Inspeção de Equipamentos Conforme IBP Rev.2009

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Autor: Guilherme DONATO

guilhermedonato@uol.com.br

Inspeção de Vasos de Pressão – 1

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SUMÁRIO SUMÁRIO 1

1 – – INTRINTRODUÇÃODUÇÃO...O...3.3 2

2 – – DESCDESCRIÇÃRIÇÃOO ...5...5

2.1 2.1 - - COMCOMPONEPONENTES...NTES...5 ...5

2.2 2.2 - - DIMEDIMENSÕENSÕES S CARCARACTEACTERÍSTRÍSTICASICAS ...7 ....7

2.3 - ABERTURAS E REFORÇOS...8

2.4 2.4 - P- PEÇAS EÇAS INTERNAS INTERNAS DOS DOS VASOS VASOS DE DE PRESSÃOPRESSÃO...9 ...9

2.5 - 2.5 - ACESSÓRIOS ACESSÓRIOS EXTERNEXTERNOS DOOS DOS VASS VASOS DOS DE PREE PRESSÃOSSÃO ...10 10 2.6 2.6 - - SUPOSUPORTESRTES...11....11

3 3 – – CÓDICÓDIGOS GOS DE DE PROJPROJETOETO ...13...13

3.1 3.1 - - INTRINTRODUODUÇÃO...ÇÃO...13 ...13

3.2 - PD 3.2 - PD-5500 - -5500 - UNFIRED UNFIRED FUSION FUSION WELDED PRWELDED PRESSURE VESSURE VESSELSESSELS ...17 ...17

3.3 - AD – MERKBLATTER...17

3.4 - CÓDIGO A 3.4 - CÓDIGO ASME - THE AMESME - THE AMERICAN SOCIETRICAN SOCIETY OF MECHANY OF MECHANICAL ENGINEERSICAL ENGINEERS ...18 .18 4 4 – – TENTENSÕES SÕES ADADMISSÍVMISSÍVEISEIS...29...29

5 –ESPESS 5 –ESPESSURAS PAURAS PADRONIZADAS DRONIZADAS E SOBRESPEE SOBRESPESSURA DSSURA DE CORROSÃE CORROSÃOO ...32...32

6 6 –DEF–DEFINIÇINIÇÕESÕES...34...34

7 7 –DIMENSIONA–DIMENSIONAMENTO MENTO DE DE COMPONENTCOMPONENTES ES PRESSURIZADPRESSURIZADOSOS ...37..37

8 8 – – TESTTESTES ES DE DE PRESPRESSÃO...SÃO...61...61

8.1 – TESTE HIDROSTÁTICO...61

8.2 – TESTE PNEUMÁTICO OU HIDROPNEUMÁTICO...64

9 9 – – ABABERTURERTURAS AS E E REFORREFORÇOSÇOS...66.66 9.1 9.1 – – INTRINTRODUODUÇÃOÇÃO...66 ...66

9.2 – PROCEDIMENTOS DE CÁLCULO (ASME Seç.VIII – Divisão 1)...69

10 – CLASSIFICAÇÃO DE TENSÕES...75

10.1 - CATEGORIAS DE TENSÕES...75

10.2 - CARACTERIZAÇÃO DAS TENSÕES...80

11 11 – – FADFADIGAIGA ...86...86

11.1 11.1 - - INTRINTRODUÇODUÇÃO...ÃO...86 ....86

11.2 11.2 – – CURVCURVA A SN...SN...89 ...89

11.3 – 11.3 – MÉTODOS MÉTODOS DE MDE MELHORIA ELHORIA NA VNA VIDA À IDA À FADIGAFADIGA ...95 95 11.4 – 11.4 – CRITÉRIOS CRITÉRIOS DO CDO CÓDIGO ASÓDIGO ASME SEÇÃO ME SEÇÃO VIII – DIVISÃVIII – DIVISÃO 2O 2 ...102 102 12 12 – – MATEMATERIAIRIAISS ...105...105

12.1 12.1 – – INTRINTRODUÇODUÇÃOÃO...105 ...105

12.2 12.2 – – COMPORTAMCOMPORTAMENTO ENTO EM EM ALTAS ALTAS TEMPERATTEMPERATURASURAS ...107 .107 12.3 – COMPORTAMENTO EM BAIXAS TEMPERATURAS...110

12.3 – COMPORTAMENTO EM BAIXAS TEMPERATURAS...110

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...137

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1 – INTRODUÇÃO 1 – INTRODUÇÃO

Vasos de pressão são todos os reservatórios destinados ao armazenamento e processamento de Vasos de pressão são todos os reservatórios destinados ao armazenamento e processamento de líquidos e gases sob pressão ou sujeitos a vácuo total ou parcial.

líquidos e gases sob pressão ou sujeitos a vácuo total ou parcial.

O código ASME – Pressure Vessel Boiler Code, define vasos de pressão como sendo todos os O código ASME – Pressure Vessel Boiler Code, define vasos de pressão como sendo todos os reservatórios, de qualquer tipo, dimensões ou finalidade, não sujeitos a chama, que contenham reservatórios, de qualquer tipo, dimensões ou finalidade, não sujeitos a chama, que contenham qualquer fluído em pressão manométrica igual ou superior a 1,02 kgf/cm

qualquer fluído em pressão manométrica igual ou superior a 1,02 kgf/cm 22 _{ou submetidos à pressão}_{ou submetidos à pressão}

externa. externa.

Os vasos de pressão são empregados em três condições distintas. Os vasos de pressão são empregados em três condições distintas.



 Armazenamento de gases sob pressãoArmazenamento de gases sob pressão

Os gases são armazenados sob pressão para que se possa ter um grande peso num volume Os gases são armazenados sob pressão para que se possa ter um grande peso num volume relativamente pequeno.

relativamente pequeno.



 Acumulação intermediária de líquidos e gasesAcumulação intermediária de líquidos e gases

Isto ocorre em sistemas onde é necessária a armazenagem de líquidos ou gases entre etapas de um Isto ocorre em sistemas onde é necessária a armazenagem de líquidos ou gases entre etapas de um mesmo processo ou entre processos diversos.

mesmo processo ou entre processos diversos.



 Processamento de gases e líquidosProcessamento de gases e líquidos

Inúmeros processos de transformação em líquidos e gases precisam ser

Inúmeros processos de transformação em líquidos e gases precisam ser efetuados sob pressão.efetuados sob pressão. Vasos de pressão e tubulações são utilizados em diversos ramos da indústria, podendo-se citar as Vasos de pressão e tubulações são utilizados em diversos ramos da indústria, podendo-se citar as indústrias químicas, petroquímicas, de petróleo, alimentícia, siderúrgica, etc,... Estes equipamentos indústrias químicas, petroquímicas, de petróleo, alimentícia, siderúrgica, etc,... Estes equipamentos são empregados para conter e transportar fluidos, muitas vezes perigosos, ou em estado são empregados para conter e transportar fluidos, muitas vezes perigosos, ou em estado termodinâmico perigoso.

termodinâmico perigoso.

O objetivo de um projeto e fabricação adequada é assegurar que tais equipamentos possam exercer O objetivo de um projeto e fabricação adequada é assegurar que tais equipamentos possam exercer suas funções, sem risco considerável, submetidos aos carregamentos, temperaturas e pressões suas funções, sem risco considerável, submetidos aos carregamentos, temperaturas e pressões previstas.

previstas.

A construção de um vaso de pressão envolve uma serie de cuidados especiais relacionados a seu A construção de um vaso de pressão envolve uma serie de cuidados especiais relacionados a seu projeto, fabricação, montagem e testes. Isto

projeto, fabricação, montagem e testes. Isto porque um vaso de pressão representa:porque um vaso de pressão representa:



 Grande risco: Normalmente opera com grandes pressões e temperaturas elevadas.Grande risco: Normalmente opera com grandes pressões e temperaturas elevadas. 

 Alto investimento : É um equipamento de custo unitário elevado.Alto investimento : É um equipamento de custo unitário elevado. 

 Papel importante na continuidade operacional do processo.Papel importante na continuidade operacional do processo.

Exemplos de aplicação: Exemplos de aplicação:



 Indústrias químicas e Indústrias químicas e petroquípetroquímicasmicas 

 Indústrias alimentares e farmacêuticasIndústrias alimentares e farmacêuticas

Refinarias Refinarias

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Os vasos de pressão podem ser classificados em dois grupos: Os vasos de pressão podem ser classificados em dois grupos:

•• Vasos não sujeitos a chama: Vasos não sujeitos a chama:



 Vasos de armazenamento e acumulação;Vasos de armazenamento e acumulação; 

 Torres de Torres de destilação fracionadadestilação fracionada, r, retificação, absorção, etc,...etificação, absorção, etc,... 

 Reatores diversos;Reatores diversos; 

 Esferas de armazenamento de gases;Esferas de armazenamento de gases; 

 Permutadores de calor;Permutadores de calor;   Aquecedores;Aquecedores;   Resfriadores;Resfriadores;   Condensadores;Condensadores;   Refervedores;Refervedores;   Resfriadores a arResfriadores a ar

•• Vasos sujeitos a chama: Vasos sujeitos a chama:



 Caldeiras;Caldeiras; 

 Fornos.Fornos.

