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N-1707 REV. B SET / 2006 PROPRIEDADE DA PETROBRAS 19 páginas e Índice de Revisões PROJETO DE VASO DE PRESSÃO COM REVESTIMENTO Procedimento Esta Norma substitui e cancela a sua revisão anterior. Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. O Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma é o responsável pela adoção e aplicação dos seus itens. CONTEC Comissão de Normalização Técnica Requisito Técnico: Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não segui-la (“não-conformidade” com esta Norma) deve ter fundamentos técnico-gerenciais e deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “dever”, “ser”, “exigir”, “determinar” e outros verbos de caráter impositivo. Prática Recomendada: Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “recomendar”, “poder”, “sugerir” e “aconselhar” (verbos de caráter não-impositivo). É indicada pela expressão: [Prática Recomendada]. SC - 02 Cópias dos registros das “não-conformidades” com esta Norma, que possam contribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora. As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, o item a ser revisado, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma. Caldeiraria “A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS, de uso interno na Companhia, e qualquer reprodução para utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorização da titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente, através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. A circulação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo e Confidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedade industrial.” Apresentação As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho - GTs (formados por especialistas da Companhia e das suas Subsidiárias), são comentadas pelas Unidades da Companhia e das suas Subsidiárias, são aprovadas pelas Subcomissões Autoras - SCs (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando as Unidades da Companhia e as suas Subsidiárias) e homologadas pelo Núcleo Executivo (formado pelos representantes das Unidades da Companhia e das suas Subsidiárias). Uma Norma Técnica PETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As Normas Técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a norma PETROBRAS N-1. Para informações completas sobre as Normas Técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS. ../link.asp?cod=N-0001 N-1707 REV. B SET / 2006 2 PREFÁCIO Esta Norma PETROBRAS N-1707 REV. B SET/2006 é a Revalidação da norma PETROBRAS N-1707 REV. A SET/99, não tendo sido alterado o seu conteúdo, exceto no Capítulo 2 e nos itens 5.1.3 e 4.3.41. 1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para o projeto e fabricação de vaso de pressão com revestimento metálico de aço inoxidável (qualquer tipo), níquel e ligas de níquel. 1.2 São considerados nesta Norma os vasos construídos de chapas cladeadas, os revestimentos de tiras soldadas (“strip lining”), revestimentos por deposição de solda e outros revestimentos semelhantes. 1.3 Esta Norma é um complemento das normas PETROBRAS N-253 e N-268, que devem ser obedecidas em tudo o que for aplicável. 1.4 Esta Norma se aplica a projetos iniciados a partir da data de sua edição. 1.5 Esta Norma contém somente Requisitos Técnicos. 2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Os documentos relacionados a seguir são citados no texto e contêm prescrições válidas para a presente Norma. PETROBRAS N-133 - Soldagem; PETROBRAS N-253 - Projeto de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-268 - Fabricação de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-269 - Montagem de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-1591 - Ligas Metálicas e Metais - Identificação Através de Testes pelo Imã e por Pontos; PETROBRAS N-1593 - Ensaio Não-Destrutivo - Estanqueidade; PETROBRAS N-1594 - Ensaio Não-Destrutivo - Ultra Som; PETROBRAS N-1596 - Ensaio Não-Destrutivo - Líquido Penetrante; ASTM A 263 - Specification for Corrosion-Resisting Chromium Steel Clad Plate, Sheet, and Strip; ASTM A 264 - Specification for Stainless Chromium - Nickel Steel Clad Plate, Sheet, ant Strip; ASTM A 265 - Specification for Nickel and Nickel-Base Alloy Clad Steel Plate; ASTM A 435 - Specification for Straight - Beam Ultrasonic Examination of Steel Plates for Pressure Vessels. ../link.asp?cod=N-0253 ../link.asp?cod=N-0268 ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0253 ../link.asp?cod=N-0268 ../link.asp?cod=N-0269 ../link.asp?cod=N-1591 ../link.asp?cod=N-1593 ../link.asp?cod=N-1594 ../link.asp?cod=N-1596 N-1707 REV. B SET / 2006 3 3 PROJETO 3.1 Espessuras 3.1.1 Qualquer que seja o tipo do revestimento, somente a espessura do material de base deve ser considerada para resistência mecânica. O revestimento só deve ser considerado como sobreespessura de corrosão ou erosão ou proteção contra contaminação do fluido. 3.1.2 A especificação de chapas cladeadas deve incluir a espessura mínima da chapa de base e do revestimento. 3.1.3 A espessura dos revestimentos não deve ser inferior aos seguintes valores: a) chapas cladeadas com revestimento de aços inoxidáveis: a espessura do revestimento deve ser, no mínimo, 1,0 mm para prevenção de contaminação do produto e, no mínimo, 2,0 mm no caso de proteção anticorrosiva; b) chapas cladeadas com revestimento de níquel ou ligas de níquel: a espessura do revestimento deve ser, no mínimo, 2,0 mm; c) revestimento com tiras soldadas: a espessura deve ser suficiente para obter uma solda de qualidade satisfatória, devendo ser, no mínimo, 1,9 mm; d) camisas de revestimento de bocais: a espessura deve ser, no mínimo, 2,0 mm; e) revestimentos por deposição de solda: a espessura deve ser, no mínimo, 3,0 mm. 3.2 Limitações de Dimensões Devido ao fato da construção com revestimentos metálicos exigir sempre soldas feitas pelo lado interno, não é possível esse tipo de construção para vasos (ou partes de vasos) com diâmetro interno inferior a 500 mm, exceto quanto o comprimento do vaso (ou da parte do vaso) for inferior a 600 mm; nesse último caso, o diâmetro mínimo deve ser de 300 mm, desde que haja acesso livre por uma extremidade. 3.3 Materiais 3.3.1 As chapas cladeadas devem atender às especificações de material constantes da TABELA A-1, quando aplicáveis. 3.3.2 Os revestimentos com tiras soldadas devem ser executados utilizando materiais com especificação conforme a TABELA A-2, quando aplicáveis. 3.3.3 Os consumíveis para soldagem a arco devem estar de acordo com a norma PETROBRAS N-133. 3.3.4 A especificação de materiais para acessórios soldados deve obedecer aos critérios para especificação dos materiais dos componentes do vaso, discriminados na norma PETROBRAS N-253, considerando-se o material no qual vai ser executada a solda. ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0253 N-1707 REV. B SET / 2006 4 3.3.5 O revestimento contra corrosão deve estender-se pelo lado interno de bocal e pela face de flange. 3.3.6 Somente os revestimentos que obedeçam a todas as exigências das normas ASTM A263, A 264 ou A 265 são admitidos sem aprovação prévia da PETROBRAS. Para quaisquer outros tipos de revestimentos é indispensável a aprovação prévia da PETROBRAS em cada caso. 3.3.7 Quando a sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos é prejudicial à sua resistência à corrosão, os revestimentos austeníticos devem ser de materiais não sensitizáveis (aços de baixo C, tipos L e ELC, ou aços estabilizados). A sensitização tem possibilidade de ocorrer devido à soldagem e principalmente devido ao tratamento térmico. 3.4 Chanfro para Solda de Chapa Cladeada O chanfro para solda deve estar de acordo com a FIGURA A-1. 3.5 Revestimento com Tiras Soldadas Em princípio, este tipo de revestimento não deve ser utilizado. O seu uso está sujeito à aprovação da PETROBRAS. Em vasos sujeitos a tratamento térmico e em vasos para serviço com hidrogênio não deve ser utilizado esse tipo de revestimento. 3.5.1 Revestimento com Aço Inoxidável Ferritíco Nos cascos, as tiras devem ser aplicadas com o seu comprimento na direção circunferencial, e, nos tampos, na direção radial, conforme mostrado nas FIGURAS A-2 e A-3. As tiras devem ser soldadas, sem sobreposição, com um filete contínuo nos 4 lados, de acordo com a FIGURA A-4 (ver item 4.3.6.2). 3.5.2 Revestimento com Aço Inoxidável Austenítico, Níquel ou Liga de Níquel 3.5.2.1 Nos cascos, as tiras devem ser aplicadas com o seu comprimento na direção circunferencial, conforme mostra a FIGURA A-2, com sobreposição de, no máximo, 12 mm. 3.5.2.2 Nos tampos, as tiras devem ser dispostas conforme mostrado na FIGURA A-3. A sobreposição deve ser, no máximo, de 10 mm. 3.5.2.3 Em qualquer caso (itens 3.5.2.1 ou 3.5.2.2) a solda interna deve ser descontínua para permitir a passagem do ar de teste, conforme a FIGURA A-5. 3.6 Peças Internas Soldadas ao Casco 3.6.1 Vasos Construídos com Chapas Cladeadas As peças internas devem ser soldadas ao revestimento. N-1707 REV. B SET / 2006 5 3.6.2 Vasos com Revestimento de Tiras Soldadas Todas as peças internas devem ser soldadas diretamente ao metal-base. 3.6.3 Prescrições Gerais Em qualquer caso, as peças internas, assim como o metal de adição, devem ser resistentes à corrosão. O revestimento deve ser recomposto após a soldagem, em qualquer dos casos apresentados nos itens 3.6.1 e 3.6.2. 3.7 Bocais 3.7.1 Requisitos Gerais 3.7.1.1 Nos vasos verticais suportados por saias em que o tampo inferior tenha revestimento metálico, os bocais de fundo devem ser como mostrado na FIGURA A-6, com o flange diretamente no bocal. 3.7.1.2 O revestimento da face dos flanges e dos flanges cegos deve ser conforme a FIGURA A-7. 3.7.1.3 Os revestimentos executados por deposição de solda nos flanges devem ter, no mínimo, 3 passes de solda, de forma que fiquem com uma espessura de 3 mm depois da usinagem. Após a usinagem, o penúltimo passe de solda não deve ficar exposto. 3.7.1.4 A junção entre o pescoço do bocal e o casco deve ser conforme indicado nas FIGURAS A-9 e A-10. O revestimento por deposição de solda nessa junção deve ter uma espessura 1,6 mm superior à do revestimento do casco, no caso de revestimento com 1MONEL®. 3.7.2 Construção dos Bocais 3.7.2.1 Os bocais com até 1 1/2” de diâmetro, inclusive, devem ser de construção maciça, com flange de pescoço longo ou com luva, conforme a FIGURA A-8. Para os revestimentos de aços inoxidáveis ferríticos, a luva ou flange devem ser, de preferência, de aço inoxidável austenítico. No caso de revestimentos de aços inoxidáveis austeníticos ou de níquel ou ligas de níquel, essas peças devem ser do mesmo material do revestimento. 3.7.2.2 Para os bocais com diâmetro de 2” a 10” inclusive, deve-se ter o pescoço de metal-base com camisa interna do material de revestimento e o flange de metal-base com depósito de solda, conforme a FIGURA A-9.1. A camisa interna deve ter uma espessura mínima de 3 mm. 1) MONEL® é o nome comercial do material adequado para fabricação de internos de válvulas e outros componentes de tubulação para maior resistência à corrosão. Esta informação é dada para facilitar aos usuários na utilização desta Norma e não significa uma recomendação do produto citado por parte da PETROBRAS. É possível ser utilizado produto equivalente, desde que conduza a resultado igual. N-1707 REV. B SET / 2006 6 3.7.2.3 Nos bocais com diâmetro de 12” ou maiores, o pescoço deve ser, sempre que possível, de chapa cladeada (como o casco) com uma única solda longitudinal, conforme a FIGURA A-9.2. Quando essa construção não for possível, o pescoço deve ser de tubo ou de chapa do metal-base com revestimento em camisa do metal de revestimento, com espessura mínima de 3 mm. Para bocais de 18” e maiores, permite-se o revestimento do pescoço por meio de tiras soldadas. Em qualquer dos casos acima, O flange deve ser de metal-base, com depósito de solda, conforme a FIGURA A-9.2. 3.7.2.4 Os detalhes do revestimento do flange e da ligação do pescoço no casco devem ser como mostrado nas FIGURAS A-7 e A-9, respectivamente. 3.7.2.5 Quando o bocal tiver prolongamento (projeção) interno, devem ser observados os detalhes da FIGURA A-10. 4 FABRICAÇÃO 4.1 Requisitos Gerais 4.1.1 O alívio de tensões em vasos com revestimentos deve ter o procedimento aprovado pela PETROBRAS. 4.1.2 Qualquer deposição de solda de revestimento de ligas de níquel deve ser executada em mais de uma camada, devendo-se ter cuidado para evitar contaminação com ferro. Para verificar a ocorrência dessa contaminação, deve ser executado teste com sulfato de cobre, conforme item 5.1.4. 4.1.3 Todas as soldas do metal-base no casco e tampos em que o bocal é conectado, devem estar completas, antes da execução de qualquer solda para fixação de revestimentos. 4.1.4 No caso de tampos conformados, o processo de conformação não deve danificar o revestimento, nem diminuir a sua espessura abaixo dos limites especificados. 