Dimensionamento-vaso-de-pressão-asme-viii-1.xls 2j63j
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CÁLCULO DE VASO DE PRESSÃO
CÓDIGO ASME
VIII DIV 1 DE 2004 - Por Alexandre Esteves - Petrobras 1) IDENTIFICAÇÃO DO EQUIPAMENTO SERVIÇO:
TORRE CATALIZADORA
UNIDADE:
U-340
TAG:
V-3404
Nº DESENHO: DATA:
7/5/2007
2) DADOS INICIAIS DE ENTRADA Diametro interno (mm)
590
Pressão de Projeto (kgf/cm2)
12.2
Temperatura de Projeto (ºC)
40
Sobrespessura Corrosão (mm)
3.2
Eficiência de Junta
0.85
Tensão issível frio Sc (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
970.26
Tensão issível quente Sh (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
970.26
T de Escoamento à temp teste Sy (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
2109.3
Densidade do Fluido
1
Nível max de operação (mm)
1475
(se vaso horiz = diametro)
Comprimento entre tangentes (m)
6
Altura do tampo h (mm)
648
Flanges - Classe de Pressão
150#
Flanges - Material Grupo Flanges - PMA38ºC (bar)
1.1 (ASME
19.6
(bar)
17.9
b16.5)
Flanges - PMATEMP DE PROJ (ASME b16.5)
ASME 16.5 3) CALCULO DA ESPESSURA MÍNIMA REQUERIDA 3.1) CÁLCULO P = h/10 P Costado
0.0827
P Tampo inferior
0.1475
No caso de vasos horizontais P será o mesmo para todos componentes
3.2) CÁLCULO DAS ESPESSURAS MÍNIMAS(mm) Mínima pela N-253 t requerida
6.2900
CASCO*
Tampo superior
Tampo Inferior
7.6812
7.6178
7.6713
22.2
22.2
22.2
t comercial
*Maior valor entre as fórmulas de cálculo de espessura devido a tensão longitudinal e tensão circunferencial
4) CÁLCULO DAS PRESSÕES MAXIMAS (kgf/cm²) CASCO PMA (kgf/cm²)
59.3825
NF
CASCO
CQ
50.0949
TAMPO SUP NF 61.6002
TAMPO SUP TAMPO INF TAMPO INF FLANGES Q CQ NF CQ 52.2149
61.6002
52.2149
18.2529
5) CÁLCULO DA PMTA DO EQUIPAMENTO (CQ) PMA CQ
P
PMA CQ - P
TAMPO SUP
52.2149
0.0000
52.2149
TAMPO INF
52.2149
0.1475
52.0674
CASCO
50.0949
0.0827
50.0122
FLANGES
18.2529
NA
18.2529
PMTA DO EQUIP CQ
18.3
6) CALCULO DA PRESSÃO DE TESTE HIDROSTÁTICO PTH 6.1) PRESSÃO DE TESTE PADRÃO (VASO CORROIDO) PTP = PMA DO EQUIP CQ x 1,5 x (Sc/Sh) * PTP (kgf/cm²)
27.3794
FLANGES
LIMITADO POR
*No caso dos FLANGES serem o limitante, a PTP será igual a 1,5 x PMA(na temp de projeto) e não será necessário cálculo da P TA 6.2) PRESSÃO DE TESTE ALTERNATIVO PTA
1,3 x PMA NF
P liq de teste
P liq de teste horiz.
1,3PMA NF P
1,3PMA NF P HORIZ
TAMPO SUP
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
TAMPO INF
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
CASCO
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
PTA
PTA HORIZ.
OK! PTA>PTP então PTH=PTA
Se PTA
6.2.1) NO CASO DE PTH = PTA 6.2.1.1) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO RESULTANTE
CASCO
PTA+P liq de teste
TENSÃO RESULT.
0,8Sy
TENSÃO RESULT < 0,8Sy
0.0000
0.0000
1687.4400
OK
SE PARA UM DOS COMPONENTES 0,8Sy < TENSÃO RESULT. ADOTAR TENSÃO RESULT = 0,8Sy E CALCULAR NOVA PRESSÃO DE TESTE (ABAIXO)
0,8Sy (issível)
NA
PRESSÃO CORRESP. P = PTH+P liq de teste
0.00
PTH(LIMITADA A Verificação PTH(limitada a 0,8Sy) 1,3 0,8Sy)
0.00
ENTÃO PTH
PMA CQ
OK!
kgf/cm²
CASO TENSÃO RESULTANTE > 0,8 SY , A PRESSÃO DE TESTE DEVERÁ SER LIMITADA A 0,8 SY DESDE QUE PTH(LIMITADA A 0,8Sy) ≥ 1,3 X PMA CQ 6.2.1.2) COMPARAÇÃO ENTRE PTA/TN E PTP/TC SE PTA/TN > PTP/TC OK! SE PTA/TN < PTP/TC DEVE-SE ESCOLHER OUTRA ESPESSURA PARA O COMPONENTE CRÍTICO
PTA/TN
PTP/TC
#VALUE!
#N/A #VALUE!
#VALUE!
31.5
PTA/TN
PTP/TC
#VALUE!
#VALUE!
#VALUE!
