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Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Elaborado por: Engenharia Corporativa Aprovado por: Engenharia Corporativa - Silvio Silva da Costa Número da Revisão Data da Revisão Data da Revisão 00 13/08/2004 Emissão Inicial Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 1/110 SUMÁRIO 1 OBJETIVO........................................................................................................................................2 1.1 APLICAÇÃO .........................................................................................................................................2 1.2 REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................2 2 PROJETO..........................................................................................................................................2 2.1 RECOMENDAÇÕES E REQUISITOS PARA ELABORAÇÃO DA MEMÓRIA DE CÁLCULO DA PMTA.........2 2.2 DETERMINAÇÃO DA PMTA DO EQUIPAMENTO ..................................................................................3 2.3 CÁLCULO ALTERNATIVO PARA DETERMINAÇÃO DA PMTA..............................................................3 2.4 AVALIAÇÃO DOS FLANGES PRINCIPAIS DE TROCADORES ..................................................................3 2.5 TABELA 1 - DOCUMENTOS E INFORMAÇÕES PARA ELABORAÇÃO DO CÁLCULO DA PMTA. .............4 2.6 TABELA 2 – AÇÕES DEVIDO A SITUAÇÃO DA DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA DO EQUIPAMENTO ..........4 2.7 APROVAÇÃO DA DOCUMENTAÇÃO .....................................................................................................5 3 ANEXOS............................................................................................................................................7 ANEXO 1 - INFORMAÇÕES PARA O CÁLCULO DA PMTA DE VASOS .............................................................7 ANEXO 2 - INFORMAÇÕES PARA O CÁLCULO DA PMTA DE TROCADORES DE CALOR TIPO CASCO/TUBO .9 Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 2/110 1 OBJETIVO Definir as diretrizes para elaboração de Memória de Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos existentes, pela Engenharia da Manutenção ou Engenharia Corporativa Braskem (ECB). 1.1 Aplicação Este procedimento aplica-se a equipamentos existentes em que a Memória de Cálculo Mecânico não está disponível na Braskem, e não existe outra cópia com o Fabricante do equipamento. 1.2 Referências 1.2.1 PN-CP-025 – Projeto de Vaso de Pressão 1.2.2 PN-CP-026 – Fabricação de Vaso de Pressão 1.2.3 PN-CP-027 – Projeto de Trocador de Calor 1.2.4 PN-00-03 – Codificação da Documentação Técnica, Linhas, Equipamentos e Instrumentos. 1.2.5 NR-13 - Norma Regulamentadora de Caldeiras e Vasos de Pressão do Ministério do Trabalho. 2 PROJETO 2.1 Recomendações e Requisitos para Elaboração da Memória de Cálculo da PMTA 2.1.1 A Memorial de Cálculo deve atender os requisitos do código de projeto de construção do equipamento. 2.1.2 Caso o ano de edição do Código de Projeto, no qual o equipamento foi projetado e fabricado, seja desconhecido, então deve ser verificado se o equipamento, sob análise, se enquadra nos requisitos da última edição do Código que precedeu o ano de fabricação do equipamento. 2.1.3 Não sendo conhecido o código de projeto original e/ou o ano de fabricação, o equipamento deverá ser verificado de acordo com a última edição de um dos códigos existentes para vasos de pressão, tais como: ASME, AD-Merkblastt, DIN, JIS, etc. 2.1.4 Como alternativa a qualquer um dos casos listados acima pode ser utilizado o procedimento permitido pelo API RP 579 Par. A.2.3 item b e incluída nota indicando que o Par. A.2.3 do API RP 579 foi utilizado no cálculo da PMTA. 2.1.5 A PMTA de todos os componentes pressurizados, que influenciam na resistência do equipamento deve ser calculada, tais como: ¾ Casco ¾ Tampos ¾ Flanges do Corpo ¾ Bocais ¾ Flanges dos Bocais ¾ Espelhos Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 3/110 ¾ Cabeçote Flutuante ¾ Outras Partes Pressurizadas integrantes do equipamento. 2.2 Determinação da PMTA do Equipamento 2.2.1 A PMTA do Equipamento dever ser limitada pela PMTA do componente mais fraco, ou seja o menor valor, descontando a pressão estática devido a coluna de líquido, quando aplicável. A PMTA deve ser calculada na condição corroído e quente. 