4.2 Vasos de Chapas Cladeadas 4.2.1 Qualificação do Procedimento de Soldagem Deve ser feita conforme descrito na norma PETROBRAS N-133. 4.2.2 Qualificação dos Soldadores e Operadores de Soldagem Deve ser conforme descrito na norma PETROBRAS N-133. ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0133 N-1707 REV. B SET / 2006 7 4.2.3 Soldagem Deve ser feita obedecendo a todos os requisitos das normas PETROBRAS N-133 e N-269. 4.2.4 Recobrimento das Soldas do Metal-Base As soldas do metal-base devem ser recobertas por um dos métodos dos itens 4.2.4.1 ou 4.2.4.2. 4.2.4.1 Método preferível: recobrimento por deposição de solda. As soldas de recobrimento devem ter pelo menos 2 camadas, com toda a superfície do metal-base coberta pela primeira camada (e/ou intermediária). A remoção de material-base é permitida se for necessária para acomodar o mínimo de 2 camadas, desde que a espessura do metal-base não fique inferior à necessária. 4.2.4.2 Uso de tira de enchimento, rente com o revestimento adjacente e soldada de topo ao revestimento. 4.3 Vasos com Revestimento com Tiras Soldadas 4.3.1 Qualificação do Procedimento de Soldagem Deve ser feita conforme a norma PETROBRAS N-133 e o teste suplementar descrito nos itens 4.3.1.1 e 4.3.1.2. 4.3.1.1 Para cada procedimento deve ser usada uma chapa de teste quadrada de 450 mm de lado, usando-se tiras de 100 mm de largura do mesmo material a ser usado no revestimento. 4.3.1.2 O revestimento deve ser testado com ar na pressão de 100 kPa (1,02 kgf/cm2) e com água à pressão de 1 000 kPa (10,2 kgf/cm2) aplicadas entre o revestimento e o material de base. Com esse teste, o revestimento não deve se desprender, e as soldas não devem apresentar vazamentos. 4.3.2 Qualificação dos Soldadores e Operadores de Soldagem Deve ser feitaconforme descrito na norma PETROBRAS N-133. 4.3.3 Dimensões das Tiras A largura não deve exceder os limites indicados na TABELA A-2 e o comprimento deve ser entre 900 mm e 1 500 mm. 4.3.4 Preparação do Casco 4.3.4.1 A superfície interna deve ser limpa com jateamento abrasivo antes da aplicação do revestimento e mantida limpa e seca durante a aplicação. ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0269 N-1707 REV. B SET / 2006 8 4.3.4.2 As soldas do casco devem ser esmerilhadas, de forma a ficarem rentes com a superfície interna. 4.3.5 Aplicação do Revestimento 4.3.5.1 O revestimento deve ser aplicado a cascos e tampos após a conformação e soldagem completas, inclusive ensaios e reparos que forem necessários. 4.3.5.2 As tiras devem ser conformadas para se adaptarem ao contorno da superfície do vaso. A colocação do revestimento deve ser feita por meio de macacos, não sendo permitido martelamento severo. Se for necessário algum martelamento, devem ser utilizados martelos com revestimento não metálico (Ex.: couro e borracha). 4.3.5.3 As tiras para revestimento dos tampos devem ser preparadas da mesma forma que para o casco, podendo entretanto as tiras de fechamento terem forma não retangular. 4.3.6 Soldagem 4.3.6.1 Os consumíveis devem seguir as normas PETROBRAS N-133 e N-269. 4.3.6.2 Para os revestimentos com tiras não sobrepostas (ver FIGURA A-4), as soldas entre as tiras devem ter pelo menos 3 passes, adotando-se o seguinte procedimento de aplicação: 1o) ajusta-se e fixa-se a primeira tira; 2o) o bordo ao qual é soldada a próxima tira é soldado ao casco com uma solda de ângulo com a dimensão de perna igual à espessura da tira; 3o) a segunda tira é colocada ao longo da primeira, deixando uma folga igual à espessura da tira, entre a solda da primeira tira e o bordo da segunda tira; 4o) a segunda tira é soldada ao casco com uma solda de ângulo, com a dimensão da perna igual à espessura da tira; 5o) um passe contínuo é depositado entre as soldas de ângulo das 2 tiras. Esta solda deve ficar o mais rente possível com o topo das tiras; 6o) após a deposição de cada passe, deve haver limpeza da escória, inspeção e resoldagem, se necessário. 