6.3) VERIFICAÇÃO FLANGES
FLANGES
CLASSE
MATERIAL GRUPO
PMA38ºC (BAR)
150#
1.1
19.6
PTf =Ptflange-(P liq teste)
PTf =
Ptflange = 1,5 X PMA38ºC BAR 29.4
PSI 426.4
ARRENDONDAMENTO P/ CIMA MULTIPLO DE 25 PSI
450.0
31.638 kgf/cm²
CASO PTf
27.3794 kgf/cm²
LIMITADA:
FLANGES
PRESSÃO DE TESTE HIDROST NF
31.6381 kgf/cm²
LIMITADA:
FLANGES
kgf/cm²
LIMITADA:
TAMPO INF
PRESSÃO DE TESTE HIDROST NF NA POSIÇÃO HORIZONTAL *Pressões aplicadas no Topo do Equipamento
7) CÁLCULO DO PESO PESO (kg)
VOLUME (m³)
PESO CHEIO DÁGUA (kg)
CILINDRO
2.0
0.0
3.7
TAMPO SUPERIOR
94.4
0.0
134.7
TAMPO INFERIOR
94.4
0.0
134.7
BOCAIS
693.7
26.7
27436.2
ESPESSURA (mm)
PESO(kg)
ISOLAMENTO
25
296.2
PESO(KG)
ORIOS* plataformas escadas c/ guarda TABELA DE corpo ESTIMATIVA PARA CÁLCULO escadas s/ guarda corpo DO PESO
TOTAL
171 kg/m² 37 kg/m 15 kg/m
fire proofing
146,5 kg/m²
PESO (kg)
VOLUME (m³)
PESO CHEIO DÁGUA (kg)
PESO OPERAÇÃO (kg)
1180.7
0.1
569.4
404481.8
8) CALCULO DO MOMENTO NA BASE E NA LINHA DE TANGENCIA INFERIOR 8.1) Cálculo da Pressão Dinâmica devido ao Vento
Vo(m/s) - velocidade básica do vento Figura 1 - Isopletas NBR 6123 S1 Fator topográfico / local plano
S2 =Fator de rugosidade / tabela I local área industrial / Categoria IV equipamento Classe B / entre 20 e 50 m de altura
S3 Fator estatístico
30.00 1.00 0.76
(entre 0 e 5 m)
0.83
(entre 5 e 10 m)
0.88
(entre 10 e 15 m)
0.91 0.96 0.99 1.02
(entre 15 e 20 m) (entre 20 e 30 m) (entre 30 e 40 m) (entre 40 e 50 m)
1.00 Velocidade do vento corrigida
Vk5 22.8
Vk10 24.9
Vk15 26.4
Vk = Vo.S1.S2.S3 (m/s)
Vk20 27.3
Vk30 28.8
Vk40 29.7
Vk50 30.6
q30 51.89
q40 55.18
q50 58.58
15-20 m
20-30 m
30-40 m
40-50 m
10-15 m
15-20 m
20-30 m
30-40 m
40-50 m
Pressão dinâmica q (kgf/m²) 32.52 38.79 43.60 46.62 51.89 55.18 58.58
Força devido Vento (kgf)
Pressão Dinâmica do vento q (kgf/m²)
q5 32.52
q10 38.79
q15 43.60
q20 46.62
8.2) Calculo dos Momentos 8.2.2) Dados de Entrada
Comprimento entre tangentes Altura da saia Diametro externo (incluindo isolamento)
0.006 1.525 2.553 Plataformas
Nivel quantidade
0-5 m
Nivel quantidade comprimento
0-5 m
5-10 m
1 5
1 4
5-10 m
10-15 m
2 Escadas
Área (m²) 0-5 m 5-10 m 10-15 m 15-20 m 20-30 m 30-40 m 40-50 m
3.908643 0 0 0 0 0 0
Área órios (m²) 1 2.8 0 0 0 0 0
159.6 108.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 SOMATÓRIO
Momento (na base) (kgf.m) 122.2 543.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 665.2
Momento ( na linha tg) (kgf.m)
0.5 377.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 377.9
9) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO LONGITUDINAL Dsk tsk
2475 12.5
9.1) TENSÃO LONGITUDINAL NA BASE MONTAGEM kgf/cm²
TESTE kgf/cm²
OPERAÇÃO kgf/cm²
Tensão Logitudinal devido ao vento SV= 4M/.D²sk.tsk
1.1
1.1
1.1
Tensão Logitudinal devido ao peso SW = W/.Dsk.tsk
1.2
0.6
416.2
TOTAL NA BASE LADO VENTO
-0.1
0.5
-415.1
TOTAL NA BASE LADO PROTEGIDO
-2.3
-1.7
-417.3
9.2) TENSÃO LONGITUDINAL NA TANGENTE INFERIOR MONTAGEM kgf/cm² Tensão Logitudinal devido a pressão SP= P(R-0,4.t)/(2.t.E) Tensão Logitudinal devido ao vento SV= 4M/.D².t Tensão Logitudinal devido ao peso SW = W/.D.t
TESTE kgf/cm²
OPERAÇÃO kgf/cm²
207.1
92.270526316
6.2
6.2
6.2
2.9
2.5
983.0
TOTAL NA TG LADO VENTO
3.4
210.8
-884.5
TOTAL NA TG LADO PROTEGIDO
9.1
198.4
-896.9
9.3) TENSÃO LONGITUDINAL ISSÍVEL TLA SERÁ O MENOR VALOR ENTRE: 1- Tensão máxima issível pelo código (Seção II parte D) na condição de projeto S (kgf/cm²)
970.26
2- Achar valor de B ( tensão longitudinal) com segue: Ro raio externo do costado (mm)
317.2
t espessura mín req do costado
7.7
A=0,125/(Ro/t)
0.0030
Entre com valor de A e a Temperatura de projeto no grafico do material(seção II parte D Subparte 3) do costado e ache o valor de B B (psi) B (kgf/cm²)
12800 899.93
MENOR VALOR ENTRE 1) E 2) TLA
899.93
9.4) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO LOGITUDINAL TLA DEVERÁ SER MAIOR DO QUE OS VALORES CALCULADOS DE TENSÃO NA TANGENTE INFERIOR OK! TLA>TTG TLA DEVERÁ SER MAIOR DO QUE OS VALORES CALCULADOS DE TENSÃO NA BASE
OK! TLA>TBASE
8) CÁLCULO DE BOCAIS Identificação Material TUBO
PSV 6"
SAIDA DE PROD 6"
RESERVA 3"
BOCA DE VISITA 20"
BOCA DE LIMP 20"
dreno 6"
A106
A106
A106
A106
A106
A106
6" SCH 1606" SCH 1603" SCH 16020" SCH 4020" SCH 40 6" SCH 80
Dext (mm)
168.3
168.3
88.9
508
508
168.3
Espessura (SCH) (mm)
18.26
18.26
11.13
15.09
15.09
10.97
Comprimento do bocal
250
250
250
250
250
250
PESO
32.4
32.4
11.1
179.4
157.5
27.5
VOLUME
2.2
2.2
0.7
5.8
5.8
1.4
SCH x 0,875 (tolerância de fabricação)
15.98
16.0
9.7
13.2
13.2
9.6
Rn =(Dext - 2.SCH.0,875)/2 +C