Outra classificação didática é empregada para diferenciar vasos de pressão de tanques de Outra classificação didática é empregada para diferenciar vasos de pressão de tanques de armazenamento.

armazenamento.



 0 - 2,5 psig: API-6500 - 2,5 psig: API-650 

 2,5 - 15,0 psig: API-6202,5 - 15,0 psig: API-620 

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2 – DESCRIÇÃO 2 – DESCRIÇÃO

2.1 - COMPONENTES 2.1 - COMPONENTES

Num vaso de pressão podemos distinguir os seguintes componentes: Num vaso de pressão podemos distinguir os seguintes componentes: - Corpo (casco

- Corpo (casco ou costado): Normalmente cilíndrico, cônico, esférico ou combinação dessas formas.ou costado): Normalmente cilíndrico, cônico, esférico ou combinação dessas formas. - Tampos: Normalmente nos tipos semi-elípticos, esféricos, semi-esféricos. cônicos, - Tampos: Normalmente nos tipos semi-elípticos, toro-esféricos, semi-esféricos. cônicos, toro- toro-cônicos, toro-esféricos e planos.

cônicos, toro-esféricos e planos.

Figura 2.1 - Componentes de Vasos de Pressão Figura 2.1 - Componentes de Vasos de Pressão

Os tampos elipsoidais que tem a relação entre semi-eixos de 2:1 são denominados tampos Os tampos elipsoidais que tem a relação entre semi-eixos de 2:1 são denominados tampos elipsoidais ‘padrão’. Os tampos torisféricos com relação de semi-eixos 2:1 devem ser elipsoidais ‘padrão’. Os tampos torisféricos com relação de semi-eixos 2:1 devem ser preferencialmente do tipo conhecido como “falsa elipse”. O código ASME permite que tampos preferencialmente do tipo conhecido como “falsa elipse”. O código ASME permite que tampos torisféricos “falsa-elipse” possam ser dimensionados através das equações de cálculo para tampos torisféricos “falsa-elipse” possam ser dimensionados através das equações de cálculo para tampos semi-elípticos. semi-elípticos. Geometria Geometria L L r r h h ASME ASME 6% 6% D D 0,06.D 0,06.D 0,169.D0,169.D ASME ASME 10% 10% D D 0,10.D 0,10.D 0,194.D0,194.D ASME

ASME 2:1 2:1 0.904.D 0.904.D 0.173.D 0.173.D 0.250.D 0.250.D (Falsa (Falsa elipse)elipse) Tabela 2.1 –

Tabela 2.1 – Relações Geométricas de Tampos Torisféricos Relações Geométricas de Tampos Torisféricos

A fabricação de tampos semi-elípticos possui um custo mais elevado pela necessidade de uma A fabricação de tampos semi-elípticos possui um custo mais elevado pela necessidade de uma matriz específica para o diâmetro e relação de eixos da geometria. Os tampos torisféricos são matriz específica para o diâmetro e relação de eixos da geometria. Os tampos torisféricos são obtidos pela conjugação de 2 diferentes geometrias: calota esférica central, obtida por prensagem e obtidos pela conjugação de 2 diferentes geometrias: calota esférica central, obtida por prensagem e raio da região tórica, obtida por rebordeamento da chapa.

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A tabela abaixo exemplifica as espessuras mínimas requeridas (aproximadas) em função da A tabela abaixo exemplifica as espessuras mínimas requeridas (aproximadas) em função da geometria do tampo.

geometria do tampo.

Costado cilíndrico com espessura mínima requerida de 25,0 mm,

Costado cilíndrico com espessura mínima requerida de 25,0 mm, conectado ao tampo:conectado ao tampo: Tipo

Tipo de de tampo tampo de de fechamento fechamento do do costado costado Espessura Espessura mínima mínima requerida requerida (aproximada)(aproximada) Elipsoidal 2:1 Elipsoidal 2:1 25,0 mm25,0 mm Torisférico 6% Torisférico 6% 44,3 mm44,3 mm Torisférico 10% Torisférico 10% 38,5 mm38,5 mm

Torisférico Falso elipse

Torisférico Falso elipse 29,8 mm29,8 mm

Semi-esférico Semi-esférico 12,5 mm12,5 mm Cônico 10 Cônico 10oo _{25,4 mm}_{25,4 mm} Cônico 20 Cônico 20oo _{26,6 mm}_{26,6 mm} Cônico 30 Cônico 30oo _{28,9 mm}_{28,9 mm}

Tabela 2.2 – Comparação de Espessuras Requeridas em Diferentes Tampos Tabela 2.2 – Comparação de Espessuras Requeridas em Diferentes Tampos Observação: Os códigos de projeto ASME Seção VIII

Observação: Os códigos de projeto ASME Seção VIII – Divisão 2, Edição de – Divisão 2, Edição de 2007 e o 2007 e o Ad-Merkblatter Ad-Merkblatter permitem a construção de tampos torisféricos com espessuras diferentes para a região da calota permitem a construção de tampos torisféricos com espessuras diferentes para a região da calota central e da periferia.

central e da periferia.

A escolha do tipo de tampo é função de determinados fatores, como por exemplo: Exigência de A escolha do tipo de tampo é função de determinados fatores, como por exemplo: Exigência de Serviço, Diâmetro e Pressão de Operação. Algumas características de tampos são descritas a Serviço, Diâmetro e Pressão de Operação. Algumas características de tampos são descritas a seguir.

seguir. Tipo

Tipo de de Tampo Tampo CaracterístCaracterísticasicas Semi-elíptico

Semi-elíptico

Resistência igual ao casco cilíndrico de mesmo diâmetro, para a

Resistência igual ao casco cilíndrico de mesmo diâmetro, para a relação 2:1, querelação 2:1, que é a geometria mais comum.

é a geometria mais comum.

Dificuldades para a fabricação pela necessidade de uma matriz específica para a Dificuldades para a fabricação pela necessidade de uma matriz específica para a conformação do tampo.

conformação do tampo.

Toro-esférico Toro-esférico

Raio interno máximo da calota esférica =

Raio interno máximo da calota esférica = diâmetro externo do casco;diâmetro externo do casco; Raio mín. concordância tórica :

Raio mín. concordância tórica : 6% do diâmetro interno da 6% do diâmetro interno da calota;calota; Mais fracos do que

Mais fracos do que os semi-elípticos;os semi-elípticos; Mais fáceis de fabricar;

Mais fáceis de fabricar;

Para o tampo torisférico com geometria falso elipse é permitido o Para o tampo torisférico com geometria falso elipse é permitido o dimensionamento conforme equação de cálculo de tampos elipsoidas.

dimensionamento conforme equação de cálculo de tampos elipsoidas. Semi-esférico

Semi-esférico

Melhor resistência mas com construção difícil; Melhor resistência mas com construção difícil;

Empregados quando os diâmetros são muito grandes (> 6,0 m), maiores Empregados quando os diâmetros são muito grandes (> 6,0 m), maiores pressões e quando o espaço permite.

pressões e quando o espaço permite. Cônico

Cônico

Baixa resistência, principalmente na região de ligação entre o tampo e o costado Baixa resistência, principalmente na região de ligação entre o tampo e o costado cilíndrico, mas com construção bastante fácil;

cilíndrico, mas com construção bastante fácil; Podem ter concordância tórica;

Podem ter concordância tórica;

Empregados por exigência do processo, diâmetros médios e baixa pressão. Empregados por exigência do processo, diâmetros médios e baixa pressão. Plano

Plano

Vários tipos, removíveis ou não; Vários tipos, removíveis ou não;

Baixa resistência sendo exigidas grandes espessuras; Baixa resistência sendo exigidas grandes espessuras; Empregados em diâmetros pequenos e tampos removíveis Empregados em diâmetros pequenos e tampos removíveis Tabela 2.3 – Resumo das Características de Tampos

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2.2 - DIMENSÕES CARACTERÍSTICAS 2.2 - DIMENSÕES CARACTERÍSTICAS As dimensões características de um vaso de

As dimensões características de um vaso de pressão são as seguintes:pressão são as seguintes:



 Diâmetro Interno (DI)Diâmetro Interno (DI) 

 Diâmetro Externo (DE)Diâmetro Externo (DE) 

 Comprimento entre tangentes (CET)Comprimento entre tangentes (CET)

O comprimento entre tangentes é o comprimento total do corpo cilíndrico, ou a soma dos O comprimento entre tangentes é o comprimento total do corpo cilíndrico, ou a soma dos comprimentos dos corpos cilíndricos e cônicos sucessivos. As linhas de tangência, que limitam o comprimentos dos corpos cilíndricos e cônicos sucessivos. As linhas de tangência, que limitam o comprimento entre tangentes, são linhas traçadas próximo a ambos os extremos do casco, na comprimento entre tangentes, são linhas traçadas próximo a ambos os extremos do casco, na tangência entre o corpo cilíndrico e os tampos de fechamento. A figura a seguir apresenta alguns tangência entre o corpo cilíndrico e os tampos de fechamento. A figura a seguir apresenta alguns vasos de pressão típicos e

vasos de pressão típicos e suas dimensões características.suas dimensões características.

