REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE … · 2013-07-30 · regras para construÇÃo e...
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REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO 2008 PRAÇA PIO X – Nº 15 – 10º ANDAR - CANDELÁRIA - CEP.: 20040- 020 - RIO DE JANEIRO - RJ FONES: BC Rio (21) 2223- 9900 BC Manaus (92) 3633- 6712 BC Belém (91) 3242- 6645 FAX(s): BC Rio (21) 2223- 9943 BC Manaus (92) 3633- 6721 BC Belém (91) 3242- 6645 e-mail: [email protected] www.bcolombo.com.br SERVIÇOS E SEGURANÇA PARA NAVEGAÇÃO
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REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E
CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO
PARA NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO
2008
PRAÇA PIO X – Nº 15 – 10º ANDAR - CANDELÁRIA - CEP.: 20040- 020 - RIO DE JANEIRO - RJ FONES: BC Rio (21) 2223- 9900 BC Manaus (92) 3633- 6712 BC Belém (91) 3242- 6645 FAX(s): BC Rio (21) 2223- 9943 BC Manaus (92) 3633- 6721 BC Belém (91) 3242- 6645
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SERVIÇOS E SEGURANÇA PARA NAVEGAÇÃO
Esta edição das REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO
PARA NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO, data do ano 2005, e constitui em uma revisão das Regras anteriores, emitidas originariamente em 1992 e revistas, pela última vez, em 2005. O item 6.1.1.2 r) do “TOMO I” – “ESCOPO DAS DIVERSAS VISTORIAS” - “SEÇÃO 6” da página
32, que dispõe sobre “medição de espessura” foi revisado em 27 de setembro de 2008, de maneira que:
onde lê-se “Uma redução de até 25% (vinte e cinco por cento) na espessura original do chapeamento será aceita”, leia-se “Uma redução de até 20% (vinte vinte por cento) na espessura original do chapeamento será aceita”.
Publicações do Bureau Colombo:
1. “Regras para Construção e Classificação de Embarcações de Aço que Operam na Navegação Interior” - Emitido em 1985, revisada em 2008.
2. “Regras para Construção e Classificação de Embarcações de Aço que Transportam GLP na Navegação Interior” - Emitido em 1989. Totalmente revisado em 2001.
3. “Regras para Construção e Classificação de Embarcações de Fibra de Vidro” - Emitido em 1995.
4. “Regras para Classificação de Conteiners” - Emitido em 1987.
5. “Regras para Construção e Classificação de Balsas para Serviço Off-Shore” - Emitido em 2002.
6. “Regras para Construção e Classificação de Embarcações de Alumínio” - Emitido no ano de 2000.
7. “Manual para Classificação de Sistemas de Mergulho” - Emitido em 1999. 8. "Regras para construção de embarcações que transportam combustíveis líquidos
inflamáveis derivados de petróleo e álcool, a granel, na navegação interior". Emitido em 2002
REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO
ÍNDICE
TOMO I – GENERALIDADES SEÇÃO 1 - DISPOSIÇÕES GERAIS ............................................................................................. 19 SEÇÃO 2 - CLASSIFICAÇÃO E SÍMBOLOS DE CLASSE .......................................................... 23 2.1 - CLASSIFICAÇÃO ........ ................................................................................................... 23 2.2 - SÍMBOLOS DE CLASSE ................................................................................................. 23 SEÇÃO 3 - VALIDADE DA CLASSIFICAÇÃO ............................................................................. 25 SEÇÃO 4 - EMBARCAÇÕES CONSTRUÍDAS, REPARADAS OU MODIFICADAS SOB FISCALIZAÇÃO E REGRAS DO BC ........................................................................................... 27 SEÇÃO 5 - DETALHAMENTO E TIPOS DE VISTORIAS PARA EMBARCAÇÕES ..................... 33 SEÇÃO 6 - ESCOPO DAS DIVERSAS VISTORIAS .................................................................... 33 6.1 - PRIMEIRA VISTORIA DE RECLASSIFICAÇÃO (05 ANOS) ............................................ 33 6.2 - VISTORIAS DE RECLASSIFICAÇÃO, SUBSEQÜENTES REALIZADAS A CADA CINCO ANOS ............................................................................................................................... 35 6.3 - VISTORIA INTERMEDIÁRIA ........................................................................................... 36 6.4 - VISTORIAS ANUAIS ....................................................................................................... 36 6.5 - INSTRUÇÕES GERAIS ................................................................................................... 36 6.6 – VISTORIAS OCASIONAIS ................................................................................................ 36
TOMO II : ESTRUTURA SEÇÃO 1 - GENERALIDADES E DEFINIÇÕES .......................................................................... 39 1.1 - VALIDADE ....................................................................................................................... 39 1.2 - ESTABILIDADE ............................................................................................................... 39 1.3 - VIBRAÇÕES MECÂNICAS .............................................................................................. 39 1.4 - RUÍDO ............................................................................................................................. 39 1.5 - DOCUMENTOS DE PROJETO SUBMETIDOS À APROVAÇÃO .................................... 39 1.6 - DEFINIÇÕES E SIMBOLOGIA ........................................................................................ 40 1.7 - MEMÓRIAS DE CÁLCULO .............................................................................................. 41 1.8 - SISTEMA DE UNIDADES ................................................................................................ 41 SEÇÃO 2 - DIMENSIONAMENTO E DETALHES ESTRUTURAIS .............................................. 43 2.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 43 2.2 - FLANGE SUPERIOR E INFERIOR DO CASCO ............................................................. 43 2.3 - VÃO SEM APOIO ............................................................................................................ 44 2.4 - FIXAÇÕES DE EXTREMIDADES .................................................................................... 45 2.5 - LARGURA COLABORANTE DO CHAPEAMENTO ......................................................... 46 2.6 - RESISTÊNCIA À FLAMBAGEM ...................................................................................... 48 2.7 - RIGIDEZ DAS CAVERNAS E VIGAS GIGANTES .......................................................... 54 2.8 - DETALHES DE CONSTRUÇÃO ...................................................................................... 56 2.9 - AVALIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE TENSÕES ................................................... 56 2.10 - MARGENS PARA CORROSÃO E CONTROLE DA CORROSÃO ................................. 56 SEÇÃO 3 - CARREGAMENTOS DE PROJETO ........................................................................... 59 3.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 59 3.2 - CARREGAMENTO EXTERNO DEVIDO AO MAR .......................................................... 59
3.3 - CARREGAMENTO DEVIDO ÀS CARGAS TRANSPORTADAS EM CONVESES DE COMPARTIMENTOS HABITÁVEIS ................................................................................. 62 3.4 - CARREGAMENTOS NAS ESTRUTURAS DE TANQUES .............................................. 64 3.5 - VALORES DE PROJETO PARA COMPONENTES DE ACELERAÇÃO .......................... 65 SEÇÃO 4 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL ................................................................................ 67 4.1 - GENERALIDADES ........................................................................................................... 67 4.2 - MOMENTOS FLETORES LONGITUDINAIS VERTICAIS E FORÇAS CORTANTES VERTICAIS ........................................................................................................................ 70 4.3 - MÓDULOS DE SEÇÃO E MOMENTOS DE INÉRCIA .................................................... 71 4.4 - VERIFICAÇÃO DAS TENSÕES DE CISALHAMENTO ................................................... 75 4.5 - MOMENTOS FLETORES ADMISSÍVEIS EM ÁGUAS TRANQÜILAS E FORÇAS CORTANTES .................................................................................................................... 78 4.6 - NAVIOS COM GRANDES ABERTURAS DE CONVÉS ................................................. 78 SEÇÃO 5 - CHAPEAMENTO DO FUNDO E DO COSTADO ....................................................... 81 5.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 81 5.2 - CHAPEAMENTO DO FUNDO ......................................................................................... 81 5.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO .................................................................................. 84 5.4 - CHAPEAMENTO EXTERNO DE SUPERESTRUTURA .................................................. 85 5.5 - REFORÇOS NO FUNDO À VANTE ................................................................................ 85 5.6 - REFORÇOS NA REGIÃO DE CADASTES, PÉS-DE-GALINHA E BOLINAS .................. 86 5.7 - ABERTURAS NO CHAPEAMENTO EXTERNO .............................................................. 87 5.8 - PORTAS DE PROA ......................................................................................................... 87 5.9 - PORTAS LATERAIS E DE POPA ................................................................................... 88 5.10 - BORDAS-FALSAS .......................................................................................................... 88 SEÇÃO 6 - CONVESES ............................................................................................................... 91 6.1 - CONVÉS RESISTENTES ................................................................................................ 91 6.2 - CONVESES INFERIORES .............................................................................................. 94 6.3 - CONVESES DE HELICÓPTEROS ................................................................................. 96 SEÇÃO 7 - ESTRUTURA DO FUNDO .......................................................................................... 99 7.1 - FUNDO SINGELO ............................................................................................................ 99 7.2 - FUNDO DUPLO ................................................................................................................ 101 7.3 - ESTRUTURA DO FUNDO DA PRAÇA DE MÁQUINAS NA REGIÃO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA PRINCIPAL ............................................................................................... 108 SEÇÃO 8 - CAVERNAS ................................................................................................................ 111 8.1 - ESTRUTURA TRANSVERSAL ........................................................................................ 111 8.2 - LONGITUDINAIS .............................................................................................................. 117 SEÇÃO 9 - VAUS DE CONVÉS E REFORÇOS DE CONVÉS ..................................................... 121 9.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 121 9.2 - VAUS E SICORDAS ........................................................................................................ 121 9.3 - PÉS-DE-CARNEIRO ........................................................................................................ 123 9.4 - CANTILEVERS ............................................................................................................... 124 9.5 - VIGAS LIMITES DE ESCANTILHÕES ............................................................................. 130 SEÇÃO 10 - ANTEPARAS ESTANQUES À ÁGUA .................................................................... 131 10.1 - GENERALIDADES ........................................................................................................ 131 10.2 – ESCANTILHÕES ........................................................................................................... 134 10.3 - TÚNEL DO EIXO ............................................................................................................ 136 SEÇÃO 11 – TANQUES ................................................................................................................ 139 11.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 139 11.2 - ESCANTILHÕES ............................................................................................................ 140 11.3 - TANQUES DE SERVIÇO ................................................................................................ 142 11.4 - PORÕES DE CARGA PARA ÁGUA DE LASTRO ......................................................... 143
11.5 - TANQUES PARA ÓLEO VEGETAL ............................................................................... 144
11.6 - TANQUES INDEPENDENTES ....................................................................................... 144 11.7 - TANQUES DE ÁGUA POTÁVEL .................................................................................... 144 11.8 - ANTEPARAS-DIAFRAGMA ............................................................................................ 145 11.9 - TESTE DE ESTANQUEIDADE ....................................................................................... 145 SEÇÃO 12 - RODA DE PROA, CADASTE, PÉS-DE-GALINHA E TUBO TELESCÓPICO ......... 147 12.1 - RODA DE PROA ............................................................................................................ 147 12.2 - CADASTE ...................................................................................................................... 148 12.3 - PÉS-DE-GALINHA ......................................................................................................... 154 12.4 - TUBO TELESCÓPICO ELÁSTICO ................................................................................. 155 SEÇÃO 13 - LEME E APARELHO DE GOVERNO ....................................................................... 157 13.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 157 13.2 - FORÇA DO LEME E MOMENTO TORCIONAL ............................................................. 158 13.3 - ESCANTILHÕES DA MADRE DO LEME ....................................................................... 160 13.4 - ACOPLAMENTOS DO LEME ......................................................................................... 163 13.5 - PORTA DO LEME E MANCAIS DO LEME .................................................................... 166 13.6 - MOMENTO DE ESCOAMENTO DE PROJETO DA MADRE DO LEME ......................... 169 13.7 - ESBARROS E DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO DO LEME ............................................... 169 13.8 - TUBULÕES ENVOLVENDO HÉLICES .......................................................................... 169 SEÇÃO 14 - SUPERESTRUTURAS E CASARIAS ....................................................................... 171 14.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 171 14.2 - CHAPEAMENTO LATERAL E CONVESES DE SUPERESTRUTURAS NÃO EFETIVAS .............................................................................................................. 172 14.3 - ANTEPARAS EXTREMAS DE SUPERESTRUTURAS E PAREDES DE CASARIAS ................................................................................................................ 173 14.4 - CONVESES DE CASARIAS .......................................................................................... 175 14.5 - CASARIAS COM APOIO ELÁSTICO ............................................................................. 175 SEÇÃO 15 - ESCOTILHAS ........................................................................................................... 181 15.1 - GENERALIDADES ....................................................................................................... 181 15.2 - BRAÇOLAS E SICORDAS DE ESCOTILHAS ............................................................... 181 15.3 - TAMPAS E VAUS DE ESCOTILHAS ............................................................................. 182 15.4 - ABERTURAS DIVERSAS EM CONVESES DE BORDA-LIVRE E EM CONVESES E SUPERESTRUTURAS ................................................................................................... 189 15.5 - ESCOTILHAS DE PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS ................................. 189 SEÇÃO 16 - EQUIPAMENTO ....................................................................................................... 191 16.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 191 16.2 - NUMERAL DO EQUIPAMENTO .................................................................................... 192 16.3 - ÂNCORAS ..................................................................................................................... 192 16.4 - AMARRAS ..................................................................................................................... 193 16.5 - PAIOL DE AMARRAS ................................................................................................... 194 16.6 - EQUIPAMENTO DE AMARRAÇÃO E ATRACAÇÃO .................................................... 194 SEÇÃO 17 - LIGAÇÕES SOLDADAS .......................................................................................... 201 17.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 201 17.2 - PROJETO E DIMENSIONAMENTO ............................................................................. 202 17.3 - CÁLCULOS ................................................................................................................... 214 SEÇÃO 18 - EXECUÇÃO DOS TRABALHOS .............................................................................. 235 18.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 235 18.2 - DETALHES ESTRUTURAIS .......................................................................................... 235 18.3 - PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO ............................................................................. 236 SEÇÃO 19 - ACABAMENTO E INSTALAÇÃO ............................................................................. 239 19.1 - ANTEPARAS ENTRE PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS ............................ 239 19.2 - FORRAÇÃO .................................................................................................................... 239 19.3 - VIGIAS E JANELAS ....................................................................................................... 240 19.4 - EMBORNAIS, DESCARGAS SANITÁRIAS E SAÍDAS D’ÁGUA .................................. 240
19.5 - TUBOS DE SUSPIRO, TUBOS DE TRANSBORDAMENTO E TUBOS DE SONDAGEM ........................................................................................................... 242 19.6 - VENTILADORES ............................................................................................................ 243 19.7 - ESTIVA DE CONTAINERS ............................................................................................ 244 19.8 - ARRANJOS DE PEAÇÃO EM GERAL ........................................................................... 245 19.9 - CONVESES PARA CARROS ........................................................................................ 245 19.10 - MEIOS DE SALVATAGEM E DISPOSITIVOS PARA LANÇAMENTO ......................... 247 19.11 - MASTROS .................................................................................................................... 247 19.12 - APARELHOS DE CARGA E ELEVAÇÃO .................................................................... 248 19.13 - ACESSO A GRANDES TANQUES E GRANDES PORÕES DE CARGA DE GRANELEIROS ...................................................................................................... 248 SEÇÃO 20 - ACOMPANHAMENTO DOS SERVIÇOS NO ESTALEIRO ...................................... 251 20.1 - RESPONSABILIDADE PELA EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS ........................................ 251 20.2 - ABERTURAS E BORDAS DE CHAPAS ........................................................................ 251 20.3 - PEÇAS ESTRUTURAIS TRABALHADAS A FRIO ......................................................... 251 20.4 - POSICIONAMENTO FORÇADO .................................................................................... 251 SEÇÃO 21 - NAVIOS PETROLEIROS .......................................................................................... 253 21.1 - GENERALIDADES ........................................................................................................ 253 21.2 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL .................................................................................... 258 21.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO, DO CONVÉS E DO TETO DO FUNDO DUPLO ...... 258 21.4 - LONGITUDINAIS DO COSTADO E LONGITUDINAIS DO CONVÉS ........................... 258 21.5 - RESISTÊNCIA DE VIGAS E GIGANTES ...................................................................... 258 21.6 - ANTEPARAS LONGITUDINAIS E TRANSVERSAIS ESTANQUES A ÓLEO ................. 261 21.7 - ANTEPARAS DIAFRAGMA ........................................................................................... 263 21.8 - ESCOTILHÕES .............................................................................................................. 264 21.9 - DETALHES ESTRUTURAIS DAS EXTREMIDADES DO NAVIO .................................. 265 21.10 - NAVIOS PARA O TRANSPORTE DE CARGA SECA OU ÓLEO ................................. 265 21.11 - PEQUENOS NAVIOS PETROLEIROS ........................................................................ 266 SEÇÃO 22 - REGRAS ADICIONAIS COMPLEMENTARES PARA NAVIOS-TANQUE ............... 273 22.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 273 22.2 - DEFINIÇÕES E REGRAS BÁSICAS ............................................................................. 273 22.3 - DOCUMENTOS ESPECÍFICOS PARA ANÁLISE E APROVAÇÃO ............................... 273 22.4 - BOMBAS DE CARGA E SEUS ACIONADORES .......................................................... 274 22.5 - REDE DE CARGA ......................................................................................................... 274 22.6 - AQUECIMENTO DE TANQUES .................................................................................... 275 22.7 - REDES DE VAPOR PARA DESGASEIFICAÇÃO .......................................................... 275 22.8 - SISTEMA DE ESGOTO E LASTRO ............................................................................... 275 22.9 - ALAGAMENTO E DRENAGEM DE COFERDAMES ..................................................... 275 22.10 - FACILIDADES DE LASTRO DENTRO DA ÁREA DE CARGA ................................... 275 22.11 - VENTILAÇÃO E DESGASEIFICAÇÃO ........................................................................ 275 22.12 - TUBOS DE SONDAGEM E ABERTURAS DE OBSERVAÇÃO ................................... 276 22.13 - INSTRUMENTOS FECHADOS DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE LÍQUIDO ..................... 276 22.14 - PROTEÇÃO CONTRA CENTELHAS DE DESCARGAS DE MOTORES E CALDEIRAS ............................................................................................................... 276 22.15 - RESFRIADORES DE MOTORES ................................................................................ 277 22.16 - EQUIPAMENTO DE COMBATE A INCÊNDIO ............................................................. 277 22.17 - NAVIOS-TANQUE PARA O TRANSPORTE DE GASES LIQUEFEITOS SOB PRESSÃO ............................................................................................................ 277 SEÇÃO 23 - NAVIOS DE PASSAGEIROS ................................................................................... 281 23.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 281 23.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO ............................................................................. 281 23.3 - ANTEPARAS ................................................................................................................. 281
