Modulo 2 pressao externa

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Modulo 2 pressao externa

  1. 1. 1 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 1 Projeto deProjeto deProjeto deProjeto de Vasos de PressãoVasos de PressãoVasos de PressãoVasos de Pressão Projeto deProjeto deProjeto deProjeto de Vasos de PressãoVasos de PressãoVasos de PressãoVasos de Pressão Cérebro – Engenharia e Tecnologia da Informação S.A. Mixing - Engenharia & Software Ltda. R. José de Alencar, 293 – 9°Andar, Sala 91 Centro – Campinas – CEP 13013-040 – SP Fone: 19 3739-6200 Fax 19 3739-6215 www.cerebromix.com ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 2 Módulo II Pressão Externa Módulo II Pressão Externa ASME – Seção VIII – Divisão 1 Projeto de Vasos de PressãoProjeto de Vasos de Pressão
  2. 2. 2 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 3 Pressão Externa Tampos Planos Camisas Serpentinas Outros Esforços Projeto de Vasos de PressãoProjeto de Vasos de Pressão Módulo IIMódulo II ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 4 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa A verificação para Pressão Externa deve serA verificação para Pressão Externa deve ser feita para:feita para: Vácuo (CIP, Sucção por Bombas, etc) Camisa – Aquecimento/Resfriamento (Reatores) Submerso em um Líquido Enterrados (Tanques de Postos de Gasolina)
  3. 3. 3 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 5 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Pressão Externa Admissível(Pa) – Seção VIII, Div. 1 - UG-28 Fatores A e B, Seção II - Parte D, subparte 3 Função do comprimento L e do diâmetro externo D0 O comprimento (L) depende da geometria do vaso. Para um vaso com tampos conformados (torisféricos, semi-elípticos, semi-esféricos, toricônicos), sem anéis de enrijecimento, L será o comprimento cilíndrico mais um terço do comprimento de cada tampo. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 6 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Para um vaso com tampos cônicos, L será igual ao comprimento cilíndrico. Para vasos com flanges, L será o comprimento entre as bordas dos flanges. Para vasos com anéis enrigecedores, L será a distância entre os centróides de dois anéis subseqüentes.
  4. 4. 4 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 7 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Para vasos com camisa, L será o comprimento entre dois reforços subseqüentes ou entre um reforço e a borda da camisa. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 8 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Os costados cilíndricos são divididos em duas categorias: Os cilindros finos, quando a relação D0/t é maior ou igual a 10 Os cilindros espessos, quando a relação D0/t é menor do que 10. 1. Adote um valor para t. Este valor pode ser aquele calculado para pressão interna. 2. Calcule: tDDo 2+= oDL / tDo /
  5. 5. 5 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 9 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas 3. Com L/D0 e D0/t encontre na figura G o valor do fator A. ( )2 / 1,1 tD A o = Para valores de A maiores de 0,10 adote A igual a 0,10. Caso L/D0 seja maior do que 50, assuma L/D0 = 50 e caso L/D0 seja menor do que 0,05 assuma L/D0 = 0,05. Se D0/t for menor do que 4, o fator A será dado por: ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 10 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas 4. Com o fator A e a temperatura de projeto selecione no gráfico (ASME seção II, parte D, subparte 3) referente ao material do costado o valor correspondente do fator B. A=0,0015A=0,0015 T=900°FT=900°F B=6900 psiB=6900 psi
  6. 6. 6 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 11 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Caso D0/t ≥≥≥≥ 10 e o valor de A não intercepte a linha de temperatura à esquerda, a pressão admissível (Pa) será dada por: Caso D0/t ≥≥≥≥ 10 e o valor de A não intercepte a linha de temperatura à esquerda, a pressão admissível (Pa) será dada por: ( )tD AE P o a /3 2 = ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 12 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas Caso valor de A não intercepte a linha de temperatura à direita, o valor de B é definido a partir do final da curva de temperatura. Caso valor de A não intercepte a linha de temperatura à direita, o valor de B é definido a partir do final da curva de temperatura. Final da Curva Final da Curva
  7. 7. 7 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 13 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas CilíndricasCascas Cilíndricas 5. Para Do/t ≥≥≥≥ 10, nos casos que não sejam calculados pela equação (25), a pressão admissível será dada por: ( )tD B P o a /3 4 = 6. Para Do/t < 10 devem ser calculados: ( ) B tD P o a       −= 0833,0 / 167,2 1 ( ) ( )      −= tDtD S P oo a / 1 1 / 2 2 Onde S é o menor entre 2.Sa ou 0,9.Sy. Sa é a máxima tensão admissível a tração na temperatura de projeto (UG-23) e Sy é a resistência de escoamento do material na temperatura de projeto. 7. A pressão admissível (Pa) é o menor valor dentre Pa1 e Pa2. 8. Caso a pressão externa (P) seja maior do que a pressão admissível calculada (Pa) aumentar a espessura (t) e voltar ao início. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 14 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasCascas Esféricas 1. Assuma um valor para t. Pode ser utilizado o valor da espessura calculada para pressão interna. 2. Calcule o fator A por: ( )tR A o / 125,0 = 3. Com o valor de A e a temperatura de projeto determine, no gráfico correspondente ao material utilizado, na seção II, parte D, subparte 3, o valor de B. Se A passa à direita do final da curva de temperatura assuma o fator B que corresponda ao ponto final da curva de temperatura. Se A ficar à esquerda da curva referente à temperatura calcule a pressão admissível (Pa) por: Onde Ro é dado por L+t (L = raio da calota). ( )2 / 0625,0 tR E P o a = Onde E é módulo de elasticidade na temperatura de projeto.
