Tag: vasos de pressão

Eventualmente, podem ocorrer elevações anormais de pressão, nos equipamentos e sistemas de tubulações de uma unidade de processo, que excedem os valores considerados aceitáveis, conforme o projeto dos equipamentos e tubulações.
Essas elevações anormais de pressão podem causar danos às instalações, pessoas e meio ambiente, e para protegê-los são empregados dispositivos que aliviam o excesso de pressão, durante a operação, como as válvulas de alívio de pressão.
Esses válvulas são acionados automaticamente pela ação da própria pressão interna que atua nos equipamentos e tubulações, mantendo-se fechadas enquanto as condições de processo estão normais, abrindo na ocorrência de sobrepressões e tornando a fechar quando a pressão normal se restabele.

As válvulas de alívio de pressão, os discos de ruptura e os pinos de ruptura são usados para a proteção de vasos de pressão e sistemas de tubulações, projetados e construídos conforme o Código ASME Section VIII Division 1 – Rules for Construction of Pressure Vessels Code.
Os discos e pinos de ruptura não são de fechamento automático (“non-reclosing devices”), como as válvulas de alívio de pressão, e requerem a parada da planta industrial para reposição.
Um dispositivo de alívio de pressão do tipo de fechamento não automático é projetado para permanecer aberto após a abertura, logo a substituição ou reposição de um novo disco ou pino requer que o equipamento ou sistema pressurizado seja retirado de operação.
As válvulas de de alívio de pressão, discos de ruptura e pinos de ruptura podem ser utilizados separadamente ou em conjunto, para a proteção de equipamento tipo vaso de pressão e sistema de tubulação pressurizados.

Equipamentos e sistemas de tubulações, de plantas de processamento químico, devem ser protegidos dos efeitos do aumento descontrolado da pressão, decorrentes de reações químicas, falhas nos sistemas de utilidades, bloqueio indevido de válvulas. fogo externo etc., por dispositivos de proteção contra sobrepressão ou excesso de pressão.

Essas elevações anormais de pressão podem causar danos às instalações, pessoas e meio ambiente, e para protegê-los são empregados dispositivos que aliviam o excesso de pressão.

Esses dispositivos são acionados automaticamente pela própria pressão que atua nos equipamentos e tubulações, sendo os mais empregados as válvulas de segurança e alívio de pressão e os discos de ruptura.

A abordagem deste trabalho são os requisitos para projeto e construção de Vasos de Pressão em Serviço Letal, conforme estão estabelecidos no Código ASME Sec VIII-1, e de Sistemas de tubulações em Serviço Fluido Categoria M Category M Fluid Service, de acordo com as prescrições da Norma ASME B31.3.

Os maiores danos relativos à indústria de processamento químico, em geral, como refinarias de petróleo, petroquímicas e fábricas de produtos químicos, são os causados por fogo, explosão ou vazamento tóxico.
Uma explosão pode ser definida como uma liberação rápida e violenta de energia, que produz pressões significativas em termos do potencial de danos, muitas vezes levando a mortes e destruição material.
A explosão que se segue a uma combustão provoca ondas de pressão, ao redor do local onde ocorre, podendo ser classificada de acordo com a velocidade dessas ondas:
Em caso de ondas subsônicas, tem-se uma deflagração;
Em caso de ondas supersônicas (ondas de choque), tem-se uma detonação.
A deflagração é a propagação de uma zona de combustão a uma velocidade que é menor que a velocidade do som no meio não reagido; enquanto a detonação é a propagação de uma zona de combustão a uma velocidade que é maior do que a velocidade do som no meio não reagido.
Uma detonação pode produzir efeitos dinâmicos significativos, de ondas de choque e de aumento drástico de pressão, estando fora do escopo deste trabalho.
Este trabalho aborda apenas os carregamentos de menor intensidade e mais lentos produzidos por deflagrações que se propagam em uma fase gasosa. O aumento de pressão produzido dentro de um equipamento, como vaso de pressão, em uma explosão por deflagração é previsível com razoável certeza.