23.4 - PORTAS EM ANTEPARAS ............................................................................................. 282 23.5 - CONVÉS DE ANTEPARAS ........................................................................................... 282 23.6 - FUNDO DUPLO ............................................................................................................. 282 23.7 - ABERTURAS NO CHAPEAMENTO DO COSTADO ..................................................... 283
23.8 - MATERIAIS PARA DISPOSITIVOS DE FECHAMENTO ESTANQUE ........................... 283 23.9 - ARRANJOS PARA ALAGAMENTOS CRUZADOS ........................................................ 283 23.10 – TUBULAÇÃO .............................................................................................................. 283 SEÇÃO 24 - REBOCADORES ...................................................................................................... 285 24.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 285 24.2 - CADASTE ...................................................................................................................... 285 24.3 - SUPERESTRUTURAS, ALBOIOS E DESCIDAS .......................................................... 285 24.4 - GAIUTAS DA PRAÇA DE MÁQUINAS E DA PRAÇA DE CALDEIRAS .......................... 285 24.5 - VENTILADORES E SUSPIROS ..................................................................................... 285 24.6 - APARELHO DE REBOQUE ........................................................................................... 285 24.7 - EQUIPAMENTO ............................................................................................................. 287 SEÇÃO 25 - NAVIOS PESQUEIROS ............................................................................................ 289 25.1 – GENERALIDADES ........................................................................................................ 289 25.2 - CADASTE ...................................................................................................................... 289 25.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E DA BORDA-FALSA ............................................... 289 25.4 - CONVÉS RESISTENTE E CONVÉS DE CASTELO ....................................................... 290 25.5 - ESCOTILHAS PARA PEIXE E DESCIDAS .................................................................... 290 25.6 - PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS ................................................................ 290 25.7 - EQUIPAMENTO .............................................................................................................. 290 25.8 - FACILIDADES PARA ELIMINAÇÃO DE DETRITOS E DE ÁGUA ................................. 292 SEÇÃO 26 - DRAGAS ................................................................................................................... 295 26.1 - GENERALIDADES ........................................................................................................ 295 26.2 - PLANOS E DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO ........................................................ 295 26.3 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL .................................................................................... 295 26.4 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E DO FUNDO ........................................................ 296 26.5 – CONVÉS ........................................................................................................................ 296 26.6 - ESTRUTURA DO FUNDO .............................................................................................. 296 26.7 - CONSTRUÇÃO DE ESPAÇOS DE DEPÓSITOS E POÇOS ......................................... 298 26.8 - CAIXA DE QUILHA ........................................................................................................ 299 26.9 - CADASTE E LEME ........................................................................................................ 300 26.10 - BORDA-FALSA E TRANSBORDAMENTO DO ESPAÇO DE ESPAÇO ...................... 300 26.11 – EQUIPAMENTO ............................................................................................................ 300 SEÇÃO 27 - CHATAS-PONTÕES .................................................................................................. 301 27.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 301 SEÇÃO 28 - NAVIOS PARA NAVEGAÇÃO EM ÁGUAS RASAS ................................................ 303 28.1 - GENERALIDADES .......................................................................................................... 303 28.2 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E DO FUNDO ............................................................ 303 28.3 - ANTEPARAS ESTANQUES À ÁGUA E ANTEPARAS DE TANQUES .......................... 303 28.4 - ESCOTILHAS ................................................................................................................. 304 28.5 - EQUIPAMENTO ............................................................................................................. 304 SEÇÃO 29 - REGRAS ESPECIAIS PARA DIQUES FLUTUANTES ............................................ 307 29.1 - GENERALIDADES ......................................................................................................... 307 29.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO ............................................................................ 307 29.3 - MATERIAIS ..................................................................................................................... 307 29.4 - DIMENSÕES PRINCIPAIS E DEFINIÇÕES ................................................................... 308 29.5 - RESISTÊNCIA TRANSVERSAL ..................................................................................... 308 29.6 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL .................................................................................... 309 29.7 - RESISTÊNCIA DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS ........................................................ 310 29.8 - ESTABILIDADE E BORDA-LIVRE .................................................................................. 310 29.9 - INSTALAÇÕES DE MÁQUINAS E PLANTA ELÉTRICA ................................................ 311 29.10 - SISTEMAS DE TUBULAÇÃO E EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO ......... 311 29.11 – TESTES ......................................................................................................................... 311
SEÇÃO 30 - REGRAS, INSTRUÇÕES E PROCEDIMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO E TESTES EM VASOS COM CARGA SOB PRESSÃO ...................................................................... 313 30.1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 313 30.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO ........................................................................... 313 30.3 - REGRAS ESPECIAIS .................................................................................................... 313 30.4 - MATERIAIS .................................................................................................................... 313 30.5 - PROJETO ....................................................................................................................... 314 30.6 - CONSTRUÇÃO E EQUIPAMENTO ................................................................................. 317 30.7 - OBSERVAÇÕES GERAIS .............................................................................................. 318
TOMO III: MÁQUINAS SEÇÃO 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS ...................................................................................... 323 1.1 - PLANOS DE CLASSIFICAÇÃO ....................................................................................... 323 1.2 - VISTORIAS PERIÓDICAS .............................................................................................. 323 SEÇÃO 2 - INSTALAÇÕES DE MÁQUINAS PROPULSORAS E AUXILIARES E DE MÁQUINAS ALTERNATIVAS A VAPOR ....................................................................................... 327 2.1 - PROPÓSITOS E CONDIÇÕES DE CLASSIFICAÇÃO .................................................... 327 2.2 - PROCEDIMENTOS INICIAIS ........................................................................................... 327 2.3 - DESENHOS A SEREM APRESENTADOS ..................................................................... 327 2.4 - SUPERVISÃO DA CONSTRUÇÃO E DA INSTALAÇÃO ................................................. 327 2.5 - LINHA DO EIXO ............................................................................................................... 328 2.6 - MANIVELA ....................................................................................................................... 328 2.7 - EIXO INTERMEDIÁRIO ................................................................................................... 329 2.8 - CONES DE PROTEÇÃO DO EIXO ................................................................................. 329 2.9 - PARAFUSOS PARA LIGAÇÃO DO EIXO PROPULSOR ................................................. 329 2.10 - PRESSÕES DE PROVAS .............................................................................................. 329 2.11 - SOBRESSALENTES ..................................................................................................... 329 SEÇÃO 3 - TURBINAS .................................................................................................................. 331 3.1 - ROTORES E DISCOS .................................................................................................... 331 3.2 - CARCAÇAS .................................................................................................................... 331 3.3 - PROVA DE VELOCIDADE ............................................................................................... 331 3.4 - CONTROLE DE CONTACTO DAS ENGRENAGENS ...................................................... 331 3.5 - REGULADORES DE VELOCIDADE ............................................................................... 331 3.6 - LIGAÇÕES DE VAPOR ................................................................................................... 332 3.7 - MATERIAL FUNDIDO PARA AS CARCAÇAS ................................................................. 332 3.8 - DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA .................................................................................. 332 3.9 - ESPECIFICAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO ..................................................................... 332 3.10 - SOBRESSALENTES ..................................................................................................... 333 3.11 - EIXOS ............................................................................................................................ 333 3.12 - VELOCIDADE E PALHETAS ........................................................................................ 334 SEÇÃO 4 - MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA ................................................................... 335 4.1 - PARTIDA POR BATERIA ............................................................................................... 335 4.2 - PRESSÕES DE PROVAS .............................................................................................. 335 4.3 - EQUIPAMENTOS AUXILIARES ...................................................................................... 335 4.4 - CARTER .......................................................................................................................... 335 4.5 - REGULADOR DE VELOCIDADE ..................................................................................... 336 4.6 - EMBASAMENTO .............................................................................................................. 336 4.7 - PRESSÃO DOS CILINDRO ............................................................................................. 336 4.8 - PLANOS DE DETALHES ................................................................................................. 336 4.9 - REFRIGERAÇÃO DE MOTORES ................................................................................... 336 4.10 - COMPRESSOR DE AR ................................................................................................. 337 4.11 - EIXOS DE MANIVELAS ................................................................................................. 337 4.12 - BRAÇOS DO EIXO DE MANIVELAS ............................................................................. 337
4.13 - EIXOS DE TRANSMISSÃO E PROPULSÃO ............................................................... 338 4.14 - MOTORES ABAIXO DE 130 HP .................................................................................... 338 4.15 - EIXO DE HÉLICE .......................................................................................................... 338 4.16 - SOBRESSALENTES ................................................................................................... 339 4.17 - PRECAUÇÕES NOS TUBOS E TAMPAS ...................................................................... 340 4.18 - PEÇAS QUE PRECISAM DE PROVAS .......................................................................... 340 4.19 - PRECAUÇÕES NA PRAÇA DE MÁQUINAS ................................................................. 341 4.20 - PRECAUÇÕES COM OS MOTORES ............................................................................ 341 . SEÇÃO 5 - HÉLICES ..................................................................................................................... 343 5.1 - DESENHOS A SEREM SUBMETIDOS ............................................................................. 343 5.2 - FIXAÇÃO .......................................................................................................................... 343 5.3 - AJUSTAGEM PERFEITA .................................................................................................. 343 5.4 - SOBRESSALENTES ......................................................................................................... 343 5.5 - CÁLCULOS DOS ESTOJOS ............................................................................................ 343 5.6 - HÉLICES DE PÁS INDEPENDENTES E INTEIRIÇOS ..................................................... 343 SEÇÃO 6 - TUBULAÇÃO E BOMBAS ......................................................................................... 345 6.1 - GENERALIDADES ........................................................................................................... 345 6.2 - BOMBAS DE PETROLEIRO ............................................................................................ 345 6.3 - REDES DE PETROLEIRO ............................................................................................... 346 6.4 - SUSPIROS ....................................................................................................................... 346 6.5 - TUBO-LADRÃO ................................................................................................................ 346 6.6 - SONDAGEM MANUAL ..................................................................................................... 346 6.7 - ESGOTAMENTO DE FUNDO DUPLO ............................................................................. 347 6.8 - REDES .............................................................................................................................. 347 6.9 - BOMBAS E AQUECEDORES DE ÓLEO ......................................................................... 348 6.10 - MATERIAIS NOVOS ....................................................................................................... 348 6.11 - PROVA DE CANALIZAÇÃO ........................................................................................... 348 6.12 - PRECAUÇÕES COM AS REDES .................................................................................. 348 6.13 - EMBORNAIS .................................................................................................................. 349 6.14 - DRENOS ........................................................................................................................ 349 6.15 - BOMBAS DE ALIMENTAÇÃO ........................................................................................ 349 6.16 - REDE DE VAPOR ......................................................................................................... 349 6.17 - BOMBAS DE REDE DE LUBRIFICAÇÃO ...................................................................... 349 6.18 - TUBOS DE AÇO, COBRE, LATÃO, CHUMBO E PLÁSTICO ......................................... 350 6.19 - VÁLVULAS ...................................................................................................................... 350 6.20 - CONEXÕES ................................................................................................................... 350 SEÇÃO 7 - REFRIGERAÇÃO ....................................................................................................... 351 7.1 - REDE DE SALMOURA .................................................................................................... 351 7.2 - BOMBAS DE CIRCULAÇÃO ............................................................................................ 351 7.3 - ISOLAMENTO DAS CÂMARAS ....................................................................................... 351 7.4 - GASES DE REFRIGERAÇÃO .......................................................................................... 351 7.5 - EXAME DO PROJETO ..................................................................................................... 351 7.6 - VENTILAÇÃO DAS PRAÇAS ........................................................................................... 352 7.7 - SOBRESSALENTES ....................................................................................................... 352 7.8 - TERMÔMETRO ............................................................................................................... 352 7.9 - DRENAGEM ..................................................................................................................... 353 7.10 - FORRO DE MADEIRA .................................................................................................... 353 7.11 - PRESSÕES DE PROVAS .............................................................................................. 353 7.12 - CLASSIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS ....................................................................... 353 7.13 - CAPACIDADE DE REFRIGERAÇÃO ............................................................................. 354 7.14 - VÁLVULAS DE DESCOMPRESSÃO ............................................................................. 354 SEÇÃO 8 - SISTEMA DE COMBATE A INCÊNDIO E ALAGAMENTO ........................................ 355 8.1 - APLICAÇÃO ...................................................................................................................... 355 8.2 - BOMBAS DE INCÊNDIO .................................................................................................. 355 8.3 - TOMADAS DE INCÊNDIO E MANGUEIRAS .................................................................... 356 8.4 - EXTINTORES PORTÁTEIS .............................................................................................. 356 8.5 - ESPUMA ........................................................................................................................... 356
8.6 - EXTINTORES PORTÁTEIS .............................................................................................. 356 8.7 - SISTEMAS FIXOS DE CONTROLE A INCÊNDIO ........................................................... 357 SEÇÃO 9 - EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ..................................................... 359 9.1 - GENERALIDADES ............................................................................................................ 359 9.2 - SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO ....................................................................................... 359 9.3 - LOCALIZAÇÃO E INSTALAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS ........................... 359 9.4 - CONDUTORES E CABOS ................................................................................................ 360 9.5 - DEFINIÇÕES SOBRE A INSTALAÇÃO ............................................................................ 361 9.6 - BITOLA PADRÃO DOS CONDUTORES .......................................................................... 361 9.7 - FATOR DE SERVIÇO ....................................................................................................... 362 9.8 - MARCAÇÃO DE CABOS .................................................................................................. 363 9.9 - ESCOLHA DO CONDUTOR ............................................................................................. 363 9.10 - CORRENTE ADMISSÍVEL EM REGIME PERMANENTE .............................................. 364 9.11 - CORRENTE DE CURTO CIRCUITO .............................................................................. 364 9.12 - CAPAS E ISOLAMENTOS DOS CONDUTORES E CABOS ......................................... 364 9.13 - APLICAÇÃO DE CABOS ................................................................................................ 365 9.14 - INSTALAÇÃO DOS CONDUTORES E CABOS ............................................................. 366 9.15 - MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS ........................................................................... 367 9.16 - QUALIDADE E TAMANHO ............................................................................................. 367 9.17 - GERADORES DE EMERGÊNCIA .................................................................................. 368 9.18 - FUSÍVEL / DISJUNTOR ................................................................................................. 368 9.19 - LIGAÇÃO À TERRA ....................................................................................................... 368 9.20 - LIMITAÇÃO DE VELOCIDADE DOS GERADORES ...................................................... 368 9.21 - LIMITAÇÃO DA TEMPERATURA ................................................................................... 368 9.22 - REGULADORES DE TENSÃO ....................................................................................... 368 9.23 - ARRANJOS DE TERMINAIS .......................................................................................... 370 9.24 - MOTORES NA PRAÇA DE MÁQUINAS ......................................................................... 370 9.25 - BOMBAS ......................................................................................................................... 370 9.26 - ESPAÇOS REFRIGERADOS ......................................................................................... 371 9.27 - MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA .................................................................... 371 9.28 - QUADROS ELÉTRICOS-LOCALIZAÇÃO ...................................................................... 371 9.29 - ACESSÓRIOS DOS QUADROS .................................................................................... 373 9.30 - PROTEÇÃO ELÉTRICA ................................................................................................. 373 9.31 - PROTEÇÃO DE QUADROS .......................................................................................... 375 9.32 - APARELHOS DE MEDIDA NOS QUADROS ELÉTRICOS ............................................. 377 9.33 - DISTRIBUIÇÃO .............................................................................................................. 377 9.34 - TRANSFORMADORES .................................................................................................. 380 9.35 - BATERIAS ................................................................................................................. 380 9.36 - FOGÕES, FORNOS E APARELHOS DE AQUECIMENTO ........................................... 382 9.37 - COMUNICAÇÕES INTERIORES ................................................................................... 382 9.38 - RETIFICADORES .......................................................................................................... 383 9.39 - APARELHOS DE CONTROLE ....................................................................................... 383 9.40 - ACESSÓRIOS ................................................................................................................ 384 9.41 - EXIGÊNCIAS ESPECIAIS PARA AS BALSAS-TANQUE .............................................. 384 9.42 - EXIGÊNCIAS ESPECIAIS PARA EMBARCAÇÕES DE PASSAGEIROS .................... 385 9.43 - PROVAS DAS MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS ................................................. 386 9.44 - PROVAS DAS MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS ................................................. 387 9.45 - PROVAS DOS QUADROS ELÉTRICOS ...................................................................... 387 9.46 - PROVA DE CABOS ELÉTRICOS ................................................................................. 388 9.47 - TESTES FINAIS ............................................................................................................. 389 9.48 - SOBRESSALENTES ...................................................................................................... 390 SEÇÃO 10 - SOLDAGEM ............................................................................................................. 401 10.1 - SOLDAS DE TOPO ....................................................................................................... 401 10.2 - SOLDAS SOBREPOSTAS ............................................................................................. 401 10.3 - TAMPAS ABAULADAS ................................................................................................... 401 10.4 - TÉCNICAS DIFERENTES .............................................................................................. 401 10.5 - SOLDA POR FUSÃO ..................................................................................................... 402
