Parte 3

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MATERIAIS PARA 
EQUIPAMENTO DE 
PROCESSOS QUÍMICOS 
 
QUI 07-09522 
Ana Maria Furtado 
Vasos de Pressão 
São recipientes, de qualquer tipo, dimensão, formato 
ou finalidade, capazes de conter um fluido 
pressurizado (ou à vácuo). 
 
Classificação: 
 Vasos não sujeitos a chama: 
 
 
 
 Vasos sujeitos a chama: 
• Vasos e esferas de armazenamento, 
• Vasos de acumulação, 
• Torres de destilação, absorção etc, 
• Reatores, 
• Trocadores de Calor 
 
• Caldeiras, 
• Fornos 
Vasos de Pressão 
Empregos: 
 
 Armazenamento de gases sob pressão (forma 
liquefeita para reduzir o volume). 
 
 Acumulação intermediaria de líquidos e gases (em 
etapas de um mesmo processo ou entre processos) 
 
 Processamento de gases e líquidos 
Vasos de Pressão 
Formatos e Posição 
Em todos os vasos de pressão existe um invólucro 
estanque, externo e contínuo, denominado de 
“parede de pressão”. 
 
CASCO + TAMPOS 
Cascos: 
Formatos: Cilíndrico, Esférico e cônico 
Posição: Horizontal, vertical e inclinado 
 
Tampos: 
Formatos + comuns: elíptico, toriesféricos, hemiesférico, cônico 
e plano. 
 
 
Formatos: 
Cilíndrico: 
Formato Preferencial, 
+ Fácil de fabricar 
(aproveitamento de 
chapas) e de 
transportar. 
 
 
 
 
 
 
Vasos de Pressão - Cascos 
Formatos: 
Esférico: 
Formato ideal (menor espessura de parede e menor 
peso), + difícil de fabricar, ocupam muito espaço e 
raramente podem ser transportados inteiros. 
Econômicos para grandes dimensões para 
armazenamento de gases sob pressão. 
 
Cônico: seção de transição entre dois corpos 
cilíndricos. Quando o fluido de trabalho é muito 
viscoso ou quando deseja-se minimizar as perdas por 
escoamento. 
 
 
 
 
 
Vasos de Pressão - Cascos 
Vasos de Pressão - Cascos 
Posição: 
Horizontais: trocador de calor e de acumulação. 
 
Verticais: ação da gravidade para funcionamento 
do vaso ou escoamento de fluidos. Ex. torre de 
destilação, reatores (+ caros que os horizontais, 
porém ocupam menor espaço). 
 
Inclinados: Exceções, utilizados, por exemplo, para 
auxiliar no escoamento 
Vasos de Pressão 
Vasos de Pressão 
Dimensões: 
 
DI: Diâmetro interno 
CET: Comprimento entre 
tangentes (comprimento total 
do corpo cilíndrico, ou dos 
corpos cilíndricos e cônicos 
sucessivos) 
Vasos de Pressão - Tampos 
Transições de formato e de espessura 
 
Observação 
Resulta em uma distribuição irregular e concentração 
de tensões. 
 
Efeito será + grave, quanto maior for a mudança de 
formato ou de espessura. 
 
Projeto deve atenuar a transição (Engenheiro mecânico). 
Vasos de Pressão 
Vasos de Pressão 
Espessuras de Cascos e Tampos 
 
A Espessura da parede de pressão calculada (EP) deve 
ser, no mínimo, o maior dos dois seguintes valores: 
 
EP= ec + C 
EP= es, sendo es = 2,5 + 0,0001Di + C, 
ec : espessura mínima necessária para resistir a pressão e 
demais carregamentos atuantes sobre o vaso. 
C : margem de corrosão 
es : espessura mínima de resistência estrutural (peso + 
ação do vento – vasos com Di muito grande e com baixa 
pressão). Obs: valor mínimo para es é 4,0mm. 
Vasos de Pressão 
Espessuras de Cascos e Tampos 
 
