Microsoft Word - Proc. Caldeiraria - PN-0502-00065_POR_Rev03 Final - Projeto de Vasos de Pressão

Padrão Normativo de Engenharia

PN-0502- 00065

Projeto de Vasos de Pressão

Elaborado por: Ivo Andrei Lima - Engenharia de Projetos – DE Colaborador (es):

� Diercio Galdino Neto – Engenharia de Projetos - DE � Berlhanio Job Meira – Engenharia de Manutenção - UNIB-BA � Ronaldo Machado – Engenharia de Confiabilidade - UNIB-RS � Caio Magalhães - Engenharia de Confiabilidade – UNPOL/PE-3 � Dalton Maron - Engenharia de Confiabilidade – UNPOL/PP-4/PE-5 � Alexandre Perufo - Engenharia de Confiabilidade – UNPOL/PP-4/PE-5

Aprovado por: Jorge Luis Menezes - Gerência de Engenharia de Projetos – DE

Abrangência Aplicação

Esta norma aplica-se a todas as unidades da Braskem S.A. e suas empresas contratadas, envolvidas em processos de elaboração de projeto de vasos de pressão não sujeito a chama, a partir da emissão desta. Número: 03 Data: 20/05/2011 Emissão

Revisão Resumo: Revisão dos itens 5.2.2 e 5.5.2

Padrão Normativo de Engenharia PN-0502-00065 Projeto de Vasos de Pressão

Número da Revisão: 03 Data da Revisão: 20/05/2011 Pág.: 2 / 18

Copyright Braskem S.A. Todos os Direitos Reservados.

SUMÁRIO

1. OBJETIVO 4

2. REFERÊNCIAS 4

3. ASPECTOS DE SAUDE, SEGURANÇA E MEIO AMBIENTE 5

4. PROJETO 5

4.1. GERAL 5

4.2. PRESSÃO DE PROJETO 6

4.3. TEMPERATURA DE PROJETO 6

4.4. MARGEM DE TOLERÂNCIA PARA CORROSÃO 6

4.5. ESPESSURA MÍNIMA DO COSTADO 7

5. MATERIAL 7

5.1. GERAL 7

5.2. REVESTIMENTO DE PROTEÇÃO 8

5.3. SELEÇÃO DE MATERIAIS 8

5.4. GAXETAS E PARAFUSOS 9

6. CONDIÇÕES PARA CÁLCULO 9

6.1. CARGAS DE PROJETO 9

6.2. ANÁLISE DE CARGA DO VENTO E DE VIBRAÇÃO 10

6.3. TESTE DE PRESSÃO 10

6.4. RADIOGRAFIA 11

6.5. ALÍVIO DE TENSÃO 11

7. DETALHAMENTO DO PROJETO 11

7.1. TAMPOS E REDUÇÕES 11

7.2. REFORÇO EM ABERTURAS 11

7.3. BOCAL DE INSPEÇÃO E BOCA DE VISITA 11

7.4. CONEXÕES 12




7.5. SUPORTES 13

7.6. INTERNOS SOLDADOS AO VASO 14

7.7. ISOLAMENTO TÉRMICO E PROTEÇÃO CONTRA FOGO 14

7.8. ALÇAS DE IÇAMENTO 15

7.9. ACABAMENTO SUPERFICIAL E PINTURA 15

7.10. PLACA DE IDENTIFICAÇÃO 15

8. ANEXOS 16

8.1. ANEXO I – TABELA DE MATERIAIS 16

8.2. ANEXO II – COMBINAÇÃO DE CARGAS NO PROJETO 18




1. OBJETIVO

Esta especificação abrange as exigências gerais para o projeto e a seleção de materiais para vasos de pressão não sujeitos a chama e complementa as especificações e os requisitos do Código que regem o projeto dos vasos. No contexto desta especificação, todo equipamento sem conexão aberta para a atmosfera (exceto tanques), ou submetido à pressão externa, são considerados vasos de pressão, tais como: vaso, filtro, torre, trocador de calor e esfera.

2. REFERÊNCIAS

Todo e qualquer requerimento mencionado nas normas e padrões relacionados abaixo é aplicável. Caso haja divergência com os requerimentos deste critério, este último deverá prevalecer. Em caso de dúvida consultar a Engenharia da Braskem. As normas e padrões de referência devem ser utilizados na sua última revisão ou versão.

