pr-087

7/24/2019 PR-087

1/9

CONTROLE DIMENSIONALCALDEIRARIA

GABARITOS DE FORMA PARA VASOSDE PRESSO

PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 1 de 9

Reviso: 2 (Out/2013)

1. OBJETIVO

Descrever processos de traagem de gabaritos de forma para vasos de presso com tampos elpticos, semi-elpticos, torisfricos, e hemisfricos; utilizados no Processo de Qualificao de Pessoal, nos exames deControle Dimensional.

2. DOCUMENTOS DE REFERNCIA

ASME VIII Rules for Construction of Pressure Vessels

3. TERMINOLOGIA

Anel enrijecedor anel externo ou interno ao costado do vaso, feito em perfil metlico com a qualidade de

enrijecer o costado.

4. RECURSOS

1 escala metlica graduada em mm, de 300 mm ou superior; 1 trena de 3 m; 1 cintel ou compasso de traagem; 1 riscador; 1 Curva francesa ou rgua flexvel; 1 Esquadro metlico; 1 prancheta; 1 esferogrfica; 1 lapiseira 1 calculadora Panos de limpeza;

Os instrumentos a serem empregados devem estar calibrados e com a data de calibrao dentro da validade.

5. EXECUO

Para gabaritos externos, dever ser somada a espessura da chapa no raio do tampo.O seguinte roteiro deve ser seguido na confeco de gabaritos de forma para tampos de vasos de pressoexterna e interna.

5.1 Mtodo ASME VIII

Para se empregar as tabelas do ASME, na definio do perfil do tampo, preciso conhecer as dimenses L,Do e t do vaso:

a) Determinar as dimenses L, Do e t do vaso, onde:

Do = dimetro externo do trecho cilndrico do casco ou tubo, ou dimetro externo da esfera.

L = comprimento total do tubo entre (virolas) cascos, ou comprimento de projeto da seco do vaso,tomada como a maior das seguintes:

(1) distncia entre as linhas de tangncias do tampo mais um tero da profundidade de cada tampoformado, se no existir anis enrijecedores (excluindo tampos cnicos e seces cnicas);

(2) distncia entre a juno do cone-cilndrico para vasos com um cone ou com tampos cnicos se noexistir anis enrijecedores;

7/24/2019 PR-087

2/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 2 de 9


(3) a maior distncia centro a centro entre os anis enrijecedores;

(4) a distncia do centro do primeiro anel enrijecedor at a linha tangente ao tampo formado, mais umtero da sua profundidade (excluindo tampos cnicos e seces); todas medidas paralelas ao eixodo vaso;

(5) a distncia do primeiro anel enrijecedor no cilindro at a unio cone-cilindro;

(6) o comprimento equivalente dos tampos cnicos e seces como dado em UG-33(b) e (f).

(7) para esferas L a metade do dimetro externo Do;

(8) para cones e seces cnicas:

Le = 0,5L (1 + Ds/De), onde:

Ds = dimetro menor do coneDe = dimetro maior do coneL = comprimento da seco cnicaLe = comprimento equivalente da seco cnica e em qualquer seco transversal, tendo em

dimetro externo de DxL = Le(De/Dx); Do = Dx

t = espessura mnima requerida do casco cilndrico ou tubo, ou casco esfrico, excluda a sobre-espessura de corroso.

b) Definir o comprimento do arco do gabarito de forma consultando a fig. UG 29.2. Para consulta da fig. UG29.2 preciso definir L/Do e Do/t. Com L/Do e Do/t entrar na fig. UG 29.2 e definir o arco. O comprimento dacorda do gabarito igual a dicas vezes o comprimento do arco definido em UG 29.2.

c) Depois de definido o gabarito de forma, deve-se consultar a fig. UG 80.1 e definir o desvio mximopermitido de circularidade (e) a ser empregado com o gabarito definido.

5.2 Tampo Semi-elptico

5.2.1 Introduo

Adotam-se tampos com curvaturas elpticas por ser o perfil de maior resistncia a presso interna; suaresistncia praticamente igual ao do cilindro de mesmo dimetro.A elipse uma curva que formada por um ponto que se move em um plano de forma que a soma dasdistncias deste ponto a outros dois (estes dois pontos se chamam focos), que permanecem fixos, sempre amesma.

De acordo com a figura 1, o ponto mvel est representado com as letras B, C e D, e os focos pelas letrasF e F.

7/24/2019 PR-087

3/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 3 de 9


Figura 1Elementos da elipse:Centro: O

Vrtices: BBAA Focos: F e F

Eixo maior: AA

Eixo menor: BB

AOAOFBFB ===

Distncia entre focos: ( ) ( )222 BOFBFF =

Raios vetores: FB , FB , DF , DF ,FC, FC , etc...

