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RREECCUURRSSOOSSHHUUMMAANNOOSS
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADDEEPPEETTRROOBBRRAASS
EESSCCOOLLAADDEECCIINNCCIIAASSEETTEECCNNOOLLOOGGIIAASSDDOOAABBAASSTTEECCIIMMEENNTTOO
VVAASSOOSSDDEEPPRREESSSSOO
Apostila elaborada por:Guilherme Victor P. DONATO1& Fernando Augusto Mouro VILLAS BOAS2
1CENPES/PDP/TMEC TECNOLOGIA DE MATERIAIS E CORROSOChave: br46 / [email protected]: 812-70642RH/UP/ECTAB ESCOLA DE CIENCIAS E TECNOLOGIAS ABASTECIMENTOChave: sg1g /[email protected]: 801-3475
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CURSO DE VASOS DE PRESSO
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SUMRIOMDULO I
1 INTRODUO .................................................................................................................. 5
2 DESCRIO ..................................................................................................................... 72.1 - COMPONENTES ......................................................................................................... 72.2 - DIMENSES CARACTERSTICAS ........................................................................... 102.3 - ABERTURAS E REFOROS ..................................................................................... 112.4 - PEAS INTERNAS DOS VASOS DE PRESSO ...................................................... 132.5 - ACESSRIOS EXTERNOS DOS VASOS DE PRESSO ........................................ 142.6 - SUPORTES ............................................................................................................... 15
3 CDIGOS DE PROJETO ................................................................................................ 18
3.1 - INTRODUO ........................................................................................................... 183.2 - PD-5500 - UNFIRED FUSION WELDED PRESSURE VESSELS ............................. 233.3 - AD MERKBLATTER ................................................................................................ 233.4 - CDIGO ASME - THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS ...... 24
4 TENSES ADMISSVEIS ................................................................................................ 394.1 CRITRIOS PARA FIXAO DAS TENSES ADMISSVEIS ................................. 394.2 HISTRICO EVOLUO DOS FATORES DE SEGURANA NO CDIGO ASME 42
5 ESPESSURAS PADRONIZADAS E SOBRESPESSURA DE CORROSO .................. 45
6 DEFINIES ................................................................................................................... 48
7 ETAPAS DO PROJETO, FABRICAO E MONTAGEM .............................................. 52
8 COMBINAO DE CARREGAMENTOS ....................................................................... 56
9 DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES PRESSURIZADOS .................................. 609.1 DIMENSIONAMENTO A PRESSO INTERNA ........................................................ 609.2 DIMENSIONAMENTO A PRESSO EXTERNA ....................................................... 97
10 ABERTURAS E REFOROS ...................................................................................... 10910.1 INTRODUO ...................................................................................................... 10910.2 PROCEDIMENTOS DE CLCULO (ASME Se.VIII Diviso 1) ......................... 113
11 TESTES DE PRESSO .............................................................................................. 12611.1 TESTE HIDROSTTICO ....................................................................................... 12611.2 TESTE PNEUMTICO OU HIDROPNEUMTICO ............................................... 13511.3 PROOF TEST ....................................................................................................... 137
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12 TRATAMENTO TRMICO DE ALVIO DE TENSES ............................................... 14412.1 CONCEITOS BSICOS ........................................................................................ 14412.2 TRATAMENTO TRMICO NO INTERIOR DE FORNOS ..................................... 14512.3 TRATAMENTO TRMICO POR AQUECIMENTO INTERNO ............................... 14612.4 TRATAMENTO TRMICO LOCALIZADO............................................................. 147
12.5 RECOMENDAES DO CDIGO ASME SEO VIII ........................................ 14913 MATERIAIS ................................................................................................................. 153
13.1 INTRODUO ...................................................................................................... 15313.2 COMPORTAMENTO EM ALTAS TEMPERATURAS ............................................ 15613.3 COMPORTAMENTO EM BAIXAS TEMPERATURAS .......................................... 160
14 EXIGNCIAS DIMENSIONAIS.................................................................................... 19114.1 LIMITES DE OVALIZAO EM CASCOS CILNDRICOS, CONICOS EESFRICOS (UG-80) ....................................................................................................... 192
14.2 TOLERNCIAS PARA TAMPOS CONFORMADOS (UG-81) ............................... 19414.3 TOLERNCIAS PARA ALINHAMENTO (UW-33) ................................................. 19614.4 RECOMENDAES DE NORMA PETROBRAS N-268 ....................................... 197
MDULO II
15 CONSERVADORISMO DOS CDIGOS DE PROJETO ............................................. 200
16 CRITRIOS DE ESCOAMENTO ................................................................................. 204
16.1 INTRODUO ...................................................................................................... 20416.2 TEORIA DE TENSO MXIMA OU CRITRIO DE RANKINE ............................. 20516.3 TEORIA DE TENSO CISALHANTE MXIMA OU CRITRIO DE TRESCA ....... 20516.4 TEORIA DA ENERGIA DE DISTORO OU CRITRIO DE VON MISES........... 20616.5 EXEMPLOS DE APLICAO DE CRITRIOS DE ESCOAMENTO .................... 207
17 CLASSIFICAO DE TENSES ............................................................................... 20917.1 - CATEGORIAS DE TENSES ................................................................................ 20917.2 LINEARIZAO E SEPARAO DE TENSES ................................................. 21417.3 - CARACTERIZAO DAS TENSES .................................................................... 222
18 - SUPORTAO DE VASOS HORIZONTAIS ............................................................... 22918.1 INTRODUO ...................................................................................................... 22918.2 MOMENTOS E ESFOROS CORTANTES .......................................................... 23418.3 TENSES LONGITUDINAIS ................................................................................ 23818.4 TENSES CISALHANTES ................................................................................... 24318.5 TENSES CIRCUNFERENCIAIS ......................................................................... 24518.6 DIMENSIONAMENTO DA SELA SUPORTE ........................................................ 25018.7 FLUXOGRAMA RESUMO DA SUPORTAO DO VASO ................................... 251
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19 CARGAS DE VENTO EM EQUIPAMENTOS .............................................................. 25219.1 FORAS ESTTICAS DEVIDO AO VENTO ........................................................ 25219.2 PERODO FUNDAMENTAL DE VIBRAO DO EQUIPAMENTO ....................... 25719.3 DESPRENDIMENTO CADENCIADO DE VRTICES .......................................... 26019.4 VERIFICAO DE CARGAS COMBINADAS ....................................................... 261
19.5 ANEL DE ANCORAGEM E CHUMBADORES ...................................................... 26219.6 DEFLEXO NO TOPO DA TORRE ...................................................................... 263
20 NORMA REGULAMENTADORA NR-13 .................................................................. 26720.1 - HISTRICO ........................................................................................................... 26720.2 ESCOPO DE APLICAO DA NR-13 .................................................................. 26820.3 COMENTRIOS DA NR-13, REFERENTES A VASOS DE PRESSO ............... 26820.4 PROFISSIONAL HABILITADO .............................................................................. 27220.5 SERVIO PRPRIO DE INSPEO SPIE. ...................................................... 27220.6 FISCALIZAO DE PENALIDADES .................................................................... 273
21 INSPEO BASEADA EM RISCO / API RP-581 ....................................................... 274
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................... 281
ANEXO A REQUISITOS DE NORMAS PETROBRAS .................................................... 282A.1 NORMAS APLICVEIS A VASOS DE PRESSO ................................................. 282
ANEXO B EXEMPLOS DE CLCULOS .......................................................................... 284B.1 - COSTADO CILNDRICO PRESSO INTERNA ................................................... 284B.2 TAMPO SEMI-ESFRICO PRESSO INTERNA ................................................ 286
B.3 TAMPO SEMI-ELPTICO PRESSO INTERNA .................................................. 287B.4 TAMPO TORISFRICO PRESSO INTERNA .................................................... 287B.5 TAMPO TORISFRICO COM tS/ L < 0.002 PRESSO INTERNA ..................... 291B.6 TAMPO SEMI-ELPTICO COM tS/ L < 0.002 PRESSO INTERNA ................... 292B.7 TAMPO CNICO PRESSO INTERNA .............................................................. 293B.8 TAMPO PLANO SOLDADO PRESSO INTERNA .............................................. 294B.9 TAMPO PLANO FLANGEADO PRESSO INTERNA ......................................... 295B.10 COSTADO E TAMPOS PRESSO EXTERNA .................................................. 296B.11 PESCOO DE BOCAL PRESSO INTERNA ................................................... 301
B.12 REFORO DO BOCAL PRESSO INTERNA ................................................... 302B.13 SUPORTAO DE VASOS HORIZONTAIS ........................................................ 304B.14 SUPORTAO DE VASOS VERTICAIS .............................................................. 313
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1 INTRODUO
Vasos de presso so todos os reservatrios destinados ao armazenamento e
processamento de lquidos e gases sob presso ou sujeitos a vcuo total ou parcial.
O cdigo ASME Pressure Vessel Boiler Code, define vasos de presso como sendo todos
os reservatrios, de qualquer tipo, dimenses ou finalidade, no sujeitos a chama, que
contenham qualquer fludo em presso manomtrica igual ou superior a 1,02 kgf/cm2 ou
submetidos presso externa.
Os vasos de presso so empregados em trs condies distintas.
Armazenamento de gases sob pressoOs gases so armazenados sob presso para que se possa ter um grande peso num
volume relativamente pequeno.
Acumulao intermediria de lquidos e gasesIsto ocorre em sistemas onde necessria a armazenagem de lquidos ou gases entre
etapas de um mesmo processo ou entre processos diversos.
Processamento de gases e lquidosInmeros processos de transformao em lquidos e gases precisam ser efetuados sob
presso.