• Padrões Normativos Braskem

• MN-0502-00001 Manual de Engenharia de Projetos; • PR-0502-00018 Requisitos Para Documentação de Projeto; • PN-0502-00001 Cálculo de Fundações de Torres; • PN-0502-00066 Fabricação de Vasos de Pressão; • PN-0502-00073 Pintura de Identificação de Equipamentos e Tubulações; • PN-0502-00097 Substituição de Juntas de Amianto para Equipamentos Estáticos; • PN-0502-00084 Critérios de SSMA para Projetos de Engenharia; • PN-0502-00118 Projeto e Fabricação de Bandejas; • PN-0502-00120 Detalhes Típicos de Caldeiraria; • PN-0503-00001 Pintura Industrial; • PR-0503-00023 Execução de Teste de Pressão; • PN-0603-00005 Revestimento de Proteção Contra-Fogo;

• Padrões Normativos Nacionais

• ABNT NBR 6123 Forças devido ao vento em edificações; • NR-13 Norma Regulamentadora de Caldeiras e Vasos de Pressão –

Ministério do Trabalho / Secretaria de Segurança e Saúde no Trabalho;

• Padrões Normativos Internacionais

• API-2218 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants;

• API-RP-941 Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants;

• ASME – BPVC Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII (Divisions 1 and 2) and Section II;

• ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings; • MSS SP-6 Standard Finish for Contact Faces of Pipe Flange and Connecting-

End Flange of Valves and Fitting; • NACE Std MR0175




É de total responsabilidade do fornecedor que todos os aspectos do projeto, fabricação, montagem, inspeção e testes, satisfaçam as exigências das Normas e Códigos de referência, na última edição vigente a partir da data da ordem de compra, bem como, reconheçam a jurisdição legal das instalações do equipamento.

Os conflitos encontrados, entre os desenhos do comprador, especificações, Código ou exigências governamentais locais, deverão ser informados ao comprador.

3. ASPECTOS DE SAUDE, SEGURANÇA E MEIO AMBIENTE

Este padrão considera a forma limpa, segura e saudável das atividades e esta em conformidade com o PN-0502-00084.

4. PROJETO

4.1. GERAL

4.1.1. Todos os vasos de pressão não sujeitos a chama devem ser projetados e fabricados por meio de soldagem por fusão.

4.1.2. O projeto deve ser feito de acordo com o código ASME Section VIII - Divisions 1 ou 2. Outra norma de projeto, somente será permitida no caso de aplicação especial e mediante aprovação formal da BRASKEM.

4.1.3. Para pressões de projeto acima de 20 MPa (3.000 psi) deve ser adotado o código ASME Section VIII - Division 2.

4.1.4. Quando a espessura de parede, calculada pela norma ASME Section VIII - Division 1 exceder 50 mm (2”), recomenda-se avaliar a conveniência de se executar o projeto de acordo com a norma ASME Section VIII - Division 2.

4.1.5. Requisitos específicos de projeto devem ser definidos para todos os equipamentos empregados para serviços em: alta temperatura, alta pressão, hidrogênio, substâncias letais, elementos cáusticos, gás sulfídrico e outros serviços especiais.

4.1.6. Serviços com Hidrogênio não-cíclicos são definidos quando:

a) A Pressão Parcial de H2 > 1 bar e a temperatura estiver abaixo de 200 ºC para materiais não-ligados (aço carbono) com limite de escoamento maior que 370Mpa ou limite de ruptura maior que 500 Mpa;

b) Definido pelo Diagrama de Nelson.

4.1.7. Quando o equipamento for classificado como Serviço com Hidrogênio, devem ser considerados parâmetros especiais para projeto, seleção de materiais, fabricação e testes.

4.1.8. Os seguintes padrões devem ser considerados para serviços envolvendo: hidrogênio, substâncias letais, cáusticas e gás sulfúrico, respectivamente:

a) Serviços com hidrogênio, segundo a API-RP-941 – Diagrama de Nelson.

b) Serviços com Substâncias Cáusticas, segundo a NACE – Diagrama de Serviços com Soda Cáustica.

c) Gás Sulfídrico (H2S), segundo a Norma MR0175 da NACE.




4.1.9. Para serviços com hidrogênio não é permitida a utilização de solda dissimilar entre aços austeníticos e ferríticos.

4.1.10. A solda entre materiais dissimilares deve ser evitada em local de concentração de tensões.

4.1.11. A fabricação do vaso de pressão deve seguir também a Norma Regulamentadora NR-13.

4.1.12. Não é necessário considerar nenhum fator para terremotos.

4.2. PRESSÃO DE PROJETO

4.2.1. Os vasos sujeitos a pressão interna devem ser projetados para uma pressão operacional máxima prevista mais 10% ou 2,0 kg/cm, o que for maior.

4.2.2. A pressão mínima de projeto deve ser determinada conforme código ASME Section VIII. Devendo observar os cuidados para proteção do vaso para as condições especiais de operação, parada, steam-out, etc.

4.2.3. Os vasos sujeitos a pressão externa devem ser projetados de forma a suportar a pressão atmosférica (vácuo total).

4.2.4. Deve-se dar atenção especial ao projeto para pressão externa de vasos normalmente sujeitos a pressão interna, mas conectados à sucção de um compressor ou outro equipamento de sucção.

4.2.5. Condições de curta duração, tais como: partida, parada, regeneração do catalisador e outras devem ser consideradas na definição da pressão de projeto.