71.4
71.4
37.9
244.0
244.0
77.8
1054.64
1054.64
970.25
970.25
970.25
970.25
Sn - Tensão issível na temp de projeto Local de instalação do bocal
TAMPO SUP TAMPO SUP CASCO
TAMPO SUP CASCO
TAMPO INF
Verificação da espessura mínima do bocal pela UG-45 UG-45(a) trn espessura requerida trn = PRn/(SnE - 0,6P) + C
4.4
4.4
3.9
7.8
7.8
4.7
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
UG-45(b4) trn espessura do bocal STD ASME B36.10 (STD x 0,875) + C
9.42
9.4
8.0
11.5
11.5
9.4
A mín espessura do bocal será o maior valor entre: UG-45(a) e o menor valor entre UG-45(b1) e UG-45(b4)
7.0
7.0
7.0
7.8
7.8
7.0
A espessura(SCH) escolhida (CÉLULA E6) atenderá se for maior do que o valor acima (CÉLULA E17)
OK
OK
OK
OK
OK
OK
te espessura da chapa de reforço
22.2
22.2
22.2
22.2
22.2
22.2
Diâmetro ext do reforço
250.0
250.0
130.0
850.0
750.0
270.0
Sr Tensão issível do reforço
UG-45(b1) tr espessura do componente com E=1 tr = PR/(SE - 0,6P) + C
REFORÇO DO BOCAL
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
h Projeção do bocal para o interior
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
leg (altura solda)
10.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
t espessura do componente comercial - corrosão
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
tn espessura do bocal escolhido - corrosão Limite paralelo a parede do vaso maior entre: d=2Rn ou Rn+tn+t (mm) Limite vertical a parede do vaso menor entre: ou 2,5tn+te O diâmetro do reforço escolhido deverá que 2 x limite paralelo
2,5t ser ≤ do
15.1
15.1
7.9
11.9
11.9
7.8
142.7
142.7
75.8
488.0
488.0
155.5
47.5
47.5
42.0
47.5
47.5
41.6
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Sv Tensão issível do componente fr1 = fr2 = Sn/Sv fr3 = menor valor entre Sn/Sv e Sr/Sv fr4 = Sr/Sv dn= 2.Rn
970.3 1.1 1.0 1.0 142.7
970.3 1.1 1.0 1.0 142.7
970.3 1.0 1.0 1.0 75.8
970.3 1.0 1.0 1.0 488.0
970.3 1.0 1.0 1.0 488.0
970.3 1.0 1.0 1.0 155.5
Área requerida de reforço (mm²) A = dn.tr + 2.tn.tr.(1-fr1)
526.1
526.1
288.4
1832.1
1856.3
590.9
Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A43
3455.4
3346.7
1438.0
7870.7
7846.5
2608.1
A1 é o maior valor entre: dn.(E1.t-tr) - 2.tn(E1.t-tr)(1-fr1) 2(t+tn)(E1t-tr)-2tn(E1t-tr)(1-fr1)
2216.2
2216.2
1152.2
7439.8
7415.6
2363.7
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1130.5
1130.5
285.8
430.9
430.9
244.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
108.7 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
A1
2216.2
2216.2
1152.2
7439.8
7415.6
2363.7
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1426.2
1426.2
605.9
688.5
688.5
523.7
0.0 10.0 10.0 0.0 1712.4
0.0 0.0 0.0 0.0 1712.4
0.0 0.0 0.0 0.0 850.6
0.0 0.0 0.0 0.0 7508.6
0.0 0.0 0.0 0.0 5288.6
0.0 0.0 0.0 0.0 2196.8
5374.8
5354.8
2608.7
15636.9
13392.7
5084.2
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
5(tn-trn)fr2.tn
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr2 A43 = leg² . fr2 Avaliação da Área de Reforço Disponível se : A
OK! Caso contrário calcular Anel de Reforço
2(tn-trn)(2,5tn+te)fr2
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr3 A42 = leg² . fr4 A43 = leg² . fr2 A5 = (Dp-dn-2tn)te.fr4 Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A42+A43+A5 Avaliação da Área de Reforço Disponível com Anel se :
A
de Reforço OK! contrário Redimensionar Anel de Reforço
Anel Caso
8) CÁLCULO DE BOCAIS Identificação Material TUBO
ENT DE CARGA 6"
RESPIRO NA SAIA 4"
BOCAL DE O 20"
AGEM 10"
A106
A106
A106
A106
6" SCH 160 4" SCH 8020" SCH STD 10" SCH 40 std 1" SCH 80 1" SCH 80
Dext (mm)
168.3
114.3
508
273
33.4
33.4
Espessura (SCH) (mm)
18.26
8.56
9.53
9.27
4.55
4.55
Comprimento do bocal
250
250
250
250
250
250
Peso
32.4
15.2
151.6
50.8
1.8
1.8
Volume
2.2
0.7
3.7
1.9
0.1
0.1
SCH x 0,875 (tolerância de fabricação)
16.0
7.5
8.3
8.1
4.0
4.0
Rn =(Dext - 2.SCH.0,875)/2 +C
71.4
52.9
248.9
131.6
15.9
15.9
970.25
970.25
Sn - Tensão issível na temp de projeto
970.25
CASCO
Local de instalação do bocal
970.25
CASCO
970.25
CASCO
970.25
CASCO
TAMPO SUP TAMPO SUP
Verificação da espessura mínima do bocal pela UG-45 UG-45(a) trn espessura requerida trn = PRn/(SnE - 0,6P) + C
4.6
4.2
7.9
5.7
3.5
3.5
UG-45(b1) tr espessura do componente com E=1 tr = PR/(SE - 0,6P) + C
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
UG-45(b4) trn espessura do bocal STD ASME B36.10 (STD x 0,875) + C
9.42
9.4
8.0
11.5
11.5
9.4
A mín espessura do bocal será o maior valor entre: UG-45(a) e o menor valor entre UG-45(b1) e UG-45(b4)
7.0
7.0
7.9
7.0
7.0
7.0