Vasos de presso e tubulaes so utilizados em diversos ramos da indstria, podendo-se
citar as indstrias qumicas, petroqumicas, de petrleo, alimentcia, siderrgica, etc,... Estes
equipamentos so empregados para conter e transportar fluidos, muitas vezes perigosos, ou
em estado termodinmico perigoso.
O objetivo de um projeto e fabricao adequada assegurar que tais equipamentos possam
exercer suas funes, sem risco considervel, submetidos aos carregamentos, temperaturas
e presses previstas.
A construo de um vaso de presso envolve uma serie de cuidados especiais relacionados
a seu projeto, fabricao, montagem e testes. Isto porque um vaso de presso representa:
Grande risco: Normalmente opera com grandes presses e temperaturas elevadas.
Alto investimento : um equipamento de custo unitrio elevado.
Papel importante na continuidade operacional do processo.
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Exemplos de aplicao:
Indstrias qumicas e petroqumicas
Indstrias alimentares e farmacuticas
Refinarias
Terminais de armazenagem e distribuio de petrleo e derivados. Estaes de produo de petrleo em terra e no mar.
Os vasos de presso podem ser classificados em dois grupos:
Vasos no sujeitos a chama:
Vasos de armazenamento e acumulao;
Torres de destilao fracionada, retificao, absoro, etc,...
Reatores diversos;
Esferas de armazenamento de gases;
Permutadores de calor;
Aquecedores;
Resfriadores;
Condensadores;
Refervedores;
Resfriadores a ar
Vasos sujeitos a chama:
Caldeiras;
Fornos.
Outra classificao didtica empregada para diferenciar vasos de presso de tanques de
armazenamento.
0 - 2,5 psig: API-650
2,5 - 15,0 psig: API-620
15,0 psig e vcuo: ASME, BS-5500, Ad-Merkblatter, etc,...
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2 DESCRIO
2.1 - COMPONENTES
Num vaso de presso podemos distinguir os seguintes componentes:
- Corpo (casco ou costado): Normalmente cilndrico, cnico, esfrico ou combinao dessas
formas.
- Tampos: Normalmente nos tipos semi-elpticos, toro-esfricos, semi-esfricos. cnicos,
toro-cnicos, toro-esfricos e planos.
Figura 2.1 - Componentes de Vasos de Presso
Os tampos elipsoidais que tem a relao entre semi-eixos de 2:1 so denominados tampos
elipsoidais padro. Os tampos torisfricos com relao de semi-eixos 2:1 devem ser
preferencialmente do tipo conhecido como falsa elipse. O cdigo ASME permite que
tampos torisfricos falsa-elipse possam ser dimensionados atravs das equaes declculo para tampos semi-elpticos.
Geometria L r h
ASME 6% D 0,06.D 0,169.D
ASME 10% D 0,10.D 0,194.D
ASME 2:1 0.904.D 0.173.D 0.250.D (Falsa elipse)
Tabela 2.1 Relaes Geomtricas de Tampos Torisfricos
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A fabricao de tampos semi-elpticos possui um custo mais elevado pela necessidade de
uma matriz especfica para o dimetro e relao de eixos da geometria. Os tampos
torisfricos so obtidos pela conjugao de 2 diferentes geometrias: calota esfrica central,
obtida por prensagem e raio da regio trica, obtida por rebordeamento da chapa.
Os tampos semi-esfricos podem ser empregados em equipamentos com presses maiselevadas, onde o lay-out permita. A vantagem est relacionada ao menor nvel de tenses
atuantes.
Os tampos cnicos possuem resistncia mecnica inferior ao costado cilndrico, o que exige
maiores espessuras. Para cones com semi-ngulos superiores a 30o exigida uma anlise
de tenses para o dimensionamento, no sendo mais vlidas as equaes de clculo do
cdigo ASME e outros. A utilizao de uma transio trica entre o tampo cnico e o
costado cilndrico permite uma melhor acomodao das tenses existentes nas mudanasgeomtricas e confere uma resistncia maior a transio entre os componentes.
A tabela abaixo exemplifica as espessuras mnimas requeridas (aproximadas) em funo da
geometria do tampo.
Costado cilndrico com espessura mnima requerida de 25,0 mm, conectado ao tampo:
Tipo de tampo de fechamento do costado Espessura mnima requerida(aproximada)
Elipsoidal 2:1 25,0 mm
Torisfrico 6% 44,3 mm
Torisfrico 10% 38,5 mm
Torisfrico Falso elipse 29,8 mm
Semi-esfrico 12,5 mm
Cnico 10o 25,4 mm
Cnico 20o 26,6 mm
Cnico 30o
28,9 mmTabela 2.2 Comparao de Espessuras Requeridas em Diferentes Tampos
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A escolha do tipo de tampo funo de determinados fatores, como por exemplo: Exigncia
de Servio, Dimetro e Presso de Operao. Algumas caractersticas de tampos so
descritas a seguir.
Tipo de Tampo Caractersticas
Semi-elptico
Resistncia igual ao casco cilndrico de mesmo dimetro, para a relao2:1, que a geometria mais comum.Dificuldades para a fabricao pela necessidade de uma matriz especficapara a conformao do tampo.
Toro-esfrico
Raio interno mximo da calota esfrica = dimetro externo do casco;Raio mn. concordncia trica : 6% do dimetro interno da calota;Mais fracos do que os semi-elpticos;Mais fceis de fabricar;Para o tampo torisfrico com geometria falso elipse permitido odimensionamento conforme equao de clculo de tampos elipsoidas.
Semi-esfricoMelhor resistncia mas com construo difcil;Empregados quando os dimetros so muito grandes (> 6,0 m), maiorespresses e quando o espao permite.
Cnico
Baixa resistncia, principalmente na regio de ligao entre o tampo e ocostado cilndrico, mas com construo bastante fcil;Podem ter concordncia trica;Empregados por exigncia do processo, dimetros mdios e baixapresso.
PlanoVrios tipos, removveis ou no;Baixa resistncia sendo exigidas grandes espessuras;Empregados em dimetros pequenos e tampos removveis
Tabela 2.3 Resumo das Caractersticas de Tampos
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2.2 - DIMENSES CARACTERSTICAS
As dimenses caractersticas de um vaso de presso so as seguintes:
Dimetro Interno (DI)
Dimetro Externo (DE)
Comprimento entre tangentes (CET)
O comprimento entre tangentes o comprimento total do corpo cilndrico, ou a soma dos
comprimentos dos corpos cilndricos e cnicos sucessivos. As linhas de tangncia, que
limitam o comprimento entre tangentes, so linhas traadas prximo a ambos os extremos
do casco, na tangncia entre o corpo cilndrico e os tampos de fechamento. A figura a seguir
apresenta alguns vasos de presso tpicos e suas dimenses caractersticas.
Figura 2.2 Vasos de Presso e suas Dimenses Caractersticas
CET
Costadocilndrico
Costadocilndrico
Costadocnico
Suporte
Di
De
De
Di
CET
Costadocilndrico
Tampo
Suporte
De Di
CET CET
De Di
Suporte
Cilndrico Vertical
Cilndrico Vertical
Cilndrico Inclinado Cilndrico Horizontal
DeDi
CET
Di De
Suporte Suporte
Cilndrico Cnico Esfrico
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2.3 - ABERTURAS E REFOROS
Todos os vasos de presso tm sempre vrias aberturas com diversas finalidades. Bocais
(nozzles) so as aberturas feitas nos vasos para:
Ligao com tubulaes de entrada e sada de produto.
Instalao de vlvulas de segurana.
Instalao de instrumentos, drenos e respiros.
Podem ainda existir aberturas feitas para permitir a ligao entre o corpo do vaso e outras
partes do mesmo vaso; por exemplo, ligao a potes de drenagem (sumps). Uma abertura
num vaso de presso, embora necessria ao seu funcionamento, um ponto de
concentrao de tenses. Para combater este efeito necessria a colocao de reforos
junto as aberturas feitas num vaso de presso. Os reforos normalmente utilizados so:
Anel de chapa soldado ao redor da abertura.
Utilizao de maior espessura de parede para o vaso ou bocal.
Peas forjadas integrais.
Pescoo tubular com maior espessura
O anel de chapa soldado ao pescoo tubular e a parede do vaso permitido para qualquer
dimetro, mas no deve ser usado quando a espessura da parede do vaso e igual ou
superior a 50,0 mm. No recomendado para servios com baixa temperatura, esferas dearmazenamento de gs liquefeito sob presso, servios cclicos ou servio com hidrognio.
A figura a seguir apresenta tipos de reforo de aberturas previstos pelos cdigos de projeto.
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Figura 2.3 Tipos de Reforo de Aberturas conforme norma PETROBRAS N-253.
(A) Anel de chapa soldado aopescoo tubular e parede do vaso:Permitido para qualquer dimetro masno deve ser usado quando a espessurada parede do vaso igual ou superior a
50,0 mm. No recomendado paraservios em baixa temperatura, esferasde armazenamento de gs liquefeito sobpresso, servios cclicos, nem serviocom hidrognio.
(B) Disco de chapa de maiorespessura (insert plate), soldado detopo no vaso:Permitido para qualquerdimetro e pode ser usado nos casosem que o anel de chapa no permitidoou no recomendado.
(C) Pea forjada integral: Permitidopara qualquer dimetro, sem limitaes,sendo entretanto sempre de custoelevado.
(D) Pescoo tubular de maiorespessura: Permitido, sem limitaes,para dimetros nominais at 10,inclusive, devendo o pescoo tubular serde tubo sem costura ou de tubo forjado(o tubo forjado preferido para essescasos).