CET CET Costado Costado cilíndrico cilíndrico Costado Costado cilíndrico cilíndrico Costado Costado cônico cônico Suporte Suporte D Dii D Dee D Dee D Dii CET CET Costado Costado cilíndrico cilíndrico Tampo Tampo Suporte Suporte D Dee _D_D ii CET

CET _CET_CET

D Dee DDii Suporte Suporte Cilíndrico Vertical Cilíndrico Vertical Cilíndrico Vertical Cilíndrico Vertical Cilíndrico Inclinado

Cilíndrico Inclinado Cilíndrico HorizontalCilíndrico Horizontal

D Dee D Dii CET CET D Dii DDee Suporte

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2.3 - ABERTURAS E REFORÇOS 2.3 - ABERTURAS E REFORÇOS

Todos os vasos de pressão tem sempre várias aberturas com diversas finalidades. Bocais (nozzles) Todos os vasos de pressão tem sempre várias aberturas com diversas finalidades. Bocais (nozzles) são as aberturas feitas nos vasos para:

são as aberturas feitas nos vasos para:



 Ligação com tubulações de entrada e saída de produto.Ligação com tubulações de entrada e saída de produto. 

 Instalação de válvulas de segurança.Instalação de válvulas de segurança. 

 Instalação de instrumentos, drenos e respiros.Instalação de instrumentos, drenos e respiros.

Podem ainda existir aberturas feitas para permitir a ligação entre o corpo do vaso e outras partes do Podem ainda existir aberturas feitas para permitir a ligação entre o corpo do vaso e outras partes do mesmo vaso; por exemplo, ligação a potes de drenagem (sumps). Uma abertura num vaso de mesmo vaso; por exemplo, ligação a potes de drenagem (sumps). Uma abertura num vaso de pressão, embora necessária ao seu funcionamento, é um ponto de concentração de tensões. Para pressão, embora necessária ao seu funcionamento, é um ponto de concentração de tensões. Para combater este efeito é necessário a colocação de reforços junto as aberturas feitas num vaso de combater este efeito é necessário a colocação de reforços junto as aberturas feitas num vaso de pressão. Os reforços

pressão. Os reforços normalmente utiliznormalmente utilizados são:ados são:



 Disco de chapa soldado ao redor da abertura.Disco de chapa soldado ao redor da abertura. 

 Utilização de maior espessura de parede para o vaso ou bocal.Utilização de maior espessura de parede para o vaso ou bocal. 

 Peças forjadas integrais.Peças forjadas integrais. 

 Pescoço tubular com maior espessuraPescoço tubular com maior espessura

O disco de chapa soldado ao pescoço tubular e

O disco de chapa soldado ao pescoço tubular e a parede do vaso é permitido para qualquer diâmetroa parede do vaso é permitido para qualquer diâmetro mas não deve ser usado quando a

mas não deve ser usado quando a espessura da parede do vaso e igual ou superior a 50,0 espessura da parede do vaso e igual ou superior a 50,0 mm. Nãomm. Não é recomendado para serviços com baixa temperatura, serviços cíclicos ou serviço com hidrogênio. A é recomendado para serviços com baixa temperatura, serviços cíclicos ou serviço com hidrogênio. A figura a seguir apresenta tipos de reforço de aberturas previstos pelos códigos de projeto.

figura a seguir apresenta tipos de reforço de aberturas previstos pelos códigos de projeto. Anel de chapa soldado ao

Anel de chapa soldado ao pescoço tubular e à parede dopescoço tubular e à parede do vaso:

vaso: Permitido para qualquer diâmetro mas não deve serPermitido para qualquer diâmetro mas não deve ser usado quando a espessura da parede do vaso é igual ou usado quando a espessura da parede do vaso é igual ou superior a 50,0 mm. Não é recomendado para serviços em superior a 50,0 mm. Não é recomendado para serviços em baixa temperatura ou para serviços cíclicos.

baixa temperatura ou para serviços cíclicos.

Disco de chapa de maior espessura, soldado de topo Disco de chapa de maior espessura, soldado de topo nono vaso:

vaso: Permitido para qualquer diâmetro e pode ser usado nosPermitido para qualquer diâmetro e pode ser usado nos casos em que o anel de chapa não é permitido ou não é

casos em que o anel de chapa não é permitido ou não é recomendado.

recomendado.

Peça forjada integral:

Peça forjada integral: Permitido para qualquer diâmetro, semPermitido para qualquer diâmetro, sem limitações, sendo entretanto sempre de

limitações, sendo entretanto sempre de custo elevado.custo elevado.

Pescoço tubular de maior

Pescoço tubular de maior espessura:espessura: Permitido, semPermitido, sem

limitações, para diâmetros nominais até 10”, inclusive, devendo limitações, para diâmetros nominais até 10”, inclusive, devendo o pescoço tubular ser de tubo sem costura ou de tubo forjado o pescoço tubular ser de tubo sem costura ou de tubo forjado (o tubo forjado é

(o tubo forjado é preferido para esses casos).preferido para esses casos). Figura 2.3 – Tipos de Reforço de Aberturas – conforme norma PETROBRAS N-253. Figura 2.3 – Tipos de Reforço de Aberturas – conforme norma PETROBRAS N-253.

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2.4 - PEÇAS INTERNAS DOS VASOS DE PRESSÃO 2.4 - PEÇAS INTERNAS DOS VASOS DE PRESSÃO

A variedade de tipos e detalhes de peças internas em vasos de pressão e muito grande, dependendo A variedade de tipos e detalhes de peças internas em vasos de pressão e muito grande, dependendo essencialmente do serviço para o qual o vaso se destina.

essencialmente do serviço para o qual o vaso se destina.

Todas as peças internas que devam ser desmontáveis, (grades, bandejas, distribuidores, defletores, Todas as peças internas que devam ser desmontáveis, (grades, bandejas, distribuidores, defletores, extratores de névoa, etc...) devem ser obrigatoriamente subdivididas em seções, de tal maneira que extratores de névoa, etc...) devem ser obrigatoriamente subdivididas em seções, de tal maneira que cada seção possa passar com facilidade através das bocas de visita dos vasos. A figuras a seguir cada seção possa passar com facilidade através das bocas de visita dos vasos. A figuras a seguir apresentam detalhes típicos de peças internas dos vasos de pressão.

apresentam detalhes típicos de peças internas dos vasos de pressão.

Figura 2.4 – Peças Internas de Vasos de Pressão Figura 2.4 – Peças Internas de Vasos de Pressão

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2.5 - ACESSÓRIOS EXTERNOS DOS VASOS DE PRESSÃO 2.5 - ACESSÓRIOS EXTERNOS DOS VASOS DE PRESSÃO Os vasos de

Os vasos de pressão podem ter diversos tipos de pressão podem ter diversos tipos de acessórios externos, dentre os quais podemos citaracessórios externos, dentre os quais podemos citar como exemplo:

como exemplo:



 Reforços de vácuo.Reforços de vácuo. 

 Anéis de suporte de isolamento térmico externo.Anéis de suporte de isolamento térmico externo. 

 Chapas de ligação, orelhas ou cantoneiras para suportes de tubulação, plataformas, escadas ouChapas de ligação, orelhas ou cantoneiras para suportes de tubulação, plataformas, escadas ou

outras estruturas. outras estruturas.



 Suportes para turcos de elevação de carga.Suportes para turcos de elevação de carga. 

 Turcos para as tampas de bocas de visita e outros fTurcos para as tampas de bocas de visita e outros flanges cegos.langes cegos.

A figura abaixo apresenta o

A figura abaixo apresenta o desenho esquemáticdesenho esquemático de uma o de uma torre com diversos acessórios externos.torre com diversos acessórios externos.

Figura 2.5 – Acessórios Externos de Vasos de Pressão Figura 2.5 – Acessórios Externos de Vasos de Pressão

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2.6 - SUPORTES 2.6 - SUPORTES

Existem vários tipos de estruturas de suporte, tanto para vasos verticais como para vasos Existem vários tipos de estruturas de suporte, tanto para vasos verticais como para vasos horizontais.

horizontais.

Vasos Verticais são usualmente sustentados por uma “saia” de chapa, embora vasos verticais de Vasos Verticais são usualmente sustentados por uma “saia” de chapa, embora vasos verticais de pequenas dimensões possam também ser sustentados em sapatas ou colunas. As torres devem ser pequenas dimensões possam também ser sustentados em sapatas ou colunas. As torres devem ser suportadas por meio de saias. A saia de

suportadas por meio de saias. A saia de suporte deve ter um tsuporte deve ter um trecho com 1000 mm de comprimento arecho com 1000 mm de comprimento a partir da ligação com o vaso, com o mesmo material do casco nos seguintes casos:

partir da ligação com o vaso, com o mesmo material do casco nos seguintes casos:



 Temperatura de projeto abaixo de 15Temperatura de projeto abaixo de 15ooC.C. 