10.6 - CHAPAS DE ESPESSURAS DESIGUAIS ..................................................................... 402 10.7 - PREPARO DAS SUPERFÍCIES .................................................................................... 402 10.8 - COMPOSIÇÃO E FALHAS ............................................................................................ 402 10.9 - DIVISÕES INTERNAS ................................................................................................... 403 10.10 - PROVAS RADIOGRÁFICAS ........................................................................................ 403 10.11 - SOLDA POR FUSÃO PARA CALDEIRAS ETC. .......................................................... 403 10.12 - CLASSIFICAÇÃO DE ELETRODOS E SOLDADORES .............................................. 403 10.13 - SOLDAGEM DE CALDEIRAS ..................................................................................... 403 10.14 - RECIPIENTES SOB PRESSÃO .................................................................................. 404 10.15 - SOLDAGEM DE TUBOS SOB PRESSÃO ACIMA DE 10 kg/cm2 ............................... 405 10.16 - SOLDAGEM DE TUBOS SOB PRESSÃO ABAIXO DE 10 kg/cm2 ............................. 405 10.17 - CONSTRUÇÃO SOLDADA EM GERAL SOB PRESSÃO ACIMA DE 40 kg/cm2 ......... 405 10.18 - CONSTRUÇÀO SOLDADA SOB PRESSÃO ABAIXO DE 40 kg/cm2 ........................... 405 10.19 - CLASSIFICAÇÃO DE SOLDADORES ........................................................................ 406 10.20 - QUALIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM ............................................... 406 10.21 - CALDEIRAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO ACIMA DE 40 kg/cm2 ...................... 407 10.22 - TRATAMENTO TÉRMICO DE CORPO DE PROVA E DE CONTRAPROVAS ........... 407 10.23 - RECIPIENTES PARA PRESSÕES ACIMA DE 40 kg/cm2 .......................................... 407 10.24 - RECIPIENTES PARA PRESSÕES ABAIXO DE 40 kg/cm2 ......................................... 407 SEÇÃO 11 - MÁQUINAS DE LEME E MOLINETE ...................................................................... 409 11.1 - MÁQUINAS DE LEME ................................................................................................... 409 11.2 - MOLINETES .................................................................................................................. 409 SEÇÃO 12 - CALDEIRAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO ...................................................... 411 12.1 - CONDIÇÕES DE INSTALAÇÃO .................................................................................... 411 12.2 - ESPECIFICAÇÕES DE CONSTRUÇÃO ....................................................................... 411 12.3 - INDICADORES DE NÍVEL DE ÁGUA ............................................................................ 411 12.4 - INDICADORES DE PRESSÃO ...................................................................................... 412 12.5 - VÁLVULAS DE SEGURANÇA ...................................................................................... 412 12.6 - VÁLVULAS DE EXTRAÇÃO DE FUNDO ...................................................................... 413 12.7 - VÁLVULAS DE COMUNICAÇÃO DE VAPOR .............................................................. 413 12.8 - VÁLVULAS DE ALIMENTAÇÃO .................................................................................... 413 12.9 - SUPERAQUECEDORES E ECONOMIZADORES ........................................................ 413 12.10 - VÁLVULAS DE PASSAGEM ....................................................................................... 415 12.11 - LIGAÇÃO DE ACESSÓRIOS À CALDEIRA ................................................................ 415 12.12 - ACESSÓRIOS ............................................................................................................. 415 12.13 - PROVA HIDROSTÁTICA ............................................................................................. 415 12.14 - TAMPAS ...................................................................................................................... 415 12.15 - TUBOS PARA CALDEIRA ........................................................................................... 416 12.16 - CARCAÇAS ................................................................................................................. 417 12.17 - ABERTURAS E REFORÇOS ....................................................................................... 417 12.18 - EFICIÊNCIA ................................................................................................................. 420 12.19 - CALDEIRAS FLAMATUBULARES .............................................................................. 421 12.20 - ESTAIS EM CALDEIRAS FLAMATUBULARES .......................................................... 422 12.21 - SUPERFÍCIES ESTAIADAS DE CALDEIRAS FLAMATUBULARES .......................... 424 12.22 - FORNALHAS E CONDUTORES PARA CALDEIRAS FLAMATUBULARES ............... 425 12.23 - TUBOS PARA CALDEIRAS FLAMATUBULARES ...................................................... 426 12.24 - CABEÇOTES PARA CALDEIRAS FLAMATUBULARES ............................................. 427 12.25 - CALDEIRAS AQUATUBULARES REBITADAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO REBITADOS ................................................................................................................ 427 12.26 - CALDEIRAS PARA MÁQUINAS AUXILIARES ............................................................ 429
TOMO IV : MATERIAIS
SEÇÃO 1 - FABRICAÇÃO E ENSAIO DE MATERIAIS ................................................................ 433 1.1 - APLICAÇÃO ..................................................................................................................... .433 1.2 - EXIGÊNCIAS APLICÁVEIS DOS FABRICANTES ........................................................... 433
1.3 - EXIGÊNCIAS GERAIS RELATIVAS AOS MATERIAIS .................................................... 433 1.4 - CONDIÇÕES GERAIS DE TESTES ................................................................................ 434 1.5 - IDENTIFICAÇÃO E MARCAÇÃO DOS PRODUTOS ...................................................... 435 1.6 - DOCUMENTOS REFERENTES AOS TESTES E CERTIFICADOS ................................ 436 SEÇÃO 2 - ENSAIOS MECÂNICOS ............................................................................................ 437 2.1 - APLICAÇÃO ..................................................................................................................... 437 2.2 - MÁQUINAS DE TESTES E PESSOAL TÉCNICO ........................................................... 437 2.3 - RETIRADA E CONFECÇÃO DE CORPOS DE PROVA .................................................. 437 2.4 - TESTE DE TRAÇÃO ........................................................................................................ 438 2.5 - TESTES DE IMPACTO .................................................................................................... 442 2.6 - ENSAIOS MECÂNICOS EM TUBOS ............................................................................... 444 2.7 - INSTRUÇÕES PARA O TESTE DE DOBRAMENTO, TESTE DE DUREZA E TESTE DE QUEDA DE PESO ...................................................................................................... 446 2.8 - REPETIÇÃO DE TESTES................................................................................................... 446 SEÇÃO 3 - CHAPAS, PERFIS E BARRAS DE AÇO ................................................................... 449 3.1 - REGRAS GERAIS ............................................................................................................ 449 3.2 - AÇOS NAVAIS COMUNS E DE ALTA RESISTÊNCIA .................................................... 452 3.3 - AÇOS ESTRUTURAIS EM GERAL ................................................................................. 456 3.4 - CHAPAS PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO ................................................. 459 3.5 - AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS ............................................................................ 463 3.6 - CHAPAS REVESTIDAS (CLAD) ...................................................................................... 466 3.7 - AÇOS PARA SOLICITAÇÃO NA DIREÇÃO DA ESPESSURA ........................................ 469 3.8 - PEÇAS ACABADAS FEITAS DE CHAPAS ...................................................................... 470 3.9 - AÇOS PARA AMARRAS .................................................................................................. 473 SEÇÃO 4 - TUBOS DE AÇO ........................................................................................................ 475 4.1 - REGRAS GERAIS ........................................................................................................... 475 4.2 - TUBOS DE AÇO FERRÍTICO SEM COSTURA .............................................................. 479 4.3 - TUBOS DE AÇO FERRÍTICO COM COSTURA (SOLDADOS) ....................................... 483 4.4 - TUBOS DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO .............................................................. 485 4.5 - ACESSÓRIOS DOS TUBOS ........................................................................................... 486 SEÇÃO 5 - FORJADOS ............................................................................................................... 487 5.1 - REGRAS GERAIS ........................................................................................................... 487 5.2 - FORJADOS PARA CONSTRUÇÃO NAVAL ................................................................... 491 5.3 - FORJADOS PARA CONSTRUÇÃO DE MÁQUINAS EM GERAL ................................... 493 5.4 - FORJADOS PARA EIXOS DE MANIVELAS ................................................................... 497 5.5 - FORJADOS PARA ENGRENAGENS .............................................................................. 500 5.6 - FORJADOS PARA TURBINAS ........................................................................................ 504 5.7 - FORJADOS PARA CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E TUBULAÇÕES ................... 507 5.8 - FORJADOS EM AÇOS RESISTENTES A BAIXAS TEMPERATURAS ........................... 511 5.9 - FORJADOS EM AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS ................................................ 513
REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E
CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES
DE AÇO PARA NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO
TOMO I
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO I – DISPOSIÇÕES GERAIS.................. SEÇÃO 1 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA.....................................................................18
SEÇÃO 1
DISPOSIÇÕES GERAIS 1.1 - O Bureau Colombo é uma Sociedade Classificadora de Navios genuinamente brasileira. Formada por profissionais brasileiros, procede à classificação das embarcações dentro dos padrões técnicos consagrados e compatíveis com as suas próprias regras. 1.2 - O Bureau Colombo, doravante denominado BC, é uma sociedade estabelecida com o propósito de classificar navios e embarcações, doravante chamados embarcações, de qualquer tipo, tamanho e local de operação, abrangidas pelas presentes Regras. 1.3 - As presentes Regras tem o fim precípuo de classificar embarcações marítimas com casco de aço, propulsionados ou não, e para navegação de Mar Aberto. Para as embarcações que tenham peculiaridades que recomendem requisitos adicionais, inclusive a diminuição do escantilhão, tais como rebocadores, barcos de pesca, barcos de suprimentos, barcos de estimulação, barcos para Navegação Interior, dragas, barcos para passageiros etc., os citados requisitos serão tratados em capítulos a parte nestas regras ou em outros livros específicos. 1.4 - As presentes regras poderão ser usadas por quem as desejarem, independentemente de licença específica do BC, porém toda e qualquer conseqüência do uso das mesmas, uso devido ou indevido, ficará inteiramente por conta e risco do usuário, não podendo em hipótese alguma o BC ser responsabilizado pelas ocorrências advindas. 1.5 - O BC escolhe os titulares dos seus cargos técnicos e administrativos, representantes, vistoriadores exclusivos ou não exclusivos, com o maior critério possível; entretanto, em hipótese alguma, poderá o BC ser responsabilizado pelo uso indevido, por ação ou omissão, recomendações, negligência resultantes do uso indevido do contido em seus documentos oficialmente expedidos, por si ou por qualquer dos seus servidores ou colaboradores, de qualquer natureza. 1.6 - Os honorários que incidirão sobre os serviços prestados pelo BC serão os constantes de tabelas próprias. Sempre que as circunstâncias recomendarem, tais taxas poderão ser alteradas. 1.7 - A interpretação das regras de classificação de embarcações do BC e de outros documentos pertinentes é de inteira responsabilidade do BC, sendo destituída de qualquer valor técnico ou legal qualquer interpretação de terceiros. 1.8 - O BC se reserva o direito de alterar as regras que julgar por bem, sendo que, normalmente, as alterações das regras terão um prazo de seis meses, após a sua publicação, para que entrem em vigor. 1.9 - O BC sempre respeitará todas as normas e regulamentos em vigor expedidos pelas autoridades nacionais, bem como os regulamentos e convenções internacionais a qual pertença a bandeira da embarcação classificada. Em caso de conflito entre as regras do BC e os acima citados regulamentos e convenções, prevalecerão estes últimos. 1.10 - Sempre que um cálculo racional indicar que um determinado escantilhão possa ser reduzido, inclusive pelo uso de materiais mais resistentes do que os recomendados pelas regras, o BC estará pronto a receber os citados cálculos racionais detalhados, e aceitá-los, se os mesmos demonstrarem resistência estrutural satisfatória. 1.11 - A classificação de uma embarcação abrange o seu casco, os equipamentos de máquinas e convés e as instalações elétricas, e tem como objetivo precípuo a segurança das embarcações.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO I – DISPOSIÇÕES GERAIS.................. SEÇÃO 1 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA.....................................................................19 1.12 - Quando o interessado desejar, o BC estará pronto a certificar uma classe especial à embarcação onde os requisitos de economicidade e conforto serão analisados e acrescidos aos de segurança. 1.13 - A embarcação classificada pelo BC deverá ter a sua construção acompanhada, desde o início, pelo BC, e todos os materiais e equipamentos empregados deverão ser testados, analisados e vistoriados pelo BC antes de sua aceitação e emprego na embarcação. Em situações particulares, o BC estudará a classificação de embarcações cujo acompanhamento de sua construção e sua classificação tenham sido realizadas por outra classificadora de reconhecido gabarito técnico. Para embarcações construídas sem formal classificação, o BC poderá fazer um estudo acurado, e se as circunstâncias indicarem que a embarcação é segura para um determinado serviço, expedirá um certificado correspondente. Nestas duas últimas circunstâncias os certificados de classificação terão as anotações adequadas em que ficarão claras as circunstâncias em que a classificação foi concedida, como ver-se-á adiante, nos significados dos símbolos de classificação. 1.14 - As regras do BC procurarão, sempre, especificar claramente a norma que se deva obedecer, no que diz respeito à qualidade dos materiais a serem empregados, bem como os códigos a serem seguidos na construção dos componentes das embarcações.
No caso do projeto da embarcação ter sido elaborado com base em normas e códigos diferentes dos especificados pelo BC, o mesmo estará pronto a analisar as normas empregadas e recomendar a classificação da embarcação, se o resultado dos estudos indicar uma equivalência entre as normas exigidas e as seguidas. 1.15 - Fica claramente esclarecido que o BC não age como segurador, consultor de engenharia, construtor, empreiteiro, etc e, como tal, não assume as responsabilidades inerentes a tais funções, embora as qualificações de seus profissionais o habilitem a julgar e responder, com proficiência, as questões inerentes a tais cargos. 1.16 - Todo e qualquer equipamento ou máquina que existir a bordo, ainda que não exigido pelas regras do BC, terá que ser submetido à classificação, desde que estejam em utilização, e cujos tipos e localização tenham influência na segurança da embarcação e/ou de sua carga. 1.17 - Os certificados de classe são emitidos privativamente pela Diretoria do BC, devendo os mesmos serem mantidos a bordo. O BC mantém um livro com o registro das embarcações por ele classificadas, onde figurarão o símbolo de classe e o calado correspondente à borda-livre de verão, bem como as restrições impostas à embarcação. 1.18 - Para os equipamentos construídos em série por fabricante de reconhecido conceito técnico, e para os quais se torne impraticável um acompanhamento da fabricação de cada componente, tais como: motores diesel auxiliares, motores diesel de propulsão, compressores, bombas, etc, o BC, em caráter excepcional, dispensará o acompanhamento formal da fabricação de tais equipamentos, entretanto, os desenhos onde estejam claramente discriminadas as características dos componentes principais, inclusive com a qualidade dos materiais empregados, deverão ser submetidos ao BC. Somente após tais análises os equipamentos poderão ser aceitos, se o BC se satisfizer com as informações contidas nos citados desenhos. Especial atenção deverá ser observada para os fabricantes que ainda não tiverem os seus produtos cadastrados e aceitos pelo BC. 1.19 - Para as âncoras, amarras e eletrodos de solda elétrica e oxi-acetileno, além dos testes requeridos pelas regras, só poderão ser usados aqueles cujos fabricantes estejam cadastrados tecnicamente pelo BC. 1.20 - Sempre que ocorrer uma avaria ou acidente com uma embarcação classificada, o BC deverá ser comunicado da ocorrência, a fim de recomendar e acompanhar os reparos necessários.
Nenhuma docagem, ainda que apenas para uma simples limpeza do casco, poderá ser realizada sem a notificação prévia ao BC, que se reserva o direito de fazer as inspeções que julgar pertinentes.
A falta das comunicações de avaria e docagem poderá acarretar a suspensão da classificação, a qual só será restabelecida após o cumprimento das exigências a serem feitas pelo BC, inclusive uma nova docagem.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO I – DISPOSIÇÕES GERAIS.................. SEÇÃO 1 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA.....................................................................20 1.21 - Se do interesse do Armador, para que a classificação seja suspensa ou encerrada durante a vigência da mesma, será necessária uma formal solicitação por escrito, ao BC, pelo Armador, bem como a devolução dos certificados originais de classificação. 1.22 - O BC cobrará taxas estabelecidas em tabelas próprias para todo e qualquer serviço que prestar relativo a classificação e vistorias realizadas.
Se for do interesse do Armador, as inspeções poderão ser realizadas fora das horas normais de trabalho, e por mais de um vistoriador, havendo, nestes casos, uma cobrança adicional de taxas. Todas as despesas de viagem e estadias dos vistoriadores serão também cobradas à parte.
Nenhum servidor ou contratado pelo BC poderá receber, a qualquer título, indenizações, passagens, etc diretamente dos clientes, para execução dos serviços prestados pelo BC.
Nenhum serviço será cobrado sem a devida apresentação das faturas correspondentes. 1.23 - Todas e quaisquer informações chegadas ao BC através de carta, memoriais, desenhos, especificações e similares, relativos às embarcações e seus componentes, serão tratadas confidencialmente, sendo pois, as citadas informações, para o uso exclusivo do BC, e como tal, não poderão ser passadas a terceiros em época alguma, inclusive não podendo ser cedidas aos órgãos oficiais ou governamentais a qualquer título, exceto para cumprir sentença judicial. 1.24 - Todos os principais equipamentos, materiais, componentes e simuladores de uma embarcação, depois de passarem pelas inspeções e testes exigidos pelas regras e outros documentos do BC, deverão receber a marca do sinete do BC, acrescida dos dados pertinentes também puncionados onde seja possível e cabível. Tais marcas só poderão ser apostas pelos vistoriadores à vista dos desenhos correspondentes, e previamente aprovados pelo BC, e para a embarcação em questão.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO TOMO I – CLASSIFICAÇÃO E SÍMBOLOS DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA DE CLASSE .................................................... SEÇÃO 2 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA ......................................................................21
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SEÇÃO 2
CLASSIFICAÇÃO E SÍMBOLOS DE CLASSE
2.1 - CLASSIFICAÇÃO
2.1.1 - As presentes regras do BC servem como base para a classificação e construção das embarcações de aço para a navegação costeira, de pequena cabotagem, de alto mar e de apoio marítimo e, além disto, devem ser levadas em consideração todas as outras regras ou publicações especiais desenvolvidas pelo BC. Entendem-se por Navegação de Mar Aberto aquelas definidas pela NORMAM-01. 2.1.2 - A classificação compreende a estrutura (casco) da embarcação, suas instalações de máquinas e equipamentos, incluindo toda a instalação elétrica. 2.1.3 - Os certificados de classe serão emitidos pelo responsável técnico do BC e devem permanecer a bordo. O registro da classificação constará também do arquivo do BC.
