NBR ISO 9809.pdf

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NORMA BRASILEIRA

ABNT NBR ISO

9809-1 Segunda edição 07.02.2014 Válida a partir de

07.03.2014

Versão corrigida corr igida 23.03.2015

Cilindros para gases — Cilindros de aço sem costura, recarregáveis, para gases — Projeto, construção e ensaios Parte 1: Cilindros de aço temperado e revenido com resistência à tração inferior a 1 100 MPa Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa

8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

ICS

2 3 .0 2 0 .3 0

ISBN 978-85-07- 04786-5

Número de referência

ABNT NBR ISO 9809-1:2014 46 páginas

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ABNT NBR I SO 9809-1:2014


© ISO 2010 Todos os direitos reservados. reser vados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma par te desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfilme, sem permissão por escrito da ABNT, único representante da ISO no território territór io brasileiro. © ABNT 2014 Todos os direitos reservados. reser vados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma par te desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfilme, sem permissão por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 [email protected] www.abnt.org.br

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ABNT NBR ISO 9809-1:2014

Sumário


Página

Prefácio Nacional ...............................................................................................................................iv Introdução ............................................................................................................................................v 1 Escopo ................................ ................................................................... ....................................................................... ............................................................. ......................... 1 2 Referências normativas .................................. ...................................................................... ................................................................... ............................... 1 3 Termos e definições .................................. ...................................................................... ........................................................................ .....................................2 .2 4 Símbolos ................................... ...................................................................... ....................................................................... ....................................................... ...................22 5 Inspeção e ensaios ................................... ....................................................................... ........................................................................ .....................................4 .4 6 Materiais .................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................... ...................44 6.1 Requisitos gerais ................................ .................................................................... ........................................................................ ........................................... .......44 6.2 Controles na composição química .................................. ...................................................................... ................................................. .............55 6.3 Aços típicos .................................... ....................................................................... ....................................................................... ................................................. .............66 6.4 Tratamento térmico ................................... ....................................................................... ........................................................................ .....................................7 .7 6.5 Falha no atendimento aos requisitos de ensaio .................................... ............................................................. ......................... 7 7 Projeto ................................. .................................................................... ....................................................................... ............................................................. ......................... 8 7.1 Requisitos gerais ................................ .................................................................... ........................................................................ ........................................... .......88 7.2 Limitação na resistência à tração .............................. .................................................................. ....................................................... ...................88 7.3 Cálculo da espessura da região cilíndrica .................................. ...................................................................... .....................................8 .8 7.4 Cálculo das extremidades convexas (ogiva e fundo) .................................. ..................................................... ...................99 7.5 Cálculo das extremidades de base côncava .................................... ................................................................. ............................. 11 7.6 Projeto do gargalo ............................... ................................................................... ........................................................................ .........................................1 .....111 7.7 Suporte de anel (saias) ................................... ....................................................................... ................................................................. ............................. 12 7.8 Colares ................................ ................................................................... ....................................................................... ........................................................... .......................12 12 7.9 Desenho do projeto ................................... ....................................................................... ....................................................................... ................................... 12 8 Construção e acabamento ................................... ....................................................................... ........................................................... .......................12 12 8.1 Generalidades ................................. .................................................................... ....................................................................... ............................................... ...........12 12 8.2 Espessura de parede ................................ .................................................................... ....................................................................... ................................... 12 8.3 Imperfeições superficiais ............................... ................................................................... ................................................................. ............................. 12 8.4 Inspeção ultrassônica ............................... ................................................................... ....................................................................... ................................... 13 8.5 Ovalização ................................. .................................................................... ....................................................................... ..................................................... .................13 13 8.6 Diâmetro médio ................................... ....................................................................... ........................................................................ .........................................1 .....133 8.7 Retilinidade ............................... .................................................................. ....................................................................... ..................................................... .................13 13 8.8 Verticalidade e estabilidade ................................. ..................................................................... ........................................................... .......................13 13 8.9 Roscas do gargalo .............................. .................................................................. ........................................................................ .........................................1 .....133 9 Procedimento de homologação ................................. ..................................................................... ..................................................... .................14 14 9.1 Requisitos gerais ................................ .................................................................... ........................................................................ .........................................1 .....144 9.2 Ensaios de protótipo................................. ..................................................................... ....................................................................... ................................... 15 9.2.1 Requisitos gerais ................................ .................................................................... ........................................................................ .........................................1 .....155 9.2.2 Ensaio de pressão cíclica ............................... ................................................................... ................................................................. ............................. 16 9.2.3 Checagem da base .............................. .................................................................. ........................................................................ .........................................1 .....166 9.3 Certificado de homologação ................................ .................................................................... ........................................................... .......................17 17 10 Ensaios de lote ............................... .................................................................. ....................................................................... ............................................... ...........17 17 © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

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10.1 Generalidades ................................ .................................................................... ....................................................................... ............................................... ............17 17 10.2 Ensaio de tração .................................. ...................................................................... ....................................................................... ......................................... ......19 19 10.3 Ensaio de dobramento e ensaio de achatamento ................................. ......................................................... ........................ 20 10.3.1 Ensaio de dobramento .................................... ....................................................................... ................................................................. .............................. 20 10.3.2 Ensaio de achatamento .................................. ..................................................................... ................................................................. .............................. 20 10.3.3 Ensaio de achatamento do anel ................................. .................................................................... ..................................................... ..................21 21 10.4 Ensaio de impacto............................... ................................................................... ....................................................................... ......................................... ......21 21 10.5 Ensaio de ruptura hidráulica ................................ ................................................................... ........................................................... ........................ 23 10.5.1 Instalação de ensaio ................................. ..................................................................... ....................................................................... ................................... 23 10.5.2 Condições de ensaio ................................ .................................................................... ....................................................................... ................................... 24 10.5.3 Interpretação dos resultados de ensaio ............................... .................................................................. ......................................... ......25 25 10.5.4 Critérios de aceitação ............................... ................................................................... ....................................................................... ................................... 25 11 Ensaios/inspeções em cada cilindro............................... .................................................................. ............................................... ............26 26 11.1 Generalidades ................................ .................................................................... ....................................................................... ............................................... ............26 26 11.2 Ensaio hidráulico ................................ .................................................................... ....................................................................... ......................................... ......26 26 11.2.1 Ensaio de pressão de prova ................................. .................................................................... ........................................................... ........................ 26 11.2.2 Ensaio de expansão volumétrica ............................... .................................................................. ..................................................... ..................26 26 11.3 Ensaio de dureza ................................. ..................................................................... ....................................................................... ......................................... ......27 27 11.4 Ensaio de vazamento ................................ .................................................................... ....................................................................... ................................... 27 11.5 Verificação da capacidade .................................... ....................................................................... ........................................................... ........................ 27 12 Certificação .................................... ........................................................................ ....................................................................... ............................................... ............27 27 13 Marcação .................................. ...................................................................... ....................................................................... ..................................................... ..................28 28 Bibliografia .........................................................................................................................................46


Anexos Anexo A (informativo) Descrição e avaliação das imperfeições de fabricação e condições para rejeição de cilindros para gás de aço sem costura no momento da inspeção final pelo fabricante ..................................................................................................................29 A.1 Generalidades ................................ .................................................................... ....................................................................... ............................................... ............29 29 A.2 Condições gerais da inspeção................................... ...................................................................... ..................................................... ..................29 29 A.3 Imperfeições de fabricação .................................. ..................................................................... ........................................................... ........................ 29 A.4 Cilindros rejeitados ................................... ....................................................................... ....................................................................... ................................... 30 Anexo B (normativo) Inspeção ultrassônica ....................................................................................37 B.1 Generalidades ................................ .................................................................... ....................................................................... ............................................... ............37 37 B.2 Requisitos gerais ................................ .................................................................... ....................................................................... ......................................... ......37 37 B.3 Detecção de falhas das partes cilíndricas .................................. ..................................................................... ................................... 37 B.3.1 Procedimento ................................ .................................................................... ....................................................................... ............................................... ............37 37 B.3.2 Modelo de referência ................................ .................................................................... ....................................................................... ................................... 39 B.3.3 Calibração do equipamento ................................. .................................................................... ........................................................... ........................ 41 B.4 Medição da espessura de parede .................................... ....................................................................... ............................................... ............41 41 B.5 Interpretação dos resultados ............................... .................................................................. ........................................................... ........................ 41 B.6 Certificação .................................... ........................................................................ ....................................................................... ............................................... ............42 42

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Anexo C (informativo) Certificado de aprovação .............................................................................43 Anexo D (informativo) Certificado de aceitação ...............................................................................44 aceitação ...............................................................................44


Figuras Figura 1 – Extremidades convexas típicas .....................................................................................10 Figura 2 – Extremidade de base côncava .......................................................................................11 Figura 3 – Ilustração de desvio da parte da carcaça cilíndrica em relação a uma linha reta e em relação a uma linha vertical ...................................................................................14 Figura 4 – Localização Local ização típica dos corpos de prova............................... ................................................................... .........................................1 .....188 Figura 5 – Corpo de prova para ensaio de tração ..........................................................................19 Figura 6 – Ilustração do ensaio de dobramento .............................................................................20 Figura 7 – Descrição Des crição dos corpos de prova de impacto transversal e longitudinal ..................... .....................22 22 Figura 8 – Descrição dos ensaios de impacto transversal ...........................................................22 Figura 9 – Instalação de ensaio de ruptura hidráulica típica ........................................................24 Figura 10 – Perfis de ruptura aceitáveis – longitudinal sem ramificação ....................................26 Figura 11 – Perfis de ruptura aceitáveis – longitudinal com ramificação lateral ........................26 Figura A.1 – Amassado .....................................................................................................................34 Figura A.2 – Amassado contendo corte ou entalhe .......................................................................34 Figura A.3 – Nervura Nervura .........................................................................................................................34 Figura A.4 – Ranhura ........................................................................................................................34 Figura A.5 – Laminação ....................................................................................................................34 Figura A.6 – Trincas no gargalo .......................................................................................................35 Figura A.7 – Dobras ou trincas na calota do cilindro antes e após a usinagem .........................35 Figura A.8 – Trincas na calota ..........................................................................................................36 Figura B.1 – Região de transição entre base/parede .....................................................................38 Figura B.2 – Representação esquemática do entalhe de referência para a SBT ........................39 Figura B.3 – Detalhes e dimensões de projeto dos entalhes de referência quanto às imperfeições longitudinais ............................................................................40 longitudinais ............................................................................40 Figura B.4 – Representação esquemática dos entalhes de referência quanto às imperfeições circunferenciais ................................................................................................................41 Figura B.5 – Símbolo UT ...................................................................................................................42 Tabelas Tabela 1 – Tolerâncias Tolerâncias da composição c omposição química .............................................................................. .......................................... .....................................5 .5 Tabela 2 – Limites máximos de enxofre e fósforo em % (fração mássica) ....................................6 Tabela 3 – Composições químicas do aço reconhecido internacionalmente internaciona lmente (fração mássica) ....66 Tabela 4 – Requisitos do ensaio de dobramento e do ensaio de achatamento ..........................21 achatamento ..........................21 Tabela 5 – Valores Valores de aceitação do ensaio de impacto impa cto..................................................................23 ..................................................................23 Tabela A.1 – Imperfeições de fabricação ........................................................................................30