 Temperatura de projeto acima de 340Temperatura de projeto acima de 340ooC.C. 

 Serviços com Hidrogênio.Serviços com Hidrogênio. 

 Vasos de aços-liga, aços inoxidáveis e materiais não ferrosos.Vasos de aços-liga, aços inoxidáveis e materiais não ferrosos.

As esferas para armazenagem de gases também são sustentadas por colunas, soldadas ao casco As esferas para armazenagem de gases também são sustentadas por colunas, soldadas ao casco aproximadamente na linha do equador da esfera.

aproximadamente na linha do equador da esfera.

A maioria dos vasos horizontais são suportados em dois berços (selas), sendo que para permitir a A maioria dos vasos horizontais são suportados em dois berços (selas), sendo que para permitir a dilatação do vaso, em um dos berços os furos para os chumbadores são ovalados. São comuns os dilatação do vaso, em um dos berços os furos para os chumbadores são ovalados. São comuns os vasos horizontais superpostos, principalmente em permutadores de calor. As figuras a seguir vasos horizontais superpostos, principalmente em permutadores de calor. As figuras a seguir apresentam diversos tipos de suportação de vasos de pressão.

apresentam diversos tipos de suportação de vasos de pressão.

Figura 2.6 – Diagrama de seleção do tipo de suporte – conf. norma PETROBRAS N-253. Figura 2.6 – Diagrama de seleção do tipo de suporte – conf. norma PETROBRAS N-253.

300 300 2000 2000 3000 3000 D(mm)D(mm) H(mm) H(mm) 6000 6000 2000 2000 Saia de Suporte Saia de Suporte D : diâmetro D : diâmetro

H : comprimento entre linhas de

H : comprimento entre linhas de tangênciatangência Colunas de

Colunas de Suporte Suporte

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Vasos Superpostos Vasos Superpostos

Vasos Suportados por Sapatas Vasos Suportados por Sapatas

Torre

Torre Suportada Suportada por por Saia Saia Vaso Vaso sobre sobre ColunasColunas

Vaso Suportado em Vaso Suportado em Berços Berços Vasos Horizontais Vasos Horizontais Superpostos Superpostos

Figura 2.7 – Suportação de Vasos de Pressão Figura 2.7 – Suportação de Vasos de Pressão

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3 – CÓDIGOS DE PROJETO 3 – CÓDIGOS DE PROJETO 3.1 - INTRODUÇÃO

3.1 - INTRODUÇÃO

No início do Século XIX, com o advento de diversos acidentes com caldeiras relacionado a No início do Século XIX, com o advento de diversos acidentes com caldeiras relacionado a Revolução Industrial, já havia uma necessidade de regulamentar o projeto da construção de vasos Revolução Industrial, já havia uma necessidade de regulamentar o projeto da construção de vasos de pressão.

de pressão.

Em 1851, ocorreu uma

Em 1851, ocorreu uma explosão catastrófica em Londres, onde uma explosão catastrófica em Londres, onde uma investigaçãinvestigação preliminar concluiuo preliminar concluiu pela má qualidade de fabricação e pela utilização de materiais inadequados para trabalhos em altas pela má qualidade de fabricação e pela utilização de materiais inadequados para trabalhos em altas pressões. Recomendou-se na ocasião a fabricação de caldeiras com ampla utilização de materiais pressões. Recomendou-se na ocasião a fabricação de caldeiras com ampla utilização de materiais forjados, uso de tampos hemisféricos e a proteção do equipamento através de 2(duas) válvulas de forjados, uso de tampos hemisféricos e a proteção do equipamento através de 2(duas) válvulas de segurança simultâneas.

segurança simultâneas.

Entre 1870 e 1910, pelo menos 10.000 explosões em caldeiras foram registradas na América do Entre 1870 e 1910, pelo menos 10.000 explosões em caldeiras foram registradas na América do Norte. Após 1910, a taxa se elevou para 1.300 a 1.400 falhas ao ano.

Norte. Após 1910, a taxa se elevou para 1.300 a 1.400 falhas ao ano.

Em 1905, ocorreu um explosão de caldeira em uma fábrica de sapatos em Brockton, Massachusetts Em 1905, ocorreu um explosão de caldeira em uma fábrica de sapatos em Brockton, Massachusetts (EUA), que motivou a criação de norma regulatória, denominada

(EUA), que motivou a criação de norma regulatória, denominada Massachusetts Rules,Massachusetts Rules, sobre osobre o projeto e construção de caldeiras, emitida em 1907.

projeto e construção de caldeiras, emitida em 1907.

O Comitê de Caldeiras do ASME foi criado em 1911, com publicação da primeira edição do código O Comitê de Caldeiras do ASME foi criado em 1911, com publicação da primeira edição do código em 1914-1915, exclusivamente para Caldeiras Estacionárias (Seção I). Em 1924, seria publicada a em 1914-1915, exclusivamente para Caldeiras Estacionárias (Seção I). Em 1924, seria publicada a Seção VIII, referente a vasos de pressão não sujeitos a chama. Nesta época já existiam normas Seção VIII, referente a vasos de pressão não sujeitos a chama. Nesta época já existiam normas européias para caldeiras e vasos de pressão.

européias para caldeiras e vasos de pressão.

Até a década de 60, os códigos eram baseados em critérios ditados pela experiência, com pouca Até a década de 60, os códigos eram baseados em critérios ditados pela experiência, com pouca base teórica e em mecanismos de falha mais simples. Simplesmente era exigido que a espessura do base teórica e em mecanismos de falha mais simples. Simplesmente era exigido que a espessura do equipamento fosse capaz de suportar a tensão máxima atuante, e que o material fosse equipamento fosse capaz de suportar a tensão máxima atuante, e que o material fosse suficientemente dúctil de forma a acomodar, sem riscos imediatos, tensões de pico e tensões suficientemente dúctil de forma a acomodar, sem riscos imediatos, tensões de pico e tensões geradas em regiões de descontinuidades geométricas.

geradas em regiões de descontinuidades geométricas.

Outro grupo, mais recentemente desenvolvido, tem por filosofia a adoção de maiores tensões de Outro grupo, mais recentemente desenvolvido, tem por filosofia a adoção de maiores tensões de projeto, associadas a uma rigorosa e criteriosa análise de tensões, aplicação de teoria da projeto, associadas a uma rigorosa e criteriosa análise de tensões, aplicação de teoria da plasticidade

plasticidade, conceitos de , conceitos de mecânica da fratura e da mecânica da fratura e da avaliação da vida útil a favaliação da vida útil a f adiga dos equipamentos.adiga dos equipamentos. A motivação para este desenvolvimento decorreu do seguinte:

A motivação para este desenvolvimento decorreu do seguinte: 1)

1) O advento e difusão dO advento e difusão da tecnologia com a cona tecnologia com a construção de reatores nstrução de reatores nucleares, que exucleares, que exigiam umigiam um maior conhecimento de mecanismos de falha, análise e a classificação das tensões maior conhecimento de mecanismos de falha, análise e a classificação das tensões associadas a equipamentos, considerando a elevada conseqüência de um vazamento do associadas a equipamentos, considerando a elevada conseqüência de um vazamento do fluido;

fluido; 2)

2) Necessidade de Necessidade de redução do conseredução do conservadorismo no rvadorismo no projeto convenprojeto convencional de vasocional de vasos de pressão es de pressão e na identificação de critérios

na identificação de critérios deficientes para a definição do deficientes para a definição do comportamento estrutural.comportamento estrutural.

Com a redução do nível de insegurança na definição do comportamento estrutural dos Com a redução do nível de insegurança na definição do comportamento estrutural dos equipamentos, permitiu-se o estabelecimento de fatores de segurança mais adequados. O ASME equipamentos, permitiu-se o estabelecimento de fatores de segurança mais adequados. O ASME Seç.III, editado em 1963, f

Seç.III, editado em 1963, foi o primeiro código a oi o primeiro código a utilizar tais desenvolvimentos.utilizar tais desenvolvimentos.