A espessura(SCH) escolhida (CÉLULA E6) atenderá se for maior do que o valor acima (CÉLULA E17)
OK
OK
OK
OK
ESCOLHER OUTRO SCH
ESCOLHER OUTRO SCH
22.2
22.2
970.3
REFORÇO DO BOCAL te espessura da chapa de reforço
22.2
22.2
22.2
22.2
Diâmetro ext do reforço
250.0
180.0
800.0
400.0
Sr Tensão issível do reforço
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
h Projeção do bocal para o interior
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
leg (altura solda)
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
t espessura do componente comercial - corrosão
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
tn espessura do bocal escolhido - corrosão
15.1
15.1
7.9
11.9
11.9
7.8
142.7
105.7
497.7
263.2
46.8
42.7
47.5
47.5
42.0
47.5
47.5
41.6
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Limite paralelo a parede do vaso maior entre: d=2Rn ou Rn+tn+t (mm) Limite vertical a parede do vaso menor entre: ou 2,5tn+te
2,5t
O diâmetro do reforço escolhido deverá ser ≤ do que 2 x limite paralelo Sv Tensão issível do componente
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
fr1 = fr2 = Sn/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
fr3 = menor valor entre Sn/Sv e Sr/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
fr4 = Sr/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
dn= 2.Rn
142.7
105.7
497.7
263.2
31.8
31.8
Área requerida de reforço (mm²) A = d.tr + 2.tn.tr.(1-fr1)
543.0
402.1
1893.3
1001.1
119.5
119.5
Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A43
3300.9
2764.8
7790.1
4657.3
1730.7
1206.3
A1 é o maior valor entre: dn.(E1.t-tr) - 2.tn(E1.t-tr)(1-fr1) 2(t+tn)(E1t-tr)-2tn(E1t-tr)(1-fr1)
2169.2
1606.5
7563.5
3999.3
941.9
816.3
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1031.7
1058.3
126.7
558.0
688.8
290.1
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
A1
2169.2
1606.5
7563.5
3999.3
941.9
816.3
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1301.7
1335.1
268.5
891.7
1100.8
621.6
0.0 10.0 10.0 10.0 1712.4
0.0 10.0 10.0 10.0 980.3
0.0 10.0 10.0 10.0 6358.4
0.0 10.0 10.0 10.0 2509.5
0.0 10.0 10.0 10.0 -1234.7
0.0 10.0 10.0 10.0 -1051.8
5213.2
3952.0
14220.4
7430.5
837.9
416.1
5(tn-trn)fr2.tn
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr2 A43 = leg² . fr2 Avaliação da Área de Reforço Disponível se : A
OK! Caso contrário calcular Anel de Reforço
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr3 A42 = leg² . fr4 A43 = leg² . fr2 A5 = (Dp-dn-2tn)te.fr4 Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A42+A43+A5
2(tn-trn)(2,5tn+te)fr2
TUBO
Dext
T
std
150#
300#
33.40 33.40 33.4 48.3 48.30 48.3 60.3 60.3 60.3 88.9 88.9 88.9 88.9 114.3 114.3 114.3 114.3 114.3 168.3 168.3 168.3 168.3 168.3 219.1 219.1 219.1 219.1 219.1 219.1 219.1 219.1 273 273 273 273 273 273 273 273 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 323.8 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 355.6 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 406.4 457 457.00 457 457 457 457 457 457 457 457 457 457 508 508 508 508 508 508 508 508 508 508 508 508 559 559 559 559 559 559 559 559 559 559 559 610 610 610 610 610 610 610 610 610 610 610 610 762 762 762 762 762
4.55 6.35 9.09 5.08 7.14 10.15 5.54 8.74 11.07 6.02 7.62 11.13 15.24 6.02 8.56 11.13 13.49 17.12 7.11 10.97 14.27 18.26 21.95 8.18 10.31 12.70 15.09 18.26 20.62 23.01 22.23 9.27 12.70 15.09 18.26 21.44 25.40 28.58 25.40 6.35 8.38 9.53 10.41 14.27 12.70 17.48 21.44 25.40 28.58 33.32 25.40 6.35 7.92 9.53 9.53 11.13 15.09 12.07 19.05 23.83 27.79 31.75 35.71 6.35 7.92 9.53 9.53 12.70 16.66 12.70 21.44 26.19 30.96 36.53 40.49 6.35 7.92 11.13 9.53 14.27 19.05 12.70 23.88 29.36 34.93 39.67 45.24 6.35 9.53 12.70 9.53 15.09 20.62 12.70 26.19 32.54 38.10 44.45 50.01 6.35 9.53 12.70 9.53 22.23 12.70 28.58 34.93 41.28 47.63 53.98 6.35 9.53 14.27 9.53 17.48 24.61 12.70 30.96 38.89 46.02 52.37 59.54 7.92 12.70 15.88 9.53 12.70
3.38 3.38 3.38
1.10 1.10 1.10
2.00 2.00 2.00
3.68 3.68 3.68 3.91 3.91 3.91 5.49 5.49 5.49 5.49 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02 7.11 7.11 7.11 7.11 7.11 8.18 8.18 8.18 8.18 8.18 8.18 8.18 8.18 9.27 9.27 9.27 9.27 9.27 9.27 9.27 9.27 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53 9.53
1.80 1.80 1.80 2.70 2.70 2.70 4.50 4.50 4.50 4.50 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 10.80 10.80 10.80 10.80 10.80 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 37.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 39.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 47.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 54.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 83.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 95.00 120.00 120.00 120.00 120.00 120.00