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2.4 - PEAS INTERNAS DOS VASOS DE PRESSO
A variedade de tipos e detalhes de peas internas em vasos de presso e muito grande,
dependendo essencialmente do servio para o qual o vaso se destina.
Todas as peas internas que devam ser desmontveis, (grades, bandejas, distribuidores,
defletores, extratores de nvoa, etc...) devem ser obrigatoriamente subdivididas em sees,de tal maneira que cada seo possa passar com facilidade atravs das bocas de visita dos
vasos. A figura a seguir apresentam detalhes tpicos de peas internas dos vasos de
presso.
Figura 2.4 Peas Internas de Vasos de Presso
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2.5 - ACESSRIOS EXTERNOS DOS VASOS DE PRESSO
Os vasos de presso podem ter diversos tipos de acessrios externos, dentre os quais
podemos citar como exemplo:
Reforos de vcuo.
Anis de suporte de isolamento trmico externo.
Chapas de ligao, orelhas ou cantoneiras para suportes de tubulao, plataformas,
escadas ou outras estruturas.
Suportes para turcos de elevao de carga.
Turcos para as tampas de bocas de visita e outros flanges cegos.
A figura abaixo apresenta o desenho esquemtico de uma torre com diversos acessrios
externos.
Figura 2.5 Acessrios Externos de Vasos de Presso
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2.6 - SUPORTES
Existem vrios tipos de estruturas de suporte, tanto para vasos verticais como para vasos
horizontais.
Vasos Verticais so usualmente sustentados por uma saia de chapa, embora vasos
verticais de pequenas dimenses possam tambm ser sustentados em sapatas ou colunas.As torres e reatores devem ser suportados por meio de saias. A saia de suporte deve ter um
trecho com 1000 mm de comprimento a partir da ligao com o vaso, com o mesmo material
do casco nos seguintes casos:
Temperatura de projeto abaixo de 15oC.
Temperatura de projeto acima de 340oC.
Servios com Hidrognio.
Vasos de aos-liga, aos inoxidveis e materiais no ferrosos.
As esferas para armazenagem de gases tambm so sustentadas por colunas, soldadas ao
casco aproximadamente na linha do equador da esfera.
A maioria dos vasos horizontais suportada em dois beros (selas), sendo que para permitir
a dilatao do vaso, em um dos beros os furos para os chumbadores so ovalados. So
comuns os vasos horizontais superpostos, principalmente em permutadores de calor. As
figuras a seguir apresentam diversos tipos de suportao de vasos de presso.
Figura 2.6 Diagrama de seleo do tipo de suporte conf. norma PETROBRAS N-253.
300 2000 3000 D(mm)
H(mm)
6000
2000
Saia de Suporte
D : dimetroH : comprimento entre linhas de tangncia
Colunas deSuporte
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Figura 2.7 Suportao de Vasos de Presso
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Figura 2.8 Suportao de Vasos de Presso
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3 CDIGOS DE PROJETO
3.1 - INTRODUO
No incio do Sculo XIX, com o advento de diversos acidentes com caldeiras relacionado a
Revoluo Industrial, j havia uma necessidade de regulamentar o projeto da construo de
vasos de presso.
Em 1851, ocorreu uma exploso catastrfica em Londres, onde uma investigao preliminar
concluiu pela m qualidade de fabricao e pela utilizao de materiais inadequados para
trabalhos em altas presses. Recomendou-se na ocasio a fabricao de caldeiras com
ampla utilizao de materiais forjados, uso de tampos hemisfricos e a proteo do
equipamento atravs de 2(duas) vlvulas de segurana simultneas.
Entre 1870 e 1910, pelo menos 10.000 exploses em caldeiras foram registradas na
Amrica do Norte. Aps 1910, a taxa se elevou para 1.300 a 1.400 falhas ao ano.
Em 1905, ocorreu uma exploso de caldeira em uma fbrica de sapatos em Brockton,
Massachusetts (EUA), que motivou a criao de norma regulatria, denominada
Massachusetts Rules,sobre o projeto e construo de caldeiras, emitida em 1907.
Figura 3.1 - Shoe factory after the
boiler explosion of March 20,1905 which led to the adoption of
many state boiler codes and the
ASME Boiler and Pressure Vessel
Code (Hartford Steam Boiler
Inspection & Insurance
Company). The Brockton,
Massachusetts shoe factory (58mortos e 117 feridos).
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O Comit de Caldeiras do ASME foi criado em 1911, com publicao da primeira edio do
cdigo em 1914-1915, exclusivamente para Caldeiras Estacionrias (Seo I). Em 1924,
seria publicada a Seo VIII, referente a vasos de presso no sujeitos a chama. Nesta
poca j existiam normas europias para caldeiras e vasos de presso.
At a dcada de 60, os cdigos eram baseados em critrios ditados pela experincia, compouca base terica e em mecanismos de falha mais simples. Simplesmente era exigido que
a espessura do equipamento fosse capaz de suportar a tenso mxima atuante, e que o
material fosse suficientemente dctil de forma a acomodar, sem riscos imediatos, tenses de
pico e tenses geradas em regies de descontinuidades geomtricas.
Outro grupo, mais recentemente desenvolvido, tem por filosofia a adoo de maiores
tenses de projeto, associadas a uma rigorosa e criteriosa anlise de tenses, aplicao de
teoria da plasticidade, conceitos de mecnica da fratura e da avaliao da vida til a fadigados equipamentos.
A motivao para este desenvolvimento decorreu do seguinte:
1) O advento e difuso da tecnologia com a construo de reatores nucleares, que
exigiam um maior conhecimento de mecanismos de falha, anlise e a classificao
das tenses associadas a equipamentos, considerando a elevada conseqncia de
um vazamento do fluido;
2) Necessidade de reduo do conservadorismo no projeto convencional de vasos de
presso e na identificao de critrios deficientes para a definio do comportamento
estrutural.
Com a reduo do nvel de insegurana na definio do comportamento estrutural dos
equipamentos, permitiu-se o estabelecimento de fatores de segurana mais adequados. O
ASME Se.III, editado em 1963 para Instalaes Nucleares, foi o primeiro cdigo a utilizar
tais desenvolvimentos.
Nesta poca, os clculos eram basicamente analticos e desenvolvidos segundo teoria de
cascas e placas. O clculo numrico, com ferramentas mais poderosas, tais como o mtodo
dos elementos finitos era ainda restrito a trabalhos cientficos mais especficos. Isto explica a
definio de tenses admissveis e mecanismos de falha com regras simples, baseadas em
teorias de viga e cascas, que prevalece at hoje, por exemplo no cdigo ASME.
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Como resultado da abordagem proposta foram identificados 2(dois) diferentes critrios de
projeto:
Projeto convencional (design by rules): que emprega solues analticas
consagradas para o dimensionamento de vasos com detalhes padronizados para a
geometria dos componentes (casco, tampo, bocais, ..);
Projeto alternativo (design by analysis): que inclui componentes com geometrias
e/ou carregamentos no convencionais, onde o dimensionamento depende de uma
anlise e classificao das tenses atuantes e comparao com valores admissveis.
O ASME Se.VIII Diviso 2 incorporou este critrio de projeto em sua primeira
edio em 1968.
Como filosofia geral dos cdigos de projetos, admiti-se o critrio de Leak Before Break
(Vazar antes de romper), que alcanado teoricamente pela limitao das tenses atuantes
a uma frao das propriedades mecnicas dos materiais. So utilizadas equaes simples
associadas a fatores de segurana elevados no dimensionamento.
A filosofia do cdigo implementada para a seleo dos materiais, definio dos testes de
qualificao necessrios, requisitos de fabricao, detalhes de projeto, ensaios no-
destrutivos e destrutivos certificando a fabricao do equipamento e finalmente os ensaios e
testes finais de aceitao do vaso de presso ou da tubulao.
As normas e cdigos de projeto foram estabelecidos no s com a finalidade de padronizar
e simplificar o clculo e projeto dos vasos de presso, como principalmente garantir
condies mnimas de segurana para a sua operao. A experincia comprovou que a
observncia dessas normas torna muito baixa a probabilidade de ocorrncia de acidentes
graves. Por essa razo, embora muitas vezes no sejam de uso legal obrigatrio, nem
exima de qualquer responsabilidade o projetista, so em geral exigidas como requisito
mnimo de segurana por quase todos os projetistas e usurios de vasos de presso.
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Foram identificados, na poca, 8 diferentes modos de falha, assim denominados:
1. Deformao elstica excessiva incluindo instabilidade elstica - no apenas a
tenso atuante no equipamento deve ser limitada, mas tambm consideraes sobre a
rigidez do componente so fundamentais para que este mecanismo de falha no
ocorra;
2. Deformao plstica excessiva - evitada atravs do dimensionamento dos
componentes, considerando os diversos tipos de tenses e seus efeitos;
3. Fratura frgil - evitada com a seleo e qualificao de materiais com tenacidade
adequada, no susceptveis a uma fratura brusca.
4. Deformao e tenses a altas temperaturas (creep) a definio de tenses
admissveis reduzidas para temperaturas na faixa do creep ocasionam tenses
controladas no equipamento evitando o acmulo do dano;
5. Instabilidade plstica (colapso incremental) relacionado a deformaes cclicas
no material e colapso plstico do equipamento, sendo evitado atravs de projetos com
limitao de tenses decorrentes de gradientes trmicos e peso prprio da estrutura em
nveis aceitveis;
6. Fadiga de baixo ciclo consideraes em relao a tenses de pico e ciclagem do
carregamento, sendo evitada a falha pela adoo de solues de detalhes de projeto
adequados;
7. Corroso sob tenso incompatibilidade entre o material e o meio na presena de
tenses, normalmente associadas as tenses residuais de soldagem, sendo evitada a
falha atravs da seleo de materiais e requisitos de fabricao;
8. Corroso-fadiga atuao simultnea de 2 mecanismos que se auto-alimentam,
devendo a falha ser evitada pela seleo de materiais, detalhes de projeto e requisitos
de fabricao.Atualmente, a partir da edio 2007 da Diviso 2, so 4 modos de falha a serem avaliados:
Colapso plstico, Falha localizada, Instabilidade devido compresso e Falha por
carregamento cclico.
