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PROJETO DE VASO DE PRESSÃO 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 Normas Técnicas
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 Caldeiraria
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.
“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 Plenário da CONTEC (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.
PROPRIEDADE DA PETROBRAS
39 páginas e Índice de Revisões
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PREFÁCIO Esta Norma PETROBRAS N-253 REV. J MAI/2004 é a Revalidação da norma PETROBRAS N-253 REV. H SET/98, inclusive a 1ª Emenda de FEV/99, não tendo sido alterado o seu conteúdo.
1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para a execução do Projeto Mecânico e do Projeto para Fabricação de Vasos de Pressão utilizados em refinarias, unidades petroquímicas, terminais, estações de dutos, estações de produção em terra, plataformas marítimas de produção e outras instalações similares. 1.2 Entende-se como “Vaso de Pressão” todos os reservatórios de qualquer tipo, dimensões ou finalidade, não sujeitos à chama, que contenham qualquer fluido em pressão manométrica igual ou superior a 103 kPa (1,05 kgf/cm2): ou submetidos a pressão externa. 1.3 Outros requisitos técnicos, não citados por esta Norma, caso necessários, devem ser seguidos conforme a aplicação específica. 1.4 Devem ser seguidos somente os requisitos técnicos desta Norma aplicáveis a cada caso específico. 1.5 Esta Norma se aplica a projetos de vasos vasos iniciados a partir da data de sua edição. 1.6 Esta Norma contém somente Requisitos Técnicos.
2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Os documentos relacionados a seguir contêm prescrições válidas para a presente Norma. Portaria MTE nº 3214 de 08/6/1978 - Norma Regulamentadora nº 13 (NR-13) - Caldeiras e Vasos de Pressão; PETROBRAS N-266 - Apresentação de Projeto de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-268 - Fabricação de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-269 - Montagem de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-279 - Projeto de Estruturas Metálicas; PETROBRAS N-381 - Execução de Desenho e Outros Documentos Técnicos em Geral; PETROBRAS N-1278 - Algarismos e Letras para Identificação de Equipamentos; PETROBRAS N-1438 - Soldagem; PETROBRAS N-1500 - Vasos de Pressão - Folha de Desenho e de Dados; PETROBRAS N-1521 - Identificação de Equipamentos Industriais; PETROBRAS N-1556 - Vasos de Pressão - Requisição de Material; PETROBRAS N-2012 - Bocal de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-2013 - Suporte para Vaso de Pressão Horizontal;
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PREFÁCIO Esta Norma PETROBRAS N-253 REV. J MAI/2004 é a Revalidação da norma PETROBRAS N-253 REV. H SET/98, inclusive a 1ª Emenda de FEV/99, não tendo sido alterado o seu conteúdo.
1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para a execução do Projeto Mecânico e do Projeto para Fabricação de Vasos de Pressão utilizados em refinarias, unidades petroquímicas, terminais, estações de dutos, estações de produção em terra, plataformas marítimas de produção e outras instalações similares. 1.2 Entende-se como “Vaso de Pressão” todos os reservatórios de qualquer tipo, dimensões ou finalidade, não sujeitos à chama, que contenham qualquer fluido em pressão manométrica igual ou superior a 103 kPa (1,05 kgf/cm2): ou submetidos a pressão externa. 1.3 Outros requisitos técnicos, não citados por esta Norma, caso necessários, devem ser seguidos conforme a aplicação específica. 1.4 Devem ser seguidos somente os requisitos técnicos desta Norma aplicáveis a cada caso específico. 1.5 Esta Norma se aplica a projetos de vasos vasos iniciados a partir da data de sua edição. 1.6 Esta Norma contém somente Requisitos Técnicos.
2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Os documentos relacionados a seguir contêm prescrições válidas para a presente Norma. Portaria MTE nº 3214 de 08/6/1978 - Norma Regulamentadora nº 13 (NR-13) - Caldeiras e Vasos de Pressão; PETROBRAS N-266 - Apresentação de Projeto de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-268 - Fabricação de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-269 - Montagem de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-279 - Projeto de Estruturas Metálicas; PETROBRAS N-381 - Execução de Desenho e Outros Documentos Técnicos em Geral; PETROBRAS N-1278 - Algarismos e Letras para Identificação de Equipamentos; PETROBRAS N-1438 - Soldagem; PETROBRAS N-1500 - Vasos de Pressão - Folha de Desenho e de Dados; PETROBRAS N-1521 - Identificação de Equipamentos Industriais; PETROBRAS N-1556 - Vasos de Pressão - Requisição de Material; PETROBRAS N-2012 - Bocal de Vaso de Pressão; PETROBRAS N-2013 - Suporte para Vaso de Pressão Horizontal;
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PETROBRAS N-2014 PETROBRAS N-2049 PETROBRAS N-2054 ABNT NBR 5874 ABNT NBR 6123 ABNT NBR 11889 ANSI B 1.1 ANSI B 16.5 ANSI B 16.11 ANSI B 16.20 ANSI B 18.2 API RP 520
- Suporte para Vaso de Pressão Vertical; - Acessório Interno de Vaso de Pressão; - Acessório Externo de Vaso de Pressão; - Terminologia de Soldagem Elétrica; - Forças devidas ao Vento em Edificações; - Bobinas Grossas e Chapas Grossas de Aço-Carbono; - Unified Screw Threads; - Pipe Flanges and Flanged Fittings; - Forged Steel Fittings Socket-Welding and Threaded; - Ring-Joint Gasket and Grooves for Steel Pipe Flanges; - Square and Hex Nuts; - Recommended Practice for the Design and Installation of Pressure Relieving Systems in Refineries; API RP 601 - Metallic Gaskets for Raised-Face Pipe Flanges and Flanged Connections; API RP 605 - Large Diameter Carbon-Steel Flanges; API RP 618 - Reciprocating Compressors for General Refinery Services; ASME Boiler and Pressure Vessel Code - Section I, II (Parts A, B e C), V, VIII (Division 1 and 2) - and IX; ASME Code Cases - Pressure Vessels; ASTM A 20 - General Requirements for Steel Plates for Pressure Vessels; BS-5500 - Specification for Unifired Fusion Welded Pressure Vessels; MSS SP-6 - Standard Finishes for Contact Faces of Pipe Flanges and Connecting-end Flanges of Valves and Fittings; MSS SP-44 - Steel Pipe Line Flanges; TEMA - Standards of Tubular Exchanger Manufacturers Association; WRC Bulletin 107 e 297 (Suplemento) - Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells Due to External Loadings.
3 CONDIÇÕES GERAIS 3.1 Projetista Nesta Norma está sendo denominado “projetista de detalhamento” a firma ou organização encarregada do “projeto de detalhamento” da instalação onde se situa o vaso de pressão considerado e de “projetista” a firma ou organização encarregada da elaboração do projeto mecânico e do projeto para fabricação do vaso. Caso o projeto mecânico e o projeto para fabricação sejam feitos cada um por uma organização diferente, o termo “projetista” cabe a cada uma dessas entidades.
3.2 Projeto Mecânico 3.2.1 O projeto mecânico consiste basicamente no dimensionamento mecânico estrutural do vaso de pressão. Exceto quando expressamente especificado em contrário no contrato ou na “Requisição de Material” (RM) do vaso esse projeto deve incluir todos os itens que se aplica.
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3.2.2 O projeto mecânico baseia-se no projeto analítico (de processo e térmico) e na seleção de materiais. 3.2.3 Quando necessário, devem ser feitas as seguintes verificações pelo projetista de detalhamento: a) tensões nos bocais do vaso, devido a reações de tubulação e outros esforços externos; b) deslocamentos dos bocais do vaso, devido a dilatação térmica; c) tensões localizadas devido a suportes de tubulação e plataformas. Nota:
Essas verificações constituem atribuição do projetista de detalhamento, a não ser que seja definido em contrário no contrato ou na RM.
3.3 Projeto para Fabricação O projeto para fabricação consiste no detalhamento completo dos vasos par a a sua sua fabricação, incluindo todas as definições e dados prescritos na norma PETROBRAS N-266 N-266..
3.4 Responsabilidade do Projetista 3.4.1 A observância às exigências ou recomendações desta Norma e de quaisquer outras normas não pode entretanto, em nenhum caso, diminuir nem isentar de responsabilidade o projetista, que continua sempre com total responsabilidade pelo projeto mecânico e/ou pela fabricação do vaso. 3.4.2 Em todos os projetos devem ficar claramente definidos os limites limites físicos do vaso, que são também os limites de responsabilidade do projetista.
3.5 Requisição de Material 3.5.1 A RM de vasos de pressão, que é o documento de definição do escopo de fornecimento desses equipamentos, deve ser feita conforme o formulário padronizado pela norma PETROBRAS N-1556 N-1556.. 3.5.2 Como regra geral, a RM deve ser baseada no projeto mecânico mecânico completo do vaso ou parcial, que deve ser anexado à RM. A RM pode ser baseada no projeto de processo ou nos dados básicos de processo em casos especiais que exigem garantia de desempenho do fabricante. 3.5.3 A RM deve indicar a revisão ou data da edição das normas citadas. Em caso de omissão, aplicam-se as edições em vigor na data de emissão ou revisão aplicável da RM. 3.5.4 Nos documentos anexos à RM devem ser indicados a natureza, composição e propriedades de todas as correntes fluidas que entram ou que saem do vaso, exceto quando essas informações não forem fornecidas no projeto de engenharia básica. 4
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3.6 Desenhos e Informações 3.6.1 Todos os desenhos devem ser elaborados de acordo com as exigências da norma PETROBRAS N-381. 3.6.2 Todos os desenhos, Folhas de Dados, Folhas de Cálculos e outros documentos devem ser elaborados e devem, obrigatoriamente, conter todas as informações relacionadas e pedidas na norma PETROBRAS N-266 sempre que possível. Deve ser usado o formulário padronizado pela norma PETROBRAS N-1500.