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Prefácio Nacional A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR ISO 9809-1 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos Mecânicos (ABNT/CB-04), pela Comissão de Estudo de Cilindros para Gases e Acessórios (CE-04:009.07). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 11, de 12.11.2013 a 11.12.2013, com o número de Projeto ABNT NBR ISO 9809-1. Esta Norma é uma adoção idêntica, em conteúdo técnico, estrutura e redação, à ISO 9809-1:2010, que foi elaborada pelo Technical Committee Gas Cylinfers (ISO/TC 58), Subcommittee Cylinder Design (SC 3), conforme ISO/IEC Guide 21-1:2005. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR ISO 9809-1:2007), a qual foi tecnicamente revisada. Esta Norma cancela e substitui a ABNT NBR 12790:1995 A ABNT NBR ISO 9809, sob o título geral “ Cilindros para gases – Cilindros de aço sem costura, recarregáveis, para gases – Projeto, construção e ensaios ”, tem previsão de conter as seguintes partes: 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

— Parte 1: Cilindros de aço temperado e revenido com resistência à tração inferior a 1 100 MPa; — Parte 2: Cilindros de aço temperado e revenido com resistência à tração superior ou igual a 1 100 MPa; — Parte 3: Cilindros de aço normalizados; Cilindros de aço inoxidável com resistência à tração inferior a 1 100 MPa, será tratado na Parte 4. Esta versão corrigida da ABNT NBR ISO 9809-1:2014 incorpora a Errata 1 de 23.03.2015. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This part of ABNT NBR ISO 9809 specifies minimum requirements for the material, design, construction and workmanship, manufacturing processes, examination and testing at manufacture of refillable quenched and tempered seamless steel gas cylinders of water capacities from 0,5 L up to and

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including 150 L for compressed, liquefied and dissolved gases. This part of ABNT NBR ISO 9809 is applicable to cylinders with a maximum actual tensile strength Rma of less than 1 100 MPa. NOTE 1 If desired, cylinders of water capacity less than 0,5 L and between 150 L and 500 L can be manufactured and certified to be in compliance with this part of ABNT NBR ISO 9809. NOTE 2 For quenched and tempered steel cylinders with maximum tensile strength greater than or equal to1 100 MPa, see ABNT NBR ISO 9809-2 . For normalized steel cylinders, see ABNT NBR ISO 9809-3.



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Introdução Esta parte da ABNT NBR ISO 9809 provê uma especificação para o projeto, fabricação, inspeção e ensaio de um cilindro de aço sem costura para uso em todo o mundo. O objetivo é equilibrar o projeto e a eficiência econômica em relação à aceitação internacional e à utilidade universal. A ABNT NBR ISO 9809 (todas as partes) visa eliminar as preocupações existentes sobre o clima, inspeções duplicadas e restrições devido à falta de Normas Brasileiras e Internacionais definitivas. Convém que esta parte da ABNT NBR ISO 9809 não seja interpretada como uma reflexão sobre a adequação da prática de qualquer nação ou região. Esta parte da ABNT NBR ISO 9809 aborda os requisitos gerais de projeto, construção e inspeção inicial e ensaio de recipientes de pressão das Recomendações sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas: Regulamentos-modelos , das Nações Unidas. Esta parte da ABNT NBR ISO 9809 destina-se a ser utilizada sob uma variedade de regimes regulamentares, porém é adequada para uso com o sistema de avaliação da conformidade em 6.2.2.5 dos Regulamentos-modelos acima mencionados.


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NORMA BRASILEIRA


Cilindros para gases — Cilindros de aço sem costura, recarregáveis, para gases — Projeto, construção e ensaios Parte 1: Cilindros de aço temperado e revenido com resistência à tração inferior a 1 100 MPa 1 Escopo Esta parte da ABNT NBR ISO 9809 especifica os requisitos mínimos para o material, projeto, construção e acabamento, processos de fabricação, inspeção e ensaios na fabricação de cilindros de aço temperados e revenidos, sem costura, recarregáveis, para gases, com capacidades de água de 0,5 L até e incluindo 150 L para gases comprimidos, liquefeitos e dissolvidos. Esta parte da ABNT NBR ISO 9809 aplica-se a cilindros com uma resistência máxima real à tração R ma inferior a 1 100 MPa. NOTA 1 Se for desejado, cilindros com capacidade de água inferior a 0,5 L e entre 150 L e 500 L podem ser fabricados e certificados de acordo com esta parte da ABNT NBR ISO 9809. NOTA 2 Para cilindros de aço temperado e revenido com uma resistência máxima à tração superior ou igual a 1 100 MPa, ver ABNT NBR ISO 9809-2. Para cilindros de aço normalizado, ver ABNT NBR ISO 9809-3.

2 Referências normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes dos referidos documentos (incluindo emendas). ABNT NBR ISO 148-1, Materiais metálicos – Ensaio de impacto por pêndulo Charpy Parte 1: Método de ensaio

ABNT NBR NM ISO 6506-1, Materiais metálicos – Ensaio de dureza Brinell – Parte 1: Método de ensaio 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

ABNT NBR NM ISO 6508-1, Materiais metálicos – Ensaio de dureza Rockwell – Parte 1: Método de ensaio (escalas A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

ABNT NBR ISO 6892-1, Materiais metálicos – Ensaio de tração – Parte 1: Método de ensaio à temperatura ambiente

ABNT NBR NM ISO 9712, Ensaio não destrutivo – Qualificação e certificação de pessoal ISO 7438, Metallic materials – Bend test ISO 9329-1, Seamless steel tubes for pressure purposes – Technical delivery conditions – Part 1: Unalloyed steels with specified room temperature properties

ISO 11114-1, Transportable gas cylinders – Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents – Part 1: Metallic materials

ISO 11114-4, Transportable gas cylinders – Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents – Part 4: Test methods for selecting metallic materials resistant to hydrogen embrittlement

ISO 13769, Gas cylinders – Stamp marking © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

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3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições. 3.1 lote quantidade de até 200 cilindros mais os cilindros para ensaios destrutivos do mesmo diâmetro nominal, espessura, comprimento e projeto fabricados sucessivamente no mesmo equipamento, da mesma corrida do aço e submetidos ao mesmo tratamento térmico para o mesmo período de tempo 3.2 pressão de ruptura p b

pressão mais alta atingida em um cilindro durante um ensaio de ruptura 3.3 fator de tensão de projeto F

razão entre a tensão de parede equivalente à pressão de ensaio, p h, pela resistência de escoamento mínima ao garantida, R eg 3.4 têmpera tratamento térmico de endurecimento em que um cilindro, que foi aquecido a uma temperatura uniforme acima do ponto crítico superior do aço, Ac 3, é rapidamente resfriado em um meio adequado 3.5 revenimento tratamento térmico de endurecimento após a têmpera, em que o cilindro é aquecido a uma temperatura uniforme abaixo do ponto crítico inferior do aço, Ac 1 3.6 pressão de ensaio p h 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

pressão requerida aplicada durante um ensaio de pressão NOTA

É utilizada para o cálculo da espessura de parede do cilindro.

3.7 pressão de trabalho pressão estabilizada de um gás comprimido a uma temperatura uniforme de referência de 15 °C em um cilindro cheio de gás 3.8 resistência ao escoamento valor de tensão correspondente à resistência ao escoamento superior, R eH, ou para os aços que não apresentam um escoamento definido, à resistência de prova a 0,2 % (extensão não proporcional), R p0,2

Ver ABNT NBR ISO 6892-1.

4 Símbolos a

2

Espessura mínima calculada, em milímetros, na região cilíndrica © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados




a’

Espessura mínima garantida, em milímetros, na região cilíndrica

a 1

Espessura mínima garantida, em milímetros, de uma base côncava na região de contato com o solo (ver Figura 2)

a 2

Espessura mínima garantida, em milímetros, no centro de uma base côncava (ver Figura 2)

A

Alongamento percentual após a fratura

b

Espessura mínima garantida, em milímetros, no centro de uma base convexa (ver Figura 1)

c

Desvio máximo permissível do perfil de ruptura, em milímetros (ver Figuras 10 e 11)

D

Diâmetro externo nominal do cilindro, em milímetros (ver Figura 1)

D f

Diâmetro do mandril, em milímetros (ver Figura 6)

F

Fator de tensão de projeto (variável) (ver 3.3)

h

Profundidade externa (extremidade de base côncava), em milímetros (ver Figura 2)

H

Altura externa, em milímetros, da parte conformada (cúpula) (extremidade convexa ou extremidade da base) (ver Figura 1)

Lo

Comprimento de medição original, em milímetros, conforme definido na ABNT NBR ISO 6892-1 (ver Figura 5)

N

Razão do diâmetro do conformador para ensaio de dobramento pela espessura real do corpo de prova, t

p b

Pressão de ruptura medida, em bars 1, acima da pressão atmosférica

P h

Pressão de hidráulica ensaio, em bars, acima da pressão atmosférica

P y

Pressão observada quando o cilindro começa a escoar durante o ensaio de ruptura hidráulica, em bars, acima da pressão atmosférica

r

Raio interno da dobra, em milímetros (ver Figuras 1 e 2)

R eg Valor mínimo garantido da resistência ao escoamento (ver 7.1.1), em megapascals, para o cilindro

acabado

R ea Valor real da resistência ao escoamento, em megapascals, conforme determinado pelo ensaio

de tração (ver 10.2)

R mg Valor mínimo garantido da resistência à tração, em megapascals, para o cilindro acabado R ma Valor real da resistência à tração, em megapascals, conforme determinado pelo ensaio de tração

(ver 10.2)

1

1 bar = 105 Pa = 105 N/m2.


3



S o

Área da seção transversal original do corpo de prova de tração, em milímetros quadrados, de acordo com a ABNT NBR ISO 6892-1

t

Espessura real do corpo de prova, em milímetros

t m

Espessura média de parede do cilindro na posição de ensaio durante o ensaio de achatamento, em milímetros

u

Razão da distância entre as bordas cortantes ou prensas no ensaio de achatamento pela espessura média de parede do cilindro, na posição de ensaio

V

Capacidade de água do cilindro, em litros

w

Largura, em milímetros, do corpo de prova de tração (ver Figura 5)

5 Inspeção e ensaios NOTA A avaliação da conformidade pode ser realizada de acordo com os regulamentos reconhecidos pelo(s) país(es) onde os cilindros serão utilizados.

Para assegurar que os cilindros estão de acordo com esta parte da ABNT NBR ISO 9809, eles devem ser submetidos à inspeção e a ensaios de acordo com as Seções 9, 10 e 11 por um organismo de inspeção (doravante referido como “inspetor”) autorizado a fazê-lo. Os equipamentos utilizados para medição, ensaios e inspeção durante a produção devem ser mantidos e calibrado dentro de um sistema documentado de gestão da qualidade.

6 Materiais 6.1 Requisitos gerais 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

6.1.1 Os materiais para a fabricação de cilindros para gás devem estar incluídos dentro de uma das seguintes categorias:

a) aços para cilindro reconhecidos internacionalmente; b) aços para cilindro reconhecidos nacionalmente; c) novos aços para cilindro resultantes do progresso técnico. Para todas as categorias, as condições relevantes especificadas em 6.2 e 6.3 devem ser atendidas. 6.1.2 O material utilizado para a fabricação de cilindros para gases deve ser de aço, exceto de qualidade para aros, com propriedades antienvelhecimento, e deve ser completamente acalmado com alumínio e/ou silício.