4.3. TEMPERATURA DE PROJETO

4.3.1. Os vasos que operam nas temperaturas entre 0º C e 400ºC devem ser projetados para uma temperatura de, pelo menos, 15ºC acima da temperatura normal de operação, mas nunca inferior à temperatura de operação máxima prevista.

4.3.2. Os vasos que operam na temperatura superior a 400ºC devem ser projetados para uma temperatura equivalente à máxima temperatura de operação prevista.

4.3.3. Os vasos que operam na temperatura de 0º C, ou inferiores, devem normalmente ser projetados para a temperatura de operação mínima prevista.

4.3.4. Quando diferentes temperaturas de metais possam ocorrer nas diferentes zonas de um vaso durante a operação e puderem ser definitivamente previstas tais diferentes temperaturas devem ser consideradas no projeto das respectivas zonas afetadas.

4.3.5. Condições de curta duração, tais como: partida, parada, regeneração do catalisador e outras devem ser consideradas na definição da temperatura de projeto.

4.4. MARGEM DE TOLERÂNCIA PARA CORROSÃO

4.4.1. Uma margem de tolerância para corrosão interna deve ser adicionada à espessura calculada consistente com as condições de serviço do projeto, para partes de aço-carbono ou de aços de baixa liga deve ser adotada uma sobreespessura mínima de 1,5 mm.




4.4.2. As sobreespessuras para corrosão devem ser baseadas no tempo de vida útil, como regra geral, quando a taxa de corrosão prevista for superior a 0,3 mm/ano, ou quando a sobreespessura para corrosão resultar maior do que 6 mm, recomenda-se que seja considerado o emprego de outros materiais mais resistentes à corrosão.

4.4.3. Exceto quando indicado de outra forma, a corrosão admissível interna deve ser especificada de acordo com a tabela abaixo para aço carbono e aços baixa-liga:

a Coluna e vaso para serviços com hidrocarbonetos 3 mm b Botas de Vasos 6 mm c Vasos para vapor e ar 1,5 mm d Vasos para gás liquefeito de petróleo 1,5 mm

4.4.4. Geralmente, não é necessária a inclusão de sobre espessura de corrosão quando revestimentos de liga forem utilizados.

4.4.5. A margem de corrosão admissível interna deve ser adicionada a toda parte de pressão do vaso, envolvendo componentes que entrem em contato com o meio de serviço, incluindo, casco, tampos, bocais, bocas de visita, etc.

4.4.6. Para vasos do tipo compartimentado, a margem de corrosão admissível interna deve ser adicionada a cada lado do tampo interno ou compartimento.

4.4.7. Componentes internos soldados, não pressurizados, devem ser projetados de forma a incluir a margem de tolerância para corrosão somente para uma de suas faces.

4.5. ESPESSURA MÍNIMA DO COSTADO

4.5.1. Independente do valor calculado, em vasos de aço carbono e aços de baixa liga os cascos e tampos devem ter uma espessura mínima igual ou maior dos dois valores seguintes:

I. TMIN = 4,8mm

II. TMIN = 2,5 + 0,001 x Di + C

Onde:

TMIN = espessura mínima requerida, mm

Di = diâmetro interno, mm

C = corrosão admissível, mm

4.5.2. Independente do valor calculado, para vasos em aço inox e metais não-ferrosos a espessura mínima requerida já corroída deve ser no mínimo de 2,0.

5. MATERIAL

5.1. GERAL

5.1.1. Todos os materiais devem atender aos requisitos do código de projeto. Como regra geral, devem ser adotados os materiais qualificados reconhecidos pelo código ASME Section II. Materiais equivalentes, desde que aprovados pela Braskem, podem ser utilizados.




5.1.2. Os equipamentos devem ser projetados para vida útil de serviço acima de 20 anos.

5.1.3. Os valores do teste de impacto do metal base e material de solda dos vasos que operam a baixa temperatura devem ser de acordo com o Código ASME, Seção VIII, Divisão 1, última edição, ver parágrafos UG-84, UCS-65, UCS 66.1 e UHA-51 e as Normas ASTM pertinentes.

5.1.4. Independentemente dos requisitos do ensaio Charpy, o fabricante deve garantir que qualquer material usado em temperatura inferior a + 0º C seja dúctil na temperatura de projeto.

5.1.5. Materiais para aplicação a temperaturas elevadas devem ser calculados para resistir a deformação por fluência, por 100.000 horas. Materiais para serviços a baixa temperatura devem apresentar a ductilidade adequada à temperatura de projeto mais baixa. No caso de cargas cíclicas em equipamentos sujeitos a pressão, o cálculo de fadiga deve ser executado de forma a evitar falhas prematuras.

5.1.6. Para aço-carbono e aço baixa-liga, a tensão de escoamento mínima especificada na especificação de material não deve exceder 355N/mm2 (52KSI) e a tensão de ruptura mínima especificada, também não deve exceder 500N/mm2 (72KSI). Os valores reais das tensões de escoamento e ruptura, descritas nos relatórios de teste dos materiais, podem ser superiores aos limites aqui mencionados, exceto quando o limite superior mencionado na especificação de material seja excedido.