2.2 - SÍMBOLOS DE CLASSE
2.2.1 - Símbolo de classe - A embarcação que for construída de acordo com as regras do BC e, concomitantemente, tiver a sua construção supervisionada pelo BC, e sem qualquer restrição ao tráfego, receberá símbolo +BC A-100 para casco e +BC ME para máquinas, equipamentos e de eletricidade (se as tiver) e com a indicação do calado a que se refere. 2.2.2 - Se a classificação tiver sido seguida por outra sociedade de reconhecido gabarito técnico, os símbolos acima receberão as barras que se seguem: BC A-100 e BC ME. 2.2.3 - Para embarcações existentes, em que a construção não seguiu as formalidades normalmente exigidas por uma sociedade classificadora, e à vista dos estudos que o BC procederá, analisando os desenhos de construção e fazendo as vistorias e levantamentos necessários, será atribuída uma classificação especial, se o resultado dos estudos realizados levarem à conclusão de que a embarcação atende aos requisitos de segurança exigidos para o seu emprego em um determinado tráfego e com um correspondente calado máximo. Neste caso os símbolos serão BC A-100 e BC M, sem a Cruz de Malta. 2.2.4 - Em seguida aos símbolos pertencentes, haverá um símbolo tal como A-100-5. Este algarismo 5, no caso, significa o intervalo de tempo, em anos, que uma classificação é válida, tanto para o casco como para máquinas, e não necessariamente iguais para o casco e máquinas, de uma mesma embarcação, podendo o mesmo ser menor do que 5. Assim, poderá haver embarcação com classificação do casco válida para 5 anos e máquinas para 4 anos. Estes símbolos poderão ser alterados com o decorrer da idade da embarcação e baseados em fatos como por exemplo, tipo de embarcação (ainda em fase experimental), idade, estado de conservação, etc. 2.2.5 - As embarcações construídas em caráter experimental receberão, em acréscimo, o símbolo E, que poderá ser suprimido, tão logo o BC julgue ter acumulado substancial experiência com tal tipo de embarcação. 2.2.6 - As embarcações que tiverem restrições ou exigirem requisitos adicionais, para mais ou para menos, receberão anotações aos símbolos anteriormente descritos, como a seguir. As recomendações, as exigências complementares, ou diminuição das mesmas, serão constantes dos capítulos especiais para cada tipo de embarcação, e destas regras. Assim existem as classes:
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P - para barcos de pesca Fc - “ferries” para veículos B - para barcaças ou chatas Pet - petroleiros S - barcos de suprimento para atividades junto a poços de petróleo no mar R - rebocadores Et -barcos de estimulação para atividades junto a poços de petróleo no mar Fp - “ferries” para passageiros C - cargueiros D - dragas Deste modo teremos, por exemplo, os seguintes símbolos para casco e máquinas, respectivamente: BC A-100-5-P ou BC ME-4-Fp, que aqui são apresentados com finalidade didática. 2.2.7 - CLASSE ESPECIAL - O BC está preparado para, qualquer tipo de embarcação, expedir o certificado de qualidade (cujo símbolo é C.Q.) que será acrescido aos símbolos previamente indicados. Para a obtenção de tal certificado, a construção deverá seguir determinados padrões técnicos de economicidade e conforto, além das normas de segurança, que serão estabelecidas previamente para cada caso em particular, antes dos desenhos serem submetidos à aprovação, e de comum acordo com as exigências do Armador. De um modo geral, serão estabelecidos padrões para os seguintes pontos:
a) Coeficiente propulsivo mínimo, com o cálculo completo e racional da propulsão, baseado em
provas de tanque com modelos propulsionados. Cálculo da influência dos acessórios do casco (“bolina, lemes, eixos telescópicos, túneis dos propulsores transversais “bow-thruster e steer-thruster”);
b) Consumo específico máximo para os motores principais de propulsão; c) Geradores de eixo; d) Nível máximo de ruído admissível, quer em compartimentos habitáveis, quer na praça de
máquinas; e) Padrões de temperatura máxima nas praças de máquinas; f) Índice de iluminação, onde cabível, e para trabalhos com iluminação artificial; g) Diferencial mínimo de temperatura interior e exterior dos compartimentos habitáveis, com o
respectivo grau de umidade, devido à utilização de equipamentos de ar condicionado; h) Proteção catódica adequada; i) Qualidade das tintas empregadas a bordo, método de pintura, número de demãos e espessura
de cada camada de tinta; j) Área mínima dos compartimentos habitáveis (camarotes, alojamentos, salas de estar etc.),
proporcional ao número de tripulantes; k) Qualidade do isolamento térmico para baixa temperatura (congelamento de pescado).
Sistemas especiais de congelamento rápido e intenso; l) Cálculo de cavitação dos hélices; m) Cálculo racional das estruturas, de modo a diminuir o peso do casco; n) Cálculo racional da força de tração estática (BOLLARD PULL); o) Estabelecimento dos índices de simultaneidade no cálculo do balanço elétrico; e p) Preservação ecológica.
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SEÇÃO 3
VALIDADE DA CLASSIFICAÇÃO 3.1 - A estrutura (casco) e a instalação de máquinas geralmente têm idêntica duração de classificação. Ela se mantém válida quando a embarcação é submetida a todas as vistorias normais e eventuais, satisfeitas pelo BC. 3.2 - Caso a embarcação não esteja à disposição na época devida para vistorias, a classificação ficará suspensa. 3.3 - A classificação estabelecida pelo BC só é válida para respectiva navegação na borda-livre respectiva. 3.4 - Qualquer avaria de embarcação coberta pela classificação deverá ser informada, pelo Armador, para que uma vistoria seja procedida pelo BC, a fim de verificar se a embarcação pode permanecer com a mesma classificação ou sofrer redução de sua classificação ou, ainda, restrição das condições operacionais e de navegação. 3.5 - Caso sejam necessários reparos, e eles forem executados conforme exigido pelo BC, a embarcação será reclassificada, e a condição original de classificação será restabelecida. 3.6 - Todos os certificados de classificação devem ser devolvidos ao BC, caso o Armador resolva não mais classificar a embarcação. 3.7 - Caso a embarcação seja classificada por um período, a duração da classificação permanecerá válida desde que nesse período sejam feitas as vistorias de rotina. Porém, nos certificados de classificação, aparecerá a notação “embarcação desativada temporariamente”. 3.8 - Após a reativação da embarcação, uma vistoria específica deve ser realizada e, se necessário, uma Prova de Mar será realizada. 3.9 - Certificados e suas Validades 3.9.1 - Certificados Estatutários a) Definições: Nas Regras BC , o Termo “Certificado Estatutário” significa aquele Certificado que deve ser mantido a bordo e que atendem às Convenções IMO e às determinações da Autoridade Marítima ( Normam 01 ):
- Certificado Internacional de Arqueação ( Tonnage 69 ) - Certificado Nacional de Arqueação ( Normam 01 ) - Certificado de Borda Livre Internacional ( LL66) – 5 anos - Certificado Nacional de Borda Livre ( Normam 01 ) – 5 anos - Certificado de Segurança da Navegação(CSN–Normam 01)– 5anos - Certificado de Segurança de Construção para Navios de Carga (Solas 74 ) – 5 anos - Certificado de Segurança de Equipamento para Navios de Carga (Solas 74 ) – 5 anos - Certificado de Segurança Rádio para Navios de Carga (Solas 74) - Certificado de Segurança de Construção para Navios de Passageiros (Solas 74) – 1 ano - Certificado de Segurança para Embarcações de Alta Velocidade (HSC Code ) - 1 ano - Certificado de Isenção (CI- Normam 01) - Certificado Internacional para Prevenção da Poluição por Óleo ( IOPP – Marpol 73/78 ) – 5 anos - Certificado de Prevenção da Poluição para Transporte de Substancias Líquidas Nocivas a Granel
(Marpol 73/78 ) – 5 anos
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- Certificado Internacional para Prevenção da Poluição por Esgoto Sanitário (Marpol 73/78) – 5 anos
- Certificado de Conformidade para Transporte de Produtos Químicos Perigosos a Granel (BCH Code) – 5 anos
- Certificado Internacional de Conformidade para Transporte de Produtos Químicos Perigosos a Granel (IBC Code) – 5 anos
- Certificado Internacional de Conformidade para Transporte de gases Liquefeitos a Granel (IGC Code) e (GC Code) – 5 anos
- Certificado de Tração Estática (Normam 01) – 5 anos - Certificado de Conformidade para Navios de Apoio Marítimo (Resolução A-673 IMO e Marpol
73/78 ) - Certificado de Conformidade para atender ao Código Internacional de Segurança para
Operações em Segurança de navios e para Prevenção da Poluição ( ISM Code ) A) Documento de conformidade ( DOC ) – 5 anos B) Certificado de Gerenciamento de Segurança ( SMC) – 5 anos C) Documento Provisório de Conformidade ( DOC Provisório ) – 1 ano D) Certificado Provisório de Gerenciamento de Segurança (SMC – Provisório ) – até 6 meses
3.9.2 - Documentos e Registros
- Licenças de Construção , Alteração ou Reclassificação, incluindo análise, cálculos e
aprovação dos planos pertinentes ( Normam 01) - Documento de Autorização para o Transporte de Grãos ( Solas 74 ) - Manual de Peiação de Carga ( Solas 74 ) - Manual de Carregamento de Grãos ( Solas 74 ) - Plano de Emergência para Prevenção da Poluição por Óleo ( Sopep – Marpol 73/78 ) - Plano de Gerenciamento de Lixo ( Marpol 73/78 ) - Manual de Operações e Equipamento para COW ( Marpol 73/78 ) - Manual de Operação de Tanque de Lastro Limpo Dedicado (Marpol 73/78 ) - Estudo de Estabilidade Intacta e em Avaria - Provas de Porte Bruto e Inclinação - Documento de Verificação e Aceitação de Navios de Posicionamento Dinâmico ( Modu Code e
MSC/CIRC 645 IMO )
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SEÇÃO 4
EMBARCAÇÕES CONSTRUÍDAS, REPARADAS OU MODIFICADAS SOB A FISCALIZAÇÃO E REGRAS DO BC
4.1 - Todos os documentos técnicos da embarcação deverão ser submetidos ao BC para aprovação em, pelo menos, três vias. 4.2 - Planos já aprovados e que necessitem modificações antes de sua execução devem ser submetidos ao BC. 4.3 - O BC, durante a construção, emitirá relatórios de acompanhamento dos sistemas fiscalizados. 4.4 - A realização de testes em equipamentos e materiais deve ser avisada com antecedência estipulada pelo BC. 4.5 - Todos os planos e documentos da embarcação submetidos à aprovação, receberão um carimbo e uma anotação de aprovação ou visto do BC. 4.6 - Materiais para construção, novos e, ainda, para substituição de peças sobressalentes, devem ser testados conforme as regras do BC. 4.7 - Equipamentos para o casco e a instalação de máquinas, sujeitos a teste, serão examinados pelos vistoriadores do BC, com base nos planos e documentos aprovados. 4.8 - A construção da embarcação e a montagem dos equipamentos e sistemas de máquinas e da instalação elétrica serão fiscalizadas e testadas pelos vistoriadores do BC, conforme regras específicas. 4.9 - A embarcação, quando for concluída, será submetida às prova de cais e de mar, bem como a de estabilidade, para verificação do seu desempenho. 4.10 - Basicamente, deverão ser enviados para classificação os seguintes desenhos, os quais deverão seguir uma numeração racional e conter o número do casco e/ou nome da embarcação, Armador e Estaleiro Construtor:
4.10.1 - PLANOS DO CASCO
a) Seção mestra, b) Planos das seções longitudinais, c) Plano de conveses, d) Plano de chapeamento externo, e) Plano estrutural de fundo, f) Plano estrutural das anteparas longitudinais e transversais e dos tanques, g) Plano de linhas, h) Cálculos do Módulo da Seção Mestra, referidos ao convés e ao fundo, com o cálculo do numeral
da embarcação, i) Plano dos Pés-de-Carneiro, j) Plano estrutural de proa e da popa, k) Planos de arranjo e estrutural do eixo propulsor, telescópicos, pé-de-galinha e buchas de apoio, l) Plano estrutural da rabeta e cadaste, onde aparecem as folgas do hélice (clara), m) Plano estrutural da superestrutura, n) Plano estrutural da borda falsa, o) Plano de portas estanques, tampas de escotilha, braçolas e de todos os fechamentos de
passagens do casco e da superestrutura, p) Plano de segurança, q) Cálculo de borda livre e de flutuabilidade em avaria,
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r) Plano de ventilação, s) Plano detalhado do sistema de fundeio, amarração e reboque, t) Plano de arranjo geral, u) Desenho do leme e madre do leme, v) Plano de trim e cálculos de estabilidade, w) Planos e especificações de todos os equipamentos de força (guinchos, molinetes, guindastes,
rolo de popa, turcos etc.), suas fundações e meios de fixação ao casco, x) Curvas hidrostáticas, y) Desenho da bolina e verdugo, z) Outros desenhos do casco que o BC julgar necessários.
4.10.2 - PLANOS DE MÁQUINAS ELETRICIDADE
a) Planos de arranjo das máquinas e equipamentos de eletrônica e eletrônica, b) Planos esquemáticos de todos os sistemas de redes e seus componentes transportadores de
fluidos e sólidos em pó, c) Planos estruturais do eixo e dos acessórios de propulsão detalhados, inclusive com os cálculos
de vibrações, d) Plano das fundações de todos os equipamentos, e) Desenho completo de hélice, com as características dimensionais, f) Desenho dos acoplamentos flexíveis e rígidos, com as características dos mesmos, g) Desenho esquemático de todas as redes elétricas de força e iluminação, h) Cálculo do balanço elétrico, i) Cálculo da corrente de curto-circuito, j) Desenho do quadro elétrico, com as características de todos os seus componentes, e k) Plano detalhado do sistema de combate a incêndio.
4.11 - A lista precedente de desenhos é apenas indicativa, e, deste modo, o BC poderá fazer exigências adicionais de desenhos e cálculos, conforme a necessidade do caso. 4.12 - Nos desenhos, onde for apropriado, deverão ser claramente indicadas as folgas entre eixos e buchas, e suas tolerâncias, os apertos das interferências entre eixos e camisas. Para todos os componentes principais deverão ser indicadas, claramente, as especificações dos materiais empregados. 4.13 - O BC deverá ser avisado, com antecedência, para qualquer teste a ser realizado nas instalações dos fabricantes dos equipamentos, para que os possa acompanhar. Caberá ao construtor ou ao fabricante prover o local dos testes, e providenciar uma cópia do desenho a ser aprovado pelo BC. 4.14 - O fabricante de equipamentos ou o construtor deverá prover todas as facilidades, meios, pessoal e instrumental, a fim de possibilitar as vistorias do BC, quer no local da construção da embarcação, quer na fábrica dos equipamentos. 4.15 - Os vistoriadores, devidamente credenciados pelo BC, deverão ter livre acesso a qualquer dependência onde a construção da embarcação e de seus componentes estiverem sendo executados, em qualquer hora em que os trabalhos estejam sendo realizados, inclusive fora das horas normais do expediente e nos sábados, domingos e feriados. É conveniente que os vistoriadores do BC estejam sempre acompanhados de um representante categorizado do estaleiro ou do fabricante dos equipamentos, durante as inspeções.
As agendas das provas de cais, mar e estabilidade deverão ser submetidas ao BC, com uma antecedência mínima de trinta (30) dias das suas realizações, para as suas aprovações pelo BC. 4.16 - Em cada desenho deve constar, além do título e de outras informações pertinentes, o tipo da embarcação, a sua classe, o número do casco e as suas dimensões principais. As alterações de cada plano deverão ser lançadas claramente e assinaladas de modo destacado. 4.17 - O BC se reserva o direito de exigir desenhos adicionais para fins de aprovação, de acordo com a necessidade a ser julgada pelo mesmo.
BUREAU COLOMBO BRASIL TOMO I - EMBARCAÇÕES CONSTRUÍDAS, REPARADAS REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO OU MODIFICADAS SOB A FISCALIZAÇÃO E DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA REGRAS DO BC ............................................ SEÇÃO 4 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA ......................................................................28 4.18 - Ao fim dos testes e vistorias, o BC expedirá os certificados de classificação, com as eventuais restrições, e à vista dos resultados obtidos durante a construção. O mesmo se aplicará para os casos de reparos e transformações das embarcações. 4.19 - As embarcações que não forem construídas sob a fiscalização e pelas regras do BC, e submetidas à classificação BC, devem observar o mesmo procedimento descrito de 4.1 a 4.10. Com base nos relatórios de admissão à classificação emitidos pelos vistoriadores do BC, os certificados de classificação serão emitidos.
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SEÇÃO 5
DETALHAMENTO E TIPOS DE VISTORIAS PARA AS EMBARCAÇÕES
As embarcações classificadas pelo BC devem ser submetidas às seguintes vistorias:
· Vistorias anuais de casco, máquinas e eletricidade, em intervalos de doze 12 (doze) meses, a partir da classificação inicial da embarcação; · Vistorias intermediárias em embarcações com mais de 10 (dez) anos de uso; · Vistorias em seco; · Vistorias para reclassificação, de casco, máquinas e eletricidade, de acordo com a classificação inicial da embarcação; · Vistorias de extensão de classe, quando a reclassificação não pode ser realizada no prazo original; · Vistorias de classificação contínua, quando a reclassificação for conveniente ao Armador, através várias vistorias durante o período de classificação sem paralisar a embarcação; · Vistorias especiais para equipamentos ou sistemas; · Vistorias de avarias; · Vistorias eventuais, caso haja necessidade, conforme direito do BC.
