Análise estrutural do suporte de um vaso de pressão vertical

Abstract

Vasos de pressão são equipamentos estáticos utilizados em indústrias químicas, de óleo e gás etc, tendo aplicações em diversos processos. Para eles, os elementos de suporte são de extrema importância, uma vez que garantem o adequado funcionamento do equipamento perante cargas sofridas na operação. Neste contexto, este trabalho analisa estruturalmente os suportes de um vaso de pressão frente a diferentes cenários de operação. Estes cenários serão determinados perante as seguintes ações: carga em teste hidrostático e operação, ação do vento para condições normais, P50 ou tempestades, avaliação do colapso do suporte considerando um elemento unifilar metálico, e a criticidade de um defeito na base do suporte, investigando o cenário da propagação instável deste e sua propagação subcrítica devido a cargas oscilantes. Para os cálculos foi utilizada a norma de dimensionamento de estruturas unifilares metálicas (NBR8800), a da ação de vento (NBR6123) e a que avalia a criticidade de defeitos planares (API579), também foi utilizado o método dos Elementos Finitos e métodos analíticos. A comparação entre os resultados vistos é realizada explorando as particularidades desta tipologia estrutural. Os resultados indicam o correto dimensionamento do suporte perante a flambagem e propagação de trinca, mas sendo necessário a aplicação de um quebra –vento.

Pressure vessels are static equipment used in chemical, oil and gas industries, among others, with applications in various processes. For these vessels, support elements are of utmost importance, as they ensure the proper functioning of the equipment under operational loads.In this context, this work performs a structural analysis of the supports of a pressure vessel under different operating scenarios. These scenarios include: loads during hydrostatic testing and normal operation, wind action under normal conditions, P50 events or storms, evaluation of support collapse considering a metallic slender structural element, and the criticality of a defect at the base of the support — investigating both the unstable propagation and subcritical propagation of the defect under oscillating loads.The calculations were carried out using the Brazilian standards for slender steel structures (NBR 8800), wind actions (NBR 6123), and the standard for the assessment of planar defects (API 579). The Finite Element Method and analytical approaches were also employed.A comparison of the results highlights the particularities of this structural typology. The findings indicate that the support is adequately designed against buckling and crack propagation, although the installation of a windbreaker is necessary to ensure stability under extreme wind conditions.