UA8 Vasos de Pressão - Resistência dos Materiais II

25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 117 UA8 VASOS DE PRESSÃO Site Ambiente Virtual de Aprendizagem Curso Resistência dos Materiais II Livro UA8 VASOS DE PRESSÃO Impresso por William Chuster Data segunda 25 set 2023 2319 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 217 Índice 1 UA8 VASOS DE PRESSÃO 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 317 1 UA8 VASOS DE PRESSÃO RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS II Ricardo Estanislau Braga UNIDADE DE APRENDIZAGEM 8 VASOS DE PRESSÃO Olá Aluno e aluna seja bemvindo a matéria de Resistência dos Materiais 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 417 A origem da resistência dos materiais remonta ao início do século XVII época em que Galileu realizou experiências para estudar os efeitos de cargas em hastes e vigas feitas de vários materiais No entanto para a compreensão adequada dos fenômenos envolvidos foi necessário estabelecer descrições experimentais precisas das propriedades mecânicas de materiais Os métodos para tais descrições foram consideravelmente melhorados no início do século XVIII Na época estudos foram realizados principalmente na França baseados em aplicações da mecânica a corpos materiais denominandose o estudo de Resistência dos Materiais Atualmente no entanto referese a esses estudos como mecânica dos corpos deformáveis ou simplesmente mecânica dos materiais HIBBELER 2004 Quer saber mais sobre o assunto Entenda agora em detalhes Boa leitura e Bons estudos OBJETIVO DA UNIDADE Esta unidade foi elaborada de modo a cumprir os seguintes objetivos Ser um texto em que a ordem de apresentação dos assuntos seja sequencialmente lógica Induzir a utilização dos recursos computacionais contemporâneos Ser um texto introdutório sem as preocupações de apresentação exaustiva das diversas metodologias existentes e de excessivo formalismo matemático Ser um texto no qual os conceitos e métodos são apresentados como instrumentos de análise de projetos e ações Engenheiro e Mestre em Gestão e Coordenação de Projetos Especialista em Engenharia Ambiental e segurança do trabalho com atuação em diversas áreas na área industrial Saneamento Drenagens e Edificações a mais de 13 anos Participou na execução e coordenação de projetos para diversas cidades de Minas Gerais tanto para o setor público quanto privado Leciona diversas matérias e orienta TCC em Instituições de ensino superior de Minas Gerais e do Brasil nos cursos de Graduação Trabalhou na Diretoria de Projetos da SUDECAP de Belo Horizonte e atualmente é Supervisor de projetosobras de saneamento e infraestrutura em empresa de Engenharia INTRODUÇÃO AOS VASOS DE PRESSÃO Buffoni 2017 explica que A tensão plana existe praticamente em todas as estruturas comuns incluindo prédios máquinas veículos e aeronaves Gere 2003 define vasos de pressão como estruturas fechadas contendo líquidos ou gases sob pressão como por exemplo tanques de ar comprimido e tubulação de água tubos e cabines pressurizadas em aeronaves e veículos espaciais Dessa forma o objetivo desta unidade de aprendizagem é a determinação das tensões e deformações nas paredes dessas estruturas devido a pressões internas oriundas dos gases ou líquidos comprimidos VASOS DE PRESSÃO DE PAREDES FINAS Exemplos de Vasos de Pressão de paredes finas Estruturas de Cascas são as cúpulas de telhados asas de aviões e cascos de submarinos A relação r t 10 onde r é o raio e t é a espessura da parede GERE 2003 A Figura 1 apresenta um vaso de pressão de parede fina como um tanque de ar comprimido Já a Figura 2 apresenta a seção transversal de um vaso de pressão esférico mostrando o raio interno r a espessura da parede t e a pressão interna p FIGURA 1 VASO DE PRESSÃO ESFÉRICO 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 517 FONTE httpnovaaliancainspecoescombrportfoliovasosdepressao Acesso em 21092023 FIGURA 2 SEÇÃO TRANSVERSAL DE VASO DE PRESSÃO ESFÉRICO FONTE Gere 2003 p 410 Segundo BUFFONI 2017 na seção transversal de vaso de pressão esférico mostrada na Figura 2 devese considerar a pressão interna p maior que a pressão externa Cortamos a esfera em um plano diametral vertical como na Figura 3 e isolamos metade da casca e seu conteúdo fluído e consideramos como um único corpo livre GERE 2003 FIGURA 3 