Sempre que houver uma vistoria de qualquer natureza e forem feitas exigências de reparos e/ou
substituições, deverá haver nova vistoria até o fim do prazo concedido pelo vistoriador, para o cancelamento das exigências.
5.1 - Quando qualquer prazo para a realização de uma vistoria se vencer e a embarcação estiver em viagem, o mesmo será prorrogado automaticamente até a chegada ao primeiro porto, onde impreterivelmente uma vistoria deverá ser realizada, e sem a qual a classe da embarcação será suspensa. 5.2 - Em qualquer caso ou circunstância o único responsável pela realização das vistorias será o Armador, o qual deverá solicitá-las ao BC com o devido tempo, especialmente quando se tornar necessária a viagem do vistoriador. 5.3 - Quando o Armador desejar uma maior rapidez nas vistorias poderá solicitar a presença de mais de um vistoriador, havendo conseqüentemente acréscimo nas taxas. 5.4 - A seguir serão relacionados os principais equipamentos e componentes das embarcações que deverão ser inspecionados em cada vistoria. Tal relação é básica e não limitativa, cabendo ao vistoriador se estender além do relacionado, se as circunstâncias indicarem tal necessidade e tendo-se em vista a idade da embarcação, o seu estado de conservação, o seu tipo fora do usual, etc. Poderá ainda o BC, em vista do clima citado, diminuir o intervalo de duração das vistorias de classificação, porém, sempre respeitando os certificados já expedidos e em vigor. 5.5 - Quando uma embarcação for tirada do tráfego em caráter permanente, o Armador poderá solicitar ao BC um adiamento das vistorias a vencerem. Quando a embarcação voltar ao tráfego, entretanto, terão que ser realizadas vistorias a serem determinadas e programadas pelo BC. 5.6 - Quando em uma embarcação se pretender realizar alterações, especialmente as que afetem a segurança da mesma, os planos com as alterações e os cálculos pertinentes deverão ser enviados ao BC com a devida antecedência para a análise e a devida aprovação. Nenhuma obra de alteração deverá ser iniciada sem a aprovação formal do BC. O não cumprimento destas exigências implicará no cancelamento da classe.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO TOMO I – DETALHAMENTO E TIPOS DE VISTORIAS DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA PARA AS EMBARCAÇÕES ........................... SEÇÃO 5 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA ......................................................................31 5.7 - Em toda e qualquer vistoria, o vistoriador deverá lançar no certificado de classificação as anotações e exigências feitas, bem como o “nada a observar” para os equipamentos e componentes achados em ordem, podendo para tal usar folhas complementares anexadas aos certificados de classificação. Ao fim de cada folha adicional deverá ser feito o registro de que uma folha foi anexada.
De toda e qualquer anotação feita pelo vistoriador deverá ser remetida cópia ao escritório central do BC, o qual providenciará uma comunicação ao Armador com a retificação das anotações; entretanto, as exigências feitas pelo vistoriador deverão ser imediatamente cumpridas, a menos que o Armador interponha recurso perante o escritório central do BC, no prazo máximo de 72 horas após ter recebido a comunicação, para tanto poderão ser utilizados registros postais telegrama ou fax.
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SEÇÃO 6
ESCOPO DAS DIVERSAS VISTORIAS
6.1 - PRIMEIRA VISTORIA DE RECLASSIFICAÇÃO 5 (CINCO) ANOS
6.1.1 - CASCO 6.1.1.1 - A embarcação deverá ser docada ou içada em carreira com altura de picadeiro suficiente para que o fundo possa ser inspecionado. 6.1.1.2 - Os seguintes itens deverão ser observados: a) Medidas das espessuras dos chapeamentos das obras vivas, sendo aceito o mapeamento feito por
ultra-som; b) Todas as válvulas de fundo e de descarga para o mar, mesmo acima da linha d’água, deverão ser
desconectadas, abertas e revisionadas e testadas; c) Todas as caixas de mar deverão ser inspecionadas; d) Todos os anodos de sacrifício deverão ser substituídos; e) Em embarcações sem duplo fundo os estrados ou coberturas de porão deverão ser retirados para
inspeção interna do chapeamento; f) O casco deverá ser limpo antes da inspeção, porém, pintado somente após a inspeção; g) No caso de haver duplo fundo, será realizada inspeção de alguns compartimentos, sendo a
quantidade inspecionada proporcional ao seu estado de conservação, a critério do vistoriador; h) Todos os tanques de lastro e de óleo lubrificante deverão ser limpos para inspeção interna. Assim
como para os peak-tanks; i) Para os tanques de óleo combustível será aceitável uma inspeção visual passada da porta de visita.
Poderão ser dispensadas a limpeza e a vistoria interna, a critério do vistoriador; j) Os tanques usados como tanque de óleo combustível e de lastro deverão ser limpos e inteiramente
inspecionados. k) Nos tanques em que o inspetor entrar, deverão ser inspecionadas as chapas de proteção que ficam
em baixo dos tubos de sondagem; l) Serão testadas as aberturas externas, portas estanques, tampas de escotilhas, vigias etc., com jato
d’água ou com jato de ar comprimido. Todos os atracadores e meios de fechamento das acima citadas aberturas serão inspecionadas, bem como as borrachas de vedação;
m) As inspeções internas dos tanques poderão ser feitas com a embarcação flutuando; n) O molinete, os guinchos e as máquinas de convés serão inspecionados em funcionamento; o) A borda livre será inspecionada e verificada; p) Todos os equipamentos de segurança e salvatagem serão inspecionados em detalhes; q) As anteparas estanques terão as suas espessuras medidas; r) Uma redução de até 20% (vinte por cento) na espessura original do chapeamento será aceita; s) As amarras e âncoras deverão ser arriadas e tratadas. O tornel será desemperrado, os elos patentes
abertos e inspecionados. Uma redução no diâmetro dos elos das amarras de até 10 % (dez por cento) do diâmetro original será aceita;
t) Todos os bujões de fundo deverão ser retirados; u) O leme será inspecionado e o seu bujão retirado. As folgas entre a camisa e a bucha da madre
lubrificada a água serão medidas e deverão estar compreendidas entre 0,4 e 1,0 mm, a menos que haja outra indicação nos desenhos de construção. A folga do pino inferior deverá ser medida, se existente;
v) Os tanques de óleo deverão ser desgaseificados; w) Todos os suspiros deverão ser inspecionados e as bolas de vedação e telas contra chama
revisionadas.
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6.1.2 - MÁQUINAS 6.1.2.1 - Todas as máquinas principais e auxiliares deverão ser testadas em condições de pleno funcionamento. Nestes testes estarão incluídos os manômetros, termômetros, pirômetros, vacuômetros, indicadores de rpm, alarmes etc., isto é, todos os componentes de monitorização, indicação e controle existentes, não só junto dos equipamentos como os existentes a distância por exemplo, os existentes no console de comando ou estações de ré. Deverão ser anotadas as pressões e temperaturas de funcionamento dos principais equipamentos, e onde houver anomalias deverão ser feitas as correções e reparos.
6.1.2.2 - A análise dos livros de registro de ocorrências na máquina deverá ser feita, pois os mesmos darão indicações de como os equipamentos vêm sendo tratados e mantidos. 6.1.2.3 - Motores Diesel Principais e Auxiliares. a) Se os motores diesel tiverem mais de 10 mil horas de funcionamento, deverão ser abertos
completamente e inspecionados com medidas de folgas, ovalização, etc., e as substituições das peças desgastadas deverão ser feitas;
b) Todos os parafusos de fixação e acoplamento deverão ser inspecionados; c) Para os motores diesel com menos de 10 mil horas de funcionamento deverão ser desmontados
para inspeção um cilindro completo (mancal, biela, pistão, válvulas) para cada 4 cilindros do motor. Se as condições apresentadas nos componentes desmontados não forem satisfatórias o número de cilindros a serem abertos ficará a critério do vistoriador;
d) Deverá ser passado o flexímetro nos MCP’s. 6.1.3 - EQUIPAMENTOS DE MÁQUINAS EM GERAL a) Nas redutoras, deverá ser selecionado um mancal para abertura e inspeção; b) Os acoplamentos flexíveis deverão ser inspecionados, visualmente; c) Os dentes das engrenagens redutoras serão inspecionados pelas janelas de visitas; d) A catraca será posta em funcionamento; e) Bombas e filtros - Estes equipamentos serão postos em funcionamento e serão medidas as
pressões. Se houver indicação de mau funcionamento, batidas ou excessivo ruído, deverão ser abertos para inspeção e substituição das peças desgastadas;
f) Trocadores de calor - Deverão ter anodos de zinco, ser inspecionados e receber teste de pressão; g) Máquina de leme - Deverá ser testado o tempo de acionamento do leme de um bordo a outro e
conferido com as especificações. Deverão ser verificados vazamentos; h) Sistema de ar comprimido - Serão testados a capacidade e o tempo de enchimento das garrafas e,
se julgado necessário, serão abertas para inspeção. As garrafas de ar deverão ter espessura de parede medida ou testada com pressão igual a 1.25 vezes a pressão de trabalho, o mesmo acontecendo com as redes de ar comprimido;
i) Todas as juntas de expansão das redes de descarga dos motores diesel deverão ser externamente inspecionadas;
j) Todo o sistema de trator de proa ou popa (bow ou stern-thruster), deverá ser inspecionado, tanto flutuando como a seco;
k) Eixos propulsores - Os eixos deverão ser retirados para inspeção. Especial atenção deve-se ter para a região da gaxeta, verificando-se se a camisa não apresenta desgaste de modo que a sua espessura tenha valor inferior o exigido pela regra. As folgas nos mancais do telescópico e pés-de-galinha deverão ser iguais ou menores que 4,5 + (D / 270) mm, sendo D em mm, para lubrificação a água. Nos sistemas fechados lubrificados a óleo é necessário ter certeza do perfeito funcionamento dos vedantes. Antes da desmontagem dos eixos propulsores deverão ser medidas as folgas internas das buchas (superior, inferior e laterais). O eixo deverá estar encostando (folga 0) nas faces inferiores das buchas. Após a montagem da linha de eixo, com o navio flutuando, e antes de ser feito o acoplamento do eixo propulsor, deverá ser verificado o alinhamento. Quando existirem eixos intermediários, deverá ser medida a carga de cada mancal. As chavetas deverão ser inspecionadas, no cônico do eixo e na região entre o cônico e o início da camisa de bronze, para verificação de possível corrosão e rachaduras. Nos eixos revestidos com plástico deve ser examinada a aderência do mesmo. No caso de existir eixo intermediário, este e seu mancal devem ser inspecionados. Os rasgos de chavetas deverão ser examinados para detecção de rachaduras.
l) Deverão ser medidas as flexões dos eixos de manivela dos MCP‘s em todos os cilindros e compradas com as recomendações do fabricante.
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m) Se existir o mancal de escora, independente do MCP, eledeve ser aberto e as folgas medidas; n) Os hélices deverão ser inspecionados para verificação de avarias e rachaduras. Os hélices de passo
controlável deverão ter seus mecanismos inspecionados para verificação de desgastes, bem como deve ser feito teste hidráulico dos vedantes. Todos os mecanismos de acionamento dos hélices de passo controlável devem ser verificados e testados desde o comando até o servo-motor;
o) Os purificadores de óleo deverão ser testados. 6.1.4 - SISTEMAS DE COMBATE A INCÊNDIO Os sistemas de combate a incêndio deverão ser cuidadosamente inspecionados, tais como, ampolas das baterias de CO2 ou HALON. O seu sistema de acionamento (cabos, roldanas e alavancas), a carga em si, igualmente. Os extintores portáteis de incêndio, de qualquer tipo, deverão ser pesados para verificação da carga. As mangueiras de incêndio, válvulas, hidrantes, cones, aplicadores de névoa, “sprinklers”, detetores de incêndio, sinais de alarme, campainhas deverão ser testados e postos em funcionamento. Deverão ser verificados os alarmes, machados, caixas de primeiros socorros, quadros de instruções, etc.
6.1.5 - INSTALAÇÃO ELÉTRICA a) Todo o sistema de fiação, relés, chaves de partida, deverá ser vistoriado, tanto quanto possível, sem
desmontagens; b) Todos os quadros elétricos, quadros de distribuição, conexão etc, deverão ser examinados; c) Os motores elétricos com mais de 2 HP deverão ter a resistência de isolamento medida; d) Os alternadores ou geradores deverão ter as resistências de isolamento medidas e tendo valor igual
ou superior a 1000 vezes a tensão de trabalho, em ohms; e) Os alternadores deverão ser testados com as cargas máximas possíveis. Deverão ser postos em
paralelo e verificar se as cargas estão equitativamente distribuídas; f) A chave da corrente inversa deve ser vistoriada; g) Os equipamentos elétricos e de navegação que sejam fundamentais à segurança, tais como: sonar,
radar, eco-sonda, eco batímetro, transrecptores normais e de balsa, rádio-goniômetro, agulha magnética, agulha giroscópica, barômetro, piloto automático, luzes de sinalização e navegação, deverão ser testados.
6.1.6 - PARTE GERAL a) Todos os sobressalentes exigidos pelo BC para a classe deverão ser verificados se existem a bordo; b) Para as embarcações com propulsão elétrica, o valor da resistência do isolamento será em
Megohms de: 3 x voltagem de serviço / [kVA (do motor) + 1000]
6.2 - VISTORIAS DE RECLASSIFICAÇÃO SUBSEQÜENTES REALIZADAS A CADA 5 (CINCO) ANOS
6.2.1 - As vistorias de reclassificação passadas a cada 5 anos terão as exigências semelhantes à primeira vistoria de reclassificação, complementadas por crescente intensidade nas inspeções do casco, fundo, tanques em geral, coferdans e membros estruturais (gigantes, cavernas, escoas, hastilhas, etc.). A intensidade e acréscimo ficará a critério do vistoriador e resultante do estado geral de conservação da embarcação. Assim, quanto pior for o estado de conservação maior será a intensidade das medições. 6.2.2 - A partir de 10 anos de vida da embarcação, isto é, na terceira reclassificação, os membros estruturais efetivos, tais como conveses e anteparas onde tenham revestimento térmico, como no caso de frigoríficas, serão abertas janelas para medida de espessura do chapeamento, se outro meio não puder ser usado. 6.2.3 - A partir, e inclusive, da terceira reclassificação será tomada especial atenção com as espessuras do chapeamento que fiquem sob trocadores de calor, caldeiras, motores e equivalentes e onde a temperatura mais elevada é fator de aceleração da corrosão.
6.2.4 - Nas vistorias de reclassificação deve-se tomar especial atenção para as reduções de espessura por corrosão na estrutura do casco central 0,5 L da embarcação. Como recomendação, os seguintes níveis de redução serão aceitos: a) Na resistência longitudinal de até 10% de redução no módulo de resistência da seção-mestra. b) Na resistência local de até 25% das espessuras do chapeamento e membros estruturais. 6.2.5 - A partir da 2ª vistoria de reclassificação a madre do leme deverá ser retirada para acurada inspeção e os vasos de pressão deverão ser testados com 1.25 da pressão e trabalho.
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6.3.1 - As inspeções deverão ser realizadas a cada 2 anos ou na metade do prazo determinado para as vistorias de reclassificação, que poderá, em casos especiais, ser menor do que 5 anos. Estas inspeções intermediárias terão um caráter mais brando do que as inspeções de reclassificação e poderão ser executadas até com 2 anos e meio da data de vencimento da última vistoria de reclassificação. Nestas vistorias, os seguintes pontos serão obedecidos: a) Docagem de embarcação; b) Troca dos anodos de zinco; c) Limpeza do casco e inspeção das válvulas de fundo; d) Inspeção do casco, com medidas de espessuras do chapeamento, principalmente na região central
de 0,5 L e cuja extensão, para mais, ficará a critério do vistoriador e dependendo do estado de conservação do casco. O casco não deverá ser pintado antes de vistoria;
e) Vistoria com medição de folgas e verificação dos vedantes dos eixos propulsores e lemes, sem necessariamente ter que sacá-los, a menos que alguns sintomas indiquem tal necessidade e a critério do vistoriador;
f) Verificação do sistema de vedação de todas as aberturas do casco. Verificação da estanqueidade das portas estanques e similares;
g) Verificação parcial de espessuras do chapeamento na praça de máquinas; h) Inspeção das âncoras, amarras e mordentes; i) Inspeção geral de funcionamento das máquinas, equipamentos de convés e de eletricidade; j) Inspeção dos aparelhos e equipamentos de segurança, eletrônicos e de navegação; k) Inspeções em tanques de fundo duplo internamente. Também em alguns tanques de óleo diesel sem
a necessidade de entrada nos mesmos, porém com eles vazios. O montante dos tanques a ser inspecionado ficará a critério do vistoriador e baseado no estado de conservação dos tanques vistoriados.
6.4 - VISTORIAS ANUAIS
6.4.1 - Vistoria em seco para embarcações com mais de 12 (doze) passageiros, acrescida de vistorias semelhantes às intermediárias. A vistoria em seco poderá ser prorrogada por até 6 (seis) meses. 6.4.2 - Nas embarcações, as escotilhas, portas-estanques e instalações de governo devem ser inspecionadas uma vez por ano.