Uma norma de projeto representa portanto um conjunto coerente de premissas que so
caractersticas dessa norma, relacionando critrios de clculo, coeficientes de segurana
utilizados, padronizao e especificao de materiais, detalhes de fabricao e inspeo, eisso no deve ser esquecido.
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Os principais cdigos de projeto, fabricao, montagem e testes de vasos de presso so os
seguintes:
Pas Cdigo Instituio Responsvel
U.S ASME Boiler & Pressure Vessel Code ASME
U.K PD 5500 Unfired Fusion WeldedPressure Vessels British Standard Institute
Germany AD MerblatterArbeitsgemeinschaftDruckbehalter
Italy ANCC Associazione Nationale Per IlControllo Peula Combustione
Netherlands Regeis Voor Toestellen Dienst voor het Stoomvezen
Sweden Tryckkarls kommissionenSwedish Pressure Vessel
CommissionAustralia AS 1210 Unfired Pressure Vessels Standards Association of Australia
Belgium IBN Construction Code for PressureVessels
Belgian Standards Institute
Japan MITI Code Ministry of International Trade andIndustry
France SNCT Construction Code for UnfiredPressure Vessels
Syndicat National de laChaudronnerie et de la TuyauterieIndustrielle
Brasil P-NB-109 ABNT
Tabela 3.1 Cdigos Internacionais
Como nomenclatura usual, o cdigo ASME estabelece o seguinte:
Editions: Em mdia, a cada 3 anos
Addenda: Anual
Errata: Emitidas medida que so elaboradas, valendo retroativamente Interpretations: Em 2(dois) perodos do ano (julho e dezembro)
Code case: Emitidas a medida que so elaboradas para os assinantes do CC book.
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3.2 - PD-5500 - UNFIRED FUSION WELDED PRESSURE VESSELS
Elaborado pela British Standards Institution, o cdigo PD-5500, Unfired Fusion Welded
Pressure Vessels, aborda aspectos relativos a materiais, projeto, fabricao, inspeo e
testes dos vasos de presso. Sua organizao a seguinte:
- SEO 1 - Parte Geral; SEO 2 - Materiais;
- SEO 3 - Projeto; SEO 4 - Fabricao e Montagem;
- SEO 5 - Inspeo e Testes
Apndices principais:
- Apndice A - Anlise de Tenses, similar ao ASME Se. VIII - Div.2, para Anlise Linear
Elstica;
- Apndice B - Efeito combinado de outros carregamentos;- Apndice C - Fadiga;
- Apndice G - Cargas localizadas.
3.3 - AD MERKBLATTER
Elaborado pela Associao dos Construtores de Vasos de Presso, este cdigo alemo
constitudo das seguintes sees:
- SRIE G - Parte Geral; SRIE A - Acessrios;
- SRIE B - Projeto; SRIE W - Materiais.
- SRIE HP - Fabricao e Testes SRIE N - Materiais no metlicos
- SRIE S - Casos especiais
Informaes gerais:
- Dimensionamento atravs de tenses de membrana - frmulas simplificadas;
- Tenso calculada corrigida atravs de fatores de forma;
- Tenses admissveis mais elevadas que o cdigo ASME Diviso 1 (e que o cdigo ASME
Diviso 2, at a edio de 2007), por exemplo;
- Maiores exigncias sobre o material, fabricao e inspeo.
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3.4 - CDIGO ASME - THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS
Este o cdigo tradicionalmente utilizado no Brasil, sendo responsvel por ditar os
requisitos necessrios para materiais, projeto, fabricao, montagem e testes da maioria dos
vasos de presso, permutadores e caldeiras utilizadas na indstria do petrleo. Possui
diversas sees, abaixo citadas.
Seo ContedoI Caldeiras (Rules for Construction of Power Boilers)
II Materiais
Part A Ferrous Material SpecificationsPart B Nonferrous Material SpecificationsPart C Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler MetalsPart D Properties (Customary)Part D Properties (Metric)
IIIInstalaesNucleares
Subsection NCA General Requirements for Division 1 and Division 2
Division 1 Subsection NB Class 1 ComponentsSubsection NC Class 2 ComponentsSubsection ND Class 3 ComponentsSubsection NE Class MC ComponentsSubsection NF SupportsSubsection NG Core Support StructuresSubsection NH Class 1 Components in ElevatedTemperature Service Appendices
Division 2 Code for Concrete Containments
Division 3 Containments for Transport and Storage of Spent NuclearFuel and High Level Radioactive Material and WasteIV Caldeiras para aquecimento (Rules for Construction of Heating Boilers)V Ensaios no destrutivos
VIInstalao e recomendaes para operao de caldeiras para aquecimento(Recommended Rules for the Care and Operation of Heating Boilers)
VII Instalao e recomendaes para operao de caldeiras (Recommended Guidelinesfor the Care of Power Boilers)
VIII Vasos dePresso
Rules for Construction of Pressure Vessels
Division 1Division 2 Alternative Rules
Division 3 Alternative Rules for Construction of High Pressure Vessels
IX Qualificao de soldagem(Welding and Brazing Qualifications)X Vasos de presso de plstico (Fiber-Reinforced Plastic Pressure Vessels)
XIRecomendaes para inspeo de instalaes nucleares (Rules for InserviceInspection of Nuclear Power Plant Components)
XIIRecomendaes para fabricao e extenso de uso de tanques transportveis(Rules for Construction and Continued Service of Transport Tanks)
Tabela 3.2 Diversas Sees do Cdigo ASME
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3.4.1 - ASME Seo VIII Diviso 1
O escopo do cdigo ASME Seo VIII Diviso 1 se refere ao seguinte:
Equipamentos no sujeitos chama;
Equipamentos que no faam parte de componentes rotativos ou alternativos,
tubulaes ou transporte de produtos.
Equipamentos com presso interna igual ou superior a 15,0 psi (1,02 kgf/cm2) e
inferior a 3.000,0 psi (211,0 kgf/cm2)
Equipamentos com dimetro interno igual ou maior do que 6 (152,0 mm);
Equipamentos no destinados a ocupao humana.
o projeto convencional dos vasos de presso. A filosofia de projeto da Diviso 1 est bem
explcita no pargrafo UG-23 (c), do cdigo, onde se l:A espessura de parede de um vaso de presso dimensionado de acordo com as
regras estabelecidas nesta diviso deve ser tal que a tenso mxima primria geral de
membrana, resultante dos carregamentos a que esteja sujeito o equipamento durante
sua operao normal, no exceda os limites de tenso admissvel do material do vaso e
que, excetuando-se alguns casos especiais os carregamentos a que esteja sujeito o
vaso, no provoquem uma tenso primria de membrana mais flexo superior a 1 da
tenso mxima admissvel do material do vaso. sabido que podem ocorrer elevadas tenses nas descontinuidades nos vasos de presso,
mas as regras de projeto e de fabricao desta diviso foram estabelecidas de modo a
limitar, tais tenses, a um nvel seguro consistente com a experincia adquirida.
Embora seja dito que os vasos de presso devam resistir a todos os esforos solicitantes
(presso interna ou externa, pesos, sobrecargas, reaes de apoio, ao de vento,
impactos, esforos de dilatao, etc,...), o cdigo s fornece frmulas para o clculo em
funo da presso interna ou externa, ficando o clculo para os demais esforosinteiramente a critrio do projetista.
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As regras da Diviso 1 foram formuladas a partir de consideraes de projeto e princpios de
construo aplicveis a vasos projetados para presses no superiores a 3.000 psig e vasos
sujeitos a presso externa. A Diviso 1 est dividida da seguinte forma:
Subsection A - General Requirements - Requisitos gerais aplicveis a todos os vasos de
presso.Part UG - General Requirements for All Methods of Construction and All Materials:
Scope / Materials / Design / Openings and Reinforcements / Braced and Stayed Surfaces /Ligaments / Fabrication / Inspection and Tests / Marking and Reports / Pressure ReliefDevices
Subsection B - Requirements Pertaining to Methods of Fabrication of PressureVessels - Requisitos especficos, aplicveis em funo do mtodo de fabricao.
Part UW : Requirements for Pressure Vessels Fabricated by WeldingPart UF : Requirements for Pressure Vessels Fabricated by Forging
Part UB - Requirements for Pressure Vessels Fabricated by Brazing
Subsection C - Requirements Pertaining to Classes of Materials - Requisitosespecficos, aplicveis em funo do tipo de material utilizado na fabricao.
