CÁLCULO DE PEÇA ESPECIAL
Referências:
1. Desenhos Padrão SABESP 0100-400-E104 / 104A / 104B;
2. ASME BPVC VIII Div. 1, 2015:
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UG-34 UNSTAYED FLAT HEADS AND COVERS;
UG 39 REINFORCEMENT REQUIRED FOR OPENINGS IN FLAT HEADS;
UG 40 LIMITS OF REINFORCEMENT;
MANDATORY APPENDIX 2 RULES FOR BOLTED FLANGE
CONNECTIONS WITH RING TYPE GASKETS;
3. BS EN 1514-1: Flanges and their joints. Dimensions of gaskets for PNdesignated flanges. Non-metallic flat gaskets with or without inserts
Objetivo: cálculo de peça especial, item 33 da ref. 4 - flange cego com abertura.
Dados de entrada:
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Pressão máxima (P): 9 bar (130,5 psi), conforme ref. 3 *;
Tensão admissível do aço ASTM A-36 (S): 16.6 kpsi, conforme ref. 2;
Diâmetro nominal do flange cego: 32” conforme ref. 4
Diâmetro nominal da abertura: 10”, conforme ref. 4;
Furação e face de contato: conforme ref. 1;
Junta de vedação: borracha natural com reforço de lona em algodão,
dimensões conforme referência 6.
Ponto de reação da junta (G):
Djuntaext = 911mm
Djuntaint = 813mm
Dressaltoext = 898mm
Dressaltoint = 800,1mm
Conforme Tabela 2-5.2 da ref. 2 (MANDATORY APPENDIX 2):
N = (898 − 813) / 2 = 42,5mm
b0 = N / 2 = 21,25mm
b = Cb b0 = 2,5 21,25 = 11,52mm
G = Dressaltoext − 2b = 874,95mm
Braço do momento de força ( h g ):
D furação = 950mm
hg = ( D furação − G) / 2 = 37,5mm
Carga dos parafusos (operação):
m = 1,25
W = Wm1 = 0,785G 2 P + (2b  3,14GmP) = 612,1kN
Carga dos parafusos (aperto):
y = 2,8MPa
Wm 2 = 3,14bGy = 88,7kN
S a = 48,3Mpa (tensão admissível dos parafusos ASTM A - 307 GRAU B)
RAIZ parafuso = 30,4mm (mínima)
N º parafusos = 24
Ab = 0,017m² (área total dos parafusos)
Am1 = Wm1 / S a = 0,013m²
Am2 = Wm2 / S a = 0,0018m²
Am = 0,013m²
W = ( Am + Ab )S a / 2 = 725,1kN
Espessura do flange cego:
d = 812,8mm
C = 0,3 (fator do tipo de construção)
E =1
W = 725,1kN (maior entre os valores calculados para aperto e operação)
t = d CP / SE + 1.9WhG / SEd 3 = 46,0mm
Espessura comercial: 2”.
Cálculo da Área Transversal Requerida para Reforço (ref. 2, UG 39):
d = 273,05mm (diâmetro do furo)
f r1 = 1
A = 0.5dt + ttn (1 − f r1 ) = 6277,53mm²
Reforço escolhido:
Ø ext. da chapa
521,00 mm
Ø int. da chapa
273,05 mm
te (espessura)
25,4 mm
Área
6297.930 mm²
Verificação dos limites, conforme ref. 2, UG 40:
Limite de reforço (eixo horizontal)
273.050 mm
Limite de reforço (eixo vertical)
41.275 mm
Verificação dos Limites (horizontal)
Verificação dos Limites (vertical)
OK
OK
Esboço da peça: