Inspeção de vasos sob pressão

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    10-Jul-2015

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1. INTRODUOEntende-se como "Vaso de Presso" todos os reservatrios, de qualquer tipo, dimenses ou finalidades, no sujeitos a chama, que contenham qualquer fluido, projetado para resistir com segurana uma presso interna superior a 1 Kgf/cm2 ou inferior presso atmosfrica; ou submetidos presso externa. Em refinarias de petrleo, indstrias qumicas e petroqumicas os vasos de presso constituem um conjunto importante de equipamentos que abrangem os mais variados usos. Nas refinarias

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1 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho 1. INTRODUO Entende-secomo"VasodePresso"todososreservatrios,dequalquertipo,dimensesou finalidades,nosujeitosachama,quecontenhamqualquerfluido,projetadopararesistircom seguranaumapressointernasuperiora1Kgf/cm2ouinferiorpressoatmosfrica;ou submetidos presso externa. Emrefinariasdepetrleo,indstriasqumicasepetroqumicasos vasos de presso constituem um conjuntoimportantedeequipamentosqueabrangemosmaisvariadosusos.Nasrefinariasde petrleo, os vasos de presso so utilizados, principalmente, para os seguintes motivos: - ARMAZENAMENTO DE GS : por motivos econmicos, os gases so armazenados sob presso normalmenteliquefeitos,paraquesepossatergrandepeso armazenadonumvolumerelativamentepequeno.Exemplo: esferas de GLP. -PROCESSAMENTO:inmerosprocessosnecessitam,parasuarealizao,deumambiente pressurizado.Exemplo:vasosemunidadesdedestilao,reforma, craqueamento, gerao de vapor, etc. Aconstruodeumvasodepressoenvolveumasriedecuidadosespeciaisrelacionadoscomo seu projeto, fabricao, montagem, inspeo e testes. Pois a falhas de um vaso de presso, quando em operao, alm de provocar perda de produto e parada de um processo, pode acarretar perda de vidas. Assim, um vaso de presso, normalmente considerado um EQUIPAMENTO DE GRANDE RISCO DE PERICULOSIDADE. 2. COMPONENTES ASubcomissodeInspeodeEquipamentosdoInstitutoBrasileirodePetrleoemfevereirode 1963aprovouaGuian.2deInspeodeEquipamentosquepadronizouaNomenclaturaaser usadaparaequipamentoseacessriosnasrefinariasdepetrleo.Afigura1mostraumresumoda nomenclatura usada para os vasos de presso. Com o objetivo de melhor familiarizar o tcnico de inspeo com os acessrios internos usualmente encontrados nos vasos de presso alguns tens indicados na figura 1 sero melhor detalhados: 2.1. ALAPO (item 9.5 da figura 1) Emtorresdeprocessocomdimetroacimade1metroasbandejassodivididasemseespara possibilitarsuaentradanoequipamento,jque,emgeral,asbocasdevisitatemnomximo915 milmetros de dimetro. 2 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho LEGENDA : 1. CASCO 1.1.-Revestimentometlicointerno (clad ou lining ). 1.2. - Revestimento de proteo contra fogo ( fire-proofing ). 2. TAMPOS OU CALOTAS 2.1. - Elipsoidal. 2.2. - Toroesfrico. 2.3. - Hemisfrico. 2.4. - Cnico. 2.5. - Torocnico. 3. BOCAL OU CONEXO 3.1. - Pescoo. 3.2. - Flange. 3.3. - Meia luva. 4. BOCA DE VISITA 5. VIGIA 6. JUNTAS DE VEDAO 7. BRAO DE CARGA. 8. TUBOS INTERNOS 8.1. - Retirada de produto. 8.2. - Distribuidor. 8.3. - Serpentina. 8.4. - Feixe tubular. 9. BANDEJA 9.1. - Assoalho da bandeja. 9.2. - Borbulhador de campnula. 9.2.1. - Suporte. 9.2.2. - Cruzeta. 9.2.3. - Colarinho. 9.2.4. - Campnula. 9.3. - Vertedor. 9.3.1. - Vertedor central. 9.3.2. - Vertedor lateral. 9.4. - Caixa de retirada. 9.5. - Alapo. 9.6. - Vigas de sustentao. 10. PANELA 10.1. - Fundo. 10.2. - Vedao. 10.3. - Chamin. FIGURA 1 - Nomenclatura adotada pela guia de Inspeo do I.B.P (LEGENDA). 11. DEFLETOR 11.1. - Anel. 11.2. - Disco. 11.3. - Saia. 11.4. - Prato perfurado. 