O Projeto de Vasos de Pressão
Por: MIGUEL LUCAS CLEMENTINO RABELO AGUIAR • 5/4/2021 • Trabalho acadêmico • 5.731 Palavras (23 Páginas) • 137 Visualizações
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNMABUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: VASOS DE PRESSÃO
Miguel Lucas Clementino Rabelo Aguiar
Trabalho Final da disciplina de Vasos de Pressão
RECIFE
2020
RESUMO
O presente trabalho tem como objetivo realizar o dimensionamento de um vaso de pressão, utilizando ASME seção VIII DIV I, a partir de uma geometria de vaso predeterminada. Este trabalho foi elaborado como parte da disciplina de vasos de pressão ministrada no período remoto de 2020.3.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 5
1. REQUISITOS DE PROJETO 7
1.1. GEOMETRIA DO VASO 7
1.2. CARACTERÍSTICAS DE PROJETO 7
1.3. MATERIAL 8
2. METODOLOGIA 9
2.1. COSTADO CILÍNDRICO 9
2.2. TAMPO ELÍPTICO 2:1 9
2.3. TAMPO CÔNICO 10
2.3.1. REFORÇO ENTRE O CILINDRO E O MAIOR LADO DO CONE 11
2.3.2. REFORÇO ENTRE A FLANGE E O MENOR LADO DO CONE 12
2.4. SUPORTES 13
2.4.1. SUPORTES CONFORME L. P. ZICK 15
2.5. DETERMINAÇÃO DA TUBULAÇÃO 20
2.6. DETERMINAÇÃO DOS FLANGES 21
2.7. DETERMINÇÃO DAS ABERTURAS 21
2.7.1. DETERMINAÇÃO DOS REFORÇOS EM VASOS SOB PRESSÃO INTERNA 22
2.7.1.1. DETERMINAÇÃO DA ÁREA REQUERIDA 23
3. DESENVOLVIMENTO 27
3.1. ESPESSURA DO COSTADO 27
3.2. ESPESSURA DO TAMPO ELÍPTICO 27
3.3. ESPESSURA DO TAMPO CÔNICO 28
3.4. ESPESSURA DO PESCOÇO (NOZZLE) 28
3.5. DETERMINAÇÃO DOS FLANGES 28
3.6. REFORÇOS NAS ABERTURAS 29
3.7. REFORÇO DO COSTADO CÔNICO 29
3.8. DIMENSIONAMENTO DO SUPORTE 30
3.9. ANÁLISE POR ELEMENTOS FINITOS 31
4. MEMORIAL DE CÁLCULO 34
5. ANEXO I 37
INTRODUÇÃO
De acordo com (Telles, Silva) um vaso de pressão designa genericamente todos os recipientes estanques, de qualquer tipo, dimensão, formato ou finalidade, capazes de conter um fluido pressurizado. A NR-13 (Caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento) define um vaso como: “Vasos de pressão são equipamentos que contém fluido sob pressão interna ou externa diferentes da atmosférica”. Ambas as definições, devido a sua abrangência inclui uma variedade enorme de equipamentos, desde uma simples panela de pressão até reatores nucleares. De forma geral, existe um consenso em interpretar essas definições a partir do contexto de equipamentos de processo, ou seja, equipamentos que contribuem em alguma etapa da transformação físico ou química de uma substância ou como equipamentos voltados para a armazenagem, manuseio ou distribuição de fluído pressurizado. Dessa forma, equipamentos como vasos de armazenamento, torres de destilação, reatores, esferas de armazenamento de gases e trocadores de calor são todos vasos de pressão.
Um vaso de pressão é constituído de componentes e de acessórios. Os componentes é uma estrutura ligada ao corpo do vaso que é responsável pelo seu funcionamento adequado ou integridade estrutural. Os principais componentes são: costado, tampos, bocas de visita e de inspeção, saídas, selas, flanges, vents, drenos e suportes. Já os acessórios são dispositivos que auxiliam na operação e na segurança do vaso. Os principais acessórios são: medidores de temperatura, nível, pressão e as válvulas.
Por se tratar de um equipamento complexo e alto risco, o projeto de vasos de pressão é restrito a profissionais habilitados, segundo a NR-13, e sobre legislação de normas nacionais ou internacionais. A norma ASME BPVC (American Society of Mechanical Engineers – Boiler and Pressure Vessel Code), na seção VIII – regras para a construção de vasos de pressão – apresenta métodos de projeto e construção desses equipamentos nas suas divisões (DIV I, DIV II e DIV III). A divisão I se destaca por apresentar uma regra mais simples e de fácil avaliação por se basear em premissas conservativas, gerando um equipamento com alto fator de segurança. Até os dias atuais, essa divisão é a mais utilizada quando se trata de projeto de vasos de pressão.
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