-o3
O presente tra*alho ir caracteri@ar e descre/er a norma ASME SeB-o #U
Di/is-o 1 7.e se *aseia em .m pro9eto alternati/o de /asos de press-o3 Esta di/is-o cont;m
re7.isitos o*rigat4rios1 proi*iB8es espec:%icas e n-oUo*rigat4rias1 orientaB-o para o pro9eto1
materiais1 %a*ricaB-o1 e?ame1 inspeB-o1 testes e certi%icaB-o de /asos de press-o e os se.s
dispositi/os de al:/io de press-o associados3 Ser dada ên%ase na caracteri@aB-o da norma1apresentando o hist4rico1 as di/is8es da seB-o #1 aplicaB8es e clc.los de pro9etos de /asos
de press-o relati/os a essa di/is-o3
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1 CARACTERI@AÇÃO DA NORMA ASME
1'( ISTRICO
Com a re/ol.B-o ind.strial nos meados do s;c.lo 1 a .tili@aB-o de m7.inas a
/apor a.mento. e1 como conse7.ência1 %re7.entes acidentes com caldeiras comeBaram a
acontecer3
"ma e?plos-o em Londres1 em (V(Q1 de. origem a .ma in/estigaB-o1 pelo
parlamento *ritânico3 Chego.Use + concl.s-o de 7.e o acidente acontece. de/ido + m
constr.B-o1 a materiais n-o ade7.ados e + press-o e?cessi/a nas caldeiras3 0oi imposto ent-o7.e as caldeiras %ossem constr.:das de %erro %or9ado1 com tampos hemis%;ricos e com d.as
/l/.las de seg.ranBa3 Essas imposiB8es1 7.e ho9e podem parecer simplistas1 representaram1
entretanto1 na ;poca .m grande a/anBo tecnol4gico3
Em (W'Q1 em 2roc
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SeB-o # Z Regras para constr.B-o de Caldeiras heating *oiler 5caldeira de cale%aB-o6
SeB-o # Z Ensaios N-oUDestr.ti/os
SeB-o # Z Regras recomendadas para man.tenB-o e operaB-o de caldeiras
SeB-o # Z Regras recomendadas para man.tenB-o e operaB-o de caldeiras
SeB-o # Z Regras para constr.B-o de /asos de press-o
SeB-o Z !.ali%icaB8es de Soldagem e 2rasagem
SeB-o Z C4digo de #asos de ,ress-o e Caldeiras Z 0i*ras Z #asos de ,ress-o
com Re%orBos ,lsticos
SeB-o Z Regras para nspeB-o de ,lantas e Componentes N.cleares
SeB-o Z Regras para constr.B-o de Tran7.es Transport/eis3
1'1 DIVISES
O ASME SeB-o # ; di/idido em três di/is8es
• ASME Section #1 Di/ision Z R.les %or Constr.ction o% ,ress.re
#essels3
Essa norma determina regras apenas para dimensionamentos dos
componentes principais 5casco1 tampos1 red.B8es1 %langes1 *ocais e re%orBos61
s.*metidos + press-o interna o. e?terna3
Este c4digo ; limitado a press8es interna1 m?ima de &')VQ
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A di/is-o do c4digo ASME1 %oi criada em (W)W como alternati/a + di/is-o 1
adotando crit;rios e detalhes de pro9eto1 %a*ricaB-o1 e?ames e testes mais rigorosos e tens8es
admiss:/eis s.periores1 al;m de n-o limitar a press-o do pro9eto3
Esse c4digo le/a em consideraB-o .ma tecnologia mais a/anBada adotando .m no/o
crit;rio de pro9eto3 [ adotada a teoria da ?+?a /esG# $e c+salha?e/#1 conhecida do
crit;rio de Tresca3
Essa norma admite tens8es maiores do 7.e as da di/is-o 1 cond.@indo1 assim1 em
menores espess.ras e menor peso para o /aso3 Em contrapartida1 para garantir .m gra. de
seg.ranBa e7.i/alente1 o. mesmo maior1 ; %eita .ma s;rie de e?igências adicionais de pro9eto1
clc.los1 materiais1 %a*ricaB-o e inspeB-o1 7.e res.ltam e/identemente em maior c.sto1 de
%orma 7.e nem sempre compensa a economia %eita em materiais e em solda3
• ASME Section #1 Di/ision Z R.les %or Constr.ction o% ,ress.re #essels Z Alternati/e
R.les %or high press.re /essels3
A di/is-o do c4digo ASME s.rgi. recentemente com a ên%ase para e7.ipamentos
pro9etados para operarem com alta press-o1 em geral acima de )VWWQ
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Seg.e alg.mas o.tras consideraB8es em 7.e a Di/is-o ; mais apropriada
!.ando o diâmetro %or maior 7.e (Q''mm e a press-o interna .ltrapassar
1'M,a
!.ando o /aso %or constr.:do de material de 7.alidade s.perior aos aBos
car*ono e a press-o %or s.perior a &1'M,a
!.ando o /aso %or do tipo m.lticamada
!.ando a ra@-o diâmetro=camada %or menos 7.e ()
!.ando a espess.ra %or maior 7.e Qmm3
& DESCRIÇÃO DOS MODELOS DE C%LCULO
No parágrafo 4.1 da Seção VIII, Divisão II da Norma ASME s-o apresentados os
re7.isitos *sicos para a aplicaB-o das regras de pro9eto de%inidas por essa di/is-o3 [
importante salientar 7.e1 como ; ressaltado na pr4pria di/is-o1 os casos em 7.e a parte 4 n-o
contempla de/em ser analisados atra/;s da parte 5 e dei?a claro 7.e a aplicaB-o de cargas o.