5.1.7. Materiais especiais de baixa-liga, alta-liga, hasteloy, incoloy, etc., devem ser submetidos a Identificação Positiva do Material (Positive Material Indentifications), na fábrica, antes de sua aplicação e/ ou seu uso na fabricação.

5.2. REVESTIMENTO DE PROTEÇÃO

5.2.1. A extensão do revestimento por cladeamento ou revestimento com chapas deve ser indicada no desenho do vaso. De preferência, deve ser utilizado revestimento por depósito de solda (weld overlay).

5.2.2. O material de revestimento para Boca de Visita, Bocais, Tampa da Boca de Visita e componentes similares deve ser idêntico ao usado para o revestimento do costado.

5.2.3. A espessura do revestimento não pode ser considerada, como crédito, no cálculo da espessura requerida.

5.2.4. A não ser quando especificado de outra forma nos desenhos do vaso, a espessura dos revestimentos aplicados deve ser de 3 mm. A espessura do “clad” nos aços cladeados deve ser de aproximadamente 2 mm e o mais próximo possível do permitido pelas práticas padrão de fabricação vigentes nas usinas.

5.2.5. A espessura mínima do revestimento de proteção com solda deve ser de 3mm.

5.2.6. Para Serviços com Hidrogênio, o revestimento de proteção não deve ser considerado como barreira para o hidrogênio.

5.3. SELEÇÃO DE MATERIAIS

5.3.1. A seleção de materiais deve se basear nas condições do processo e de temperatura. A não ser quando especificado de outra forma na Folha de Especificação, a Tabela I do Anexo I pode ser usada para serviços gerais.




5.3.2. Aços inoxidáveis: tipo 304, 304L e 347 e aços com teor de 36% de Ni para temperaturas de projeto inferiores a -240ºC devem ser submetidos a teste de impacto.

5.3.3. Se não for expressamente indicado de outra forma, os aços austenísticos não estabilizados contendo Cr/Ni, como Tp 304 ou Tp 316, podem ser usados para componentes soldados com uma espessura de parede de até 6 mm; acima de 6 mm usar aço com baixo teor de carbono tipo Tp 304 L, ou então materiais estabilizados, como Tipo 321. Em sistemas com serviços a baixa temperatura (operando abaixo de – 45 ºC) podem ser usados aços austenísticos não estabilizados contendo Cr/Ni para todas as espessuras. Os aços austenísticos inoxidáveis devem estar livres de inclusões ferríticas, etc.

5.3.4. O aço contendo 9% de Ni não deve ser usado para equipamentos que utilizem gases contendo hidrogênio (pressão parcial de H2 > 1 bar) e temperatura de operação abaixo de 200ºC.

5.3.5. Todo e qualquer componente não pressurizado soldado no vaso, tais como clips, suportes, selas, etc., deve ter as mesmas características de soldagem dos materiais do vaso.

5.3.6. Não deve ser usado qualquer cobre ou ligas contendo cobre nos equipamentos da Unidade de Extração de Aromáticos e Unidade de Etileno que tenham contato com solventes ou fluidos contendo solventes devido à presença de mercúrio.

5.4. GAXETAS E PARAFUSOS

5.4.1. As gaxetas devem ser como especificado no desenho do vaso de processo e conforme as especificações pertinentes do material da tubulação.

5.4.2. Juntas Espirotálicas, quando usadas, devem ser dotadas de um anel interno, integral, para evitar excesso de compressão da gaxeta.

5.4.3. Não devem ser usadas juntas contendo amianto. Nas programações de paradas para manutenção, deverão ser fortemente avaliadas as oportunidades de substituição de juntas contendo amianto, porventura existentes, de acordo com as instruções do padrão normativo PN-0502-00097.

5.4.4. Para detalhes sobre parafusos ver as recomendações do PN-0502-00066.

6. CONDIÇÕES PARA CÁLCULO

6.1. CARGAS DE PROJETO

6.1.1. Todos os vasos de pressão e suportes estruturais devem ser verificados, pois, estão sujeitos ás seguintes condições:

I. Montagem.

II. Teste.

III. Operação normal.

IV. Parada.

6.1.2. Pelo menos as seguintes cargas comuns, tensões admissíveis e espessura, devem ser consideradas para cada condição acima, como mostrado na Tabela II do Anexo II.




6.1.3. Os flanges não padronizados conforme ASME B16.5/16.34 e que devem ser dimensionados pelo apêndice 2 do ASME VIII div 1, devem ser projetados considerando a carga máxima aplicável nos parafusos na temperatura de instalação, ou seja, W = Sa* Ab. Os valores dos Torques Máximos e Mínimos para estes flanges devem estar obrigatoriamente indicados nos desenhos de conjunto.