  8. 8. 8 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 15 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Cascas EsféricasCascas EsféricasCascas EsféricasCascas Esféricas 4. Com o valor de B calcule o valor da pressão admissível (Pa) por: ( )tR B P o a / = 5. Se a pressão externa de projeto P for maior do que a pressão admissível Pa aumente o valor da espessura t e retorne ao passo 2. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 16 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Tampos TorisféricosTampos TorisféricosTampos TorisféricosTampos TorisféricosPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Tampos TorisféricosTampos TorisféricosTampos TorisféricosTampos Torisféricos A mínima espessura requerida é a maior de: (a) A espessura requerida para uma pressão interna de 1,67xPressão Externa com uma eficiência de junta E =1,0. (b) A espessura determinada pelo mesmo procedimento usado em cascas esféricas com: ( )tR A o / 125,0 = Onde R0 é o raio externo da calota (L+t).
  9. 9. 9 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 17 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Tampos SemiTampos SemiTampos SemiTampos Semi----elípticoselípticoselípticoselípticosPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa ---- Tampos SemiTampos SemiTampos SemiTampos Semi----elípticoselípticoselípticoselípticos A mínima espessura requerida é a maior de: (a) A espessura requerida para uma pressão interna de 1,67xPressão Externa com uma eficiência de junta E =1,0. (b) A espessura determinada pelo mesmo procedimento usado em cascas esféricas com: ( )tR A o / 125,0 = onde R0 é o dado por: ooo DKR = D0 é o diâmetro externo da saia e K0 é definido pela tabela UG33.1: 0,501,0 0,571,2 0,651,4 0,731,6 0,811,8 0,902,0 0,992,2 1,082,4 1,182,6 1,272,8 1,363,0 K0D0/2h0 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 18 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Se o semi-ângulo do vértice (αααα) for menor ou igual a 60º: 1. Adotar um valor para a espessura do cone, pode ser adotado inicialmente a espessura requerida para pressão interna. 2. Calcular a espessura equivalente (te) por: αcos.tte = 3. Calcular o comprimento equivalente do cone (Le) de acordo com a construção escolhida (ver figura UG-33.1 nos próximos slides):
  10. 10. 10 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 19       += L s e D DL L 1 2       + += Ls sLc e D DDL rL 2 sen1 α croquis (a) e (b) croqui (c) Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 20       + += L sLc L ss e D DDL D D rL 2 sen2 α       + +      += Ls sLc Ls ss e D DDL D D rrL 2 sen21 α croqui (e) croqui (d) Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos
  11. 11. 11 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 21 4. Calcular as relações DL/te e Le/DL 5. Se DL/te ≥≥≥≥ 10 determinar na figura G da subparte 3, Seção II, parte D do ASME o valor de A, baseado nas relações calculadas no passo 4. Caso Le/DL seja maior que 50 faça Le/DL = 50. 6. Baseado no valor de A e na temperatura de projeto determine o valor de B no gráfico correspondente ao material do cone. Se a linha vertical correspondente ao valor de A passa à direita do final da curva de temperatura assuma o fator B que corresponda ao ponto final da linha de temperatura. Se A ficar à esquerda da linha referente à temperatura calcule a pressão admissível (Pa) por :       = e L a t D AE P 3 2 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 22 7. Usando o valor de B calcule a pressão admissível (Pa) por: 8. Se a pressão externa de projeto P for maior do que a pressão admissível Pa aumente o valor da espessura t e retorne ao passo 2 9. Faça uma análise da necessidade de reforço na junção cone-cilindro de acordo com 1-8.       = e L a t D B P 3 4 Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos
  12. 12. 12 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 23 10. Se no passo 5 a relação DL/te < 10 utilizar o mesmo procedimento para determinação do fator B. Caso DL/te seja menor do que 4, o valor de A deve ser calculado por: Para valores de A maiores do que 0,10, use A = 0,10 11. Usando o valor de B obtido calcule 2 1,1       = e L t D A B t D P e L a               −       = 0833,0 167,2 1                     −       = e L e L a t D t D S P 1 1 2 2 SS éé o menor entre: 2.So menor entre: 2.Saa ou 0,9.ou 0,9.SSyy.. Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 24 12. A pressão externa máxima de trabalho admissível (Pa) será a menor entre Pa1 e Pa2 . 13. Se a pressão externa de projeto P for maior do que a pressão admissível Pa aumente o valor da espessura t e retorne ao passo 2 14. Faça uma análise da necessidade de reforço na junção cone-cilindro de acordo com 1-8. Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos
  13. 13. 13 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 25 Para semi-ângulo do vértice maior do que 60º calcular como um tampo plano submetido a pressão externa com diâmetro igual ao maior diâmetro do cone (UG-33(f)(2)). Para cones excêntricos devem ser calculadas as espessuras referentes aos dois semi- ângulos e adotada a maior das duas (UG-33(f)(3)). Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 26 Análise do Reforço na Junção Cone-Cilindro submetida à Pressão Externa (1-8) P/SsE1 ∆∆∆∆ 0 0 0,002 5 0,005 7 0,010 10 0,020 15 0,040 21 0,080 29 0,100 33 0,125 37 0,150 40 0,200 47 0,250 52 0,300 57 0,350 60 Devem ser adicionados anéis de reforço na junção cone-cilindro maior, sem seção de concordância e submetidos à pressão externa, quando o valor de ∆∆∆∆ obtido da tabela 1-8.1, em função de P/SsE1 for menor do que o semi-ângulo do vértice (αααα). Valores de ∆∆∆∆ em função de P/SsE1: Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos
  14. 14. 14 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 27 Análise do Reforço na Junção Cone-Cilindro submetida à Pressão Externa (1-8) Área Requerida de Reforço:       ∆       − −= α α L LL s LL rL Q QPR ES RkQ A 4 1 1 tan 1 onde: k é 1 se não houver anel de reforço, caso contrário será y/SrEr. QL é a soma algébrica de PRL/2 e f1 RL é o raio externo do cilindro maior. αααα é o semi-ângulo do vértice. P é a pressão externa. Ss é a tensão admissível do cilindro. E1 é a eficiência de junta longitudinal do cilindro. Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 28 Análise do Reforço na Junção Cone-Cilindro submetida à Pressão Externa (1-8) Área Efetiva de Reforço: onde: DL é o diâmetro externo da extremidade maior do cone. ts é a espessura nominal do cilindro. tc é a espessura nominal do cone. αααα é o semi-ângulo do vértice. ( )αcos55,0 cssLeL tttDA += SeSe AeLAeL << ArLArL devem ser adicionados andevem ser adicionados anééis de reforis de reforçço parao para complementar acomplementar a áárea.rea. Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Tampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e ToricônicosTampos Cônicos e Toricônicos
  15. 15. 15 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 29 TolerânciasTolerânciasTolerânciasTolerâncias –––– Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaTolerânciasTolerânciasTolerânciasTolerâncias –––– Pressão ExternaPressão ExternaPressão ExternaPressão Externa Para vasos submetidos à Pressão Externa os desvios da forma circular são críticos. Geram um desequilíbrio de forças ao redor do vaso e facilitam a sua deformação. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 30 A espessura mínima requerida para tampos planos sem suportes ou nervuras, com exceção dos croquis (j) e (k), é dada por: SE CP dt = Onde: E eficiência de solda. d diâmetro interno do tampo ou o diâmetro de referência conforme a figura UG-34. C fator que depende da forma construtiva do tampo, conforme a figura UG-34. P pressão (interna). S máxima tensão admissível de tração (UG-23). Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / Externa Tampos CircularesTampos CircularesTampos CircularesTampos CircularesTampos CircularesTampos CircularesTampos CircularesTampos Circulares
  16. 16. 16 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 31 Para tampos fixados por parafusos (croquis (j) e (k) da figura UG-34) a espessura deverá ser calculada por: 3 9,1 SEd Wh SE CP dt G += Quando esta fórmula é utilizada, a espessura (t) deve ser calculada para as condições de operação e para a estanqueidade da junta, sendo utilizado o maior dos dois valores. Para as condições de operação o valor de P deve ser igual à pressão de projeto devendo ainda ser utilizados os valores de S na temperatura de projeto e W dado pela fórmula (3) de 2-5(e). Para a estanqueidade da junta P deve ser igual a zero (0), o valor de S na temperatura ambiente e W dado pela fórmula (4) de 2-5(e). Onde: W é força total nos parafusos, dadas, para tampos circulares, pelas fórmulas apresentadas em 2-5(e); hG é o braço do momento da vedação Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / Externa ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 32 A espessura mínima requerida para tampos planos sem suportes, com exceção dos croquis (j) e (k), é dada por: SE ZCP dt = onde: d menor dimensão do tampo ou o diâmetro de referência conforme a figura UG-34. C fator que depende da forma construtiva do tampo, conforme a figura UG-34. P pressão (interna). S máxima tensão admissível de tração (UG-23). E eficiência de solda. Z é dado por: D d Z .4,2 4,3 −= Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / Externa Tampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, Elíííípticos,pticos,pticos,pticos, Oblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros Nããããoooo----circulares.circulares.circulares.circulares. Tampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, ElTampos Quadrados, Retangulares, Elíííípticos,pticos,pticos,pticos, Oblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros NOblongos, Segmentados e outros Nããããoooo----circulares.circulares.circulares.circulares.