Nesta época, os cálculos eram basicamente analíticos e desenvolvidos segundo teoria de cascas e Nesta época, os cálculos eram basicamente analíticos e desenvolvidos segundo teoria de cascas e placas. O cálculo numérico, com ferramentas mais poderosas, tais como o método dos elementos placas. O cálculo numérico, com ferramentas mais poderosas, tais como o método dos elementos finitos era ainda restrito a trabalhos científicos mais específicos. Isto explica a definição de tensões finitos era ainda restrito a trabalhos científicos mais específicos. Isto explica a definição de tensões

(14)

Como resultado da

Como resultado da abordagem proposta foram identificados 2(dois) diferentes critérios de abordagem proposta foram identificados 2(dois) diferentes critérios de projeto:projeto:

•• Projeto convencional (design by rules):Projeto convencional (design by rules): que emprega soluções analíticas consagradasque emprega soluções analíticas consagradas para o dimensionamento de vasos com detalhes padronizados para a geometria dos para o dimensionamento de vasos com detalhes padronizados para a geometria dos componentes (casco, tampo, bocais, ..);

componentes (casco, tampo, bocais, ..);

•• Projeto alternativo (design by analysis):Projeto alternativo (design by analysis): que inclui componentes com geometrias e/ouque inclui componentes com geometrias e/ou carregamentos não convencionais, onde o dimensionamento depende de uma análise e carregamentos não convencionais, onde o dimensionamento depende de uma análise e classificação das tensões atuantes e comparação com valores admissíveis. O ASME Seç.VIII classificação das tensões atuantes e comparação com valores admissíveis. O ASME Seç.VIII – Divisão 2 inco

– Divisão 2 incorporou este critério drporou este critério de projeto em sua pe projeto em sua primeira edição erimeira edição em 1968.m 1968.

Como filosofia geral dos códigos de projetos, admiti-se o critério de Leak Before Break (Vazar antes Como filosofia geral dos códigos de projetos, admiti-se o critério de Leak Before Break (Vazar antes de romper), que é alcançado teoricamente pela limitação das tensões atuantes a uma fração das de romper), que é alcançado teoricamente pela limitação das tensões atuantes a uma fração das propriedades mecânicas dos materiais. São utilizadas equações simples associadas a fatores de propriedades mecânicas dos materiais. São utilizadas equações simples associadas a fatores de segurança elevados no dimensionamento.

segurança elevados no dimensionamento.

Figura 3.1 - Shoe Figura 3.1 - Shoe factory after the

factory after the boiler boiler explosion of March 20, explosion of March 20, 1905 which led to the 1905 which led to the adoption of many state adoption of many state boiler codes and the boiler codes and the ASME Boiler and ASME Boiler and Pressure Vessel Code Pressure Vessel Code (Hartford Steam Boiler (Hartford Steam Boiler Inspection & Insurance Inspection & Insurance Company). The Company). The Brockton, Brockton, Massachusetts shoe Massachusetts shoe factory (58 mortos e factory (58 mortos e 117 feridos).

(15)

A filosofia do código é implementada para a seleção dos materiais, definição dos testes de A filosofia do código é implementada para a seleção dos materiais, definição dos testes de qualificação necessários, requisitos de fabricação, detalhes de projeto, ensaios não-destrutivos e qualificação necessários, requisitos de fabricação, detalhes de projeto, ensaios não-destrutivos e destrutivos certificando a fabricação do equipamento e finalmente os ensaios e testes finais de destrutivos certificando a fabricação do equipamento e finalmente os ensaios e testes finais de aceitação do vaso de pressão ou da tubulação.

aceitação do vaso de pressão ou da tubulação.

As normas e códigos de projeto foram estabelecidos não só com a finalidade de padronizar e As normas e códigos de projeto foram estabelecidos não só com a finalidade de padronizar e simplificar o cálculo e projeto dos vasos de pressão, como principalmente garantir condições simplificar o cálculo e projeto dos vasos de pressão, como principalmente garantir condições mínimas de segurança para a sua operação. A experiência comprovou que a observância dessas mínimas de segurança para a sua operação. A experiência comprovou que a observância dessas normas torna muito baixa a probabilidade de ocorrência de acidentes graves. Por essa razão, normas torna muito baixa a probabilidade de ocorrência de acidentes graves. Por essa razão, embora muitas vezes não sejam de

embora muitas vezes não sejam de uso legal obrigatório, nem eximam de qualquer responsabilidadeuso legal obrigatório, nem eximam de qualquer responsabilidade o projetista, são em geral exigidas como requisito mínimo de segurança por quase todos os o projetista, são em geral exigidas como requisito mínimo de segurança por quase todos os projetistas e usuários de vasos de pressão.

projetistas e usuários de vasos de pressão.

Foram identificados, na época, 8 diferentes modos de

Foram identificados, na época, 8 diferentes modos de falha, assim denominados:falha, assim denominados: 1.

1. Deformação elástica excessiva incluindo instabilidade elástica -Deformação elástica excessiva incluindo instabilidade elástica - não apenas a tensãonão apenas a tensão atuante no equipamento deve ser limitada, mas também considerações sobre a rigidez do atuante no equipamento deve ser limitada, mas também considerações sobre a rigidez do componente são fundamentais para que este mecanismo de falha não ocorra;

componente são fundamentais para que este mecanismo de falha não ocorra; 2.

2. Deformação plástica excessiva -Deformação plástica excessiva - evitada através do dimensionamento dos componentes,evitada através do dimensionamento dos componentes, considerando os diversos tipos de tensões e seus efeitos;

considerando os diversos tipos de tensões e seus efeitos; 3.

3. Fratura frágil -Fratura frágil - é evitada com a seleção e qualificação de materiais com tenacidadeé evitada com a seleção e qualificação de materiais com tenacidade adequada, não susceptíveis a uma fratura brusca.

adequada, não susceptíveis a uma fratura brusca. 4.

4. Deformação e tensões a altas temperaturas (creep) –Deformação e tensões a altas temperaturas (creep) – a definição de tensões admissíveisa definição de tensões admissíveis reduzidas para temperaturas na faixa do creep ocasionam tensões controladas no reduzidas para temperaturas na faixa do creep ocasionam tensões controladas no equipamento evitando o acúmulo do dano;

equipamento evitando o acúmulo do dano; 5.

5. Instabilidade plástica (colapso incremental) –Instabilidade plástica (colapso incremental) – relacionado a deformações cíclicas norelacionado a deformações cíclicas no material e colapso plástico do equipamento, sendo evitado através de projetos com limitação material e colapso plástico do equipamento, sendo evitado através de projetos com limitação de tensões decorrentes de gradientes térmicos e peso próprio da estrutura em níveis de tensões decorrentes de gradientes térmicos e peso próprio da estrutura em níveis aceitáveis;

aceitáveis; 6.

6. Fadiga de baixo ciclo –Fadiga de baixo ciclo – considerações em relação a tensões de pico e ciclagem doconsiderações em relação a tensões de pico e ciclagem do carregamento, sendo evitada a falha pela adoção de soluções de detalhes de projeto carregamento, sendo evitada a falha pela adoção de soluções de detalhes de projeto adequados;

adequados; 7.

7. Corrosão sob tensão –Corrosão sob tensão – incompatibilincompatibilidade entre o material idade entre o material e o e o meio na presença de meio na presença de tensões,tensões, normalmente associad

normalmente associadas as tensões residuais de as as tensões residuais de soldagem, sendo evitada a falha através dasoldagem, sendo evitada a falha através da seleção de materiais e requisitos de fabricação;

seleção de materiais e requisitos de fabricação; 8.

8. Corrosão-fadiga –Corrosão-fadiga – atuação simultânea de 2 mecanismos que se auto-alimentam, devendo aatuação simultânea de 2 mecanismos que se auto-alimentam, devendo a falha ser evitada pela seleção de materiais,

falha ser evitada pela seleção de materiais, detalhes de projeto e requisitos de fabricação.detalhes de projeto e requisitos de fabricação. Atualmente, na edição 2007, são 4 modos de falha a serem avaliados:

Atualmente, na edição 2007, são 4 modos de falha a serem avaliados: Colapso plásticoColapso plástico,, FalhaFalha localizada

localizada,, Instabilidade devido à compressãoInstabilidade devido à compressão ee Falha por carregamento cíclicoFalha por carregamento cíclico..

Uma norma de projeto representa um conjunto coerente de premissas que são características dessa Uma norma de projeto representa um conjunto coerente de premissas que são características dessa norma, relacionando critérios de cálculo, coeficientes de segurança utilizados, padronização e norma, relacionando critérios de cálculo, coeficientes de segurança utilizados, padronização e especificação de materiais, detalhes de fabricação e inspeção, e isso não deve ser esquecido.