Part UCS : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Carbon and Low Alloy Steels
Part UNF : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Nonferrous Materials
Part UHA : Requirements for Pressure Vessels Constructed of High Alloy Steel
Part UCI : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Cast Iron
Part UCL : Requirements for Welded Pressure Vessels Constructed of Material WithCorrosion Resistant Integral Cladding, Weld Metal Overlay Cladding or With Applied Linings
Part UCD : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Cast Ductile Iron
Part UHT : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Ferritic Steels With TensileProperties Enhanced by Heat Treatment
Part ULW : Requirements for Pressure Vessels Fabricated by Layered Construction
Part ULT : Alternative Rules for Pressure Vessels Constructed Having Higher AllowableStresses at Low Temperature
Part UHX : Rules for Shell-and-Tube Heat Exchangers
Part UIG : Requirements for Pressure Vessels Constructed of Impregnated Graphite
Tabela 3.3 Diviso do ASME Seo VIII Diviso 1
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Figura 3.2 Subsees do ASME Se.VIII Div.1 (s/ as partes UHX e UIG da Subseo C)Apndices Obrigatrios
1: Supplementary Design Formulas
2: Rules for Bolted Flange Connections With Ring Type Gaskets
3: Definitions
4: Rounded Indications Charts Acceptance Standard for Radiographically DeterminedRounded Indications in Welds
5: Flanged and Flued or Flanged Only Expansion Joints
6: Methods for Magnetic Particle Examination (MT)
7: Examination of Steel Castings
8: Methods for Liquid Penetrant Examination (PT)
9: Jacketed Vessels
10: Quality Control System
11: Capacity Conversions for Safety Valves
12: Ultrasonic Examination of Welds (UT)
13: Vessels of Noncircular Cross Section
14: Integral Flat Heads With a Large, Single, Circular, Centrally-Located Opening
16: Submittal of Technical Inquiries to the Boiler and Pressure Vessel Committee
UWSoldagem
UFForjamento
UBBrazagem
ULTAos parabaixas
temperaturas
ULWVasos deparedesmltiplas
UHTAos de altaresistncia
UCSAos
carbono ebaixa liga
UNFMateriais
no ferrosos
UHAAos de alta
ligaUCIFerro
fundido
UCLAos
cladeadosou
revestidos
UCDFerro
fundidomalevel
Subseo B
Requisitos Relativosao Mtodo de Fabricao
Subseo C Requisitos Relativosaos Materiais
Subseo ARequisitos Gerais
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Apndices Obrigatrios
17: Dimpled or Embossed Assemblies
18: Adhesive Attachment of Nameplates
19: Electrically Heated or Gas Fired Jacketed Steam Kettles
20: Hubs of Tubesheets and Flat Heads Machined From Plate21: Jacketed Vessels Constructed of Work-Hardened Nickel
22: Integrally Forged Vessels
23: External Pressure Design of Copper, Copper Alloy, and Titanium Alloy SeamlessCondenser and Heat Exchanger Tubes with Integral Fins
24: Design Rules for Clamp Connections
25: Acceptance of Testing Laboratories and Authorized Observers for Capacity Certificationof Pressure Relief Valves
26: Pressure Vessel and Heat Exchanger Expansion Joints27: Alternative Requirements for Glass-Lined Vessels
28: Alternative Corner Weld Joint Detail for Box Headers for Air-Cooled Heat ExchangersWhen Only One Member Is Beveled
30 : Rules for Drilled Holes Not Penetrating Through Vessel Wall
31 : Rules for Cr-Mo Steels With Additional Requirements for Welding and Heat Treatment
32 : Local Thin Areas in Cylindrical Shells and in Spherical Segments of Shells
33 : Standards Units for Use in Equations
34 : Requirements for Use of High Silicon Stainless Steels for Pressure Vessels
35 : Rules for Mass-Production of Pressure Vessels
36 : Standard Test Method for Determining the Flexural Strength of Certificated MaterialUsing Three-Point Loading
37 : Standard Test Method for Determining the Tensile Strength of Certificated ImpregnatedGraphite Materials
38: Standard Test Method for Compressive Strenth of Impregnated Graphite
39 : Testing the Coefficient of Permeability of Impregnated Graphite40 : Thermal Expansion Test Method for Graphite and Impregnated Graphite
41 : Electric Immersion Heater Element Support Plates
42 : Diffusion Bonding
Apndices no obrigatrios
A : Basis for Establishing Allowable Loads for Tube-to-Tubesheet Joints
C : Suggested Methods for Obtaining the Operating Temperature of Vessel Wall in Service
D : Suggested Good Practice Regarding Internal Structures
E : Suggested Good Practice Regarding Corrosion Allowance
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Apndices no obrigatrios
F : Suggested Good Practice Regarding Linings
G : Suggested Good Practice Regarding Piping Reactions and Design of Supports andAttachments
H : Guidance to Accommodate Loadings Produced by DeflagrationK : Sectioning of Welded Joints
L : Examples Illustrating the Application of Code Formulas and Rules
M : Installation and Operation
P : Basis for Establishing Allowable Stress Value
R : Preheating
S : Design Considerations for Bolted Flange Connections
T : Temperature Protection
W : Guide for Preparing Manufacturers Data Reports
Y : Flat Face Flanges With Metal-to-Metal Contact Outside the Bolt Circle
DD : Guide to Information Appearing on Certificate of Authorization
EE : Half-Pipe Jackets
FF : Guide for the Design and Operation of Quick-Actuating (Quick-Opening) Closures
GG : Guidance for the Use of U.S. Customary and SI Units in the ASME Boiler and PressureVessel Code
HH : Tube Expanding Procedures and QualificationJJ : Flowcharts Illustrating Impact Testing Requirements and Exemptions From ImpactTesting by the Rules of UHA-51
KK : Guide for Preparing Users Design Requirements
LL : Graphical Representations of Ft,minand Ft,max
MM : Alternative Marking and Stamping of Graphite Pressure Vessels
Tabela 3.3 Diviso do ASME Seo VIII Diviso 1 (continuao)
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Exemplo: Vaso projetado segundo critrios do cdigo ASME Se.VIII - Div.1 Ed. 1995,
Construo soldada com material base em ao carbono. Sees a consultar: U - UG - UW
UCS.
UG UG UW UW
Requisitos geraispara chapas,forjados, tubos,etc,... comprocedimentos defabricao efornecimento
Certificao demateriais
Pr-fabricao de
componentes Construesespeciais
Definio detemperatura epresso de projeto
Carregamentos Indicao de onde
retirar os valoresde tensesmximasadmissveis
Corroso
Dimensionamentoa presso internae externa
Aberturas ereforos
Resistncia dereforos deabertura
Mltiplas aberturas Standards para
flanges e tubos Ligamentos Tolerncias de
fabricao Requisitos para
teste de impacto Teste hidrosttico Teste pneumtico Proof test para
estabelecimento
de pressesmximasadmissveis
Categorias dejuntas
Projeto de juntassoldadas
Exames deRadiografia eultra-som
Detalhes de soldapermitidos
Detalhes de
bocais permitidos Plug welds Soldas de filete Requisitos para
procedimentos desoldagem
Requisitos paraqualificao deprocedimentos
Tolerncias dealinhamento desoldas
Reparo de soldas Procedimentos
para tratamentotrmico apssoldagem
UCS
Materiais
Procedimentospara tratamentotrmico apssoldagem
Operao embaixa temperatura
Tabela 3.4 Detalhamento de Subsees do ASME Seo VIII Diviso 1
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Figura 3.3 Referncias do ASME Seo VIII Diviso 1
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3.4.2 - ASME Seo VIII Diviso 2
O cdigo ASME - Seo VIII - Diviso 2 se baseia em um projeto alternativo de vasos de
presso. Na Diviso 2 as regras so mais restritivas quanto ao tipo de material a ser
utilizado, mas permite-se a utilizao de maiores valores de intensificao de tenses de
projeto na faixa de temperaturas na qual este valor limitado pelo limite de resistncia ouescoamento : procedimentos mais precisos de clculo so necessrios; os procedimentos
permissveis de fabricao so especificamente delineados e mais completos mtodos de
inspeo e teste so exigidos. A Diviso 2 est dividida da seguinte forma:
Part 1 - General Requirements
Part 2 Responsibilities and Duties
Part 3 Materials Requirements
Part 4 Design by Rules Requirements
Part 5 Design by Analysis Requirements
Part 6 Fabrication Requirements
Part 7 Inspection and Examination Requirements
Part 8 Pressure Testing Requirements
Part 9 Pressure Vessel Overpressure Protection
Tabela 3.5 Diviso do ASME Seo VIII Diviso 2
A filosofia de projeto da Diviso 2 estabelece regras especficas para o caso do projeto devasos mais comuns, assim como a Diviso 1. Quando isto no ocorre uma completa anlise
de tenses e necessria e pode ser feita de acordo com os procedimentos estabelecidos
pelo cdigo.
Este cdigo foi revisado totalmente em 2007 com a adoo de modificaes relevantes,
sendo considerada uma alterao radical realizada pelo ASME. Em funo da completa
reviso, o prprio Comit do ASME publicou o Code Case 2575 com orientaes sobre a
validade e dando um prazo para a substituio do cdigo.
Os antigos Apndices passaram a se chamar Anexos normativos e informativos, e ficaram
includos em cada uma das Partes, com isso, o ASME VIII-2 ficou com o estilo das normasISO.
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Houve alterao dos fatores de segurana, resultando em uma reduo de espessura de
material, porm, com maiores exigncias de fabricao, controle de qualidade e inspeo.
Nesta reviso foi introduzido o conceito de eficincia de junta, caracterstico do ASME Seo
VIII Diviso 1. Assim, admitida em algumas condies especficas, a radiografia parcial e
o ensaio de US em substituio ao ensaio de RX.
Um fato importante a incorporao de Apndices exclusivos do ASME Seo VIII Diviso
1 em Anexos ou itens do ASME Seo VIII Diviso 2:2007.
Outra possibilidade incorporada reviso de 2007 do ASME Seo VIII Diviso 2 o
tratamento de algumas no conformidades de fabricao atravs do API 579 / ASME FFS-1.
Neste caso, o proprietrio do equipamento deve aprovar sua utilizao.
Foram totalmente reescritos os antigos Apndices 4 e 5 (anlise de tenses e fadiga,
respectivamente), que foram incorporados a Parte 5 da ltima edio.
Tambm na Parte 5 foram includos critrios de dimensionamento prevendo o colapso
plstico, falha local, flambagem, ratcheting e cargas cclicas.