3.50 3.50 3.50 4.00 4.00 4.00 7.00 7.00 7.00 7.00 11.00 11.00 11.00 11.00 11.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 41.00 41.00 41.00 41.00 41.00 41.00 41.00 41.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 62.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 74.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 180.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 208.00 260.00 260.00 260.00 260.00 260.00
E131 1" SCH 80 1" SCH 160 1" SCH XXS 1 1/2" SCH 80 1 1/2" SCH 160 1 1/2" SCH XXS 2" SCH 80 2" SCH 160 2" SCH XXS 3" SCH 40 std 3" SCH 80 3" SCH 160 3" SCH XXS 4" SCH 40 std 4" SCH 80 4" SCH 120 4" SCH 160 4" SCH XXS 6" SCH 40 std 6" SCH 80 6" SCH 120 6" SCH 160 6" SCH XXS 8" SCH 40 std 8" SCH 60 8" SCH 80 8" SCH 100 8" SCH 120 8" SCH 140 8" SCH 160 8" SCH XXS 10" SCH 40 std 10" SCH 60 10" SCH 80 10" SCH 100 10" SCH 120 10" SCH 140 10" SCH 160 10" SCH XXS 12" SCH 20 12" SCH 30 12" SCH STD 12" SCH 40 12" SCH 60 12" SCH XS 12" SCH 80 12" SCH 100 12" SCH 120 12" SCH 140 12" SCH 160 12" SCH XXS 14" SCH 10 14" SCH 20 14" SCH 30 14" SCH STD 14" SCH 40 14" SCH 60 14" SCH XS 14" SCH 80 14" SCH 100 14" SCH 120 14" SCH 140 14" SCH 160 16" SCH 10 16" SCH 20 16" SCH 30 16" SCH STD 16" SCH 40 16" SCH 60 16" SCH XS 16" SCH 80 16" SCH 100 16" SCH 120 16" SCH 140 16" SCH 160 18" SCH 10 18" SCH 20 18" SCH 30 18" SCH STD 18" SCH 40 18" SCH 60 18" SCH XS 18" SCH 80 18" SCH 100 18" SCH 120 18" SCH 140 18" SCH 160 20" SCH 10 20" SCH 20 20" SCH 30 20" SCH STD 20" SCH 40 20" SCH 60 20" SCH XS 20" SCH 80 20" SCH 100 20" SCH 120 20" SCH 140 20" SCH 160 22" SCH 10 22" SCH 20 22" SCH 30 22" SCH STD 22" SCH 60 22" SCH XS 22" SCH 80 22" SCH 100 22" SCH 120 22" SCH 140 22" SCH 160 24" SCH 10 24" SCH 20 24" SCH 30 24" SCH STD 24" SCH 40 24" SCH 60 24" SCH XS 24" SCH 80 24" SCH 100 24" SCH 120 24" SCH 140 24" SCH 160 30" SCH 10 30" SCH 20 30" SCH 30 30" SCH STD 30" SCH XS
tabela de modulo de elasticidade para aços carbono C<0,3% temp em ºF temp em ºC -325 -198.30 -200 -128.90 -100 -73.30 70 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
6" SCH 160
E132 E133 E134 6" SCH 160 3" SCH 160 20" SCH 40
E135 20" SCH 40
E136 6" SCH 80
6" SCH 1604" SCH 8 20" S 10" SC 1" SCH 1" SCH 80
CÓDIGO ASME
VIII DIV 1 DE 2004 - Por Alexandre Esteves - Petrobras 1) IDENTIFICAÇÃO DO EQUIPAMENTO SERVIÇO:
TORRE CATALIZADORA
UNIDADE:
U-340
TAG:
V-3404
Nº DESENHO: DATA:
7/5/2007
2) DADOS INICIAIS DE ENTRADA Diametro interno (mm)
590
Pressão de Projeto (kgf/cm2)
12.2
Temperatura de Projeto (ºC)
40
Sobrespessura Corrosão (mm)
3.2
Eficiência de Junta
0.85
Tensão issível frio Sc (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
970.26
Tensão issível quente Sh (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
970.26
T de Escoamento à temp teste Sy (kgf/cm2) (ASME Seção II parte D)
2109.3
Densidade do Fluido
1
Nível max de operação (mm)
1475
(se vaso horiz = diametro)
Comprimento entre tangentes (m)
6
Altura do tampo h (mm)
648
Flanges - Classe de Pressão
150#
Flanges - Material Grupo Flanges - PMA38ºC (bar)
1.1 (ASME
19.6
(bar)
17.9
b16.5)
Flanges - PMATEMP DE PROJ (ASME b16.5)
ASME 16.5 3) CALCULO DA ESPESSURA MÍNIMA REQUERIDA 3.1) CÁLCULO P = h/10 P Costado
0.0827
P Tampo inferior
0.1475
No caso de vasos horizontais P será o mesmo para todos componentes
3.2) CÁLCULO DAS ESPESSURAS MÍNIMAS(mm) Mínima pela N-253 t requerida
6.2900
CASCO*
Tampo superior
Tampo Inferior
7.6812
7.6178
7.6713
22.2
22.2
22.2
t comercial
*Maior valor entre as fórmulas de cálculo de espessura devido a tensão longitudinal e tensão circunferencial
4) CÁLCULO DAS PRESSÕES MAXIMAS (kgf/cm²) CASCO PMA (kgf/cm²)
59.3825
NF
CASCO
CQ
50.0949
TAMPO SUP NF 61.6002
TAMPO SUP TAMPO INF TAMPO INF FLANGES Q CQ NF CQ 52.2149
61.6002
52.2149
18.2529
5) CÁLCULO DA PMTA DO EQUIPAMENTO (CQ) PMA CQ
P
PMA CQ - P
TAMPO SUP
52.2149
0.0000
52.2149
TAMPO INF
52.2149
0.1475
52.0674
CASCO
50.0949
0.0827
50.0122
FLANGES
18.2529
NA
18.2529
PMTA DO EQUIP CQ
18.3
6) CALCULO DA PRESSÃO DE TESTE HIDROSTÁTICO PTH 6.1) PRESSÃO DE TESTE PADRÃO (VASO CORROIDO) PTP = PMA DO EQUIP CQ x 1,5 x (Sc/Sh) * PTP (kgf/cm²)
27.3794
FLANGES
LIMITADO POR
*No caso dos FLANGES serem o limitante, a PTP será igual a 1,5 x PMA(na temp de projeto) e não será necessário cálculo da P TA 6.2) PRESSÃO DE TESTE ALTERNATIVO PTA
1,3 x PMA NF
P liq de teste
P liq de teste horiz.