  17. 17. 17 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 33 Para tampos fixados por parafusos (croquis (j) e (k) da figura UG-34) a espessura deverá ser calculada por: 3 6 SELd Wh SE ZCP dt G += Onde: W força total nos parafusos, dadas, para tampos circulares, pelas fórmulas (3) e (4) em 2-5(e). hG momento do braço da vedação. L perímetro passando pelos centros dos parafusos. Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Pressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / ExternaPressão Interna / Externa ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 34 0,17(Também não-circular) 0,10Y≥(1,1-0,8.ts 2 /th 2 ).(dth )0,5 0,10 Y<(1,1-0,8.ts 2 /th 2 ).(dth )0,5 ts ≥1,12th (1,1-Y/(dth )0,5 )0,5 Y≥2(dth )0,5 - Circular - Com Saia - Forjado - Integral ou soldado de topo. - r ≥ 3.t - Solda conforme Parte UW. a 0,33.m ≥≥≥≥ 0,20 -Para ts ≤ 38mm: rmin ≥ 10mm -Para ts > 38mm: rmin ≥ 0,25.ts mas não necessita ser maior do que 19mm. - Circular ou Não-circular. - Com Saia. - Forjado. - Integral ou soldado de topo. - tf ≥ ts - Solda conforme Parte UW. b-2 0,17 ***** - Circular ou Não-circular. - Com Saia. - Forjado. - Integral ou soldado de topo. - tf ≥ 2.ts - r ≥ 3.t - Solda conforme Parte UW. b-1 Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C
  18. 18. 18 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 35 0,13Y≥(1,1-0,8.ts 2 /th 2 ).(dth )0,5- Circular. - Com Saia. - Rebordeado. - Unido ao costado pela aba (saia) por solda ou brasagem. - r ≥ 3.t c 0,20 (Também para não- circular) 0,30 ***** - Circular. - Com Saia. - Rebordeado. - Rosqueado sobre a extremidade do costado. - r ≥ 3.t (* Ver nota 1) 0,13 ***** - Circular. - Integral. - Repuxado. - d ≤ 24" (610 mm) - 0,05 ≤ t/d ≤ 0,25. - th ≥ ts . - r ≥ 0,25.t d Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 36 0,33.m ≥≥≥≥ 0,20 - Circular. - Para m < 1 a espessura ts deve ser mantida ao longo de uma distância a partir da face interna do tampo igual a, no mínimo, 2(d.ts )0,5 . - Soldada internamente ao costado. - Conforme os requisitos do tipo de solda utilizado. - A espessura da "garganta" do cordão de solda nos croquis (e) e (f) deve ser, no mínimo, 0,7.ts . - A "profundidade" da solda tw no croqui (g) deve ser maior ou igual a 2 vezes espessura requerida para um costado sem costura não menor do que 1,25 vezes a espessura nominal do costado mas não precisa ser maior do que a espessura do tampo. A solda deve ser depositada no canal de solda com a raiz da solda na face interna do tampo como mostrado no croqui. e 0,33 - não-circular. g f Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C
  19. 19. 19 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 37 0,30 Para tampos circulares: t' ≥ d.(1,9.W.hG /S.d3 )1/2 Para tampos não- circulares: t' ≥ d.(6.W.hG /S.L.d3 )1/2 - Circular e não-circular. - Aparafusado conforme croquis. - Fórmulas (2) e (5) devem ser usadas devido ao momento adicional aplicado no tampo pelos parafusos. - Quando o tampo possuir uma canaleta para juntas periféricas, como no croqui (k), a espessura do tampo entre a canaleta e a face externa será dada pelas equações ao lado. k 0,33 ***** - Circular. - Soldada na extremidade do costado. - ts ≥ 1,25.tr . - Detalhes de solda conforme UW-13(e) e fig.UW-13.2(a)-(g). (ver também UG-93(d)(3)). h l 0,33.m ≥≥≥≥ 0,20 ***** - Circular - Usar cordão de solda interno com uma "garganta" mínima de 0,7.ts . - Detalhes de solda conforme UW-13(e) e fig.UW-13.2(a)-(g). (ver também UG-93(d)(3)). i Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 38 0,30***** - Circular. - Inserido na extremidade do costado e fixo por um dispositivo de trava mecânica positivo. - Quando todos os possíveis meios de falha (por cisalhamento, tração, compressão ou deformação radial, incluindo alargamento, resultante da pressão e expansão térmica diferencial) são resistidos com um fator de segurança de no mínimo 4. - Solda de vedação pode ser usada, se desejado. o 0,30 ***** - Circular e Não-circular. - Aparafusado. - Junta plana integral. m p n Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C
  20. 20. 20 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 39 0,75 d ≤ 12" (305 mm) - Circular. - Rosqueada internamente ou externamente à extremidade do costado. - Se um tubo roscado "estreitado" é usado, os requisitos da tabela UG-43 devem também ser satisfeitos) - Solda de vedação pode ser usada, se desejado. (* ver nota 1) q 0,33d ≤ 18" (457 mm). - Circular - Inserido na extremidade do costado conforme mostrado. - Conforme os requisitos do tipo de solda utilizado. - A extremidade do costado deve ser "amassada" com, no mínimo, 30º, mas não mais do que 45º. A conformação pode ser feita à frio somente quando a operação não danifica o metal. - A "garganta" do cordão de solda não deve ser menor do que a espessura do tampo plano ou costado, o que for maior. r Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 40 0,33 d ≤ 18" (457 mm). - Circular, Chanfrado, Inserido na extremidade do costado. - A extremidade do costado deve ser "amassada" com, no mínimo, 30º, mas não mais do que 45º. - Redução para assentamento for, no mínimo, 0,8ts. - O chanfro deve ser maior ou igual a 0,75.t - O "crimping" deve ser feito quando a circunferência inteira do cilindro estiver uniformemente aquecida à temperatura de forjamento do material usado. - ts /d >=P/S, nunca menor do que 0,05. - A máxima pressão admissível não deve exceder P = S/5.d (P = 5.S/d em SI). -Esta construção não é permitida se usinado a partir de placas enroladas. r Fator CRequisitosDescriçãoCroqui #Croqui * Nota 1: O projeto da junta roscada levando em conta falha por cisalhamento, tração, ou compressão, resultantes da força na extremidade do vaso devido à pressão, é baseado em um fator de segurança de, no mínimo, 4, e as partes roscadas são, no mínimo, tão resistentes quanto as roscas para tubos standard de mesmo diâmetro. ** Nota 2: m é a razão tr/ts, onde tr é a espessura requerida por um costado sem costura (calculada com E = 1), para a pressão em questão e ts é a espessura nominal do costado. * Nota 1: O projeto da junta roscada levando em conta falha por cisalhamento, tração, ou compressão, resultantes da força na extremidade do vaso devido à pressão, é baseado em um fator de segurança de, no mínimo, 4, e as partes roscadas são, no mínimo, tão resistentes quanto as roscas para tubos standard de mesmo diâmetro. ** Nota 2: m é a razão tr/ts, onde tr é a espessura requerida por um costado sem costura (calculada com E = 1), para a pressão em questão e ts é a espessura nominal do costado. Tampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CTampo PlanoTampo PlanoTampo PlanoTampo Plano ---- Fator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento CFator de Acoplamento C