12. CHAPA DE DESGASTE 13. ANTIVRTICE 14. PORCAS, PARAFUSOS OU ESTOJOS 15. FILTRO 16. ENCHIMENTO 17. SUSTENTAO DO ENCHIMENTO 18. TIRANTE 19. POTE OU BOTA 20. RETENTOR DE GOTCULAS 21. BOCA DE INSPEO 22. GRADE 23. ANEL DE REFORO 24. ANEL DE SUSTENTAO DO ISOLAMENTO 25. ISOLAMENTO 26. BERO 27. APOIOS 27.1. - Saia cilndrica. 27.2. - Saia cnica. 27.3. - Colunas. 27.4. - Boca de visita da saia. 28. ANEL DE SUSTENTAO DE ACESSRIOS 29. GRAMPO DE FIXAO 29.1. - Grampo. 29.2. - Parafuso. 29.3. - Arruela. 29.4. - Porca. 30. GRAMPO DE FIXAO 3 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho FIGURA 1 - (Continuao) -Figura relativa a legenda da pgina anterior. CANTONEIRA CHAPA CHAPA 7 8.2 8.1 8.3 1 1.1 2 2.4 3.1 3.2 4 5 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.3.1 9.3.2 10.1 10.2 10.3 15 11.1 11.2 11.3 11.412 16 17 22 20 19 18 23 27.1 27..2 27.3 27.4 26 25 1 6 29.1 29.2 29.4 29.3 24 30 28 14 3.3 4 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho Para facilitar a inspeo e limpeza das torres durante uma parada operacional, bem como facilitar a montagem e desmontagem, em todas as bandejas uma das sees de fcil remoo, normalmente, chamada de ALAPO ou boca de visita da bandeja. Esta seo facilmente identificada pois seu sistema de fixao atravs de arruela ovais, enquanto nas demais sees da bandeja as arrula so redondas. As arruelas ovais possibilitam a remoo do alapo sem que seja necessrio remover os parafusosqueprendemestasarruelas,reduzindooservioeevitandoaqueda e/ou perda de peas durante a abertura das bandejas, antes da limpeza interna da torre. Por isso, usa-se a expresso abrir e no remover alapes ( figura 2 ). Existemalgunscasosemqueosalapessofixadoscomfeixesdeaberturarpida,usado principalmente em equipamentos onde as sees de bandejas so soldadas entre si. FIGURA 2 - Fixao de alapes. 2.2. BORBULHADORES DE CAMPNULA (item 9.2 da figura 1) So assim chamados porque sua principal funo borbulhar gs em contra-fluxo numa lamina de lquido formada sobre o assoalho da bandeja, cujo nvel determinado pela altura do colarinho do borbulhador,quedeveseriguala altura da chapa de nvel da bandeja, situada sobre o assoalho da bandeja e prxima ao vertedor. Osborbulhadorespodemterformacircularouretangular,comumadasextremidadesabertae dentadaeaoutrafechada.Soinstaladoscomaextremidadeabertavoltadaparaoassoalhoda bandeja, como mostra a figura 3, onde tambm podem ser vistas as diversas maneiras de fixao dos borbulhadores ao assoalho da bandeja, sendo os esquemas 3 e 8, os mais usados. OBS.Muitosprofissionaischamamosborbulhadoresdecampnula,simplesmentede borbulhadores. ALAPO ARRUELAOVAL ARRUELA REDODNDA 5 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho FIGURA 3 - Mtodos de fixao dos borbulhadores de campnula. 2.3. BORBULHADORES TIPO VLVULA (item 31 da figura 1) Osborbulhadores tipo vlvula ou simplesmente vlvulas, so assim chamados porque ao contrrio dos borbulhadores de campnula, regulam o fluxo do gs borbulhado atravs de um movimento de sobe-desce,dentrodeumcursopr-fixadopelasexignciasdoprocesso,comoumavlvulade controle. Estasvlvulastemumformatodediscocomumdimetrodeaproximadamente5cmepossuem trspernasespaadasde120,comumcomprimentoquepodevariarde3a10mm, aproximadamente. So mantidas junto ao assoalho da bandeja pela, deformao das pontas de suas pernas, de maneira que sua movimentao seja possvel, sem que se soltem do assoalho, com mostra a figura 4. 2.4.ANELDESUSTENTAODEACESSRIOSINTERNOS(item28da figura 1) As bandejas e outros internos podem se unidos ao casco do vaso de duas maneiras : solda ou atravs de grampos fixados a um anel de sustentao soldado ao casco. 