3.7 Normas de Projeto 3.7.1 Exceto como permitido nos itens 3.7.1.1 a 3.7.1.4, o projeto de todos os vasos de pressão deve ser feito rigorosamente de acordo com a edição citada nos documentos de projeto do código ASME Section VIII, Division 1. 3.7.1.1 Quando a espessura da parede do vaso exceder 50 mm, para o projeto feito de acordo com o código ASME Section VIII Division 1, supondo-se o emprego dos materiais como permitido no Capítulo 5 desta Norma, recomenda-se avaliar a conveniência de se executar o projeto de acordo com o código ASME Section VIII Division 2. 3.7.1.2 Permite-se que o projeto do vaso seja feito de acordo com o código ASME Section VIII Division 2, quando essa condição for definida pela PETROBRAS. 3.7.1.3 Quando o vaso for parte componente de equipamento de geração de vapor, projetado conforme o código ASME Section I, o vaso deve ser projetado e construído de acordo com os requisitos daquela seção. 3.7.1.4 Vasos projetados para pressões superiores a 20.690 kPa (211 kgf/cm2) ou de construção ou projeto especiais (proprietários), devem atender aos requisitos aplicáveis do código ASME Section VIII Division 2 e/ou as práticas proprietárias de projeto e construção do fabricante. A adoção de critérios diferentes dos do código ASME, entretanto, está sujeita a aprovação prévia da PETROBRAS. 3.7.1.5 Admite-se o projeto executado de acordo com outras normas ou códigos de projeto, aceitos internacionalmente, somente quando aprovado pela PETROBRAS. Exemplo: normas AD MERKBLÄTTER e BS-5500. 3.7.1.6 Quando o projeto for feito de acordo com uma norma ou código diferente do código ASME Section VIII, não se deve aplicar esta Norma, devendo o projeto ser integralmente executado em conformidade com a norma ou código adotado. 3.7.2 O projeto de qualquer vaso de pressão deve ainda obedecer às seguintes normas: a) código ASME Section II (materiais); 5
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b) código ASME Section IX (qualificação de soldadores e de procedimentos de soldagem); c) norma ABNT NBR 6123, para o cálculo dos carregamentos devidos ao vento; d) normas PETROBRAS N-1438 e ABNT NBR 5874, para terminologia e simbologia de soldagem; e) normas técnicas da PETROBRAS citadas nesta Norma ou discriminadas em cada caso. 3.7.3 O cálculo das tensões provenientes de cargas concentradas pode ser feito de acordo com a normas BS-5500 e WRC Bulletins 107 e 297, quando aplicáveis. 3.7.4 Quando houver divergências entre as normas e outros documentos deve ser observado a seguinte ordem de precedência: a) desenhos básicos do vaso, Folha de Dados ou outro documento específico para o vaso; b) esta Norma; c) outras normas referidas nesta Norma. Nota:
Em caso de dúvidas a PETROBRAS deve ser consultada a respeito.
3.7.5 Em todos os projetos devem ser adotadas as unidades de medida legais no Brasil, permitindo-se o emprego de unidades inglesas apenas para a designação de diâmetros nominais de tubos e acessórios de tubulação, perfis, parafusos e similares. 3.7.6 Deve ser, obrigatoriamente, seguida a norma regulamentadora nº 13 (NR-13), no projeto mecânico e no projeto para fabricação do vaso de pressão.
4 CRITÉRIOS DE PROJETO 4.1 Tensões Admissíveis Básicas 4.1.1 As tensões admissíveis básicas são os valores adotados para cálculo das espessuras mínimas requeridas para partes pressurizadas e devem ser os valores tabelados pelo código de projeto. 4.1.2 As soldas ligando partes não pressurizadas a partes pressurizadas, bem como suportes de internos principais, tais como: ciclones e grades, devem ser projetados considerando-se a tensão admissível para partes pressurizadas. 4.1.3 Os parafusos de ancoragem de aço-carbono devem ser calculados com uma tensão admissível básica de 98 MPa (1 000 kgf/cm2), baseado na área da raiz. Para a condição de montagem, pode ser considerada uma tensão admissível máxima de 118 MPa (1 200 kgf/cm2).
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4.2 Pressão de Projeto A pressão de projeto deve ser determinada conforme código ASME Section VIII.
4.3 Temperatura de Projeto A temperatura de projeto deve ser determinada conforme código ASME Section VIII.
4.4 Combinação de Carregamentos 4.4.1 Todos os vasos de pressão projetados de acordo com o código ASME Section VIII Division 1, inclusive as estruturas de suporte, devem ser verificados para as seguintes condições: a) I - montagem; b) II - teste; c) III - operação normal; d) IV - parada. 4.4.2 Os esforços solicitantes, tensões admissíveis e espessuras que devem ser consideradas para cada uma das condições do item 4.4.1 estão discriminadas na TABELA 1.
TABELA 1 - COMBINAÇÃO DE CARREGAMENTOS NO PROJETO DOS VASOS Condição
I - MONTAGEM
II - TESTE
Tensões de Membrana Admissíveis à Tração Espessuras (Ver Nota 7)
Carregamentos Consideração simultânea dos seguintes carregamentos ativos: a) peso próprio do vaso (ver Nota 1); b) esforços devidos à ação do vento ou terremoto (ver Nota 2). Consideração simultânea dos seguintes carregamentos atuantes: a) pressão interna de teste hidrostático; b) peso do vaso completamente cheio de água (ver Nota 1); c) peso de todas as cargas permanentes suportadas pelo vaso durante o teste (ver Nota 3).
Tensões admissíveis das Espessuras tabelas da norma para o nominais das material do vaso na chapas. temperatura ambiente, (Ver Nota 6) acrescidas de 20 %.
A tensão máxima não pode exceder 80 % do limite de elasticidade do material na temperatura ambiente. Para partes não pressurizadas, pode ser considerada a tensão admissível básica acrescida de 33 1/3 %.
Espessuras nominais ou espessuras corroídas. (Ver Nota 6)
(CONTINUA)
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(CONCLUSÃO)
TABELA 1 - COMBINAÇÃO DE CARREGAMENTOS NO PROJETO DOS VASOS Condição
Tensões de Membrana Admissíveis à Tração Espessuras (Ver Nota 7)
Carregamentos
Consideração simultânea dos seguintes carregamentos atuantes: a) pressão interna ou externa de projeto na temperatura de projeto; III - OPERAÇÃO b) peso do fluido no nível de NORMAL operação; (Ver Nota 5) c) peso próprio do vaso; d) peso de todas as cargas permanentes suportadas pelo vaso (ver Nota 4); e) esforços devido à ação do vento ou terremoto (ver Nota 2). Consideração simultânea dos seguintes carregamentos atuantes: a) peso próprio do vaso; b) peso de todas as cargas IV - PARADA permanentes suportadas pelo vaso (ver Nota 4); c) esforços devidos à ação do vento ou terremoto (ver Nota 2).
Notas:
Tensões admissíveis das tabelas da norma para o material do vaso na temperatura de projeto, exceto no trecho inferior ao estabelecido para saia de suporte.
Espessuras corroídas, isto é, espessuras nominais menos as sobreespessuras para corrosão. (Ver Nota 6)
Tensões admissíveis das tabelas da norma para o material do vaso na temperatura ambiente, acrescidas de 20 %.
Espessuras corroídas. (Ver Nota 6)
1) Inclui o casco e acessórios soldados; exclui acessórios externos e internos removíveis. 2) Os esforços devidos ao vento não precisam ser considerados para o projeto dos vasos horizontais, devem, entretanto, ser considerados no projeto das suas fundações e estruturas. 3) Inclui internos removíveis; exclui isolamento interno ou externo e acessórios externos. 4) Inclui internos removíveis, isolamento interno ou externo, acessórios externos e tubulações. 5) Em casos especiais, a critério do projetista, pode ser necessário considerar na condição III o efeito simultâneo de outros carregamentos atuantes, tais como: dilatações térmicas do próprio vaso, dilatações térmicas de tubulações e outras estruturas ligadas ao vaso, flutuações de pressão, esforços dinâmicos causados pelo movimento de fluidos internos e vibrações. 6) Para as partes que sofrem redução de espessura no processo de fabricação, devem ser consideradas as espessuras mínimas esperadas. 7) A tensão longitudinal de compressão admissível, para todas as condições de carregamento, para o vaso e para saias de suporte, deve ser determinada de acordo com o código ASME Section VIII Division 1, parágrafo de valores de tensão máxima admissível.
4.4.3 Em condições de curta duração, devem ser considerados os seguintes carregamentos simultâneos: 8
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a) pressão interna ou externa e temperatura correspondente na condição de curta duração; b) peso máximo do fluido de operação na condição de curta duração; c) peso de todas as cargas permanentes suportadas pelo vaso. 4.4.3.1 Não é necessário considerar a ocorrência simultânea de 2 carregamentos temporários, a não ser que exista razoável expectativa de sua ocorrência. 4.4.3.2 As cargas de vento e terremoto não precisam ser combinadas com as cargas de curta duração. 4.4.3.3 Para partes não pressurizadas, pode ser considerada a tensão admissível básica acrescida de 33 1/3 %. 4.4.3.4 Os efeitos das condições de curta duração devem ser analisadas em cada caso. 4.4.3.5 As tensões admissíveis do código de projeto não podem ser ultrapassadas, devendo as condições de peso máximo constar dos dados para projeto de fundações. 4.4.4 Exceto quando especificado de outra forma na Folha de Dados do vaso, as cargas devidas ao vento devem ser calculadas de acordo com a norma ABNT NBR 6123. 4.4.5 Para os vasos de pressão projetados de acordo com a código ASME Section VIII Division 1, os conceitos de pressão e temperatura de operação, pressão e temperatura de projeto, pressão de teste hidrostático e pressão máxima de trabalho admissível, devem ser entendidos como definidos no código ASME Section VIII. 4.4.6 Para os vasos construídos de aços inoxidáveis austeníticos, devem ser adotados os valores de 4.4.6.1 e 4.4.6.2 para as tensões admissíveis. 4.4.6.1 Para o casco, tampos e outras partes do vaso para as quais pequenas deformações permanentes não sejam prejudiciais adotar valores mais altos das tensões admissíveis de acordo com o código ASME Section II, tabela de valores de tensão máxima admissível. 4.4.6.2 Para os flanges, espelhos e outras partes do vaso que podem estar sujeitos a vazamento ou mau funcionamento devido a pequenas deformações permanentes, adotar valores baixos das tensões admissíveis, de acordo com a tabela citada no item 4.4.6.1.
