Apostila sobre vasos de pressão

Apostila sobre vasos de pressão

(Parte 1 de 11)

1 INTRODUCÃO2
2 DEFINIÇÃO2
3 APLICAÇÕES2
4 CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS DE PRESSÃO3
5 DESCRIÇÃO4
6NOÇÕES SOBRE PROJETOS DE VASOS DE PRESSÃO12
7SELEÇÃO DE MATERIAIS DE CONFECÇÕES DOS VASOS DE PRESSÃO14
8 RAZÕES PARA INSPEÇÃO14
9 CAUSAS DE DETERIORAÇÃO E AVARIAS14
10 PREPARATIVOS PARA INSPEÇÃO18
1 RESPONSABILIDADE PELA INSPEÇÃO21
12 TÉCNICAS DE INSPEÇÃO21
13 REPAROS E CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO30
14 FREQÜÊNCIA E PROGRAMAÇÃO DE INSPEÇÃO31
15 REGISTROS DE INSPEÇÃO3

Eduardo Ferrer Santiago

1 INTRODUCÃO

Os produtos químicos e petroquímicos a partir dos quais o homem obtém energia, matéria-prima para a elaboração de compostos, etc., não são encontrados na natureza na forma como precisam ser consumidos ou utilizados. Para chegar às suas características de consumo, o produto que o homem explorou e extraiu da natureza precisa sofrer na indústria uma série de processamentos, transformações e estocagem até a sua utilização. Na indústria, o processamento e estocagem de muitos produtos são feitos a pressões maiores ou menores que a atmosférica. Dessa maneira, são empregados recipientes fechados e com resistência para suportar pressões no seu corpo, assim como temperaturas que extrapolam o ambiente. Esses equipamentos, denominados “vasos de pressão”, por operarem normalmente sujeitos a pressão e/ou temperaturas elevadas, são considerados equipamentos de alto risco, por conterem grande quantidade de energia acumulada no seu interior.

A faixa de variação de pressões e de temperatura de trabalho dos vasos de pressão é muito extensa. Existem vasos de pressão trabalhando desde o vácuo absoluto até cerca de 4.000Kg/cm2 (~ 400Mpa), e desde próximo zero absoluto até temperaturas da ordem de 1500ºC. Os vasos de pressão podem .ter grandes dimensões e pesos, havendo alguns com mais de 60m de comprimento de outros com mais de 200t de peso.

2 DEFINIÇÃO

Onome vaso de pressão designa genericamente todos os recipientes estanques, de qualquer tipo, dimensões, formato ou finalidade, capazes de conter um fluido pressurizado. Dentro de uma definição tão abrangente inclui-se uma enorme variedade de equipamentos, desde uma simples panela de pressão de cozinha até os mais sofisticados reatores nucleares.

3 APLICAÇÕES

Os vasos de pressão são todos os reservatórios destinados ao armazenamento e processamento (transformações físicas ou químicas) de líquidos e gases sob pressão ou sujeitos a vácuo total ou parcial. Podemos também definir os vasos de pressão como sendo todos os reservatórios, de qualquer tipo, dimensões ou finalidade, não sujeitos a chama, que contenham qualquer fluido em pressão manométrica igual ou superior a 1,02 kgf/cm2 ou submetidos á pressão externa.

Os vasos de pressão são empregados em três condições distintas:

9 Armazenamento de gases sob pressão:os gases são armazenados sob pressão para que se possa ter um grande peso em um volume relativamente pequeno. 9 Acumulação intermediária de líquidos e gases: isto ocorre em sistemas onde é necessária armazenagem de líquidos ou gases entre etapas de um mesmo processo ou entre processos diversos. 9 Processamento de gases e líquidos:Inúmeros processos de transformação em líquidos e gases precisam ser efetuados sob pressão.

A construção de um vaso de pressão envolve uma série de cuidados especiais relacionados a seu projeto, fabricação, montagem e testes. Isto porque um vaso de pressão representa:

9 Grande risco: Normalmente opera com grandes pressões e temperaturas elevadas. 9 Alto investimento: E um equipamento de custo unitário elevado. 9 Continuidade Operacional: Deve-se operar por um máximo período possível em condições de segurança, sem a necessidade de parar o equipamento para manutenção, reduzindo os custos operacionais.