Nos casos onde a inspeção desta propriedade antienvelhecimento for requerida pelo cliente, convém que os critérios pelos quais eles devem ser especificados, sejam acordados com o cliente e inseridos no pedido de compra. 6.1.3 O fabricante do cilindro deve estabelecer meios para identificar os cilindros com a corrida do aço da qual eles são fabricados.

4




6.1.4 Os graus de aço utilizados para a fabricação de cilindros devem ser compatíveis com o serviço de gás destinado, por exemplo, gases corrosivos e gases de fragilizantes (ver ISO 11114-1). 6.1.5 Sempre que material de tarugo fundido por lingotamento contínuo for utilizado, o fabricante deve assegurar que não haja imperfeições prejudiciais (porosidade) no material a ser utilizado na fabricação dos cilindros (ver 9.2.3).

6.2 Controles na composição química 6.2.1 A composição química do aço deve ser definida ao menos pelos:

— teores de carbono, manganês e silício em todos os casos; — teores de cromo, níquel e molibdênio ou de outros elementos de liga intencionalmente adicionados ao aço; — teores máximos de enxofre e fósforo em todos os casos. Os teores de carbono, manganês e silício e, quando apropriado, os teores de cromo, níquel e molibdênio, devem ser providos com tolerâncias, de modo que as diferenças entre os valores máximo e mínimo do fundido não excedam os valores mostrados na Tabela 1. O teor combinado dos seguintes elementos: vanádio, nióbio, titânio, boro e zircônio não pode exceder a 0,15 %. O teor real de qualquer elemento deliberadamente adicionado deve ser reportado, e seu teor máximo deve ser representativo de uma boa prática de fabricação do aço. Tabela 1 – Tolerâncias da composição química Teor máximo (fração mássica) %

Faixa permissível (fração mássica) %

<

0,30 %

0,06

≥

0,30 %

0,07

Manganês

Todos os valores

0,30

Silício

Todos os valores

0,30

<

1,50 %

0,30

≥

1,50 %

0,50

Níquel

Todos os valores

0,40

Molibdênio

Todos os valores

0,15

Elemento 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Carbono

Cromo

6.2.2 O enxofre e o fósforo contidos na análise do material fundido utilizado para a fabricação de cilindros de gás não podem exceder os valores mostrados na Tabela 2.


5



Tabela 2 – Limites máximos de enxofre e fósforo em % (fração mássica)

Enxofre

0,010

Fósforo

0,020

Enxofre e fósforo

0,025

6.2.3 O fabricante do cilindro deve obter e prover os certificados das análises da fundição (corrida) dos aços fornecidos para a construção de cilindros para gases.

Se análises de verificação forem requeridas, elas devem ser realizadas em corpos de prova retirados durante a fabricação do material na forma fornecida pelo produtor do aço ao fabricante do cilindro ou dos cilindros acabados. Em qualquer análise de verificação, o desvio máximo permissível dos limites especificados para a análise do fundido deve estar de acordo com os valores especificados na ISO 9329-1.

6.3 Aços típicos Dois tipos de aço típicos reconhecidos internacionalmente que tiveram um desempenho seguro ao longo de muitos anos são: a) aço cromo-molibdênio (temperado e revenido); b) aço carbono-manganês (temperado e revenido). As composições químicas desses aços, submetidos aos controles especificados em 6.2.1, são indicadas na Tabela 3. Tabela 3 – Composições químicas do aço reconhecido internacionalmente (fração mássica) Grau do aço e condições

Elemento


CrMo (Q e T) a %

CMn (Q e T) a %

Carbono

0,25 a 0,38

0,38 máx.

Silício

0,10 a 0,40

0,1 a 0,35

Manganês

0,40 a 1,00

1,35 a 1,75

Fósforo

0,020 máx.

0,020 máx.

Enxofre

0,020 máx.

0,020 máx.

Cromo

0,8 a 1,20

Molibdênio

0,15 a 0,40

A faixa real para cada elemento deve estar de acordo com 6.2.1 e 6.2.2 e com a boa prática de fabricação do aço. Em particular, os limites especificados na Tabela 2 têm precedência sobre as faixas indicadas nesta tabela. a Q = temperado, T = revenido.

6




6.4 Tratamento térmico 6.4.1 O fabricante do cilindro deve certificar o processo de tratamento térmico aplicado aos cilindros acabados. 6.4.2 O meio de têmpera, exceto óleo mineral, é permissível desde que:

— o método produza cilindros isentos de trincas; — o fabricante assegure que a velocidade de resfriamento não produza quaisquer trincas no cilindro; — cada cilindro de produção seja submetido a um método de ensaio não destrutivo para comprovar a ausência de trincas, se a velocidade média de resfriamento no meio for superior a 80 % daquela em água a 20 °C, sem aditivos; — durante a produção de cilindros, a concentração do meio de têmpera seja checada e registrada durante cada turno para assegurar que os limites são mantidos. Verificações adicionais documentadas devem ser realizadas para assegurar que as propriedades químicas do meio de têmpera não estão degradadas. 6.4.3 O processo de revenimento deve atingir as propriedades mecânicas requeridas.

A temperatura real a que um tipo de aço é submetido para uma determinada resistência à tração não pode desviar-se mais de 30 °C da temperatura especificada pelo fabricante do cilindro.

6.5 Falha no atendimento aos requisitos de ensaio Em caso de falha no atendimento aos requisitos de ensaio, um novo ensaio ou um novo tratamento térmico e um novo ensaio deve ser realizado conforme descrito a seguir a critério do inspetor. a) Se houver evidência de uma falha na realização de um ensaio ou de um erro de medição, um ensaio adicional deve ser realizado. Se o resultado deste ensaio for satisfatório, o primeiro ensaio deve ser ignorado. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

b) Se o ensaio for realizado de uma maneira satisfatória, a causa da falha no ensaio deve ser identificada. 1)

Se a falha considerada for devido ao tratamento térmico, o fabricante pode submeter todos os cilindros implicados pela falha a um tratamento térmico adicional, por exemplo, se a falha for em um ensaio que represente o protótipo ou cilindros do lote. A falha no ensaio deve requerer um novo tratamento térmico de todos os cilindros representados antes do novo ensaio. Este novo tratamento térmico deve consistir em novo revenimento ou um novo tratamento térmico completo. Sempre que os cilindros forem novamente tratados termicamente, a espessura mínima de parede garantida deve ser mantida. Somente os ensaios relevantes de protótipo ou em lote necessários para comprovar a aceitabilidade do novo lote devem ser realizados novamente. Se um ou mais ensaios comprovarem ser parcialmente insatisfatórios, todos os cilindros do lote devem ser rejeitados.


7



2) Se a falha for devida a uma causa que não seja o tratamento térmico aplicado, todos os cilindros com imperfeições devem ser rejeitados ou reparados de tal forma que os cilindros reparados sejam aprovados no(s) ensaios(s) requerido(s) para o reparo. Em seguida, os cilindros devem ser reintegrados como parte do lote original.

7 Projeto 7.1 Requisitos gerais 7.1.1 O cálculo da espessura de parede das partes pressurizadas deve estar relacionado à resistência mínima ao escoamento garantida, R eg, do material no cilindro acabado. 7.1.2 Os cilindros podem ser projetados somente com uma ou duas aberturas ao longo do eixo do cilindro central. 7.1.3 Para fins de cálculo, o valor de R eg não pode ser superior a 0,90 R mg. 7.1.4 A pressão interna mediante a qual o cálculo da espessura de parede é baseado deve ser a pressão de ensaio hidráulica p h.

7.2 Limitação na resistência à tração 7.2.1 Quando não houver risco de fragilização por hidrogênio, o valor máximo da resistência à tração é limitado pela capacidade do aço em atender aos requisitos das Seções 9 e 10, porém a resistência máxima à tração real, R ma, deve ser sempre inferior a 1 100 MPa para aços cromo-molibdênio e, em nenhuma hipótese, pode exceder 1 030 MPa para aços carbono-manganês. 7.2.2 Quando houver risco de fragilização por hidrogênio (ver ISO 11114-1), o valor máximo da resistência à tração, conforme determinado em 10.2, deve ser de 880 MPa, ou, quando a razão R ea / R ma não exceder 0,9, deve ser de 950 MPa. Alternativamente, a resistência máxima à tração deve ser estabelecida utilizando dados derivados de ensaios realizados de acordo com a ISO 11114-4. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

7.2.3 Outros riscos de compatibilidade de gás/material, incluindo corrosão por tensão e mecanismo de fragilização por hidrogênio por gases exceto o hidrogênio, devem ser avaliados de acordo com as ISO 11114-1 e ISO 11114-4.

7.3 Cálculo da espessura da região cilíndrica A espessura mínima garantida da região cilíndrica, a’, não pode ser inferior à espessura calculada utilizando as Equações (1) e (2), e, adicionalmente, a condição (3) que deve ser atendida.

 a= 1 − 2  D

10 F Reg − 3P h    10 FR eg 

onde o valor de F é o menor de

(1) 0,65

Reg R mg

ou 0,85.

R eg / R mg não pode exceder 0,90.

A espessura de parede também deve atender à Equação (2): a≥

8

D 250

+1

(2) © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados



com um valor mínimo absoluto de a = 1,5 mm. A razão de ruptura deve ser atendida por ensaio conforme provido na Equação (3): p b / ph ≥ 1,6

(3)

NOTA Normalmente é presumido que p h = 1,5 vez a pressão de trabalho para gases comprimidos de cilindros projetados e fabricados de acordo com esta parte da ABNT NBR ISO 9809.

7.4 Cálculo das extremidades convexas (ogiva e fundo) 7.4.1 A espessura, b , no centro de uma extremidade convexa não pode ser inferior ao requerido pelos seguintes critérios: quando o raio da dobra interna, r , não for inferior a 0,075 D então: b ≥ 1,5 a para 0,40

>

H / D ≥ 0,20;

b ≥ a para H / D ≥ 0,40.

Para obter uma distribuição satisfatória da tensão na região onde a extremidade se junta à região cilíndrica, qualquer espessamento da extremidade que possa ser requerido deve ser gradual a partir do ponto de junção, particularmente na base. Para a aplicação desta regra, o ponto de junção entre a região cilíndrica e a extremidade é definido por linhas horizontais indicando a dimensão H na Figura 1. A forma b) não pode ser excluída deste requisito. 7.4.2 O fabricante do cilindro deve comprovar pelo ensaio de pressão cíclica detalhado em 9.2.2 que o projeto é satisfatório.

As formas mostradas na Figura 1 são típicas de ogivas e fundos convexos. As formas a), b), d) e e) são para fundos, e as formas c) e f) são ogivas.



9



1 a’

a’

1

H

r

r

H

H

1 a’

b

b

D /2

D /2

a)

D /2

b)

1

c)

1 a’

a’

H 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

r

r

H

H

a’

b

D /2

d)

1

b

D /2

D /2

e)

f)

Legenda 1

região cilíndrica

Figura 1 – Extremidades convexas típicas

10




7.5 Cálculo das extremidades de base côncava Quando forem utilizadas extremidades de base côncava (ver Figura 2), os seguintes valores de projeto são recomendados: a 1 ≥ 2a a 2 ≥ 2a h ≥ 0,12D r ≥ 0,075D

O desenho do projeto deve mostrar pelo menos os valores para a 1, a 2, h e r . Para obter uma distribuição satisfatória da tensão, a espessura do cilindro deve aumentar progressivamente na região de transição entre a parte cilíndrica e a base. O fabricante do cilindro deve comprovar, em qualquer caso, pelo ensaio de pressão cíclica detalhado em 9.2.2, que o projeto é satisfatório. a 1

r

’ a

2 /

D


h

a 2

Figura 2 – Extremidade de base côncava

7.6 Projeto do gargalo 7.6.1 O diâmetro externo e a espessura da extremidade conformada do gargalo do cilindro devem ser adequados para o torque aplicado na conexão da válvula ao cilindro. O torque pode variar de acordo com o diâmetro da rosca, da forma da rosca e do selante utilizado na conexão da válvula. NOTA

Para informações sobre torques, ver ISO 13341.