4.5 Vida Útil de Projeto Exceto quando especificado de outra forma, devem ser considerados os valores mínimos da TABELA 2 para o tempo de vida útil dos vasos de pressão. Esses tempos de vida útil devem ser empregados como base para a seleção de materiais, determinação de sobreespessuras para corrosão e erosão, cálculo de fadiga e de deformações por fluência, e qualquer outro critério baseado no fator tempo. Quando for técnica ou economicamente inviável atender a esses tempos de vida, a PETROBRAS deve decidir em cada caso. 9
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TABELA 2 - VIDA ÚTIL DOS VASOS DE PRESSÃO Classes de Equipamentos
Refinarias, Terminais e outras Instalações Não Petroquímicas
Unidades Petroquímicas
20 anos
15 anos
15 anos
10 anos
8 anos
5 anos
Equipamentos de grande porte, grande custo ou essenciais ao funcionamento da unidade industrial (reatores, torres, permutadores ou vasos importantes). Outros equipamentos não incluídos na classe acima. Peças desmontáveis ou de reposição (feixes tubulares, internos de torres, e outros).
4.6 Pressão Máxima de Trabalho Admissível - PMTA É obrigatório o cálculo da PMAT (“Maximum Allowable Working Pressure” - MAWP) e a indicação da parte do vaso que limita essa pressão, para todos os vasos projetados de acordo com o código ASME Section VIII Division 1. A pressão máxima admissível de trabalho deve ser sempre calculada no projeto do vaso.
4.7 Flecha em Vasos Verticais Para vasos verticais a flecha máxima devida ao vento não deve exceder 1/200 da altura do vaso.
4.8 Radiografia das Juntas Soldadas Para qualquer vaso de pressão é obrigatório que todas as juntas soldadas do casco e tampos tenham pelo menos inspeção radiográfica por pontos (“spot”), não sendo admitidas as soldas não radiografadas, mesmo nos casos em que o código ASME Section VIII Division 1 permita esse tipo de solda.
4.9 Acessórios de Compressores Alternativos Os equipamentos para amortecimento de pulsações, resfriadores inter-estágio (“intercoolers”) e resfriadores posteriores (“aftercoolers”), pertencentes a sistemas de compressores alternativos, devem obedecer também aos requisitos da norma API RP 618. Os trocadores do sistema de lubrificação, quando o compressor for situado em unidades de refino, devem atender à norma TEMA classe “R”; em outros locais admite-se para esse trocador de calor a norma TEMA classe “C”.
4.10 Vibrações Induzidas pelo Vento Deve ser verificado o efeito de vibrações induzidas pelo vento, em vasos verticais, na direção do vento e na direção perpendicular ao vento. As cargas devem ser conforme a norma ABNT NBR 6123.
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5 MATERIAIS 5.1 Para os cascos, tampos e todas as outras partes do vaso submetidas à pressão exige-se sempre que sejam especificados no projeto materiais qualificados. Como regra geral só são admitidos materiais qualificados reconhecidos pelo código ASME Section II Parts A, B and C e Section VIII, admitindo-se materiais ASTM, detalhando-se os seus desvios para aprovação pela PETROBRAS. 5.2 A aceitação de materiais equivalentes ao do código ASME, ou de acordo com outras normas, está sujeita à aprovação da PETROBRAS, devendo os materiais não relacionados no código ASME Section II constar de especificações de sociedades de normalização reconhecidas internacionalmente (ex.: BS, DIN, JIS). Nestes casos, o proponente deve apresentar o texto completo da especificação proposta, em português ou em inglês. 5.3 Quando o material proposto não constar das especificações de sociedades de normalização reconhecidas internacionalmente, devem ser obedecidos os requisitos descritos nos itens 5.3.1 a 5.3.3. 5.3.1 Deve ser adotada a sistemática de aprovação do código ASME Section VIII Divisions 1 and 2, conforme os apêndices correspondentes. 5.3.2 O proponente deve apresentar as informações descritas nos itens 5.3.2.1 a 5.3.2.5. 5.3.2.1 Acrescentar o texto completo das especificações dos materiais, de preferência dentro do modelo descrito nas especificações da ASTM, incluindo, no mínimo, processos de fabricação, composição química, propriedades físicas e químicas tratamentos térmicos necessários, tolerâncias, ensaios químicos e mecânicos, acabamento, condições de aceitação e rejeição. 5.3.2.2 Apresentar a comprovação da submissão do material à ASTM ou da norma ASME Code Case aprovando o uso do material. 5.3.2.3 Indicar propriedades mecânicas, limites de ruptura e escoamento para várias temperaturas de serviço. 5.3.2.4 Indicar a necessidade ou não de tratamento térmico para alívio de tensões ou correção de características metalúrgicas alteradas devido às operações de fabricação, tais como: forjamento e soldagem, e as condições de realização desses tratamentos. Em qualquer caso, deve ser plenamente justificada a necessidade ou não do tratamento térmico. 5.3.2.5 Fornecer a relação dos vasos de pressão existentes construídos com o material proposto. Essa relação deve indicar, em cada caso, os seguintes dados: forma geométrica, dimensões, pressão e temperatura de projeto, serviço, nome do usuário e do fabricante, local da instalação e data de entrada em serviço. 11
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5.3.3 A utilização do material proposto está condicionada à aprovação da PETROBRAS. 5.4 Os aços para as partes pressurizadas devem apresentar teor de carbono não superior a 0,30 %, sendo que para as chapas dos cascos e tampos exige-se que o teor de carbono, não seja superior a 0,26 %. Aços com teor de carbono superior aos limites acima podem ser empregados somente nos seguintes casos: a) partes não soldadas, tais como: flanges cegos e tampos de bocas de visita; b) chapas com espessura superior a 50 mm. 5.5 O emprego de aços contendo outros elementos de liga além do manganês e silício, e/ou com limites de resistência superior a 485 MPa (70 psi) (valor nominal constante da especificação do material), bem como de aços temperados e revenidos está sujeito a aprovação prévia da PETROBRAS. 5.6 Independentemente dos limites da temperatura estabelecidos no código ASME Section VIII Division 1, os materiais indicados na TABELA 3 só devem, em princípio, ser empregados em serviço contínuo para temperaturas até os limites dados na TABELA 3. Permite-se o emprego em temperaturas superiores para condições eventuais e de curta duração ou quando não houver outra alternativa técnica ou economicamente viável. Em qualquer caso, é necessária a aprovação da PETROBRAS. Os limites para as partes pressurizadas estão principalmente baseados em função da resistência mecânica (resistência a fluência) do material. Os limites para as partes não pressurizadas estão baseados na temperatura de escamação do material (“scaling temperature”).
TABELA 3 - TEMPERATURAS LIMITES Materiais Aços-carbono qualidade estrutural. Aços-carbono não acalmados (materiais qualificados). Aços-carbono acalmados com Si.
Temperatura Máxima de Operação (°C) Partes Não Partes Pressurizadas Pressurizadas 150 530 400
530
450
530
Aços-liga 1/2 Mo.
500
530
Aços-liga 1 1/4 Cr - 1/2 Mo.
530
550
Aços-liga 2 1/4 Cr -1 Mo.
530
570
Aços-liga 5 Cr - 1/2 Mo. Aços inoxidáveis 405, 410, 410S (ver Nota 3). Aços inoxidáveis 304, 316 (ver Notas 1 e 2). Aços inoxidáveis 304L, 316L.
480
600
480
700
600
800
400
800
600
1 100
Aços inoxidável 310 (ver Nota 2).
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1) Para temperaturas de projeto superiores a 550 °C, recomenda-se o uso de aços inoxidáveis tipo “H”. 2) Chama-se atenção para a possibilidade de formação de “Fase Sigma”, para temperaturas acima de 600 °C, resultando em severa fragilização do material. Essa mudança na estrutura metalúrgica ocorre principalmente para os aços tipos 316 e 310. 3) Esses materiais são suscetíveis de sofrer fragilização operando em torno de 475 °C por períodos longos.
5.7 A TABELA 4 mostra os critérios básicos para especificação de materiais para as diversas partes dos vasos de pressão. Esses critérios devem ser obedecidos, exceto quando for especificado de outra forma para um determinado vaso. As classes das partes dos vasos citados na primeira coluna da TABELA 4, são descritas nos itens 5.7.1 até 5.7.6.
TABELA 4 - CRITÉRIOS PARA ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS DOS COMPONENTES DE VASOS Classe da Parte do Vaso Considerada I II
III
IV V VI
Nota:
Material Básico do Vaso Aços-Liga, Aços Aço-Carbono para Aço-Carbono Inoxidáveis e Metais Baixas Temperaturas Não Ferrosos Mesmo material do Mesmo material do Mesmo material do casco. casco. casco. Material com o mesmo Mesmo material do Mesmo material do “P-Number” do casco. casco. material do casco. Material com o mesmo Aço-carbono de Aço-carbono para “P-Number” do qualidade estrutural. baixas temperaturas. material do casco (ver Nota). Materiais Materiais Materiais especificados em cada especificados em cada especificados em cada caso. caso. caso. Aço-carbono de Aço-carbono de Aço-carbono de qualidade estrutural. qualidade estrutural. qualidade estrutural. Material com o mesmo Aço-carbono de Aço-carbono de “P-Number” do qualidade estrutural. qualidade estrutural. material do casco.
Deve ser empregado o mesmo material do casco, quando for exigido por motivo de resistência à corrosão.