4 CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS DE PRESSÃO

Podemos fazer a seguinte classificação dos vasos de pressão:

9 Vasos não sujeitos a Chama: 9 Vasos de armazenamento e de acumulação 9 Torres de destilação fracionadora, retificadora, absorvedora e etc. 9 Reatores diversos 9 Esferas de Armazenamento de gases 9 Permutadores de calor

9 Vasos sujeitos a chama 9 Caldeiras 9 Fornos

4.2 Quanto a pressão de operação Os vasos podem ser classificados quanto a sua pressão de operação em:

Vasos atmosféricos0 a 0,5psig0 a 0, 035kg/cm20 a 0,3 ATM Vasos de baixa pressão0,5 a 15psig0,033 a 1,054kg/cm20,033 a 0,1020 ATM

Vasos de alta pressão15 a 3000psig1,054 a 210,81kg/cm21,020 a 204,07 ATM

4.3 Quanto a posição de instalação (dimensão em relação do solo)

Baseando-se na posição em que essas três dimensões estão em relação ao solo, podemos classificar os vasos de pressão como mostrado a seguir:

9 Cilíndrico Vertical: DI e DE, paralelos em relação ao solo e CET, perpendicular ao solo. 9 Cilíndrico inclinado: DE, Dl, CET, inclinados em relação ao solo: 9 Cilíndrico horizontal: DE, DI perpendiculares ao solo e CET, paralelo ao solo. 9 Esférico: Quando a dimensão CET não pode ser definida.

O comprimento entre tangentes (CET) é o comprimento total do corpo cilíndrico, ou a soma dos comprimentos dos corpos cilíndricos e cônicos sucessivos. As linhas de tangência, que limitam o comprimento entre tangentes, são linhas traçadas próximo a ambos os extremos do casco, na tangência entre o corpo cilíndrico e os tampos de fechamento. As figuras abaixo ilustram os tipos de vasos de pressão:

B) Cilíndrico Vertical Modificado A) Cilíndrico VerticalC) Cilíndrico Inclinado

D) Cilíndrico HorizontalE) Cilíndrico Cônico F) Esférico

5 DESCRIÇÃO

A variedade de tipos e detalhes de peças internas em vasos de pressão é muito grande, dependendo essencialmente do serviço para o qual o vaso se destina.

Todas as peças internas que devem ser desmontáveis (grades, bandejas, distribuidores, defletores, extratores de névoa, etc.) devem ser obrigatoriamente subdivididas em seções, de tal maneira que cada seção possa passar com facilidade através das bocas de visita dos vasos.

VASO DE PRESSÂO 1 - CASCO 2 - CALOTAS 2.1 - Elíptica 2.2 - Torosférica 2 3 - Esférica 2.4 - Cônica 2.5 - Torocônica 3 - CONEXAO 3.1- Pescoço 3.2 - Flange 4 - BOCA DE VISITA 5 - VIGIA

6 - JUNTAS 7 - BRAÇO DE CARGA 8 - TUBOS INTERNOS

8.1 - Distribuidor 8.2 - Serpentina 9 - BANDEJA 9.1 - Prato 9.1.1 - Simples 9.1.2 – Perfurado 9.2 – Borbulhador 9.2.1 - Campânula 9.2.2 - Colarinho 9.2.3 - Cruzeta

9.2.4 - Suporte 9.3 – Vertedor

9.3.1- Centro 9.3.2 - Lateral

9.4 - Pote de retirada 9.5 – Alçapão 10 - PANELA

10.1- Fundo 10.2 - Vedação 10.3 - Chaminé

1 - DEFLETOR 1.1- Anel

1.2 - Disco 1.3 - Saia

12 - CHAPA DE DESGASTE 13 - ANT1VORTEX 14 - ESTOJOS OU PARAFUSOS E PORCAS 15 - FILTRO 10 - ENCIIIMENTO 17 - TELA

18 - REVESTIMENTO 19 - RECOSRIMENTO 20 - POTE 21 - SEPARADOR DE GOTAS 2 - BOCA DE INSPEÇAO 23 - GRADE a) Componentes estruturais

Ocasco dos vasos de pressão tem sempre o formato de uma superfície de revolução. Quase todos os vasos, com raras exceções, tem o casco com uma das três formas básicas: cilíndricas, cônicas e esféricas, ou combinações dessas formas ( Figuras tipo de vasos de pressão).

• Tampos

São peças de fechamento dos cascos cilíndricos dos vasos de pressão. Os tampos podem ter vários formatos, dos quais os mais usuais são os seguintes: semi-elípticos, toro-esféricos, cônicos, hemisférico e planos. A escolha do tipo de tampo é função de determinados fatores, como por exemplo:

• Exigência de Serviço. • Diâmetro.

• Pressão de Operação.

Abaixo, as figuras ilustram os tipos mais comuns de tampos:

b)Abertura e Reforços Todos os vasos de pressão têm sempre várias aberturas com diversas finalidades.

• Bocais • São as aberturas feitas nos vasos para:

• Ligação com tubulações de entrada e saída de produto.

• Instalação de instrumentos, drenos e respiros.

Abaixo, seguem exemplos de instalação de bocais:

A) Semi-elípticoB) Toro-esféricoC) HemisféricoD) Cônico ALGUNS TIPOS DE TAMPOS PLANOS

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