ASME e Vasos de Pressão: A Importância da Norma no Projeto, Fabricação e Inspeção

Um Vaso de Pressão Não É Apenas um Tanque Reforçado

Vasos de pressão estão presentes nos mais diversos processos industriais, armazenando ou processando fluidos sob condições que podem envolver pressão interna, pressão externa, temperatura e diferentes níveis de criticidade operacional.

Por esse motivo, seu desenvolvimento não pode ser baseado apenas na experiência de fabricação ou na escolha arbitrária de espessuras e materiais.

É necessário estabelecer critérios técnicos desde o projeto até a fabricação e inspeção do equipamento.

É nesse cenário que códigos reconhecidos internacionalmente, como o ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), assumem um papel fundamental.

Publicado pela ASME, o BPVC reúne requisitos técnicos utilizados internacionalmente para equipamentos pressurizados. Para vasos de pressão, uma das referências mais conhecidas é a ASME Section VIII, dividida em diferentes divisões conforme sua aplicação. A Division 1, por exemplo, estabelece requisitos relacionados ao projeto, fabricação, inspeção, testes e certificação de vasos submetidos a pressão interna ou externa dentro de seu escopo.

O Que É a ASME Section VIII?

A ASME BPVC Section VIII reúne regras para construção de vasos de pressão.

Dentro dela existem diferentes divisões. Entre as mais conhecidas estão:

Division 1: estabelece regras de construção amplamente utilizadas para vasos de pressão;

Division 2: apresenta regras alternativas, incluindo abordagens diferenciadas de projeto e análise;

Division 3: destinada a aplicações específicas de vasos de alta pressão.

Para grande parte dos equipamentos industriais convencionais com os quais nos deparamos, a Section VIII Division 1 é uma referência frequente.

E um ponto importante é que o código não trata apenas do cálculo da espessura do costado.

Seu escopo inclui requisitos relacionados a projeto, materiais, fabricação, métodos construtivos, exames, inspeção, testes e certificação.

Isso significa que a aplicação adequada do código deve acompanhar o equipamento desde sua concepção.

A Importância da ASME Ainda na Etapa de Projeto

Antes de uma chapa ser cortada ou uma solda ser executada, diversas decisões já determinam a segurança e o desempenho futuro do vaso.

É durante o projeto que são estabelecidos parâmetros como:

• pressão e temperatura de projeto;
• materiais;
• espessuras requeridas;
• sobre-espessura para corrosão, quando aplicável;
• geometria do costado e dos tampos;
• bocais e aberturas;
• reforços necessários;
• flanges e conexões;
• eficiência das juntas soldadas;
• cargas e condições consideradas no projeto;
• pressão máxima admissível de trabalho (PMTA), conforme critérios aplicáveis;
• condições e requisitos de teste.

Essas definições estão interligadas.

Alterar material, geometria, tipo de junta ou condição operacional pode modificar os critérios utilizados no dimensionamento.

Por isso, um vaso de pressão não deve ser analisado apenas pela pergunta:

"Qual espessura de chapa devemos utilizar?"

A pergunta correta é:

"O equipamento, como um conjunto, atende aos critérios estabelecidos pelo código de projeto para as condições previstas de operação?"

A Norma Também Influencia Diretamente a Fabricação

Um bom cálculo não compensa uma fabricação inadequada.

Depois que o equipamento é dimensionado, é necessário garantir que aquilo que foi definido pela engenharia seja corretamente transformado em um equipamento real.

A ASME Section VIII Division 1 possui requisitos aplicáveis a diferentes materiais e processos de fabricação, incluindo soldagem, forjamento e brasagem, além de critérios relacionados a exames e inspeção.

Na prática, isso reforça a importância de controlar aspectos como:

• materiais utilizados;
• rastreabilidade;
• juntas soldadas;
• procedimentos de fabricação;
• qualificação aplicável à soldagem;
• geometria e dimensões;
• descontinuidades;
• inspeções durante a fabricação;
• ensaios e exames previstos;
• teste de pressão;
• documentação final.

O objetivo é fazer com que projeto e fabricação falem a mesma língua.

Não basta possuir um memorial de cálculo tecnicamente correto se o equipamento fabricado não corresponde às premissas utilizadas nesse cálculo.

Soldagem: Um dos Pontos Críticos da Construção

Em vasos soldados, as juntas fazem parte diretamente da integridade estrutural do equipamento.

Por isso, aspectos relacionados à soldagem não podem ser tratados apenas como uma etapa produtiva.

O tipo e a localização da junta, o procedimento utilizado, as qualificações requeridas e os exames aplicáveis precisam estar compatíveis com os requisitos estabelecidos para a construção.

Isso também demonstra por que engenharia, fabricação e inspeção devem trabalhar de maneira integrada.

Uma alteração aparentemente simples realizada durante a fabricação pode impactar as condições consideradas originalmente no projeto.

Inspeção e Ensaios: Verificando se o Projeto Foi Corretamente Fabricado

A inspeção possui papel essencial na garantia da qualidade de um vaso de pressão.

Dependendo do projeto, código, material, junta e requisitos especificados, diferentes métodos de exame podem ser aplicáveis.

