1. Apresentação - Vasos de Pressão

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  • 8/12/2019 1. Apresentao - Vasos de Presso

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    Vasos de Presso

    Docente: Alexandre Galimberti

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

    DEFINIO GERAL: Reservatrios destinados aoarmazenamento e processamento de lquidos e gasessob presso ou sujeitos a vcuo total ou parcial.

    Conceito:

    DEFINIO ASME: Reservatrios, de qualquer tipo,dimenses ou finalidade, no sujeitos a chama, quecontenham qualquer fludo em presso manomtricaigual ou superior a 1,02 kgf/cm2 ou submetidos presso externa.

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    Onde so empregados?

    Armazenamento de gases sob presso:

    Os gases so armazenados sob presso para que se

    possa ter um grande peso num volume relativamentepequeno.

    Acumulao intermediria de lquidos e gases

    Isto ocorre em sistemas onde necessria aarmazenagem de lquidos ou gases entre etapas de ummesmo processo ou entre processos diversos.

    Processamento de gases e lquidos

    Inmeros processos de transformao em lquidos egases precisam ser efetuados sob presso.

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    Caractersticas

    Grande risco

    Normalmente opera com grandes presses e

    temperaturas elevadas.

    Alto investimento

    um equipamento de custo unitrio elevado.

    Continuidade operacional

    Papel importante na continuidade operacional do

    processo.

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    Aplicaes?

    Indstrias qumicas e petroqumicas;

    Indstrias alimentares e farmacuticas;

    Refinarias;

    Terminais de armazenagem e distribuio de petrleo ederivados.

    Estaes de produo de petrleo em terra e no mar.

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    Classificao

    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.

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Vasos de presso

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    Classificao

    Classificao didtica diferenciar vasos de pressode tanques de armazenamento:

    0 - 2,5 psig : API-6502,5 - 15,0 psig : API-620

    > 15,0 psig e vcuo : ASME, BS-5500, Ad-Merkblatter,etc,...

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    Classificao

    Vasos sujeitos a chama:

    Caldeiras;

    Fornos.

    Obs: Caldeiras e Fornos no so considerados Vasos dePresso.

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    Componentes

    Corpo (casco ou costado):

    Normalmente cilndrico,cnico, esfrico oucombinao dessas formas.

    Tampos:

    Normalmente nos tipos semi-elpticos, semi-esfricos,cnicos, toro-cnicos, toro-esfricos e planos.

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    scol!a do tipo de tampo?

    Exigncia de Servio, Dimetro e Presso de Operao:

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    scol!a do tipo de tampo?

    Costado cilndrico com espessura mnima requerida de25,0 mm, conectado ao tampo:

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    Posio de instalao

    Medidas importantes: Dimetro Interno (DI)

    Dimetro Externo (DE)

    Comprimento entre tangentes(CET)

    CET:

    Comprimento total do corpocilndrico, ou a soma doscomprimentos dos corposcilndricos e cnico

    sucessivos.Obs:

    Linha de tangncia: Prxima a ambos osextremos do vaso, na tangncia entre os

    corpos cilndricos e os tampos defechamento.

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    Posio de instalao

    Verticais:

    Quando necessria a ao da gravidade para o funcionamentodo vaso ou escoamento de fluidos. Ex.: Torres de fracionamento,

    de retificao, e de absoro, bem como muitos reatores decatlise. So mais caros que os horizontais, porm ocupammenos espao.

    Horizontais:

    Trocadores de calor e maioria dos vasos de acumulao

    Inclinados:

    So excees, empregados somente quando o servio exigir,como por exemplo, para o escoamento por gravidade demateriais difceis de escoar.

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    "ormatos dos #asos de presso

    Cilndricos:

    Mais fcil de fabricar e transportar.

    Cilndricos simples: Maioria deles.

    Cilndricos compostos: Quando h diversas entradas esadas. Constri-se de maneira que a velocidade deescoamento seja a aproximadamente constante ao longo detoda a seo transversal do vaso.

    Esfricos:

    Formato ideal (menor peso e menor espessura). Porm, socaros e difceis de fabricar. S so econmicos em grandesdimenses. Ex: Gases sob presso.

    Cnicos:

    Usados na transio entre dois corpos cilndricos.

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    Abert$ras e reforos

    A, B, C, D e E Para ligaes atubulaes externas

    C e D So em um corpo

    desmontvel acoplado ao cascoprincipal do vaso

    F1, F2 e G Destinam-se instalao de instrumentos

    H Respiro

    J Dreno

    K Boca de visita (BV)

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    Bocais (nozzles): 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 ocorpo do vaso e outras partes do mesmo vaso; por exemplo,ligao a potes de drenagem (sumps).

    Abert$ras e reforos

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    Abert$ras e reforos

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    So pontos de concentrao de tenses.

    Necessria a colocao de reforos junto as aberturas feitas numvaso de presso.

    Reforos normalmente utilizados:Disco 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.

    Abert$ras e reforos

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    Abert$ras e reforos

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    A variedade de tipos e detalhes de peas internas emvasos de presso muito grande, dependendoessencialmente 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 serobrigatoriamente subdivididas em sees, de talmaneira que cada seo possa passar com facilidadeatravs das bocas de visita dos vasos.

    Peas internas

    i

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    Peas internas

    C t

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    Componentes

    A % i t

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    Reforos de vcuo.

    Anis de suporte de isolamento trmico externo.