2.4.1.Unio por Solda Osinternoscujasuaexistncianoimpedeo acesso ao interior do equipamento, no precisam ser removidosparamanuteno,nosodescartveisapsumdeterminadoperodoesodomesmo material do casco, costumam ser soldados diretamente ao casco. Todos os outro acessrios que no 6 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho satisfazem essas exigncias, so fixados por grampos presos a um anel de sustentao, de material similar ao casco, soldado a este. 2.4.2. Unio por Grampos (Item 29 da Figura 1) A utilizao de grampos que fazem a ligao do acessrio interno com o casco do vaso, atravs do aneldesustentaotemcomoprincipalvantagemafacilidadederemoodoacessrioeevitaa necessidadedesoldasdissimilares,quandoestessodematerialdiferentesdocasco.Afigura5 mostra detalhes dessa unio. Asseesdebandejastemqueserunidasdemaneiraaevitardesnveisnoassoalhoe/ou vazamentosquepossamcomprometeronveldabandeja.Essauniofeitacomumrebaixoem uma das sees da bandeja e uma unio travs de parafuso com porcas, como mostra o esquema da figura 6. Asdemaispartesqueformamumabandeja,como:vertedores(item9.3dafigura1),chapasde nveletc.sounidosaocascodamesmamaneiraqueasbandejas,apenasusandocomopea intermediriaanisdefixaonaposiolongitudinalaocasco,algumasvezeschamadasde orelhas. FIGURA 4 - Borbulhadores tipo vlvula. 7 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho FIGURA 5 - Unio de acessrios internos ao casco. FIGURA 6 - Unio entre sees de bandeja. ESTOJO CHANFRADO ALAPO SECO DE BANDEJA PORCA SEXTAVADA ARRUELA PORCA SEXTAVADA ARRUELA SECO DE BANDEJA GRAMPO NO 20F PARAFUSO SOLDA PARAFUSO/GRAMPO ARRUELA DE MAT. ISOLANTE ARRUELA PORCA SEXTAVADA ANEL DE SUSTENTAO DA BANDEJA GUARNIO DE MAT. ISOLANTE PAREDE DO VASO 8 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho 2.5. VIGAS DE SUSTENTAO (item 9.6. da figura 1) Emequipamentosdegrandesdimetros(acimade1,5metros)usualautilizaodevigasde sustentaoparamelhorarasuportaoe a rigidez das sees de bandejas e outros internos. Essas vigas so integrais e atravessam todo o dimetro do vaso, sendo fixadas por parafuso e porcas, em pequenas chapas soldadas ao casco, popularmente chamadas de orelhas. 2.6. ENCHIMENTO (item 16 da figura 1) Emalgumastorresdeprocessousadasparaaseparaaoouextraodelquidosougases,as bandejassaosubstiudasporenchimento.Enchimentos,sopequenaspeasnaformacilndrica, esfricaoudeselacujafinalidadeaumentarorendimentodoprocesso.Essaspequenaspeas recebemnomesvariadosemfunodesuaformaedetalhesconstrutivos,commostraafigura7e so colocadas no interior do equipamento de maneira aleatria num espao pr-determinado, como mostra a figura 8. FIGURA 7 - Constituintes de um enchimento. Outrotipodeenchimento,maismoderno,ochamadodeleitoestruturado,cujafinalidadea mesma do descrito anteriormente. A figura 9 mostra a instalao de um leito estruturado no interior deumatorredeprocesso.Normalmente,asplacasqueformamoleitosodematerialplstico resistente ao meio, o principal limite deste tipo de interno a temperatura de projeto do vaso. SELASANIS PALLANIS RASCHING ESFERAS ANIS LESSING 9 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho FIGURA 8 - Leito recheado com anis de pall. FIGURA9 - Leito estruturado. ANELPALL (PALL RING) DISTRIBUIO ALEATRIA GRADE DE SUPORTAO VISTA INTERNA DO VASO TELHAS ARRUMADAS DE MANEIRA A POSSIBILITAR AO PRODUTO VRIOS CAMINHOS DIFERENTES 10 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho 2.7. RETENTORES DE GOTCULAS ( item 20 da figura 1 ) Retentoresdegotculaspodemserusadostantopararetergotculascomopartculasslidas.Os retentoresdegotculassousadosparaevitaroarrastedelquidoemcorrentesdevapores.Os vaporesemmovimentonointeriordeumvasoarrastamgotculasqueaopassarempeloretentor ficam retidas nas suas malhas. As gotculas acumuladas formam gotas que caem novamente sobre o nvel lquido do vaso. Assim, os vapores saem secos evitando problemas futuros (figura 10). Osretentoressofabricadoscomfiosdearameformandomalhascomdimensescontroladase adequadas as exigncias