condiB8es 7.e n-o %oram pre/istas no man.al do .s.rio do %a*ricante1 e?ime o mesmo de
7.al7.er responsa*ilidade1 caindoUse esta so*re o .s.rio3
De acordo com essa di/is-o , item 4.1.3.1, a espess.ra do material a ser .sado de/e
ser tal 7.e os procedimentos de %a*ricaB-o do material1 tratamentos t;rmicos1 por e?emplo1
n-o de/em red.@ir s.a espess.ra a .m /alor menor 7.e a espess.ra re7.erida pelo pro9eto3
A tens-o m?ima admiss:/el 5ma?im.m alloa*le stress6 ; a m?ima tens-o
permitida em .m determinado material .tili@ado em .m /aso constr.:do so* a norma3 A
tens-o m?ima admiss:/el ; %.nB-o do material em 7.est-o e da temperat.ra de pro9eto do
/aso.
,ara as c#$+.es $e 2r#He/#1 as tens8es admiss:/eis dos materiais permiss:/eis
de constr.B-o est-o contidas na Seção II, arte D da Norma ASME 3 Seg.ndo o item 4.1.!.1
da Seção VIII " Divisão II para 7.al7.er com*inaB-o de carga 7.e ind.@am a tens8es
primrias as seg.intes e7.aB8es de/em ser satis%eitas nas condiB8es de pro9eto
5E73 (6
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5E73 &6
Onde
Pm=Tensão primáriade membrana geral;
Pm+ Pb=Tensão primária de membrana geral maistensão primária de flexão ;
S=Tensão admissível dada pelas tabelas da Seção II ,Parte D .
[ de grande importância destacar 7.e a tens-o admiss:/el de/e ser tomada de
acordo com a temperat.ra1 9 7.e a primeira so%re .ma grande /ariaB-o de acordo com aseg.nda3
,ara as c#$+.es $e /es/e1 seg.ndo o item 4.1.!.# dessa di/is-o1 as e7.aB8es
descritas a*ai?o s-o re7.eridas de acordo com o tipo de teste
(6 Teste hidrostticoa6
5E73 6
OndeS y=Tensão limite deescoamento dada deacordo como nexo3. D da divisão
*6
para 5E73 P6
para 5E73Q6
&6 Teste pne.mticoa6
5E73 )6
*6
para 5E73 6
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11
para 5E73 V6
&'( UNÇES SOLDADAS
As 9.ntas soldadas s-o a*ordas pela parte 4. Regras para o dimensionamento1
classe e tipos de soldas3 Nessa parte da Divisão s-o dadas de%iniB8es para o tipo de solda1
sendo n.meradas como (1 &1 1 1 V1 W e ('3 S-o tam*;m colocadas as categorias de soldas1
nesse caso1 o tipo de solda n-o ; de%inido e sim1 s.a locali@aB-o 5/er %ig.ra (63 Essas
categorias /-o de A a E3 A*ai?o est-o alg.mas ta*elas 7.e e?empli%icam as de%iniB8es de tipoe categorias de soldas dadas pelo item 4.#.$ da Di/is-o
F+0>ra (: L#cal+Ja.es /K2+cas $e H>/as s#l$a$as $as ca/e0#r+as A, B, C, D e E'
0onte ASME &'('
&'('( Ta)ela (' De*++.es $e ca/e0#r+as $e s#l$as
Ca/e0#r+a
$e S#l$a
Descr+G#
A • .nB8es soldadas longit.dinais dentro de cascos cil:ndricos1 dentro
de tampos c\nicos1 dentro de tampos toric\nicos1 dentro de *ocais1
dentro de câmaras com.nicantes• !.al7.er 9.nB-o soldada dentro de tampos hemis%;ricos1 dentro de
tampos c\nca/os1 dentro de tampos toris%;ricos1 dentro de tampos
%langeados• .nB8es soldadas circ.n%erenciais 7.e .nem tampos hemis%;ricos
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com cascas cil:ndricas1 com tampos c\nicos1 com tampos
toric\nicos1 com *ocais1 com câmaras com.nicantes32 • .nB8es soldadas circ.n%erenciais dentro de cascas cil:ndricas1
dentro de tampos c\nicos1 dentro de tampos toric\nicos1 dentro de *ocais1 dentro de câmaras com.nicantes
• .nB8es soldadas circ.n%erenciais 7.e .nem cascas cil:ndricas
com tampos c\nicos1 com tampos toric\nicos• .nB8es soldadas circ.n%erenciais 7.e .nem tampos n-o
hemis%;ricos com cascas cil:ndricas1 com tampos c\nicos1 com
tampos toric\nicos1 com *ocais1 com câmaras com.nicantes3C • .nB8es soldadas conectando %langes1 conectando %langes com