TENSÕES DE TRAÇÃO σ NA PAREDE DE UM VASO DE PRESSÃO ESFÉRICO FONTE Gere 2003 p 410 A força de pressão resultante é de acordo com Gere 2003 P pπr ² Em que r raio interno da esfera P pressão interna resultante P é a pressão interna acima da pressão agindo no exterior do vaso Buffoni 2017 informa que se as pressões internas e externas no vaso de pressão forem as mesmas nenhuma tensão é desenvolvida na parede do vaso Gere 2003 destaca ainda que devido à simetria a tensão de tração σ é uniforme ao redor da circunferência e que devido à parede ser fina podemos considerar que a tensão está uniformemente distribuída através da espessura t Ainda segundo o autor a precisão dessa aproximação aumenta conforme a casa fica mais fina e diminui conforme a casca fica mais espessa Então a resultante das tensões de tração σ na parede do vaso será de acordo com Gere 2003 σ 2πrmt Em que t é a espessura da parede e rm é seu raio médio será GERE 2003 rm r t2 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 617 Da Figura 3 b fazendo o equilíbrio de forças na horizontal temse GERE 2003 ΣFhoriz 0 σ2πrmt pπr² 0 Da equação anterior isolando σ obtemos as tensões de tração na parede do vaso GERE 2003 σ pr² 2rmt Essa análise realizada é válida para cascas finas assim podese desconsiderar a pequena diferença entre os dois raios e substituir r por rm ou rm por r BUFFONI 2017 As tensões são mais próximas com as tensões exatas teóricas se usarmos o raio interno r em vez do raio médio rm Adotamos a equação abaixo para calcular as tensões de tração na parede de uma casca esférica GERE 2003 σ pr2t Obtemos a mesma equação para as tensões de tração quando cortamos através do centro da esfera em qualquer direção devido a simetria da casca Logo a parede de um vaso esférico pressurizado será submetida a tensões de tração uniformes σ em todas as direções BUFFONI 2017 Essa condição de tensão está representada na Figura 3 c pelo pequeno elemento de tensão com tensões σ agindo em direções mutuamente perpendiculares BUFFONI 2017 Tensões de membrana são definidas por Buffoni 2017 p 4 como as tensões que agem tangencialmente à superfície curvada da casca O autor comenta ainda que o nome surgiu do fato de que essas são as únicas tensões que existem em membranas verdadeiras como bolhas de sabão e tiras finas de borracha TENSÕES NA SUPERFÍCIE EXTERNA De acordo com Buffoni 2017 p 4 na maioria das vezes a superfície externa do vaso de pressão esférico está livre de quaisquer carregamentos Dessa forma o elemento está em tensão biaxial conforme Figura 4 BUFFONI 2017 FIGURA 4 TENSÕES EM VASO DE PRESSÃO ESFÉRICO NA SUPERFÍCIE EXTERNA FONTE Gere 2003 p 412 Buffoni 2017 p 4 explica que na Figura 4 os eixos x e y são tangenciais à superfície da esfera e o eixo z é perpendicular à superfície logo Tensões normais σx e σy Tensões de Membrana σ Tensão normal σz 0 Nenhuma tensão de cisalhamento age nos lados desse elemento BUFFONI 2017 p 5 De acordo com Buffoni 2017 p 5 usando as equações de transformação para a tensão temos σx σx σy2 σx σy2cos2θ τxysen2θ σ τxy σx σy2sen2θ τxycos2θ 0 Segundo BUFFONI 2017 quando consideramos elementos obtidos rotacionando os eixos sobre o eixo z as tensões normais permanecem constantes e não há tensões de cisalhamento Todo plano é um plano principal e toda a direção é uma direção principal Dessa forma as tensões principais no elemento são de acordo com Gere 2003 σ1 σ2 pr2t σ3 0 Ainda segundo BUFFONI 2017 as tensões σ1 e σ2 agem no plano xy e σ3 age na direção z Podemos obter as tensões de cisalhamento máximas através de rotações de 45º sobre outros dois eixos principais quaisquer Como resultado obtemos três conjuntos de tensões de cisalhamento máximas positiva e negativo τmaxx σ22 τmaxy σ12 τmaxz σ1 σ22 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 717 Em que os subscritos indicam os eixos principais sobre os quais as rotações de 45 ocorreram Essas tensões são chamadas de tensões de cisalhamento fora do plano BUFFONI 2017 Para obter as tensões de cisalhamento máximas devemos considerar as rotações fora do plano isto é as rotações sobre os eixos x e y Porque todas as tensões de cisalhamento no plano são zero Gere 2003 Dessa forma temse as maiores tensões de cisalhamento no elemento τmax σ2 pr4t TENSÕES NA SUPERFÍCIE INTERNA Sabemos que GERE 2003 σx σy σ σz p A tensão de