  21. 21. 21 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 41 A equação, definida na UG-34 do ASME, que relaciona a espessura do tampo com a pressão é dada por: onde t – espessura mínima do tampo d – diâmetro interno do tampo Ph – pressão interna, incluindo pressão estática da coluna de líquido S – tensão admissível do material, na temperatura de projeto E – eficiência de solda C – fator de acoplamento, definido em UG-34 Obter a pressão admissível Ph da equação acima pode parecer à primeira vista muito simples. Basta fazer algumas operações matemáticas e chega-se à expressão: [ ]1 SE CP dt h = [ ]2 11 2 2 C K C SE d t Ph == Tampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelTampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão Admissível ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 42 Para a maioria dos tampos, aqueles em que C é uma constante, como por exemplo os tampos definidos nos croquis (a), (b-1), (c), (d), (h), (j), (k), (m) a (s), a simples alteração na equação permite calcular a pressão admissível a que o tampo pode ser submetido, dada a sua espessura. Acontece que para os tampos em que C não é uma constante, ou seja, é definido da seguinte forma: tr – espessura mínima requerida para o costado ts – espessura nominal do costado menos a corrosão a equação acima não pode ser diretamente usada, uma vez que tr depende de Ph, que a princípio é a incógnita do problema. ( ) s r t t monde mMaiorC = = : 20,0;33,0 Tampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelTampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão Admissível
  22. 22. 22 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 43 Definindo a pressão atuante no costado como sendo: onde Pc – pressão admissível atuante no costado (junção com o tampo) Ph – pressão admissível no tampo ∆∆∆∆P – diferença de pressão estática Pode-se escrever tr em função de Pc, como: onde R – raio interno do costado Sc – tensão admissível do material do costado, na temperatura em análise ELc – eficiência da junta longitudinal do costado [ ]3PPP hc ∆−= [ ]4 6,0 cLcc c r PES RP t − = Tampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelTampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão Admissível ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 44 Substituindo [2] em [3], tem-se: Substituindo [5] em [4], tem-se: Substituindo C por 0,33tr/ts, tem-se: [ ]5P C K Pc ∆−= ]6[ 6,0     ∆−−       ∆− = P C K ES RP C K t Lcc r ]7[ 33,0 6,0 33,0       ∆−−       ∆− = P t Kt ES RP t Kt t r s Lcc r s r Tampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelTampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão Admissível
  23. 23. 23 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 45 Tampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelTampos PlanosTampos PlanosTampos PlanosTampos Planos –––– Pressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão AdmissívelPressão Admissível Isolando os termos em tr, tem-se: Resolvendo a equação [8], que é uma equação do segundo grau em tr com coeficientes: obtém-se o valor de tr para o qual a pressão é máxima. Com o valor de tr calculado na equação [8], segue-se o seguinte procedimento para o cálculo de Ph: 1. Calcular C = Maior(0,33tr/ts;0,20) 2. Com o valor de C, calcular Ph usando a equação [2]. [ ] [ ] r rss Lccr t PtktRKt PESt 33,0 33,0 33,0 6,0 6,0 ∆− =−∆+ [ ] ]8[0 33,0 . 33,0 6,0 6,02 =−      ∆−−∆+ ss rLccr Rkt RP Kt tPESt PESa Lcc ∆+= 6,0 33,0 6,0 . sKt PRb −∆= 33,0 sRKt c −= ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 46 CamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisas As camisas ou jaquetas são câmaras de pressão acopladas externamente a um vaso, contendo um fluido à temperatura maior ou menor do que a temperatura do fluido contido no vaso e com uma parede em comum com este, de forma a proporcionar a troca térmica entre os dois fluidos. O dimensionamento de camisas é apresentado no apêndice 9 (obrigatório) da ASME VIII – 1 e é feito em quatro etapas: 1. Verificação da parede do vaso à pressão externa. 2. Dimensionamento da parede externa da camisa. 3. Dimensionamento dos fechamentos da camisa. 4. Dimensionamento dos elementos que atravessam a camisa. 1. Verificação da parede do vaso à pressão externa. 2. Dimensionamento da parede externa da camisa. 3. Dimensionamento dos fechamentos da camisa. 4. Dimensionamento dos elementos que atravessam a camisa. Central Fabricators – cincinnati, ohio
  24. 24. 24 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 47 CamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisasCamisas A norma apresenta alguns tipos aceitáveis de camisa, não limitando porém a utilização de outros tipos. Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5 Os vasos com pressão interna inferior a 15Os vasos com pressão interna inferior a 15 psipsi (100(100 kPakPa) estarão no) estarão no escopo do apêndice 9 se qualquer combinação de vácuo e pressão nescopo do apêndice 9 se qualquer combinação de vácuo e pressão naa camisa resultar em uma pressão externa no vaso de 15camisa resultar em uma pressão externa no vaso de 15 psipsi (100(100 kPakPa).). ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 48 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Verificação da Parede do VasoVerificação da Parede do VasoVerificação da Parede do VasoVerificação da Parede do VasoCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Verificação da Parede do VasoVerificação da Parede do VasoVerificação da Parede do VasoVerificação da Parede do Vaso O costado e/ou tampos que estiverem sujeitos à pressão da camisa devem ser verificados para uma pressão externa equivalente à pressão da camisa somada ao vácuo, se houver. Para o costado deve ser considerado o comprimento de projeto (L) de acordo com a geometria selecionada (ver figuras no slide anterior) e a Máxima Pressão Externa Admissível calculada por UG-28. Para os tampos, a Máxima Pressão Externa Admissível deve ser calculada por UG-33, independente do tamanho da camisa. Se a Máxima Pressão Externa Admissível for menor do que a Pressão de Projeto na Camisa, a espessura da parede do vaso deve ser aumentada ou uma nova geometria de camisa deve ser adotada (reduzindo o L). Se a Máxima Pressão Externa Admissível for menor do que a Pressão de Projeto na Camisa, a espessura da parede do vaso deve ser aumentada ou uma nova geometria de camisa deve ser adotada (reduzindo o L).