1,3PMA NF P
1,3PMA NF P HORIZ
TAMPO SUP
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
TAMPO INF
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
CASCO
0.0000
0.0000
0.0590
0.0000
-0.0590
PTA
PTA HORIZ.
OK! PTA>PTP então PTH=PTA
Se PTA
6.2.1) NO CASO DE PTH = PTA 6.2.1.1) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO RESULTANTE
CASCO
PTA+P liq de teste
TENSÃO RESULT.
0,8Sy
TENSÃO RESULT < 0,8Sy
0.0000
0.0000
1687.4400
OK
SE PARA UM DOS COMPONENTES 0,8Sy < TENSÃO RESULT. ADOTAR TENSÃO RESULT = 0,8Sy E CALCULAR NOVA PRESSÃO DE TESTE (ABAIXO)
0,8Sy (issível)
NA
PRESSÃO CORRESP. P = PTH+P liq de teste
0.00
PTH(LIMITADA A Verificação PTH(limitada a 0,8Sy) 1,3 0,8Sy)
0.00
ENTÃO PTH
PMA CQ
OK!
kgf/cm²
CASO TENSÃO RESULTANTE > 0,8 SY , A PRESSÃO DE TESTE DEVERÁ SER LIMITADA A 0,8 SY DESDE QUE PTH(LIMITADA A 0,8Sy) ≥ 1,3 X PMA CQ 6.2.1.2) COMPARAÇÃO ENTRE PTA/TN E PTP/TC SE PTA/TN > PTP/TC OK! SE PTA/TN < PTP/TC DEVE-SE ESCOLHER OUTRA ESPESSURA PARA O COMPONENTE CRÍTICO
PTA/TN
PTP/TC
#VALUE!
#N/A #VALUE!
#VALUE!
31.5
PTA/TN
PTP/TC
#VALUE!
#VALUE!
#VALUE!
6.3) VERIFICAÇÃO FLANGES
FLANGES
CLASSE
MATERIAL GRUPO
PMA38ºC (BAR)
150#
1.1
19.6
PTf =Ptflange-(P liq teste)
PTf =
Ptflange = 1,5 X PMA38ºC BAR 29.4
PSI 426.4
ARRENDONDAMENTO P/ CIMA MULTIPLO DE 25 PSI
450.0
31.638 kgf/cm²
CASO PTf
27.3794 kgf/cm²
LIMITADA:
FLANGES
PRESSÃO DE TESTE HIDROST NF
31.6381 kgf/cm²
LIMITADA:
FLANGES
kgf/cm²
LIMITADA:
TAMPO INF
PRESSÃO DE TESTE HIDROST NF NA POSIÇÃO HORIZONTAL *Pressões aplicadas no Topo do Equipamento
7) CÁLCULO DO PESO PESO (kg)
VOLUME (m³)
PESO CHEIO DÁGUA (kg)
CILINDRO
2.0
0.0
3.7
TAMPO SUPERIOR
94.4
0.0
134.7
TAMPO INFERIOR
94.4
0.0
134.7
BOCAIS
693.7
26.7
27436.2
ESPESSURA (mm)
PESO(kg)
ISOLAMENTO
25
296.2
PESO(KG)
ORIOS* plataformas escadas c/ guarda TABELA DE corpo ESTIMATIVA PARA CÁLCULO escadas s/ guarda corpo DO PESO
TOTAL
171 kg/m² 37 kg/m 15 kg/m
fire proofing
146,5 kg/m²
PESO (kg)
VOLUME (m³)
PESO CHEIO DÁGUA (kg)
PESO OPERAÇÃO (kg)
1180.7
0.1
569.4
404481.8
8) CALCULO DO MOMENTO NA BASE E NA LINHA DE TANGENCIA INFERIOR 8.1) Cálculo da Pressão Dinâmica devido ao Vento
Vo(m/s) - velocidade básica do vento Figura 1 - Isopletas NBR 6123 S1 Fator topográfico / local plano
S2 =Fator de rugosidade / tabela I local área industrial / Categoria IV equipamento Classe B / entre 20 e 50 m de altura
S3 Fator estatístico
30.00 1.00 0.76
(entre 0 e 5 m)
0.83
(entre 5 e 10 m)
0.88
(entre 10 e 15 m)
0.91 0.96 0.99 1.02
(entre 15 e 20 m) (entre 20 e 30 m) (entre 30 e 40 m) (entre 40 e 50 m)
1.00 Velocidade do vento corrigida
Vk5 22.8
Vk10 24.9
Vk15 26.4
Vk = Vo.S1.S2.S3 (m/s)
Vk20 27.3
Vk30 28.8
Vk40 29.7
Vk50 30.6
q30 51.89
q40 55.18
q50 58.58
15-20 m
20-30 m
30-40 m
40-50 m
10-15 m
15-20 m
20-30 m
30-40 m
40-50 m
Pressão dinâmica q (kgf/m²) 32.52 38.79 43.60 46.62 51.89 55.18 58.58
Força devido Vento (kgf)
Pressão Dinâmica do vento q (kgf/m²)
q5 32.52
q10 38.79
q15 43.60
q20 46.62
8.2) Calculo dos Momentos 8.2.2) Dados de Entrada
Comprimento entre tangentes Altura da saia Diametro externo (incluindo isolamento)
0.006 1.525 2.553 Plataformas
Nivel quantidade
0-5 m
Nivel quantidade comprimento
0-5 m
5-10 m
1 5
1 4
5-10 m
10-15 m
2 Escadas
Área (m²) 0-5 m 5-10 m 10-15 m 15-20 m 20-30 m 30-40 m 40-50 m
3.908643 0 0 0 0 0 0
Área órios (m²) 1 2.8 0 0 0 0 0
159.6 108.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 SOMATÓRIO
Momento (na base) (kgf.m) 122.2 543.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 665.2
Momento ( na linha tg) (kgf.m)
0.5 377.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 377.9
9) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO LONGITUDINAL Dsk tsk
2475 12.5
9.1) TENSÃO LONGITUDINAL NA BASE MONTAGEM kgf/cm²
TESTE kgf/cm²
OPERAÇÃO kgf/cm²
Tensão Logitudinal devido ao vento SV= 4M/.D²sk.tsk
1.1
1.1
1.1
Tensão Logitudinal devido ao peso SW = W/.Dsk.tsk
1.2
0.6
416.2
TOTAL NA BASE LADO VENTO
-0.1
0.5
-415.1
TOTAL NA BASE LADO PROTEGIDO
-2.3
-1.7
-417.3
9.2) TENSÃO LONGITUDINAL NA TANGENTE INFERIOR MONTAGEM kgf/cm² Tensão Logitudinal devido a pressão SP= P(R-0,4.t)/(2.t.E) Tensão Logitudinal devido ao vento SV= 4M/.D².t Tensão Logitudinal devido ao peso SW = W/.D.t
TESTE kgf/cm²
OPERAÇÃO kgf/cm²
207.1