5.2.2 Traado da elipse

a) Primeiro procedimento do foco F (figura 2), traa-se um arco com um raio qualquer, desde que no

seja maior que a distncia 'FA , e depois a partir de F como centro se traa outro arco (este arco j

no pode ter um raio qualquer, mas tm que ser a diferena do eixo maior 'AA e distncia do arcoprimitivo) que corte o anterior obtendo-se o ponto D. Da mesma forma se obtm os pontos que sejamconvenientes e em seguida deve-se uni-los com uma rgua flexvel.

1 - 'FA >FD > 'FF 5 - arco FD FD

2 - arco FD 6 - ponto D3 - DF' = 'AA -FD 7 - ponto Dponto C ponto G ponto E

4 - arco FD 8 - repetir o processo com FDFD ' e 'FA > 'FD > 'FF

7/24/2019 PR-087

4/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 4 de 9


Figura 2

b) Segundo procedimento: Do centro O (figura 3), traam-se duas circunferncias, sendo uma como omesmo raio do maior e eixo e a outra com o raio do menor. Traa-se uma reta partindo de um pontoqualquer C, posicionado na circunferncia maior at o centro O, cruzando a circunferncia menor noponto C. De C se traa uma paralela ao eixo vertical e de C, outra paralela ao eixo horizontal,determinando na interseco o ponto C1, que o ponto por onde passa a curva da elipse. Destamesma forma se determinam mais pontos e depois uni-los com uma rgua flexvel.

.

Figura 3

c) Terceiro procedimento: divide-se a distncia AO (figura 4) em um nmero qualquer de partes iguais;em seguida, levanta-se uma perpendicular no ponto A, formando um segmento de mesmo

comprimento de OB , que deve ser dividido em tantas partes como o segmento anterior ( AO ). Os

pontos desta diviso devem ser unidos ao vrtice B e os pontos da diviso do eixo maior AO devemser unidos ao vrtice B. Os pontos de interseo das semi-retas determinam a passagem da curvaelptica.

7/24/2019 PR-087

5/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 5 de 9


1 - diviso de AO em partes iguais

2 - 'AA no ponto A

3 -a 'AA no ponto B4 - 2 e 3ponto C

5 - diviso de ACem partes iguais. N de partes de AC= n de partes de AO 6 - retas a partir de B, interceptam retas a partir de Bpontos da elipse.

Figura 4

5.3 Tampo Torisfrico

5.3.1 Introduo

5.3.1.1 Tampos torisfricos so tampos que possuem uma calota esfrica de raio interno R, e um raio internode concordncia r, conforme mostrado na figura 5.

5.3.1.2 Pelo cdigo ASME, seo VIII diviso 1, admite-se tampos torisfricos cujo valor do raio deconcordncia seja no mnimo igual a 6% do raio interno da calota esfrica, e o raio interno da calota esfricaigual no mximo o dimetro externo da saia do tampo.

5.3.1.3 Admitem-se tambm tampos com outras propores. De todos os perfis torisfricos com relao desemi-eixos 2:1, o perfil em que se tem o raio curto r = 0,1727D, e o raio longo R = 0,9047D, o que mais seaproxima da elipse. Esse perfil conhecido como falsa elipse.

5.3.1.4 O procedimento para traagem da oval ou falsa elpse o que segue.

5.3.1.4.1 Unem-se os vrtices A e B (figura 5). Tendo O como centro, traa-se um arco de raio OA at cortaro prolongamento do eixo vertical, obtendo-se assim o ponto A; depois, com centro em B, traa-se outro arco

de raio BA at cortar a reta que une os vrtices A e B, obtendo-se assim o ponto A1; na seqncia, traa-se

uma perpendicular no ponto mdio da reta 1AA , que corta o eixo X no ponto O1 at atingir o ponto O2, no

eixo Y.

7/24/2019 PR-087

6/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 6 de 9


5.3.1.4.2 Na continuao com um raio igual distncia O1A traa-se um arco com centro em O1, at cortar a

reta que une os centros O1 e O2; na seqncia traa-se outro arco com centro em O2 e com raio igual a BO2 ,at cortar a reta que os une.

5.3.1.4.3 Desta forma obtm-se um quadrante, portanto, os demais quadrantes traam-se de forma similarpor estarem em simetria.

1 - raio OA ponto A 4 - centro O1 raio AO1 (arco menor)

2 - centro B raio BA A1 5 - reta AOOO 121 P

3 - AA 1 O1e O2 6 - raio PO2 e centro em O2arco maior PB

Figura 5

5.3.2 Traado do tampo

5.3.2.1 Para a traagem de tampos torisfricos (figura 6), deve-se conhecer um nmero suficiente devariveis envolvidas, de forma a permitir a definio dos valores do dimetro interno da saia do tampo (D), doraio interno da calota esfrica (RL) e do raio interno de concordncia (r).