2.2.2 A sobre espessura de corrosão deve ser, a estabelecida na documentação original do equipamento e aplicada a todos os componentes em contato com o fluido. Caso este valor não esteja disponível na documentação original, deve ser utilizado o valor de 3,0 mm para Aço Carbono e 0,0 mm para Aço Inox ou outro valor recomendado pela Inspeção. 2.2.3 Deve ser considerada a perda de espessura, devido ao processo de fabricação/conformação, para os seguintes componentes; casco esférico e tampos elípticos, toriesféricos e hemisféricos, e/ou componentes fabricados pelo processo de prensagem ou de rebordeamento. Para os cascos cilíndricos e cônicos, onde há apenas trabalho de calandragem, a perda de espessura pode ser desconsiderada. 2.2.4 Para os flanges, acessórios, e outros componentes com dimensões e pressões admissíveis (ratings) padronizados como, por exemplo, ANSI/ASME B.16.5, fabricados de aço forjado, a PMTA será a pressão admissível para temperatura considerada, obtida de tabelas e/ou gráficos da norma de fabricação do componente. 2.3 Cálculo Alternativo para Determinação da PMTA 2.3.1 Quando a PMTA calculada for menor que a Pressão de Projeto e/ou Pressão de Operação, deve ser realizada, junto com a Enga de Manutenção, avaliação de alternativas técnicas que permitam que a PMTA calculada atinja o valor exigido pelas condições operacionais do equipamento. Como exemplos de alternativas podem ser citadas: a) Utilização dos Métodos Recomendados pelo API 579 Par. 2.4. b) Redução da sobreespessura de corrosão do componente(s) limitante(s). c) Aumento do nível inspeção por RX da solda do(s) componente(s) limitante(s) de modo a permitir a elevação do Fator de Eficiência de Junta de Cálculo. d) Usar Métodos Alternativos de Cálculo que sejam explicitamente aprovados pela Braskem. e) Usar Tensão Admissível de Cálculo superior ao valor original desde que seja explicitamente aprovado pela Braskem. f) Recalcular a Tensão.Admissível através dos dados de certificado do material 2.4 Avaliação dos Flanges Principais de Trocadores 2.4.1 Deve ser, sempre que possível e viável, realizada a verificação da Rigidez do Flange de Corpo não Padronizado utilizando o estabelecido no “Appendix’S” do Código ASME Sec. VIII Div. 1 e levada em consideração no cálculo da PMTA do Flange. Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 4/110 2.4.2 Quando não for viável a sua aplicação no cálculo da PMTA do Flange deve ser informado o valor calculado e colocada nota indicando que o “Appendix’S” é “Non Mandatory”. 2.4.3 No Cálculo da PMTA do Flange do Cabeçote Flutuante e do Tampo Abaulado do Cabeçote em Trocadores de Calor do Tipo AES deve ser sempre incluído a verificação pelo Método de Soherns, e caso o mesmo seja utilizado na determinação do valor da PMTA destes componentes, deve ser incluída nota indicando que a PMTA foi obtida utilizando o método de Soherns conforme o item 1-(9h) do Apêndice 1 do ASME Sec. VIIIDiv.1. 2.5 Tabela 1 - Documentos e Informações para Elaboração do Cálculo da PMTA. DOCUMENTO INFORMAÇÕES RESPONSÁVEL PELAINFORMAÇÃO Desenho Dimensional do Equipamento. - Dimensões principais - Diâmetro das conexões Enga da Manutenção ou ECB Relatório de Medição de Espessura. - Espessuras de parede das partes principais do equipamento. Manutenção Relatório de Materiais do Equipamento. Materiais construtivos. Manutenção Folha de Dados do Equipamento. Condições máximas de operação. Processo 2.6 Tabela 2 – Ações Devido a Situação da Documentação Técnica do Equipamento DOCUMENTOS STATUS AÇÃO Contendo todas as informações necessárias para o cálculo da PMTA. A Eng.ª da Manutenção ou ECB deve programar a execução do Memorial de Cálculo para obtenção da PMTA. Desenhos de Fabricação de Equipamentos Disponíveis no arquivo técnico Não contendo todas as informações necessárias para cálculo da PMTA. Para viabilizar a execução do Memorial de Cálculo, as informações não disponíveis devem ser solicitadas e fornecidas, conforme definido no Anexo 1 e/ou 2 de acordo com o tipo do Equipamento. Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 5/110 Não disponíveis no arquivo técnico. A Enga de Manutenção e/ou ECB deve elaborar um desenho dimensional do equipamento, e em seguida solicitar as informações necessárias, conforme definido no Anexo 1 ou Anexo 2 de acordo com o tipo do Equipamento. Com as respectivas informações, a Enga de Manutenção e/ou ECB deverá elaborar o Memorial de Cálculo da PMTA. 2.7 Aprovação da Documentação 2.7.1 Toda a documentação gerada deve ser aprovada por um Profissional Habilitado da empresa contratada ou da BRASKEM. 