92.270526316
6.2
6.2
6.2
2.9
2.5
983.0
TOTAL NA TG LADO VENTO
3.4
210.8
-884.5
TOTAL NA TG LADO PROTEGIDO
9.1
198.4
-896.9
9.3) TENSÃO LONGITUDINAL ISSÍVEL TLA SERÁ O MENOR VALOR ENTRE: 1- Tensão máxima issível pelo código (Seção II parte D) na condição de projeto S (kgf/cm²)
970.26
2- Achar valor de B ( tensão longitudinal) com segue: Ro raio externo do costado (mm)
317.2
t espessura mín req do costado
7.7
A=0,125/(Ro/t)
0.0030
Entre com valor de A e a Temperatura de projeto no grafico do material(seção II parte D Subparte 3) do costado e ache o valor de B B (psi) B (kgf/cm²)
12800 899.93
MENOR VALOR ENTRE 1) E 2) TLA
899.93
9.4) VERIFICAÇÃO DA TENSÃO LOGITUDINAL TLA DEVERÁ SER MAIOR DO QUE OS VALORES CALCULADOS DE TENSÃO NA TANGENTE INFERIOR OK! TLA>TTG TLA DEVERÁ SER MAIOR DO QUE OS VALORES CALCULADOS DE TENSÃO NA BASE
OK! TLA>TBASE
8) CÁLCULO DE BOCAIS Identificação Material TUBO
PSV 6"
SAIDA DE PROD 6"
RESERVA 3"
BOCA DE VISITA 20"
BOCA DE LIMP 20"
dreno 6"
A106
A106
A106
A106
A106
A106
6" SCH 1606" SCH 1603" SCH 16020" SCH 4020" SCH 40 6" SCH 80
Dext (mm)
168.3
168.3
88.9
508
508
168.3
Espessura (SCH) (mm)
18.26
18.26
11.13
15.09
15.09
10.97
Comprimento do bocal
250
250
250
250
250
250
PESO
32.4
32.4
11.1
179.4
157.5
27.5
VOLUME
2.2
2.2
0.7
5.8
5.8
1.4
SCH x 0,875 (tolerância de fabricação)
15.98
16.0
9.7
13.2
13.2
9.6
Rn =(Dext - 2.SCH.0,875)/2 +C
71.4
71.4
37.9
244.0
244.0
77.8
1054.64
1054.64
970.25
970.25
970.25
970.25
Sn - Tensão issível na temp de projeto Local de instalação do bocal
TAMPO SUP TAMPO SUP CASCO
TAMPO SUP CASCO
TAMPO INF
Verificação da espessura mínima do bocal pela UG-45 UG-45(a) trn espessura requerida trn = PRn/(SnE - 0,6P) + C
4.4
4.4
3.9
7.8
7.8
4.7
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
UG-45(b4) trn espessura do bocal STD ASME B36.10 (STD x 0,875) + C
9.42
9.4
8.0
11.5
11.5
9.4
A mín espessura do bocal será o maior valor entre: UG-45(a) e o menor valor entre UG-45(b1) e UG-45(b4)
7.0
7.0
7.0
7.8
7.8
7.0
A espessura(SCH) escolhida (CÉLULA E6) atenderá se for maior do que o valor acima (CÉLULA E17)
OK
OK
OK
OK
OK
OK
te espessura da chapa de reforço
22.2
22.2
22.2
22.2
22.2
22.2
Diâmetro ext do reforço
250.0
250.0
130.0
850.0
750.0
270.0
Sr Tensão issível do reforço
UG-45(b1) tr espessura do componente com E=1 tr = PR/(SE - 0,6P) + C
REFORÇO DO BOCAL
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
h Projeção do bocal para o interior
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
leg (altura solda)
10.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
t espessura do componente comercial - corrosão
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
tn espessura do bocal escolhido - corrosão Limite paralelo a parede do vaso maior entre: d=2Rn ou Rn+tn+t (mm) Limite vertical a parede do vaso menor entre: ou 2,5tn+te O diâmetro do reforço escolhido deverá que 2 x limite paralelo
2,5t ser ≤ do
15.1
15.1
7.9
11.9
11.9
7.8
142.7
142.7
75.8
488.0
488.0
155.5
47.5
47.5
42.0
47.5
47.5
41.6
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Sv Tensão issível do componente fr1 = fr2 = Sn/Sv fr3 = menor valor entre Sn/Sv e Sr/Sv fr4 = Sr/Sv dn= 2.Rn
970.3 1.1 1.0 1.0 142.7
970.3 1.1 1.0 1.0 142.7
970.3 1.0 1.0 1.0 75.8
970.3 1.0 1.0 1.0 488.0
970.3 1.0 1.0 1.0 488.0
970.3 1.0 1.0 1.0 155.5
Área requerida de reforço (mm²) A = dn.tr + 2.tn.tr.(1-fr1)
526.1
526.1
288.4
1832.1
1856.3
590.9
Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A43
3455.4
3346.7
1438.0
7870.7
7846.5
2608.1
A1 é o maior valor entre: dn.(E1.t-tr) - 2.tn(E1.t-tr)(1-fr1) 2(t+tn)(E1t-tr)-2tn(E1t-tr)(1-fr1)
2216.2
2216.2
1152.2
7439.8
7415.6
2363.7
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1130.5
1130.5
285.8
430.9
430.9
244.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
108.7 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
A1
2216.2
2216.2
1152.2
7439.8
7415.6
2363.7
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1426.2
1426.2
605.9
688.5
688.5
523.7
0.0 10.0 10.0 0.0 1712.4
0.0 0.0 0.0 0.0 1712.4
0.0 0.0 0.0 0.0 850.6
0.0 0.0 0.0 0.0 7508.6
0.0 0.0 0.0 0.0 5288.6
0.0 0.0 0.0 0.0 2196.8
5374.8
5354.8
2608.7
15636.9
13392.7
5084.2
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
Anel de Reforço OK!