  25. 25. 25 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 49 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da Camisa A parede da camisa é a sua casca externa, podendo estar no costado ou nos tampos. O dimensionamento das paredes da camisa é feito por UG-27 para o costado ou UG-32 para os tampos. A Pressão de Projeto na Camisa deve ser considerada como Pressão Interna para este dimensionamento. Parede da Camisa Parede da Camisa ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 50 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da CamisaDimensionamento da Parede da Camisa Considerações quanto aos esforços de UG-22 devem ser feitas quando a camisa estiver sujeita a esses esforços. Especial atenção deve ser dada quando as estruturas de sustentação estiverem fixas à camisa para garantir a transferência desses esforços para vaso com segurança.
  26. 26. 26 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 51 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos Os elementos de fechamento são usados para fazer a ligação entre as paredes externa e interna da camisa, formando assim uma câmara fechada. A norma ASME admite os tipos de fechamento mostrados na figura 9-5, para os quais apresenta os métodos de dimensionamento. Outras geometrias podem ser adotadas realizando-se testes de prova. Fechamento Superior Fechamento Superior Fechamento Inferior Fechamento Inferior ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 52 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos Simbologia para Fechamentos j: Largura interna da camisa Rs:Raio externo da Parede do Vaso Rj: Raio interno da Parede da Camisa tc: Espessura do Fechamento tj: Espessura da Parede da Camisa ts: Espessura da Parede do Vaso Y: Perna do Cordão de Solda (Fechamento-Camisa) Z: Perna do Cordão de Solda (Fechamento-Vaso)
  27. 27. 27 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 53 CamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosCamisasCamisasCamisasCamisas –––– Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos (a-2) trc ≥≥≥≥ trj r ≥≥≥≥ 3.tc Y ≥≥≥≥ 0,83.tc 2 e 4 (a-1) trc ≥≥≥≥ trj r ≥≥≥≥ 3.tc Y ≥≥≥≥ 0,7.tc trc ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm) 1 (a) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 54 CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos trc ≥≥≥≥ trj (b-1) (b-2) O coeficiente já inclui uma tensão admissível de 1,5S. trc ≥≥≥≥ trj Para Camisa Tipo 1 o cordão de solda pode ter uma largura de 0,7.tc. Todos (b-3) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui S P jtrc ..707,0≥
  28. 28. 28 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 55 UG-32 (g)(4) Seções Cônicas trc ≥≥≥≥ trj θθθθ ≤≤≤≤ 30º1 (c) O coeficiente já inclui uma tensão admissível de 1,5S. (d-1) trc mínimo é o maior de: trc = 2.trj trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm) Y ≥≥≥≥ menor de ( 0,75.tc ou 0,75.ts) Z ≥≥≥≥ tj 1 (d-2) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui ( )PSE PD trc 6,0cos2 − = α S P jtrc ..707,0= CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 56 O coeficiente já inclui uma tensão admissível de 1,5S. trc mínimo é o maior de: trc = 2.trj trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm) Y ≥≥≥≥ menor de ( 0,75.tc ou 0,75.ts) Z ≥≥≥≥ tj 1 (e-1) (e-2) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui S P jtrc ..707,0= CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos
  29. 29. 29 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 57 O coeficiente já inclui uma tensão admissível de 1,5S. Para Tipo 1: trc mínimo é o maior de: trc = 2.trj Para os outros Tipos: Y ≥≥≥≥ menor de (0,75.tc ou 0,75.ts) Z = mínimo para manter Y requerido. Todos (f-1) (f-2) (f-3) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui S P jtrc ..707,0= S jRP t s rc . .414,1= ( )js j s tt RP tS j −−= .5,0 . ..2 2 CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 58 Espessura calculada conforme croquis (f) trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm)Todos (g-1) (g-2) (g-3) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos
  30. 30. 30 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 59 Espessura calculada conforme croquis (f) trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm)Todos (g-4) (g-5) (g-6) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 60 Ver detalhes de solda nos croquis i-1(a), i-1(b) e i-23 (h) Espessura calculada conforme UG-32 trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm)3 (i-1(a)) (i-1(b)) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos
  31. 31. 31 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 61 Espessura calculada conforme croquis (f)trj ≤≤≤≤ 5/8" (16 mm)3 (i-2) Detalhes de fechamento conforme: f-1a f-3 e g-1 a g-62 (k),(l) ObsDimensõesLimitesTipoCroqui CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos CamisasCamisasCamisasCamisas Dimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos FechamentosDimensionamento dos Fechamentos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 62 CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa • As aberturas que atravessem a camisa devem estar de acordo com as regras de UG-36 até UG-45. • Para os elementos de penetração mostrados na fig. 9-6 não é requerido reforço. • As espessuras mínimas apresentadas consideram apenas a tensão de membrana devida à pressão.
