O PROJETO DE VASOS DE PRESSÃO SEGUNDO A NORMA ASME

Nome: Jefferson de Fatima de Souza - RA:11818218

Nome: João Luiz Vieira Junior - RA: 11411402

PROJETO DE VASOS DE PRESSÃO SEGUNDO A NORMA ASME

INTRODUÇÃO

O Que É

Vaso de pressão é o nome dado a todo recipiente capaz de armazenar um fluido pressurizado, ou seja, com a pressão interna maior que a externa, podendo não tendo sua geometria definida. Estes equipamentos vão de panelas de pressão, até reatores nucleares.

Aplicações

 Os vasos de pressão são amplamente beneficiam diversos tipos de indústrias nos processos de refinarias de petróleo, petroquímicas, indústrias farmacêuticas e alimentícias. Sendo projetados para evitar deformações, com isso, notamos as questões diretamente relacionadas as disciplinas de Resistencia dos Materiais, Mecânica dos Sólidos, Materiais de Construção Mecânica, Soldagem, Transferência de calor e Termodinâmica Clássica, bem como:

• Deformação elástica excessiva, incluindo instabilidade elástica;
• Deformação plástica excessiva, incluindo instabilidade plástica;
• Altas tensões localizadas;
• Fluência a alta temperatura;
• Fratura frágil à baixa temperatura;
• Fadiga;
• Corrosão.

Em todos os vasos de pressão sempre existe um invólucro estanque externo e contínuo

Fabricação

Contrariamente ao que acontece com quase todos os outros equipamentos, máquinas, veículos, objetos e materiais de uso corrente, a grande maioria dos vasos de pressão, não é um item de linha de fabricação de alguma indústria, salvo em raras exceções, os vasos são todo projetos e construídos por encomenda, sob medida, para entender a cada caso, a determinadas condições de desempeno. Como consequência disso, o projeto é quase sempre feito individualmente para cada vaso a ser construído. (TELLES, 2003)  

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REFERENCIAL TEÓRICO

Como vimos os vasos são feitos sobre demanda, para em cada situação atender a demanda, requisitos e operação. Devido a este fato, não se tem uma linha de fabricação, por conseguinte são numerosas as etapas e complexas.

Para definirmos as etapas se faz necessário definir os dados gerais que são:

• NR-13 (somente no brasil);
• Tempo de vida útil;
• O preferência e/ou sistema de construção;
• Exigência de materiais;
• Condições geográficas (clima e altitude);
• Limitação geométrica disponível;
• Níveis máximos de ruído e/ou de poluição admitidos;
• Dados do subsolo e peso máximo;
• Condições de instalação e manutenção;

Definido os parâmetros técnicos gerais ainda são necessárias outras etapas a serem seguidas para escolha e fabricação de um vaso de pressão tendo em vista que:

 O projeto de um vaso de pressão abrange não somente o seu dimensionamento físico para resistir à pressão e demais cargas atuantes, como também a seleção técnica e econômica dos materiais, dos processos de fabricação, detalhes, peças internas, etc. (TELLES, 2003).

Tipos de vasos de pressão

Para cada aplicação ou serviço, pode-se ter um tipo de vaso de pressão específico. Os vasos mais comuns são: vasos verticais e vasos horizontais. Pode-se ter, também, algumas variações como: vasos inclinados, vasos cônicos, vasos esféricos, etc Na figura 1 podemos observar as variações de posições dos vasos.

[pic 1]:

Figura1: posições e geometrias

CÓDIGO ASME

Devido a inúmeros acidentes ocorridos no século XX com vasos de pressões, foram criados grupos de trabalho que iniciaram a criar critérios para projetos de fabricação e inspeção para esse tipo de equipamento. Desta forma, surgiram os primeiros códigos de projeto. O primeiro código americano para vasos foi escrito pela ASME (American Society of Mechanical Engineers). Os códigos ASME têm como objetivo criar regras seguras para projetos e fabricação apresentando metodologia e critérios para dimensionamento, fabricação, realização de exames não destrutivos, além de materiais aplicáveis com respectivas tensões admissíveis. (FALCÃO, 2008)

Com a revolução industrial nos meados do século XIX, a utilização de máquinas a vapor aumentou e, como consequência, frequentes acidentes com caldeiras começaram a acontecer. Uma explosão em Londres, em 1815, deu origem a uma investigação, pelo parlamento britânico. Chegou-se à conclusão de que o acidente aconteceu devido à má construção, a materiais não adequados e à pressão excessiva nas caldeiras. Foi imposto então que as caldeiras fossem construídas de ferro forjado, com tampos hemisféricos e com duas válvulas de segurança. Essas imposições, que hoje podem parecer simplistas, representaram, entretanto, na época um grande avanço tecnológico (TELLES, 2007).

Em 1905, em Brockton, Massachusetts, ocorreu um trágico acidente em uma fábrica de sapatos, matando 58 pessoas e deixando 117 feridos. Depois deste acidente, o estado de Massachusetts criou a primeira legislação para projeto e construção de caldeiras a vapor. Esta norma foi criada em 1907, conhecida como Massachusetts Rules, e estabelecia coeficiente de segurança de 4,5 em relação ao limite de resistência do material. Essa norma foi o começo da norma ASME (TELLES, 2007).

Em 1911, criava-se uma comissão especial da ASME (American Society of Mechanical Enginners) para elaborar uma norma cuja primeira edição apareceu em 1914, contendo apenas caldeiras estacionárias. Só em 1924 seria publicada, pela primeira vez, a Seção VIII do Código ASME, relativa aos vasos de pressão não sujeitos a chama (TELLES, 2007).

O primeiro código americano, para vasos, foi editado pela ASME (American Society of Mechanical Engineers) em 1925, intitulado “Rules for construction of pressure vessels” section VIII, 1925 Edition (FALCÃO, 2008). Atualmente o código ASME é dividido nas seguintes seções:

 

• Seção I – Código para Construção de Caldeiras; • Seção II – Especificação de Materiais; • Seção III – Regras para construção de Componentes Nucleares; • Seção IV – Regras para construção de Caldeiras; heating boiler (caldeira de calefação); • Seção V – Ensaios Não-Destrutivos; • Seção VI – Regras recomendadas para manutenção e operação de caldeiras;