6.2. ANÁLISE DE CARGA DO VENTO E DE VIBRAÇÃO

6.2.1. Para a análise das cargas devido ao vento em Torres de Processo deverá ser considerado o procedimento de cálculo do PN-0502-00001 para garantir todas as contribuições necessárias ao projeto da saia/chumbadores.

6.2.2. A deflexão de uma coluna em decorrência da carga do vento não deve exceder L/200 (onde "L" é apresentado em cm), entretanto independentemente disto, deve ser calculado o esforço combinado de acordo com regras do código aplicável.

6.2.3. O limite mínimo da razão altura - diâmetro H/d para análise de vibração é:

� Colunas de processo H/d ≥ 15

6.2.4. Adicionalmente, deverão ser usados os seguintes critérios, relativos à carga total W(lb), altura H(ft) e diâmetro médio da metade superior do vaso d(ft), para determinar a necessidade de análises de vibração:

� W/Hd2 ≤ 20 � A análise deve ser executada,

� 20 < W/Hd2 ≤ 25 � A análise pode ser executada,

� 25 < W/Hd2 � A análise não necessita ser executada.

6.2.5. Além da verificação da ocorrência de vibração ou não, deve ser considerado o efeito de amplificação dinâmica do vento incidente no conjunto estrutural. Para avaliação de tais efeitos, seguir os requerimentos e as considerações da NBR 6123 constantes no item 9 “Efeitos dinâmicos devido à turbulência atmosférica” e no anexo H “Efeitos dinâmicos em edificações esbeltas e flexíveis”.

6.3. TESTE DE PRESSÃO

6.3.1. Todos os vasos de pressão devem ser sujeitos a uma pressão de teste como prescrito no parágrafo UG-99 do Código ASME Sec.VIII Div.1. Esta pressão de teste deve ser aplicada nas instalações do fabricante, com os vasos na posição horizontal, e no campo, na posição definitiva de montagem, conforme determina a NR-13 e o PR-0503-00023. Para os testes no campo, a pressão do vento deve ser considerada durante o teste de acordo com a norma ABNT NBR-6123, no cálculo das forças e momentos resultantes na base do equipamento, bem como no seu dimensionamento como um todo. A pressão de teste especificada deve ser aplicada no topo do vaso, o esforço máximo não deve, em qualquer ponto, exceder 90% do valor limite da tensão de escoamento vezes a eficiência de junta do vaso.

6.3.2. Para vasos projetados somente para pressão externa, deve ser calculada a pressão máxima de trabalho admissível interna com base nas espessuras usadas, para as partes pressurizadas do vaso. Este valor será a base para estabelecer a pressão de teste requerida.




6.3.3. O projeto deve ser desenvolvido de modo que o elemento limitante do vaso, quanto às pressões máximas de trabalho admissível, seja o costado ou os tampos, e não as partes menores do vaso.

6.4. RADIOGRAFIA

6.4.1. Os vasos devem ser projetados para permitir exames radiográficos de acordo com os requisitos do Código. Entretanto, todas as juntas longitudinais e circunferênciais devem ser radiografadas, pelo menos parcialmente.

6.5. ALÍVIO DE TENSÃO

6.5.1. Os vasos devem ser projetados para execução de alívio de tensões conforme os requisitos do Código aplicável ou quando exigido pelo serviço. As temperaturas para o tratamento térmico devem atender os requisitos da norma PN-0502-00066.

6.5.2. O alívio de tensões deve ser considerado para projeto de vasos, que poderão eventualmente, estar sujeitos à corrosão sobre tensão.

6.5.3. Deve-se examinar a necessidade de execução de alívio de tensões no projeto de vasos com configuração fora dos padrões ou no projeto de componentes sujeitos a alta concentração de tensões.

7. DETALHAMENTO DO PROJETO

7.1. TAMPOS E REDUÇÕES

7.1.1. Normalmente os tampos superior e de fundo do vaso devem ser semi-elípticos 2:1. Tampos torisféricos podem ser usadas, desde que aprovadas pelo grupo de engenharia da Braskem.

7.1.2. Os tampos cônicos e as reduções, normalmente, devem consistir de um simples corpo cônico sem raio de transição. Entretanto se for necessário, a junção do cone com a parte cilíndrica deve ser reforçado como prescrito no Código. Cones com raio de transição devem ser usados quando a metade do ângulo do vértice ∝ for > 30º e/ou quando a temperatura de projeto for inferior ou igual a 0ºC.

7.2. REFORÇO EM ABERTURAS

7.2.1. O projeto de reforço deve ser tal que não limite a pressão máxima de trabalho admissível nas condições de projeto. Normalmente, sempre que exigido um reforço, todo o material removido deve ser reposto.

7.2.2. Bocal auto-reforçado deve ser usado para serviços com hidrogênio, substâncias cáusticas e letais, ou quando a espessura do costado/tampo for superior a 37,5 mm.