2.7.2 A documentação gerada deve ser incorporada ao Arquivo Técnico da Braskem atendendo aos requisitos aplicáveis das PN 00.03 e PN-CP-025. Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 6/110 Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 7/110 3 ANEXOS Anexo 1 - Informações para o Cálculo da PMTA de Vasos Informação Símbolo Responsável pelaDeterminação Critério a adotar se desconhecido Unidade do Equipamento Enga de Manutenção ouECB Tag do Equipamento Enga de Manutenção ouECB Código e Ano de Fabricação Enga de Manutenção ouECB Ver Par. 4 deste Documento Posição do Vaso – Vertical / Horizontal Enga de Manutenção ouECB Temperatura Máxima de Operação Tmaxop Processo Temperatura de Projeto Tproj Enga de Manutenção ouECB Tmaxop + 15 oC (PN.50.01) Pressão Máxima de Operação PMAXOP Processo Pressão de Projeto no Topo Pproj Enga de Manutenção ouECB PMAXOP + 2 kg/cm 2 ou 1.1XSV’S Densidade do Produto Processo Altura de Projeto do Produto Processo Espessura da Parede - Cilindro Manutenção Espessura da Parede – Tampo Superior / Esquerdo Manutenção Espessura da Parede – Tampo Inferior / Direito Manutenção Sobre espessura de Corrosão - Cilindro Enga de Manutenção ouECB 3,0 mm – Aço Carbono e 0 mm- Aço Inox Sobre espessura de Corrosão – Tampo Superior / Esquerdo Enga de Manutenção ou ECB 3,0 mm – Aço Carbono e 0 mm- Aço Inox Sobre espessura de Corrosão – Tampo Inferior / Direito Enga de Manutenção ou ECB 3,0 mm – Aço Carbono e 0 mm- Aço Inox Diâmetro Externo do Cilindro Enga de Manutenção ouECB Comprimento da Parte Cilíndrica Enga de Manutenção ouECB Material do Cilindro Enga de Manutenção ouECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Material do Tampo Superior / Esquerdo Enga de Manutenção ouECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Material do Tampo Inferior / Direito Enga de Manutenção ouECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Tipo e dimensões do Tampo Superior / Direito Enga de Manutenção ouECB Torisferico Tipo e dimensões do Tampo Inferior / Esquerdo Enga de Manutenção ouECB Tensão Admissível de Projeto do Cilindro Enga de Manutenção ouECB Ver PMTA Tensão Admissível de Projeto do Tampo Superior / Direito Enga de Manutenção ouECB Ver PMTA Tensão Admissível de Projeto do Tampo Inferior / Esquerdo Enga de Manutenção ouECB Ver PMTA Existem soldas no Tampo Superior / Direito ? Enga de Manutenção ouECB Existem soldas no Tampo Inferior /Esquerdo ? Enga de Manutenção ouECB Radiografia das Soldas no Componente Enga de Manutenção ouECB Sem Radiografia Eficiência de Cálculo do Tampo Superior / Direito Enga de Manutenção ouECB A menor Informação Símbolo Responsável pelaDeterminação Critério a adotar se desconhecido Eficiência de Cálculo do Tampo Inferior / Esquerdo Enga de Manutenção ouECB A menor Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 8/110 Eficiência das Soldas Longitudinais do Cilindro Enga de Manutenção ouECB A menor Eficiência das Soldas Circunferenciais do Cilindro Enga de Manutenção ouECB A menor Informação Símbolo Responsável pelaDeterminação Critério a adotar se desconhecido Diâmetro e Posição dos Bocais acima de 2” de DN Enga de Manutenção ouECB Espessura dos Bocais acima de 2” de DN Enga de Manutenção ouECB Sch 40 Material dos Tubos dos Bocais Enga de Manutenção ouECB AC – AS-53 Gr. B; AI – SS 304 Classe de Pressão Flanges dos Bocais Enga de Manutenção ouECB No mínimo o mesmo da linha Material dos Flanges dos Bocais Enga de Manutenção ouECB AC – Mat. Grupo 1.1 da B-16.5; AI – Mat. Grupo 2.1 da B-16.5; Dimensões e espessuras das chapas de reforço das conexões Enga de Manutenção ouECB Material das Chapas de Reforço das Conexões Enga de Manutenção ouECB o Mesmo Material do casco Dimensões e Espessuras dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB Número, Diâmetro Nominal e Diâmetro de Círculo dos Parafusos dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ou ECB Material dos Parafusos dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB SA-193 Gr. B7 Tipo de Juntas dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB Pap. Hidr. – esp. 1,6 mm Dimensões das Juntas dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 9/110 Anexo 2 - Informações para o Cálculo da PMTA de Trocadores de Calor Tipo Casco/Tubo Informação Símbolo Responsável pelaDeterminação Critério a adotar se desconhecido Unidade do Equipamento Enga de Manutenção ouECB Tag do Equipamento Enga de Manutenção ouECB Código e Ano de Fabricação