NBR 12790 - Cilindro De Aço Especificado, Sem Costura, Para Armazenagem E Transporte De Gases A A

          L        i     c      e      n     ç        a        d      e       u      s     o       e      x     c        l      u      s        i      v      a       p       a      r      a         P      e        t      r     o        b      r        á      s         S  .       A  .        L        i     c      e      n     ç        a        d      e       u      s     o       e      x     c        l      u      s        i      v      a       p       a      r      a         P      e        t      r     o        b      r        á      s         S  .       A  . Copyright © 1995,ABNT–Associação Brasileirade Normas TécnicasPrinted in Brazil/ Impresso no BrasilTodos os direitos reserva-dosSede:Rio de JaneiroAv. Treze de Maio, 13 - 28º andarCEP 20003-900 - Caixa Postal1680Rio de Janeiro - RJTel.: PABX (021) 210-3122Telex: (021) 34333 ABNT - BREndereço Telegráfico:NORMATÉCNICA ABNT-AssociaçãoBrasileira deNormas Técnicas Palavras-chave: Cilindro. Gás. Gás combustível9 páginas NBR 12790 MAR 1995 Cilindro de aço especificado, semcostura, para armazenagem etransporte de gases a alta pressão SUMÁRIO 1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definições4 Condições gerais5 Condições específicas6 Inspeção7 Aceitação e rejeiçãoANEXO -Disposições aplicáveis para cilindros destina-dos à armazenagem e transporte de gás meta-no veicular (GMV) 1 Objetivo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para os cilin-dros de aços especificados, sem costura, para armaze-nagem e transporte de gases a alta pressão. 1.2 Esta Norma é aplicável aos cilindros para gás metanoveicular (GMV) (ver Anexo). 2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar:NBR 6006 - Classificação por composição químicade aços para construção mecânica - ProcedimentoNBR 6152 - Materiais metálicos - Determinação daspropriedades mecânicas à tração - Método de ensaioNBR 11725 - Conexões e roscas para válvulas de ci-lindros para gases comprimidos - PadronizaçãoNBR 12176 - Identificação de gases em cilindros -ProcedimentoNBR 12274 - Inspeção em cilindros de aço sem cos-tura para gases - ProcedimentoNBR 12804 - Aprovação de tipo de cilindros de açopara gases a alta pressão - Procedimento 3 Definições Os termos técnicos utilizados nesta Norma são definidosem 3.1 a 3.7 e na NBR 12176. 3.1 Limite de escoamento Limite convencional de escoamento, definido naNBR 6152, designado pelo símbolo τ e(u) . 3.1.1 Nesta Norma o índice u é representado por 0,2 etoma a forma t e (0,2) . 3.2 Densidade de enchimento Relação percentual entre a massa do gás contida no cilin-dro e a massa máxima de água a 15 o C que o cilindro po-de conter a pressão normal. 3.3 Pressão de serviço Pressão de referência, marcada no cilindro, definida a21 o C. Origem: Projeto NBR 12790/1993CB-04 - Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos MecânicosCB-05 - Comitê Brasileiro de Automóveis, Caminhões, Tratores, VeículosSimilares e AutopeçasCB-09 - Comitê Brasileiro de CombustíveisComissão de Estudo Mista de Uso de Gás Metano Veicular (GMV)NBR12790 - Seamless steel cylinder, specified, for high pressure gases storageand transportation - SpecificationDescriptors: Cylinder. Combustible gasEsta Norma substitui a NBR 12790/1993Válida a partir de 02.05.1995Especificação  L       i        c      e      n        ç      a       d        e       u      s      o       e      x      c      l        u      s      i        v      a          p      a      r      a       P        e      t       r      o      b       r      á        s       S        .  A       .  L       i        c      e      n        ç      a       d        e       u      s      o       e      x      c      l        u      s      i        v      a          p      a      r      a       P        e      t       r      o      b       r      á        s       S        .  A       .   2NBR 12790/1995 3.4 Tara Massa do cilindro vazio, sem válvula e sem o capacetede proteção, compreendendo a carcaça com o colarinhoe o pé, se houver. 3.5 Cilindro repuxado Cilindro fabricado a partir de um tubo sem costura, noqual o fundo é formado pelo processo de repuxamentogiratório a quente das bordas, com caldeamento. 