6.5 - INSTRUÇÕES GERAIS
6.5.1 - Sempre que uma vistoria for realizada, como, por exemplo, vistoria de avaria, de borda livre e outras, o que for inspecionado servirá como satisfação à vistoria mais próxima a vencer. 6.5.2 - Todo e qualquer laudo, vistoria e certificado tem como único propósito propiciar meios para que a embarcação em questão cumpra as regras e determinações emanadas do BC a fim de que a classe seja mantida. Deste modo, tais documentos não deverão ser usados como defesa, subsídio ou elemento de comprovação para outros fins. Assim, o BC não responderá ou fará justificativa de seus laudos para atender interesses, senão os de manutenção da classe das embarcações. 6.5.3 - Ao solicitar a classificação de uma embarcação ou de qualquer dos seus componentes, o requerente, aceitará, sem restrições, todas as normas e procedimentos constantes, das presentes regras.
6.6 – VISTORIAS OCASIONAIS
6.6.1 – Uma vistoria ocasional é qualquer vistoria que não é uma vistoria periódica. A vistoria pode ser definida como uma vistoria ocasional de casco, máquinas, caldeira e sistema de refrigeração. Dependendo da parte da embarcação em referência. Quando há uma exigência o Vistoriador pode extender o escopo da vistoria se necessário.
6.6.2 – Vistorias ocasionais que são efetuadas fora do período de convalidação: - Atualização dos documentos da Classificação (ex: troca de nome do Armador, nome da
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embarcação, bandeira) - Avarias ou suspeita de avarias. - Reparos ou substituição de equipamentos - Inspeções do Port State Control - Alterações ou conversões - Auditorias do sistema de qualidade - Adiamento de vistoria ou recomendações (vistorias determinadas).
6.6.3 – Vistorias de avarias ou reparos.
6.6.3.1 - Quando há uma avaria que afeta ou pode afetar a classe da embarcação, o Armador deve solicitar uma vistoria à Classificadora. Este pedido deve ser efetuado o mais rápido possível para o Vistoriador poder determinar a extensão da avaria e se necessário o tipo de reparo. Nota 1: Quando uma embarcação possui uma plataforma de helicóptero feita de alumímio ou outro metal leve de construção que não o aço, e ocorre um incêndio na plataforma ou nas proximidades, a plataforma deve ser submetida a uma vistoria estrutural para determinar a adequação para futura utilização. 6.6.3.2 – Se, após a avaria, a embarcação entrar em um porto onde a Classificadora não tem representação, o Armador deve notificar a Classificadora imediatamente e suprir todas as informações disponíveis sobre a avaria e programar que a embarcação seja vistoriada no porto mais próximo onde haja uma representação da Classificadora. 6.6.3.3 – Todos os reparos no casco, máquinas e equipamentos, exigidos para a embarcação manter-se em classe devem ser satisfeitos a critério do Vistoriador. Durante os reparos ou manutenção para a embarcação retornar a classe, o Armador deve se comprometer a informar qualquer avaria, falha ou não-cumprimento da regra, ao Vistoriador. 6.6.3.4 – Avarias e reparos parciais ou temporários considerados aceitáveis pelo Vistoriador devem ter um período de tempo limitado para o seu cumprimento. 6.6.3.5 – Avarias ou reparos exigidos pelo Vistoriador deverão ser vistoriados após o seu reparo e consideradas aceitáveis para a embarcação retornar a classe.
6.6.4 – Vistorias de Port State Control.
6.6.4.1 – Uma vistoria ocasional pode ser requisitada pelo Armador à Classificadora onde forem encontradas deficiências como resultado da inspeção do Port State Control.
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6.6.5.1 – Conversões, alterações e reparos estruturais e suas providências que afetam a classe serão efetuadas de acordo com os requisitos da Classificadora e sua satisfação. Os respectivos documentos técnicos deverão ser submetidos a Classificadora e/ou estarem disponíveis o Vistoriador. 6.6.5.2 – Materiais e equipamentos usados para conversões, alterações ou reparos são geralmente utilizados conforme os requisitos das Regras para novas embarcações construídas sob acompanhamento.
6.6.6 – Auditorias do Sistema de Qualidade
6.6.6.1 – A Sociedade Classificadora reserva o direito de efetuar vistorias ocasionais para auditoria quando julgar necessário em conseqüência do sistema de Qualidade Interno ou por solicitação de organizações externas (IACS, DPC). 6.6.6.2 - As vistorias também podem atender auditores externos a Classificadora. 6.6.6.3 – O escopo dessas vistorias são determinados pela Classificadora.
6.6.7 – Mudança de Propriedade
6.6.7.1 – No caso de mudança de propriedade, a embarcação se mantém em classe com as providências tomadas pela Classificadora: - A Classificadora deve ser informada da tranferência de propriedade o mais rapidamente para efetuar qualquer vistoria que julgar apropriada e - O novo Armador após assumida a propriedade em questão deve estar ciente das condições gerais e das Regras da Classificadora. Durante o período de transição a embarcação permanecerá em classe conforme até que haja a legalização da nova propriedade. Nota 1: A manutenção de classe da embarcação será condicionante ao cumprimento das normas legias em vigor. Nota 2: Nenhuma informação, portanto, relacionada à classe da embarcação será transmitida ou confirmada a terceiros, a não ser que o pedido em questão para a informação ser devidamente concluída e assinada pela parte que fez o pedido e a autorização do Armador atual seja obtida.
6.6.8 – Desativação e Re-ativação
6.6.8.1 – Uma embarcação desativada pode ser sujeita a exigências específicas para a manutenção de classe, como especificado abaixo, desde que o Armador notifique a Classificadora do ocorrido. Se o Armador não notificar que a embarcação está desativada ou não implementar o programa de manutenção de classe Desativada, a classe da embarcação será suspensa e/ou retirada quando a vistoria obrigatória não for efetuada por causa do limite de datas de acordo com os requerimentos aplicados. 6.6.8.2 – O Programa de Manutenção de Classe Desativada necessita de uma vistoria Desativada para ser feita no início do período em que a embarcação ficou desativada e a subseqüente “vistoria anual Desativada” para ser realizada no lugar da vistoria anual normal, que não é mais necessária, uma vez que a embarcação encontra-se desativada. A outra vistoria periódica que torna-se vencida durante o período em que a embarcação estava fora de uso, pode ser adiada até a re-ativação da embarcação. 6.6.8.3 – Quando a embarcação é aprovada no Programa de Manutenção Desativado e este período de classe expira, o período de classe é extendido até a re-ativação, sujeita a conclusão satisfatória da Vistoria Anual Desativada. 6.6.8.4 – As vistorias periódicas efetuadas durante o período em que a embarcação estava fora de uso, pode ser acrescida inteiramente, ou em parte, sem restrições da Classificadora, tendo
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consideração para as datas extensivas. Essa vistorias serão feitas na razão para a determinação da importância da vistoria requisitada para a re-ativação da embarcação e/ou a data de expiração da próxima vistoria periódica do mesmo tipo. 6.6.8.5 – Quando uma embarcação é re-ativada, o Armador deve notificar a Classificadora e tomar providências para a embarcação ser submetida as seguintes vistorias: - Uma vistoria ocasional para re-ativar. O escopo desta depende do tempo em que a embarcação ficou desativada. - Todas as vistorias periódicas que foram adiadas de acordo com o item [6.6.8.2] sendo feitas na razão das providências do item [6.6.8.4] 6.6.8.6 – Quando o período de classe anterior expirou antes da re-ativação e foi extendido de acordo com o item [6.6.8.3], junto com as providências do item [6.6.8.5.], uma vistoria de reclassificação é efetuada antes da re-ativação. Esses itens que foram vistoriados conforme a Vistoria de Reclassificação requisitada 15 meses antes a re-ativação podem ser creditados. Um novo período de classe é designado a partir da conclusão da vistoria de reclassificação. 6.6.8.7 – Os princípios de intervalos entre ou limites de datas para vistorias a serem efetuadas durante o período em que a embarcação esteve desativada de acordo com os itens [6.6.8.1] até [6.6.8.6] são resumidos na figura:
0 5 0 5
e x te n d id o
PERÍO D O D ESA TIV A D O
V .A .C .
Pe río d o e m c la s s e 1 Pe río d o e m c la s s e 2
R e - a t iva ç ã o e R e c la s s if ic a ç ã oV is t o r ia d e D e sa t iva ç ã o
V .A .C . V .A .C . V .A .C .
Pe río d o e m c la s s e 1
Nota: V.AC.- Vistoria de Convalidação Anual Desativado.
TOMO II
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SEÇÃO 1
GENERALIDADES E DEFINIÇÕES 1.1 - VALIDADE
Estas Regras se aplicam a navios construídos em aço, para navegação irrestrita em mar aberto, com comprimento L não superior a 500 m, relação boca/pontal inferior a 2,5 e comprimento/boca superior a 5 e coeficiente de bloco igual ou superior a 0,6. Podem ser aceitas exceções, se for constatado que a resistência estrutural, a rigidez e a segurança do navio são equivalentes às definidas por estas Regras. 1.2 - ESTABILIDADE
Parte-se do princípio de que a estabilidade do navio seja adequada e atenda às exigências da NORMAM 01. Uma análise de estabilidade é efetuada, dentro do escopo da classificação, exclusivamente para navios com símbolo + (cruz-de-malta). A análise da estabilidade independentemente daquela classificação só será realizada quando solicitada pelo Armador, pelo Estaleiro, ou pela D.P.C. 1.3 - VIBRAÇÕES MECÂNICAS
As condições mais freqüentes de operação da embarcação não devem estar próximas das correspondentes às freqüências de ressonância do seu casco e de seus componentes estruturais. Assim, devem ser minimizadas as forças de excitação provenientes do sistema de propulsão e das flutuações de pressão de água devido ao movimento do hélice ou atuando na proa da embarcação, bem como a cavitação no hélice ou em outros apêndices.
Caso não se consiga eliminar forças críticas de excitação, deve-se adotar critérios de projeto adequados, ainda durante os primeiros estágios do projeto, obtidos a partir de uma análise teórica de problema. A fadiga deve ser considerada no projeto. 1.4 - RUÍDO
Devem ser tomadas precauções para manter o nível de ruído ambiental o mais baixo possível, principalmente nos compartimentos habitáveis. Devem ser obedecidos os regulamentos concernentes às limitações de nível de ruído estabelecidas pela D.P.C. ou pelos sindicatos de marítimos, caso existentes. 1.5 - DOCUMENTOS DE PROJETO SUBMETIDOS À APROVAÇÃO
1.5.1 - Para a análise da concordância com as Regras, os desenhos e memórias de cálculo mencionados no Tomo I, Seção 4, item 4.10, devem ser submetidos ao BC em três vias, antes de sua utilização na construção ou na modificação da embarcação, além daqueles que, eventualmente, forem julgados necessários. Detalha-se, a seguir, o conteúdo de alguns destes documentos: a) Seção Mestra - Os planos seccionais transversais (seção mestra, outras seções típicas) devem
conter todos os dados necessários sobre escantilhões da estrutura transversal e longitudinal do casco.
b) Plano das Seções Longitudinais - Os planos das seções longitudinais devem conter todos os detalhes necessários sobre os escantilhões dos elementos estruturais longitudinais e transversais do casco e sobre a localização das anteparas estanques e os suportes dos conveses, localização de superestruturas e casarias de convés, bem como a fixação dos mastros de cargas e turcos de botes no casco.
c) Plano de Conveses - Os planos dos conveses devem mostrar os escantilhões da estrutura dos mesmos, comprimento e boca das escotilhas de carga, aberturas acima da praça de máquinas e decaldeiras e outras aberturas de convés. Para cada convés, deve ser informado qual
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carregamento de convés originado pela carga foi assumido na determinação dos escantilhões do convés e seus suportes. Além disso, devem ser informados detalhes sobre eventuais carregamentos originados por empilhadeiras e containers.
d) Plano Estrutural do Fundo - Deve conter desenhos do fundo simples e duplo, mostrando o arranjo das hastilhas e longarinas, bem como a subdivisão, estanque ao óleo e à água do fundo duplo. Para embarcações graneleiras e mineraleiros, deve ser informada a máxima carga no fundo duplo.
e) Plano do Chapeamento Externo - Deve conter desenhos da expansão do chapeamento, contendo detalhes completos sobre a localização e o tamanho das aberturas e desenhos das caixas de mar.
f) Plano estrutural das anteparas longitudinais e transversais dos tanques - Deve conter os desenhos das anteparas tranversais, longitudinais e diafragmas, bem como de todos os limites de tanques, com detalhes sobre as densidades dos líquidos, a altura dos tubos-suspiro e as pressões de ajuste das válvulas de alívio de pressão / vácuo, se existentes.
g) Cálculo do Módulo da Seção Mestra - Todos os documentos exigidos para o cálculo dos momentos fletores longitudinais e, onde necessário, dos momentos torcionais. Estes, devem incluir a distribuição de massa para as condições de carga considerada e a distribuição dos valores seccionais transversais (módulos de seção e momentos de inércia) sobre o comprimento do navio. O Manual de carregamento, conforme Seção 4, item 4.1.6.
h) Cálculo da Borda-Livre e de Flutuabilidade em Avaria - Detalhes sobre os dispositivos de fechamento de todas as aberturas do convés exposto nas posições 1 e 2, de acordo com a ICLL,1966, e do chapeamento externo, tais como, escotilhas, aberturas de carga, portais, janelas e escotilhões laterais, ventiladores, aberturas de montagem, portas de visita, descargas sanitárias e embornais. Para o estabelecimento da flutuabilidade em condições de avaria, deve ser elaborado um plano de controle de avaria com detalhes sobre a subdivisão estanque, aberturas fecháveis nas anteparas estanques, arranjos transversais de alagamento e vazão através das aberturas, e um plano mostrando o arranjo e localização de todas as aberturas nas anteparas estanques.
i) Desenho do Leme e da Madre do Leme - Os desenhos de leme devem conter detalhes sobre a velocidade do navio e os materiais dos mancais a serem empregados.
j) Planos e Especificações de Todos os Equipamentos de Força - Especificações de guinchos, molinetes, guindastes, paus-de-carga, rolos-de-popa, turcos, etc., bem como os desenhos das suas bases (jazentes) e os detalhes sobre os carregamentos a serem transmitidos aos elementos estruturais; e
k) Dispositivos de Peação e Estiva - Desenhos contendo detalhes sobre a estiva e a peação da carga, como, por exemplo, para containers e para veículos automotores.
1.5.2 - Os desenhos mostrando o arranjo e o escantilhão dos elementos estruturais devem conter detalhes sobre os materiais empregados e sobre as juntas soldadas ou rebitadas. 1.5.3 - Para embarcações projetadas para finalidades especiais, devem ser também submetidos à aprovação os documentos referentes às peculiaridades da embarcação que possam comprometer a sua resistência e segurança. 1.5.4 - Quando um documento já aprovado for modificado, deve ser novamente submetido à aprovação, antes de sua utilização na construção ou na modificação da embarcação.
1.6 - DEFINIÇÕES E SIMBOLOGIA
As seguintes definições de símbolos e termos deverão ser consideradas (na ausência de outras especificações) quando aparecerem nas Regras. 1.6.1 - Comprimento L - É a distância, em metros, medida no nível da linha de carga de verão, da parte de vante da roda de proa à parte de ré do cadaste do leme ou poste do leme, ou ao centro da madre do leme, se não houver cadaste do leme. O comprimento L não deverá ser menor do que 96% e não necessita ser maior que 97 % do comprimento total medido na linha de carga de verão. Em navios com forma incomuns de popa, o comprimento L será alvo de considerações especias. 1.6.2 - Boca B - É a maior boca moldada da embarcação, em metros.
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1.6.3 - Pontal P - É a distância vertical, em metros, medida ao lado, no meio do comprimento L, desde a linha de base moldada até a parte superior dos vaus do convés contínuo mais elevado. Nos locais onde a superestrutura for considerada efetiva, P deve ser medido até o convés da superestrutura, para efeito de cálculos dos escantilhões da embarcação. 1.6.4 - Calado D - É a distância vertical, em metros, medida ao lado, no meio do comprimento L, desde a linha de base moldada até a linha de carga de verão. 1.6.5 - Espaçamento entre Cavernas (a) - É o espaçamento medido entre as bordas moldadas de cavernas adjacentes. 1.6.6 - Coeficiente de Bloco CB : Coeficiente de bloco moldado no calado D, baseado no comprimento L, definido pela Regra. (CB = Desloc. Moldado (m3 ) no calado D / L x B x D) 1.6.7 - Convés de Borda-Livre - É o convés no qual está baseado o cálculo de borda-livre. Normalmente, é o convés contínuo mais alto, dotado de meios permanentes de fechamento de todas as aberturas. 1.6.8 - Convés das Anteparas - É o convés mais alto até onde as anteparas estanques à água se estendem e são tornadas efetivas. 1.6.9 - Convés Resistente - É o convés ou as partes de um convés que forma o flange superior da estrutura longitudinal resistente da viga-navio. 1.6.10 - Conveses Expostos - São todos os conveses e as partes de conveses abertos passíveis de serem atingidos pela água do mar. 1.6.11 - Conveses Inferiores - Partindo do convés contínuo superior, os conveses inferiores são denominados 2o convés, 3o convés, e, assim, sucessivamente. 1.6.12 - Conveses da Superestrutura - Partindo do convés contínuo superior, todos os conveses superiores são denominados 2o convés da superestrutura, 3o convés da superestrutura, e, assim, por diante.