5.7.1 Classe I Partes da parede de pressão do vaso em contato com o fluido de processo (cascos, tampos, pescoços de bocais, flanges, flanges cegos e outros) e outras partes pressurizadas em contato com o fluido de processo (por exemplo: espelhos). Esta classe inclui também as partes internas soldadas aos vasos e submetidas a esforços principais (anéis, chapas e outros elementos de suporte de bandejas, grades, tampos internos, e outros). Esta classe inclui também os reforços (de qualquer tipo) das aberturas na parede de pressão do vaso. 13
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5.7.2 Classe II Partes da parede de pressão do vaso não em contato com o fluido de processo, exceto os reforços das aberturas (incluídos na Classe I) reforços externos, reforços de vácuo e outros. 5.7.3 Classe III Partes internas soldadas ao vaso mas não submetidas a esforços principais (chicanas, defletores, quebra-vórtice, vertedores e outros). Partes externas soldadas ao vaso, submetidas a esforços em operação, como por exemplo: suporte de qualquer tipo (saias, colunas, berços e outros), elementos de sustentação de escadas, plataformas, tubulações externas, e outros. Para os suportes, esta classe inclui somente as partes dos suportes diretamente soldadas ao vaso ou muito próxima do vaso. 5.7.4 Classe IV Partes internas desmontáveis (não soldadas ao vaso), como por exemplo: bandejas, borbulhadores, grades, vigas de sustentação, distribuidores, feixes tubulares e outros. 5.7.5 Classe V Partes de suportes de qualquer tipo não incluídos nas classes III e VI. Para todas as partes desta classe a temperatura de projeto é sempre a temperatura ambiente. 5.7.6 Classe VI Partes externas, diretamente soldadas ao vaso, mas submetidas a esforços apenas em montagem, manutenção, desmontagem e outros, como por exemplo: olhais de suspensão, turcos, e outros. Para todas as partes desta classe a temperatura do projeto é sempre a temperatura ambiente. 5.8 A especificação de materiais, a definição da necessidade ou não de testes de impacto e de tratamento térmico, bem como da temperatura e energia do teste de impacto, devem ser feitos pelo projetista. 5.9 Todos os vasos para serviços em baixas temperaturas devem ter materiais adequados não só no corpo e tampo como também, obrigatoriamente, em todas as outra partes submetidas à pressão, tais como: flanges, pescoços, luvas, parafusos, porcas e outros. 5.10 Quando a sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos for prejudicial à sua resistência à corrosão, devem ser usados materiais não sensitizáveis (aços de baixo C, tipos L e ELC ou aços estabilizados). Chama-se atenção que a sensitização pode ocorrer em conseqüência da soldagem, de tratamentos térmicos, ou da temperatura de operação do vaso. 5.11 O emprego de peças fundidas deve ser restringido ao mínimo e exige sempre a aprovação prévia da PETROBRAS. 14
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6 ESPESSURAS 6.1 As espessuras indicadas nos desenhos são as espessuras mínimas das chapas que devem ser adotadas para a fabricação do vaso. As tolerâncias de fabricação das chapas (tolerâncias para menos) não precisam ser consideradas, desde que as chapas estejam de acordo com as normas ASTM A 20 e ABNT NBR 11889. 6.2 Para tampos abaulados e outras peças prensadas ou conformadas, deve ser previsto um adequado acréscimo na espessura das chapas, para compensar a perda de espessuras na prensagem ou na conformação, de forma que a espessura final da peça acabada tenha, no mínimo, o valor calculado ou o valor que consta nos desenhos. 6.3 Nos vasos em que forem previstas diferentes espessuras de chapas para os diversos anéis, permite-se ao projetista modificar para mais essas espessuras, com a finalidade de acertar as alturas dos anéis com as dimensões comerciais das chapas. 6.4 Deve sempre ser acrescentada uma adequada sobreespessura para corrosão exceto quando, para o serviço e o material em questão, a corrosão for reconhecidamente inexistente ou desprezível, ou quando houver um revestimento interno anticorrosivo adequado. 6.5 Sobreespessuras para corrosão devem ser baseadas no tempo de vida útil, como especificado nesta Norma. Como regra geral, quando a taxa de corrosão prevista for superior a 0,3 mm/ano ou quando a sobreespessura para corrosão resultar maior do que 6 mm, recomenda-se que seja considerado o emprego de outros materiais mais resistentes à corrosão. 6.6 Para partes de aço-carbono ou de aços de baixa liga deve ser adotada uma sobreespessura mínima de 1,5 mm, quando houver necessidade de algum valor por razões de corrosão. 6.7 Exceto quando especificado de outra forma devem ser adotados os seguintes valores mínimos para a sobreespessura para corrosão para as partes construídas em, aço-carbono ou em aços de baixa liga: a) torres, vasos e trocadores em geral para hidrocarbonetos: b) potes de acumulação (botas) para os vasos acima: c) vasos em geral para vapor e ar: d) vasos de armazenamento de gases liquefeitos de petróleo:
serviços
com 3 mm; 6 mm; 1,5 mm; 1,5 mm.
6.8 Devem ser adotados os critérios da TABELA 5 para a aplicação das sobreespessuras para corrosão.
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TABELA 5 - CRITÉRIOS PARA APLICAÇÃO DE SOBREESPESSURA DE CORROSÃO Peça do Vaso Partes da parede de pressão, em contato com o fluido de processo: cascos, tampos, pescoços de bocais, espelhos, flanges, flanges cegos e outros. Peças internas não removíveis, submetidas a esforços principais. Peças internas não removíveis submetidas a esforços. Peças internas removíveis submetidas a esforços (exclui bandejas e seus acessórios). Peças internas removíveis não submetidas a esforços (exclui bandejas e seus acessórios).
Critério Adicionar o valor integral da sobreespessura, em cada face da peça em contato com o fluido.
Adicionar metade do valor da sobreespessura em cada face em contato com o fluido. Adicionar 1/4 do valor da sobreespessura, em cada face da peça em contato com o fluido (mínimo de 1,0 mm, total).
6.9 Independentemente do valor calculado para a espessura, em vasos de aços-carbono e aços de baixa liga, os cascos e tampos devem ter uma espessura mínima igual ao maior dos 2 valores seguintes: a) tmín = 4,8 mm; b) tmín = 2,5 + 0,001 Di + C. Onde: tmín = espessura mínima, mm; Di = diâmetro interno, mm; C = sobreespessura de corrosão, mm. 6.10 Em vasos de aços inoxidáveis e metais não ferrosos a espessura mínima corroída não deve ser inferior a 2 mm. 6.11 A espessura mínima corroída de partes removíveis, partes soldadas diretamente ao casco e garganta de soldas em ângulo deve ser de 3 mm. 6.12 Exceto quando expressamente especificado em contrário o alinhamento de chapas de espessuras diferentes, no corpo ou nos tampos do vaso, deve ser feito pela superfície interna.
7 TAMPOS E SEÇÕES DE TRANSIÇÃO 7.1 Os tampos devem ter um dos formatos admitidos pelo cóedigo ASME Section VIII, sendo que para tampos planos soldados admitem-se os tipos mostrados na Figura UW-13.2 (a), (b), (c), (e) e (f). Quando estampados, a estampagem deve ser de forma que a espessura ainda esteja de acordo com o projeto. Os tampos elipsoidais ou torisféricos devem ter a relação entre os semi-eixos de 2:1. Os tampos torisféricos, conhecidos como falsa elipse, devem ser calculados como elipsoidais. 16
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Tampo torisférico conhecido como falsa elipse: É o tampo torisférico que tem a seção toroidal com raio interno igual a 0,17 D e a calota central esférica com raio interno igual a 0,90 D, sendo D o diâmetro interno do vaso.
7.2 Os tampos elipsoidais ou torisféricos em aço-carbono e aço de baixa liga, com diâmetro interno até 1 800 mm, devem ser construídos em uma só peça, sem soldas. Para os tampos torisféricos com diâmetro interno superior a 1 800 mm e para tampos cladeados ou em outros materiais que não sejam aço-carbono e aço de baixa liga de qualquer diâmetro a FIGURA A-1 mostra algumas disposições permitidas e não permitidas de soldas. Com exceção das soldas em posição radial, não são permitidas soldas inteiramente na região toroidal do tampo. Na construção em gomos radiais, a coroa central não deve ter um raio inferior a 20 % do raio do tampo. 7.3 A espessura requerida da parte cilíndrica (saia do tampo) de tampo elipsoidal e torisférico não deve ser inferior à espessura requerida do casco ao qual está ligado. 7.4 Quando a saia ou as colunas de sustentação de um vaso vertical forem soldadas a uma seção cônica do casco, deve obrigatoriamente haver uma seção toroidal de transição entre essa seção cônica e o casco cilíndrico.
8 BOCAIS E OUTRAS ABERTURAS 8.1 Requisitos Gerais 8.1.1 Em todos os vasos (ou em compartimento do vaso) que não sejam completamente drenáveis pelas tubulações, é obrigatório um bocal de dreno, de forma a permitir a drenagem interna completa. 8.1.2 Os vasos devem ter, no mínimo, bocas de visita ou de inspeção em cada compartimento pressurizado, conforme a TABELA 6.
TABELA 6 - BOCAS DE VISITA E DE INSPEÇÃO EM VASOS Diâmetro do Vaso (mm) Tubo de 10” ou menor. Tubo maior DI ≤ 815 mm. DI > 815 mm.
Notas:
que
10”
Vasos com Internos Tampo superior flangeado.
Vasos sem Internos 2 bocais de inspeção de 2”.
e Tampo superior flangeado 2 bocais de inspeção de 4”. (ver Nota 1). Boca(s) de visita.
Boca(s) de visita.
1) Para pressões elevadas deve ser verificada a conveniência de uso de redução no casco, para diminuir o diâmetro do tampo flangeado. 2) As torres com recheio devem ter bocais para retirada do recheio.
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8.1.3 O diâmetro nominal mínimo das bocas de visita deve ser como indicado na TABELA 7.
TABELA 7 - DIÂMETRO NOMINAL MÍNIMO DE BOCAS DE VISITA Diâmetro Interno do Vaso (DI) [mm] 815 ≥ DI ≤ 1 015
Vasos sem Internos
Vasos com Internos
18”
18”
1 015 > DI ≤ 1 220
18”
20”
1 220 < DI
18”
24”
8.1.4 Para os vasos com bandejas, grades, ou outras peças semelhantes, que sejam, desmontáveis ou que possuam alçapão de passagem o número mínimo de bocas de visita para serviços limpos deve ser de acordo com a TABELA 8. Deve-se considerar bocas de visita adicionais na entrada de carga onde as tubulações internas e chicanas possam requerer limpeza freqüente.