7.6.2 Ao estabelecer-se a espessura mínima, consideração devem ser feitas para obtenção de uma espessura de parede no gargalo do cilindro que impeça a expansão permanente do gargalo durante as conexões iniciais e subsequentes da válvula no cilindro sem a ajuda de um acessório. O diâmetro externo e a espessura da extremidade do gargalo formado do cilindro não podem ser danificados (nenhuma expansão permanente ou trinca) pela aplicação do torque máximo requerido para conectar a válvula ao cilindro (ver ISO 13341) ou pelas tensões quando o cilindro for submetido à sua pressão de ensaio. Em casos específicos (por exemplo, cilindros com parede muito fina), quando estas © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

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tensões não podem ser suportadas pelo próprio gargalo, o gargalo pode ser projetado para requerer um reforço, tal como um anel de gargalo ou um colar de contração, desde que o material de reforço e as dimensões sejam claramente especificados pelo fabricante e essa configuração seja parte do procedimento de homologação.

7.7 Suporte de anel (saias) Quando existir um suporte de anel, ele deve ser suficientemente forte e fabricado de material compatível com o do cilindro. Convém que a forma seja preferivelmente cilíndrica e deve prover estabilidade suficiente ao cilindro. O suporte de anel deve ser fixado ao cilindro por um método, exceto soldagem ou brasagem. Quaisquer aberturas que possam formar retenção de água devem ser vedadas por um método, exceto soldagem ou brasagem.

7.8 Colares Quando existir um colar, ele deve ser suficientemente forte e fabricado de material compatível com o do cilindro e deve ser firmemente fixado por um método, exceto soldagem ou brasagem. O fabricante deve assegurar que a carga axial para remover o colar seja superior a 10 vezes o peso do cilindro vazio, porém, não inferior a 1 000 N, e que o torque para girar o anel de gargalo seja superior a 100 Nm.

7.9 Desenho do projeto Um desenho totalmente dimensionado deve ser preparado, que inclua a especificação do material e os detalhes relevantes ao projeto das conexões permanentes. As dimensões de conexões não relacionadas à segurança podem ser acordadas entre o cliente e o fabricante e não precisam ser mostradas no desenho.

8 Construção e acabamento 8.1 Generalidades 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

O cilindro deve ser produzido a) por forjamento ou estampagem a partir de um lingote ou tarugo sólido, ou b) pela fabricação a partir de tubos sem costura, ou c) pela prensagem a partir de uma chapa plana. Metal não pode ser adicionado no processo de fechamento da extremidade. Os defeitos de fabricação não podem ser corrigidos pelo tamponamento das bases.

8.2 Espessura de parede Durante a produção, cada cilindro ou carcaça semiacabada deve ser inspecionado quanto à espessura. A espessura de parede em qualquer ponto não pode ser inferior à espessura mínima especificada.

8.3 Imperfeições superficiais As superfícies internas e externas do cilindro acabado devem estar isentas de imperfeições que possam afetar desfavoravelmente o funcionamento seguro do cilindro. NOTA

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Para exemplos de imperfeições e assistência na sua avaliação, ver Anexo A. © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados



8.4 Inspeção ultrassônica 8.4.1 Após a conclusão do tratamento térmico final e após a espessura de parede cilíndrica final ter sido atingida, cada cilindro deve ser inspecionado por ultrassom quanto às imperfeições internas, externas e subsuperficiais de acordo com o Anexo B.

Para pequenos cilindros completos com um comprimento cilíndrico inferior a 200 mm ou quando o produto de p h × V < 600 (para R ma ≥ 650 MPa) ou p h × V < 1 200 (para R ma < 650 MPa), a inspeção ultrassônica não é necessária. 8.4.2 Independentemente do tamanho do cilindro, adicionalmente à inspeção ultrassônica conforme especificado em 8.4.1, a área cilíndrica a ser fechada (que cria a calota e, no caso de cilindros fabricados de tubos, também a base) deve ser inspecionada por ultrassom antes do processo de conformação para detectar quaisquer defeitos que, após o fechamento, podem ser posicionados nas extremidades do cilindro. NOTA

Esta inspeção não abrange necessariamente os ensaios requeridos em 6.4.2.

8.5 Ovalização A ovalização da carcaça cilíndrica, ou seja, a diferença entre os diâmetros externos máximo e mínimo na mesma seção transversal, não pode exceder 2 % do valor médio destes diâmetros.

8.6 Diâmetro médio O diâmetro externo médio da parte cilíndrica fora das zonas de transição em uma seção transversal não pode desviar-se mais de ± 1 % do diâmetro nominal de projeto.

8.7 Retilinidade O desvio máximo da parte cilíndrica da carcaça de uma linha reta não pode exceder 3 mm/m de comprimento (ver Figura 3). 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

8.8 Verticalidade e estabilidade Para um cilindro projetado para ficar na posição vertical sobre sua base, o desvio em relação à vertical não pode ser superior a 10 mm/m de comprimento (ver Figura 3), e é recomendado que o diâmetro externo da superfície em contato com o solo seja superior a 75 % do diâmetro externo nominal.

8.9 Roscas do gargalo As roscas internas dos gargalos devem estar de acordo com uma norma reconhecida acordada entre as partes para permitir o uso de uma válvula correspondente, minimizando assim, as tensões no gargalo após a operação de torque da válvula. As roscas internas do gargalo devem ser checadas utilizando aferidores correspondentes à rosca do gargalo acordada ou por um método alternativo acordado entre as partes. NOTA Por exemplo, quando a rosca do gargalo for especificada para que esteja de acordo com a ISO 11116-1, os calibradores correspondentes são especificados na ISO 11116-2.

Deve ser tomado cuidado especial para assegurar que as roscas dos gargalos sejam usinadas com acurácia, estejam com seus perfis completos e isentas de partes pontiagudas, por exemplo, rebarbas.


13



a

b l

l

Legenda a

máximo 0,01 × l (ver 8.8)

b

máximo 0,003 × l (ver 8.7)

Figura 3 – Ilustração de desvio da parte da carcaça cilíndrica em relação a uma linha reta e em relação a uma linha vertical

9 Procedimento de homologação 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

9.1 Requisitos gerais Uma especificação técnica de cada novo projeto de cilindro ou família de cilindros conforme definido em f), incluindo o desenho do projeto, cálculos do projeto, detalhes do aço, processo de fabricação e detalhes do tratamento térmico, deve ser apresentada pelo fabricante ao inspetor. Os ensaios de homologação detalhados em 9.2 devem ser realizados em cada novo projeto sob a supervisão do inspetor. Um cilindro deve ser considerado como um novo projeto, em comparação com um projeto aprovado existente, quando pelo menos uma das seguintes situações for aplicada: a) for fabricado em uma fábrica diferente; b) for fabricado por um processo diferente (ver 8.1); isto inclui o caso quando alterações principais no processo são realizadas durante o período de produção, por exemplo, forjamento da extremidade para repuxamento e alteração no processo de tratamento térmico; c) for fabricado de um aço de faixa de composição química especificada diferente da definida em 6.2.1;

14




d) for executado com um tratamento térmico diferente além dos limites estipulados em 6.4; e) a base ou o perfil da base foi alterado, por exemplo, côncavo, convexo, hemisférico, ou também se há uma alteração na razão espessura da base/diâmetro do cilindro; f)

o comprimento total do cilindro aumentou em mais de 50 % (cilindros com uma razão comprimento/ diâmetro inferior a 3 não podem ser utilizados como cilindros de referência para qualquer novo projeto com esta razão superior a 3);

g) o diâmetro externo nominal alterou; h) a espessura mínima garantida alterou; i)

a pressão de ensaio hidráulica, p h, aumentou (quando um cilindro for para ser utilizado em uma pressão inferior àquela para o qual o projeto foi aprovao, este não pode ser considerado um novo projeto);

j)

foram alteradas a resistência mínima ao escoamento garantida, R eg, e/ou a resistência mínima à tração garantida, R mg, para o cilindro acabado.

9.2 Ensaios de protótipo 9.2.1 Requisitos gerais

Um mínimo de 50 cilindros, garantidos pelo fabricante como sendo representativos do novo projeto, deve ser disponibilizado para ensaios de protótipo. Entretanto, se para aplicações especiais o número total de cilindros requeridos for inferior a 50, um número suficiente de cilindros deve ser fabricado para completar os ensaios de protótipo requeridos, além da quantidade de produção, porém, neste caso, a validade de aprovação é limitada para este lote de produção específico. No decorrer do processo de homologação, o inspetor deve selecionar os cilindros necessários para os ensaios e a) verificar se: 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

— o projeto está de acordo com os requisitos da Seção 7; — as espessuras das paredes e das extremidades em dois cilindros (aqueles obtidos para ensaios mecânicos) atendem aos requisitos de 7.3 a 7.6, sendo que as medições devem ser obtidas pelo menos em três seções transversais da parte cilíndrica e sobre uma seção longitudinal do fundo e da ogiva; — os requisitos da Seção 6 são atendidos; — os requisitos de 7.6, 7.7, 7.8 e 8.5 a 8.9 inclusive são atendidos por todos os cilindros selecionados para inspeção; — as superfícies internas e externas dos cilindros estão isentas de qualquer defeito que pode torná-los impróprios para o uso (para exemplos, ver Anexo A). b) supervisionar os seguintes ensaios nos cilindros selecionados: — os ensaios especificados em 10.1.2 a) (ensaio de ruptura hidráulica) em dois cilindros, os cilindros possuindo marcações de estampagem representativas; © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

15



— os ensaios especificados em 10.1.2 b) (ensaios mecânicos) em dois cilindros, os corpos de prova sendo identificáveis com o lote; — os ensaios especificados em 9.2.3 (checagem da base) nos dois cilindros selecionados para os ensaios mecânicos; — os ensaios especificados em 9.2.2 (ensaio de ciclagem) em três cilindros, os cilindros possuindo marcações de estampagem representativas; — os requisitos geométricos para a rosca do gargalo são atendidos em todos os cilindros selecionados para inspeção. 9.2.2 Ensaio de pressão cíclica

Este ensaio deve ser realizado em cilindros que possuam marcações representativas com um líquido não corrosivo, submetendo os cilindros a inversões sucessivas a uma pressão cíclica superior, que seja igual à pressão de ensaio hidráulica, p h. Os cilindros devem resistir a 12 000 ciclos sem apresentar falhas. Para cilindros com uma pressão de ensaio hidráulica p h > 450 bar, a pressão cíclica superior pode ser reduzida a dois terços desta pressão de ensaio. Nesse caso, os cilindros devem resistir a 80 000 ciclos sem apresentar falhas. O valor da pressão cíclica inferior não pode exceder 10 % da pressão cíclica superior, porém deve ter um valor máximo absoluto de 30 bar. O cilindro deve realmente suportar as pressões cíclicas máximas e mínimas durante o ensaio. A frequência das reversões de pressão não pode ser superior a 0,25 Hz (15 ciclos/min). A temperatura medida na superfície externa do cilindro não pode exceder 50 °C durante o ensaio.