1.7 - MEMÓRIAS DE CÁLCULO
O BC também aceita, para aprovação, memórias de cálculo utilizando critérios de projeto racional do navio, mesmo quando realizados através de programas de computador. Nestes casos, as condições para a aprovação do programa de computador e do próprio cálculo devem ser tratados com o BC. 1.8 - SISTEMA DE UNIDADES
Nestas Regras, a unidade de medida de cada dimensão, força, potência, etc., é indicada entre colchetes: [ ]. Assim, por exemplo:
[m] = metros KN/m2] = quilo-Newton por metro quadrado [t/m3] = toneladas por metro cúbico [nós] = nós [mca] = metros de coluna d’água (unidade de pressão)
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BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO TOMO II – DIMENSIONAMENTO E DETALHES DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA ESTRUTURAIS .............................................. SEÇÃO 2 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA ......................................................................45
a b
SEÇÃO 2
DIMENSIONAMENTO E DETALHES ESTRUTURAIS 2.1 - GENERALIDADES
2.1.1 - Esta Seção contém definições e regras de utilização das fórmulas nas Seções seguintes, bem como indicações relativas aos detalhes estruturais. 2.1.2 - Tensões Admissíveis Nas seções seguintes foram estabelecidas as tensões admissíveis em adição às fórmulas para o cálculo do módulo de seção e as áreas seccionais transversais das almas de cavernas, vaus, vigas, reforços, etc., que podem ser utilizadas na determinação dos escantilhões dos elementos por meio de cálculos de resistência direta. As tensões admissíveis podem ser aumentadas em até 10% quando forem feitas análises de tensão exata de acordo com métodos de cálculo aprovados, por exemplo, quando o método de elementos finitos é aplicado ou quando a prova é apresentada por medições realizadas.
2.1.3 - Painéis de Chapas Sujeitos a Pressão Lateral Nas fórmulas para painéis de chapas sujeitas a pressão lateral fornecidas nas Seções seguintes, considerou-se um painel de chapa não curvada com relação b/a ≥ 2,24.
Para painéis de chapas curvas e/ou painéis de chapas, tendo uma relação de lados inferior a 2,24, a espessura pode ser reduzida para o seguinte valor:
t = 1,05 . a. √√√√ p . k . f1 . f2 + tk f1 = ( 1 - a / 2r ) ; f 1 min. = 0,75
f2 = √ √ √ √ 1,1 - 0,5 . ( )² ; f2max = 1,0 r = raio de curvatura em [m] a = largura menor do painel de chapa b = largura maior do painel de chapa p = carga de projeto aplicada [ kN/ m2 ]
tk = margem de corrosão 2.1.4 - Fator de Material ( k ) O fator de material nas equações das seções seguintes, deve ser igual a 1,0 para aço naval comum, e para outros aços usar a fórmula k = 295 / (σy + 60), onde σy é a tensão de escoamento do material em [N/mm2] .
2.2 - FLANGE SUPERIOR E INFERIOR DO CASCO
2.2.1 - Todos os membros estruturais longitudinais contínuos até yo abaixo do convés resistente e até yu acima da linha de base, são considerados flange superior e inferior, respectivamente.
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2.2.2 - Sendo o flange superior e/ou inferior feito de aço naval comum, sua extensão vertical yo = yu = 0,1P. Em navios com elementos estruturais longitudinais contínuos acima do convés resistente, deve ser aplicado um pontal fictício P’ = eB + e’ D eB = distância entre o eixo neutro da seção mestra do navio e a linha de base, em [m] e’D = (vide Seção 4, item 4.3.4.1) 2.2.3 - Se for utilizado aço naval de alta resistência para o flange superior e/ou inferior, o módulo de seção mestra relativo ao convés ao lado e/ou à linha de base pode ser reduzido tomando em consideração o fator de material k definido na Seção 2, item 2.1.4. 2.2.4 - A extensão vertical dos flanges superior e inferior, respectivamente, não deve ser menor que:
y = e.(1 - n. k) ; y min. = 0,1.P ou 0,1.P’ e = distância do convés ou da linha de base ao eixo neutro da seção mestra. Para navios com
elementos estruturais longitudinais contínuos acima do convés resistente, ver Seção 4, item 4.3.4.1
n = W (a) / W, onde: W(a) = Módulo de seção real do convés ou do fundo e W = Módulo de seção do convés ou fundo, conforme esta Regra.
2.3 - VÃO SEM APOIO
2.3.1 - Reforços
O vão, sem apoio, m, é o comprimento do reforço entre duas vigas de apoio ou seu comprimento, incluindo as fixações de extremidade (borboletas).
2.3.2 - Elementos de Antepara Corrugada
O vão, sem apoio, m, dos elementos de antepara corrugada é o seu comprimento entre o fundo e qualquer convés ou o seu comprimento entre vigas verticais ou horizontais. Na conexão dos elementos de anteparas corrugadas aos elementos tipo caixa, de rigidez comparativamente baixa, a altura dos mesmos deve ser incluída no vão m, a menos que seja de outra forma provado por cálculos.
2.3.3 - Elementos estruturais gigantes
O vão, sem apoio, m, de elementos gigantes deve ser determinado de acordo com a Fig. 2.1, dependendo do tipo da fixação de extremidade.
Em casos especiais, a rigidez das vigas conectadas deve ser levada em consideração quando da determinação do vão das vigas.
ac
b
a '
m
4c = a+ b
c
b'
b
m
b = b "a = a"
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2.4.1 - Definições
Para a determinação dos escantilhões de vaus, reforços e vigas longitudinais, os termos “engastamento” e “apoio simples” serão utilizados. O engastamento será assumido onde, por exemplo, os reforços estão rigidamente conectados às outras peças por meio de borboletas. O apoio simples será assumido se, por exemplo, as extremidades dos reforços são chanfradas ou os reforços estão conectados somente ao chapeamento. Ver, também, item 2.4.3. 2.4.2 - Borboletas
2.4.2.1 - Dimensionamento
O dimensionamento de borboletas orienta-se pelo módulo da seção exigido para o perfil. Quando perfis de diferentes módulos de seção são conectados um ao outro, o dimensionamento da borboleta será orientado pelo módulo do perfil de menor seção transversal. 2.4.2.2 - Espessura
A espessura das borboletas não deve ser menor que:
t1 = 1,2 . 3√√√√ W + 1 [mm] , para borboletas sem flange
t2 = 1,2 . 3√√√√W - 1 [mm] , para borboletas com flange t min. = espessura da alma do perfil de menor seção transversal, em [mm] W = módulo de seção do perfil de menor seção transversal, em [cm3 ] a) A espessura das borboletas em tanques não deve ser menor que a espessura mínima definida
pela Regra para qualquer estrutura de tanque, qual seja:
t min. = (5,3 + 0,02.L). k 1/2 [mm] L = comprimento da embarcação, em [m], não necessitando ser maior que 100 m; e k = fator de material, definido na Seção 2, item 2.1.4 b) Adicionalmente, para os tanques de carga (óleo) de navios petroleiros de somente um convés
contínuo, e de pelo menos duas anteparas longitudinais contínuas na região dos tanques de carga, que transportem óleo a granel com ponto de fulgor não excedendo 60°C (utilizando o “closed cup test”), e cuja pressão de vapor Reid seja inferior à pressão atmosférica, a espessura das borboletas não pode ser menor que a espessura mínima definida por esta Regra, ou seja, o menor dos seguintes valores:
tmin. = (5,3 + L/26). k 1/2 [mm] ou tmin. = 6,2 . k 1/2 [mm], para L menor que 100 m tmin. = (7,3 + L/52). k 1/2 [mm], para L entre 100 e 200 m tmin. = 12. k 1/2 [mm], para L maior que 200 m
L = comprimento da embarcação, em [m] k = fator de material, definido na Seção 2, item 2.1.4 c) Nos casos a) e b) acima, as borboletas deverão ser flangeadas caso sua espessura seja inferior
a t, conforme definido em 2.4.2.2. 2.4.2.3 - Comprimento das Borboletas
O comprimento dos braços das borboletas, na ligação com os perfis estruturais por elas conectados, não deve ser menor que:
m = 16 x ( 10 x W / t1 ) 1/2 [mm] ; m min. = 100 mm
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W = módulo de seção do perfil de menor seção transversal, em [cm3] t1 = espessura da borboleta não flangeada, conforme definido em 2.4.2.2, em [mm]
2.4.2.4 - Espessura da Garganta de Solda
A espessura a, de garganta da solda, deve ser determinada de acordo com a Seção “Juntas de Solda” (Seção 14) 2.4.2.5 - Largura do Flange
Utilizando-se borboletas flangeadas, a largura do flange deve ser determinada de acordo com a seguinte fórmula:
b = 40 + W/30 [mm] b não deve ser menor que 50 mm e não necessita ser maior que 90 mm. 2.4.2.6 – Aresta Livre
O comprimento da aresta livre de borboleta não flangeada não deve exceder 40 t. 2.4.3 - Extremidades Chanfradas de Reforços
Os reforços podem ser chanfrados nas extremidades, caso a espessura do chapeamento suportado pelos reforços não seja menor que:
t = c . √ √ √ √ p . a (m - 0,5 a) / σσσσy
[mm]
p = carregamento de projeto, em [kN/m2 ] m = vão sem apoio do reforço, em [m] a = espaçamento dos reforços, em [m] σy = tensão de escoamento do material do chapeamento, em [N/mm2] c = 15,8 para anteparas estanques e 19,6 para outros casos. 2.4.4 - Elementos de Antepara Corrugada
Nos locais de apoio dos elementos de antepara corrugada, deve haver uma perfeita transmissão das forças na chapa de face, mediante arranjo de intercostais, vigas ou hastilhas. Estes elementos deverão estar alinhados com as faces (ver Fig. 2.2).
2.5 - LARGURA COLABORANTE DO CHAPEAMENTO
2.5.1 - Elementos estruturais comuns
Geralmente, o espaçamento dos elementos estruturais comuns (cavernas, longitudinais e reforços) pode ser tomado como largura colaborante do chapeamento. 2.5.2 - Elementos estruturais gigantes (transversais e longitudinais)
2.5.2.1- Largura Colaborante
A largura colaborante do chapeamento de elementos gigantes pode ser determinada de acordo com a tabela seguinte, considerando o tipo de carregamento:
m / e 0 1 2 3 4 5 6 7 ≥ 8
E m1 / e 0 0,36 0,64 0,82 0,91 0,96 0,98 1 1
E m2 / e 0 0,2 0,37 0,52 0,65 0,75 0,84 0,89 0,9
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e = largura do chapeamento suportado, obtido pela soma das metades dos espaçamentos entre vigas gigantes de um lado e do outro do elemento considerado.
E m1 - deve ser aplicado quando as vigas são carregadas por cargas distribuídas uniformemente ou, então, por não menos que 6 cargas concentradas igualmente espalhadas.
E m2 - deve ser aplicado quando as vigas são carregadas por 3 ou menos cargas concentradas.
Obs: Por meio de interpolação, podem ser obtidos valores intermediários. O comprimento m, a ser utilizado na tabela, pode ser tomado como o vão sem apoio, no caso de vigas simplesmente apoiadas, ou 60% do vão sem apoio, onde as vigas são engastadas em ambas as extremidades.
Figura 2.2
2.5.2.2 - Área Seccional Transversal Colaborante A área seccional transversal colaborante de chapas não deve ser menor que a área seccional transversal da barra de face. 2.5.2.3 - Largura Colaborante do Chapeamento A largura colaborante do chapeamento dos painéis de chapa sujeitos a tensões de compressão agindo transversalmente aos reforços deve ser determinada de acordo com 2.6.2.2 para λ‘ = 0,8 λ . Não se pode, no entanto, tomar para esta largura um valor maior que o obtido por 2.5.2.1. 2.5.2.4 - Módulo da Seção Onde o ângulo αααα entre a alma dos reforços ou das vigas e o chapeamento associado é menor que 75°, o módulo requerido da seção deve ser multiplicado pelo fator λλλλ/senαααα 2.5.3 - Cantilevers Onde os cantilevers são montados em cada caverna, a largura da chapa colaborante pode ser tomada como o espaçamento de caverna. Onde os cantilevers são montados em um espaçamento maior, a largura da chapa colaborante da seção transversal respectiva pode ser aproximadamente tomada como a distância da seção transversal até o ponto no qual a carga está atuando, no entanto, não maior que o espaçamento dos cantilevers.
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2.6.1 - Resistência à Flambagem dos Painéis de Chapas Isotrópicas (almas de elementos estruturais gigantes) 2.6.1.1 - Fórmulas A resistência à flambagem deve ser comprovada de acordo com as fórmulas seguintes: a) tensão crítica de compressão σlki = K x σe [N/mm2 ] b) tensão crítica de cisalhamento τki = K x σe [N/mm2 ]
σσσσe = 18,6.(100. t/b) 2 [N/mm2] t = espessura da chapa, em [mm] b = largura do painel da chapa, em [mm] K = fator de flambagem de acordo com a tabela 2.1.
Obs.1) Quando calculando o fator α e a tensão de Euler σe, o valor ideal bi = 2bD deve ser utilizado, ao invés de b, onde bD < 0,5.b é a largura da zona de compressão. Isto, porém, não é permitido para o cálculo do fator de flambagem K para a determinação da tensão de flambagem, onde as tensões de cisalhamento e a tensão de referência σe estão simultaneamente atuando. (σe = definido em 2.6.1.1 ) α = a / b
Tabela 2.1
2.6.1.2 - Quando as tensões de cisalhamento e normal estão atuando simultaneamente, deve ser calculada a tensão combinada ideal com a seguinte fórmula:
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2
ki
2
1ki
1
1ki
1
221
vk
τ
τ
σ
σ
4
3
σ
σ
4
1
3σ
+
•−
+•+
+=
ψψ
τσi [N/mm2]
σ1 = tensão de compressão [N/mm2 ] τ = tensão de cisalhamento [N/mm2 ] σ1ki , τki = definidos em 2.6.1.1 ψ = definido na tabela 2.1 σvki = σ1ki onde τ = 0 σvki = 1,732.τki onde σ1 = 0 2.6.1.3 - A tensão combinada reduzida com relação à tensão combinada ideal pode ser determinada pela fórmula seguinte e pode, também, ser tomada a partir da seguinte tabela para os 3 grupos de aço para construção naval (235, 315, 355 N/mm2 de tensão de escoamento):
][N/mm])σ
σ).(
σ.12
23525,0(1.[σσ 22
v ki
p
yyvk −−=
σvki [ N / mm2 ] σvk [ N / mm2 ] para aço com escoamento mínimo de [ N / mm2 ] :
235 315 355
< 196 σvki σvki σvki
196 196 σvki σvki
215 203 σvki σvki
235 208 σvki σvki
245 210 σvki σvki
255 212 σvki σvki
275 215 264 σvki
295 218 271 290
345 222 283 307
390 225 290 318
490 229 299 332
590 231 304 339
785 232 309 346
980 233 311 349
1470 234 313 352
≥ 1960 235 315 355
σy = tensão de escoamento do material do chapeamento, em [N/mm2 ] σp = limite de proporcionalidade do material do chapeamento, em [N/mm2] (ver 2.6.1.4)
Tabela 2.2
2.6.1.4 - Fator de Segurança Contra Flambagem
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O fator de segurança contra flambagem deve ser calculado de acordo com:
21
k
3.+σ
σ=ν
2
V
B
τ A espessura das chapas e os espaçamentos dos reforços, respectivamente, devem ser determinados de forma que o fator de segurança contra flambagem não seja menor que:
νB = c para σvki ≤ σp
νB = c.[1/c +(1 -1/c).(σp / σvki ) 2 ] para σvki > σp
σp = limite de proporcionalidade do aço utilizado, em [N/mm2 ] σp = 196 [N/mm2 ], onde σ = 235 [N/mm2 ] σp = 255 [N/mm2 ], onde σy = 315 [N/mm2 ] σp = 285 [N/mm2 ], onde σy = 355 [N/mm2 ] c = 1,4 para chapeamento com espessura original de projeto, incluindo a margem de
corrosão definida em 3.10.1
c = 1,2, para chapeamento com espessura original de projeto reduzida (sem margem de corrosão, devido à aplicação de proteção anticorrosiva efetiva)
c = 1,0, para chapeamento cuja margem de corrosão já foi perdida por corrosão, resultando em uma espessura t-tk (ver 2.10.1).
2.6.2 - Resistência à Flambagem de Painéis de Chapas Ortotrópicas
A prova de resistência à flambagem, por exemplo, dos painéis de chapas reforçadas longitudinal ou transversalmente entre duas anteparas transversais, pode ser efetuada pelas fórmulas abaixo. Onde a tensão de compressão é constante sobre a largura do painel b, as seguintes fórmulas se aplicam:
][N/mm].NN+N.[2=.....1....NN
BA
para
][N/mm).β.NN+2.N.(1=σ.....1....NN
BA
para
2)B
Ay .(+)A
Bx.(1ki4
x
y
2yx1ki4
x
y
22 βσ
N = 0.186.t3 / (t m .B2 ) [N/mm2 ]
1+a.t
.1,096.10=N 1+
b.t.1,096.10
=N 3
5
y3
5
xyx JJ
A = comprimento do painel de chapa, em [m] B = largura do painel da chapa, em [m] a = espaçamento dos reforços transversais, em [mm] b = espaçamento dos reforços longitudinais, em [mm]; obs: A, B, a, b = vide fig. 2.3 J x = momento de inércia dos reforços longitudinais, em [cm4], incluindo a largura colaborante do
chapeamento Jy = momento de inércia dos reforços transversais, em [cm4], incluindo a largura colaborante do
chapeamento t m = t x ( 1 + F x / (t x b)) espessura incrementada da chapa, em [mm] F x = área seccional do longitudinal, em [mm2] t = espessura do chapeamento, em [mm]
⇒≥≥≥≥ 1
⇒< 1
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b
Aa
b
Figura 2.3
2.6.2.2 - A largura de chapeamento colaborante b, de reforços sujeitos à compressão, pode ser determinada através das seguintes fórmulas:
λλλλ b m / b
> 0,70 1,0
> 0,70 e < 1,291 1,474 - 0,677 x λ
≥1,291 1 / λ2
E.Kσ
tb
1,05=λy
E = 2,06 x 105 [N/mm2 ], para aços K = fator de flambagem fornecido na Tabela 2.1 2.6.2.3 - A tensão de flambagem reduzida σvk pode ser determinada por 2.6.1.3. O fator de segurança contra flambagem pode ser obtido de 2.6.1.4, acrescido de 10% (seu valor para um painel de chapa ortotrópica de dimensões A x B deve ser 10% superior ao valor para um painel de chapa isotrópica de dimensões a x b). 2.6.3 - Resistência à Flambagem de Barras-Face de Elementos Estruturais Gigantes A espessura das barras-face não deve ser menor que:
240b.