9.ntas so*repostas 5tipo #an Stone6• .nB8es soldadas conectando espelhos 5t.*e sheets6• .nB8es soldadas conectando placas planas com cascas cil:ndricas1
com tampos hemis%;ricos1 com tampos c\nca/os1 com tampos
toris%;ricos1 com tampos %langeados1 com tampos c\nicos1 com
tampos toric\nicos1 com *ocais1 com câmaras com.nicantes• !.al7.er 9.nB-o soldada 7.e .ne a e?tremidade do /aso com .ma
placa plana3
D • .nB-o soldada conectando câmaras com.nicantes com cascascil:ndricas1 com tampos hemis%;ricos1 com tampos c\nca/os1 com
tampos toris%;ricos1 com tampos %langeados1 com tampos c\nicos1
com tampos toric\nicos• .nB-o soldada conectando *ocais com cascas cil:ndricas1 com
tampos hemis%;ricos1 com tampos c\nca/os1 com tampos
toris%;ricos1 com tampos %langeados1 com tampos c\nicos1 com
tampos toric\nicos• .nB-o soldada conectando *ocais com câmaras com.nicantes3
E • .nB-o soldada .nindo partes n-o press.ri@adas e re%orBos3
Adaptada ASME &'('
&'('1 Ta)ela 1' De*++.es $e /+2#s $e s#l$as
T+2# $e H>/as#l$a$a
Descr+G#
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( .ntas de topo e 9.ntas em âng.lo onde a metade do âng.lo do
/;rtice do cone ; menor o. ig.al a ']1 prod.@idas por d.pla
soldagem o. por o.tros meios onde ; conseg.ida a mesma
7.alidade de dep4sito de metal de solda tanto para a s.per%:cie
interna da solda 7.anto para a e?terna3 Soldas 7.e .sam tiras de
s.porte 7.e a mant;m no l.gar n-o s-o 7.ali%icadas como soldas
do tipo (3& .ntas de topo prod.@idas por soldagem de .m lado com .ma tira
de s.porte 7.e a mant;m no l.gar3 .ntas de topo prod.@idas por soldagem de .m lado sem tira de
s.porte3
.ntas de canto %eitas com soldas de penetraB-o total com o. sem
co*ert.ra de soldas de %ilete3V .ntas em âng.lo %eitas com soldas de penetraB-o total onde a
metade do âng.lo do /;rtice do cone ; maior do 7.e ']3
W .ntas de canto %eitas com soldas com penetraB-o parcial com o.
sem co*ert.ra de soldas de %ilete3(' Soldas de %ilete3
Adaptada ASME &'('
A e%iciência de 9.nta1 E, ; .sada no pro9eto de .ma 9.nB-o como .m m.ltiplicador da tens-o m?ima admiss:/el do material3 0.nciona como se %osse .m coe%iciente de
seg.ranBa no pro9eto do /aso1 tendo o /alor m?imo ig.al a (3 O /alor de E, depende do
material .tili@ado1 da categoria da solda1 do tipo de solda1 do tipo e e?tens-o da inspeB-o
reali@ada 5END61 e est de acordo com a ta%e&a $.# da Norma ASME Seção VIII Divisão II.
&'1 C%LCULO DA ESPESSURA DE PAREDE PARA PRESSÃO INTERNA
A espess.ra de parede re7.erida ; calc.lada seg.indo as regras do pargra%o P3 da
Di/is-o3 S-o de%inidos os clc.los de espess.ra para tampos e cascos cil:ndricos1 c\nicos1
es%;ricos1 toris%;ricos e elipsoidais s.9eitos a press-o interna3 No 7.e se re%ere + tolerância do
diâmetro do costado1 esta n-o de/e .ltrapassar ( ^ de di%erenBa entre o diâmetro m?imo e
m:nimo medido em 7.al7.er seB-o do costado com relaB-o ao diâmetro nominal considerado1
sendo a.mentada para & ^ no caso dessa seB-o passar atra/;s de .ma a*ert.ra3 O.tros
re7.erimentos de tolerância 7.anto ao costado e tampo s-o re%eridos nos ite's 4.3.#.# e
4.3.#.3 dessa Divisão, respecti/amente3
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&'1'( COSTADO CIL3NDRICO
A espess.ra m:nima necessria para o c#s/a$# c+lK$r+c# ; calc.lada .tili@ando a
seg.inte e7.aB-o de acordo com o item 4.3.3.1 da Divisão(
5E73 W6Onde
t =espess!ramínima re"!erida;
P= pressãointernade pro#eto;
D=di$metrointerno docostado ;
S=tensão admissível avaliadana temperat!rade pro#eto(anexo3. da Divisão II ) ;
%=fator de #!nta de solda , efici&ncia do ligamentoo!fator de"!alidade def!ndição,
conforme o caso , paraa cost!ra de solda a ser avaliado .