compressão na direção z diminui de p na superfície interna até zero na superfície externa O elemento da Figura 5 está em tensão triaxial com tensões principais dadas por GERE 2003 σ 1 σ2 pr2t σ3 p FIGURA 5 TENSÕES EM VASO DE PRESSÃO ESFÉRICO NA SUPERFÍCIE INTERNA FONTE Gere 2003 p 412 A tensão de cisalhamento máxima fora do plano é GERE 2003 p 412 τmaxz σ1p2 pr4t p2 p2r2t 1 Quando o vaso tem parede fina ou seja a relação rt é muito grande então podemos desprezar o termo 1 no parênteses perante a relação r2t ou seja a tensão principal na direção z é pequena quando comparada com as tensões principais σ1 e σ2 BUFFONI 2017 p 6 Consequentemente consideramos o estado de tensão na superfície interna o mesmo na superfície externa tensão biaxial Usamos as equações σ1 σ2 pr2t σ3 0 e τmax σ2 pr4t para obter as tensões num vaso de pressão esférico BUFFONI 2017 Buffoni 2017 p 7 comenta que os vasos de pressão geralmente têm aberturas em suas paredes para servir como entradas e saídas para os fluídos de trabalho que resultam em não uniformidades na distribuição de tensão ou concentrações de tensão que não podem ser analisadas pelas fórmulas elementares descritas até aqui Limitações da teoria da casca fina quando aplicada aos vasos de pressão de acordo com Gere 2003 p 412 1 A espessura da parede deve ser pequena em comparação às outras dimensões r t 10 2 A pressão interna deve exceder a pressão externa para evitar flambagem 3 A análise apresentada nesta seção é baseada apenas nos efeitos de pressão interna 4 As fórmulas descritas não são válidas em pontos de concentrações de tensão TENSÕES EM VASOS DE PRESSÃO CILÍNDRICOS DE PAREDES FINAS Vasos de pressão cilíndricos são encontrados em configurações industriais como por exemplo tanques de ar comprimido e motores de foguete Em instalações residenciais extintores de incêndio e latas de spray Tubulações pressurizadas como tubos de abastecimento de água também se classificam como vasos de pressão cilíndricos A seguir apresentamse exemplos de vasos de pressão cilíndricos Figuras 6 e 7 FIGURA 6 VASO DE PRESÃO COM SEÇÃO TRANSVERSAL CIRCULAR FONTE Gere 2003 p 414 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 817 FIGURA 7 VASO DE PRESÃO COM SEÇÃO TRANSVERSAL CIRCULAR FONTE Gere 2003 p 414 Paredes finas referemse a um vaso para o qual a relação raio interno e espessura da parede tem valor igual ou superior a 10 HIBBELER 2009 r t 10 Segundo BEER e JOHNSTON 1995 seja um vaso cilíndrico de parede fina que possui comprimento l e diâmetro d com uma espessura de parede t muito pequena em relação a este diâmetro Suponha que neste tubo exista uma pressão interna p Essa pressão atuará no interior do tubo de maneira a fazer com que exista um crescimento em seu diâmetro e um crescimento em seu comprimento Para que essas variações ocorram é necessário que apareçam tensões na parede do vaso que são as tensões principais do elemento BEER JOHNSTON 1995 conforme ilustra a Figura 8 FIGURA 8 TENSÕES EM ELEMENTO DE PAREDE DE VASO DE PRESSÃO CILÍNDRICO FONTE Beer et al 2013 p594 Na Figura 8 o vaso cilíndrico com tensões principais apresenta de acordo com Beer et al 2013 σ1 tensão tangencial σ2 tensão longitudinal Hibbeler 2009 detalha ainda que para vasos cilíndricos submetido a tensões normais há tensão normal na direção circunferencial ou do aro Figura 9 e no sentido longitudinal ou axial Figura 10 conforme a seguir FIGURA 9 TENSÃO NORMAL NA DIREÇÃO CIRCUNFERENCIAL FONTE Hibbeler 2009 p 321 FIGURA 10 TENSÃO NORMAL NA DIREÇÃO LONGITUDINAL FONTE Hibbeler 2009 p 321 TENSÃO CIRCUNFERENCIAL 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 917 Seja o vaso cilíndrico AB de parede fina submetido a pressão interna da Figura 11 Um elemento com suas faces perpendiculares e paralelas ao eixo está ilustrado na parede do tanque σ 1 e σ 2 são as tensões de membrana na parede BUFFONI 2017 p 8 FIGURA 11 TENSÕES EM VASOS DE PRESSÃO CILÍNDRICOS FONTE Gere 2003 p 415 No vaso de pressão da Figura 11 tomemos o segmento mpnq e façamos dois cortes nas seções mn e pq perpendiculares ao eixo longitudinal e a uma distância b Figura 12 FIGURA 12 TENSÕES E PRESSÕES EM SEGMENTO DE VASO DE PRESSÃO CILÍNDRICO FONTE Gere 2003 p 415 Observamos que na Figura 11 σ1 são tensões circunferenciais e na Figura 12 P1 é a pressão interna que são as tensões que agem no corte