TABELA 8 - NÚMERO MÍNIMO DE BOCAS DE VISITA Número de Bandejas ou Grades
Número Mínimo de Bocas de Visita
Até 25
2
26 - 41
3
42 - 60
4
Acima de 60
Uma para cada 20 bandejas
8.1.5 Em serviços onde se prevê necessidade freqüente de limpeza o número de bocas de visita indicado na TABELA 8 pode ser aumentado, de acordo com a severidade do serviço, até um máximo de uma boca de visita para cada 3 bandejas. 8.1.6 Em vasos verticais com uma única boca de visita, esta deve estar situada no corpo cilíndrico do vaso, na posição mais baixa possível. Quando o vaso vertical tiver 2 bocas de visita, a segunda boca deve ficar acima da bandeja superior ou na posição mais alta possível. Em vasos verticais com 3 ou mais bocas de visita, as bocas adicionais devem estar, tanto quanto possível, igualmente espaçadas ao longo do comprimento do vaso e, preferencialmente, junto a bocais de entrada e tubulações internas. 8.1.7 No caso dos vasos horizontais, a boca de visita deve de preferência estar situada em um dos tampos; a segunda boca de visita, quando existente, deve ficar na parte superior do casco, próximo à extremidade oposta. Os vasos horizontais com mais de 10 m de comprimento devem ter 2 bocas de visita. 8.1.8 Os bocais de entrada de produto devem estar suficientemente afastados do instrumento de medição de nível, para evitar perturbações no nível que afetem a leitura do instrumento. 18
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8.1.9 Os bocais de entrada e de saída devem ficar distantes entre si, para evitar curto-circuito dentro do vaso. Para vasos horizontais, recomenda-se que esses bocais fiquem próximos de cada uma das extremidades do vaso. 8.1.10 Nas torres e vasos verticais, a orientação dos bocais, quando não for fixado por motivos de processo, deve, em primeiro lugar, atender às conveniências do traçado de tubulação. A orientação das bocas de visita deve atender à conveniência de arranjo das plataformas e escadas. Recomenda-se, tanto quanto possível, que sejam observados também 8.1.10.1 e 8.1.10.2. 8.1.10.1 As bocas de visita devem ficar na mesma linha vertical, ou em 2 linhas verticais diametralmente opostas. 8.1.10.2 Os bocais devem ser orientados de forma que as tubulações verticais fiquem concentradas em um ou 2 setores restritos da circunferência do vaso. 8.1.11 Nas torres ou outros vasos suportados por saias cilíndricas e que não tenham acesso por baixo, não devem ser colocadas válvulas, flanges, conexões roscadas ou ponta chanfrada para solda dentro da saia. Caso os bocais de fundo do vaso devam ter válvulas acopladas diretamente ao vaso, a disposição deve ser feita como mostra a FIGURA A-2, para evitar as válvulas dentro da saia. 8.1.12 Os bocais devem ser conforme a norma PETROBRAS N-2012.
8.2 Construção dos Bocais 8.2.1 Todos os bocais de 2” de diâmetro nominal, ou maiores, devem ser flangeados, exceto quando especificado para solda de topo na tubulação. Os bocais para solda de topo devem ser evitados sempre que possível; podem ser adotados para bocais de grande diâmetro ou para pressões elevadas, sendo necessária a aprovação da PETROBRAS. 8.2.2 O diâmetro nominal mínimo dos bocais, para qualquer finalidade, deve ser de 3/4”. Admite-se excepcionalmente bocais rosqueados de 1/2”, apenas para poços de termômetros ou outros instrumentos. Não devem ser empregados bocais com diâmetros nominais de 1 1/4”, 2 1/2”, 3 1/2” e 5”. 8.2.3 A projeção externa dos bocais deve ser a mínima possível, porém suficiente para: a) proporcionar uma distância adequada entre a solda no flange e a solda no casco (ver item 12.2.13 desta Norma); b) permitir a desmontagem dos parafusos do flange; c) evitar que os parafusos ou as porcas fiquem embutidos no isolamento térmico do vaso; d) permitir acesso para soldagem do pescoço do bocal no casco. 8.2.4 Os valores mínimos para a projeção externa, a partir da face interna do casco, devem ser conforme a PETROBRAS N-2012. 19
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8.2.5 Só deve haver projeção interna nos bocais quando for necessário. Os bocais para os drenos não podem ter qualquer projeção interna. A aresta interna de qualquer bocal sem projeção interna deve ser arredondada, com um raio de 10 mm, para espessura de parede maior ou igual que 10 mm. 8.2.6 Exceto em casos excepcionais sujeitos à aprovação da PETROBRAS, não são permitidos bocais com parafusos prisioneiros (bocais “pad type”), como mostrado nos exemplos das Figuras UG-40 (a) e UW-16.1 (p) do código ASME Section VIII Division 1, ou outros detalhes construtivos semelhantes. 8.2.7 Para bocais flangeados, com diâmetro igual a 1 1/2” ou inferior a este valor, deve ser observado o item 8.4.4. 8.2.8 Os pescoços dos bocais de aço-carbono com diâmetros nominais até 10”, inclusive, devem ser de tubo sem costura, a não ser quando construídos de flanges tipo pescoço longo ou de material forjado. Para diâmetros nominais de 12”, ou maiores, o pescoço pode ser um tubo com ou sem costura, ou material forjado, ou construído de chapa calandrada, devendo nesse último caso ter uma única solda longitudinal. Nos casos em que a calandragem seja impraticável, devido à espessura, admite-se a fabricação por prensagem, com 2 soldas longitudinais. 8.2.9 Os pescoços de bocais, quando construídos de tubos em aço-carbono ou baixa liga, devem ter as seguintes espessuras mínimas: a) diâmetro até 2”: série 80; b) diâmetro de 3” a 10”: série 40. 8.2.10 A ligação do pescoço do bocal ao casco deve ser por solda de penetração total. São aceitáveis, por exemplo, os tipos mostrados nas Figuras UW-16.1 (c), (d), (e), (f) e (g) do código ASME Section VIII Division 1, não sendo aceitáveis os tipos mostrados nas Figuras UW-16.1 (i), (j), (k), (1), (m), (n), (o), (p), (q), (r) e (s) desse mesmo código. Os tipos mostrados nas Figuras UW-16.1 (a) e (b), embora tenham soldas de penetração total, não são recomendáveis, devendo ser evitados. 8.2.11 Em bocais como diâmetro nominal mínimo de 2” podem ser usadas luvas de aço forjado. As luvas devem ser, no mínimo, de classe 6 000, para solda de encaixe, exceto para instrumentos, em que se permitem luvas rosqueadas. A ligação da luva com a parede do vaso deve ser uma solda de penetração total, como mostrado nas Figuras UW-16.1 (Y-1) e (Z-1) do código ASME Section VIII Division 1. Não são permitidos os tipos mostrados na Figura UW-16.2 desse mesmo código. O comprimento das luvas deve ser superior a espessura do vaso, sendo as demais dimensões conforme norma ANSI B 16.11, de forma a evitar interferência entre a solda do soquete e a solda do corpo. As luvas internas, não sujeitas a pressão, podem ser de classe 3 000, rosqueadas. 8.2.12 Os reforços dos bocais, em nenhum caso podem limitar o teste hidrostático ou a pressão máxima de trabalho admissível nas condições novo e frio e corroído e quente, salvo para vasos de pequenas dimensões, cuja espessura seja definida pela mínima estrutural.
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8.2.13 Os reforços dos bocais e das bocas de visita, como exigido pelo parágrafo UG-37, do código ASME Section VIII Division 1, podem ser obtidos por um dos sistemas mostrados na FIGURA A-3 ou por combinação desses sistemas, com as recomendações e limitações indicadas nos itens 8.2.13.1 a 8.2.13.4. 8.2.13.1 Anel de chapa soldado ao pescoço tubular e à parede do vaso [FIGURA A-3 (a)]. Esse sistema é permitido para qualquer diâmetro mas não deve ser usado quando a espessura da parede do vaso é igual ou superior a 50 mm. Não é recomendado para serviços em baixa temperatura ou para serviços cíclicos. 8.2.13.2 Disco de chapa de maior espessura, soldado de topo no vaso [FIGURA A-3 (b)]. Esse sistema é permitido para qualquer diâmetro e pode ser usado nos casos em que o anel de chapa da FIGURA A-3 (a) não é permitido ou não é recomendado. 8.2.13.3 Peça forjada integral [FIGURA A-3 (c)]. Esse sistema é permitido para qualquer diâmetro, sem limitações, sendo entretanto sempre de custo elevado. 8.2.13.4 Pescoço tubular de maior espessura [FIGURA A-3 (d)]. Esse sistema é permitido, sem limitações, para diâmetros nominais até 10”, inclusive, devendo o pescoço tubular ser de tubo sem costura ou de tubo forjado (o tubo forjado é preferido para esses casos). 8.2.14 Todos os reforços no casco, integrais ou não, devem ter sempre o mesmo “P-number” do casco. Os reforços em anel de chapa devem obrigatoriamente ter um furo de 6 mm de diâmetro, com rosca NPT, para respiro e para teste da solda. Para bocais de 10”, ou maiores, deve haver 2 furos de Ø 6 mm diametralmente opostos. Não deve ser colocado bujão nesses furos, devendo os furos serem deixados abertos e serem preenchidos com graxa. 8.2.15 Para os vasos construídos com aços de alta resistência (Seção UHT do código ASME Section VIII Division 1), exige-se que todos os bocais e bocas de visita tenham reforço tipo integral, como mostrado na Figura UHT 18.1 do referido código, não sendo admitidos nenhum dos tipos mostrados na Figura UHT 18.2. 8.2.16 É responsabilidade do projetista verificar as tensões nos bocais, sempre que for solicitado, bem como providenciar reforços adequados nos bocais ou na parede do vaso, para resistirem as cargas externas transmitidas pelas tubulações. 8.2.17 Os bocais fechados com flange cego cujo peso seja maior do que 350 N (36 kgf), devem ser providos de turco ou dobradiça para remoção do flange cego, como detalhado no item 8.3. 8.2.18 Quando a face dos flanges dos bocais for do tipo lingüeta e ranhura (“tongue and groove”), a ranhura deve ficar no flange do bocal, exceto quando a face do flange do bocal estiver voltada para baixo, caso em que a lingüeta deve ficar no flange do bocal.
