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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33691| Título: | Análise de viabilidade técnica da metodologia NORSOK L-005 para junções parafusadas em válvulas do tipo esfera |
| Título(s) alternativo(s): | Technical viability analysis of NORSOK L-005 methodology for bolted joints in ball valves |
| Autor(es): | Frizon, Felipe |
| Orientador(es): | Rossetto, Diego Rizzotto |
| Palavras-chave: | Válvulas Juntas (Engenharia) Análise estrutural (Engenharia) Valves Joints (Engineering) Structural analysis (Engineering) |
| Data do documento: | 6-Nov-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | FRISON, Felipe. Análise de viabilidade técnica da metodologia NORSOK L-005 para junções parafusadas em válvulas do tipo esfera. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023. |
| Resumo: | Dentre os diversos segmentos industriais, o setor de petróleo e gás é um dos principais consumidores de equipamentos conhecidos como válvulas. Esses dispositivos são fundamentais para o gerenciamento de fluidos em estados líquidos, gasosos ou mistos, desempenhando um papel crítico na produção e segurança das instalações. As válvulas industriais são projetadas segundo os requisitos de normas e especificações técnicas internacionais, que exigem a realização de cálculos analíticos estruturais para proporcionar níveis adequados de confiabilidade e segurança, conforme a classe de pressão da tubulação. Dentro das diversas partes desses equipamentos, o sistema de flanges do corpo e sua união parafusada têm extrema importância para garantir a capacidade de conter a pressão do fluido dentro do invólucro do equipamento. Além disso, essa região do componente apresenta uma grande concentração de massa devido à resistência exigida para suportar a pressão interna do fluido. Neste contexto, o presente estudo realizou uma análise comparativa entre duas válvulas dimensionadas: uma baseada nas normas aplicáveis na indústria petrolífera (API 6D (2021), ASME-B16.34 (2020) e ABNT NBR 15827 (2022)) e outra na norma NORSOK L005 (2013), que não aborda diretamente flanges de conexão corpo e tampa. Foi abordado um estudo de caso relacionado ao dimensionamento da união flangeada do corpo de uma válvula industrial tipo esfera trunnion, com diâmetro nominal da passagem de 6”, classe de pressão 600. A metodologia de cálculos analíticos foi complementada com análises pelo método de elementos finitos, incluindo análises do tipo linear-elástica com linearização de tensões, análise elastoplástica e análise de falha localizada pelo método de deformação elasto-plástica. Para realização dessas análises foi utilizado o software ANSYS, seguindo as diretrizes da norma ASME VIII, divisão II. Como resultado deste estudo, obteve-se duas válvulas, onde ambas atendem os critérios de resistência de suas respectivas normas, além da ASME VIII Divisão II. No entanto a válvula com flange de conexão corpo e tampa dimensionados pela NORSOK L005 (2013), apresenta uma redução de massa em 25,7%, redução de 8,9% no diâmetro externo e 16,9% no comprimento total. |
| Abstract: | Among the various industrial sectors, the oil and gas industry stand out as one of the primary consumers of devices known as valves. These devices are crucial for fluid management in liquid, gaseous, or mixed states, playing a critical role in the production and safety of facilities. Industrial valves are designed according to the requirements of international standards and technical specifications, which demand the performance of structural analytical calculations to provide adequate levels of reliability and safety according to the pipeline pressure class. Within the various parts of these devices, the flange system of the body and its bolted joint is extremely important to ensure the ability to contain the fluid pressure within the equipment's enclosure. Additionally, this region of the component exhibits a significant mass concentration due to the strength required to withstand the internal fluid pressure. In this context, this study conducted a comparative analysis between two dimensioned valves: one based on standards applicable in the oil industry (API 6D (2021), ASME-B16.34 (2020), and ABNT NBR 15827 (2022)) and another on the NORSOK L005 (2013) standard, which does not directly address body and cover connection flanges. A case study related to the sizing of the flanged union of the body of a trunnion ball valve was addressed, with a nominal passage diameter of 6", pressure class 600. The methodology of analytical calculations was complemented with finite element method analyses, including linearelastic analysis with stress linearization, elastic-plastic analysis, and localized failure analysis by the elastic-plastic deformation method. The ANSYS software was used for these analyses, following the guidelines of ASME VIII, Division II. As a result of this study, two valves were obtained, both meeting the strength criteria of their respective standards, as well as ASME VIII Division II. However, the valve with body and cover connection flanges sized by the NORSOK L005 (2013) standard showed a 25.7% reduction in mass, an 8.9% reduction in outer diameter, and a 16.9% reduction in total length. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33691 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Mecânica |
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