Relatório da displina de centrais de utilidades

        

Relatório da displina de centrais de utilidades; abaixo seguem os procedimentos de um ensaio hidrostatico realizado pelo metodo da camisa d’água – bureta fixa descrito na norma NBR 13243. É aprensentado o equacionamento para um ensaio hidrostático, utilizando como vaso de pressão uma embalagem de desodorante aerosol. São apresentados como resultado as curvas de tensão circunferencial x deformação e tensão longitudinal x deformação.

1. Introdução

 Vasos de pressão, estes que são reservatórios herméticos, submetidos a uma pressão interna superior a pressão externa, sendo esta muitas vezes a pressão atmosférica. A pressão interna do vaso de pressão pode ser menor que a atmosférica também caracterizando-se um vácuo parcial (MANCINTYRE, 1997).

Vasos de pressão podem ser empregados no armazenamento, transporte e processamento de fluidos, sendo largamente utilizados na indústria química e petroquímica (MANCINTYRE, 1997).

A construção da camisa d’água teve como base a NBR 13243, esta que determina como fazer um ensaio hidrostático pelo método de camisa d'água para cilindros de aço para gases comprimidos. Basicamente este ensaio consiste em introduzir água dentro do cilindro e colocá-lo na camisa d’água (Figura 1). Aplica-se uma pressão hidrostática no interior do cilindro, cuja expansão provoca elevação da coluna de água na bureta, na qual são lidos os valores correspondentes a expansão total e permanente (NBR 13243).

Sendo que a expansão total é o acréscimo do volume do cilindro quando submetido a variação da pressão interna, desde a pressão atmosférica ambiente até a pressão de ensaio. E a expansão permanente é o acréscimo de volume do cilindro, medido antes e depois do ensaio (NBR 13243).

Testes hidrostáticos são aplicados em vasos de pressão e outros equipamentos industriais pressurizados como tanques ou tubulações, com o objetivo de averiguar se haverá ocorrência de vazamentos ou se haverá ruptura. São realizados com os equipamentos fora de serviço, através de sua pressurização com água (teste hidrostático), ar comprimido (teste pneumático). Simula-se então uma condição operacional mais rigorosa, objetivando a garantia de que em serviço normal (a pressões mais baixas) não ocorrerão falhas ou vazamentos (PEREIRA, 2004).

2. Materiais e Métodos

2.1 Materiais

- Aparato experimental montado de forma semelhante ao descrito na Figura 1.

[pic 1]

Figura 1: Ensaio de expansão volumétrica por camisa d’água - Método da bureta fixa (Fonte: NBR 13243).

- Corpo de prova previamente montados compostos por recipientes cilíndricos acoplado a um conetor de 1 polegada para que possa ser conectado ao aparato experimental. As especificações do corpo de prova constam na Figura 2.

[pic 2]

Figura 2: especificação técnica vasos de pressão. Fonte(Colep Provider Aerosol).

2.2 Procedimento Experimental

1. Conectar o cilindro, preferencialmente cheio com água, à tampa da camisa d’água. Colocar o cilindro, juntamente com sua tampa, dentro da camisa d’água. Conectar a tubulação do circuito de alta pressão à conexão existente na tampa da camisa.
2. Verificar se a válvula de retorno D está fechada e se a conexão da tampa está firmemente acoplada. Abrir a válvula N de entrada, permitindo admissão de água na camisa d’água.
3. Observar o comportamento do nível da bureta. Reduzir a vazão de fornecimento da água, iniciando o fechamento da válvula N e fazendo com que o nível da bureta se estabilize. Fechar completamente a válvula N.
4. Acionar a bomba Q e observar a pressão do manômetro M. Quando esta atingir 2/3 da pressão de ensaio, a bomba Q deve ser desligada para se verificar possíveis vazamentos. Caso haja vazamentos, despressurizar, eliminar os vazamentos e repetir a operação até esta etapa.
5. Caso não haja vazamentos, fazer funcionar novamente a bomba Q e deixar que a pressão do manômetro M atinja a pressão de ensaio. Fechar a válvula E e desligar imediatamente a bomba Q, quando a pressão final de ensaio for atingida, abrindo, em seguida, a válvula D.
6. Durante um período mínimo de 30 s, deve ser observado se ocorre alguma queda de pressão ou aumento no nível da bureta, que são sinais de vazamento.
7. Após decorrido o período mínimo de 30 s, fazer a leitura da expansão total (Posição W).
8. Abrir suavemente a válvula E. Com isto, o nível deve baixar. Fazer a leitura da expansão permanente (Posição W).

- Realizar o procedimento de e – h para diferentes pressões para cada recipiente cilíndrico.

2.3 Equacionamento

Espessura em cascos e cilindros:  + C eq.(1).[pic 3]

= espessura(polegada); P= Pressão interna de projeto (lb/pol²); R= Raio interno do vaso (pol); = Tensão admissível (lb/pol²);  = Coeficiente de eficiência; c=taxa de corrosão( pol).[pic 4][pic 5][pic 6]

Cálculo da pressão do fluído:  eq.(2).[pic 7]

Cálculo de  Pressão de Projeto (PP):

PO>15 kgf/cm² ->   PP=1.10*PO+Ph (considerando valor minímo de 1,75 kgf/cm²) eq.(3).        

Cálculos para expansão(deformação):         EP%=*100 eq.(4).[pic 8]

EP% = Expansão permanente percentual, dada em %;EP =    Expansão permanente, dada em cm³; ET =Expansão total, dada em cm³; EE = Expansão elástica, dada em cm³.

Cálculo da expansão elástica:                  EE = ET – EP eq.(5)

Obs: eq.(4) e eq.(5) ainda não calculados experimentalmente.

Cálculo de Pressão do teste hidrostático

Pteste=1.5*PP eq.(6)

4. Resultados e discussões

Valores dos Vasos de pressão (Nivea e Rexona)

[pic 9]Tabela-1:dimensões dos vasos de pressões utilizados e respectivas pressões exercidas.