Enga de Manutenção ouECB Ver Par. 4 deste Documento Posição do Trocador – Vertical / Horizontal Enga de Manutenção ouECB Tipo Construtivo conforme TEMA Manutenção Temperaturas de Entrada e Saída do Lado do Casco e do lado dos Tubos Tmaxop Processo Se o Trocador é de Espelho Fixo - Temperatura média de metal do Lado do Casco e do Lado dos Tubos Processo Temperatura de Projeto – Lado do Casco e do Lado dos Tubos Tproj Enga de Manutenção ou ECB Tmaxop + 15 oC (PN-40.01) Pressão Máxima de Operação – Lado do Casco e do Lado dos Tubos PMAXOP Processo Pressão de Projeto no Topo – Lado do Casco e do Lado dos Tubos Pproj Enga de Manutenção ou ECB PMAXOP + 2 kg/cm 2 (PN-40.01) Espessura da Parede – Cilindro do Casco, do Cabeçote e ou do Carretel Manutenção Espessura da Parede – Tampos Abaulados do Cabeçote e ou do Carretel Manutenção Espessura dos Flanges Cegos do Tampo do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Sobre espessura de Corrosão – Lado do Casco Enga de Manutenção ouECB 3,0mm – Aço Carbono e 0 mm- Aço Inox Sobre espessura de Corrosão – Lado dos Tubos Enga de Manutenção ouECB 3,0 mm – Aço Carbono e 0 mm- Aço Inox Diâmetro Externo dos Cilindros do Casco, Cabeçote e ou Carretel Enga de Manutenção ou ECB Comprimento do Casco, Cabeçote e ou Carretel Enga de Manutenção ouECB Material do Casco, Cabeçote e ou Carretel Enga de Manutenção ouECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Material dos Tampos Abaulados do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Material dos Tampos Planos do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ouECB AC – SA-285 Gr. C; AI – SS 304 Tipo e dimensões dos Tampos Abaulados do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Tipo e dimensões dos Tampos Planos do Cabeçote ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Tensão Admissível de Projeto do Casco, Cilindro do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Tensão Admissível de Projeto dos Tampos Abaulados do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Tensão Admissível de Projeto do Tampos Planos do Cabeçote e ou do Carretel Enga de Manutenção ou ECB Existem soldas nos Tampos Abaulados do Cabeçote e ou do Carretel ? Enga de Manutenção ou ECB Existem soldas nos Cilindros do Casco, Cabeçote e ou Carretel ? Enga de Manutenção ou ECB Radiografia das Soldas nos Componentes Enga de Manutenção ouECB Sem Radiografia Eficiência de Cálculo do Tampo Superior / Direito Enga de Manutenção ouECB Eficiência de Cálculo dos Tampos Abaulados Enga de Manutenção ouECB Eficiência das Soldas Longitudinais dos Cilindros do Casco, Cabeçote e ou Carretel Enga de Manutenção ou ECB Eficiência das Soldas Circunferenciais dos Cilindros do Casco, Cabeçote e ou Carretel Enga de Manutenção ou ECB Espessuras e Dimensões dos Espelhos Manutenção Materiais dos Espelhos Enga de Manutenção ou AC – SA-285 Gr. C; Procedimento PR-CP-028 Cálculo da Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA) de Equipamentos Estáticos Nº Revisão: 00 Data da Revisão: 13/08/2004 Pág.: 10/110 ECB AI – SS 304 Informação Símbolo Responsável pelaDeterminação Critério a adotar se desconhecido Diâmetro, espessura, disposição, número, espaçamento entre apoios e Materiais dos Tubos Manutenção Dimensões, espessuras, e detalhes de Parafusos e materiais do Cabeçote Flutuante e do Anel Bipartido se o Trocador é do tipo AES Manutenção Diâmetro e Posição dos Bocais acima de 2” de DN Enga de Manutenção ouECB Espessura dos Bocais acima de 2” de DN Enga de Manutenção ouECB Sch 40 Material dos Tubos dos Bocais Enga de Manutenção ouECB AC – SA-106 Gr. B; AI – SS 304 Classe de Pressão Flanges dos Bocais Enga de Manutenção ouECB Material dos Flanges dos Bocais Enga de Manutenção ouECB AC – Mat. Grupo 1.1 da B-16.5; AI – Mat. Grupo 2.1 da B-16.5; Dimensões e espessuras das chapas de reforço das conexões Enga de Manutenção ouECB Material das Chapas de Reforço das Conexões Enga de Manutenção ouECB Mesmo Material do casco Dimensões e Espessuras dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB Número, Diâmetro Nominal e Diâmetro de Círculo dos Parafusos dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ou ECB Material dos Parafusos dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB SA-193 Gr. B7 Tipo de Juntas dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB Conforme Par. 4.12.1 da PN-40-01 Dimensões das Juntas dos Flanges de Corpo Enga de Manutenção ouECB
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