do processo. A exemplo das bandejas, os retentores tambm so divididos emsees,conpactadasemontadasentregradesligadasporarames,oquefacilitaseumanuseio, montagem, aumento ou reduo do nmero de camadas do retentor e permitem a sua instalao no interiordosvasos.Osmateriaismaisusadosnafabricaodosfios,queconstituemoretentore parte estrutural, so : ao carbono ou inoxidvel austentico para a parte estrutural e ao inoxidvel, monel ou plstico para os fios que compoem a malha do retentor. FIGURA 10 - Retentores de gotculas. Os retentores de partculas so usados para reter as partculas slidas contidas na corrente de gases e sofabricadosdamesmamaneiraqueosretentoresdegotculas.Omaterialparticuladoretidona malhaserremovidoapenasnasparadasoperacionais,quandooconjuntodeveserremovidopara limpeza e manuteno. DEMISTER ENTRADA DE PRODUTO SADA DE GS RETENTOR DE GOTCULAS DRENAGEM FASE LQUIDA 11 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho Quandoaespessuradamalhadoretentorestiverinferioraoprojetadooupartedelaestiver danificadapodemseradicionadasmaiscamadasousubstitudasasdanificadas,sem a necessidade de mexer nas demais camadas, desde que o fio usado na malha esteja em boas condies fsicas. A falta de limpeza desses retentores pode limitar a sada de produto do vaso. Os retentores de gotculas ou partculas slidas so popularmente chamados de DEMISTER. 3. CLASSIFICAO Nos vasos de presso podemos distinguir trs dimenses, como sendo necessrias em todos os vasos : dimetro interno (DI), dimetro externo (DE) e comprimento entre tangentes (CET). O Comprimento entre tangentes (CET), representa o comprimento total entre as linhas de tangncia, traadas entre o corpo e as calotas de um vaso de presso. Baseando-se na posio em que essas trs dimenses esto em relao ao solo, podemos classificar os vasos de presso como mostrado a tabela 1. CLASSIFICAO DO VASO (figura 11) TIPO DE CASCO POSIO DE DI E DE EM RELAO AO SOLO POSIO DE CET EM RELAO AO SOLO CILNDRICO VERTICAL CILNDRICOPARALELOSPERPENDICULAR CILNDRICO INCLINADO CILNDRICOINCLINADOSINCLINADA CILNDRICO HORIZONTAL CILNDRICOPERPENDICULARESPARALELA ESFRICOESFRICOINDEFINIDAINDEFINIDA TABELA 1 - Classificao dos vasos de presso. Apartirdessaclassificao,podemserdefinidosoutrostiposdevasos,mudando-sealgumdos componentesdovaso.Porexemplo:mudando-seascalotasdeumvasocilndricovertical,para calotas cnicas, teremos um vaso cilndrico cnico, etc. 12 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho FIGURA 11 - Classificao dos vasos de presso. CET DIDE CILNDRICO HORIZONTAL CET DI DE CILNDRICO VERTICAL DI DE ESFRICO CET DI DE CILNDRICO INCLINADO 13 CURSO:INSPEO E MANUTENO EMVASOS DE PRESSO-PARTE 1 Autor: Nestor Ferreira de Carvalho 4. SUPORTAO 4.1. INTRODUO Todos os vasos de preso devem ter suporte prprio no se admitindo, mesmo para vasos leves ou de pequenasdimenses, que fiquem suportados pelas tubulaes a ele ligadas. O apndice G, da diviso 1, seo VIII, do cdigo ASME, considerando que um vaso suportado na posio vertical ou horizontal ter cargas concentradas impostas ao casco, nas regies de apoio, faz uma srie de recomendaes prticas a serem adotadas no projeto de suporte e ligaes de um vaso de presso. Dentre essas recomentdaes merecem destaque as descritas a seguir : * Todos os suportes devem ser projetadas de forma a evitar tenses excessivas localizadas* Deveserevitadograndesconcentraesdetenses,nasproximidadesdemudanasde formato, de nervuras de reforo e prximo as unies soldadas ; * Quando uma saia cilndrica for fixada no casco por uma solda de ngulo, situada acima da lnhadetangnciadotampo,atensolocalizadadeflexosimilardeumajunta sobreposta circunferncial, podendo ser considerada satisfatria ; * Quandoasaiaforfixadaabaixodalinhade tangncia do tampo, so introduzidas tenses localizada...