&'1'1 COSTADO C4NICO
A espess.ra m:nima necessria para o c#s/a$# c+c# ; calc.lada .tili@ando a
seg.inte e7.aB-o de acordo com item 4.3.4.1 da Divisão(
5E73('6
Onde
t =espess!ra mínima re"!erida;
D=di$metrointerno docostado ;
' =metade do$ng!lodo v(rtice docostado
P= pressão interna de pro#eto;
S=tensão admissível avaliadana temperat!rade pro#eto(anexo3. da Divisão II ) ;
%=fator de #!nta de solda , efici&ncia do ligamentoo!fator de"!alidade def!ndição,
conforme o caso , paraa cost!ra de solda a ser avaliado .
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&'1'& COSTADO ESF5RICO E TAMPO SEMIESF5RICO
A espess.ra m:nima necessria para o c#s/a$# es*r+c# e /a?2# se?+es*r+c# ;
calc.lada .tili@ando a seg.inte e7.aB-o de acordo com o item 4.3.3.1 da Divisão II(
5E73 ((6
Onde
t =espess!ramínima re"!erida;
P= pressãointernade pro#eto;
D=di$metrointerno docostado ;
S=tensão admissível avaliadana temperat!rade pro#eto(anexo3. da Divisão II ) ;
%=fator de #!nta de solda , efici&ncia do ligamentoo!fator de"!alidade def!ndição,
conforme o caso , paraa cost!ra de solda a ser avaliado .
&'1'6 TAMPO TORISF5RICO 7ESPESSURA UNIFORME8
&'1'6'( F+0>ra 1' Ta?2# /#r+s*r+c# c#? es2ess>ra >+*#r?e
0onte ASME &'('
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A espess.ra m:nima necessria para o /a?2# /#r+s*r+c# )om as mesmas
espess*ras de )oroa e de +*'ta ver fig*ra #- ; calc.lada .tili@ando o seg.inte procedimento
de acordo com o item 4.3.! da Divisão II(
,asso ( Determinar o diâmetro interno1 D, ass.ma /alores para o raio de coroa1
, para o raio de 9.nta1 r, e para a espess.ra de parede1 t.
,asso & Calc.lar os /alores de /D, r/D e /t e /eri%i7.e se as e7.aB8es a*ai?o
descritas s-o satis%eitas3 Caso as e7.aB8es se9am satis%eitas1 passe para o passo 1 caso
contrrio1 o tampo de/er ser pro9etado seg.indo as regras da arte 5.
5E73 (&6
5E73 (6
5E73 (P6
,asso Calc.lar as seg.intes constantes geom;tricas
5E73 (Q6
5E73 ()6
para 5E73 (6
para 5E73 (V6
,asso P Calc.lar os coe%icientes 0 1 e 0 # .sando as seg.intes e7.aB8es
para 5E73 (W6
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17
para 5E73 &'6
para 5E73 &(6
para 5E73 &&6
,asso Q Calc.lar o /alor da press-o interna esperada para prod.@ir de%ormaB-o
elstica da 9.nta
5E73 &6
Onde
%T = )*d!lo de elasticidade natemperat!ra máxima de pro#eto.
,asso ) Calc.lar o /alor da press-o interna 7.e /ai res.ltar em .ma tens-o
m?ima na 9.nta ig.al + tens-o de escoamento do material3
5E73 &P6
Se a tens-o admiss:/el na temperat.ra de pro9eto ; regida por propriedadesindependentes do tempo1 ent-o a constante 0 3 ; a tens-o de escoamento do material1 o. se9a1
S . Do contrrio1 se a constate 0 3 ; regida por propriedades dependentes do tempo1 ent-o esta ;
calc.lada como seg.e
(6 Se a tens-o admiss:/el ; esta*elecida *aseada no crit;rio de W' ^ da tens-o de
escoamento1 ent-o 0 3 2 1,1S&6 Se a tens-o admiss:/el ; esta*elecida *aseada no crit;rio de ) ^ da tens-o de
escoamento1 ent-o 03 2 1,5S.