longitudinal mp qn de acordo com Buffoni 2017 As tensões e pressões também agem nas faces esquerda e direita do corpo livre Figura 16 No entanto essas tensões e pressões não são ilustradas na figura porque elas não entram na equação de equilíbrio que usaremos GERE 2003 p 415 De acordo com Gere 2003 temse a seguinte equação de equilíbrio para o corpo livre da Figura 16 que é a equação para a tensão circunferencial no cilindro σ1 2bt 2pbr 0 Como a Figura 12 mostra uma porção do cilindro de comprimento Δx então de acordo com Beer e Johnston 1995 podemos reescrever a equação da seguinte maneira Buffoni 2017 destaca também que essa tensão será uniformemente distribuída sobre a espessura da parede desde que a espessura seja pequena se comparada com o raio TENSÃO LONGITUDINAL No segmento Am da Figura 12 observamos a seção de corte mn obtida do vaso de pressão da Figura 13 FIGURA 13 TENSÕES LONGITUDINAIS EM SEGMENTO DE VASO DE PRESSÃO CILÍNDRICO FONTE Gere 2003 p 415 Fazendo o equilíbrio do segmento de vaso de pressão da Figura 53 a equação de equilíbrio para o corpo livre será GERE 2003 BEER JOHNSTON 1995 σ2 2πrt p πr² 0 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1017 Assim temse para a tensão longitudinal GERE 2003 BEER JOHNSTON 1995 σ2 pr2t Essa tensão é igual a tensão de membrana em um vaso esférico BUFFONI 2017 Comparando as equações das tensões circunferencial e longitudinal nota se que a tensão circunferencial em um vaso cilíndrico é igual ao dobro da tensão longitudinal GERE 2003 BEER JOHNSTON 1995 TENSÕES NA PAREDE EXTERNA DE VASOS DE PRESSÃO CILÍNDRICOS As tensões principais σ1 e σ2 na superfície externa de um vaso cilíndrico estão ilustradas no elemento de tensão da Figura 12 As tensões de cisalhamento máximas no plano são obtidas através de uma rotação de 45º sobre os eixos z essas tensões são dadas pela equação apresentada por Gere 2003 τmaxz σ1 σ22 σ14 pr4t As tensões de cisalhamento máximas fora do plano são obtidas através de uma rotação de 45º sobre os eixos x e y essas tensões são GERE 2003 τmaxx σ12 pr4t τmaxy σ22 pr4t Comparando as expressões para τmaxx e τmaxy a tensão de cisalhamento máxima absoluta ocorre em um plano que foi rotacionado a 45º sobre o eixo x e é dada por GERE 2003 τmax σ12 pr2t TENSÕES NA PAREDE INTERNA DE VASOS DE PRESSÃO CILÍNDRICOS As condições de tensão na superfície interna da parede do vaso foram ilustradas na Figura 09 As tensões principais são GERE 2003 σy σ1 prt σx σ2 pr2t σz σ3 p As três tensões de cisalhamento máximas obtidas através de rotações de 45º sobre os eixos x y e z são de acordo com Gere 2003 τmaxx σ1 σ32 pr2t p2 τmaxy σ2 σ32 pr4t p2 τmaxz σ1 σ22 pr4t A primeira dessas três tensões é maior No entanto podemos desconsiderar o termo adicional p2 nas equações acima logo em todos os exemplos e problemas de vasos de pressão cilíndricos deverá ser considerada a presença da tensão de compressão na direção z salienta Gere 2003 O autor comenta ainda que essa tensão de compressão varia de p na superfície interna até zero na superfície externa logo com essa aproximação as tensões na superfície interna tornamse as mesmas que na superfície externa tensão biaxial GERE 2003 Segundo GERE 2003 as fórmulas deduzidas são válidas em pontos longe das descontinuidades que causam concentração de tensões Nas extremidades do cilindro em que as cabeças são presas e a geometria varia abruptamente VASOS DE PRESSÃO CLASSIFICAÇÃO E CONCEITUAÇÃO Indústrias que manipulam fluidos ou gases com pressões diferentes da atmosférica devem lidar com vasos de pressão Mas o que são eles Eles têm apenas um tamanho O que eles protegem de fato Figura 01 Vaso de Pressão 01 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1117 Fonte httpsprojetecnoengbrlidarcomvasosdepressao Acesso em 200923 Esses equipamentos são responsáveis por armazenar e escoar fluidos e gases de diferentes naturezas Os vasos de pressão são componentes essenciais na engenharia desempenhando um papel crucial em diversos setores industriais Eles são projetados para conter substâncias sob pressão interna garantindo a segurança e a eficiência dos processos A classificação dos vasos de pressão é fundamental para determinar como eles serão construídos e operados levando em consideração diversos fatores como o tipo de fluido a pressão de operação e a temperatura Também