(16)

Os principais códigos de projeto, fabricação, montagem e testes de vasos de pressão são os Os principais códigos de projeto, fabricação, montagem e testes de vasos de pressão são os seguintes:

seguintes: País

País Código Código Instituição Instituição ResponsáveResponsávell U.S

U.S ASME ASME Boiler Boiler & & Pressure Pressure Vessel Vessel Code Code ASMEASME U.K

U.K PD 5500 Unfired Fusion WeldedPD 5500 Unfired Fusion Welded_{Pressure Vessels}_{Pressure Vessels} British Standard InstituteBritish Standard Institute Germany

Germany AD AD MerblatterMerblatter ArbeitsgemeinschaftArbeitsgemeinschaft Druckbehalter

Druckbehalter

Italy ANCC

Italy ANCC AssociazioAssociazione Nationale Per _{Peula Combustione}_{Peula Combustione}ne Nationale Per Il ControlloIl Controllo Netherlands

Netherlands Regeis Regeis Voor Voor Toestellen Toestellen Dienst Dienst voor voor het het StoomvezenStoomvezen Sweden

Sweden Tryckkarls Tryckkarls kommissionen kommissionen Swedish Swedish Pressure Pressure Vessel Vessel CommissionCommission Australia

Australia AS AS 1210 1210 Unfired Unfired Pressure Pressure Vessels Vessels Standards Standards Association Association of of AustraliaAustralia Belgium

Belgium IBN Construction Code for PressureIBN Construction Code for Pressure_Vessels_Vessels Belgian Standards InstituteBelgian Standards Institute Japan

Japan MITI MITI CodeCode Ministry of International Trade andMinistry of International Trade and_Industry_Industry France

France SNCT Construction Code for UnfiredSNCT Construction Code for Unfired_{Pressure Vessels}_{Pressure Vessels} Syndicat National de la Chaudronnerie etSyndicat National de la Chaudronnerie et_{de la T}_{de la Tuyauterie Industriell}_{uyauterie Industriellee} Brasil

Brasil P-NB-109 P-NB-109 ABNTABNT

Tabela 3.1 –

Tabela 3.1 – Códigos InternacionaiCódigos Internacionais s

Como nomenclatura usual, o código ASME estabelece o seguinte: Como nomenclatura usual, o código ASME estabelece o seguinte:

•• Editions: Em média, a cada 3 anosEditions: Em média, a cada 3 anos •• Addenda: AnualAddenda: Anual

•• Errata: Emitidas a medida que Errata: Emitidas a medida que são elaboradas, valendo retroativamesão elaboradas, valendo retroativamentente •• Interpretations: Em 2(dois) períodos do ano (julho e Interpretations: Em 2(dois) períodos do ano (julho e dezembro)dezembro)

(17)

3.2 - PD-5500 - UNFIRED FUSION WELDED PRESSURE VESSELS 3.2 - PD-5500 - UNFIRED FUSION WELDED PRESSURE VESSELS

Elaborado pela British Standards Institution, o código BS-5500, Unfired Fusion Welded Pressure Elaborado pela British Standards Institution, o código BS-5500, Unfired Fusion Welded Pressure Vessels, aborda aspectos relativos a materiais, projeto, fabricação, inspeção e testes dos vasos de Vessels, aborda aspectos relativos a materiais, projeto, fabricação, inspeção e testes dos vasos de pressão. Sua organização é a seguinte:

pressão. Sua organização é a seguinte:

-- SEÇÃO 1SEÇÃO 1 - Parte Geral;- Parte Geral; SEÇÃO 2 SEÇÃO 2 - Materiais;- Materiais;

-- SEÇÃO 3 SEÇÃO 3 - Projeto;- Projeto; SEÇÃO 4 SEÇÃO 4 - Fabricação e Montagem;- Fabricação e Montagem; -- SEÇÃO 5 SEÇÃO 5 - Inspeção e Testes- Inspeção e Testes

Apêndices principais: Apêndices principais: -

- Apêndice Apêndice A - A - Análise Análise de de Tensões, Tensões, similar similar ao ao ASME ASME Seç.VIII - Seç.VIII - Div.2;Div.2; -

- Apêndice Apêndice B B - - Efeito Efeito combinadcombinado o de de outros outros carregamentoscarregamentos;; -

- Apêndice Apêndice C C - - Fadiga;Fadiga; -

- Apêndice Apêndice G G - - Cargas Cargas localizadlocalizadas.as. 3.3 - AD – MERKBLATTER

3.3 - AD – MERKBLATTER

Elaborado pela Associação dos Construtores de Vasos de Pressão, este código alemão é constituído Elaborado pela Associação dos Construtores de Vasos de Pressão, este código alemão é constituído das seguintes seções:

das seguintes seções:

-- SÉRIE SÉRIE G G - - Parte Parte Geral; Geral; SÉRIE SÉRIE A A - - Acessórios; Acessórios; -- SÉRIE SÉRIE B B - - Projeto; Projeto; SÉRIE SÉRIE W W - - Materiais.Materiais.

-- SÉRIE SÉRIE HP HP - - Fabricação Fabricação e e Testes Testes SÉRIE SÉRIE N N - - Materiais Materiais não não metálicos metálicos -- SÉRIE S - Casos especiais SÉRIE S - Casos especiais

Informações gerais: Informações gerais: -

- DimensionamenDimensionamento to através através de de tensões tensões de de membrana membrana - - fórmulas fórmulas simplificadasimplificadas;s; -

- Tensão Tensão calculada calculada corrigida corrigida através através de de fatores fatores de de forma;forma; -

- Tensões Tensões admissíveis mais admissíveis mais elevadas elevadas que que o o código código ASME, ASME, por por exemplo;exemplo; -

(18)

3.4 - CÓDIGO ASME - THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS 3.4 - CÓDIGO ASME - THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS

Este é o código tradicionalmente utilizado no Brasil, sendo responsável por ditar os requisitos Este é o código tradicionalmente utilizado no Brasil, sendo responsável por ditar os requisitos necessários para materiais, projeto, fabricação, montagem e testes

necessários para materiais, projeto, fabricação, montagem e testes da maioria dos vasos de da maioria dos vasos de pressão,pressão, permutadores e caldeiras utilizadas na

permutadores e caldeiras utilizadas na indústria do petróleo. Possui diversas seções, indústria do petróleo. Possui diversas seções, abaixo citadas.abaixo citadas.

Seção Conteúdo

I I Caldeiras Caldeiras (Rules (Rules for for Construction Construction of of Power Power Boilers)Boilers)

II Materiais II Materiais

Part A —

Part A — Ferrous Material SpecificationFerrous Material Specificationss Part B —

Part B — Nonferrous Material SpecificationsNonferrous Material Specifications Part C

Part C — Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler — Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler MetalsMetals Part D — Properties (Customary)

Part D — Properties (Customary) Part D — Properties (Metric) Part D — Properties (Metric) Subsection NCA — G

Subsection NCA — General Requiremeneneral Requirements for ts for Division 1 and Division 2Division 1 and Division 2 Division

Division 1 1 Subsection Subsection NB NB — — Class Class 1 1 ComponentsComponents Subsection NC — Class 2 Components Subsection NC — Class 2 Components Subsection ND — Class 3 Components Subsection ND — Class 3 Components Subsection NE — Class MC Components Subsection NE — Class MC Components Subsection NF — Supports

Subsection NF — Supports Subsection NG — Core

Subsection NG — Core Support StructuresSupport Structures Subsection NH —

Subsection NH — Class 1 Components in Class 1 Components in Elevated TemperatuElevated Temperaturere Service Appendices

Service Appendices Division

Division 2 2 Code Code for for Concrete Concrete ContainmenContainmentsts III

III InstalaçõesInstalações_Nucleares_Nucleares

Division 3

Division 3 Containments for Transport and Storage of Containments for Transport and Storage of Spent Nuclear FuelSpent Nuclear Fuel and High Level Radioactive Material and Waste

and High Level Radioactive Material and Waste IV

IV Caldeiras Caldeiras para para aquecimenaquecimento to (Rules (Rules for for Construction Construction of of Heating Heating Boilers)Boilers) V

V Ensaios não Ensaios não destrutivos destrutivos VI

VI Instalação e recomendações para operação Instalação e recomendações para operação de caldeiras para _{Rules for the Care and Operation of Heating Boilers)}_{Rules for the Care and Operation of Heating Boilers)}de caldeiras para aquecimento (Recommendedaquecimento (Recommended VII

VII Instalação e recomendações para operação de caldeiras (Recommended Guidelines for theInstalação e recomendações para operação de caldeiras (Recommended Guidelines for the_{Care of Power Boilers)}_{Care of Power Boilers)} Rules for Construction of

Rules for Construction of Pressure VesselsPressure Vessels Division 1

Division 1 Division

Division 2 2 Alternative Alternative RulesRules VIII

VIII Vasos de Vasos de _Pressão_Pressão

Division

Division 3 3 Alternative Alternative Rules Rules for for Construction Construction of of High High Pressure Pressure VesselsVessels IX

IX QualificaQualificação ção de de soldagem soldagem (Welding and Brazing Qualifications)(Welding and Brazing Qualifications) X

X Vasos Vasos de de pressão pressão de de plástico plástico (Fiber-Reinforced (Fiber-Reinforced Plastic Plastic Pressure Pressure Vessels)Vessels) XI

XI Recomendações para inspeção de instalações nucleares (Rules for Inservice Inspection ofRecomendações para inspeção de instalações nucleares (Rules for Inservice Inspection of_{Nuclear Power Plant}_{Nuclear Power Plant Components)}_Components) XII

XII Recomendações para fabricação e extensão de uso de tanques transportáveis (Rules forRecomendações para fabricação e extensão de uso de tanques transportáveis (Rules for_{Construction and Continued Service of Transport Tanks)}_{Construction and Continued Service of Transport Tanks)} Tabela 3.2 – Diversas Seções do Código ASME

(19)

ASME STAMPS ASME STAMPS

Power Boilers – Section I

S

S Power BoilersPower Boilers MM Miniature BoilersMiniature Boilers A

A Power Boiler AssembliesPower Boiler Assemblies PPPP Pressure PipingPressure Piping E