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,asso Calc.lar a press-o interna 7.e res.lta na %alha por %lam*agem da 9.nta3
para 5E73&Q6
para 5E73&)6
Onde
5E73 &6
,asso V Calc.lar a press-o admiss:/el *aseada na %alha por %lam*agem da 9.nta
5E73 &V6
,asso W Calc.lar a press-o admiss:/el *aseada na %alha por r.pt.ra da coroa
5E73 &W6
,asso (' Calc.lar a press-o interna m?ima admiss:/el
5E73 '6
,asso (( Se a press-o interna m?ima admiss:/el calc.lada no passo (' %or maior
o. ig.al + press-o de pro9eto ent-o o pro9eto est completo3 Caso contrrio1 ass.ma .m /alor
maior para a espess.ra t e repita os passos & ao ('1 esse procedimento de/e ser contin.ado at;
7.e a condiB-o aceit/el de pro9eto se9a alcanBada3
&'1'9 TAMPO TORISF5RICO 7NÃO UNIFORME8
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"m tampo toris%;rico %ormado a partir de /rios componentes soldados como
mostrado na ig*ra 3 pode ter .ma espess.ra menor na coroa do 7.e na regi-o da 9.nta3 A
transiB-o da espess.ra de/e ser locali@ada na s.per%:cie interna da parte mais espessa1 e de/e
ter .ma inclinaB-o n-o s.perior a ( 3
&'1'9'( F+0>ra &' Ta?2# /#r+s*r+c# c#? es2ess>ra G# >+*#r?e
0onte ASME &'('
A espess.ra m:nima e?igida da cp.la es%;rica do tampo de/e ser determinada deacordo com a E. 11. A espess.ra m:nima e?igida da regi-o de 9.nta do tampo de/e ser
determinada de acordo com o procedimento e?posto na seB-o anterior3 No caso de cargas
com*inadas1 o tampo de satis%a@er as condiB8es descritas no item P33(' da Divisão.
&'1' TAMPOS ELIPSOIDAIS
A espess.ra m:nima necessria de .m tampo elipsoidal 5ver ig*ra 46 s.9eito a
press-o interna de/e ser calc.lada .tili@ando as e7.aB8es da seB-o 3&3P com as seg.intes
s.*stit.iB8es para R e L3
5E73 (6
5E73&6
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5E73 6
As regras desse pargra%o s-o aplicadas para tampos elipsoidais 7.e satis%aBam a
e7.aB-o a*ai?o1 para os tampos elipsoidais 7.e n-o satis%a@em essa condiB-o1 o pro9eto
de/er seg.ir as regras da arte 5.
5E73 P6
&'1''( F+0>ra 6' Ta?2# el+2s#+$al
0onte ASME &'('
&'1'; CAR
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&'1'= F+0>ra 9' C#s/a$#s S>)?e/+$#s a Carre0a?e/#s C#?)+a$#s
0onte ASME &'('
&'& PROETO DE COSTADOS SUBMETIDOS A PRESSÃO ETERNA
O arágrafo 4.4 da Divisão %ornece regras para determinar a espess.ra re7.erida
de costado cil:ndrico e c\nico1 e tampos es%;ricos1 toris%;ricos e elipsoidais s.9eitos a press8ese?ternas3 Neste conte?to1 press-o e?terna ; de%inida como a press-o agindo so*re o lado
con/e?o do costado3
Nesse pro9eto1 s-o .tili@adas regras %ornecidas pelos ite's 4.4.5 ao 4.4.73 [
importante ressaltar 7.e nesses itens n-o s-o consideradas cargas com*inadas s.plementares1
de/endo o pro9etista %a@er .ma a/aliaB-o seg.indo as regras do item 4.4.1# da Divisão.