3.6 Cilindro forjado Cilindro fabricado por forjamento a partir de um tarugo ouplaca. 3.7 Capacidade nominal de água Volume de água que o cilindro pode conter a 15 o C, con-forme previsto no projeto, expresso em litros. 4 Condições gerais 4.1 Classificação Esta Norma abrange as seguintes classes de cilindros:a)classe 1 - aqueles com capacidade menor ou iguala 450 L e pressão de serviço mínima de 3,2 MPa;b)classe 2 - aqueles com capacidade maior que450 L e pressão de serviço mínima de 3,5 MPa;c)classe 3 - aqueles destinados ao armazenagemde gás metano veicular (GMV), onde o gás é usadocomo combustível no veículo ou, então, para otransporte de gás em cilindros residentes no veí-culo, para abastecimento dos postos de recarga,devendo atender às disposições previstas no Ane-xo. 4.2 Material 4.2.1 Os cilindros devem ser de aço acalmado, de quali-dade uniforme. 4.2.2 A composição química dos aços deve ser a indicadaem 5.1. 4.2.3 Os tarugos para a fabricação de cilindros por forja-mento não podem apresentar bolsas de contração, trin-cas, segregação excessiva ou outros defeitos comprome-tedores depois do seu secionamento. 4.2.4 Os materiais com dobras, fissuras, escamas ou outrosdefeitos comprometedores de sua qualidade não podemser aceitos. 4.2.5 A identificação do material é obrigatória por métodoadequado. 4.2.5.1 As placas e as barras para fabricação de cilindrosforjados devem ser marcadas com o número da corrida eacompanhadas do respectivo certificado de qualidade,fornecido pela usina produtora. 4.2.5.2 Os tubos para cilindros repuxados devem ser tam-bém acompanhados do respectivo certificado de quali-dade, fornecido pela usina produtora, identificados porcores correspondentes ao tipo de aço e número da cor-rida, citados no referido certificado. 4.3 Tratamento térmico Os cilindros acabados devem receber tratamento térmicoadequado e uniforme antes de serem submetidos aosensaios. O tratamento térmico dos cilindros, com os açosestabelecidos em 5.1, deve obedecer aos seguintes cri-térios:a)todos os cilindros devem ser temperados em óleoou em outro meio adequado, com ressalva do pre-visto na alínea e);b)a temperatura do aço, por ocasião da têmpera,deve ser a recomendada para o tipo de aço esco-lhido, com ressalva de não exceder 954 o C;c)após a têmpera, os cilindros devem sofrer operaçãode revenimento à temperatura mais indicada paracada tipo de aço;d)a temperatura de revenimento nunca deve ser in-ferior a 538 o C, com ressalva do previsto na alí-nea h);e)os cilindros fabricados com aço tipo 4130X, emvez de sofrerem o tratamento térmico descrito nasalíneas a), b), c) e d), podem ser apenas norma-lizados a uma temperatura de 899 o C. Os cilindrosnormalizados desta forma não precisam ser reve-nidos;f)todos os cilindros temperados em água ou outrolíquido, permitindo uma velocidade de resfriamentosuperior a 80% da velocidade de resfriamento emágua, devem ser inspecionados por partículasmagnéticas ou líquido penetrante, para detectar aeventual presença de trincas de têmpera. Qualquercilindro da classe 1 (ver 4.1) que apresentar trincasde têmpera deve ser rejeitado e não pode ser re-cuperado;g)os cilindros da classe 2 (ver 4.1) que apresentaremtrinca de têmpera podem ser reparados e aceitos,se após ensaio posterior da área reparada, porultra-som ou partículas magnéticas ou líquido pe-netrante, não for detectada a presença de defeitose forem respeitados os requisitos desta Norma, noque tange à espessura remanescente;h)aços do tipo 1541X podem ser revenidos emtemperatura não inferior a 621 o C e, após tratamen-to térmico, cada cilindro deve ser submetido aoensaio de partículas magnéticas para detectar apresença de trincas de têmpera. Os cilindros comtrincas devem ser rejeitados e destruídos. 4.4 Fabricação 4.4.1 Os cilindros devem ser fabricados por processos eequipamentos adequados.          L        i     c      e      n     ç        a        d      e       u      s     o       e      x     c        l      u      s        i      v      a       p       a      r      a         P      e        t      r     o        b      r        á      s         S  .       A  .        