Finalmente, uma alterao importante a modificao do critrio de escoamento do
material, que era o Critrio de Tresca e na ltima edio foi substitudo pelo Critrio de Von
Mises, que menos conservativo.
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3.4.3 - ASME Seo VIII Diviso 3
O cdigo ASME - Seo VIII - Diviso 3 complementa as regras da Diviso 2, definindo
critrios adicionais para equipamentos de altas presses de trabalho. Alm de requisitos de
material, so previstos critrios para a utilizao da mecnica da fratura no projeto. A
Diviso 3 est dividida da seguinte forma:
Part KG - General Requirements
Part KM Materials Requirements
Part KD Design by Rules Requirements
Part KF Fabrication Requirements
Part KR Pressure Relief Devices
Part KE Examination Requirements
Part KT Testing Requirements
Part KS Marking, Stamping, Reports and Records
Apndices Obrigatrios
1: Nomenclature
2: Quality Control Systems
3: Submittal of Technical Inquiries to the Boiler and Pressure Vessel Committee
4: Acceptance of Testing Laboratories and Authorized Observers for Capacity Certification ofPressure Relief Devices
5: Adhesive Attachment of Nameplates
6: Rounded Indications Charts Acceptance Standard for Radiographically DeterminedRounded Indications in Welds
7: Standard Units for Use in Equations
Apndices no obrigatrios
A : Guide for Preparing Manufacturers Data Reports
B : Requalification
C : Guide to Information Appearing on Certificate of AuthorizationD : Fracture Mechanics Calculations
E : Construction Details
F : Approval of New Materials Under the ASME Boiler and Pressure Vessel Code
G : Design Rules for Clamp Connections
H : Openings and Their Reinforcement
I : Guidance for the Use of U.S. Customary and SI Units in the ASME Boiler and PressureVessel Code
J : Stress Concentration Factors for Cross-Bores in Closed-End Cylinders and Square BlocksTabela 3.6 Diviso do ASME Seo VIII Diviso 3
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3.4.4 QUADRO COMPARATIVO
As principais diferenas entre as divises do cdigo ASME Seo VIII so as seguintes:
Diviso 1 Diviso 2 Diviso 3Unfired Pressure
Vessel Rules Alternative RulesAlternative Rules for
High PressurePublicao < 1940 1968 1997
Limite dePresso
Normalmenteempregado at 3.000psig (211,0 kgf/cm2).
Sem limites,usualmente pressesacima de 600 psig(42,0 kgf/cm2).
Sem limites,normalmente pressesacima de 10.000 psig(703,0 kgf/cm2).
Organizao
General, ConstructionType & Material. U, UG,UW, UF, UB, UCS,UNF, UCI, UCL, UCD,UHT, ULT
General, Material,Design, Fabrication andothers.Part 1 a Part 9.
Similar a Diviso 2antiga.KG, KM, KD,KF, KR, KE, KT, KS
Fator deProjeto
Fator de projeto 3,5 nolimite de resistnciacom consideraesacerca do escoamentoe temperatura.
Fator de projeto 2,4 nolimite de resistncia(Edio 2007) comconsideraes acercado escoamento etemperatura.
Baseado noescoamento comreduo da relaoentre a tenso deescoamento e o limitede resistncia para umvalor inferior a 0,7.
Regras deProjeto
Mxima tenso atuante.Anlise elsticageneralizada.
Regras de projetodetalhadas com fatoresde qualidade de solda(eficincia de junta).Exigncia limitada deanlise de tenses.Tenses de membranasem consideraessobre tenses emdescontinuidades.
Mxima energia dedistoro.Anlise elsticageneralizada.
Regras de projeto commoderadodetalhamento.Em adio as regras deprojeto, consideraessobre fadiga,descontinuidades eoutras anlises detenses podem serrequeridas.
Mxima tensocisalhante.Anlises elstica eelasto-plstica.
Algumas regras deprojeto so definidas.Anlise de fadigarequerida.Mecnica da fraturarequerida, a menos quese prove a condio deleak-before-burst.Tenses residuais setornam significantes.
AnliseExperimentalde Tenses
Normalmente norequerida.
Introduzida e pode serrequerida.
Projeto com verificaoexperimental, mas quepode ser dispensado.
Testes deMaterial eRequisitosde Impacto
Poucas restries emrelao a materiais.Teste de impacto requerido, mas podeser dispensado seatendidos critrios (UG-
20, UCS-66 e UCS-67).
Mais restries emrelao a materiais.Teste de impacto comregras similares asexigidas para a Diviso1. (Permite tambmutilizar Mecnica daFratura pelo API 579-
1/ASME FFS-1 paradeterminao daMDMT)
Mais restritivo que aDiviso 2 e comcritrios diferentes.Ensaios de tenacidaderequeridos paraavaliao pelaMecnica da Fratura(CTOD, KIc ou JIc).
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Requisitosde END
Requisitos de ENDspodem ser relaxadoscom alteraes no fatorde projeto.
Requisitos maisrestritivos e usoextensivo de RX, UT,PM ou LP.
Mais restritivo que aDiviso 2.UT utilizadopara todas as soldas detopo com RX quandono possvel o uso doUT. Extensivo uso de
PM ou LP.
Soldagem eFabricao
Diferentes tipos desoldas de topo e outras.
Extensivo uso desoldas de topo epenetrao total,incluindo componentesno pressurizados.
Soldas de topo eextensivo uso de outrosmtodos de construo,tais como: roscas,layered, wire-wound,interlocking strip-wounde outros.
Usurio Cliente fornece asespecificaes (U-2(a)).
Especificaes docliente e requisitos deprojeto (item 2.2.2),incluindo avaliao afadiga conforme item5.5.2.
Especificaes docliente com maisdetalhes (KG-310),incluindo dados sobre ofluido, vida tilesperada e outrasinformaes definidaspelo projeto.
FabricanteFabricante paradeclarar adequao aoData Report.
Design Report dofabricante certificando aespecificao deprojeto e adequao aocdigo em adio ao
Data Report.
Igual a Diviso 2.
CertificaoProfissionaldeEngenharia
Normalmente norequerida.
Certificao dosprofissionais deengenharia assim comoDesign Report dofabricante.Profissional deengenharia dever terexperincia em projetode vasos de presso.
Similar a Diviso 2, maso profissional deengenharia dever terexperincia em projetode vasos de altapresso e no deversign, tanto para oCliente quanto para oFabricante.
Vlvula de
SeguranaUV Stamp UV Stamp UV3 Stamp
Selos eRegistros
U Stamp com registrosadicionais, incluindo W,P, B, RES, L, UB, DF,RT, HT.
U2 Stamp com registrosadicionais, incluindoHT.
U3 Stamp com registrosadicionais HT, PS, WL,M, F, W, UQT, WW,SW.
TesteHidrosttico 1,3
1,25 . PMTAcq.Sf/Sqou
1,43 . PMTAcq(mximo)
1,25, mas pode serdispensado para vasoscom autofretagem.
Tabela 3.7 Quadro Comparativo entre as Divises 1, 2 e 3 do ASME Seo VIII
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3.4.5 SELO ASME
O Fabricante deve obter um Certificado de Autorizao e Selo, se candidatando junto ao
ASME, contratar uma Agncia de Inspeo Autorizada, receber uma visita de inspeo de
auditoria do ASME e preparar um programa de Controle de Qualidade que ser auditado
nesta visita. O Certificado informa o escopo do selo recebido, que propriedade do ASME e
deve ser devolvido quando expirar (validade de 3 anos). Durante este perodo o fabricante
poder perder o selo por mau uso e dever revalidar este selo aps 3 anos se submetendo a
nova auditoria.
Power Boilers Section I
S Power Boilers M Miniature Boilers
A Power Boiler Assemblies PP Pressure Piping
E Electric Boilers V** Power Boiler Safety Valves
Heating Boilers Section IV
H* Cast Iron Heating Boilers HLW Lined Potable Water Heaters
H Heating Boilers, other HV** Heating Boilers Safety Valves
Pressure Vessel Section VIII Division 1
U Pressure Vessels UV** Pressure Vessels Safety Valves
UM* Miniature Vessels UD** Pressure Vessels RuptureDiscsPressure Vessel Section VIII Division 2 Reinforced Plastic Vessels Section X
U2 Alternative Rules forPressure Vessels RP
Fiber-Reinforced PlasticPressure Vessels
Pressure Vessel Section VIII Division 3
U3 High Pressure Vessels UV3** Safety Valves for HighPressure Vessels
Transport Tanks Section XII
T Transport Tanks TD** Transport Tanks Pressure
Relief DevicesTV Tranport Tanks Safety
ValvesNuclear Stamps
N Nuclear Components NVNuclear Safety and SafetyRelief Valves
NPT Nuclear Partials N3 Storage and TransportContainment of Nuclear Fuel
NA Nuclear Installation and Shop Assembly
Nuclear Certificates of Accreditation National Board Inspection Code
NS Nuclear Supports R Repair and AlterationQSC Material Organization VR Repair of Safety Valves
* Components not subject to Authorized Inspection, annual audit by the AIA** Components not subject to Authorized Inspection, triennial audit by ASME
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Observao: O ASME, em sua Adenda 2011, passou a utilizar um nico tipo de marcao(ASME Certification Mark) em substituio as diversas marcaes descritas na tabelaacima (ASME Marks) a ser estampado pelo Fabricante que tenha sido certificado. OCertificado de Autorizao ir informar o escopo do selo recebido. Um exemplo de selo comeste novo tipo de marcao nica pode ser visto na Fig. UG-116 para os vasos da Diviso 1.