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&'6 PROETO DE ABERTURAS EM TAMPOS E COSTADOS
As regras no arágrafo 4.5 s-o aplic/eis para o pro9eto de *icos em costados e
tampos s.*metidos a press-o interna1 press-o e?terna1 %orBas e?ternas e momentos de cargas
s.plementares1 tal como ; de%inido no arágrafo 4.1 da Divisão3 Con%ig.raB8es1 incl.indo
dimens8es e %ormas1 e = o. condiB8es de carga 7.e n-o satis%aBam as regras do arágrafo 4.5
podem ser conce*idas de acordo com a arte 53
Nessa parte1 s-o de%inidas regras para dimens8es e %ormas dos *icos1 m;todo de%i?aB-o do *ocal1 re7.erimentos de espess.ra m:nima para o pescoBo do *ocal entre o.tras
consideraB8es pertinentes3
&'9 PROETO DE TAMPOS PLANOS
A espess.ra m:nima de tampos planos1 placas de co*ert.ra e %langes cegos de/em
ser con%ormes com os re7.isitos de%inidos no arágrafo 4.! 3 Estas e?igências aplicamUse
tanto a tampos circ.lares e n-o circ.lares3 Alg.ns tipos aceit/eis de tampos planos e
co*ert.ras s-o apresentados na Ta*ela P3)3( da Divisão3
&' OUTRAS CONSIDERAÇES
At; a7.i %oram colocadas as principais consideraB8es a serem %eitas no pro9eto de
.m /aso de press-o seg.indo regras pr; esta*elecidas pela arte 4 da Divisão II da Seção
VIII da Norma ASME 3 O.tras consideraB8es de/em ser %eitas de acordo com a necessidade do
pro9etista3 A*ai?o est-o listadas o.tras consideraB8es re%erenciadas da arte 41 ca*e ao
pro9etista a/aliar a necessidade o. n-o de .sUlas3
,argra%o P3 ,ro9eto de co*ert.ras para%.sadas a*a.ladas es%ericamente
,argra%o P3V ,ro9eto de %echos de at.aB-o rpida
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,argra%o P3W ,ro9eto de s.per%:cies re%orBadas e apoiadas
,argra%o P3(' ,ro9eto de ligaB8es
,argra%o P3(( ,ro9eto de re/estimentos de /asos
,argra%o P3(& ,ro9eto de /asos n-o circ.lares
,argra%o P3( ,ro9eto de camadas em /asos e tampos
,argra%o P3(P A/aliaB-o de /asos %ora de tolerância
,argra%o P3(Q ,ro9eto de s.portes e acess4rios
,argra%o P3() ,ro9eto de 9.ntas %langeadas
,argra%o P3( ,ro9eto de cone?8es com grampos
,argra%o P3(V ,ro9eto de costados e t.*os trocadores de calor
,argra%o P3(W ,ro9eto de 9.ntas de e?pans-o de %ole
Ane?o P32 G.ia de pro9eto de operaB-o de %echos de at.aB-o rpida
Ane?o P3C 2ase para esta*elecimento de cargas admiss:/eis para 9.ntas de t.*oU
perm.tador
Ane?o P3D G.ia para acomodar carregamentos prod.@idos por de%lagraB-o3
&'; PROETO POR AN%LISE
0oi reconhecido pelos Comitês do C4digo 7.e pode ser necessrio pro9etar /asos
com con%ig.raB8es o. condiB8es de operaB-o n-o con/encionais1 tais como operaB-o
altamente c:clica1 ser/iBos 7.e re7.erem alta con%ia*ilidade o. ser/iBo n.clear1 onde a
inspeB-o peri4dica ; m.itas /e@es di%:cil o. mesmo imposs:/el3 A necessidade de regras de
pro9eto para tais /asos le/o. + preparaB-o da SeB-o e Di/is-o & da SeB-o #3
"m nmero maior de modos de %alha poss:/eis ; considerado na a*ordagem
.tili@ada nestas no/as seB8es3 H o esta*elecimento mais racional das margens de seg.ranBa1
considerando os modos de %alha1 e .ma anlise mais detalhada das tens8es1 le/ando a .ma
maior economia3 Na SeB-o e na Di/is-o & da SeB-o #1 %oi implementada .ma
a*ordagem no/a1 chamada de pro9eto por anlise1 7.e /inc.la os limites das tens8es com
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alg.ns dos modos de %alha 7.e se pretende e/itar3 Neste caso1 o pro9eto ; %eito por meio da
anlise dos componentes1 e le/a ao conceito de anlise detalhada de tens8es1 com a separaB-o
e classi%icaB-o das tens8es em parcelas de mem*rana e de %le?-o 5como as 7.e aparecem nas
anlises das descontin.idades em cascas6 e nas categorias primria1 sec.ndria e de pico3
Os re7.erimentos de pro9etos .tili@ando a metodologia de anlise s-o colocados
na arte 5 da Divisão II Seção VIII da Norma ASME. Nessa parte s-o .tili@ados
procedimentos detalhados de pro9eto .tili@ando res.ltados de anlises de tens8es para a/aliar
o colapso plstico1 %alhas locais1 %lam*agem1 e carregamentos c:clicos3
Os re7.isitos de pro9eto por anlise s-o organi@ados com *ase na proteB-o contra
os modos de %alha3 O componente de/e ser a/aliado para cada modo de %alha aplic/el3 Se s-o
