Análise de tensões e deformações em vasos de pressão através de strain gauges.

Abstract

RESUMO: Vasos de pressão desempenham um papel vital nas indústrias do petróleo, refinarias, petroquímicas, química e engenharia mecânica. Operando sob condições rigorosas e frequentemente de forma contínua por longos períodos, com altas pressões e temperaturas elevadas. Esses equipamentos desempenham um papel crucial na produção industrial. Interrupções não planejadas podem resultar em perdas substanciais de produção e lucro. Falhas nesses equipamentos podem ter consequências graves, incluindo danos materiais, impactos ambientais e riscos à vida humana. A busca por maior eficiência na indústria impulsiona o aumento das pressões e temperaturas operacionais, o que coloca demandas adicionais nos vasos de pressão. Esse cenário torna imperativo uma análise minuciosa das tensões internas nesses equipamentos. Avaliar a tensão mecânica em componentes estruturais é fundamental, mas é desafiador nas condições de serviço. Robert Hooke, cientista inglês do século XVII, estabeleceu uma relação entre tensão e deformação, tornando a medição da deformação, que ocorre na superfície dos componentes, acessível para análise. Isso impulsionou o uso de strain gauges na análise experimental de tensão. Neste estudo, a aplicação de strain gauges visa medir a deformação real em um vaso de pressão de formato cilíndrico com tampo torisférico durante um teste hidrostático e comparar as tensões e deformações com simulações de trabalhos anteriores feitos nesse mesmo vaso pós construção. ABSTRACT: Pressure vessels play a crucial role in the oil, refinery, petrochemical, chemical, and mechanical engineering industries. Operating under rigorous conditions, often continuously for extended periods with high pressures and elevated temperatures, these equipment are vital in industrial production. Unplanned interruptions can result in substantial production and profit losses, while equipment failures can have severe consequences, including material damage, environmental impacts, and human safety risks. The industry's pursuit of greater efficiency drives an increase in operational pressures and temperatures, placing additional demands on pressure vessels. This underscores the need for a meticulous analysis of internal stresses within these vessels. Evaluating mechanical stress in structural components is essential but challenging under service conditions. Robert Hooke, a 17th-century English scientist, established a relationship between stress and deformation, enabling the measurement of surface deformation for analysis. This development has spurred the use of strain gauges in experimental stress analysis. In this study, strain gauges are applied to measure the actual deformation in a cylindrical pressure vessel with a torispherical head during a hydrostatic test. The aim is to compare stress and deformation with simulations from previous work on the same vessel post-construction.