Após o ensaio, as bases do cilindro devem ser seccionadas para medir a espessura e assegurar que esta espessura seja suficientemente próxima da espessura mínima prescrita no projeto e devem estar dentro das tolerâncias de produção usuais. Em nenhuma hipótese, a espessura da base real deve exceder o(s) valor(es) mínimo(s) especificado(s) nos desenhos em mais de 15 %. O ensaio deve ser considerado satisfatório se o cilindro atingir o número de ciclos requerido sem desenvolver um vazamento. 9.2.3 Checagem da base

Um corte meridiano deve ser efetuado no centro da base do cilindro e uma das superfícies assim obtida polida para inspeção sob uma ampliação entre 5 × e 10 ×. O cilindro deve ser considerado defeituoso se for detectada a presença de trincas. Ele também deve ser considerado defeituoso se as dimensões de quaisquer poros ou inclusões presentes atingirem valores considerados como uma ameaça à segurança. Nos casos onde houver a suspeita de um tamponamento da base, o corte deve ser atacado quimicamente após a primeira inspeção para verificar a ausência de um tampão. Cilindros tampados não podem ser aprovados. Em nenhuma hipótese, a espessura sã (ou seja, a espessura sem imperfeições) no centro da base pode ser inferior à espessura mínima especificada (ver 7.4.1). 16




9.3 Certificado de homologação Se os resultados das checagens de acordo com 9.2 forem satisfatórios, o inspetor deve emitir um certificado de homologação. O Anexo C provê um exemplo típico de um formulário adequado de certificado de homologação. Outros formatos com pelo menos o mesmo conteúdo também são aceitáveis.

10 Ensaios de lote 10.1 Generalidades 10.1.1 Todos os ensaios para checagem da qualidade do cilindro para gás devem ser realizados ao final da fabricação do cilindro, ou seja, em qualquer estágio após o tratamento térmico.

Para os efeitos dos ensaios de lote, o fabricante deve fornecer ao inspetor: — o certificado de homologação; — os certificados declarando a análise do fundido do aço fornecido para a fabricação dos cilindros; — evidência de que o tratamento térmico adequado foi realizado; — os certificados que mostrem os resultados de inspeção ultrassônica; — uma lista dos cilindros, declarando os números de série e as marcações de estampagem, conforme requerido; — confirmação de que as roscas foram checadas de acordo com os requisitos de aferição. Os aferidores a serem utilizados devem ser especificados (por exemplo, ISO 11191). 10.1.2 Durante os ensaios de lote, o inspetor deve realizar o seguinte. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

— Averiguar se o certificado de homologação foi obtido e se os cilindros estão de acordo com ele. — Checar se os requisitos estabelecidos nas Seções 6, 7 e 8 foram atendidos e, especialmente, checar, por meio de uma inspeção visual externa e interna dos cilindros, se a sua construção é satisfatória. O inspetor deve verificar se os requisitos de 7.7, 7.8 e 8.2 a 8.9 foram atendidos pelo fabricante. A inspeção visual deve abranger pelo menos 10 % dos cilindros submetidos ao ensaio. Entretanto, se uma imperfeição inaceitável for encontrada (para exemplos, ver Anexo A), 100 % dos cilindros devem ser inspecionados visualmente. — Selecionar os cilindros necessários por lote para ensaios destrutivos e realizar os ensaios especificados em 10.1.2 a) (ensaios de ruptura hidráulica) e 10.1.2 b) (ensaios mecânicos). Quando ensaios alternativos forem permitidos, o comprador e o fabricante devem concordar sobre quais ensaios devem ser realizados. — Checar se as informações fornecidas pelo fabricante referidas em 10.1.1 estão corretas; checagens aleatórias devem ser realizadas. — Avaliar os resultados dos ensaios de dureza especificados em 11.3.


17



Os seguintes ensaios devem ser realizados em cada lote de cilindros. a) Em um cilindro, um ensaio de ruptura hidráulica (ver 10.5). b) Em um cilindro adicional: — um ensaio de tração no sentido longitudinal (ver 10.2); — dois ensaios de dobramento (ver 10.3.1) em um sentido circunferencial, um ensaio de achatamento (ver 10.3.2) ou um ensaio de achatamento do anel (ver 10.3.3); — quando a espessura do cilindro permite a usinagem de um corpo de prova com pelo menos 3 mm de espessura, três ensaios de impacto no sentido transversal ou longitudinal conforme requerido em 10.4; — para cilindros fabricados de material de tarugo fundido por lingotamento contínuo, uma checagem da base de acordo com 9.2.3. NOTA

Para a localização dos corpos de prova, ver Figura 4. Z

2 1 2 3 1 1 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

2

3

3

4

Z

Legenda 1

corpos de prova para dobramento ou anel de achatamento

2

corpos de prova de impacto transversal

3

corpo de prova de impacto longitudinal (posições alternativas mostradas em linhas tracejadas)

4

corpos de prova de tração

Figura 4 – Localização típica dos corpos de prova

18




10.2 Ensaio de tração 10.2.1 Um ensaio de tração deve ser realizado no material retirado da parte cilíndrica do cilindro adotando-se um dos seguintes procedimentos.

a) Os corpos de prova retangulares devem ser preparados de acordo com a Figura 5 e com um comprimento de medição L0 5, 65 S 0 . As duas faces do corpo de prova, representando as superfícies interna e externa do cilindro, não podem ser usinadas. O alongamento após a fratura, A, medido não pode ser inferior a 14 %. =

b) Os corpos de prova redondos usinados devem ser preparados com o diâmetro máximo praticável, o alongamento, A, medido em um comprimento de medição de cinco vezes o diâmetro do corpo de prova não sendo inferior a 16 %. É recomendado que os corpos de prova redondos usinados não sejam utilizados para espessura de parede inferior a 3 mm. 10.2.2 O ensaio de tração deve ser realizado de acordo com a ABNT NBR ISO 6892-1. NOTA Deve ser dada atenção para o método de medição do alongamento descrito na ABNT NBR ISO 6892-1, particularmente nos casos onde o cor po de prova de tração for cônico, resultando em um ponto de fratura distante do meio do comprimento de aferição.

0 1

w

+

w

L o /5 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Lo

L o /5

t

w ≤ 4t w < D /8

Figura 5 – Corpo de prova para ensaio de tração


19



10.3 Ensaio de dobramento e ensaio de achatamento 10.3.1 Ensaio de dobramento

øD f t

øD + 2t f

Figura 6 – Ilustração do ensaio de dobramento 10.3.1.1 O ensaio de dobramento deve ser realizado de acordo com a ISO 7438 em dois corpos de prova obtidos por meio do corte de um ou dois anéis com largura de 25 mm ou 4 t , o que for maior, em partes iguais. Cada corpo de prova deve ser de comprimento suficiente para permitir que o ensaio de dobramento seja realizado corretamente. Somente as extremidades de cada tira podem ser usinadas. 10.3.1.2 O corpo de prova não pode trincar quando dobrado para dentro em torno do mandril até que as superfícies internas não estejam afastadas entre si em uma distância maior do diâmetro do mandril (ver Figura 6). 10.3.1.3 O diâmetro do mandril, D f, deve ser estabelecido da Tabela 4. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Para a resistência à tração real, R ma, provida na Tabela 4; D f ≤ n × a espessura do corpo de prova, t. 10.3.2 Ensaio de achatamento 10.3.2.1 O ensaio de achatamento deve ser efetuado em um cilindro selecionado de cada lote após o tratamento térmico. 10.3.2.2 O cilindro de ensaio deve ser achatado entre as bordas cor tantes em forma de cunha com um ângulo incluso de 60°, as bordas sendo arredondadas a um raio nominal de 13 mm. O comprimento das cunhas não pode ser inferior à largura do cilindro achatado. O eixo longitudinal do cilindro deve estar a um ângulo de aproximadamente 90° em relação às bordas cortantes. 10.3.2.3 O cilindro de ensaio deve ser achatado até que a distância entre as bordas cortantes esteja de acordo com a Tabela 4. O cilindro achatado deve permanecer visualmente sem trincas.

20




Tabela 4 – Requisitos do ensaio de dobramento e do ensaio de achatamento Resistência à tração real,

MPa

Ensaio de dobramento Valor de n

Ensaio de achatamento (cilindro ou anel) Valor de u a

R ma ≤ 800

4

6

800 < R ma ≤ 880

5

7

880 < R ma ≤ 950

6

8

950 < R ma < 950

7

9

R ma

a

Distância entre as bordas cortantes ou prensas de fixação = u × t m, onde t m é a espessura de parede média do cilindro na posição de ensaio.

10.3.3 Ensaio de achatamento do anel

O ensaio de achatamento do anel deve ser realizado em um anel com largura de 25 mm ou 4 t , o que for maior, retirado do corpo do cilindro. Somente as bordas do anel podem ser usinadas. O anel deve ser achatado entre as prensas até que a distância entre as prensas esteja de acordo com a Tabela 4. O anel achatado deve permanecer visualmente sem trincas.

10.4 Ensaio de impacto 10.4.1 Exceto para os requisitos estabelecidos nesta subseção, o ensaio deve ser realizado de acordo com a ABNT NBR ISO 148-1.


Os corpos de prova de impacto devem ser retirados da parede do cilindro na direção conforme requerida na Tabela 5. O entalhe deve ser perpendicular à face da parede do cilindro (ver Figura 7). Para os ensaios longitudinais, o corpo de prova deve ser todo usinado (em seis faces). Se a espessura de parede não permitir uma largura final do corpo de prova de 10 mm, a largura deve ser a mais próxima possível da espessura nominal da parede do cilindro. Os corpos de prova retirados na direção transversal devem ser usinados somente em quatro faces, sendo a face externa da parede do cilindro não usinada e a face interna usinada opcionalmente, conforme mostrado na Figura 8.


21



2

1

4

3

3

Legenda 1 2 3 4

corpo de prova transversal eixo longitudinal do cilindro Charpy com entalhe em V perpendicular à parede corpo de prova longitudinal

Figura 7 – Descrição dos corpos de prova de impacto transversal e longitudinal a

1


2

3

4

a) corpo de prova retirado b) Vista frontal do corpo de c) Vista de topo do corpo da parede do cilindro prova no equipamento de en- de prova no equipamento de saio de impacto ensaio de impacto Legenda 1

usinagem opcional

2

bigorna de impacto

3

corpo de prova

4

centro de impacto

a

sentido do impacto.

Figura 8 – Descrição dos ensaios de impacto transversal

22




10.4.2 Os valores mínimos de aceitação devem estar de acordo com a Tabela 5. Tabela 5 – Valores de aceitação do ensaio de impacto

Diâmetro do cilindro, D , mm

>

3a5

Temperatura de ensaio a, °C Média de três corpos de prova

≤

transversal

Sentido do ensaio Largura do corpo de prova, mm

140

>

5 a 7,5

140

longitudinal >

7,5 a 10

3 a 10 – 50

– 50

30

35

40

60

24

28

32

48

Valor de impacto b, J/cm2 Corpo de prova individual a b

Para aplicações em temperaturas baixas, o ensaio deve ser realizado na temperatura mais baixa especificada. O valor de impacto (J/cm2) é calculado dividindo a energia de impacto (J) pela área da seção transversal real abaixo do entalhe (cm2) do corpo de prova para ensaio Charpy.