Em altas temperaturas, os componentes metálicos podem se deformar continuamente, sob carga mesmo abaixo de sua tensão de escoamento.
Essa deformação de componentes tensionados dependente do tempo é conhecida como fluência ou creeping.
A exposição a tensões de tração em altas temperaturas, inicialmente promove a formação de vazios nos limites de grãos, que com o tempo crescem para formar fissuras e, posteriormente, trincas.
À medida que as fissuras e trincas coalescem, podem ocorrer falhas, embora não seja observada a deformação ou ruptura associada à sobrecarga de tração.
O fenômeno de fluência está presente em equipamentos, tubulações e, particularmente, em serpentinas de fornos de processo e de caldeiras de vapor.
O fenômeno de fluência creep é considerado no dimensionamento de equipamentos, como os Vasos de Pressão, através da tensão máxima admissível, nas partes e componentes pressurizados.

O uso do Código ASME VIII 1, para vasos de pressão acima de 3000 psi (207 MPa), é uma prática permitida, desde que “desvios e acréscimos” sejam considerados para projeto e construção desses vasos de pressão. 
Práticas adicionais de projeto, dimensionamento, fabricação e inspeção, em relação ao Código ASME VIII 1, devem ser adotadas para a construção de vasos de pressão de projeto acima de 3000 psi (207 MPa).

O código americano de projeto e construção de Vasos de Pressão ASME Sec VIII Div 1 apresenta várias figuras de tipos de construções possíveis de bocais, no casco e no tampo, para interligação de tubulações, instalação de acessórios como bocas de visita ou de inspeção e de  instrumentos, e, ainda, montagem de outros equipamentos como misturadores, agitadores e trocadores de calor.
Para os bocais de interligação de tubulação, que durante a operação estão sujeitos a esforços mecânicos, é adotada a condição de que as soldas de ligação, às paredes pressurizadas do vaso de pressão, devem ser de penetração total e plenamente radiografáveis
Isso é necessário, porque os bocais podem apresentar vazamentos em decorrência de deformações ou distorções, devidas aos esforços transmitidos pela tubulação ou por gradientes de dilatações térmicas e, por ataque corrosivo causado pelo próprio produto, nos casos de Serviços Especiais.
Portanto, há necessidade de se definir quais os tipos de construção de bocais de Vasos de Pressão, com soldas de penetração total e plenamente radiografáveis, dentre as figuras apresentados pelo código  o ASME VIII 1.

São relacionadas as dúvidas mais comuns sobre os dispositivos de proteção contra sobrepressão interna, Válvulas de alívio de pressão e Discos de ruptura de equipamentos e tubulações, e sendo propostas as respectivas respostas.

Os equipamentos de caldeiraria, de um sistema industrial, são classificados como em Serviço Tóxico, quando operam com um fluido tóxico em que o vazamento de uma quantidade, ainda que muito pequena, de gás ou de vapor do líquido, misturado ou não com o ar ambiente, é perigosa à vida por inalação ou contato pessoal. Nesses sistemas, os equipamentos que contenham esse fluido tóxico pressurizado ou que possa gerar pressão, quando contidos em vaso fechado, e em que o risco de exposição de pessoa(s), no caso de vazamento, é considerado significativo, devem ser projetados e construídos conforme regras específicas.

São fixadas as condições exigíveis para o projeto e fabricação de vasos de pressão, que operam ou armazenam solução aquosa de Hidróxido de Sódio ou Soda Cáustica, denominado Serviço Corrosivo Cáustico.
No caso de trocadores de calor, quando somente um dos fluidos circulantes contiver a Soda Cáustica, as exigências aplicam-se apenas às partes em contato com este fluido.

São apresentados requisitos técnicos para Vasos de Pressão em Serviço de baixa temperatura, complementares ao código ASME Sec VIII Div 1 UW-2 Service Restrictions.
Serviço de baixa temperatura é definido como operação em temperatura inferior a 15ºC até -48ºC, para qualquer fluido.