    Chapas de ligao, orelhas ou cantoneiras parasuportes de tubulao, plataformas, escadas ououtras estruturas.

    Suportes para turcos de elevao de carga.Turcos para as tampas de bocas de visita e outros

    flanges cegos.

    Acess%rios externos

    A % i t

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    Acess%rios externos

    Acess%rios externos

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    Acess%rios externos

    Acess%rios externos

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    Acess%rios externos

    Peas internas

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    Vasos verticais: Saia de chapa (mais comum).

    Sapatas ou colunas (vasos menores).

    Esferas para armazenagem de gases:

    Colunas Soldadas aproximadamente na linha do equador daesfera.

    Vasos horizontais:

    Dois beros (selas) Em um deles os furos para oschumbadores so ovalados.

    Permutadores de calor :

    Selas

    Estruturas superpostas

    Peas internas

    &$portes

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    Torres devem ser suportadas por meio de saias. A saia desuporte deve ter um trecho com 1000 mm de comprimento apartir da ligao com o vaso, com o mesmo material do casconos seguintes casos:

    Temperatura de projeto abaixo de 15C.

    Temperatura de projeto acima de 340C.

    Servios com Hidrognio.

    Vasos de aos-liga, aos inoxidveis e materiais no ferrosos.

    &$portes

    &$portes

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    &$portes

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    C%digos de pro'eto

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    C%digos de pro'eto

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    C%digos de pro'eto

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    g p '

    Histrico: Incentivados por diversas

    ocorrncias de falhas emcaldeiras.

    1905: Exploso de caldeira emuma fbrica de sapatos.Motivou a criao da primeira

    norma regulatria. 1911: Foi criado o comit de

    caldeiras do ASME.

    1924: Foi publicada a seo VIII

    do ASME referente a vasos depresso no sujeitos chama.

    C%digos de pro'eto

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    Vasos de presso e tubulaes so utilizados em diversos ramosda indstria;

    Empregados para conter e transportar fluidos, muitas vezes

    perigosos, ou em estado termodinmico perigoso.

    Objetivo:

    O objetivo de um projeto e fabricao adequada assegurar quetais equipamentos possam exercer suas funes, sem riscoconsidervel, submetidos aos carregamentos, temperaturas epresses previstas..

    C%digos de pro'eto

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    Filosofia dos cdigos:Filosofia do cdigo implementada para a seleo

    dos materiais, definio dos testes de qualificao

    necessrios, requisitos de fabricao, detalhes deprojeto, ensaios no-destrutivos e destrutivoscertificando a fabricao do equipamento e finalmente

    os ensaios e testes finais de aceitao do vaso depresso ou da tubulao.

    C%digos de pro'eto

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    Principais cdigos:Os principais cdigos de projeto, fabricao, montageme testes de vasos de presso so os seguintes :

    British Standards (BS-5500);

    Ad-Merkblatter;

    ASME (Se.III, Se. VIII);SNCT;

    ISO TC/11 - ISO DIS 2694;

    P-NB-109.

    C%digos de pro'eto

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    ASME - The American Society of MechanicalEngineers:

    o cdigo tradicionalmente utilizado no Brasil :materiais, projeto, fabricao, montagem etestes da maioria dos vasos de presso,permutadores e caldeiras utilizadas na indstriado petrleo.

    C%digos de pro'eto

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    ASME Seo VIII - Diviso 1:

    As regras da Diviso 1 foram formuladas a

    partir de consideraes de projeto e princpiosde construo aplicveis a vasos projetadospara presses no superiores a 3.000 psig evasos sujeitos a presso externa.

    C%digos de pro'eto

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    ASME Seo VIII - Diviso 2:Projeto alternativo de vasos de presso

    Regras so mais restritivas quanto ao tipo de material aser utilizado, mas permite-se a utilizao de maioresvalores de intensificao de tenses de projeto na faixade temperaturas na qual este valor limitado pelo limite

    de resistncia ou escoamento;Procedimentos mais precisos de clculo sonecessrios; vrios modos de falha so analisados; os

    procedimentos permissveis de fabricao soespecificamente delineados e mais completos mtodosde inspeo e teste so exigidos.

    C%digos de pro'eto

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    Exemplo de Comparao entre Cdigos de Projeto: Material: SA-516 Gr.60Propriedades a temperatura ambiente: Tenso de escoamento mn = 32,0 Ksi

    Limite de resistncia = 60,0 Ksi

    (ateriais para #asos de presso

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    A seleo dos materiais adequados a cada uma das partes de um vasode presso um dos problemas mais difceis para o projetista doequipamento.:

    Fatores para a seleo de materiais :

    Condies de servio do equipamento (Presso e Temperaturade operao);

    Nvel e natureza das tenses atuantes;

    Fludos em contato (Natureza e concentrao ,impurezas, etc...);

    Custo e Segurana;

    Facilidade de fabricao (Soldabilidade, conformao, etc...);

    Tempo de vida previsto para o equipamento;

    Disponibilidade;

    Experincia prvia.

    (ateriais para #asos de presso

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    Materiais para altas temperaturas:

    (ateriais para #asos de presso

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    Materiais para baixas temperaturas:Numerosos metais que apresentam um comportamentodctil em temperatura ambiente podem tornar-se

    quebradios, quando submetidos a temperaturas baixas,ficando sujeitos a rupturas repentinas por fratura frgil.

    (ateriais para #asos de presso

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    (ateriais para #asos de presso

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    (ateriais para #asos de presso

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