podem ser usados para diferentes finalidades A principal delas no entanto é regular a pressão interna principalmente quando ela for diferente da pressão ambiente Quando são submetidos à tensão externa podem simplesmente armazenar seu conteúdo Os vasos de pressão são fundamentais nesses tipos de companhias pois também constituem um mecanismo de segurança Conheça mais sobre vasos de pressão ao longo deste texto Você saberá quais são seus tipos usos e a norma que os rege TIPOS DE VASOS DE PRESSÃO EXISTENTES Como a indústria tem uma atividade muito heterogênea essa característica também deve estar presente nos vasos Existem vários tipos para atender aos mais diferentes usos e particularidades de cada setor A partir de agora você saberá quais são essas variedades para que elas servem e também quais os tipos de indústrias que atendem Os vasos sujeitos a chamas como o próprio nome diz são usados em locais com presença de fogo Dois exemplos dessa variedade são os fornos e as caldeiras Já os não sujeitos a chamas não contam necessariamente com fogo mas estão sujeitos a temperaturas altas Alguns exemplos são os mais variados tipos de reatores torres de destilação fracionada retificação e absorção bem como vasos de armazenamento e acumulação O vaso mais utilizado na indústria em geral independentemente do setor de atuação é o cilíndrico Costuma ter uma fabricação mais fácil permitindo chapas inteiras Seu transporte é simples em comparação com as outras variações e é um vaso de pressão usado para uma ampla gama de serviços Esse formato pode ser disposto tanto na vertical quanto na horizontal Isso não se dá apenas por facilidade de alocação ou qualquer razão voluntária Os vasos precisam estar nessas posições para desempenharem melhor suas funções Os verticais são usados para facilitar a ação da gravidade para o deslocamento dos fluidos ou gases principalmente quando essa força se torna indispensável Tem a vantagem de ocupar uma área menor na empresa por causa de sua disposição mas costumam ser mais caros do que o tipo a ser explicado a seguir o horizontal Esse tipo de vaso de pressão é mais comum do que os verticais e grande parte dos vasos de acumulação possuem essa disposição São muito usados para trocadores de calor Além dos horizontais e verticais os vasos também podem ser inclinados Entretanto seu uso é bem menor especialmente quando não há uma outra maneira de escoar os fluidos ou gases sendo parte do processo industrial A inclinação facilita o transporte de elementos que necessitam da ação gravitacional mas a posição vertical não é suficiente que isso seja feito de forma eficiente Os vasos de pressão podem ser também geminados quando duas ou mais unidades permanecem unidas formando uma única peça Essa disposição se torna mais econômica para a indústria e oferece vantagens principalmente no momento em que a pressão do lado convexo do tampo intermediário é controlada Mesmo que certos gases e fluidos necessitem de condições especiais para um perfeito escoamento o vaso esférico se mostra o mais ideal de todos Por conta de seu formato ele pode ter uma parede com menor espessura sendo mais leve e possibilitando que a pressão e o volume tenham condições iguais Figura 02 Vaso de Pressão 02 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1217 Fonte httpswwwksteelcombrproduto01php acesso em 200923 Há também os vasos de formato de cone muito usados para unir duas unidades de diferentes espessuras Também é muito útil para escoar fluidos muito viscosos que normalmente ocasionam muitas perdas em vasos de pressão de outros formatos Seja qual for o tipo ou maneira de instalação o projeto de cada unidade precisa ser resistente às pressões tanto externas quanto internas O modelo deve ser escolhido de acordo com o produto a ser escoado bem como a intensidade da compressão Seu uso de uma maneira geral é mais frequente em refinarias químicas e petroquímicas Normalmente são fabricados em aço carbono nas variedades A36 A283C A5156070 ou A5166070 É comum encontrar unidades feitas também em aço inox AISI 304 304L ou 316L Algumas delas também são fabricadas em ligas especiais No próximo tópico você saberá mais sobre suas formas de utilização UTILIZAÇÃO DOS VASOS DE PRESSÃO Como mencionado anteriormente os vasos de pressão são facilmente encontrados em empresas do setor químico