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8.3 Construção de Bocas de Visita 8.3.1 A construção das bocas de visita, quanto ao tipo de pescoço, reforço no casco, revestimentos e outros, deve ser como detalhado no item 8.2 para os bocais de grande diâmetro. 8.3.2 Todas as bocas de visita com a tampa no plano horizontal, abrindo para cima, devem ter um turco para a remoção da tampa. As bocas de visita com a tampa no plano horizontal, abrindo para baixo, devem ser evitadas sempre que possível; quando forem inevitáveis, deve ser previsto um dispositivo seguro para a remoção e manobra da tampa. 8.3.3 As bocas de visita com tampa no plano vertical, de classe de pressão até 150, com diâmetro até 24”, inclusive, podem ter turco ou dobradiças para abertura da tampa; para classes de pressão mais altas, ou maior diâmetro, é obrigatório que haja um turco, não sendo permitidas com tampas dobradiças. 8.3.4 Para as bocas de visita com tampa no plano vertical devem ser sempre colocados degraus e punho de segurança no lado interno do vaso, exceto quando existirem peças internas no vaso que impossibilitem ou tornem desnecessários esses degraus.
8.4 Flanges 8.4.1 Os flanges devem ser adequados para as condições de projeto e de teste do vaso. 8.4.2 Os flanges de bocais e seu faceamento, quando conectados a tubulações e instrumentos, devem estar de acordo com as especificações de tubulação e instrumentação aplicáveis. 8.4.3 Os flanges internos não pressurizados podem ser de face plana e fabricados de chapa recortada. 8.4.4 Os flanges de diâmetro nominal até 1 1/2”, inclusive, podem ser de um dos seguintes tipos: a) flange “long welding neck”; b) flange “welding neck” com pescoço sch 160 ou XXS; c) flange “slip-on” para classe de pressão 150 e serviço com fluido não tóxico e não inflamável; d) flange conforme a FIGURA A-4. Nota:
Em qualquer dos casos acima, os flanges devem ser de aço forjado.
8.4.5 Os flanges de diâmetros nominais de 2” a 12”, inclusive, devem ser do tipo “de pescoço” (“welding neck”) de aço-forjado. Pode-se usar o flange tipo sobreposto para diâmetros nominais de 2” a 12” e classe de pressão 150. 22
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8.4.6 Para os flanges de diâmetro nominal de 14”, ou maiores, em vaso de fabricação nacional, admitem-se as alternativas de construção descritas nos itens 8.4.6.1 e 8.4.6.2. 8.4.6.1 Os flanges padrão ANSI, de classe de pressão 150 e 300, devem ser flanges tipo sobreposto (“slip on”), de aço forjado. Outros flanges com pressão de projeto até 2 000 kPa (290 psi), inclusive, devem ser flanges tipo anel (“ring type”), de aço forjado, laminado a quente, sem costura, ou fabricados a partir da barra ou da chapa. Notas:
1) Os flanges tipo sobreposto não podem ser usados quando a sobreespessura para corrosão for superior a 3 mm. 2) Os flanges tipo anel, de qualquer fabricação, devem obedecer a uma das Figuras 2-4 (7), (8), [8 (a)], (9), [9 (a)], (10), [10 (a)] ou (11) do código ASME Section VIII Division 1.
8.4.6.2 Os flanges padrão ANSI, de classe de pressão acima de 300, devem ser flanges de pescoço. Outros flanges com pressão de projeto acima de 2 000 kPa (290 psi) devem ser tipo anel, de aço forjado, laminados a quente sem costura, ou fabricados a partir de barra ou de chapa. Nota:
Qualquer que seja a fabricação, esses flanges devem obedecer a uma das Figuras 2-4 (7) ou (11) do código ASME Section VIII Division 1.
8.4.7 Os flanges fabricados a partir de barra ou de chapa, de qualquer classe de pressão, devem ser obtidos pela usinagem de anéis calandrados ou prensados, tendo, no máximo, 2 soldas de topo totalmente radiografadas. Esses flanges devem ter tratamento térmico como exigido pelo código ASME Section VIII Division 1 e as superfícies da chapa original devem ficar paralelas ao eixo do flange acabado. Flanges recortados de chapa só podem ser admitidos para partes internas do vaso, não submetidas a pressão. 8.4.8 Os flanges para bocas de visita e outros flanges de grande diâmetro não ligados a tubulações externas podem ser em qualquer caso do tipo sobreposto ou de anel (“ring type”). 8.4.9 Quando os flanges forem não padronizados, devem ser calculados pela pressão máxima admissível de projeto do vaso para a condição de corroído e quente, salvo para vasos de pequenas dimensões, cuja espessura seja definida pela mínima estrutural. 8.4.10 Todos os flanges de bocais e bocas de visita devem ter o faceamento e a furação de acordo com a norma ANSI B 16.5, até os limites de diâmetro nominal estabelecidos na norma ANSI B 16.5. Para diâmetros maiores, o faceamento e a furação devem obedecer a norma MSS-SP-44 ou à norma API RP 605. 8.4.11 Os flanges de aço forjado que tenham todas as suas dimensões exatamente como especificado por qualquer das normas ANSI B 16.5, MSS-SP-44 ou API RP 605, (inclusive círculo de furação, número e diâmetros dos parafusos e outros) são aceitos para as pressões e temperaturas de trabalhos até os limites estabelecidos nessas normas, sem que sejam necessários cálculos especiais. Para os flanges com outras dimensões ou outros sistemas de construção, exige-se sempre que sejam calculados de acordo com o código ASME Section VIII Division 1. 23
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8.4.12 Exceto quando especificado de outra forma, os flanges de bocais e bocas de visitas devem ter os seguintes tipos de face: a) flanges de classe de pressão 150 e 300: face de ressalto com 1,6 mm (1/16”) de altura; b) flanges de classe de pressão 400, para serviço com vapor e flanges de classes de pressão 400 e 600, para serviço com hidrocarbonetos: face de ressalto com 6 mm (1/4”) de altura; c) flanges de classes de pressão 600, ou mais altas, para serviços com vapor e flanges de classe de pressão 900, ou mais altas, para serviço com hidrocarbonetos: face para junta de anel. 8.4.13 O acabamento da face dos flanges deve ser como abaixo especificado: a) para juntas de papelão hidráulico: acabamento com ranhuras espiraladas ou concêntricas, de acordo com a norma MSS-SP-6 (passo de 0,5 mm a 1 mm e profundidade de 0,03 mm a 0,15 mm); b) para juntas espiraladas: acabamento liso com rugosidade média máxima de 0,006 mm (0,000.250”); c) para junta corrugada: acabamento de preferência com ranhuras concêntricas, conforme descrito na alínea a); d) para junta tipo anel: acabamento liso com rugosidade média máxima de 0,0015 mm (0,000.063”) nos flancos do rasgo para a junta. 8.4.14 As faces dos flanges que trabalham com junta de vedação tipo anel devem ter dureza 30 “Brinell” superior à do material da junta. Para os materiais abaixo indicados, são exigidos os seguintes valores mínimos de dureza: a) aço-carbono: 120 “Brinell”; b) aço-liga 1 % a 5 % Cr: 160 “Brinell”; c) aço inoxidável 304, 316, 347 e 321: 160 “Brinell”; d) aço inoxidável 304L e 316L: 140 “Brinell”. 8.4.15 Todos os flanges devem ser instalados em posição, tal que, a vertical ou as linhas N-S e E-O do projeto passem pelo meio do intervalo entre 2 furos de parafusos. 8.4.16 Para os vasos construídos em aço inoxidável ou em metais não ferrosos, com pressão de projeto inferior a 400 kPa (4,1 kgf/cm2) e temperatura de projeto inferior a 250 °C, permite-se o uso de flanges soltos (“lap-joint”) nos bocais do vaso. 8.4.17 Os flanges internos dos vasos devem ser obrigatoriamente fornecidos com parafusos (ou estojos), porcas e juntas. 8.4.18 Flanges companheiros de bocais só fazem parte do vaso em casos excepcionais, quando expressamente requeridos na RM.
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8.5 Parafusos e Juntas para Flanges 8.5.1 Para todos os flanges externos dos vasos, os parafusos devem ser tipo estojo, totalmente rosqueados, com rosca série UNC para diâmetros até 1” e série 8N para diâmetros maiores com 2 porcas hexagonais, série pesada, conforme normas ANSI B 1.1 e B 18.2, com classe de ajuste 2A para o estojo e 2B para as porcas. Exceto quando especificado em contrário, a seleção de materiais para estojos e porcas deve obedecer ao seguinte critério de acordo com a temperatura de projeto do vaso: a) temperaturas entre 15 °C e 480 °C: estojos de aço-liga ASTM A 193 Gr. B7, porcas de aço-liga e ASTM A 194 classe 2H; b) temperatura entre 480 °C e 600 °C: estojos de aço-liga ASTM A 193 Gr. B5, porcas de aço-liga ASTM A 194 classe 3. 8.5.2 Exceto quando especificado de outra forma, as juntas para todos os flanges externos do vaso devem ser selecionados conforme descrito nos itens 8.5.2.1 a 8.5.2.3. 8.5.2.1 Os flanges de classes de pressão 150 e 300, com temperatura de projeto entre 0 °C e 250 °C, usam junta de papelão hidráulico, espessura de 1,5 mm (1/16”), de acordo com a norma ANSI B 16.5, Apêndice E Figura 3. 8.5.2.2 Os flanges de classes de pressão 150 e 300, com temperatura inferior a 0 °C, ou flanges de classes de pressão 400 e 600, para qualquer temperatura de projeto e de classes de pressão 150 e 300, para temperaturas de projeto acima de 250 °C (todos com face de ressalto), usam junta espiralada (“spiral wound”), de aço inoxidável austenítico com enchimento de amianto, de acordo com a norma ANSI B 16.20. 8.5.2.3 Nos flanges com face para junta tipo anel (junta de anel oval de acordo com a norma ANSI B 16.20), o material do anel não deve formar par galvânico com o flange e sua dureza deve ser 30 “Brinell” inferior à dureza da face do flange. Para os materiais abaixo indicados, a dureza máxima deve ser: a) aço-carbono: 90 “Brinell”; b) aço-liga 1 % a 5 % Cr: 130 “Brinell”; c) aço inoxidável 304, 316, 347 e 321: 130 “Brinell”; d) aço inoxidável 304L e 316L: 110 “Brinell”. 8.5.3 Os parafusos e juntas de anel, a serem fornecidos com o vaso, podem ser utilizados no teste hidrostático. Outros tipos de juntas devem ser substituídas por novas, após o teste. Parafusos de material austenítico não devem ser utilizados no teste.