%ornecidos /rios procedimentos de a/aliaB-o para .m modo de %alha1 apenas .m desses
procedimentos de/e ser satis%eito para 7.ali%icar o pro9eto de .m componente3
Os procedimentos de pro9eto por anlise da arte 5 s4 podem ser .sados se a
tens-o admiss:/el do Ane?o 3A a/aliada na temperat.ra de pro9eto ; regida por propriedades
independentes do tempo1 sal/o indicaB-o em contrrio em .m procedimento de pro9eto
espec:%ico3 Se a tens-o admiss:/el do Ane?o 3A a/aliada na temperat.ra de pro9eto %or go/ernada por propriedades dependentes do tempo e os crit;rios de seleB-o + %adiga do
pargra%o Q3Q3&3& s-o satis%eitas1 os procedimentos de anlise de tens8es elsticas nos itens
Q3&3&1 Q33&1 Q3)1 Q33(1 Q33& e Q3V podem ser .sados3
As regras de pro9eto por anlise da arte 5 *aseiamUse na .tili@aB-o de res.ltados
o*tidos a partir de .ma detalhada anlise de tens-o de .m componente3 Dependendo do estado
de carga1 .ma anlise t;rmica para determinar a distri*.iB-o da temperat.ra e tens8es t;rmicas
res.ltantes pode ser necessria3
S-o %ornecidos procedimentos para a reali@aB-o de anlises de tens-o para
determinar a proteB-o contra a %alha plstica1 %alha local1 %lam*agem e carregamento c:clico3
Estes procedimentos %ornecem as in%ormaB8es necessrias para o*ter .m res.ltado consistente
com relaB-o ao desen/ol/imento de condiB8es de carga1 a seleB-o das propriedades dos
materiais1 o p4sUprocessamento dos res.ltados e comparaB-o com os crit;rios de aceitaB-o
para determinar a ade7.aB-o de .m componente3
As seg.intes propriedades do material para .so na anlise de tens-o de/em ser
determinadas .sando os modelos de dados e materiais na parte
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a6 ,ropriedades %:sicas U M4d.lo de _o.ng1 coe%iciente de e?pans-o t;rmica1
cond.ti/idade t;rmica1 di%.si/idade t;rmica1 densidade1 coe%iciente de
,oisson
*6 ,arâmetros de resistência U tens-o admiss:/el1 tens-o de escoamento m:nimaespeci%icada1 resistência + traB-o m:nima especi%icada
c6 C.r/a tens-oUde%ormaB-o n-oUc:clica U per%eitamente elstica1 plstica e
elsticoUplstica1 c.r/a tens-oUde%ormaB-o /erdadeira com encr.amentod6 C.r/a tens-oUde%ormaB-o c:clica Z c.r/a esta*ili@ada de amplit.de de tens-oU
de%ormaB-o /erdadeira3
Três m;todos de anlise alternati/os s-o %ornecidos para a/aliar a proteB-o contra
%alha plstica3 "ma *re/e descriB-o destas metodologias de anlise ; %ornecida a*ai?o
a6 M/#$# $e Al+se $e /esG# els/+ca UTens8es s-o calc.lados .sando .ma anlise elstica1classi%icadas em categorias1 e limitadas a /alores admiss:/eis 7.e tenham sido
conser/adoramente esta*elecidos de tal modo 7.e .ma %alha plstica n-o ocorra *6 M/#$# l+?+/e-car0a U "m clc.lo ; reali@ado para determinar .m limite in%erior ao limite de
carga de .m componente3 A carga admiss:/el no componente ; esta*elecida atra/;s da
aplicaB-o de %atores de pro9eto para a carga limite de tal modo 7.e o in:cio da de%ormaB-o
plstica 5%alha plstica6 n-o ocorra3c6 M/#$# $e al+se $e /esG# 2ls/+c#-els/+ca Z "ma carga de %alha ; deri/ada de .ma
anlise plsticoUelstica considerando tanto o carregamento aplicado 7.anto as caracter:sticas
de de%ormaB-o do componente3 O carregamento admiss:/el do componente ; esta*elecido
pela aplicaB-o de %atores de pro9eto para o carregamento de %alha plstica3,ara a/aliar a proteB-o contra o colapso plstico1 os res.ltados de .ma anlise de
tens-o elstica do componente s.9eito a condiB8es de carga de%inidas s-o categori@adas e
comparadas com .m /alor limite associado3 A *ase do processo de categori@aB-o ; descrita
a*ai?oa6 "ma 7.antidade conhecida como a tens-o e7.i/alente ; calc.lada em locais
no componente e comparada com .m /alor admiss:/el de tens-o e7.i/alente
para determinar se o componente est ade7.ado para as condiB8es de pro9eto3
A tens-o e7.i/alente n.m ponto de .m componente ; .ma medida da tens-o1
calc.lado a partir de componentes de tens-o 7.e .tili@am .m crit;rio de
escoamento1 7.e ; .tili@ado para comparaB-o com as propriedades de
resistência mecânica do material o*tido em testes so* carga .nia?ial3 *6 O crit;rio de escoamento pela energia de de%ormaB-o m?ima para esta*elecer
a tens-o e7.i/alente3 Nesse caso1 a tens-o ; e7.i/alente + tens-o e7.i/alentede #on Mises dada pela e7.aB-o a*ai?o