Entre os recursos utilizados na indústria estão:

• inspeção visual;
• líquido penetrante (LP);
• partículas magnéticas (PM);
• ultrassom (US);
• radiografia industrial (RT);
• inspeção dimensional;
• teste de pressão.

Isso não significa que todos esses métodos sejam obrigatórios em todos os vasos. A extensão e o método de exame devem ser definidos conforme os requisitos efetivamente aplicáveis ao equipamento.

A própria Section VIII Division 1 contempla critérios relacionados a exames não destrutivos e padrões de aceitação dentro de seu escopo.

É justamente a combinação entre projeto adequado + fabricação controlada + inspeção que permite construir uma cadeia de confiabilidade para o equipamento.

ASME e NR-13 São a Mesma Coisa?

Não. Essa é uma distinção muito importante.

A NR-13 é uma Norma Regulamentadora brasileira relacionada à segurança na operação e integridade de caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento abrangidos por seu campo de aplicação.

Já a ASME BPVC Section VIII é um código técnico de construção para vasos de pressão, contendo requisitos de engenharia relacionados ao projeto e à construção desses equipamentos.

Portanto, não devemos tratar ASME e NR-13 como normas concorrentes.

Na prática brasileira, elas podem atuar de maneira complementar conforme o equipamento e o código adotado.

A própria NR-13 utiliza o conceito de código de projeto em seus requisitos e determina, entre outras obrigações aplicáveis aos vasos abrangidos, inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária.

Por Que Conhecer o Código de Projeto Também É Fundamental Durante a Inspeção?

Quando um vaso já está em operação, conhecer o código utilizado em sua construção continua sendo extremamente importante.

Imagine que uma inspeção por medição de espessura identifique redução da parede do costado por corrosão.

Saber apenas a espessura atual não responde sozinho à principal pergunta:

o equipamento ainda possui espessura suficiente para operar nas condições estabelecidas?

Para essa avaliação, é necessário conhecer as premissas de projeto e aplicar critérios técnicos compatíveis com o equipamento e com a avaliação que está sendo realizada.

O mesmo raciocínio aparece quando são encontradas alterações, deformações, perda de material ou quando se torna necessário avaliar reparos e modificações.

Inclusive, a NR-13 estabelece procedimentos específicos para situações de vasos construídos sem código de projeto, incluindo avaliação de integridade estrutural por metodologia complementar e critérios de códigos internacionais de referência.

Isso demonstra a importância de possuir documentação técnica consistente durante toda a vida útil do equipamento.

O Problema de Equipamentos Sem Documentação Técnica Adequada

Na prática industrial, ainda encontramos equipamentos antigos ou mesmo equipamentos fabricados sem documentação suficiente para demonstrar claramente suas condições de projeto.

Nessas situações podem surgir dúvidas importantes:

Qual material foi utilizado?

Qual foi a pressão de projeto?

Qual código orientou o dimensionamento?

Qual a espessura mínima requerida?

Existe sobre-espessura para corrosão?

Como foram dimensionados tampos, bocais e demais componentes?

Quais critérios foram considerados durante a fabricação?

Sem essas informações, a avaliação da integridade do equipamento pode se tornar significativamente mais complexa.

Por isso, a documentação técnica não deve ser vista apenas como um conjunto de arquivos entregues junto com o equipamento. Ela constitui parte importante do histórico de engenharia do vaso de pressão.

Como a GV Engenharia Atua em Vasos de Pressão

Na GV Engenharia, buscamos analisar o equipamento como um conjunto, integrando engenharia, fabricação, documentação e inspeção.

Nossa atuação pode envolver:

• desenvolvimento de projetos de vasos de pressão;
• memorial de cálculo;
• cálculo de espessuras mínimas requeridas;
• determinação da PMTA conforme critérios aplicáveis;
• modelagem 3D e detalhamento 2D;
• listas de materiais;
• análise de bocais, tampos, costados e demais componentes;
• acompanhamento técnico de fabricação;
• inspeções;
• ensaios não destrutivos conforme escopo contratado e método aplicável;
• análise da documentação existente;
• elaboração de documentação técnica;
• adequações relacionadas à NR-13;
• emissão de ART para os serviços de engenharia correspondentes.

O objetivo é garantir que aquilo que foi definido no projeto possa ser fabricado, documentado, inspecionado e acompanhado tecnicamente ao longo da vida do equipamento.

Normas Técnicas Não São Apenas uma Exigência: São a Base Para Decisões de Engenharia

Quando um vaso de pressão é desenvolvido com critérios técnicos bem definidos, cada decisão possui uma justificativa.

A espessura tem um critério.

O material tem uma especificação.

A soldagem possui requisitos.

A inspeção possui critérios de aceitação.

O teste possui parâmetros definidos.

E a documentação registra as informações necessárias para que o histórico técnico do equipamento não se perca.

É essa estrutura que transforma uma fabricação metálica em um equipamento de engenharia projetado para operar sob pressão.

Para a GV Engenharia, aplicar corretamente os códigos e normas pertinentes significa conectar projeto, fabricação, inspeção e segurança durante todo o ciclo de vida do equipamento.