Nos nossos artigos anteriores apresentamos o código ASME e sua seção VIII denominada “Rules for Construction of Pressure Vessels”. Comentamos também que esta seção é composta por 3 divisões e apresentamos as principais diferenças entre as Divisões 1 e 2. No artigo de hoje iremos tratar da Divisão 3 do código.
A Divisão 3 é aplicável para equipamentos submetidos a altas pressões. Na Divisão 2, parágrafo 1.2.2.2, é sugerido que para pressões superiores a 68,95 MPa (10.000 psi) seja utilizada a Divisão 3 do código.
De maneira, geral, pode-se dizer que a Divisão 1 deve ser aplicada para pressões até 20 MPa (3.000 psi aproximadamente), a Divisão 2 de 20 MPa até 69 MPa (de 3.000 psi até 10.000 psi) e a Divisão 3 para pressões acima de 69 MPa (10.000 psi). Note-se que isso não é uma obrigação do código e, qualquer Divisão pode ser utilizada para qualquer pressão desde que sejam tomados os devidos cuidados com sua aplicação.
A Divisão 3 não tem uma tabela de admissíveis definida e utiliza os valores das tensões de escoamento e de ruptura dos materiais na temperatura de projeto (tabelas Y-1 e U do ASME Seção II, Parte D).
Como um exemplo simples para ilustração da diferença entre as Divisões do código, considere-se um cilindro de diâmetro interno 1.000 mm, fabricado em SA-516-70, submetido a uma pressão interna de projeto de 10 MPa, com uma temperatura de projeto de 200ºC, uma eficiência de soldagem igual a 1,0 e sem qualquer margem de corrosão. Nessas condições teríamos, no caso de cada uma das Divisões do código, as seguintes espessuras calculadas, longe de descontinuidades:
Pode-se verificar que o cálculo através da fórmula da Divisão 1 (37,9 mm), acarreta a maior espessura necessária para o cilindro, como discutido anteriormente. A fórmula aplicável pela Divisão 3 é a que implica na menor espessura (32,9 mm).
Um aspecto muito interessante da Divisão 3 é a análise de Mecânica da Fratura. O número de ciclos admissíveis em análises para carregamentos cíclicos pode ser obtido pela análise de fadiga tradicional, apresentada no parágrafo KD-3 (semelhante à análise de fadiga apresentada na Divisão 2 do código), ou pela análise de propagação de trincas, utilizando os conceitos de mecânica da fratura conforme apresentado no parágrafo KD-4.
Em KD-140 o código informa que uma análise de fadiga tradicional pode ser executada se o fenômeno leak-before-burst (em uma tradução livre, “vazar antes de estourar”) puder ser demonstrado para o equipamento. Caso contrário, a análise de fadiga deverá ser executada através da mecânica da fratura, parágrafo KD-4 do código.