L        i     c      e      n     ç        a        d      e       u      s     o       e      x     c        l      u      s        i      v      a       p       a      r      a         P      e        t      r     o        b      r        á      s         S  .       A  . NBR 12790/19953 4.4.2 As carepas e sujeiras provenientes da fabricaçãodevem ser removidas. 4.4.3 Não são permitidas fissuras ou outros defeitos quepossam enfraquecer a espessura da parede do cilindro. 4.4.4 A superfície do cilindro deve ser razoavelmente lisae com acabamento uniforme. 4.4.5 É permitida a eliminação de defeitos de superfície,desde que a espessura da parede não fique menor que apermitida, após a remoção do defeito. 4.4.6 Nos cilindros não são permitidos soldas de qualquertipo. 4.4.7 A rosca para fixação da válvula deve obedecer àNBR 11725. 4.4.8 A rosca para fixação do capacete, quando houver,deve ser W 80 x 1/11. 4.4.9 As válvulas dos cilindros, cuja capacidade nominalde água for maior ou igual a 10 L, devem ser efetivamenteprotegidas por capacete, contra eventuais danos. 4.4.10 Para a formação de um lote de até 200 cilindros,podem ser fabricados até mais dois cilindros, com exce-ção para 6.2.4.1 e 6.2.4.2, do mesmo aço, diâmetro nomi-nal, espessura, projeto, e sujeitos ao mesmo tratamentotérmico. Os comprimentos destes cilindros num lote detratamento térmico podem variar até 12%. 4.4.11 A ovalização máxima permitida do cilindro deveser de ± 2% do seu diâmetro. 4.4.12 O desvio de perpendicularidade do cilindro em rela-ção à vertical deve ser de no máximo 1% do comprimen-to. 4.5 Tolerâncias da capacidade nominal de água A capacidade real de água pode variar numa tolerânciade ± 2% do valor da sua capacidade nominal. 4.6 Espessuras 4.6.1 Para cilindros com pressão de serviço inferior a6,2 MPa, a tensão na parede deve ser menor ou igual a164 MPa. A espessura mínima da parede deve ser de2,5 mm para qualquer cilindro com diâmetro superiora 130 mm. 4.6.2 Para cilindros com pressão de serviço igual ou maiorque 6,2 MPa, o valor mínimo de espessura de parede, namenor pressão de ensaio especificada, deve ser tal, quea tensão na parede seja igual ou menor a 67% do valorlimite mínimo de resistência à tração do material, comodeterminado pelo ensaio de tração da presente Norma e,também, não ultrapasse 480 MPa. 4.6.3 A espessura do fundo do cilindro, sob nenhuma con-dição, deve ser menor que duas vezes a espessura míni-ma calculada para as paredes do cilindro. 4.6.3.1 A espessura de 4.6.3 é medida dentro do círculoformado pelos pontos de contato com o solo, quando ocilindro estiver em posição vertical. 4.7 Cálculo da tensão e da espessura da parede 4.7.1 A tensão na parede é calculada pela equação: τ  1222 2 P (1,3 D 0,4 d)D d =+− Onde: τ 1 =tens ã o m á xima admiss í vel na parede, em MPaP=press ã o de ensaio hidrost á tico, em MPaD=di â metro externo, em mmd=di â metro interno, em mm 4.7.2 A espessura m í nima da parede, em mm, para umadada tens ã o m á xima admiss í vel, é determinada pelaequa çã o:e m í n. =D21 -- 1,3 P+ 0,4 P 1 τ τ  1        4.7.3 Para os cilindros da classe 2, definidos em 4.1, devemser consideradas as exig ê ncias de 4.7.3.1 a 4.7.3.4. 4.7.3.1 Supondo um cilindro sustentado, em posi çã o hori-zontal, apenas nas duas extremidades, e com uma cargacorrespondente ao peso da parte cil í ndrica de á gua com-primida na press ã o de ensaio, a soma de duas vezes atens ã o m á xima nas fibras inferiores, devido à flex ã o, maisa tens ã o longitudinal nestas fibras, devido ao ensaio hi-drost á tico, n ã o deve ultrapassar 80% do limite de escoa-mento m í nimo do a ç o a uma tens ã o m á xima, isto é :2 τ fl m á x. + τ   ≤ 0,8 τ e(0,2) 4.7.3.2 Se necess á rio, a espessura da parede deve seraumentada para levar em considera çã o a exig ê ncia de4.7.3.1. 4.7.3.3 A tens ã o longitudinal m á xima, causada pela flex ã o, é calculada pela equa çã o: τ  fl =MCJ Onde: τ fl =tens ã o causada pela flex ã o, em MPaM=momento fletor (WL 2 )/8, em (N.cm)W=peso unit á rio, em N/cm, do cilindro cheio d ’á guaL=comprimento de cilindro, em cmC=raio d/2 de cilindro, em cmJ=momento de in é rcia = 0,04909 (D 4 - d 4 )(cm 4 )D=di â metro externo, em cmd=di â metro interno, em cm  L       i        c      e      n        ç      a       d        e       u      s      o       e      x      c      l        u      s      i        v      a          p      a      r      a       P        e      t       r      o      b       r      á        s       S        .  