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5E73 Q6Onde
- 1= tensão principal na direção1
- 2= tensão principal na direção2
- 3=tensão principal na direção3 3
As três categorias *sicas de tens-o e7.i/alente e limites associados 7.e de/em
ser satis%eitas para a %alha plstica s-o de%inidas a*ai?o3 Os termos de tens-o primria geral de
mem*rana1 tens-o primria local de mem*rana1 tens-o de %le?-o primria1 tens8es
sec.ndrias1 e tens8es de pico .sadas para a anlise elstica s-o de%inidas nos pargra%os
seg.intes3 As cargas de pro9eto para serem a/aliadas e os limites de tens-o admiss:/el s-o
%ornecidos na Ta*ela Q33TesG# 2r+?r+a P ( [ a tens-o desen/ol/ida por .m carregamento imposto1
necessria para satis%a@er as leis de e7.il:*rio entre as %orBas e momentos e?temos e internos3
A s.a caracter:stica *sica ; n-o ser a.to limitante3 Se se e?ceder o limite de escoamento do
material ao longo de toda a espess.ra1 a proteB-o contra a %alha passa a ser totalmente
dependente das propriedades de encr.amento do material3 Ela pode ser di/idida em• Mem*rana generali@ada1 m• Mem*rana locali@ada1 • 0le?-o1 %3
Esta categoria est associada com o colapso plstico e a de%ormaB-o plstica
e?cessi/a3
TesG# sec>$r+a Q [ .ma tens-o desen/ol/ida por restriB-o de de%ormaB8es
na pr4pria estr.t.ra3 Ao in/;s de e7.ili*rar .m carregamento e?terno1 ela de/e satis%a@er a .m
con9.nto de de%ormaB8es impostas3 S.a caracter:stica *sica ; ser a.to limitante3 Escoamentolocali@ado e=o. pe7.enas distorB8es podem satis%a@er as condiB8es de descontin.idade local
o. de e?pans8es t;rmicas 7.e pro/ocaram o aparecimento desta tens-o3 O e%eito da tens-o
sec.ndria1 com*inada com a tens-o primria1 est associado com o acm.lo de de%ormaB8es
plsticas em ciclos de carregamentos3
TesG# $e 2+c#' F [ a maior tens-o na regi-o considerada3 A s.a caracter:stica
*sica ; 7.e ela n-o ca.sa distorB8es signi%icati/as1 podendo1 no entanto1 ser .ma poss:/el
origem de %alha por %adiga3
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A seg.ir s-o re%erenciados os itens dos 7.ais orientam a a/aliaB-o para cada tipo
de %alha
,argra%o Q3& ,roteB-o contra o colapso plstico
,argra%o Q3 ,roteB-o contra %alha local
,argra%o Q3P ,roteB-o contra o colapso por %lam*agem
,argra%o Q3Q ,roteB-o contra %alhas por carregamento c:clico
Con/;m salientar 7.e a SeB-o # e partes da SeB-o tam*;m cont;m m;todos
*aseados na e?periência1 similares +7.eles do pro9eto por norma1 7.e em certas sit.aB8es
podem ser .sados no l.gar da anlise detalhada de tens8es3
6 ESTUDO DA SEÇÃO II DO CDI
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0ornece propriedades mecânicas1 tratamento t;rmico1 composiB-o 7.:mica1
amostras de teste1 e metodologias de teste para as /aretas de solda1 metais de enchimento e
eletrodos .tili@ados na constr.B-o de /asos de press-o3
Par/e D - Pr#2r+e$a$es 7Us>al M/r+c#8
0ornece ta*elas para a /alores de tens-o1 traB-o e prod.@ir /alores de tens-o1 *em
como ta*elas de propriedades de material como m4d.lo de elasticidade1 coe%iciente de
trans%erência de calor entre o.tros3
M.itos materiais podem ser empregados na constr.B-o de /asos de press-o e de
se.s componentes1 desde as classes de materiais metlicos 5%errosos e n-oU%errosos6 a n-oU
metlicos 5plsticos1 *orrachas1 cerâmicas entre o.tros63
,or;m1 o material de maior .so e empregado na constr.B-o da grande maioria dos
/asos de press-o ; o aBoUcar*ono1 7.e est dentro dos materiais metlicos3 A ra@-o disso ; 7.e
o aBoUcar*ono1 al;m de ser .m material de *oa con%orma*ilidade1 *oa solda*ilidade1 de %cil
o*tenB-o e encontrado so* todas %ormas de apresentaB-o1 ; o material de menor preBo em
relaB-o + s.a resistência mecânica3
9 CONCLUSÃO
REFERQNCIAS
AL2"!"ER!"E1 Le/i 2arcelos de3 Ca/e0#r+JaG# $e /es.es e? ?#$el#s $e ele?e/#s*++/#s $e c#e.es )#cal-vas# $e 2ressG#3 S-o ,a.lo (WWW3
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0ALCIO1 Carlos3 Pr#He/# ?ec+c# vas#s $e 2ressG# e /r#ca$#res $e cal#r casc# e />)#s 3Re/is-o &''V
TELLES1 ,edro C3 Sil/a3 Vas#s $e PressG#' &3 Ed3 Rio de aneiro LTC1 &''3
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