10.5 Ensaio de ruptura hidráulica 10.5.1 Instalação de ensaio

O equipamento de ensaio deve ser capaz de operar de acordo com as condições de ensaio especificadas em 10.5.2 e de produzir com acurácia as informações especificadas em 10.5.3. Uma instalação de ensaio de ruptura hidráulica típica é ilustrada na Figura 9.



23



1

2

5

4

6

3

7

8

Legenda 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

1

reservatório de fluido de ensaio

2

tanque para medição do fluido de ensaio (o reservatório de fluido de ensaio também pode ser utilizado como o tanque de medição)

3

bomba

4

manômetro

5

registrador de curva de pressão/tempo

6

respiro ou válvula para liberação de ar

7

poço de ensaio

8

cilindro

Figura 9 – Instalação de ensaio de ruptura hidráulica típica 10.5.2 Condições de ensaio

À medida que o cilindro e o equipamento de ensaio estão sendo abastecidos com água, cuidado deve ser tomado para assegurar que nenhum ar fique retido no circuito por meio da operação da bomba hidráulica até que a água seja descarregada do respiro ou da válvula de liberação de ar. Durante o ensaio, a pressurização deve ser realizada em dois estágios sucessivos. 24




a) No primeiro estágio, a pressão deve ser aumentada a uma taxa não superior a 5 bar/s até um valor de pressão correspondente ao início da deformação plástica. b) No segundo estágio, a taxa de descarga da bomba deve ser mantida a um nível o mais constante possível até que o cilindro se rompa. 10.5.3 Interpretação dos resultados de ensaio 10.5.3.1 A interpretação dos resultados do ensaio de ruptura deve envolver:

a) a análise da curva de pressão/tempo ou pressão/volume da curva utilizada na água, para determinar a pressão em que a deformação plástica do cilindro começa, em conjunto com a pressão de ruptura; b) a análise da fissura de ruptura e da forma de suas bordas. 10.5.3.2 Para que os resultados de um ensaio de ruptura sejam considerados satisfatórios, os seguintes requisitos devem ser atendidos.

a) A pressão de escoamento observada, p y, deve ser igual ou maior que ou seja, a Equação (4): py

≥

1 F

× ph

1 F

×

a pressão de ensaio, (4)

b) A pressão de ruptura real, p b, deve ser igual ou maior que 1,6 vez a pressão de ensaio, ou seja, p b ≥ 1,6 p h. 10.5.3.3 O cilindro deve permanecer inteiriço e não pode fragmentar-se.


10.5.3.4 A fratura principal deve estar na porção cilíndrica e não pode ser frágil, ou seja, as bordas da fratura devem ser inclinadas em relação à parede. A fissura não pode revelar um defeito significativo no metal e em nenhuma hipótese deve atingir o gargalo. Para bases côncavas, a fissura não pode prolongar-se além do corpo cilíndrico na extremidade da base, e, para bases convexas, a fissura não pode atingir o centro da base. 10.5.3.5 Para cilindros com uma espessura de parede inferior a 7,5 mm, a fratura deve ser aceitável somente se ela estiver de acordo com uma das seguintes descrições:

a) longitudinal, sem ramificação (ver Figura 10); b) longitudinal, com uma ramificação lateral em cada extremidade, que em nenhum caso se estende além do plano longitudinal perpendicular ao plano da fratura (ver Figura 11). 10.5.4 Critérios de aceitação

A Figura 10 e a Figura 11 ilustram perfis de ensaio de ruptura satisfatórios, e os lotes representados por esses resultados devem ser aceitos. Se a configuração da fratura não estiver de acordo com a Figura 10 ou Figura 11, porém os demais ensaios de material e mecânicos forem satisfatórios, uma investigação da causa da não conformidade deve ser efetuada antes da aceitação ou rejeição do lote.


25



Figura 10 – Perfis de ruptura aceitáveis – longitudinal sem ramificação

c c

Figura 11 – Perfis de ruptura aceitáveis – longitudinal com ramificação lateral

11 Ensaios/inspeções em cada cilindro 11.1 Generalidades Durante a produção, as inspeções especificadas em 8.2 e 8.4 devem ser realizadas em todos os cilindros. Após o tratamento térmico final, todos os cilindros, exceto os que foram selecionados para ensaio de acordo com a Seção 10, devem ser submetidos aos seguintes ensaios: — um ensaio de pressão de prova hidráulica de acordo com 11.2.1 ou um ensaio de expansão volumétrica hidráulica de acordo com 11.2. Os requisitos do método de ensaio são providos em 11.2. Orientações adicionais para estes métodos de ensaio e controle do equipamento (calibração e manutenção) podem ser encontradas na ISO 6406. O comprador e o fabricante devem acordar qual dessas alternativas deve ser realizada; — um ensaio de dureza de acordo com 11.3; — um ensaio de vazamento de acordo com 11.4; 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

— uma checagem da capacidade de água de acordo com 11.5.

11.2 Ensaio hidráulico 11.2.1 Ensaio de pressão de prova

A pressão da água no cilindro deve ser aumentada a uma taxa controlada até que a pressão de ensaio, p h, seja atingida dentro de uma tolerância de medição de 0/ + 3 % ou + 10 bar, a que for menor. O cilindro deve permanecer sob pressão, p h, por pelo menos 30 s para se estabelecer que a pressão não caia e que não haja vazamentos. Durante o período em que o cilindro estiver sob pressão de ensaio, ele deve estar visível (incluindo a base) e manter-se seco. Após o ensaio, o cilindro não pode mostrar deformação permanente visível e deve estar sem vestígios de umidade significando vazamento. 11.2.2 Ensaio de expansão volumétrica

A pressão da água no cilindro deve ser aumentada a uma taxa controlada até que a pressão de ensaio, p h, seja atingida dentro de uma tolerância de medição de 0/ + 3 % ou + 10 bar, a que for menor. 26




O cilindro deve permanecer sob pressão, p h, por pelo menos 30 s e a expansão volumétrica total medida. Em seguida, a pressão deve ser liberada e a expansão volumétrica medida novamente. O cilindro deve ser rejeitado se ele mostrar uma expansão permanente (ou seja, expansão volumétrica após a pressão ter sido liberada) que exceda 10 % da expansão volumétrica total medida na pressão de ensaio, p h. As leituras de expansão total e permanente devem ser registradas, juntamente com o número de série correspondente de cada cilindro ensaiado, de modo que a expansão elástica (ou seja, a expansão total menos a expansão permanente) sob a pressão de ensaio possa ser estabelecida para cada um dos cilindros.

11.3 Ensaio de dureza Um ensaio de dureza, de acordo com a ABNT NBR NM ISO 6506-1 (Brinell), ABNT NBR NM ISO 6508-1 (Rockwell) ou outros métodos equivalentes, deve ser realizado pelo fabricante. Os valores de dureza assim determinados devem estar dentro dos limites especificados pelo fabricante do cilindro para o material, dependendo do tratamento térmico utilizado para a produção do cilindro e para o serviço de gás destinado (por exemplo, gases de fragilização). NOTA Os métodos para medir as depressões superficiais, exceto os providos na ABNT NBR NM ISO 6506-1 ou ABNT NBR NM ISO 6508-1, podem ser utilizados sujeitos a um acordo entre as par tes envolvidas, desde que um nível equivalente de acurácia seja demonstrado.

11.4 Ensaio de vazamento O fabricante deve empregar técnicas de fabricação e aplicar os ensaios de modo a demonstrar à satisfação do inspetor que os cilindros não vazam. Para cilindros com extremidades da base formadas por repuxamento, a seguir estão três exemplos de procedimentos de ensaio típicos:


— um ensaio de vazamento pneumático onde a extremidade inferior deve estar limpa e isenta de toda a umidade do lado da pressão de ensaio. A área interna do fundo do cilindro adjacente ao fecho deve ser submetida a uma pressão igual a pelo menos dois terços da pressão de ensaio do cilindro por um período mínimo de 1 min; esta área não pode ser inferior a 20 mm de diâmetro em torno do fecho e pelo menos 6 % da área total do fundo. O lado oposto deve ser coberto com água ou outro meio adequado e inspecionado rigorosamente quanto à indicação de vazamento; os cilindros que vazarem devem ser rejeitados; — um ensaio pneumático de baixa pressão; — um ensaio de vazamento por hélio.

11.5 Verificação da capacidade O fabricante deve verificar se a capacidade de água está de acordo com o desenho do projeto.

12 Certificação Cada lote de cilindros deve ser abrangido por um certificado assinado pelo inspetor comprovando que os cilindros atendem aos requisitos desta parte da ABNT NBR ISO 9809 em todos os aspectos. O Anexo D provê um exemplo típico de um certificado de aceitação devidamente redigido. Outros formatos com pelo menos o mesmo conteúdo também são aceitáveis. © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

27



Cópias do certificado devem ser emitidas ao fabricante. O certificado original deve ser retido pelo inspetor e as cópias devem ser retidas pelo fabricante, de acordo com os regulamentos da autoridade estatutária relevante. NOTA Pode ser dada atenção aos regulamentos nacionais que possam ter requisitos adicionais ou superados relativos à emissão e retenção de certificados.

13 Marcação Cada cilindro deve ser permanentemente marcado na calota ou em uma parte reforçada do cilindro ou em uma gola ou anel do gargalo fixado de forma permanente, de acordo com a ISO 13769 ou os regulamentos de marcação relevantes dos países de uso. NOTA Pode ser dada atenção aos requisitos de marcação em regulamentos relevantes que possam superar os requisitos providos nesta parte da ABNT NBR ISO 9809.


28




Anexo A (informativo) Descrição e avaliação das imperfeições de fabricação e condições para rejeição de cilindros para gás de aço sem costura no momento da inspeção final pelo fabricante

A.1

Generalidades

Diversos tipos de imperfeições podem ocorrer durante a fabricação de um cilindro para gás de aço sem costura. Tais imperfeições podem ser mecânicas ou de material. Elas podem ser devido ao material básico utilizado, o processo de fabricação, tratamentos térmicos, manipulações, repuxamento de gargalo, usinagem ou operações de marcação e outras circunstâncias durante a fabricação. Este anexo identifica as imperfeições de fabricação mais comumente conhecidas e provê informações gerais para os inspetores que realizam a inspeção visual. Entretanto, uma vasta experiência de campo, um bom senso e independência da produção são necessários para o inspetor detectar e ser capaz de avaliar e julgar uma imperfeição no momento da inspeção visual.

A.2

Condições gerais da inspeção

A.2.1 É essencial realizar a inspeção visual interna e externa em boas condições, conforme descrito a seguir.


— Convém que a superfície do metal, especialmente a parede interna, esteja completamente limpa, seca e isenta de produtos de oxidação, corrosão, carepa, etc., os quais podem ocultar outras imperfeições mais graves. Sempre que necessário, a superfície deve ser limpa sob condições rigorosamente controladas por métodos adequados antes da inspeção adicional. — Fontes apropriadas de iluminação com intensidade suficiente devem ser utilizadas. — Após os cilindros terem sido fechados e as roscas usinadas, a área interna do gargalo deve ser inspecionada por meio de um introscópio, espelho dental ou outro aparelho adequado. A.2.2 As pequenas imperfeições podem ser removidas por desbaste, esmerilhamento, usinagem ou outro método adequado.