9 SUPORTES 9.1 Cada vaso deve, obrigatoriamente, ter suporte próprio, não se admitindo, mesmo para vasos pequenos, que sejam suportados pelas tubulações.
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9.2 Os vasos verticais podem ser suportados por meio de saias cilíndricas ou cônicas, colunas ou sapatas (“lugs”). Sempre que possível, os vasos verticais devem ser suportados por meio de colunas. 9.3 A seleção do tipo de suporte de vasos verticais deve ser feita de acordo com a FIGURA A-5, a não ser que outras exigências sejam aplicáveis. 9.4 As torres devem ser suportadas por meio de saias. 9.5 Deve haver sempre possibilidade de acesso à parte inferior do vaso, devendo a altura mínima, da saia ou coluna de vaso vertical, apoiada diretamente em base de concreto, ser definida de acordo com os seguintes critérios: a) o ponto mais baixo do tampo inferior deve ficar pelo menos a 1 200 mm do topo da base de concreto, para vaso com diâmetro maior que 800 mm; b) o ponto mais baixo do trecho horizontal da tubulação conectada ao tampo inferior deve ficar pelo menos a 300 mm do topo da base de concreto. 9.6 A saia de suporte deve ter um trecho com 1 000 mm de comprimento a partir da ligação com o vaso, com o mesmo material do casco nos seguintes casos: a) temperatura de projeto igual ou inferior a 15 °C; b) temperatura de projeto superior a 340 °C; c) serviços com hidrogênio; d) vasos de aços-liga, aços inoxidáveis e materiais não ferrosos. 9.7 Sempre que houver possibilidade de vibração, em vasos verticais, deve ser usado suporte tipo saia, como no caso de vasos verticais conectados à sucção de compressores. 9.8 As saias de suporte devem ter uma abertura para acesso, conforme a TABELA 9.
TABELA 9 - ACESSOS À SAIA Diâmetro do Vaso (mm) Até 800 Acima de 800
Diâmetro Interno da Abertura (mm) Metade do diâmetro do vaso 460
9.9 As saias de suporte devem ter bocais de respiro, o mais próximo possível da junção com o tampo, em quantidades e diâmetros conforme a TABELA 10.
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TABELA 10 - RESPIROS NA SAIA Diâmetro do Vaso (mm) Até 914 915 - 1 830 1 831 - 2 740 2 741 - 3 660 3 661 - 4 570 4 571 - 5 490
Número de Bocais 2 4 6 8 10 12
Diâmetro dos Bocais 3” 3” 4” 4” 4” 4”
9.10 Os furos para passagem de tubulações através da saia devem ser devidamente reforçados. 9.11 A espessura mínima das saias de suporte é 6.3 mm. 9.12 Os vasos horizontais devem ser suportados por 2 selas ou berços, de construção metálica, abrangendo, no mínimo, 120° de circunferência do vaso. Um dos berços deve ter sempre os furos para chumbadores alongados, para acomodar a dilatação própria do vaso. Quando o peso do vaso em operação for superior a 200 kN (20 t), recomenda-se que sejam previstas placas de deslizamento de 1)TEFLON® no berço móvel. Os berços devem ser soldados ao casco do vaso por um cordão de solda contínua. Os berços devem ser situados simetricamente, sempre que possível, em relação ao meio do comprimento do vaso. A locação dos berços deve ser feita conforme o ábaco de L. P. Zick, de acordo com a norma BS 5500. 9.13 Os vasos horizontais devem sempre ser analisados para verificar o efeito das reações de apoio dos berços de suporte, recomendando-se para essa análise o método de L. P. Zick, de acordo com a norma BS-5500. 9.14 Os suportes dos vasos devem ser conforme as normas PETROBRAS N-2013 e N-2014.
10 PEÇAS INTERNAS 10.1 Devem ser adotados os critérios descritos nos itens 10.1.1 a 10.1.3 de inclusão ou exclusão das peças internas na responsabilidade do projetista do vaso. 10.1.1 As peças que devem sempre fazer parte do projeto mecânico do vaso é de responsabilidade do projetista (exceto quando especificado de outra forma na RM do vaso) são: todas as peças internas soldadas ou fixadas permanentemente ao vaso, tais como: defletores, vertedores, quebra-vórtices, chicanas, serpentinas e feixes tubulares, bem como chapas, cantoneiras, orelhas, anéis e outras peças de sustentação de bandejas, grades, telas, distribuidores, vertedores e revestimentos internos. 1)
TEFLON® marca registrada de propriedade da E. I. du Pont de Nemours. 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.
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10.1.2 As peças que normalmente fazem parte do projeto do vaso é de responsabilidade do projetista (exceto quando especificado de outra forma) são: grades, telas desnebulisadoras (“demister”), distribuidores, chicanas desmontáveis, potes de selagem, vigas de sustentação de bandejas e de grades. 10.1.3 As peças e materiais que normalmente não fazem parte do projeto do vaso é de responsabilidade do projetista (exceto quando especificado de outra forma) são: catalisadores, recheios diversos, bandejas (valvuladas ou de borbulhadores). 10.2 Todas as peças internas desmontáveis, com exceção das vigas principais de sustentação de bandejas, grades e similares devem ser projetadas de forma que o peso máximo, sempre que possível, não ultrapasse 250 N (25 kgf). Devem também ter dimensões tais que possibilitem a fácil passagem através da boca de visita. Os alçapões de passagem em bandejas ou grades podem abrir por cima ou por baixo, devendo entretanto estarem situados na mesma linha vertical. 10.3 A montagem das peças internas deve, sempre que possível, ser feita pela parte de cima. 10.4 Os parafusos e porcas devem ser de material não atacável pelo fluido interno de operação do vaso, exigindo-se, como qualidade mínima, os aços inoxidáveis tipos 304 ou 405. 10.5 É obrigatória a colocação de quebra-vórtices em todos os bocais ligados à linha de sucção de bombas. Devem ser colocados também defletores internos nos bocais superiores de instrumentos de nível em vasos verticais, bem como quebra-jatos nos bocais de entrada de líquido, onde haja possibilidade de impacto da corrente líquida em partes internas ou na parede do vaso. 10.6 Tubos e acessórios internos não pressurizados de aço-carbono e aços de baixa liga (até 6 % Cr) devem ter as seguintes espessuras nominais e classes de pressão mínimas: a) tubos até 10” D.N.: série 40; b) yubos acima de 10” D.N.: 6 mm de parede; c) acessórios roscados: classe de pressão 2 000. 10.7 Tubos e acessórios interno não pressurizados de aços de alta liga (11-13 % Cr ou acima), devem ter as seguintes espessuras nominais e classes de pressão mínimas: a) tubos até 1 1/2” D.N.: série 40S; b) tubos acima de 1 1/2” D.N.: série 10S ou fabricados de chapa bitola 12 USS (0,3708 mm); c) acessórios roscados: classe de pressão 150. 10.8 Os acessórios internos devem ser conforme a norma PETROBRAS N-2049.
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11 ACESSÓRIOS EXTERNOS 11.1 Fazem parte do vaso as seguintes peças externas, que se aplicarem em cada caso: a) chapas de reforço de bocais e de bocas de visita; b) anéis de reforço para vasos de paredes finas ou sujeitas à pressão externa; c) saia de suporte para torres e vasos verticais; d) colunas ou orelhas de sustentação para vasos verticais; e) berços e selas de sustentação para vasos horizontais; f) cantoneiras, barras, estojos, porcas ou outras ferragens para suporte e fixação do isolamento térmico externo; g) chapas de ligação, orelhas ou cantoneiras para suporte de tubulação, plataformas, escadas ou outras estruturas; h) estojos, porcas ou outras ferragens para fixação de revestimento contra fogo (“fire-proofing”); i) suportes para turcos de elevação da carga; j) olhais de suspensão, orelhas, chapas ou outras peças necessárias à movimentação do vaso ou de suas partes, durante a montagem ou manutenção; k) turcos para as tampas de bocas de visita e outros flanges cegos; l) flanges cegos com juntas e parafusos, para bocas de visita, bocas de inspeção e bocais flangeados fechados; m) sobressalentes para os bocais flangeados, nas quantidades indicadas na RM. 11.2 Exceto quando especificado em contrário, as seguintes peças externas não fazem normalmente parte dos vasos de pressão: a) válvulas e instrumentos de qualquer tipo; b) flanges companheiros; c) parafusos chumbadores; d) material de isolamento térmico; e) material de proteção contra fogo; f) plataformas, escadas ou outras estruturas. 11.3 Em vasos verticais, deve ser prevista a colocação de anéis suportes adequados para isolamento térmico e dispositivos de fixação do revestimento de proteção contra fogo, quando existirem. 11.4 Os vasos verticais que possuam peças internas desmontáveis devem ter um turco colocado no topo, para a movimentação dessas peças internas, sempre que o topo do vaso esteja a uma altura superior a 3 000 mm do solo. 11.5 Em todos os vasos deve ser previsto um meio de acesso permanente aos seguintes pontos: a) bocas de visita cuja linha de centro esteja a mais de 3 000 mm do solo; b) válvula de segurança ou de alívio; c) instrumento de medição de nível; d) instrumento ou equipamentos que devem ter leitura ou operação local ou inspeção freqüente. 29
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11.6 Exceto quando expressamente especificado ou permitido em contrário pela PETROBRAS, em cada caso, todos os vasos devem ter um meio próprio e independente de acesso, por meio de escada vertical ou inclinada. 11.7 Sempre que for necessário, devem ser previstos olhais para levantamento. 11.8 Os acessórios externos devem ser conforme a norma PETROBRAS N-2054.