e petroquímico No entanto indústrias de outros setores também necessitam usálos nas suas atividades diárias Ramos de atuação como o farmacêutico alimentar açúcar e álcool também devem contar com esse recurso bem como qualquer setor que precise acomodar e escoar gases ou fluidos Os vasos de pressão podem ser úteis em todo o processo industrial ou em uma parte dele somente Em alguns momentos apenas uma atividade necessita deles mas mesmo assim devem ser utilizados pois tratase de um mecanismo não só de facilitação mas também de segurança O texto abordará isso mais detalhadamente mais adiante Eles precisam ser utilizados de forma contínua sem paradas nem para manutenção Um único dia em que não funcionem seja por falha ou para seu conserto geralmente provoca um alto prejuízo para a corporação Como lidam também com materiais bastante tóxicos que necessitam de todos os cuidados possíveis para manipulação seu uso deve seguir todas as normas e testes que a legislação brasileira estabelece Entre essas substâncias algumas são inflamáveis tóxicas ou até mesmo letais A partir do próximo tópico você saberá mais sobre todas essas regulamentações Quais equipamentos e documentos são necessários para o funcionamento de um vaso de pressão Como um instrumento que manipula todos os tipos de gases e fluidos e vital para o funcionamento de uma indústria algumas obrigações precisam ser realizadas para a instalação e funcionamento de um vaso Isso deve ser feito em qualquer tipo de empresa que conte com uma ou mais unidades em suas instalações Primeiramente o texto abordará os equipamentos e cuidados que devem ser tomados nesses momentos O ponto de fixação nunca pode ser único Antes de soltar ou simplesmente folgar qualquer uma de suas conexões o vaso de pressão deve estar despressurizado Para isso é mais seguro abrir uma válvula de purga do sistema até que não haja mais pressão A leitura do manômetro é importante mas a segurança de toda a equipe que trabalha nos setores diretamente envolvidos com essa substância é ainda mais fundamental Figura 03 Vaso de Pressão 03 Fonte httpswwwjvdengenhariacombrcursosnr13caldeiraevasodepressaoetubulacoes Acesso em 20092023 Alguns instrumentos são essenciais para o funcionamento de um vaso e o uso é obrigatório 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1317 Diariamente a pressão deve ser verificada bem como as condições de operação O que regulamenta isso e deve servir de parâmetro é a placa de identificação que deve estar sempre afixada ao vaso Todas as unidades devem ter um livro de registro de segurança Nele todas as ocorrências devem ser registradas como inspeções manutenções troca de quaisquer peças enfim tudo o que acontece Vale lembrar que todos os reparos ou soldas nas partes pressurizadas do vaso de pressão devem ser realizados por um profissional especializado ou o próprio fabricante Para isso deve ser feito anteriormente um projeto denominado PAR Projeto de Alteração ou Reparo É indispensável realizar uma manutenção todos os anos Na inspeção interna periódica todas as válvulas de descarga devem ser desmontadas vistoriadas e calibradas Lembrando que todos os procedimentos de segurança são estabelecidos pela NR13 Norma Regulamentadora 13 Além do livro de ocorrências e da placa que deve ser sempre instalada no vaso de pressão é fundamental também que haja um prontuário que pode ser fornecido pelo próprio fabricante ou reconstituído Os relatórios de inspeção também devem estar sempre disponíveis A falta de qualquer um desses itens assim como a de manutenção regular estabelecido pela lei está sujeita a multas de diversos valores variando entre R 400 e R 20 mil Em alguns casos pode até mesmo ocorrer o embargo ou interdição do vaso acarretando prejuízos ainda maiores para a empresa A seguir você saberá mais sobre a NR 13 já mencionada nesta unidade e que regulamenta a instalação e funcionamento de um vaso de pressão IMPORTÂNCIA DA NR 13 PARA OS VASOS DE PRESSÃO Figura 04 Vaso de Pressão 04 Fonte httpseadfoxtreinamentoscomproductnr13vasosdepressaoreciclagem8h3 Acesso em 20092023 A Norma Regulamentadora foi aprovada pela Portaria nº 3214 de 8 de junho de 1978 do Ministério do Trabalho e Emprego MTE Importante para a instalação e funcionamento dos vasos na indústria ela regulamenta os requisitos mínimos para isso não apenas