7.3. BOCAL DE INSPEÇÃO E BOCA DE VISITA

7.3.1. Os vasos devem ser dotados de bocas de visita adicionais, além das exigências mínimas especificadas pelo Código, necessárias para a instalação e remoção dos componentes internos, tais como: bandejas de fracionamento, demister, etc.




7.3.2. Para os vasos com bandejas, grades, ou outras peças semelhantes, que seja desmontável ou que possuam alçapão de passagem o número mínimo de bocas de visita para serviços limpos deve ser de acordo com a tabela abaixo. Devem-se considerar bocas de visita adicionais na entrada de carga onde as tubulações internas e chicanas possam requerer limpeza freqüente.

Nº de Bandejas ou Grades Nº Mínimo de Boca de Visita

Até 25 2

26 - 41 3

42 - 60 4

Acima de 60 Uma para cada 20 bandejas

7.3.3. Em vasos verticais com uma única boca de visita, esta deve estar situada no corpo cilíndrico do vaso, na posição mais baixa possível. Quando o vaso vertical tiver duas bocas de visita, a segunda boca deve ficar acima da bandeja superior ou na posição mais alta possível. Em vasos verticais com três ou mais bocas de visita, as bocas adicionais devem estar, tanto quanto possível, igualmente espaçadas ao longo do comprimento do vaso e, preferencialmente, junto a bocais de entrada e tubulações internas.

7.3.4. No caso dos vasos horizontais, a boca de visita deve de preferência estar situada em um dos tampos; a segunda boca de visita, quando existente, deve ficar na parte superior do casco próximo a extremidade oposta. Os vasos horizontais com mais de 10 m de comprimento devem ter duas bocas de visitas no mínimo.

7.3.5. As bocas de visita devem ser circulares, com um tamanho mínimo de 20" para vasos e colunas, com um diâmetro de até 1200 mm, inclusive, e de 24" para colunas com um diâmetro superior a 1200mm, devendo tais bocais serem dotadas de tampa aparafusada e de turco. As bocas de visita devem normalmente ter uma projeção de 275mm.

7.3.6. Visor com vidro pode ser usado somente quando estritamente necessário, o vidro selecionado deve suportar as condições mais severas indicadas na Folha de Especificação e deve observar a norma pertinente.

7.4. CONEXÕES

7.4.1. Os bocais de classe de 150 libras não são permitidos para temperaturas de projeto superiores a 375ºC. Em tais casos, deve ser usado classe de 300 libras.

7.4.2. Exceto quando especificado, os diâmetros mínimos para instrumentos devem ser conforme abaixo:

� Instrumento de nível = 2"

� Instrumento de temperatura = 1 1/2"

� Instrumento de pressão = 3/4"

7.4.3. Todas as conexões devem ser flangeadas, com exceção de instrumentos de pressão que podem ser em ¾” com solda de encaixe (SW).




7.4.4. A espessura mínima dos pescoços dos bocais na condição não corroídos deve ser conforme a seguinte tabela:

Diâmetro Aço-Carbono e

Baixa Liga Aço Alta-Liga

1 ½” a 3” SCH 160 SCH 80S 4” a 8” SCH 80 SCH 80S 10” SCH XS SCH 40S

12” e maior 12,7 mm min. 10,0 mm min. (chapa do pescoço)

7.4.5. As especificações dimensionais e valores de pressão e temperatura (rating) dos flanges de bocais devem ser de acordo com o prescrito na da norma ASME/ANSI B 16.5 – Steel Pipe Flanges & Flanged Fittings, última edição.

7.4.6. O tipo da face dos flanges deve ser compatível com a gaxeta utilizada e deve ser especificado no desenho do vaso. Na mesma região do vaso, a face do flange da boca visita deve ser similar ao dos bocais.

7.4.7. O comprimento mínimo dos bocais deve ser o seguinte:

Diâmetro Comprimento para

Isolamento máximo 75mm

Comprimento para Isolamento maior que

75mm

menor do que 6” 200 mm Isolamento+125mm

de 6” a 24” 250 mm Isolamento+175mm

maior do que 24” 325 mm Isolamento+250mm

7.4.8. As conexões para drenos e ventes devem ser de no mínimo 2”, exceções são aceitáveis apenas quando devidamente dimensionados e aprovados pela Braskem.

7.4.9. É obrigatória a colocação de quebra-vórtices em todos os bocais ligados à linha de sucção de bombas e devem estar conforme PN-0502-00120.

7.4.10. Os vasos horizontais, com instalação inclinada, devem ter os bocais posicionados verticalmente ou horizontalmente, a depender de sua localização.

7.5. SUPORTES

7.5.1. Cada vaso deve obrigatoriamente ter suporte próprio, não se admitindo, mesmo para vasos pequenos, que sejam suportados pelas tubulações. Ver detalhes típicos na PN-0502-000120.