A       .  L       i        c      e      n        ç      a       d        e       u      s      o       e      x      c      l        u      s      i        v      a          p      a      r      a       P        e      t       r      o      b       r      á        s       S        .  A       .   4NBR 12790/1995 4.7.3.4 A tens ã o longitudinal m á xima, devido à press ã ode ensaio hidrost á tico, é calculada pela equa çã o: τ  =A x PA 12 Onde: τ =tens ã o longitudinal causada pela press ã o deensaio, em MPaA 1 = á rea interna da se çã o transversal do cilindro,cm 2 A 2 = á rea de parede met á lica, na se çã o transversaldo cilindro, em cm 2 P=press ã o de ensaio hidrost á tico, em MPa 4.8 Marcação 4.8.1 Cada cilindro é marcado por estampagem vis í vel epermanente na calota superior. 4.8.2 A marca çã o em cada cilindro deve conter:a)o n ú mero desta Norma;b)a classe do cilindro, quando o cilindro for da clas-se 2;c)a press ã o de servi ç o;d)o tipo do a ç o e tratamento t é rmico;e)o processo de fabrica çã o, quando forjado;f)a identifica çã o do cilindro e do fabricante;g)a capacidade real de á gua;h)a tara;i)o ó rg ã o de inspe çã o ou inspetor; j)a data do ensaio hidrost á tico de fabrica çã o. 4.8.2.1 A marca çã o da press ã o de servi ç o é feita pela in-dica çã o do valor num é rico desta press ã o, em MPa. 4.8.2.1.1 O cilindro, quando forjado, deve receber a marca- çã o deste processo com a estampagem da letra F, ap ó s on ú mero desta Norma. 4.8.2.2 No caso dos cilindros da classe 2, a refer ê nciaconsiste em estampar a letra X ap ó s o n ú mero desta Nor-ma. 4.8.2.3 A marca çã o da identifica çã o do cilindro é feita pelaindica çã o do n ú mero de s é rie de fabrica çã o, em seguida à marca çã o da identifica çã o do fabricante, que pode serindicada pela sua sigla ou logotipo. 4.8.2.3.1 No lugar do n ú mero de s é rie, pode ser estampa-do o n ú mero do lote de at é 500 cilindros, desde que estestenham o di â metro externo igual ou menor que 51 mm eque sua capacidade nominal de á gua n ã o ultrapas-se 1 L. 4.8.2.4 A marca çã o do n ú mero do tipo do a ç o, conforme aNBR 6006, deve ser feita apondo-se a este n ú mero umaletra para tratamento t é rmico, sendo:a) N, para normaliza çã o;b) T, para t ê mpera e revenimento;c) R, para recozimento. 4.8.2.5 A marca çã o da capacidade nominal de á gua deveser feita at é o d é cimo de litro. 4.8.2.6 A marca çã o da tara deve ser feita at é o d é cimo dequilograma. 4.8.2.7 A marca çã o do ó rg ã o de inspe çã o ou do inspetorrespons á vel pela aceita çã o do cilindro deve ser a estam-pagem de sua sigla ou logotipo. 4.8.2.8 A marca çã o da data do ensaio hidrost á tico de fabri-ca çã o deve compreender a estampagem do n ú mero dom ê s e da dezena do ano, separados por uma barra. 4.8.3 As marcas do n ú mero do tipo de a ç o, tratamento t é r-mico, capacidade real de á gua e tara podem ser apostasem locais de acordo com o usu á rio, desde que na calotasuperior do cilindro. 4.8.4 A marca do ó rg ã o de inspe çã o ou do inspetor e adata do ensaio hidrost á tico devem ser estampadas emposi çã o que haja espa ç o suficiente para marca çõ es futu-ras referentes aos ensaios subseq ü entes, conforme anorma pertinente. 4.8.5 Todas as marcas estampadas devem ter altura m í -nima de 6 mm, admitindo-se exce çã o apenas no caso decomprovada falta de espa ç o. 4.8.6 Qualquer outra marca deve ser aposta no colarinhoou na calota superior, em posi çã o diametralmente oposta à s marcas indicadas em 4.8.2. Nota: De acordo com o espa ç o, a disposi çã o da marca çã o exi-gida em 4.8.2 deve ser como indicada no exemplo a seguir:Marca çã o de um cilindro fabricado de acordo com estaNorma, por forjamento para uma press ã o de servi ç ode 15 MPa de a ç o 4130 normalizado, fabricado pela firmaYZ, com o n ú mero de s é rie de fabrica çã o 2747,inspecionado pela empresa (I), em dezembro de 1982.A sua capacidade nominal de á gua é de 50,0 L e sua tara é de 71,0 kg:15 MPa NBR 12790 FYZ 2747 I 12/824130N 50,0 L 71,0 kg 5 Condições específicas 5.1 Composição química dos aços A composi çã o qu í mica dos a ç os deve ser conforme asTabelas 1 e 2.