nesses equipamentos como também em caldeiras a vapor Também tem sua importância em tubulações de interligação Dentre as funções da lei destacamse além de instalação e operação a inspeção habitual e manutenção em caso de qualquer problema Também é importante para oferecer as condições ideais de trabalho para todos os colaboradores que de uma forma ou de outra precisam realizar atividades relacionadas aos vasos de pressão e às substâncias que passam por eles A NR 13 classifica os vasos de acordo com os seus fluidos e gases da seguinte maneira Classe A Combustíveis em geral inflamáveis acetileno hidrogênio e tóxicos Classe B Todas as substâncias cuja temperatura não ultrapasse 200 graus Celsius Classe C Vapor de água ar simples e ar comprimido e gás asfixiante Classe D Todos os gases e fluidos que não estão listados nas categorias anteriores Todas as caldeiras que acumulam vapor seja qual for a fonte de energia utilizada são regidas por essa norma regulamentadora As tubulações também são controladas por ela 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1417 Como você pôde perceber pela classificação os vasos de pressão não são iguais e por isso alguns aspectos são analisados pela lei separadamente A inspeção é no mínimo anual mas pode ser mais frequente dependendo do tipo de equipamento Os principais requisitos que determinam essa periodicidade são o tipo de fluido comportado pelo equipamento além de seu estado geral Os itens que mais contribuem para a falta de segurança na empresa principalmente para seus colaboradores são Falta de uso de equipamentos imprescindíveis para o bom funcionamento do vaso de pressão como iluminação identificação inspeção de rotina e ventilação Falta de válvula de segurança Falta do manômetro responsável por medir a pressão no equipamento Falta de instruções que detalham as medidas a serem tomadas em caso de qualquer urgência como acidentes Deve haver mais de uma saída de emergência que devem ser sinalizadas e amplas possibilitando a evacuação A NR 13 é tão importante que combate verdadeiros desastres nas indústrias como vazamentos e explosões evitando acidentes e até mortes Também evita danos ao meio ambiente uma vez que se lida com substâncias tóxicas durante todo esse processo Além disso a norma prevê que todos os colaboradores que trabalham com vasos de pressão devem ser devidamente treinados e participarem de cursos de atualização da NR 13 que existem desde 1995 Como você viu ao longo deste texto os vasos de pressão são equipamentos importantes pois deles dependem o escoamento de inúmeras substâncias Porém todos os cuidados devem ser feitos primeiramente para evitar prejuízos para a companhia e claro garantir a integridade de todas as pessoas envolvidas nesse processo FONTE TORINO SOLUZIONI AMBIENTALI Rio de Janeiro O que são vasos de pressão e como são classificados Disponível em httpwwwtsambientalicombroquesaovasosdepressao ecomosaoclassificados Acesso em 20 out 2023 O estudo da resistência dos materiais é importante pois é com ele que aprendemos a avaliar e calcular um diâmetro de um eixo para trabalhar com segurança saber qual o melhor perfil de uma viga pra suportar um telhado de um galpão ou mesmo para fabricar a base de uma torre saber quando de força um cabo suporta e em que condições ele vai suportar essa força A resistência dos materiais é um estudo muito fascinante e envolvente porém para compreender tudo isso devemos nós dedicar a esse novo aprendizado e procurar estudar o máximo possível para dominar esse mundo de cálculos propriedades e avaliações dimensionais É de fundamental importância que os materiais sejam estudados e testados para que se possa fazer análises das suas reações em função dos fenômenos mecânicos térmicos químicos e físicos que podem ocorrer Seja em vigas telhados lajes máquinas ferramentas equipamentos tubulações ou até mesmo instalações cada item dependendo da sua aplicação depende de um cálculo para analisar quanto a estrutura suporta o que será possível fazer e de que maneira a carga poderá ser distribuída e quais alterações podem ser feitas para melhorar a aplicabilidade daquilo que está sendo avaliado Procure estudar bastante o conteúdo desta matéria e ficar atento a diversas notícias veiculadas em mídias sociais jornalismo rádiotelecomunicação entre outros a respeito da mesma