E Electric BoilersElectric Boilers V**V** Power Boiler Safety ValvesPower Boiler Safety Valves Heating Boilers – Section IV

Heating Boilers – Section IV

H*

H* Cast Iron Heating BoilersCast Iron Heating Boilers HLWHLW Lined Potable Water HeatersLined Potable Water Heaters H

H Heating Boilers, otherHeating Boilers, other HV**HV** Heating Boilers Safety ValvesHeating Boilers Safety Valves Pressure Vessel – Section VIII Division 1

Pressure Vessel – Section VIII Division 1

U

U Pressure VesselsPressure Vessels UV**UV** Pressure Vessels Safety ValvesPressure Vessels Safety Valves UM*

UM* Miniature VesselsMiniature Vessels UD**UD** Pressure Vessels Rupture DiscsPressure Vessels Rupture Discs Pressure

Pressure Vessel Vessel – – Section Section VIII VIII Division Division 2 2 Reinforced Reinforced Plastic Plastic Vessels Vessels – – Section Section XX

U2

U2 Alternative Rules for PressureAlternative Rules for Pressure_Vessels_Vessels RPRP Fiber-Reinforced Plastic PressureFiber-Reinforced Plastic Pressure_Vessels_Vessels Pressure Vessel – Section VIII Division 3

Pressure Vessel – Section VIII Division 3

U3

U3 High Pressure VesselsHigh Pressure Vessels UV3**UV3** Safety Valves for High PressureSafety Valves for High Pressure_Vessels_Vessels Transport Tanks – Section XII

Transport Tanks – Section XII

T

T Transport TanksTransport Tanks TD**TD** Transport Tanks Pressure ReliefTransport Tanks Pressure Relief_Devices_Devices TV

TV Tranport Tanks Safety ValvesTranport Tanks Safety Valves Nuclear Stamps

Nuclear Stamps

N

N Nuclear ComponentsNuclear Components NVNV Nuclear Safety and Safety ReliefNuclear Safety and Safety Relief_Valves_Valves Storage and Transport

(20)

3.4.1 - ASME Seção VIII –

3.4.1 - ASME Seção VIII – Divisão 1Divisão 1

O escopo do código ASME Seção VIII – Divisão 1 se refere ao seguinte: O escopo do código ASME Seção VIII – Divisão 1 se refere ao seguinte:

•• Equipamentos não sujeitos à chama;Equipamentos não sujeitos à chama;

•• Equipamentos que não façam parte de componentes rotativos ou alternativos, tubulações ouEquipamentos que não façam parte de componentes rotativos ou alternativos, tubulações ou transporte de produtos.

transporte de produtos.

•• Equipamentos com pressão interna igual ou superior a 15,0 psi (1,02 kgf/cmEquipamentos com pressão interna igual ou superior a 15,0 psi (1,02 kgf/cm 22_{) e inferior a}_{) e inferior a}

3.000,0 psi (211,0 kgf/cm 3.000,0 psi (211,0 kgf/cm22₎₎

•• Equipamentos com diâmetro interno igual ou maior do que Equipamentos com diâmetro interno igual ou maior do que 6” (152,0 mm);6” (152,0 mm);

•• Equipamentos não destinados a ocupação humana.Equipamentos não destinados a ocupação humana.

É o projeto convencional dos vasos de pressão. A filosofia de projeto da Divisão 1 está bem explícita É o projeto convencional dos vasos de pressão. A filosofia de projeto da Divisão 1 está bem explícita no parágrafo UG-23 (c), do código, onde se lê:

no parágrafo UG-23 (c), do código, onde se lê:

“A espessura de parede de um vaso de pressão dimensionado de acordo com as regras “A espessura de parede de um vaso de pressão dimensionado de acordo com as regras estabelecidas nesta divisão deve ser tal que a tensão máxima primária geral de membrana, estabelecidas nesta divisão deve ser tal que a tensão máxima primária geral de membrana, resultante dos carregamentos a que esteja sujeito o equipamento durante sua operação normal, resultante dos carregamentos a que esteja sujeito o equipamento durante sua operação normal, não exceda os limites de tensão admissível do material do vaso e que, excetuando-se alguns não exceda os limites de tensão admissível do material do vaso e que, excetuando-se alguns casos especiais os carregamentos a que esteja sujeito o vaso, não provoquem uma tensão casos especiais os carregamentos a que esteja sujeito o vaso, não provoquem uma tensão primária de membrana mais flexão superi

primária de membrana mais flexão superior a 1 ½or a 1 ½ da da tensão máxima admissível do material do tensão máxima admissível do material do vaso”.

vaso”.

É sabido que podem ocorrer elevadas tensões nas descontinuidades nos vasos de pressão, mas as É sabido que podem ocorrer elevadas tensões nas descontinuidades nos vasos de pressão, mas as regras de projeto e de fabricação desta divisão foram estabelecidas de modo a limitar tais tensões a regras de projeto e de fabricação desta divisão foram estabelecidas de modo a limitar tais tensões a um nível seguro consistente com a

um nível seguro consistente com a experiência adquiexperiência adquirida.rida.

Embora seja dito que os vasos de pressão devam resistir a todos os esforços solicitantes (pressão Embora seja dito que os vasos de pressão devam resistir a todos os esforços solicitantes (pressão interna ou externa, pesos, sobrecargas, reações de apoio, ação de vento, impactos, esforços de interna ou externa, pesos, sobrecargas, reações de apoio, ação de vento, impactos, esforços de dilatação, etc,...), o código só fornece fórmulas para o cálculo em função da pressão interna ou dilatação, etc,...), o código só fornece fórmulas para o cálculo em função da pressão interna ou externa, ficando o cálculo para os

externa, ficando o cálculo para os demais esforços inteiramente a critério do projetista.demais esforços inteiramente a critério do projetista.

As regras da Divisão 1 foram formuladas a partir de considerações de projeto e princípios de As regras da Divisão 1 foram formuladas a partir de considerações de projeto e princípios de construção aplicáve

construção aplicáveis a is a vasos projetados para pressões não superiores a vasos projetados para pressões não superiores a 3.000 psig e 3.000 psig e vasos sujeitosvasos sujeitos a pressão externa. A Divisão 1 está dividida da seguinte forma:

a pressão externa. A Divisão 1 está dividida da seguinte forma: Subsection A General Requirements

-Subsection A - General Requirements - Requisitos gerais, aplicáveis a todos os vasos de pressão.Requisitos gerais, aplicáveis a todos os vasos de pressão. Part UG - G

Part UG - General Requiremeneneral Requirements for All Methods of ts for All Methods of Construction and All MaterialConstruction and All Materials:s: Scope / Materials / Design /

Scope / Materials / Design / Openings and ReinforcemenOpenings and Reinforcements / ts / Braced and Stayed Surfaces / LigamentsBraced and Stayed Surfaces / Ligaments / Fabrication / Inspec

/ Fabrication / Inspection and Tests / Mation and Tests / Marking and Reports / Pressurking and Reports / Pressure Relief Devicesre Relief Devices

Subsection B : Requirements Pertaining to Methods of Fabrication of Pressure Vessels Subsection B : Requirements Pertaining to Methods of Fabrication of Pressure Vessels -Requisitos específicos, aplicáv

Requisitos específicos, aplicáveis em feis em função do método de fabricação.unção do método de fabricação. Part UW

Part UW : Requirements for Pressure Vessels Fabricated by Welding: Requirements for Pressure Vessels Fabricated by Welding Part UF :

Part UF : Requirements for Pressure Vessels FabricaRequirements for Pressure Vessels Fabricated by Forgingted by Forging Part UB -

(21)

Subsection C : Requirements Pertaining to Classes of Materials

-Subsection C : Requirements Pertaining to Classes of Materials - Requisitos específicos,Requisitos específicos, aplicáveis em função do tipo de

aplicáveis em função do tipo de material utilizado na fabricação.material utilizado na fabricação. Part UCS :

Part UCS : RequiremenRequirements for Pressure Vessels Constructed of Carbon and Low Alloy Steelsts for Pressure Vessels Constructed of Carbon and Low Alloy Steels Part UNF

Part UNF : Requirements for Pressure Vessels Constructed of : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Nonferrous MaterialsNonferrous Materials Part UHA :

Part UHA : RequiremenRequirements for Pressure Vessels Constructed of High Alloy Steelts for Pressure Vessels Constructed of High Alloy Steel Part UCI :

Part UCI : Requirements for Pressure Vessels ConstrucRequirements for Pressure Vessels Constructed of Cast Ironted of Cast Iron

Part UCL : Requirements for Welded Pressure Vessels Constructed of Material With Corrosion Part UCL : Requirements for Welded Pressure Vessels Constructed of Material With Corrosion Resistant Integral Cladding, Weld Metal Overlay Cladding or W

Resistant Integral Cladding, Weld Metal Overlay Cladding or With Applied Liningsith Applied Linings Part UCD :