12 FABRICAÇÃO 12.1 Requisitos Gerais Devem ser obedecidos os requisitos da norma PETROBRAS N-268.
12.2 Soldas 12.2.1 Todas as soldas submetidas aos esforços de pressão, no casco e nos tampos, devem ser de topo, de penetração total, feitas pelos 2 lados e radiografáveis. Quando a solda interna for impraticável, pode ser feita apenas a solda externa, adotando-se um método que garanta a qualidade da raiz da solda, respeitando o que prescreve o item 4.8. 12.2.2 As soldas dos pescoços dos bocais e das bocas de visita no casco devem também ter penetração total. Quando, devido à grande espessura da parede, essa disposição for impossível, o projeto da ligação soldada deve ser submetido à aprovação prévia da PETROBRAS. 12.2.3 As soldas entre materiais que tenham “P-number” diferentes devem ser reduzidas ao mínimo. Sempre que possível, essas soldas devem ser colocadas fora do contato do fluido contido no vaso, e também fora da parede de pressão do vaso. 12.2.4 O projeto para fabricação do vaso deve indicar claramente a localização de todas as soldas no casco e nos tampos do vaso. 12.2.5 As soldas do casco e dos tampos devem ser dispostas, sempre que possível, de tal forma que não interfiram com os suportes do vaso nem com os bocais, bocas de visita, e respectivos reforços. As soldas do casco que ficarem ocultas por chapas de reforço devem ser esmerilhadas, examinadas por partículas magnéticas ou líquido penetrante e totalmente radiografadas. 12.2.6 As soldas no casco e nos tampos não devem interferir também com as peças internas soldadas ao vaso. Em vasos horizontais, são proibidas soldas longitudinais do casco na geratriz inferior do vaso, onde interferir com a sela.
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12.2.7 Todas as soldas devem, tanto quanto possível, estar também em tal posição que seja possível a sua inspeção sem haver necessidade de desmontagem de peças internas do vaso. 12.2.8 Nos vasos verticais, a solda da saia ao casco do vaso deve ser localizada de forma que não interfira com a solda do casco ao tampo inferior e permita a inspeção dessa solda. Nos vasos horizontais, os berços devem também ser localizados de maneira a não interferirem com as soldas circunferenciais do vaso e permitirem a inspeção dessas soldas. 12.2.9 Em vasos com diâmetro menor do que 2 000 mm, só se admite uma única solda longitudinal por anel. Nesses vasos, as soldas longitudinais de anéis adjacentes devem estar defasadas de 45°, no mínimo. Para diâmetros iguais ou superiores a 2 000 mm devem ser usadas chapas de comprimento comercial, só sendo admitidas chapas menores para acerto. Em diâmetros iguais ou superiores a 2 000 mm deve ser mantida a defasagem de 45° entre anéis adjacentes. 12.2.10 Sempre que possível, as soldas de orelhas devem estar afastadas das soldas principais de uma distância, no mínimo, conforme especificado no item 12.2.13. Caso não seja possível evitar a interferência, a solda do casco deve ser esmerilhada e examinada com partículas magnéticas ou líquido penetrante antes da soldagem da orelha. 12.2.11 Todas as soldas de peças ligadas ao casco externamente devem ter um cordão contínuo de selagem. As peças sobrepostas em vasos que operam em temperatura igual ou superior à ambiente devem ter um furo de respiro com diâmetro de 6 mm. 12.2.12 Todas as soldas de peças ligadas ao casco internamente devem ter um cordão de selagem, com uma interrupção de 10 mm na parte inferior. 12.2.13 A distância entre as bordas de 2 soldas de penetração total e paralelas, em qualquer caso, não deve ser menor que 3 vezes a espessura da chapa mais fina, com o mínimo de 50 mm. 12.2.14 A mesma sobreespessura para corrosão especificada para o vaso deve ser acrescentada à dimensão mínima da garganta das soldas em ângulo. Fazem exceção a essa regra as soldas em ângulo de filete completo (“full fillet weld”), para as quais esse acréscimo já é uma decorrência da geometria da solda. 12.2.15 Em todos os vasos que devem sofrer tratamento térmico de alívio de tensões não são permitidas quaisquer soldas de penetração parcial, devendo todas as soldas ter penetração total sem deixar vazios internos. Em todos os vasos que devem sofrer tratamento térmico de alívio de tensões devem ser previstos furos de escape dos gases e alívio de pressão nas soldas de penetração parcial de por exemplo, flange “slip-on” com o pescoço.
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12.3 Tratamentos Térmicos No projeto mecânico dos vasos de pressão devem ser especificados e exigidos os tratamentos térmicos previstos pelo código ASME Section VIII Division 1 ou como necessário de acordo com o serviço do vaso. Aplica-se os requisitos adicionais descritos nos itens 12.3.1 a 12.3.4. 12.3.1 Em materiais com “P-number” 3 e com “P-number” 1 quando é exigido teste de impacto, o tratamento térmico de alívio de tensões deve ser executado, no mínimo, à temperatura de 595 °C. A Nota 1 da Tabela UCS-56 do código ASME Section VIII Division 1, não se aplica. 12.3.2 O tratamento térmico de alívio de tensões, de soldas entre materiais dissimilares deve atender aos requisitos do material que exigir condições mais rigorosas, e deve ser verificado por testes de qualificação do procedimento. O procedimento para o alívio de tensões de soldas entre material ferrítico e austenítico, deve ser aprovado pela PETROBRAS. 12.3.3 O tratamento térmico localizado só pode ser executado com aprovação da PETROBRAS. 12.3.4 A temperatura máxima de alívio de tensões ou tratamento térmico após a soldagem não deve exceder o menor dos seguintes valores: a) a temperatura máxima constante do código aplicável; b) a temperatura de revenimento (“tempering”), caso o componente tenha sido submetido a esse tratamento na usina, exceto quando garantidas as propriedades mecânicas através de testes realizados nos corpos de prova após tratamento térmico simulado; c) os seguintes valores para os materiais indicados (ver Nota): - aço-carbono e aço com 2 1/2 % a 3 1/2 % Ni: 650 °C; - aços C - 1/2 % Mo e Mn - Mo: 690 °C; - aços-liga 1/2 % Cr - 1/2 % Mo: 690 °C, exceto para temperaturas de projeto a partir de 482 °C, quando o tratamento térmico de alívio de tensões deve ser executado na faixa de 677 °C a 732 °C. Nota:
Os valores de temperatura se referem a soldagem somente entre os materiais indicados.
13 INSPEÇÃO 13.1 Radiografias 13.1.1 Nos projetos dos vasos de pressão deve ser especificada a inspeção radiográfica prevista pelo código ASME Section VIII Division 1 ou como necessário pelo serviço do vaso. 13.1.2 Em todas as soldas de cascos e tampos em vasos de pressão exige-se, pelo menos, que seja feita a radiografia por pontos (“spot”) das soldas, como especificado nos parágrafos UW-11 e UW-12 do código ASME Section VIII Division 1. 32
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13.1.3 Independentemente das exigências das normas de projeto, exige-se radiografia 100 % das soldas longitudinais e circunferenciais do casco e das soldas dos tampos nos seguintes casos: a) vasos de aço-carbono com espessura superior a 19 mm quando a tensão de ruptura for 483 MPa (4 930 kgf/cm2) ou maior; b) vasos de aços-liga Cr-Mo para qualquer espessura, para teores acima de 1/2 % Cr; c) vasos de aço inoxidável austenítico, com espessura superior a 19 mm ou qualquer espessura, quando a temperatura de projeto for superior a 400 °C; d) vasos em serviços cíclicos.
13.2 Outros Exames Devem ser realizados outros exames não-destrutivos conforme especificado no projeto e/ou exigido pelas normas PETROBRAS N-268 e/ou N-269.
13.3 Inspeção Visual Deve ser executado de acordo com as normas PETROBRAS N-268 e N-269.
13.4 Inspeção Dimensional Deve ser executado de acordo com as normas PETROBRAS N-268 e N-269.
14 MONTAGEM A montagem dos vasos de pressão deve obedecer à norma PETROBRAS N-269.
15 TESTE 15.1 O projetista deve sempre calcular e indicar nos desenhos a PMTA e a pressão de teste hidrostático do vaso. A pressão de teste deve ser determinada conforme indicada no código ASME Section VIII. 15.2 Exceto para o caso de vasos integralmente construídos de materiais adequados para baixas temperaturas, deve haver, nos desenhos do vaso, uma nota de advertência proibindo o teste hidrostático com água em temperatura inferior a 15 °C. 15.3 O teor máximo de cloretos permitido na água deve ser definido pelo projetista. Para equipamento de aço inoxidável austenítico o teor máximo de cloretos permitido é 50 ppm. Se o teor de cloretos na água, nesse caso, for superior a 50 ppm, antes do teste hidrostático deve ser aplicado, internamente, verniz de secagem rápida a base de poliéster, em quantidade suficiente para formar uma película contínua ao toque. 15.4 Para qualquer dos casos citados nos itens 15.2 e 15.3, é obrigatório que na placa de identificação do vaso haja nota de advertência sobre a água de teste hidrostático. 33
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15.5 Devido ao grave risco que representa, o teste pneumático só é admitido excepcionalmente, devendo em cada caso, haver autorização da PETROBRAS. 15.6 Devem ser obedecidos os requisitos das normas PETROBRAS N-268 e N-269 para a execução do teste de pressão. 15.7 Quando um vaso fabricado no campo for testado pneumaticamente, todas as soldas devem ter radiografia total e as soldas da saia, bocais e orelhas devem ser examinadas com partículas magnéticas ou líquido penetrante antes da realização do teste.
16 PLACA DE IDENTIFICAÇÃO E CATEGORIA DO VASO 16.1 A placa de identificação deve ser conforme a norma PETROBRAS N-2054. 16.2 A categoria do vaso deve ser pintada junto à placa de identificação, com letras do tamanho I, conforme norma PETROBRAS N-1278.
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/ANEXO A
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