A Norma ASME VIII Divisão 1, que trata da construção de vasos de pressão, aborda especificamente os tampos dos vasos de pressão na seção “UG-32 a UG-45”. Esta seção contém requisitos detalhados para o design, seleção de materiais, fabricação, inspeção, teste e certificação dos tampos, que são componentes críticos em vasos de pressão devido à sua exposição a altas pressões e estresses.
Na Norma ASME VIII Divisão 1, especificamente nas seções “UG-32 a UG-45”, são descritos diferentes tipos de tampos que podem ser utilizados em vasos de pressão.
Os tipos mais comuns incluem:
- Tampo Elíptico (2:1): Este é um dos formatos mais comuns, caracterizado por uma forma elíptica com uma relação de 2:1 entre os eixos maior e menor. É valorizado por sua resistência sob pressão.
- Tampo Torisférico (Também conhecido como F&D – Flanged and Dished): Este tampo tem uma forma mais arredondada e é composto por uma calota esférica com uma flange (borda) reta. É uma opção econômica e amplamente usada.
- Tampo Hemisférico: Como o nome sugere, este tampo tem a forma de uma hemisfera. Oferece excelente resistência à pressão devido à sua forma, mas geralmente é mais caro devido à sua fabricação complexa.
- Tampo Cônico: Usado em situações especiais, o tampo cônico tem uma forma angular. Sua inclinação varia conforme a necessidade específica do vaso de pressão.
- Tampo Plano: Simples e direto, o tampo plano é usado em casos de baixa pressão, pois não é tão resistente à pressão quanto as outras formas.
- Tampo Toriconical: Uma combinação de formas cônicas e torisféricas, este tampo é usado em aplicações específicas onde são necessárias características de ambos os tipos.
Cada tipo de tampo é escolhido com base nas necessidades específicas de pressão, volume e uso do vaso de pressão, além de considerar fatores como custo de fabricação e eficiência na resistência à pressão.
Exemplos práticos para a escolha de cada um dos seis tipos de tampos:
Conforme mencionados anteriormente, de acordo com a Norma ASME VIII Divisão 1:
- Tampo Elíptico (2:1):
- Exemplo de Uso: Vasos de pressão em indústrias químicas ou refinarias. Este tipo de tampo é escolhido por seu bom desempenho sob alta pressão e eficiência em termos de custo e fabricação.
- Tampo Torisférico (F&D – Flanged and Dished):
- Exemplo de Uso: Tanques de armazenamento de baixa pressão em instalações de processamento de alimentos ou água. Sua escolha se dá pela eficiência de custo e adequação para pressões moderadamente baixas.
- Tampo Hemisférico:
- Exemplo de Uso: Vasos de pressão em usinas de energia nuclear ou reatores químicos, onde a resistência a altas pressões é crucial. A forma hemisférica oferece a maior resistência contra pressão interna.
- Tampo Cônico:
- Exemplo de Uso: Aplicações em que é necessário um escoamento ou distribuição de pressão direcional, como em certos tipos de ciclones ou separadores. A inclinação ajuda no controle do fluxo e da distribuição da pressão.
- Tampo Plano:
- Exemplo de Uso: Recipientes de armazenamento sob pressão atmosférica ou de baixa pressão, como tanques de armazenamento de água. São escolhidos quando a pressão interna é relativamente baixa e a simplicidade de design é uma vantagem.
- Tampo Toriconical:
- Exemplo de Uso: Vasos que requerem uma combinação de alta resistência à pressão e eficiência no escoamento, como em certos processos de fermentação na indústria de biotecnologia. A forma mista oferece benefícios tanto da configuração cônica quanto da torisférica.
Cada escolha é influenciada por fatores como pressão operacional, condições de serviço, requisitos de escoamento ou distribuição de pressão, e considerações de fabricação e custo.
Para identificar o tipo de tampo de um vaso de pressão já existente, você pode seguir estas orientações para cada um dos modelos mencionados:
- Tampo Elíptico (2:1):
- Como Identificar: Meça a altura do tampo do ponto mais alto até a borda. Em um tampo elíptico 2:1, esta altura será exatamente metade do diâmetro do vaso. O perfil será uma curva suave e contínua sem ângulos acentuados.