Part UCD : RequiremenRequirements for Pressure Vessels Constructed of Cast Ductile Ironts for Pressure Vessels Constructed of Cast Ductile Iron

Part UHT : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Ferritic Steels With Tensile Properties Part UHT : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Ferritic Steels With Tensile Properties Enhanced by Heat Treatment

Enhanced by Heat Treatment Part ULW :

Part ULW : RequirementRequirements for s for Pressure Vessels Fabricated by Layered ConstructionPressure Vessels Fabricated by Layered Construction

Part ULT : Alternative Rules for Pressure Vessels Constructed Having Higher Allowable Stresses at Part ULT : Alternative Rules for Pressure Vessels Constructed Having Higher Allowable Stresses at Low Temperature

Low Temperature Part UHX :

Part UHX : Rules for Shell-and-Tube Heat ExchanRules for Shell-and-Tube Heat Exchangersgers Tabela 3.3 – Divisão do ASME Seção VIII – Divisão 1 Tabela 3.3 – Divisão do ASME Seção VIII – Divisão 1

UW UW Soldagem Soldagem UF UF Forjamento Forjamento UB UB Brazagem Brazagem ULT ULT Aços para Aços para baixas baixas temperaturas temperaturas ULW ULW Vasos de Vasos de paredes paredes múltiplas múltiplas UHT UHT Aços de alta Aços de alta resistência resistência UCS UCS Aços Aços carbono e carbono e baixa liga baixa liga UNF UNF Materiais Materiais não ferrosos não ferrosos UHA UHA Aços de alta Aços de alta liga liga UCI UCI UCL UCL Aços Aços cladeados cladeados UCD UCD Ferro Ferro fundido fundido maleável maleável Subseção B Subseção B Requisitos Relativos Requisitos Relativos ao Método de Fabricação ao Método de Fabricação Subseção A Subseção A Requisitos Gerais Requisitos Gerais

(22)

Apêndices Obrigatórios Apêndices Obrigatórios

1: Supplementary Design Formulas 1: Supplementary Design Formulas

2: Rules for Bolted Flange Connections With Ring Type Gaskets 2: Rules for Bolted Flange Connections With Ring Type Gaskets 3: Definitions

3: Definitions

4: Rounded Indications Charts

4: Rounded Indications Charts Acceptance Standard for Radiographically Determined RoundedAcceptance Standard for Radiographically Determined Rounded Indications in Welds

Indications in Welds

5: Flanged and Flued or Flanged Only Expansion Joints 5: Flanged and Flued or Flanged Only Expansion Joints 6: Methods for Magnetic Particle

6: Methods for Magnetic Particle Examination (MT)Examination (MT) 7: Examination of Steel Castings

7: Examination of Steel Castings 8: Methods for Liquid

8: Methods for Liquid Penetrant Examination (PT)Penetrant Examination (PT) 9: Jacketed Vessels

9: Jacketed Vessels

10: Quality Control System 10: Quality Control System

11: Capacity Conversions for Safety

11: Capacity Conversions for Safety ValvesValves 12: Ultrasonic Examination of Welds (UT) 12: Ultrasonic Examination of Welds (UT) 13: Vessels of Noncircular Cross

13: Vessels of Noncircular Cross SectionSection 14: Integral Flat Heads

14: Integral Flat Heads With a Large, With a Large, Single, Circular, Centrally-Located OpeninSingle, Circular, Centrally-Located Openingg 16: Submittal of Technical Inquiries to t

16: Submittal of Technical Inquiries to the Boiler and Pressure Vessel Committeehe Boiler and Pressure Vessel Committee 17: Dimpled or Embossed Assemblies

17: Dimpled or Embossed Assemblies 18: Adhesive Attachment of Nameplates 18: Adhesive Attachment of Nameplates 19: Electrically Heated or Gas

19: Electrically Heated or Gas Fired Jacketed Steam KettlesFired Jacketed Steam Kettles 20: Hubs of Tubesheets and Flat Heads Machined From Plate 20: Hubs of Tubesheets and Flat Heads Machined From Plate 21: Jacketed Vessels Constructed of W

21: Jacketed Vessels Constructed of Work-Hardeneork-Hardened Nickeld Nickel 22: Integrally Forged Vessels

22: Integrally Forged Vessels 23: External Pressure Design of

23: External Pressure Design of Copper, Copper Alloy, and Titanium Alloy Seamless Condenser andCopper, Copper Alloy, and Titanium Alloy Seamless Condenser and Heat Exchanger Tubes with Integral

Heat Exchanger Tubes with Integral FinsFins 24: Design Rules for

24: Design Rules for Clamp ConnectionsClamp Connections

25: Acceptance of Testing Laboratories and Authorized Observers for

25: Acceptance of Testing Laboratories and Authorized Observers for Capacity Certification ofCapacity Certification of Pressure Relief Valves

Pressure Relief Valves

26: Pressure Vessel and Heat

26: Pressure Vessel and Heat Exchanger ExpansiExchanger Expansion Jointson Joints 27: Alternative Requirements for

27: Alternative Requirements for Glass-Lined VesselsGlass-Lined Vessels 28: Alternative Corner Weld Joint

28: Alternative Corner Weld Joint Detail for Box Headers fDetail for Box Headers for Air-Cooled Heat Exchangers When Onlyor Air-Cooled Heat Exchangers When Only One Member Is Beveled

One Member Is Beveled 30 : Rules for

30 : Rules for Drilled Holes Not Penetrating Through Vessel WallDrilled Holes Not Penetrating Through Vessel Wall 31 :

31 : Rules for Cr-Mo Steels WRules for Cr-Mo Steels With Additional Requiremenith Additional Requirements for Wts for Welding and Heat Treatmentelding and Heat Treatment 32 : Local Thin Areas in Cylindrical Shells and in Spherical Segments of Shells

32 : Local Thin Areas in Cylindrical Shells and in Spherical Segments of Shells 33 : Standards Units for Use

33 : Standards Units for Use in Equationsin Equations 34 : Requirements for Use of H

(23)

Apêndice não obrigatórios Apêndice não obrigatórios A :

A : Basis for Establishing Allowable Loads for Tube-to-Tubesheet JointsBasis for Establishing Allowable Loads for Tube-to-Tubesheet Joints C :

C : Suggested MethodSuggested Methods for s for Obtaining the Operating Temperature of Vessel Wall in ServiceObtaining the Operating Temperature of Vessel Wall in Service D :

D : Suggested Good Practice Regarding Internal StructuresSuggested Good Practice Regarding Internal Structures E :

E : Suggested Good Practice Regarding Corrosion AllowanceSuggested Good Practice Regarding Corrosion Allowance F :

F : Suggested Good Practice Regarding LiningsSuggested Good Practice Regarding Linings G :

G : Suggested Good Practice Regarding Piping Reactions and Design of Supports and AttachmentsSuggested Good Practice Regarding Piping Reactions and Design of Supports and Attachments H :

H : Guidance to Accommodate Loadings Produced by DeflagrationGuidance to Accommodate Loadings Produced by Deflagration K : Sectioning of Welded Joints

K : Sectioning of Welded Joints L :

L : Examples Illustrating the Application of Code Formulas and RulesExamples Illustrating the Application of Code Formulas and Rules M :

M : Installation and OperationInstallation and Operation P : Basis for

P : Basis for EstablishiEstablishing Allowable Stress Valueng Allowable Stress Value R : Preheating

R : Preheating S :

S : Design ConsiderationDesign Considerations for s for Bolted Flange ConnectionsBolted Flange Connections T :

T : Temperature ProtectionTemperature Protection W : Guide for

W : Guide for Preparing MaPreparing Manufacturer´s Data Reportsnufacturer´s Data Reports Y : Flat

Y : Flat Face Flanges With Metal-to-Metal Contact Outside the Bolt CircleFace Flanges With Metal-to-Metal Contact Outside the Bolt Circle DD :

DD : Guide to Information Appearing on Certificate of Guide to Information Appearing on Certificate of AuthorizatioAuthorizationn EE : Half-Pipe Jackets

EE : Half-Pipe Jackets FF :

FF : Guide for the Design and Guide for the Design and Operation of Quick-Actuating (Quick-OpeninOperation of Quick-Actuating (Quick-Opening) Closuresg) Closures GG : Guidance for the Use

GG : Guidance for the Use of U.S. Customary and SI of U.S. Customary and SI Units in the ASME Boiler and Pressure VesselUnits in the ASME Boiler and Pressure Vessel Code

Code HH :

HH : Tube Expanding Procedures and QualificationTube Expanding Procedures and Qualification JJ :

JJ : Flowcharts Illustrating Impact Testing Requirements and Exemptions From Impact Testing by theFlowcharts Illustrating Impact Testing Requirements and Exemptions From Impact Testing by the Rules of UHA-51

Rules of UHA-51

Tabela 3.3 – Divisão do ASME Seção VIII – Divisão 1 (continuação) Tabela 3.3 – Divisão do ASME Seção VIII – Divisão 1 (continuação)