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4 TENSES ADMISSVEIS
4.1 CRITRIOS PARA FIXAO DAS TENSES ADMISSVEIS
Denominam-se tenses admissveis s tenses mximas adotadas no dimensionamento deum vaso de presso.
As tenses admissveis para temperaturas abaixo da temperatura de fluncia esto
relacionados com o limite de escoamento ou com o limite de resistncia do material de
construo do equipamento. Para temperaturas elevadas, a definio do valor da tenso
admissvel depende do comportamento fluncia, sendo determinante a taxa de
deformao na temperatura e o tempo para a falha.
Denominamos coeficiente de segurana (CS) ou fator de segurana (FS), relao entre olimite de escoamento (Sy) ou de resistncia (Sr) e a tenso admissvel (Sadm) de um
determinado material.
Dentre os vrios fatores que afetam a fixao dos valores das tenses admissveis de um
cdigo podemos citar:
Tipo de material: Para materiais frgeis adota-se um fator de segurana mais elevado
que os adotados para materiais dcteis;
Critrio de clculo: Uma tenso admissvel s dever ser aplicada em combinao
com o critrio de clculo para o qual foi estabelecida. Clculos grosseiros e grandes
aproximaes exigem fatores de segurana maiores;
Tipo de carregamento: A considerao de esforos cclicos e alternados, choques e
vibraes exigem uma reduo no valor da tenso admissvel determinada para
esforos normais;
Segurana: Equipamentos de grande periculosidade envolvendo srio risco humano ematerial exigem elevados fatores de segurana;
Temperatura: A resistncia mecnica de um material diminui com o aumento de
temperatura e conseqentemente a tenso admissvel tambm cair. Em
temperaturas baixas o comportamento de vrios materiais se altera, peas que
sofreriam uma fratura dctil em temperatura ambiente passam a sofrer fratura frgil
com o abaixamento dessa temperatura.
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A tabela a seguir apresenta o critrio de fixao de tenses admissveis adotado pelos
cdigos ASME, BS-5500 e AD-Merkblatter.
Cdigo de Projeto Abaixo da faixa de creep Acima da faixa de creep
ASME VIII Div.1
Sr/ 3,5 (temp. de projeto)
100% da tenso mdia que provoca uma
velocidade de deformao de 0,01% em1000 h67% da tenso mdia que provocaruptura aps 100.000 h.80% da tenso mnima que provocaruptura aps 100.000 h
(2/3)Sy(temp. de projeto)
ASME VIII Div.2
Sr/ 2,4 (temp. ambiente) At 2007: No existem critrios para aregio de comportamento flunciaEm 2007: Passam a existir critrios
semelhantes aos da Div.1
(2/3)Sy(temp. de projeto)
BS-5500Sy/ 1,5 (temp. de projeto) 1 / 1,3 da tenso mdia que provoca
ruptura num tempo t, numa temperaturaT, de acordo com o materialSr/ 2,35 (temp. ambiente)
AD-Merkblatter Sy/ 1,5 (temp. de projeto)
100% da tenso mdia que provoca umavelocidade de deformao de 0,01% em1000 h.67% da tenso mdia que provocaruptura aps 100.000 h.
Tabela 4.1 - Comparativa entre Cdigos @ Temperatura AmbienteA tabela abaixo exemplifica as diferenas no valor da tenso admisvel e peso do
equipamento para um material de especificao SA-516 Gr.60, que possui as propriedades
mecnicas abaixo descritas para a condio de temperatura ambiente.
Tenso de escoamento mnima = 32,0 ksi
Limite de resistncia = 60,0ksi
Cdigo EdioTenses
Admissveis [ksi]Reduo de Pesodo Equipamento
ASME Se.VIII Diviso 1 Anterior a 1998 15,0 0 %
ASME Se.VIII Diviso 1 Posterior a 1998 17,1 12,3 %
ASME Se.VIII Diviso 2 Anterior a 2007 20,0 25,0 %
ASME Se.VIII Diviso 2 Posterior a 2007 21,3 29,6 %
PD-5500 21,3 29,6 %
AD-Merkblatter 21,3 29,6 %
Tabela 4.2 Tenses Admissveis de Diversos Cdigos @ Temperatura Ambiente
Antes da edio de 1998, o cdigo ASME Seo VIII Diviso 1 utilizava um fator 4,0 ao lugar de 3,5,aplicado ao limite de resistncia do material para a definio das tenses admissveis para clculo.Antes da edio de 2007, o cdigo ASME Seo VIII Diviso 2 utilizava um fator de 3,0 ao lugar de2,4 aplicado ao limite de resistncia do material para a definio das tenses admissveis.
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TABLE 1ASection I; Section III, Class 2 and 3; and Section VIII, Division 1
Maximum Allowable Stress Values S for Ferrous Materials
Tabela 4.3 Tenses Admissveis do ASME Seo II Parte D
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4.2 HISTRICO DA EVOLUO DOS FATORES DE SEGURANA NO CDIGO ASME
4.2.1 - ASME Seo VIII Diviso 1
A Edio de 1998 Adenda 1999 do cdigo ASME alterou o fator de segurana a ser
aplicado ao limite de resistncia dos materiais para projetos utilizando a Seo VIII Diviso
1. O valor foi reduzido de 4,0 para 3,5, aps 55 anos de evoluo dos materiais, processosde soldagem e projeto dos equipamentos.
O fator de segurana em 1914, quando do lanamento da primeira Edio do cdigo era 5,0
e foi mantido at 1944, quando da II Guerra Mundial e a necessidade de reduzir o
conservadorismo dos projetos. A justificativa na poca para a reduo do fator de segurana
foi a seguinte: "great improvements in the art of welding." Assim o fator foi reduzido para 4,0
e o teste hidrosttico foi alterado de um fator 2,0 para 1,5.
Estas alteraes no possuiam base tcnica slida e foram motivadas mais por razes
econmicas e emocionais do que na qualidade intrnseca das soldagens realizadas nos
equipamentos.
Muitos dos processos de soldagem atualmente utilizados eram apenas desenvolvimento na
dcada de 40 (gas metal arc, gas tungsten arc, and submerged processes, low hydrogen
electrodes, flux core process, electro-slag process, electron beam process, and laser welding
process). Aps a Guerra, o fator retornou a 5,0, se mantendo at a Edio de 1951 do
cdigo que estabeleceu definitavemente o valor de 4,0 para o fator de segurana.
A atual mudana no fator foi realizada com base na qualidade dos materiais, melhoria dos
processos de soldagem, consumveis, mtodos de inspeo e em cdigos de outros pases.
Em 1944, o conceito de tenacidade do material era restrito a laboratrios, sem aplicao
industrial de projetos e de conceitos baseados na mecnica da fratura. O alvio de tenses
residuais e o pr-aquecimento na soldagem somente passaram a ser incorporados no
cdigo ASME a partir da Edio de 1962.
O nico ensaio no-destrutivo disponvel em 1944 era a radiografia, em estgios iniciais de
desenvolvimento. O ensaio de ultra-som apenas em 1947 teve uma maior importncia com o
desenvolvimento do cabeote angular.
O Governo Americano patrocinou um estudo para determinar as causas das falhas e avaliar
fatores metalrgicas que contriburam para estas falhas. Preliminarmente foi determinado
que a causa das falhas era geralmente relacionada a fratura frgil.
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O estudo tambm mostrou que altos nveis de carbono, fsforo, molibdnio e arsnico na
composio, aumentam a temperatura de transio, enquanto que o nquel, silcio,
mangans e cobre reduzem a temperatura de transio do material. Os resultados deste e
outros estudos auxiliaram a compreender a importncia da tenacidade a fratura para a
preveno de falhas em componentes pressurizados. Apesar disso, estas informaes noeram disseminadas em 1944.
O teste de drop weight no foi desenvolvido at o final dos anos 40, e os conceitos de
mecnica da fratura eram uma curiosidade de laboratrio de 1944.
A aplicao da mecnica da fratura para vasos de presso e as informaes necessrias
para tornar o mtodo vivel para a determinao da adequao ao uso foram
extensivamente discutidas em uma publicao de 1967 do Oak Ridge National Laboratory.
Este documento motivou a formao do programa Heavy Section Steel Technology, quetransformou os conceitos de mecnica da fratura em procedimentos para uso prtico.
A mecnica da fratura utilizada pela Section XI of the ASME Boiler and Pressure Vessel
Code para determinar a integridade de vasos de presso da rea nuclear. A experincia na
utilizao destes conceitos foram base das recentes revises nos requisitos de tenacidade
da Seo VIII e para as consideraes de projeto da Diviso 3 do ASME Seo VIII, para
altas presses.
O efeito da reduo do fator de segurana de 4 para 3,5 e o aumento das tenses
admissveis, obtidas nas tabelas 1A e 1B da Seo II Parte D, foram da ordem de 14,3%
na faixa de temperatura em que as propriedades mecnicas so inalteradas com o tempo,
abaixo da zona de creep. No foram alteradas as tenses em temperaturas sob a influncia
do creep.
O conservadorismo da Seo I e Seo VIII Diviso 1 continua significante. A
probabilidade de falha de um componente devido a tenso excessiva considerada
reduzida.
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4.2.2 - ASME Seo VIII Diviso 2
O ASME Seo VIII Diviso 2 foi publicado inicialmente em 1968 com o objetivo de
fornecer regras alternativas para o projeto e construo de vasos de presso. O
desenvolvimento deste cdigo foi impulsionado pela necessidade de utilizao de vasos de
presso em condies de mais elevadas presses de trabalho.
Com a alterao em 1998 do fator de segurana do ASME Seo VIII Diviso 1 do valor
4,0 para 3,5 aplicado ao limite de resistncia do material, a diferena para o ASME Seo
VIII Diviso 2 tornou-se reduzida o que levou a estudos no sentido de definir um fator de
segurana tambm menor para este ltimo.