Convém que extremo cuidado seja tomado para evitar a introdução de novas imperfeições prejudiciais. Após o reparo, os cilindros devem ser reinspecionados e, se a espessura de parede cilíndrica for reduzida, ela deve ser verificada novamente.

A.3

Imperfeições de fabricação

As imperfeições de fabricação mais comumente encontradas e suas definições estão listadas na Tabela A.1. © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

29



Os limites de rejeição para reparar ou rejeitar também estão incluídos na Tabela A.1. Esses limites de rejeição foram estabelecidos após uma considerável experiência de campo. Eles aplicam-se a todos os tamanhos e tipos de cilindros e condições de serviço. Entretanto, algumas especificações do cliente, alguns tipos de cilindros ou algumas condições de serviço especiais podem requerer condições mais rigorosas.

A.4

Cilindros rejeitados

a) Todos os cilindros rejeitados devem tornar-se não aptos ao serviço para a sua aplicação original. b) Pode ser possível produzir cilindros para diferentes condições de serviço a partir de cilindros rejeitados. Tabela A.1 – Imperfeições de fabricação Imperfeição


Descrição

Condições para rejeição e/ ou ação

Reparar/ rejeitar

Calombo

Inchaço visível da parede

— Todos os cilindros com essa imperfeição

Rejeitar

Mossa (rente)

Uma depressão na parede que não tenha penetrado e nem removido nenhum metal com uma profundidade superior a 1 % do diâmetro externo do cilindro (ver Figura A.1; ver também esmerilhamento ou usinagem excessiva)

— Quando a profundidade do amassado excede 2 % do diâmetro externo do cilindro

Rejeitar

— Quando a profundidade do amassado for superior a 1 mm e quando o diâmetro do amassado for inferior a 30 vezes a sua profundidade a

Permite reparo

Uma impressão na parede onde metal foi removido ou redistribuído (basicamente devido à introdução de corpos estranhos no mandril ou na matriz durante as operações de extrusão ou trefilação)

— Imperfeição interna: se não for superficial, com entalhes pontiagudos superiores a 5 % da espessura de parede b

Rejeitar

— Imperfeição externa: quando a profundidade excede 5 % da espessura de parede

Possível reparo (ver A.2.2)

Uma depressão na parede que contém um corte ou chanfro (ver Figura A.2)

Todos os cilindros com essas imperfeições

Rejeitar

Corte, entalhe metálico ou carepa prensada

Mossa contendo corte ou entalhe

30




Tabela A.1 (continuação) Imperfeição

Esmerilhamento ou usinagem excessiva

Nervura

Descrição

Redução local da espessura de parede por esmerilhamento ou usinagem

Uma superfície longitudinal em relevo com cantos vivos com uma altura de 3 % ou mais do que a espessura de parede (ver Figura A.3)

Condições para rejeição e/ ou ação

Reparar/ rejeitar

— Quando a espessura de parede é reduzida para um valor abaixo da espessura mínima de projeto

Rejeitar

— Quando resulta na formação de uma mossa

Ver mossas

— Imperfeição interna: quando a altura excede 5 % da espessura de parede ou quando o comprimento excede 10 % do comprimento dos cilindros

Reparar, se possível, ou rejeitar (ver A.2.2)

— Imperfeição externa: quando a altura excede 5 % da espessura de parede ou quando o comprimento excede 5 vezes a espessura dos cilindros Ranhura


Um entalhe longitudinal contendo uma profundidade de 3 % ou mais do que a espessura de parede (ver Figura A.4)

— Imperfeição interna: quando a profundidade excede 5 % da espessura de parede ou quando o comprimento excede 10 % do comprimento dos cilindros

Reparar, se possível, ou rejeitar (ver A.2.2)

— Imperfeição externa: quando a profundidade excede 5 % da espessura de parede ou quando o comprimento excede 5 vezes a espessura dos cilindros Laminação

Camadas do material dentro da parede do cilindro e algumas vezes aparecendo como uma descontinuidade, dobra da trinca ou calombo na superfície (ver Figura A.5)


— Imperfeição interna: todos os cilindros com essa imperfeição

Reparar, se possível, ou rejeitar

— Imperfeição externa: todos os cilindros com essa imperfeição

Reparar, se possível, ou rejeitar (ver A.2.2) 31




Trinca

Descrição

Divisão, separação de material

Trincas no gargalo

Aparecem como linhas que se estendem verticalmente para baixo da rosca e nas faces da rosca (não confundir com marcas de usinagem = marcas de usinagem da rosca, ver Figura A.6)

Dobras na calota e/ou trincas na calota

Dobramento com picos e vales situados na área interna da calota, que podem propagar-se para a área roscada da calota (ver Figura A.7)


Condições para rejeição e/ou ação

— Quando não removível dentro da tolerância de espessura

Rejeitar

— Quando removível dentro da tolerância de espessura

Reparar

— Todos os cilindros com essas imperfeições

Rejeitar

— Dobras ou trincas que são visíveis como uma linha de óxido que se estende para dentro da porção roscada devem ser removidas por uma operação de usinagem até que as linhas de óxido Trincas podem começar a não sejam mais visíveis partir das dobras na área (ver Figura A.7). Após a interna da calota e propausinagem, toda a área gar-se para a área usinada deve ser cuidadosamente cilíndrica ou para a área reinspecionada e a roscada da calota (ver Fiespessura de parede gura A.8 para ver exataverificada mente onde as trincas na calota começam e como — Se o dobramento ou linhas de óxido não tiverem sido elas se propagam) removidos por usinagem, se trincas forem sempre visíveis ou se a espessura de parede for insatisfatória — Dobras que se estendem além da área usinada e são claramente visíveis como depressões abertas, onde nenhum óxido foi retido no metal, devem ser aceitas desde que os picos sejam suaves e a raiz da depressão seja arredondada

32

Reparar/ rejeitar

Reparar, se possível

Rejeitar

Aceitável





Descrição

Condições para rejeição e/ou ação

Trincas internas na base

Divisões no metal do fundo do cilindro em forma de estrela

— Quando não removível dentro da tolerância de espessura

Superfície “casca de laranja

Aspecto de casca de laranja devido ao fluxo descontínuo de metal

— Se trincas pontiagudas forem Rejeitar visíveis na superfície de casca de laranja

Roscas internas do gargalo danificadas ou fora de tolerância

Roscas do gargalo danificadas, com amassados, cortes, rebarbas ou fora de tolerância

— Quando o projeto permitir, as roscas podem ser novamente usinadas e checadas pelo aferidor de rosca apropriado e cuidadosamente reinspecionadas visualmente. O número apropriado de roscas efetivas deve ser garantido

Reparar

Se não reparável

Rejeitar

Todos os cilindros com essas imperfeições visíveis após jateamento com granalha

Rejeitar

Todos os cilindros que apresentam essa imperfeição

Reparar, se possível, ou rejeitar

Cavitação (pitting )

Corrosão superficial severa

Não conformidade com desenho do projeto 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Reparar/ rejeitar

Rejeitar

— Quando removível dentro da Reparar tolerância de espessura

Colar do gargalo não está fixo

O colar do gargalo gira sob aplicação de baixo torque ou é removido sob baixa carga axial (ver ISO 11117)

Todos os cilindros que apresentam essa imperfeição

Possível reparo de acordo com o método aprovado somente

Queimas por solda a arco ou maçarico

Queima parcial do metal do cilindro, a adição de metal de solda ou a remoção de metal por escarfagem ou depressão

Todos os cilindros que apresentam essas imperfeições

Rejeitar

a

b

Em cilindros de pequeno diâmetro, esses limites gerais podem ser ajustados. A consideração da aparência também desempenha um papel na avaliação das deformações, especialmente no caso de cilindros pequenos. A consideração da aparência e a localização (em partes mais espessas com menores tensões) podem ser levadas em consideração.


33



Ø

Figura A.1 – Amassado Ø

Figura A.2 – Amassado contendo corte ou entalhe

Figura A.3 – Nervura 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Figura A.4 – Ranhura

Figura A.5 – Laminação

34




1

2

Legenda 1

trincas no gargalo

2

trinca propagada no gargalo

Figura A.6 – Trincas no gargalo

1


2

Legenda 1

dobras ou trincas

2

após usinagem

Figura A.7 – Dobras ou trincas na calota do cilindro antes e após a usinagem


35



1

2 3

Legenda 1 trincas na calota 2 dobras 3 trinca propagada na calota

Figura A.8 – Trincas na calota


36




Anexo B (normativo) Inspeção ultrassônica

B.1

Generalidades

Este anexo é baseado nas técnicas utilizadas pelos fabricantes de cilindros. Outras técnicas de inspeção ultrassônica podem ser utilizadas, desde que estas tenham sido demonstradas adequadas para o método de fabricação.

B.2

Requisitos gerais

O equipamento de inspeção ultrassônica deve ser capaz de pelo menos detectar os entalhes do modelo de referência descrito em B.3.2. Ele deve receber manutenção regular de acordo com as instruções do fabricante para assegurar que sua acurácia seja mantida. Os registros de inspeção e os certificados de aprovação para o equipamento devem ser mantidos. A operação do equipamento de inspeção ultrassônica deve ser realizada por pessoal qualificado e experiente, certificado pelo menos no nível 1 e supervisionado por pessoal certificado pelo menos no nível 2 de acordo com a ABNT NBR NM ISO 9712. Outras normas, que atendam ou excedam a esses requisitos mínimos, podem ser utilizadas e submetidas à aprovação pelo inspetor. As superfícies interna e externa de qualquer cilindro, as quais devem ser inspecionadas por ultrassom, devem estar em uma condição adequada para uma inspeção acurada e reproduzível. Para detecção da falha, o sistema de pulso-eco deve ser utilizado. Para medição da espessura, o método de ressonância ou o sistema de pulso-eco deve ser utilizado. Técnicas de inspeção por contato ou imersão devem ser utilizadas. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Um método de acoplamento que assegure transmissão adequada da energia ultrassônica entre a sonda de ensaio e o cilindro deve ser utilizado

B.3 B.3.1

Detecção de falhas das partes cilíndricas Procedimento

Os cilindros a serem inspecionados e a unidade de inspeção (suporte dos transdutores) devem ter um movimento de rotação e translação em relação entre si de tal forma que uma varredura helicoidal do cilindro será efetuada. A velocidade de rotação e translação deve ser constante dentro de ± 10 %. O passo da hélice deve ser menor que a largura abrangida pela sonda (pelo menos 10 % de sobreposição deve ser garantida) e estar relacionado com a largura efetiva do feixe de modo a assegurar 100 % de cobertura na velocidade de rotação e translação utilizada durante o procedimento de calibração. Um método alternativo de varredura pode ser utilizado para detecção das imperfeições transversais, em que a varredura ou o movimento relativo das sondas e da peça de trabalho seja longitudinal, e o movimento de varredura seja de tal forma que assegure uma superfície de cobertura de 100 % com aproximadamente 10 % de sobreposição das varreduras. © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

37



A parede do cilindro deve ser inspecionada quanto às imperfeições longitudinais com a energia ultrassônica transmitida em ambos os sentidos circunferenciais e, quanto às imperfeições transversais, em ambos os sentidos longitudinais. Para cilindros de base côncava onde pode ocorrer fragilização por hidrogênio ou corrosão por tensão (ver ISO 11114-1), a região de transição entre a parte cilíndrica e a base do cilindro também deve ser inspecionada quanto às imperfeições transversais no sentido da base. Para a área a ser considerada, ver Figura B.1. Nesse caso, ou quando ensaio opcional for realizado nas áreas de transição entre a parede e o gargalo e/ou parede e base, isto pode ser realizado manualmente, se não for realizado automaticamente. a


Figura B.1 – Região de transição entre base/parede

Um dos dois métodos seguintes deve ser utilizado. — Método A: A sensibilidade ultrassônica deve ser ajustada em + 6 dB para melhorar a detecção de imperfeições equivalentes a 5 % da espessura de parede cilíndrica nesta porção mais espessa. — Método B: O sistema ultrassônico deve ser calibrado utilizando um artefato-padrão de referência de um cilindro com um entalhe na área de transição da parede lateral/base (SBT) mostrada na Figura B.2. NOTA BRASILEIRA SBT = Sidewall-to-Base Transition .

