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Requisitos de design para a fabricação de recipientes sob pressão Requisitos básicos O design é a base para a fabricação. Já na fase de design, deve-se levar em consideração a viabilidade da produção e a possibilidade de inspeção do produto. Em outras palavras, o projetista deve pensar se o produto que está sendo projetado pode ser fabricado por meio de métodos confiáveis, simples e econômicos. Sob esse ponto de vista, os requisitos de design para a fabricação incluem os seguintes aspectos. Em termos de seleção dos materiais, é necessário levar em consideração não apenas as propriedades mecânicas do material, sua capacidade de flexão, resistência à corrosão e preço, mas também suas propriedades de soldabilidade e outras características relacionadas ao processamento a quente e a frio. A escolha correta dos materiais é a principal responsabilidade do projetista, pois afeta diretamente a facilidade de fabricação e a segurança do produto. Ao aumentar o valor mínimo da resistência à tração padrão Rm, em aços carbono e aços de baixa liga, torna-se necessário melhorar a tenacidade e a plasticidade do material. Nos aços carbono e aços de baixa liga utilizados para soldagem, há restrições quanto aos teores de C, S e P. Já nos aços carbono e aços de baixa liga destinados a recipientes sob pressão, as restrições quanto aos teores de C, S e P são ainda maiores, dependendo do valor mínimo da resistência à tração Rm e do fato de o material ser utilizado em recipientes em baixas temperaturas. Ao projetar com materiais de alto nível de resistência, é necessário prestar atenção aos requisitos técnicos rigorosos e viáveis, além de avaliar adequadamente a capacidade de produção e a experiência da empresa fabricante. O preço não deve ser o único critério de avaliação. Além disso, no que diz respeito ao aço, deve-se escolher, sempre que possível, aço específico para recipientes sob pressão ； Materiais de marcas estrangeiras, novos materiais, bem como materiais produzidos pela primeira vez por determinadas empresas fabricantes, devem estar em conformidade com as disposições da TSG 21, para facilitar sua fabricação, aquisição e uso. Requisitos técnicos: Os requisitos técnicos dos produtos em geral podem ser indicados nos desenhos técnicos, sendo chamados de requisitos técnicos do desenho. Para produtos complexos e importantes, também podem ser estabelecidos requisitos técnicos específicos para o produto. Os requisitos técnicos estabelecidos pelos projetistas devem ser corretos, abrangentes e apropriados. Além disso, é necessário prestar atenção aos seguintes aspectos: ① Os requisitos técnicos devem ser claros e completos. Sempre que houver requisitos, devem existir também métodos de verificação e critérios de qualidade. Por exemplo, quando se exige que os reservatórios sob pressão sejam submetidos a testes de vazamento, é preciso definir claramente o tipo de teste, os padrões metodológicos e a quantidade permitida de vazamento. Caso contrário, os requisitos de teste de vazamento não passarão de meras exigências teóricas. O nível de exigências técnicas está intimamente relacionado ao custo de produção. É responsabilidade do projetista levar em consideração a economicidade do produto. No entanto, isso não significa que se devam reduzir as exigências técnicas de maneira arbitrária. Por exemplo, em alguns projetos, a temperatura de operação dos recipientes feitos de aço carbono ou aço de baixa liga é definida como -20°C. Isso pode ser feito com o objetivo de evitar o uso de aços mais caros, adequados para recipientes sob baixas temperaturas. No entanto, essa abordagem aparentemente legítima pode trazer riscos, pois as flutuações durante a operação, somadas à influência da temperatura ambiente, aumentam o risco de ruptura por fragilidade em baixas temperaturas. ②O tratamento térmico pós-soldagem, a porcentagem de inspeção não destrutiva, entre outros fatores, costumam estar relacionados à espessura. Diferentes materiais possuem limites de espessura distintos, conhecidos como valores limiares. Os requisitos técnicos acima e abaixo desses valores limiares são completamente diferentes. Quando a espessura nominal projetada se aproxima do valor limite, os projetistas devem ser extremamente cautelosos com os requisitos técnicos estabelecidos. Isso porque, para garantir que a espessura do produto seja igual ou maior que a espessura mínima especificada no projeto (ou espessura nominal), e levando em consideração fatores como a redução de espessura durante o processo de fabricação, é necessário arredondar a espessura. Assim, a espessura do aço escolhido pelo fabricante pode ser maior que a espessura nominal, podendo até atingir ou exceder o valor limite estabelecido. As normas (GB/T 150.2 e outras