  32. 32. 32 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 63 Calcular trc como um cilindro submetido à pressão externa por UG-28 b A parede do bocal é usada como fechamento. a Dimensionamento Croqui # Croqui CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 64 Calcular trc como um cilindro submetido à pressão externa por UG-28 d trc = trjc Dimensionamento Croqui # Croqui CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa
  33. 33. 33 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 65 e-2 Calcular trc1 como um cilindro submetido à pressão externa por UG-28. Quando não existe uma seção tubular entre a camisa e o toro. Quando existe uma seção tubular entre a camisa e o toro. e-1 Dimensionamento Croqui # Croqui PSE rP trc .6,0 . 2 − = PSE RP t p rc .6,0 . 2 − = CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 66 Calcular trc como um cilindro de raio Rp submetido à pressão externa por UG-28 f Dimensionamento Croqui # Croqui CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa CamisasCamisasCamisasCamisas Bocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a CamisaBocais que Atravessam a Camisa
  34. 34. 34 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 67 Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana • A norma ASME – VIII-1 apresenta um procedimento para o dimensionamento de serpentinas meia-cana no apêndice EE (não mandatório). • Para que este procedimento seja usado: - Deve haver pressão positiva no interior do vaso. - Deve haver pressão positiva no interior da serpentina. • São apresentados dados para o projeto de serpentinas de secção semi-circular com NPS entre 2” e 4” em vasos com diâmetro interno entre 30” ( 762 mm) e 170” (4318 mm). • Para outras geometrias e/ou dimensões a norma indica o dimensionamento por UG-47 ou 9-5. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 68 Inicialmente é feita a verificação da pressão máxima permissível na serpentina (P’): KFP =' onde F é dado por: '5,1 SSF −= sendo S a tensão admissível à tração do material na temperatura de projeto e S’ a tensão de tração longitudinal no elemento (costado ou tampo) devida a pressão interna e outras forças axiais. Se estas forças axiais podem ser desprezadas S’ é dado por: t PR S 2 '= F não deve exceder 1,5S, se S’ for menor do que zero adote S’=0. O fator K é obtidos das figuras EE1, EE2 ou EE3. Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana
  35. 35. 35 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 69 Figura EE-1 Serpentina NPS 2”2” Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 70 Figura EE-2 Serpentina NPS 3”3” Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana
  36. 36. 36 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 71 Figura EE-3 Serpentina NPS 4”4” Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 72 A mínima espessura da serpentina (T), se essa espessura não excede o seu raio interno ou a pressão na serpentina não excede 0,385S1, é dada por: 11 1 6,085,0 PS rP T − = onde: T: mínima espessura da serpentina. P1: pressão de projeto na serpentina. S1: tensão admissível da serpentina na temperatura de projeto. r: raio interno da serpentina. Serpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCanaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas MeiaSerpentinas Meia----CanaCanaCanaCana
  37. 37. 37 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 73 Serpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas Internas A quais esforços estará sujeita uma serpentina interna? Como podemos dimensioná-la? ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 74 • A pressão interna do vaso será a pressão externa na serpentina. • A pressão interna na serpentina. A norma não apresenta um cálculo específico para serpentina. A serpentina pode ser calculada como um tubo reto com comprimento de projeto (L) infinito (??) Serpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas InternasSerpentinas Internas
  38. 38. 38 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 75 Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos Como já foi lembrado, a norma estabelece (em UG-22) que todos os esforços atuantes simultaneamente sobre o vaso devem ser considerados. ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 76 Pressão Interna Pressão Externa Pressão Hidrostática Vácuo Peso Próprio do Vaso e seu Conteúdo Cargas Estáticas Impostas (peso de acessórios, isolação, etc) Acoplamento de Internos Acoplamento de Pernas, olhais, etc Cargas Cíclicas e Dinâmicas Cargas devidas ao Vento Cargas devidas a Neve Cargas Sísmicas Cargas devidas a Impactos (choque de fluidos) Gradientes de Temperatura ou Expansão Térmica Diferencial Pressões Anormais (deflagração) Esforços por UG-22 Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  39. 39. 39 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 77 Os esforços aos quais o vaso estará sujeito devem ser claramente informados pelo cliente e explicitados na memória de cálculo. Em diferentes situações o vaso poderá estar sujeito a diferentes carregamentos e todas as situações devem ser avaliadas, por exemplo: Quando em operação um vaso poderá estar sujeito a pressão interna, peso próprio, peso do conteúdo e vento. Já quando vazio poderá estar sujeito apenas ao peso próprio e ao vento. Em alguns caso a 2ª situação será mais crítica! Os esforços aos quais o vaso estará sujeito devem ser claramente informados pelo cliente e explicitados na memória de cálculo. Em diferentes situações o vaso poderá estar sujeito a diferentes carregamentos e todas as situações devem ser avaliadas, por exemplo: Quando em operação um vaso poderá estar sujeito a pressão interna, peso próprio, peso do conteúdo e vento. Já quando vazio poderá estar sujeito apenas ao peso próprio e ao vento. Em alguns caso a 2ª situação será mais crítica! Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 78 O dimensionamento deve ser feito para as diversas condições de carregamento do vaso: Em operação, despressurizado, durante o transporte e elevação, durante o teste hidrostático, ... Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  40. 40. 40 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 79 Nesses exemplos a espessura requerida por cada esforço é computada separadamente sendo todas depois combinadas conforme a natureza do esforço. Porém a norma não define a forma como todos os esforços devem ser “somados”, apresentando apenas alguns exemplos em L-2. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 80 Para cada condição de carregamento descrita anteriormente, a combinação de esforços deve ser analisada em três casos: a) Tensão de tração circunferencial. b) Tensão de tração longitudinal. c) Tensão de compressão. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  41. 41. 41 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 81 Caso (a): Tensão de Tração Circunferencial. Neste caso basta acrescentar a pressão devido a COLUNA HIDROSTÁTICA. Os outros esforços não agem na direção circunferencial (juntas longitudinais). ( ) ( )hc h PPSE RPP t +− + = 6,0 1 Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 82 Caso (b): Tensão de Tração Longitudinal. A espessura requerida será a soma de três componentes de tensão: PRESSÃO INTERNA Juntas Circunferenciais PRESSÃO INTERNA Juntas Circunferenciais PSE PR t l a 4,02 2 + = Conforme já visto no. Esta tensão é de tração. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  42. 42. 42 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 83 Caso (b): Tensão de Tração Longitudinal. FORÇAS AXIAISFORÇAS AXIAIS l cv b DSE FWW t π ++ =2 Onde: Wv é o peso do vaso acima da secção analisada. Wc é o peso do conteúdo (acima da linha de suporte é ZERO). F é a soma de outras forças axiais (- para tração e + para compressão). D é o diâmetro médio* do vaso. * como aproximação pode ser usado o diâmetro interno. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 84 FORÇAS AXIAISFORÇAS AXIAIS Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  43. 43. 43 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 85 FORÇAS AXIAISFORÇAS AXIAIS Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 86 Caso (b): Tensão de Tração Longitudinal. MOMENTOS FLETORESMOMENTOS FLETORES l c SER M t 22 π = Onde: M é a soma dos momentos atuantes na secção analisada. R é o raio médio* do vaso. * como aproximação pode ser usado o raio interno. O Momento pode ser decorrente de Vento, Terremoto ou Cargas descentralizadas. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  44. 44. 44 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 87 MOMENTOS FLETORESMOMENTOS FLETORES VentoVento TerremotoTerremoto Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 88 Caso (b): Tensão de Tração Longitudinal. Combinando... Juntas LongitudinaisCombinando... Juntas Longitudinais ll cv l SER M DSE FWW PSE PR t 22 042 ππ ± ++ − + = Onde: S é a tensão admissível do material multiplicada por 1,2 (conforme UG-23(d)). El é eficiência de solda. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  45. 45. 45 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 89 Caso (c): Tensão de Compressão. É utilizada a mesma equação geral da tensão de tração longitudinal. ll cv l SER M DSE FWW PSE PR t 23 042 ππ ± ++ − + = Onde: S é a tensão admissível do material à compressão (UG-23(b)) multiplicada por 1,2 (conforme UG-23(d)). El é eficiência de solda (1,0). A condição mais severa para este caso é quando o vaso está sem pressão e cheio de produto. A condição mais severa para este caso é quando o vaso está sem pressão e cheio de produto. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 90 A espessura requerida será a maior entre t1, t2 e t3. A análise de esforços externos em vasos horizontais será tratada junto com a sustentação por selas. A análise de esforços externos em vasos horizontais será tratada junto com a sustentação por selas. Esforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços ExternosEsforços Externos
  46. 46. 46 ©2005-Cérebro S.A. - Julho/2005 R.JosédeAlencar,293–9°Andar,Sala91,Centro,Campinas–SP Fone:193739-6200-Fax193739-6215 91 1. ASME Seção VIII – Divisão I “Rules for construction of pressure vessels” – The American Society of Mechanical Engineers, 2004 Edition (Atualizada sempre pela última edição). Dimensionamento de vasos de pressão. 2. ASME Seção II – Parte D “Materials – Properties” – The American Society of Mechanical Engineers, 2004 Edition. Propriedades dos materais aprovados pela ASME – VIII 3. Bednar, H. “Pressure Vessel Design Handbook" - Second Edition - Krieger Publishing Company – 1991. 4. Brownell, L. E. & Young, E. H. "Equipment Design" - First Edition - John Wiley & Sons, Inc. 5. Moss, Dennis R. - “Pressure Vessel Design Manual” Second Edition – Butterworth Heinemann – 1997 6. Jawad, Maan F. “Guidebook for the Design of ASME VIII Pressure Vessels”- ASME Press - 1998 1. ASME Seção VIII – Divisão I “Rules for construction of pressure vessels” – The American Society of Mechanical Engineers, 2004 Edition (Atualizada sempre pela última edição). Dimensionamento de vasos de pressão. 2. ASME Seção II – Parte D “Materials – Properties” – The American Society of Mechanical Engineers, 2004 Edition. Propriedades dos materais aprovados pela ASME – VIII 3. Bednar, H. “Pressure Vessel Design Handbook" - Second Edition - Krieger Publishing Company – 1991. 4. Brownell, L. E. & Young, E. H. "Equipment Design" - First Edition - John Wiley & Sons, Inc. 5. Moss, Dennis R. - “Pressure Vessel Design Manual” Second Edition – Butterworth Heinemann – 1997 6. Jawad, Maan F. “Guidebook for the Design of ASME VIII Pressure Vessels”- ASME Press - 1998 Bibliografia BásicaBibliografia BásicaBibliografia BásicaBibliografia Básica ---- Módulo IIMódulo IIMódulo IIMódulo IIBibliografia BásicaBibliografia BásicaBibliografia BásicaBibliografia Básica ---- Módulo IIMódulo IIMódulo IIMódulo II

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