38




A profundidade do entalhe, T , para a SBT deve ser de (10 ± 1) % da espessura mínima de parede garantida, a ’, com um mínimo de 0,2 mm e máximo de 1 mm, ao longo do comprimento total do entalhe. a

D

Legenda D

local aproximado do entalhe

a

espessura mínima de parede garantida, a ’

Figura B.2 – Representação esquemática do entalhe de referência para a SBT

A eficácia do equipamento deve ser checada periodicamente, colocando um modelo de referência no procedimento de inspeção. Esta checagem deve ser realizada pelo menos no início e no final de cada turno. Se, durante esta checagem, a presença do entalhe de referência apropriado não for detectada, todos os cilindros inspecionados subsequentemente à última checagem aceitável devem ser reensaiados após o equipamento ter sido reajustado. 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

B.3.2

Modelo de referência

Um modelo de referência de comprimento conveniente deve ser preparado de um cilindro que seja dimensionalmente e acusticamente representativo do cilindro a ser inspecionado, conforme demonstrado pelo fabricante. O modelo de referência deve estar isento de descontinuidades que possam interferir na detecção dos entalhes de referência. Os entalhes de referência, ambos longitudinais e transversais, devem ser usinados na superfície externa e interna do modelo de referência. Os entalhes devem ser separados de forma que cada entalhe possa ser claramente identificado. As dimensões e a forma dos entalhes são de importância crucial para a regulagem do equipamento (ver Figuras B.3 e B.4). — O comprimento dos entalhes, E, não pode ser superior a 50 mm. — A largura, W, não pode ser superior ao dobro da profundidade nominal, T. Entretanto, quando esta condição não puder ser atendida, uma largura máxima de 1,0 mm é aceitável. © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

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— A profundidade dos entalhes, T , deve ser de (5 ± 0,75) % da espessura mínima de parede garantida, a ’, com um mínimo de 0,2 mm e um máximo de 1,0 mm ao longo do comprimento total do entalhe. Desvios em cada extremidade são permissíveis. — O entalhe deve ser de borda afiada na sua interseção com a superfície da parede do cilindro. A seção transversal do entalhe deve ser retangular, exceto quando métodos de usinagem por eletroerosão forem empregados, quando é reconhecido que o fundo do entalhe será arredondado. — A forma e as dimensões do entalhe devem ser demonstradas por um método adequado. T = (5 ± 0,75) % a ’ , porém ≤ 1 mm e ≥ 0,2 mm; W ≤ 2T , porém, se não for possível, ≤ 1 mm, NOTA E ≤ 50 mm. W

X

E

T

X

1

T


2 X-X

Legenda 1 entalhe de referência externo 2 entalhe de referência interno

Figura B.3 – Detalhes e dimensões de projeto dos entalhes de referência quanto às imperfeições longitudinais

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E A

T

W

E

A

T

T

W A-A

NOTA T = (5 ± 0,75) % a’ , porém ≤ 1 mm e ≥ 0,2 mm; W E ≤ 50 mm.

≤

2T, porém, se não for possível, ≤ 1 mm,

Figura B.4 – Representação esquemática dos entalhes de referência quanto às imperfeições circunferenciais

B.3.3


Calibração do equipamento

Utilizando o modelo de referência descrito em B.3.2, o equipamento deve ser ajustado para produzir indicações claramente identificáveis de entalhes superficiais internos e externos. A amplitude das indicações deve ser tão próxima quanto possível. Se não for possível ajustar os níveis de rejeição individualmente, então a indicação da menor amplitude deve ser utilizada como o nível de rejeição e para o ajuste dos dispositivos visuais, sonoros, de gravação ou de classificação. O equipamento deve ser calibrado com o modelo de referência ou sonda, ou ambos, movimentando-se da mesma maneira, no mesmo sentido e na mesma velocidade como será utilizado durante a inspeção do cilindro. Todos os dispositivos visuais, sonoros, de gravação ou de classificação devem operar satisfatoriamente na velocidade de ensaio.

B.4

Medição da espessura de parede

Se a medição da espessura de parede não for realizada em outro estágio de produção, a parte cilíndrica deve ser 100 % inspecionada para assegurar que a espessura não seja inferior ao valor mínimo garantido.

B.5

Interpretação dos resultados

Os cilindros com indicações que sejam iguais ou maiores do que a menor das indicações dos entalhes de referência devem ser recolhidos. Esta comparação deve ser efetuada entre as indicações do cilindro e as do entalhe de referência, no mesmo sentido e na mesma face, por exemplo, uma imperfeição © ISO 2010 - © ABNT 2014 - Todos os direitos reservados

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transversal interna deve ser comparada com o entalhe de referência transversal interno. A causa da indicação deve ser identificada e, se possível, removida; após a remoção, os cilindros devem ser novamente submetidos à detecção de falha por ultrassom e à medição da espessura. Ocasionalmente, pode resultar em uma indicação abaixo da espessura mínima de parede devido à presença de uma imperfeição subsuperficial (por exemplo, laminação interna) no ponto. Nesses casos, a extensão da imperfeição deve ser avaliada. Qualquer cilindro que mostre estar abaixo da espessura mínima de parede garantida deve ser rejeitado.

B.6

Certificação

A inspeção ultrassônica deve ser certificada pelo fabricante do cilindro. Cada cilindro que for aprovado pela inspeção ultrassônica de acordo com esta especificação deve ser permanentemente marcado com os caracteres “UT” ou com o símbolo conforme mostrado na Figura B.5 (onde os caracteres “XY” representam o logotipo ou o símbolo do fabricante).

XY

Figura B.5 – Símbolo UT


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Anexo C (informativo) Certificado de aprovação CERTIFICADO DE APROVAÇÃO N°................... Emitido por:.................................................................................................................................................. (Inspetor) ..................................................................................................................................................................... Norma aplicável: .......................................................................................................................................... relativo a

CILINDROS DE GÁS DE AÇO SEM COSTURA ___________________________________________________________________________________ Aprovação N°:..................................................

Data: .................................................................

Tipo de cilindro: ........................................................................................................................................... (Descrição da família de cilindros [Desenho N°] que recebeu a aprovação)

p h: .............................. bar

D : .............................. mm

a' : ............................. mm

Forma da base: ................................................

Espessura mínima da base: ....................... mm

Comprimento total (mín., máx.): mín. .............. mm,

máx. ............................................................ mm

V (mín., máx.): mín. ......................................... L,

máx. ................................................................ L

Material e tratamento térmico: ..................................................................................................................... 8 1 0 2 / 5 0 / 7 0 m e Z I N I D A R I E I V R E Z E I L E r o p o s s e r p m I

Características do material: R eg: .................... MPa

R mg: ............................................................MPa

Fabricante ou agente: .................................................................................................................................. (Nome e endereço do fabricante ou seu agente)

Referência ao(s) relatório(s) de ensaio do protótipo:................................................................................... Todas as informações podem ser obtidas de .............................................................................................. Resultados e conclusões ............................................................................................................................ (Nome e endereço do organismo de aprovação)

..................................................................................................................................................................... Data .................................................................

Local .................................................................

...................................................................... (Assinatura do inspetor)


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Anexo D (informativo) Certificado de aceitação CERTIFICADO DE ACEITAÇÃO N°................... PARA CILINDROS DE AÇO SEM COSTURA Uma remessa de ............. cilindros consistindo de .............. lotes de ensaio foi inspecionada e ensaiada (quantidade)

de acordo com a ABNT NBR ISO 9809- ............ relativos ao Certificado de Aprovação N°: ...................... Designação ou tipo de gás2 : ....................................................................................................................... N°s do fabricante: ............................................

até ..........................................................................

N°s do proprietário2 : .......................................

até ..........................................................................

Fabricante: ......................................................

N° da ordem de serviço:.........................................

Endereço: .................................................................................................................................................... País: ................................................................ Proprietário/Cliente 1 :.......................................

N° do pedido de compra: .......................................

Endereço: .................................................................................................................................................... País: ................................................................

DADOS TÉCNICOS nominal1 : .............. L

Capacidade de água V :

Comprimento nominal: ..................................... mm (sem capacete e sem válvula)


mínima1 : ..................................... L Pressão de ensaio p h:................................... bar

Diâmetro nominal D : ........................................ mm

Pressão de trabalho a 15 °C1 : ..................... bar

Espessura mínima de parede garantida a' :...... mm

Carga máxima de abastecimento1 :............... kg

N° do desenho: ......................................................

Material:....................................................................................................................................................... 3

Análise especificada máx.: mín.:

C%

Si %

Mn %

P%

S%

Cr %

1

Mo %

1

Ni %

1

Tratamento térmico: .................................................................................................................................... Marcações de estampagem3 : .....................................................................................................................

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.............................................................

.............................................................

Data

Fabricante




ENSAIOS DE ACEITAÇÃO 1. Medições obtidas em um cilindro representativo do lote N° do ensaio ou N° do lote ou N° do cilindro

N° da corrida

Capacidade de água [L]

Espessura mínima medida [mm] parede base

Massa em vazio [kg]

2. Ensaios mecânicos4

Ensaio de tração N° do ensaio

N° da corrida

Resistência ao escoamento R ea [MPa]

Resistência à tração R ma [MPa]

Alongamento A [%]

Dureza

Ensaio de dobramento ou achatamento

180° sem trincas

Ensaio de impacto

Ensaio de ruptura

Charpy com entalhe em "V" modo a ........ °C p y p b de Direção:............... [bar] [bar] falha Média Mín. 2 [J/cm ] [J/cm2]

Valores mínimos:

3. Inspeção ultrassônica: requerida (sim/não)1 : .......................................


aprovada (sim/não)1 :..............................................

Isto é para certificar que os cilindros abrangidos por este Certificado de Aceitação foram aprovados no ensaio de pressão hidráulica e nos demais ensaios da Seção 10 da ABNT NBR ISO 9809-..... e estão em plena conformidade com esta parte da ABNT NBR ISO 9809 e com a homologação de projeto certificado. Observações especiais: ............................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Em nome de: ............................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Data: ................................................................ ............................................................. (Assinatura do inspetor) 1 2 3 4

Remover conforme aplicável. Se requerido pelo cliente. A ser mencionado ou desenho a ser anexado. Não precisa ser preenchido se os relatórios de ensaio forem anexados.


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NBR ISO 9809.pdf

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