C : margem de corrosão 
É um acréscimo de espessura destinado a ser consumido 
pela corrosão ao longo da vida útil. 
 C= taxa de corrosão (mm/ano) * numero de anos 
 
Valores adotados na pratica: 
Pouco corrosivo: 1,5mm 
Médio (“normal”): 3,0mm 
Muito corrosivo: 4 a 6 mm. 
Não adotar C > 6mm => Mudar o material! 
Vasos de Pressão 
Espessuras de Cascos e Tampos 
 
Margem de corrosão - observações 
 
 Pode não ser necessário se outra técnica (pintura, 
revestimento) for adotado. 
 Válido para corrosão uniforme ou outra que provoque 
redução de espessura. 
 Não é aplicável as outras formas de corrosão (corrosão 
por tensão, por exemplo) 
 
 
Vasos de Pressão 
Espessuras de Cascos e Tampos 
 
 O recomendável é que o casco e o tampo tenham a 
mesma espessura. 
 
 A espessura final a ser adotada será normalmente a 
espessura comercial da chapa imediatamente superior a 
calculada 
 
Classificação 
Espessura de parede: Diâmetro do vaso 
Espessura de parede espessa: > 1/10 
Espessura de parede fina: < 1/10 
 
Espessuras de parede adotadas na prática 
Vasos de Pressão 
Maioria do 
Vasos 
Vasos de Pressão 
1: Longitudinal 
 
2: Circunferencial 
 
3 : Radial 
 
Principais Cargas: 
Pressão de Projeto (+ coluna hidrostática, quando for o 
caso). 
Máximo peso do vaso em operação 
Máximo peso do vaso no ensaio hidrostático 
Ventos, abalos sísmicos e outras cargas suportadas 
Vaso de Pressão com espessura de parede fina 
(horizontal) 
Vasos de Pressão 
A FL deve ser suportada pela parede 
Vaso de Pressão com espessura de parede fina 
Vasos de Pressão 
Vaso de Pressão com espessura de parede fina 
(vertical – cilindro infinito) 
Vasos de Pressão 
A Fv deve ser suportada pela parede 
Vaso de Pressão com espessura de parede fina 
 
Diâmetro médio do vaso: Di + t 
 e 
S: tensão máxima permitida 
Pi: Pressão interna 
Vasos de Pressão 
Incluindo a Eficiência da solda (E) 
Vasos de Pressão 
Vasos de Pressão 
Vasos de Pressão 
Vasos de Pressão 
D=R/2 
Vasos de Pressão 
Condições de Operação e de Projeto 
 
Pressão e Temperatura de Operação: 
É o par T/P que o vaso deverá operar em condições 
normais (em regime). 
 
Pressão: medida no topo do vaso, devendo quando 
for o caso, adicionar a pressão da coluna hidrostática 
de líquido. 
Vasos de Pressão 
Condições de Operação e de Projeto 
 
Pressão e Temperatura Máximos de Operação: 
São os maiores valores de T e de P que podem ser 
atingidos em operação normal, ou em situações 
anormais ou transitórias, tais como: partida, parada 
normal, parada de emergência, falha em sistema de 
controle etc. 
 
Idem para Pressão e Temperatura Mínimos de 
Operação 
 
Vasos de Pressão 
Condições de Operação e de Projeto 
 
Pressão e Temperatura de Projeto: 
São os valores de T e P utilizados nos cálculos de 
projeto. 
 
O código ASME define como sendo as valores de T e P 
mais severos que possam ser previstos em serviço 
normal. 
Ex: Pressão de Projeto: Pmax de operação + fator de 
segurança (5 ou 10%). 
 
 
 
Vasos de Pressão 
Condições de Operação e de Projeto 
 
Pressão Máxima de Trabalho Admissível (PMTA): 
É a pressão que causa uma tensão máxima igual à tensão 
admissível do material na Temperatura de operação (são 
calculadas pelas formulas descritas no ASME). 
 
A determinação da PMTA deve ser feita em função das 
espessuras sem a margem de corrosão. 
 
PMTA é o valor usualmente empregado para a pressão de 
abertura da válvula de segurança. 
 
Vasos de Pressão