7.5.2. Os vasos verticais geralmente, devem ser sustentados por saias ou sapatas. Vasos pequenos e de carga leve, com diâmetro 900mm e menor, podem ser sustentados por pernas de aço estrutural. As saias ou pernas do vaso devem ser executadas com o mesmo material do vaso ou com material compatível com o seu costado. Sempre que houver possibilidade de vibração, em vasos verticais, deve ser usado suporte tipo saia, como no caso de vasos verticais conectados à sucção de compressores.




7.5.3. As saias devem ser fornecidas com orifícios para ventilação. As saias com um diâmetro superior a 900mm devem ser dotadas com uma abertura de acesso de 450mm de largura e um comprimento de 335mm a 550mm, dependendo do comprimento da saia. A saia deve ser provida de aberturas de passagem das tubulações das conexões de fundo do vaso, conforme requerido.

7.5.4. Os vasos horizontais devem ser dotados de berços de aço, soldados, de mesmo material do vaso ou com material compatível com o seu costado.

7.5.5. Na fixação de suportes em vasos, sempre deve ser utilizada chapa de reforço para evitar a concentração de tensões no costado do vaso. Quando o vaso for fabricado em aço inox ou em ligas especiais, é obrigatório o uso de chapa de reforço de mesmo material e espessura do costado do vaso, na fixação do suporte.

7.5.6. Para vasos horizontais e trocadores de calor, com peso em operação superior a 20 toneladas, deverão ser previstas placas de Teflon para o berço móvel. Os vasos horizontais devem ser suportados por selas ou berços, de construção metálica, abrangendo no mínimo 120° da circunferência do vaso e que deve ser ratificado por cálculo devido a tensões localizadas. Um dos berços deve ter sempre os furos para chumbadores alongados, para acomodar a dilatação própria do vaso.

7.5.7. Em vasos verticais, deve ser prevista a colocação de anéis suportes adequados para isolamento térmico e dispositivos de fixação do revestimento de proteção contra fogo, quando aplicáveis.

7.5.8. O reforço do bocal de acesso a saia deverá ter uma espessura igual ao dobro da espessura da saia.

7.5.9. Deve haver sempre possibilidade de acesso à parte inferior do vaso, devendo a altura mínima da saia ou coluna de vaso vertical apoiada diretamente em base de concreto ser definida de acordo com os seguintes critérios:

a) O ponto mais baixo do tampo inferior deve ficar pelo menos a 1200 mm do topo da base de concreto, para vaso com diâmetro maior que 800 mm;

b) O ponto mais baixo do trecho horizontal da tubulação conectada ao tampo inferior deve ficar pelo menos a 300 mm do topo da base de concreto.

7.6. INTERNOS SOLDADOS AO VASO

7.6.1. Os acessórios de fixação dos componentes internos do vaso, tais como: anéis suporte de bandejas, orelhas, presilhas, etc., deverão ser geralmente projetados com fixação ao corpo ou tampos do vaso por filetes de solda contínuos.

7.6.2. Para vasos projetados para operar na temperatura abaixo de 0º C, essas soldas devem ser de penetração total.

7.7. ISOLAMENTO TÉRMICO E PROTEÇÃO CONTRA FOGO

7.7.1. Vasos isolados devem ser dotados de suportes para o isolamento como indicado no padrão PN-0502-000120.

7.7.2. Os vasos e colunas com temperatura de operação de +60ºC e inferior a +70ºC devem ser dotados de isolamento para proteção pessoal.




7.7.3. Os vasos e colunas com temperatura de operação de +70ºC ou superior devem ser dotados de isolamento para conservação de calor.

7.7.4. Os vasos e colunas com temperatura de operação de +5ºC ou inferior, serão dotados de isolamento para conservação de frio.

7.7.5. Os vasos e colunas isolados com temperatura de operação entre +5ºC e +174ºC, inclusive, devem ser projetados com pintura ou coating especial a fim de evitar a corrosão sob isolamento, ver PN-0503-00001.

7.7.6. Para instalação de proteção contra fogo (fireproofing) seguir os requerimentos da PN-0603-00005. Para detalhes típicos de clips de fireproofing ver a PN-0502-000120.

7.8. ALÇAS DE IÇAMENTO

7.8.1. Quando requerido, os vasos devem ser dotados de alças içamento especiais. A necessidade e as especificações para projeto e localização das alças para içamento devem ser avaliadas durante a fase de projeto com a Braskem ou o Montador.

7.8.2. Para equipamentos de grande porte é obrigatório o cálculo dos olhais de içamento e verificação das tensões localizadas no vaso e no olhal.

7.9. ACABAMENTO SUPERFICIAL E PINTURA

7.9.1. O acabamento superficial e a pintura dos vasos de pressão devem ser executados pelo fabricante em conformidade com os padrões normativos PN-0502-00073 e PN-0503-00001.