normas relacionadas aos materiais) definem esses limites com base na espessura do aço. Em termos de estrutura, o projeto estrutural deve ser considerado com a mesma importância que os cálculos. A estrutura não é apenas a base para os cálculos, mas também afeta diretamente a qualidade da fabricação. Sempre que possível, deve-se optar por estruturas que sejam fáceis de fabricar e de inspecionar. Tomando como exemplo o tipo de junta soldada, como as duas superfícies a serem soldadas permitem que a raiz da solda seja formada no lado posterior, é mais fácil garantir a qualidade da solda em comparação com a soldagem em apenas uma face. Portanto, esse método deve ser preferido ； A soldagem unilateral é dividida em soldagem unilateral com placas de apoio e soldagem unilateral sem placas de apoio. Na soldagem unilateral sem placas de apoio, não é fácil preencher completamente a parte inferior do metal durante o processo de soldagem; se a corrente elétrica for alta, pode haver perfuração no metal, enquanto se a corrente for baixa, pode não ocorrer uma soldagem completa na parte inferior, o que dificulta a garantia da qualidade do produto. Portanto, esse tipo de estrutura é utilizado apenas para as conexões circunferenciais finais entre tubos, flanges e recipientes. As normas (GB/T150.1) exigem que sejam utilizadas conexões de solda completa, equivalentes às soldagens bilaterais, ou seja, métodos de soldagem que permitam uma soldagem completa, como a soldagem sob proteção gasosa. Da mesma forma, para conexões de grande diâmetro em recipientes importantes, sempre que as condições o permitirem, é recomendável usar conexões embutidas com reforço integral. Isso não só facilita a soldagem e melhora a resistência estrutural, mas também permite a realização de testes por raios X ou ultrassom, o que ajuda a garantir a qualidade das juntas soldadas. No entanto, ao utilizar essa estrutura, é necessário garantir que haja uma certa largura entre a conexão embutida e a parte do recipiente à qual ela se conecta, para que seja possível realizar testes por raios X ou ultrassom em 100% da área afetada. Na fase de projeto, por um lado, deve-se dar atenção à comparação entre as diferentes opções de estruturas. Por outro lado, no que diz respeito às estruturas que estão intimamente relacionadas com os processos de fabricação, o projetista pode simplesmente estabelecer os requisitos, deixando que a equipe responsável pela fabricação escolha a estrutura específica a ser utilizada. Isso é especialmente importante para os projetistas das empresas de design especializadas que não têm grande conhecimento sobre os processos de fabricação. Tomando como exemplo as estruturas soldadas, as especificações fornecidas na norma (GBIT 150.3) servem apenas como orientação. Elas podem ser utilizadas como referência durante a fabricação, mas não são obrigatórias. Na prática, muitas empresas fabricantes desenvolveram ao longo dos anos seus próprios métodos eficazes para a soldagem de estruturas. A menos que haja requisitos específicos para a estrutura das juntas, não é necessário que o projetista defina rigidamente o formato, o tamanho e o ângulo das bordas de solda. Basta indicar, nos desenhos, os requisitos principais, como a necessidade de soldagem completa ou parcial. Conhecimentos de fabricação: Os conhecimentos básicos que os projetistas devem dominar são: (1) um entendimento preliminar dos métodos, princípios fundamentais e principais requisitos de qualidade relacionados às etapas cruciais da fabricação, como corte e conformação, soldagem, tratamento térmico, inspeção não destrutiva e testes de resistência. Isso não só ajuda no projeto estrutural e na definição dos requisitos técnicos, mas também permite avaliar se a capacidade de produção da empresa fabricante e seus processos são suficientes para garantir a qualidade do produto. (2) Entender quais são os requisitos relacionados à fabricação, inspeção e aceitação estabelecidos nas normas de produção do produto, para facilitar a consulta quando necessário no processo de design. Se for possível ter uma certa compreensão das razões por trás dessas exigências, isso ajudará na aplicação dos padrões de fabricação, permitindo assim a criação de designs mais econômicos e eficientes. (3) Compreender os principais processos de fabricação do produto projetado, bem como as etapas cruciais que têm grande impacto na qualidade do produto. Dessa forma, é possível considerar, de maneira abrangente, os critérios relacionados à escolha dos materiais, à estrutura e às exigências técnicas, com foco na qualidade geral do produto. (4) Compreender as novas tecnologias e processos relacionados à fabricação, inspeção e teste, e aplicá-los de maneira adequada nos produtos projetados, visando impulsionar o progresso tecnológico.