- Tampo Torisférico (F&D – Flanged and Dished):
- Como Identificar: Este tampo tem uma seção esférica distinta que se conecta a uma flange reta (a borda). A parte esférica não se estende até metade do diâmetro do vaso, diferentemente do tampo elíptico.
- Tampo Hemisférico:
- Como Identificar: Um tampo hemisférico é uma meia esfera perfeita. A altura do tampo do centro até a borda será igual ao raio do vaso. Este é o mais fácil de identificar devido à sua forma distinta de cúpula.
- Tampo Cônico:
- Como Identificar: O tampo cônico terá uma forma inclinada, com um ângulo visível ao invés de uma curva. A inclinação pode variar, mas a forma geral será claramente cônica.
- Tampo Plano:
- Como Identificar: Como o nome sugere, este tampo é plano ou quase plano. Pode ter uma ligeira curvatura para suportar a pressão, mas em comparação com outros tipos, parecerá muito mais plano e direto.
- Tampo Toriconical:
- Como Identificar: Este tampo combina elementos de um tampo cônico com uma seção torisférica. Você notará uma parte cônica que se transforma suavemente em uma curva. A transição entre a parte cônica e a curva esférica é a chave para identificar um tampo toriconical.
Para cada um desses tipos, é útil ter uma fita métrica ou um dispositivo de medição para determinar as proporções exatas do tampo. Além disso, verificar quaisquer documentos ou placas de identificação do vaso de pressão pode fornecer informações adicionais sobre a especificação do tampo.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Elíptico (2:1) de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo elíptico, destacando a medição da altura do tampo do ponto mais alto até a borda.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Torisférico (F&D – Flanged and Dished) de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo torisférico, destacando a medição da seção esférica que se conecta a uma flange reta.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Hemisférico de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo hemisférico, destacando a medição da altura do tampo do centro até a borda.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Cônico de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo cônico, destacando a medição do ângulo do tampo usando um transferidor ou outra ferramenta de medição de ângulo.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Plano de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo plano, destacando a medição da espessura do tampo usando um paquímetro ou um medidor de espessura.
Aqui está uma ilustração que mostra como medir o Tampo Toriconical de um vaso de pressão.
A imagem exibe uma visão lateral da seção de um vaso de pressão com o tampo toriconical, destacando a medição das seções cônica e torisférica usando uma fita métrica ou régua.
Como um engenheiro mecânico especialista em vasos de pressão e familiarizado com a Norma ASME Seção VIII, a minha conclusão técnica sobre as informações discutidas seria a seguinte:
A Norma ASME Seção VIII é uma referência crucial para o design, construção e inspeção de vasos de pressão. Essa seção especificamente aborda vários aspectos do design de tampos de vasos de pressão, oferecendo diretrizes detalhadas para a seleção de materiais, fabricação e testes. Os tampos, sendo componentes críticos dos vasos de pressão, devem ser cuidadosamente projetados para suportar as condições operacionais, incluindo pressão interna e externa, e influências ambientais.
Os tipos de tampos, como elípticos, torisféricos, hemisféricos, cônicos, planos e toriconicais, são selecionados com base em critérios específicos que incluem a aplicação do vaso, as condições de pressão e os custos de fabricação. Cada tipo tem características únicas que o tornam mais adequado para determinadas aplicações. Por exemplo, tampos elípticos são comuns em aplicações de alta pressão devido à sua eficiência estrutural, enquanto tampos planos são mais adequados para situações de baixa pressão.
Além da seleção do tipo de tampo, a precisão na fabricação e a conformidade com as especificações da ASME são fundamentais para garantir a segurança e a eficiência do vaso de pressão. Isso inclui a verificação da espessura do material, a integridade da solda e a resistência geral do tampo em relação às forças aplicadas.
Em resumo, a Norma ASME Seção VIII fornece um guia abrangente para o design e a fabricação de tampos de vasos de pressão, garantindo que estes componentes sejam seguros, confiáveis e eficazes para o propósito a que se destinam. A seleção e avaliação adequadas do tipo de tampo são essenciais para a integridade estrutural e a eficiência operacional do vaso de pressão.
