Os Vasos de Pressão

CLEMENTE MARTINS DELGADO JÚNIOR

DÂMARIS GUERRA RODRIGUES PINTO

MARINA TEIXEIRA ROSALINO

VASOS DE PRESSÃO

TRABALHO ACADÊMICO

CORNÉLIO PROCÓPIO

2015

INTRODUÇÃO

Vaso de pressão é o nome atribuído a qualquer recipiente capaz de conter um líquido pressurizado. São utilizados em muitos processos dentro da indústria, em que materiais sólidos ou fluidos sofrem transformações físicas e/ou químicas, ou os que destinam-se a armazenagem ou distribuição de fluidos.

Os vasos de pressão constituem os equipamentos mais importantes da maioria das indústrias de processo além de, geralmente, representarem os maiores tamanhos, pesos e custo unitário.  

CLASSIFICAÇÃO/TÉCNICAS

Os vasos de pressão são classificados segundo o potencial de risco e os fluidos contidos nos vasos.

Os fluidos são classificados da seguinte forma:

-Classe "A": são os fluidos inflamáveis - combustível com temperatura superior ou igual a 200º C (duzentos graus centígrados); fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 (vinte) ppm; hidrogênio; acetileno.

-Classe "B": são os fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200º C (duzentos graus centígrados); fluidos tóxicos com limite de tolerância superior a 20 (vinte) ppm.

-Classe "C": é o vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido;

-Classe "D": a água ou outros fluidos não enquadrados nas classes "A", "B" ou "C", com temperatura superior a 50 º C (cinquenta graus centígrados).

Quando se referir a uma mistura, deverá ser considerado o fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e instalações, devido sua toxicidade, inflamabilidade e concentração.

Vasos de pressão que operem sob a condição de vácuo deverão enquadrar-se em fluidos inflamáveis ou combustíveis e outros fluidos.

Já os vasos de pressão podem apresentar a seguinte classificação: vasos não sujeitos a chama que são os vasos de armazenamento e acumulação, reatores diversos, permutadores de calor...e os vasos sujeitos a chama que são as caldeiras e fornos.

Dessa forma, os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de risco em função do produto "PV", onde "P" é a pressão máxima de operação em MPa e "V" o seu volume geométrico interno em m3, conforme segue:

Grupo 1 - PV 100

Grupo 2 - PV < 100 e PV 30

Grupo 3 - PV < 30 e PV 2.5

Grupo 4 - PV < 2.5 e PV 1

Grupo 5 - PV < 1 1.2.1.

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

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

TEORIAS

Em vasos de pressão de parede fina, a pressão interna [pic 1][pic 2] é maior que a pressão externa. Considerando uma casca esférica e seu conteúdo fluido como um único corpo livre, a força de pressão resultante será:

P = p(πr²)

Em que r é o raio interno da esfera e P é a pressão interna resultante que é a pressão interna acima da pressão agindo no exterior do vaso.

Devido a parede ser fina podemos considerar que a tensão está uniformemente distribuída através da espessura t. A precisão dessa aproximação aumenta conforme a casa fica mais fina e diminui conforme a casca fica mais espessa.

Logo obtemos a as tensões de tração na parede do vaso:

[pic 3]

Em que t é a espessura da parede e rm é seu raio médio.

As tensões são mais próximas se usarmos o raio interno r, sendo assim, a fórmula a seguir é usada para calcular as tensões de tração na parede de uma casca esférica:

[pic 4]

O exemplo a seguir aplica a demonstração anterior.

APLICAÇÃO / OBJETIVO

Os vasos de pressão apresentam grande aplicabilidade nas indústrias, dentre elas as refinarias de petróleo, centrais termoelétricas, indústrias farmacêuticas, alimentares, químicas e petroquímicas em geral, nas quais materiais fluidos ou sólidos sob pressão passam por processos de mudanças químicas e ou físicas .