O conhecimento deste tema é de suma importância na correta aplicação dos métodos e procesoss nas áreas de atuações indispensáveis ao planejamento projeto e operação das atividades O conhecimento deste tema é de suma importância na correta aplicação dos métodos e procesoss nas áreas de atuações indispensáveis ao planejamento projeto e operação das atividades 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1517 1 Qual é a principal função de um vaso de pressão em projetos de engenharia civil A Armazenar líquidos corrosivos B Controlar a pressão em sistemas de aquecimento C Armazenar água potável D Realizar tratamento de esgoto E Suportar cargas verticais em pontes 2 Quais são os principais tipos de vasos de pressão utilizados em engenharia civil A Vasos cilíndricos e vasos esféricos B Vasos retangulares e vasos ovais C Vasos de pressão de alta e baixa tensão D Vasos de pressão de aço e ferro fundido E Vasos de pressão internos e externos 3 Qual é o código de projeto mais utilizado para a construção de vasos de pressão em engenharia civil A Código de Trânsito Brasileiro B Código de Defesa do Consumidor C ASME Boiler and Pressure Vessel Code D Código de Obras Municipais E Normas ISO 4 O que é o teste hidrostático em vasos de pressão A Um teste de resistência à corrosão B Um teste de resistência à tração C Um teste de vazamento de fluidos D Um teste de pressurização a frio E Um teste de resistência à compressão 5 O que é o limite de projeto MAWP em um vaso de pressão A A máxima pressão que o vaso pode suportar em qualquer condição B A pressão mínima permitida durante a operação do vaso C A pressão máxima permitida durante a operação normal do vaso D A pressão máxima permitida apenas durante testes de pressão E A pressão máxima permitida somente em situações de emergência 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1617 Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Sugestão de artigos trabalhos acadêmicos e sites interessantes sobre vasos de Pressão httpswwwtfsheatcomunderstandingmaximumallowableworkingpressuremawp httpwwwsegurancanotrabalhoengbrmanuaistecnicosmanualcaldeiraspdf httpstercalcombrclassificacaodevasosdepressaonr13 httpsprojetecnoengbrvasosdepressaooquesao httpsrepositoriounespbrbitstreamhandle11449156971000906251pdfsequence1isAllowedy Playlist Youtube sobre vasos de pressão httpswwwyoutubecomwatchv1FKgWen2JM httpswwwyoutubecomwatchv9CN8dfNEnMc httpswwwyoutubecomwatchvSuIpAPSpRts httpswwwyoutubecomwatchappdesktopvx4Fzxsn2pPw httpswwwyoutubecomwatchvSvPladzdEU HIBBELER RC Resistência dos Materiais 2007 Ed Pearson BEER Ferdinand JOHNSTON E Russell Resistência dos Materiais Mc Graw Hill GERE James M Mecânica dos Materiais Editora Cengage Learning TIMOSHENKO Stephen GERE James Mecânica dos Sólidos vol 1 LTC editora UGURAL Ansel C Mecânica dos Materiais LTC Livros Técnicos e Científicos Editora SA POPOV Egor Paul Resistência dos Materiais PHB editora SHAMES Mecânica dos Sólidos JAMES M GERE e BARRY J GOODNO Mechanics of Materials 2009 1 Gabarito B Controlar a pressão em sistemas de aquecimento Justificativa Os vasos de pressão são frequentemente utilizados em sistemas de aquecimento para controlar a pressão e a temperatura dos fluidos garantindo um funcionamento seguro e eficiente 2 Gabarito A Vasos cilíndricos e vasos esféricos Justificativa Os vasos de pressão mais comuns em engenharia civil são os cilíndricos e esféricos devido à sua capacidade de suportar pressões internas de forma eficiente e segura 3 Gabarito C ASME Boiler and Pressure Vessel Code 25092023 2319 UA8 VASOS DE PRESSÃO httpsavadigitalcsccombrmodbooktoolprintindexphpid125940 1717 Justificativa O ASME Boiler and Pressure Vessel Code é amplamente reconhecido e utilizado em todo o mundo como referência para a construção e inspeção de vasos de pressão 4 Gabarito C Um teste de vazamento de fluidos Justificativa O teste hidrostático envolve a pressurização do vaso com água para verificar se há vazamentos ou falhas estruturais que possam comprometer a segurança do equipamento 5 Gabarito C A pressão máxima permitida durante a operação normal do vaso Justificativa O MAWP Maximum Allowable Working Pressure é a pressão máxima que um vaso de pressão pode suportar de forma segura durante a operação normal de acordo com as especificações de projeto e os códigos aplicáveis