5 INSPEÇÃO E TESTES 5.1 Revestimento com Chapa Cladeada 5.1.1 As chapas cladeadas para vasos em serviços com hidrogênio devem ser examinadas com ultra-som de acordo com a norma PETROBRAS N-1594 e a especificação ASTM A435. O critério de aceitação dessa especificação deve ser interpretado de forma a rejeitar chapas com áreas com descolamento de dimensão superior a 50 mm. ../link.asp?cod=N-0133 ../link.asp?cod=N-0269 ../link.asp?cod=N-1594 N-1707 REV. B SET / 2006 9 5.1.2 Deve ser seguida a seguinte seqüência de operações: 1o) preparação dos chanfros e remoção mecânica do revestimento; 2o) soldagem do metal-base; 3o) ensaios não-destrutivos do metal-base; 4o) soldagem do revestimento; 5o) ensaios não-destrutivos da soldagem do revestimento; 6o) tratamento térmico (quando houver); 7o) teste hidrostático. 5.1.3 Todas as soldas no revestimento devem ser inspecionadas por meio de exame com líquido penetrante, de acordo com a norma PETROBRAS N-1596. O pescoço de bocal que tenha camisa interna ou revestimento de tiras soldadas deve ter um furo de 1/4” com rosca NPT para testar a estanqueidade do revestimento com ar comprimido, de acordo com a norma PETROBRAS N-1593. O teste de bocais com camisa interna deve ser feito antes e após o tratamento térmico. Os furos de bocais com camisa interna devem ser fechados, utilizando bujão com rosca NPT, após os testes de estanqueidade do revestimento e hidrostático do vaso. 5.1.4 Deve ser executado exame com sulfato de cobre de acordo com a norma PETROBRAS N-1591 nas soldas de acabamento em chapas cladeadas com níquel ou ligas de níquel e não deve apresentar contaminação de íon ferro livre. Este teste deve também ser especificado para verificar o recobrimento final de todo o metal-base antes da deposição do último passe de recobrimento com solda de níquel ou ligas de níquel. 5.2 Revestimento com Tiras Soldadas 5.2.1 Seqüência de Operações 5.2.1.1 Em vasos sem tratamento térmico, deve ser seguida a seguinte seqüência: 1o) soldagem do metal-base; 2o) ensaios não-destrutivos e reparos da solda do metal-base; 3o) aplicação do revestimento; 4o) teste hidrostático; 5o) teste de pressão do revestimento. 5.2.1.2 Em vasos com tratamento térmico deve ser seguida a seguinte seqüência: 1o) soldagem do metal-base; 2o) ensaios não-destrutivos e reparos da solda do metal-base; 3o) tratamento térmico; 4o) aplicação do revestimento; 5o) teste hidrostático; 6o) teste de pressão do revestimento. 5.2.2 Inspeção e Teste do Revestimento 5.2.2.1 O revestimento do vaso deve ser inspecionado visualmente e testado em seguida. As soldas devem ser inspecionadas em toda a sua extensão. ../link.asp?cod=N-1591 ../link.asp?cod=N-1593 ../link.asp?cod=N-1596 N-1707 REV. B SET / 2006 10 5.2.2.2 Para impedir falhas no revestimento, deve-se evitar a preparação indevida da superfície com presença de materiais estranhos como óleo, graxa e óxidos. 5.2.2.3 Após a inspeção visual, deve ser aplicado teste com 30 kPa (0,303 kgf/cm2) de pressão de ar em cada peça revestida. O ar deve ser injetado em furos de 6 mm de diâmetro, roscados com rosca NPT, para conectar à linha de ar. Deve-se distribuir os furos da seguinte maneira: a) revestimentos com tiras não sobrepostas: 1 furo em cada tira; b) revestimentos com tiras sobrepostas: 1 furo em cada trecho do metal-base, e neste caso o ar é injetado pelo lado de fora. Notas: 1) A pressão deve ser controlada para evitar protuberância no revestimento. 2) A superfície do revestimento deve ser recoberta com água de sabão, a qual deve ser removida após a execução dos testes. 3) Com excessão dos furos de bocais com camisa interna, os outros furos devem ser fechados por soldagem após todos os reparos, e em seguida testados com líquido penetrante. _____________ /ANEXO A N-1707 REV. B SET / 2006 11 ANEXO A - TABELAS E FIGURAS TABELA A-1 - MATERIAIS PARA CHAPAS CLADEADAS Material de Revestimento Especificação ASTM Aços inoxidáveis ferríticos 12 % Cr (tipos 405 ou 410S) A 263 Aços inoxidáveis austeníticos A 264 Metal MONEL®, níquel e ligas de níquel A 265 TABELA A-2 - MATERIAIS PARA REVESTIMENTO COM TIRAS SOLDADAS Material de Revestimento Largura Máxima das Tiras(mm) Especificação ASTM Aços inoxidáveis ferríticos (tipos 405 ou 410S) a) 150 para serviços abaixo de 300 °C; Aços inoxidáveis austeníticos b) 100 para serviços a 300 °C e acima. A 240 Metal MONEL®, níquel e ligas de níquel 150 B 127 N-1707 REV. B SET / 2006 IR 1/1 ÍNDICE DE REVISÕES REV. A Não existe índice de revisões. REV. B Partes Atingidas Descrição da Alteração Revalidação _____________
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