Vasos de pressão em engenharia

PLANEJAMENTO E ENGENHARIA

Para a fabricação do vaso de pressão, será apresentado cronograma

Projeto de construção dos vasos de pressão

Etapas do projeto e da construção

Definição dos dados gerais do projeto

Definição dos dados de processo (ou de operação) do vaso

Projeto de processo do vaso

Projeto térmico

Projeto mecânico

Projeto das peças internas

Emissão da requisição de material e do pedido de compra

Julgamento das propostas e colocação da ordem de compra

Compra da matéria prima pelo projetista ou usuário do vaso

Projeto para fabricação

Fabricação do vaso

Inspeção (controle de qualidade)

Montagem no campo

Supervisão de montagem

Testes especiais e pre operação

ROTINAS DE DESENVOLVIMENTO DO PROJETO E DA CONSTRUÇÃO DO VASO

De acordo com ASME part D -  Material selecionado: SA-516 Gr 60 (para baixas temperaturas)

Limite de resistência a tração: 60 ksi (413,7 Mpa) = 4.218,42 kgf/cm²

Tensão de escoamento: 32 ksi = 2.250,0 kgf/cm²

Tensão admissível para temperatura de projeto: 17,1 ksi = 1.202,0 kgf/cm²

Água doce: Densidade do fluido de operação = 1

Eficiência de juntas soldadas = 0,85 (radiografia parcial)

Pressão de projeto = 8,0 kgf/cm²

Sobreespessura de corrosão: C = 3,0 mm

ΔP = ρ.h/10 = (1 . 2 m)/10 = 0,2 kgf/cm²

P = Pproj + ΔP = 8,0 kgf/cm² + 0,2 kgf/cm² = 8,2 kgf/cm²

Costado cilíndrico

- Espessura mínima requerida:

t = P.R/(SE – 0,6P) = 8,2 kgf/cm² . 1500 mm / ((1.202 kgf/cm² . 0,85) – (0,6 . 8,2 kgf/cm²))

t = 12,1 mm

- Espessura mínima da chapa:

tmin = t + C = 12,1 mm + 3,0 mm  =  15,1 mm

- Espessura nominal da chapa: tnominal = 16 mm

Tampos

- Espessura mínima requerida:

Tampo toro-esférico:

L = 0,904.D = 0,904 . 3000 mm = 2.712 mm

r = 0,173.D = 0,173 . 3000 mm = 519 mm

h = 0,250.D = 0,250 . 3000 mm = 750 mm

M = (1/4).[3 + (L/r)1/2] = (1/4).[3 + (2712/519)1/2] = 1,32

t = PLM/(2SE – 0,2P) = 8,2 kgf/cm². 2712 mm . 1,32/((2 . 1.202 kgf/cm² . 0,85) – (0,2 . 8,2 kgf/cm²))

t = 14,37 mm

- Espessura mínima da chapa:

tmin = t + C + CF= 14,37 mm + 3,0 mm + 2,0 mm  =  19,37 mm

- Espessura nominal da chapa: tnominal = 22,4 mm

- Espessura dos tampos ( após a conformação da chapa):

ttampo = tnominal - CF = 22,4 mm – 2,0 mm = 20,4 mm

Tampo esférico:

t = PR/(2SE – 0,2P) = 8,2 kgf/cm². 1500 mm/((2 . 1.202 kgf/cm² . 0,85) – (0,2 . 8,2 kgf/cm²))

t = 6,02 mm

- Espessura mínima da chapa:

tmin = t + C + CF = 6,02 mm + 3,0 mm + 2,0 mm=  11,02 mm

- Espessura nominal da chapa: tnominal = 12,5 mm

ttampo = tnominal - CF = 12,5 mm – 2,0 mm = 10,5 mm

DETERMINAÇÃO DAS PRESSÕES MÁXIMAS ADMISSÍVEIS

COSTADO CILINDRICO

- Pressão máxima admissível – nova e fria:

P = t.S.E/(R + 0,6.t) = 16 mm . 1202 kgf/cm² . 0,85 / (1500 mm + (0,6 . 16 mm))

PMAnf = 10,82 kgf/cm²

- Pressão máxima admissível – corroída e quente:

P = t.S.E/(R + 0,6.t) = 13 mm . 1202 kgf/cm² . 0,85 / (1500 mm + (0,6 . 13 mm))

PMAcq = 8,80 kgf/cm²

TAMPOS

Toro-esféricos:

- Pressão máxima admissível – nova e fria:

P = 2.t.S.E/(L.M + 0,2.t) = 2 . 20,4 mm . 1202 kgf/cm². 0,85/(( 2712 mm . 1,32) + (0,2 . 20,4 mm))

PMAnf = 11,63 kgf/cm²

- Pressão máxima admissível – corroída e quente:

P = 2.t.S.E/(L.M + 0,2.t) = 2 . 17,4 mm . 1202 kgf/cm². 0,85/(( 2712 mm . 1,32) + (0,2 . 17,4 mm))

PMAcq = 9,92 kgf/cm²

Esféricos:

- Pressão máxima admissível – nova e fria:

P = 2.t.S.E/(L + 0,2.t) = 2 . 10,5 mm . 1202 kgf/cm². 0,85/(1500 mm + (0,2 . 10,5 mm))

PMAnf = 14,28 kgf/cm²

- Pressão máxima admissível – corroída e quente:

P = 2.t.S.E/(L + 0,2.t) = = 2 . 7,5 mm . 1202 kgf/cm². 0,85/(1500 mm + (0,2 . 7,5 mm))

PMAcq = 10,21 kgf/cm²

Pressão de ajuste da PSV:

Componente	PMAcq	ΔP	PMAcq (referenciada ao topo)
Costado	8,80 kgf/cm²	0,2 kgf/cm²	8,60 kgf/cm²
Tampos (toro-esférico)	9,92 kgf/cm²	0,2 kgf/cm²	9,72 kgf/cm²
Tampos (esféricos)	10,21 kgf/cm²	0,2 kgf/cm²	10,01 kgf/cm²
	PMAcq (equipamento)	8,60 kgf/cm²