5(tn-trn)fr2.tn
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr2 A43 = leg² . fr2 Avaliação da Área de Reforço Disponível se : A
2(tn-trn)(2,5tn+te)fr2
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr3 A42 = leg² . fr4 A43 = leg² . fr2 A5 = (Dp-dn-2tn)te.fr4 Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A42+A43+A5 Avaliação da Área de Reforço Disponível com Anel se :
A
Anel Caso
8) CÁLCULO DE BOCAIS Identificação Material TUBO
ENT DE CARGA 6"
RESPIRO NA SAIA 4"
BOCAL DE O 20"
AGEM 10"
A106
A106
A106
A106
6" SCH 160 4" SCH 8020" SCH STD 10" SCH 40 std 1" SCH 80 1" SCH 80
Dext (mm)
168.3
114.3
508
273
33.4
33.4
Espessura (SCH) (mm)
18.26
8.56
9.53
9.27
4.55
4.55
Comprimento do bocal
250
250
250
250
250
250
Peso
32.4
15.2
151.6
50.8
1.8
1.8
Volume
2.2
0.7
3.7
1.9
0.1
0.1
SCH x 0,875 (tolerância de fabricação)
16.0
7.5
8.3
8.1
4.0
4.0
Rn =(Dext - 2.SCH.0,875)/2 +C
71.4
52.9
248.9
131.6
15.9
15.9
970.25
970.25
Sn - Tensão issível na temp de projeto
970.25
CASCO
Local de instalação do bocal
970.25
CASCO
970.25
CASCO
970.25
CASCO
TAMPO SUP TAMPO SUP
Verificação da espessura mínima do bocal pela UG-45 UG-45(a) trn espessura requerida trn = PRn/(SnE - 0,6P) + C
4.6
4.2
7.9
5.7
3.5
3.5
UG-45(b1) tr espessura do componente com E=1 tr = PR/(SE - 0,6P) + C
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
7.0
UG-45(b4) trn espessura do bocal STD ASME B36.10 (STD x 0,875) + C
9.42
9.4
8.0
11.5
11.5
9.4
A mín espessura do bocal será o maior valor entre: UG-45(a) e o menor valor entre UG-45(b1) e UG-45(b4)
7.0
7.0
7.9
7.0
7.0
7.0
A espessura(SCH) escolhida (CÉLULA E6) atenderá se for maior do que o valor acima (CÉLULA E17)
OK
OK
OK
OK
ESCOLHER OUTRO SCH
ESCOLHER OUTRO SCH
22.2
22.2
970.3
REFORÇO DO BOCAL te espessura da chapa de reforço
22.2
22.2
22.2
22.2
Diâmetro ext do reforço
250.0
180.0
800.0
400.0
Sr Tensão issível do reforço
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
h Projeção do bocal para o interior
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
leg (altura solda)
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
t espessura do componente comercial - corrosão
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
19.0
tn espessura do bocal escolhido - corrosão
15.1
15.1
7.9
11.9
11.9
7.8
142.7
105.7
497.7
263.2
46.8
42.7
47.5
47.5
42.0
47.5
47.5
41.6
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Limite paralelo a parede do vaso maior entre: d=2Rn ou Rn+tn+t (mm) Limite vertical a parede do vaso menor entre: ou 2,5tn+te
2,5t
O diâmetro do reforço escolhido deverá ser ≤ do que 2 x limite paralelo Sv Tensão issível do componente
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
970.3
fr1 = fr2 = Sn/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
fr3 = menor valor entre Sn/Sv e Sr/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
fr4 = Sr/Sv
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
dn= 2.Rn
142.7
105.7
497.7
263.2
31.8
31.8
Área requerida de reforço (mm²) A = d.tr + 2.tn.tr.(1-fr1)
543.0
402.1
1893.3
1001.1
119.5
119.5
Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A43
3300.9
2764.8
7790.1
4657.3
1730.7
1206.3
A1 é o maior valor entre: dn.(E1.t-tr) - 2.tn(E1.t-tr)(1-fr1) 2(t+tn)(E1t-tr)-2tn(E1t-tr)(1-fr1)
2169.2
1606.5
7563.5
3999.3
941.9
816.3
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1031.7
1058.3
126.7
558.0
688.8
290.1
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
0.0 100.0 0.0
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
A1
2169.2
1606.5
7563.5
3999.3
941.9
816.3
A2 é o menor valor entre : 5(tn-trn)fr2.t e
1301.7
1335.1
268.5
891.7
1100.8
621.6
0.0 10.0 10.0 10.0 1712.4
0.0 10.0 10.0 10.0 980.3
0.0 10.0 10.0 10.0 6358.4
0.0 10.0 10.0 10.0 2509.5
0.0 10.0 10.0 10.0 -1234.7
0.0 10.0 10.0 10.0 -1051.8
5213.2
3952.0
14220.4
7430.5
837.9
416.1
5(tn-trn)fr2.tn
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr2 A43 = leg² . fr2 Avaliação da Área de Reforço Disponível se : A
A3 = 2(tn-C)fr1.h A41 = leg² . fr3 A42 = leg² . fr4 A43 = leg² . fr2 A5 = (Dp-dn-2tn)te.fr4 Área de reforço disponível (mm²) A1+A2+A3+A41+A42+A43+A5
2(tn-trn)(2,5tn+te)fr2
TUBO
Dext
T
std
150#
300#
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tabela de modulo de elasticidade para aços carbono C<0,3% temp em ºF temp em ºC -325 -198.30 -200 -128.90 -100 -73.30 70 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
6" SCH 160
E132 E133 E134 6" SCH 160 3" SCH 160 20" SCH 40
E135 20" SCH 40
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