O que e um vaso de pressão?
Um vaso de pressão é um recipiente projetado para conter gases ou líquidos a uma pressão substancialmente diferente da pressão ambiente.
Os métodos e materiais de construção podem ser escolhidos para se adequar à aplicação de pressão e dependerão do tamanho do recipiente, do conteúdo, da pressão de trabalho, das restrições de massa e do número de itens necessários.
Vasos de pressão podem ser perigosos, e acidentes fatais ocorreram na história de seu desenvolvimento e operação. Consequentemente, o projeto, a fabricação e a operação de vasos de pressão são regulados pelas autoridades de engenharia apoiadas pela legislação. Por estas razões, a definição de um vaso de pressão varia de país para país.
O projeto envolve parâmetros como pressão e temperatura máxima de operação segura, fator de segurança, tolerância à corrosão e temperatura mínima de projeto (para fratura frágil). A construção é testada usando testes não destrutivos, como testes ultrassônicos, radiografia e testes de pressão.
Os testes de pressão hidrostática geralmente usam água, mas os testes pneumáticos usam ar ou outro gás. O teste hidrostático é preferido, porque é um método mais seguro, pois muito menos energia é liberada se ocorrer uma fratura durante o teste (a água não aumenta muito seu volume quando ocorre uma despressurização rápida, ao contrário dos gases, que se expandem explosivamente). Os produtos de produção em massa ou em lote geralmente têm uma amostra representativa testada para destruição em condições controladas para garantia de qualidade. Podem ser instalados dispositivos limitadores de pressão se a segurança global do sistema for suficientemente reforçada.
Na maioria dos países, os vasos com um determinado tamanho e pressão devem ser construídos de acordo com um código formal. Nos Estados Unidos, esse código é o ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC). Na Europa, o código é a diretiva de equipamentos sob pressão.
Estes vasos também exigem que um inspetor autorizado assine em cada vaso novo construído e cada vaso tenha uma placa de identificação com informações pertinentes sobre o vaso, como a pressão máxima de trabalho permitida, temperatura máxima, temperatura mínima do metal de projeto, qual a empresa que fabricou, a data, o número de registro (através do National Board) e o selo oficial da American Society of Mechanical Engineers para vasos de pressão (U-stamp). A placa de identificação torna o vaso rastreável e oficialmente um vaso de código ASME.
Um pouco de historia…
Um vaso de pressão de 10.000 psi (69 MPa) de 1919, envolto com bandas de aço de alta resistência e hastes de aço para fixar as tampas finais. Este foi primeiro projeto documentado de vasos de pressão e foi descrito em 1495 no livro de Leonardo da Vinci, o Codex Madrid I, no qual os recipientes de ar pressurizado foram teorizados para levantar pesos pesados debaixo d’água.
No entanto, os vasos que se assemelham aos utilizados hoje em dia só surgiram no século XIX, quando o vapor era gerado nas caldeiras, ajudando a estimular a revolução industrial. No entanto, com a má qualidade dos materiais e as técnicas de fabrico, juntamente com o conhecimento inadequado do projecto, funcionamento e manutenção, houve um grande número de explosões prejudiciais e muitas vezes mortais associadas a estas caldeiras e vasos de pressão, com uma morte que ocorrendo quase diariamente nos Estados Unidos. As províncias locais e os Estados dos EUA começaram a promulgar regras para a construção destes vasos depois de algumas falhas particularmente devastadoras terem ocorrido, matando dezenas de pessoas naquele tempo, o que dificultou aos fabricantes acompanhar as diversas regras de um local para outro. O primeiro código de vaso de pressão foi desenvolvido a partir de 1911 e lançado em 1914, iniciando o Código de Caldeira e Vaso de Pressão ASME (BPVC).
Design de um Vaso de Pressão
Vasos de pressão podem teoricamente ter quase qualquer forma, mas formas feitas de seções de esferas, cilindros e cones são geralmente empregadas. Um design comum é um cilindro com tampas de extremidade chamadas cabeças. As formas da cabeça são frequentemente hemisféricas ou inclinadas (torisféricas). Formas mais complicadas têm sido historicamente muito mais difíceis de analisar para uma operação segura e geralmente são muito mais difíceis de construir.