Originalmente, durante a reviso da Edio de 2007, foram propostas 3 diferentes Classes
de equipamento com fatores de segurana diversos (3,0 para a Classe 3, 2,4 para a Classe
2 e 1,875 para a Classe 1), no entanto, prevaleceu a utilizao de um fator de segurana
nico de 2,4. No entanto, o fator aplicado ao limite de resistncia do material na
temperatura ambiente, o que pode significar na prtica a utilizao de fatores efetivamente
menores do que 2,4 em funo do comportamento do material a temperaturas acima da
ambiente.
Destaca-se que o cdigo ASME especificamente aplicvel para equipamentos novos.
Portanto equipamentos que venham a operar em condies fora do escopo do cdigo
podem acumular danos em operao no previstos em seu projeto. Com a reduo do fator
de segurana no projeto dos equipamentos ASME Seo VIII Diviso 2, possivelmente
algum impacto se espera na vida til futura destes vasos e o controle operacional dentro das
condies definidas no projeto deve ser mais exigente.
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5 ESPESSURAS PADRONIZADAS ESOBRESPESSURA DE CORROSO
Devem ser adotadas, para as chapas de componentes do vaso, espessuras nominais
(comerciais) com os seguintes valores, em milmetros: 4,75 / 6,3 / 8,0 / 9,5 / 11,2 / 12,5 /
14,0 / 16,0/ 17,5 / 19,0/ 20,6 / 22,4/ 23,6 / 25,0/ 28,6 / 31,5/ 34,9 / 37,5/ 41,3 / 44,4/ 47,5
/ 50,0.
As espessuras indicadas em negrito so as consideradas normais pelas usinas siderrgicas
e devem ser usadas preferencialmente.
Para espessuras superiores a 50,0 mm devem ser adotados valores inteiros em milmetros.
As tolerncias de fornecimento das chapas no precisam ser consideradas, desde que aschapas estejam de acordo com os seguintes pargrafos do cdigo ASME Seo VIII:
UG-16 para vasos projetados pela Division 1;
4.1.3.2 para vasos projetados pela Division 2.
Para tampos abaulados e outras peas prensadas ou conformadas, deve ser previsto um
adequado acrscimo na espessura das chapas, para compensar a perda de espessura na
prensagem ou na conformao, de forma que a espessura final da pea acabada tenha no
mnimo o valor calculado ou o valor que consta nos desenhos.
Nos vasos em que forem previstas diferentes espessuras de chapas para os diversos anis,
permite-se ao projetista modificar para mais essas espessuras, com a finalidade de acertar
as alturas dos anis, com as dimenses comerciais das chapas.
Devem sempre ser acrescentada uma adequada sobrespessura para corroso exceto
quando, para o servio e o material em questo, a corroso for reconhecidamente
inexistente ou desprezvel, ou quando houver um revestimento interno anticorrosivo
adequado.
As sobre-espessuras para corroso devem ser baseadas na vida til do equipamento,
conforme a tabela a seguir. Como regra geral, quando a taxa de corroso prevista for
superior a 0,3 mm/ano recomenda-se que seja considerado o emprego de outros materiais
mais resistentes a corroso.
Deve ser adotada uma sobre-espessura mnima para corroso de 1,5 mm para
componentes do vaso de ao-carbono ou de aos de baixa liga, mesmo quando a taxa de
corroso estimada resultar em um valor inferior.
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Classe dos EquipamentosRefinarias, Terminais eoutras Instalaes no
Petroqumicas
UnidadesPetroqumicas
Equipamentos de grande porte, grandecusto ou essenciais ao funcionamentoda unidade industrial (reatores, torres,permutadores ou vasos importantes)
20 anos 15 anos
Outros equipamentos no includos naclasse acima
15 anos 10 anos
Peas desmontveis ou de reposio(feixes tubulares, internos de torres,etc,...)
8 anos 5 anos
Tabela 5.1 Vida til Nominal de Projeto
Exceto quando especificado de outra forma, devem ser adotados os seguintes valoresmnimos para a sobrespessura para corroso, para as partes construdas em ao carbono
ou em aos de baixa liga:
(a) Torres, vasos e permutadores em geral para servios hidrocarbonetos: 3 mm;
(b) Potes de acumulao (botas) para os vasos acima: 6 mm;
(c) Vasos em geral para vapor e ar: 1,5 mm;
(d) Vasos de armazenamento de gases liquefeitos de petrleo: 1,5 mm
Componente do Equipamento Critrio
Partes da parede de presso, em contato com o fluidode processo: casco, tampos, pescoos de bocais,espelhos, flanges, flanges cegos e outros. Adicionar o valor integral da
sobrespessura, em cada face dapea em contato com o fluido.Peas internas no removveis, submetidas a
esforos principais: suportes de bandejas, de leitos,sapatas, olhais, bandejas soldadas e outras.
Peas internas no removveis e no submetidas a
esforos: defletores, quebra vrtice, chicanas eoutras. Adicionar metade do valor dasobrespessura em cada face emcontato com o fluido.Peas internas removveis submetidas a esforos
(exclui bandejas e seus acessrios): vigas, tirantes eoutras peas de suportao.
Tabela 5.2 Recomendao de Sobrespessura de Corroso
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apresentada a seguir mostrando as parcelas da espessura de parede de um vaso de
presso.
ep eaj C etc etf
epma
efab
en
Figura 5.1 Esquema com as espessuras de parede de um vaso de pressoNotao adotada:
ep- Espessura requerida, calculada em funo das condies de projeto.
epma- Espessura utilizada para o clculo da PMA na condio corroda.
C - Sobrespessura para corroso.
efab- Espessura (final) de fabricao.
etc- Acrscimo para compensar a perda de espessura das chapas na conformao.etf - Acrscimo para compensar a tolerncia de fornecimento das chapas (normalmente
desprezvel)
en- Espessura nominal (comercial) da chapa adotada.
eaj - Espessura de ajuste, resultante de acrscimo para ajuste espessura comercial da
chapa a ser comprada.
Exemplo: ep= 9,3 mm (espessura calculada pela equao do cdigo de projeto)C = 3,0 mm etc= 1,5 mm
etf= 0,04 in (conforme ASTM A 20) = 1,0 mm en= 16,0 mm
epma= en etf etc C = 16,0 1,0 1,5 3,0 = 10,5 mm
eaj= epma ep= 10,5 9,3 = 1,2 mm
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6 DEFINIES
Neste item so apresentadas definies de alguns termos que necessitam ser bem
esclarecidos.
PRESSO DE OPERAO: a presso no topo de um vaso de presso em posio
normal de operao, correspondente a uma determinada temperatura de operao.
TEMPERATURA DE OPERAO: a temperatura da parede do vaso quando sujeito a
presso de operao.
Observao: Quando num equipamento podemos delimitar zonas com diferentes
temperaturas de operao, podemos estabelecer condies de projeto distintas para cada
uma dessas zonas.
PRESSO DE PROJETO: a presso que ser utilizada no dimensionamento do vaso,
devendo ser considerada como atuando no topo do equipamento.
O Cdigo ASME, Seo VIII, estabelece que a presso de projeto dever ser determinada
considerando-se a condio de presso e temperatura mais severas que possam ocorrer emservio normal.
Obs: Quando aplicvel, a altura esttica do lquido armazenado deve ser adicionada a
presso de projeto para dimensionar-se qualquer parte do vaso submetida a esta coluna de
lquido.
TEMPERATURA DE PROJETO: a temperatura da parede do vaso correspondente a
presso de projeto. O Cdigo ASME estabelece que esta temperatura no dever ser menorque a temperatura mdia da superfcie metalca nas condies normais de operao.
Obs : Vasos com possibilidade de operao em condies distintas de operao devem ter
inicialmente suas condies de projeto estabelecidas para cada condio de operao, de
acordo com os parmetros estipulados pela PETROBRAS. Posteriormente, ser adotada a
condio mais crtica de projeto, a partir das relaes entre a presso de projeto e tenso
admissvel na temperatura de projeto.
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PRESSO MXIMA ADMISSVEL DE TRABALHO: a presso mxima, no topo do
vaso, em posio de operao normal, que acarreta no componente mais solicitado do
equipamento, uma tenso igual a tenso admissvel do material, na temperatura
considerada, corrigida pelo valor da eficincia de exame radiogrfico adotada no projeto do
equipamento. A presso mxima admissvel de trabalho calculada para a temperatura deprojeto com o vaso na condio corroda. Para determin-la devemos calcular a presso
mxima que poder atuar em cada componente do vaso. Nestes clculos deve-se
considerar a espessura de cada componente j descontadas as tolerncias de fornecimento
das chapas e perdas de espessura por conformao (quando aplicvel). Posteriormente
deve-se descontar, das presses calculadas, a coluna de lquido atuante em cada
componente, uma vez que estas presses devem estar referenciadas ao topo do
equipamento. Em alguns casos, no teste hidrosttico por exemplo, poderemos necessitar dapresso mxima admissvel na temperatura ambiente, estando o vaso novo ou corrodo.
PRESSO DE AJUSTE DO DISPOSITIVO DE ALVIO DE PRESSO: O cdigo ASME
Seo VIII, Diviso 1 aborda os requisitos para dispositivos de alvio de presso, em sua
parte UG, pargrafos UG-125 a UG-136 e em seu Apndice 11.
Num vaso de presso instalamos dispositivos de alvio de presso para proteo contra
condies anormais de operao e contra o excesso de presso provocado por fogo.
Para condies anormais de operao, o dispositivo de alvio de presso, quando 1 (um) s
dispositivo utilizado, deve ter sua presso de aj