7.10. PLACA DE IDENTIFICAÇÃO

7.10.1. As placas de identificação dos vasos deverão ser conforme modelos indicados abaixo:

a) BK-BA01-00006-PE-51-00003 – Placa de Identificação Completa para a maioria dos Vasos de Pressão;

b) BK-BA01-00006-PE-51-00004 – Placa de Identificação Simplificada para pequenos Vasos de Pressão.




8. ANEXOS

8.1. ANEXO I – TABELA DE MATERIAIS

TABELA I

CHAPAS - TUBOS - FORJADOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

TEMPERATURA (º C)

CHAPAS (SUJEITAS A PRESSÃO)

TUBOS PARA

CONDUÇÃO

TUBOS DE TROCA

FORJADOS

PARAFUSOS SUJEITOS A PRESSÃO

P A R A F U S O S

P O R C A S

VIGAS

-240 a -196 SA 240 tipos 304, 304L, 347

SA 312 tipos 304, 304L, 347

SA 249 tipos 304, 304L, 347

SA 182 Gr. F304, 304L, F347

CR

IOG

ÊN

ICA

- 195 a -102

SA 240 tipos 304, 304L, 316, 316L SA 353

SA 312 tipos 304, 304L, 316L

SA 213 tipos 304, 304L, 316L

SA 182 Gr. F304, 304L, F316

Parafusos = SA 320 Gr. B8 Porcas = SA 194 Gr.8 (S5 SA-20)

-101 a - 60 SA 203 Gr. D ou E

- 59 a - 46 SA 203 Gr. A ou B

SA 333 Gr. 3 SA 334 Gr. 3 (sem costura)

SA 350 Gr. LF3

- 45 a - 30 SA 516 todos os graus, submetido a teste de impacto

SA 333 Gr. 1 SA 334 Gr. 1 (sem costura)

Parafusos = SA 320 Gr. L7 Porcas = SA 194 Gr. 4 submetidos a teste de impacto

Iguais aos componentes sujeitos a pressão

- 29 a - 16

SA516 todos os graus, acima de 1“ espessura, submetido a teste de impacto.

BA

IXA

TE

MP

ER

AT

UR

A

- 15 a 0

SA516 todos os graus, submetido a teste de impacto para espessuras superior a 2 “

SA 350 Gr. F11 or LF2

INT

ER

ME

DIÁ

RIA

+1 a +412

SA 285 Gr. C, espessura max. ¾ pol SA 515 Gr. 55, 60 e 65, espessura max. 1 1/2 pol SA 516, todos os graus, todas as espessuras

SA 53 Gr. B (sem costura) ou SA 106 Gr. B

SA 179, SA 334 Gr. 6, SA 210 Gr. C

SA 181 Gr. I ou II SA 105 Gr. I ou II

Parafusos = SA 193 Gr. B7 Porcas = SA 194 Gr.2H

SA 307 Gr. B ou SA 325

SA 36

EL

EV

AD

A

+413 a +461 SA 204 Gr. B ou C SA 335 P1 SA 209 T1 SA 182 Gr. F1

Parafusos = SA 193 Gr. B16 Porcas = SA 194 Gr.4

Idem aos componentes sujeitos a pressão




+462 a +538

SA 387 Gr.11 Cl. 1 SA 387 Gr.12 Cl. 1 (+S3 SA-20)

SA 335 P11 304, 316, 316L

SA 199 T11 SA 376 Tp 321H

SA 182 Gr. F11 SA 182 Gr. F12




8.2. ANEXO II – COMBINAÇÃO DE CARGAS NO PROJETO

TABELA II Combinação de Cargas no Projeto

Operação Carga Esforços Admissíveis das

Membranas Espessura

I) MONTAGEM

Consideração simultânea das seguintes cargas:

a) Peso do vaso.

b) Carga de vento.

Tensão admissível das tabelas padrão de materiais de vaso à temperatura ambiente com um aumento de 20%

Espessura nominal

II) TESTE


-Pressão interna de teste hidrostático.

-Peso do vaso completamente cheio de água.

-Cargas permanentes suportadas pelo vaso durante o teste.

Tensão máxima, não deve exceder 80% da tensão de escoamento do material, à temperatura ambiente.

Para componentes não pressurizados, pode ser considerado um acréscimo de 1/3 da tensão admissível básica.

Espessura nominal ou espessura do material corroído

III) OPERAÇÃO


-Pressão interna e externa à temperatura de projeto

-Peso do fluido de operação em níveis normais

-Peso do vaso.

-Cargas permanentes suportadas pelo vaso durante o teste.

Tensão admissível das tabelas padrão para os materiais do vaso à temperatura de projeto

Espessura do material corroído

IV) PARADA


a) Peso do vaso.

b) Vapor de limpeza (steam out).

b) Carga do vento.

Tensão admissível das tabelas padrão para os materiais do vaso à temperatura ambiente com acréscimo de 20%

Espessura do material corroído

Documents

Microsoft Word - Proc. Caldeiraria - PN-0502-00065_POR_Rev03 Final - Projeto de Vasos de Pressão