5.3.2.2 Com a definio desses valores, traa-se uma reta AB representando o dimetro da saia do tampo(D). No ponto mdio da reta AB, traa-se uma reta perpendicular lc, sobre a qual ser marcado o ponto E,obtido atravs de segmento de reta, a partir de C e/ou F.

5.3.2.3 O raio interno da calota esfrica (RL) corta o raio de concordncia nos pontos de tangncia G e I.

5.3.2.4 Para valores de dimetro interno variando entre 300 mm e 800 mm, adota-se h=20 mm e paradimetro interno variando entre 800 mm at 1000 mm, adota-se h=25 mm.

7/24/2019 PR-087

7/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 7 de 9


Figura 6

5.3.2.5 Na tabela 1 so mostrados os valores da relao R/r.

Tabela 1

Valores de M para o clculo de tampos toriesfricos(transcrita da TABELA 1-4.2 do cdigo ASME, seo VIII).

R/r 1.0 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50M 1.00 1.03 1.06 1.08 1.10 1.13 1.15 1.17 1.18 1.20 1.22R/r 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0M 1.25 1.28 1.31 1.34 1.36 1.39 1.41 1.44 1.46 1.48 1.50R/r 9.5 10.00 10.5 11.0 11.5 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 16 M 1.52 1.54 1.56 1.58 1.60 1.62 1.65 1.69 1.72 1.75 1.77

5.4 Traados de arcos de raio grande

5.4.1 Para construir o gabarito quando o raio de curvatura do vaso for muito grande, o seguinte processo podeser empregado para definir pontos do arco do gabarito e com isso permitir seu traado:

7/24/2019 PR-087

8/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 8 de 9


Figura 7

5.4.2 A flecha x definida, a partir das relaes de PITGORAS, por:

c22

-rrX =

5.4.3 A partir da frmula acima poderemos determinar o nmero de pontos que desejarmos simplesmentedefinindo a flecha do arco MQ pelo mesmo processo, depois a flecha da metade do arco MQ (figura 7), e assimpor diante.

5.4.4 Definido um nmero de ponto do arco, este deve ser traado com auxlio de uma curva francesa ou outroinstrumento auxiliar.

Figura 7

5.4.5 Para tampos hemisfricos ou para qualquer poro esfrica de tampos torisfricos ou elipsoidais oASME VIII tambm requer a confeco de gabaritos de forma. A determinao da curvatura do tampo e dogabarito se torna muito simples, por requerer somente a definio do centro e tamanho do raio, portanto, a

7/24/2019 PR-087

9/9



PR-087

Manual: S-CD

Pgina: 9 de 9


semicircunferncia pode ser traada por uma simples passada de um compasso, sem precisar determinarpontos da curva para o traado.

5.4.6 Quando se trata de traar arcos de raio grande (figura 8), para os quais o compasso no temcapacidade, pode-se obter o traado da seguinte forma:

5.4.7 Se traa uma semi-corda AC , depois a flecha CD , a partir de D se traa uma linha indefinida, paralela semi-corda. Depois se levanta uma perpendicular no ponto A at cortar a linha indefinida no ponto E, ligam-se os pontos D e A por meio de uma reta, e no ponto A se levanta uma perpendicular a esta reta, at cortar no

ponto F. Divide-se distncia FD em partes iguais (quanto mais partes, melhor) obtendo-se os pontos a, b e c;depois se divide a semi-corda em tantas partes como a anterior (quatro, neste caso) e se une estes pontos com

os anteriores. Na seqncia, se divide a distncia AEem tantas partes como as anteriores, obtendo-se os

pontos a1, b1 e c1, ligam-se estes pontos com o ponto D e obtm-se as retas aa , bb , cc obtendo-se os

pontos a2, b2 e c2, que so pontos por onde tem que passar o arco. Ligam-se estes pontos com uma rguaflexvel, determinando-se assim, o arco desejado.

1 - semi - corda AC

2 - flecha CD

3 -a ACa partir de D

4 - AD no ponto Aponto F

5 - dividir FD em partes iguais

6 - dividir AEem partes iguais

7 - n de partes de AC= n de partes de AE

8 - traar segmentos2

aa ,2

bb e2

cc

9 - traar segmentos1

Da ,1

Db e1

Dc

10 - interseco12

Daaa ,12

Dbbb ,12

Dccc 11 pontos da circunferncia

Figura 8

6. REGISTROS

6.1 O registro de resultados, assim como os dados do executante, deve ser registrado na prpria placa dealumnio que o candidato usa na execuo da prova.

6.2 Os traos de contorno e linhas de solda e de tangncia, assim como os dados do executante devem sertranscritos para o papel manteiga fornecido.

pr-087

Documents