=tDσ
b = largura, sem apoio, da barra face (b = metade da largura das barras-face simétricas) σD = tensão de compressão máxima, em [N/mm2].
2.6.4 - Resistência à Flambagem dos longitudinais 2.6.4.1 - Dentro de 0,6 L, a meia-nau, a relação da altura da alma para a espessura da alma e da largura da barra-face para a espessura da barra-face, respectivamente, dos longitudinais compreendidos no flange superior e inferior do casco, não deve exceder os seguintes valores:
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a) barras chatas: bs = 19,5 . √ k
ts
b) cantoneiras, seções T, perfis bulbo: - alma: bs = 60 . √ k
ts
- barra-face: bf = 19,5 . √ k
tf
bs = altura da alma, excluindo a espessura da barra-face bf = largura livre da barra-face, excluindo a espessura da alma ts = espessura da alma tf = espessura da barra-face k = fator de material de acordo com a Seção 2, item 2.1.4 k = 1.0, para aço naval comum 2.6.4.2 - Fora de 0,6 L, a meia nau, bem como fora do flange superior inferior do casco, as relações podem ser excedidas em 10%. 2.6.4.3 - Dentro de 0,6 L, a meia-nau, os perfis longitudinais compreendidos no flange superior e inferior do casco devem ser verificados quanto à segurança contra a flambagem torcional, da seguinte forma:
σki = j.σkio ≥ σp . (1 - y/e) [N/mm2]
σp = limite de proporcionalidade do aço empregado, de acordo com 2.6.1.4 y = distância desde o perfil até o convés ao lado, ou até a linha de base, respectivamente e = eD ou eB , se é um perfil localizado no flange superior, ou no inferior do casco,
respectivamente eD = distância do convés ao lado até o eixo neutro da seção mestra eB = distância da linha de base até o eixo neutro da seção mestra
bulboouflangecomperfispara][N/mm]26J
+)mb
.([JJ
2,06.10=σ 22
yp
6
kioDS
Jp = momento polar de inércia do longitudinal, excluindo a largura colaborante do chapeamento
com relação ao ponto C, em [cm4 ], (vide Fig. 2.4) Jp = J’x + Jy [cm4 ] ; J’x = Jx+ d2.f [cm4] Jx = momento de inércia do longitudinal, excluindo a largura colaborante do chapeamento no
eixo x, em [cm4] d em [cm] (vide Fig. 2.4) f = área seccional do perfil, em [cm2] Jy = momento de inércia do longitudinal, excluindo a largura colaborante do chapeamento no
eixo y, em [cm4] Para perfis assimétricos (por exemplo, cantoneiras), Jy deve ser substituído por a. Jy. O fator a deve ser obtido da seguinte tabela:
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bs / bf 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 6,0 12,0 ∞
a 0,25 0,36 0,47 0,56 0,62 0,70 0,85 1,00
Jd = constante torcional = 1/3 Σ b. t3 , em [cm4] b = bS ou bf, em [cm] ver Fig. 2.4 t = ts ou tf , em [cm] ver Fig. 2.4 m = vão, sem apoio, do perfil, em [cm] σkio = 8.104.(ts/bs)
2 [N/mm2], para barras chatas j = fator, dependendo da razão de engastamento do perfil na chapa associada, como segue:
i 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1
j 4 3,1 2,3 2,0 1,8 1,7 1,4
i 2 5 10 20 50 100 ∞
j 1,22 1,1 1,06 1,05 1,03 1,02 1,0 i = 0,5.(ts/t)
3 .a/bs . [1/(1-σkio /σkip) j = 1,0, caso i seja negativo t = espessura da chapa à qual o perfil está associado, em [cm] a = espaçamento dos longitudinais, em [cm] σkip = 7,5.105 .(t/a)2 [N/mm2 ] Para barras chatas que obedeçam os requisitos de 2.6.4.1, a), não é exigida uma prova especial da segurança contra a flambagem torcional.
b2
t1b 1
c
d
Figura 2.4
2.6.4.4 - Dentro de 0,6 L, a meia-nau, os momentos de inércia (incluindo a largura colaborante do chapeamento dos longitudinais compreendidos no flange superior e inferior do casco), não devem ser menores que:
Jm1= 64 . (m/a)2 . a . t3 [cm4 ], para t/a ≤ 1,41. (k)1/2 Jm2= 128 . m 2 . a . t . c [cm4 ], para t/a >>>> 1,41. (k)1/2
“m” e “a” em [m] t = espessura de Regra da chapa na qual o perfil está associado, em [cm] c = 1,0, para o aço naval comum c = σy /235 para o aço naval de alta resistência, onde:
σy = limite de escoamento superior mínimo, em [N/mm2 ]
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O momento de inércia dos vaus gigantes e sicordas, bem como de vigas gigantes que estão apoiando outras vigas gigantes, não deve ser menor que:
J = c.W. m [cm4 ]
c = 4,0, se ambas as extremidades estão simplesmente apoiadas c = 2,5, se uma ou ambas as extremidades estão engastadas W = módulo de seção do elemento estrutural considerado, em [cm3] m = vão, sem apoio, do elemento estrutural considerado, em [m].
2.8 - DETALHES DE CONSTRUÇÃO 2.8.1 - Elementos longitudinais 2.8.1.1 - Continuidade Todos os elementos longitudinais tomados em consideração para o cálculo do módulo de seção da seção-mestra, devem ser contínuos ao longo do comprimento exigido a meia-nau e serem gradualmente reduzidos até às espessuras finais exigidas. 2.8.1.2 - Descontinuidades de Resistência Devem, tanto quanto possível, ser evitadas as descontinuidades bruscas de resistência dos elementos longitudinais. Devem ser estabelecidas transições suaves onde os elementos longitudinais de escantilhões diferentes são conectados uns com os outros. 2.8.1.3 - Borboletas Terminais de Transição Nas extremidades das anteparas longitudinais devem ser instaladas borboletas terminais de transição de dimensões adequadas. 2.8.2 - Elementos estruturais gigantes 2.8.2.1 - Descontinuidades de Resistência Quando vigas gigantes montadas no mesmo plano estão conectadas umas com as outras, devem ser evitadas grandes descontinuidades de resistência. A altura da alma da viga menor deve, em geral, não ser inferior a 60% da altura da alma maior. 2.8.2.2 - Transição entre Barras-face A transição entre as barras-face com dimensões diferentes deve ser gradual. Em geral, a transição não deve exceder 1:3. Nas interseções, as forças atuando nas barras-face devem ser apropriadamente transmitidas. 2.8.2.3 - Apoio das Extremidades das Barras-face De modo a permitir a transmissão das forças atuantes, as barras-face devem ter suas extremidades apoiadas nas quinas. Para o apoio das barras-face dos cantilevers, ver fig. 2.5. Mediante aprovação do BC, os reforços das almas nas quinas podem ser omitidos, caso o ângulo α da quina seja maior que o valor de αmin obtido das seguintes fórmulas:
α min = 180 - β; sen β = (0,65 . σy . ts) / (σ . b . c) σy = tensão de escoamento superior mínima do material, [N/mm2] ts = espessura da alma, em [mm]
σ = tensão normal na barra-face, em [N/mm2]
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b = largura da barra-face, em [mm] c = 1,5, para barra-face simétrica c = 3,0, para barra-face não simétrica Caso sen β resulte um valor superior a 1, não é necessário reforço na alma. 2.8.2.4 - Barras-face dos Cantilevers de Configuração Arredondada As barras-face dos cantilevers de configuração arredondada devem ser fixadas conforme mostrado na Fig. 2.6, isto é, as borboletas contra flambagem devem ser montadas na metade do comprimento do arco e no ponto de transição entre a parte reta e a arredondada da barra-face.
a
Figura 2.5 2.8.2.5 - Reforços ou Borboletas Contra Flambagem Para evitar que as barras-face flambem, devem ser colocados reforços ou borboletas contra flambagem adequadamente espaçados. O espaçamento destes elementos contra flambagem não deve exceder 12.b (b = largura da barra-face).
Figura 2.6 2.8.2.6 - Reforços das Almas - As almas devem ser reforçadas para evitar a flambagem (ver também 2.6) 2.8.2.7 - Furos de Alívio
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A localização dos furos de alívio deve ser de forma que a distância entre a borda do furo até a barra-face não seja menor que 0,3 vezes a altura da alma. Na região de elevadas tensões de cisalhamento, os furos de alívio nas almas devem ser evitados tanto quanto possível. 2.8.3 - Quinas no Teto do Fundo Duplo As quinas no teto do fundo duplo devem ser conforme mostrado na Fig. 2.7
> 50
Figura 2.7
2.9 - AVALIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE TENSÕES As tensões concentradas devido a aberturas relativamente pequenas em conveses, anteparas, gigantes, etc., devem, em geral, atender ao seguinte critério:
σσσσk ≤≤≤≤ f. σσσσy
f = 1,0 para aço naval comum f = 0,9 para aço de alta resistência Onde as concentrações de tensões não são avaliadas pela análise dos elementos finitos, elas podem ser determinadas pela multiplicação da tensão básica com o fator de entalhe k. Para vários tipos de aberturas, os fatores de entalhe são dados nas Figuras 2.8 e 2.9.
2.10 - MARGENS PARA CORROSÃO E CONTROLE DA CORROSÃO
2.10.1 - Margens para Corrosão 2.10.1.1 - Requisitos para os Escantilhões Os requisitos para os escantilhões das Seções 2.10.1.2 até 2.10.2.4 exigem as seguintes margens para corrosão tk:
t’ [mm] tk [mm]
t’ ≤ 10 1,5
10 < t 0,1. t’+ 0,5; máximo 4,0 mm t’ = espessura do material requerida pela Regra, excluindo tk
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2.10.1.2 - Conveses Limítrofes de Tanques Para os conveses limítrofes de tanques, e tetos de tanques, tk ≥ 2,5mm
2.10.1.3 - Estruturas em Espaços Secos
Para estruturas em espaços secos, a margem para corrosão será a metade da obtida em 2.10.1.1, mas não inferior a 1 mm.
1
2
3
4
5
aa
1,510,5
1
a
a
1
1
2
1
Figura 2.8 – Fator de entalhe ak para aberturas arredondadas
2.10.2 - Controle de Corrosão
2.10.2.1 - Autorização para Redução da Espessura do Material - Quando for adotada uma proteção
efetiva contra a corrosão, pode ser dada a autorização para a redução da espessura do material dos seguintes valores D tk:
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a) ambos os lados protegidos: D tk = tk ; max. 2 [mm]
b) apenas um lado protegido : D tk = 0,5 . tk ; max. 1 [mm] 2.10.2.2 - Indicações nos Desenhos Nos desenhos submetidos à aprovação, devem ser indicadas a espessura requerida pelas Regras e a redução de espessura devido à proteção. Deve ser submetido, juntamente com o desenho, a descrição do sistema de proteção. Estes documentos devem permanecer a bordo da embarcação.
2.10.2.3 - Redução de Espessura para Elementos Estruturais Sujeitos a Tensões de Compressão A redução de espessura para elementos estruturais submetidos a tensões de compressão só é permissível caso seja comprovada adequada resistência à flambagem, conforme definido em 2.6.1.4.
Figura 2.9 - Fator de entalhe αk para aberturas retangulares
com cantos arredondados
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SEÇÃO 3
CARREGAMENTO DE PROJETO
3.1 - GENERALIDADES
Esta Seção contém informação referente aos carregamentos de projeto para a determinação dos escantilhões do casco. A menos que de outra forma estabelecida nas Seções seguintes, os carregamentos dados nesta Seção devem ser utilizados nas fórmulas das Seções seguintes ou em cálculos de resistência.
3.1.1 - Centro de Carregamento - Define-se o Centro de Carregamento da seguinte maneira: a) Para chapa horizontal : é a superfície da chapa situada entre os reforços; b) Para chapa não horizontal, com reforços horizontais: é o espaçamento entre os reforços, situado
acima do suporte inferior da chapa, ou da borda inferior da chapa onde ocorreu variação na sua espessura;
c) Para chapa com sistema de reforços verticais: é o ponto médio da superfície da chapa, ou seja, situado a meia altura entre os suportes da chapa; e
d) Para enrijecedores e vigas: é o centro do vão m .
3.2 - CARREGAMENTO EXTERNO DEVIDO AO MAR 3.2.1 - Carregamento em Convés Exposto - Devem ser tratados como conveses expostos todos os conveses possíveis de serem atingidos pelas águas do mar conforme definido na Seção 1, item 1.6. Para os conveses expostos de superestruturas e casarias, ver o item 3.2.4. 3.2.1.1 - Fórmula O carregamento dos conveses expostos deve ser determinado pela seguinte fórmula:
10 . H . ca
PD = p0 . –––––––––––– [kN/m2 ]
P . (10 + z )
p0 = 10,5 . c1, em [kN/m2] c1 = 0,0226 . L, para L menor que 100 m c1 = c0 / 3,5, para L maior ou igual a 100 m c0 = 10,75 - [(300 - L) / 100]1,5, para L menor que 300 m c0 = 10,75, para L maior ou igual a 300 m e menor ou igual a 350 m c0 = 10,75 - [(L - 350) / 100]1,5, para L maior que 350 m L = comprimento, em [m] H = calado, em [m] P = pontal, em [m] z = distância vertical entre o convés exposto e a linha d’água do calado máximo, em [m] ca = coeficiente adimensional obtido da seguinte tabela, e conforme mostrado na Figura 3.1
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Região Posição longitudinal no convés ca
R 0 ≤ x / L ≤ 0,1 1,1
N.M 0,1 ≤ x / L ≤ 0,8 1,0
V 0,8 ≤ x / L ≤ 1,0 (2,5 . x / L) - 1 para L ≤ 100 m
(10 . x / L) - 7 para L ≥ 200 m x = distância do convés, a partir da perpendicular a ré (PPAR), em [m]. Para L entre 100 e 200 m, Ca deve ser obtido por interpolação. 3.2.1.2 - Conveses Resistentes e do Castelo Em conveses resistentes que também são conveses expostos, e nos conveses do castelo, o carregamento não pode ser inferior a:
PDmin = 8 [kN/m2], para L menor que 100 m PDmin = 0,35 . p0 [kN/m2], para L maior ou igual a 100 m
3.2.1.3 - Transporte de Carga que Cause Carregamento Superior ao Padrão a) Caso no convés exposto seja previsto o transporte de carga que resulte em carregamento
superior ao determinado em 3.2.1.1, os escantilhões devem ser determinados pelo carregamento maior (ver, também, 3.3).
b) Para cargas transportadas no convés com altura de estiva inferior a um metro, pode ser requerido um aumento, no carregamento do convés, do seguinte valor:
pz = 10 (1 - hs ) [kN/m2 ]
hs = altura de estiva da carga, em [m]
Figura 3.1 3.2.2 - Carregamento nos Costados do Navio O carregamento externo ps, sobre os costados do navio, deve ser determinado de acordo com as seguintes fórmulas: a) Para elementos cujos Centros de Carregamento estão localizados abaixo do calado na linha
d’água de verão, o maior dos dois seguintes valores:
Z 2 ps = 10 . z2 + p0 . (1 – ––––– + b) [kN/m2]
2.H
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ps = p0 . (1 + b) . χ χ χ χ [kN/m2] b) Para elementos cujos Centros de Carregamento estão localizados acima do calado na linha
d’água de verão:
10 ps = p0 . (1 + b) ––––––– . χ χ χ χ [KN/m2]
10 + z 1 Nas fórmulas acima: p0 = obtido em 3.2.1.1, em [kN/m2] z1 ,z2 = distância vertical, em [m], entre LWL e o Centro de Carregamento do elemento, z1, acima
da LWL e z2, abaixo de LWL LWL = linha d’água correspondente ao maior calado H, ou calado de verão b = obtido da tabela abaixo, onde x é o mostrado na Fig. 3.1
Posição longitudinal b OBS
0 ≤ x / L ≤ 0,2 1 - 5. x / L *
0,2 < x / L < 0,8 0
0,8 ≤ x / L ≤ 1,0 10 . (x / L - 0,8) ** * b não necessita ser superior a 0,5 ** b não necessita ser superior a 1,5 χ = coeficiente para a inclinação das cavernas, aplicável somente na região de proa onde 0,8 ≤
x / L ≤ 1,0. É obtido da seguinte maneira (ver Fig.3.2):
αααα χχχχ
α ≤ 18° 1,0
18° < α ≤ 30° 0,9 + tg2 α
α > 30° 0,73 + 1,5 tg2 α
L in h a d e C e n t r o
H+
z1
ou
H -
z2
A
Figura 3.2
χ = 1,0 onde α ≤ 18º χ = (1/cos² α) - 0,1 onde α> 18º
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3.2.3 - Carregamento no Fundo da Embarcarção
O carregamento externo pB, no fundo da embarcação, deve ser determinado pela fórmula:
pB = 10 . H + p0 . (0,5 + b) [KN/m2] H = calado, em [m] p0 = obtido em 3.2.1.1, em [kN/m2] b = obtido em 3.2.2 3.2.4 - Carregamento Sobre os Conveses da Superestrutura e Casarias
O carregamento sobre os conveses expostos e parte dos conveses expostos de superestruturas e casarias deve ser determinado como segue:
PDA = PD . n [KN/m2]
PD = carregamento de acordo com 3.2.1.1 n = (1 - h / 10), n min = 0,5 n = 1,0, para o convés do castelo h = altura do convés acima do pontal P, em [m].
Para conveses de casarias, o valor assim determinado pode ser multiplicado pelo fator
b’ (0,7 . ––– + 0,3)
B’ b’ = largura da casaria, em [m] B’ = maior boca do navio na posição considerada, em [m]
Exceto para convés do castelo, o carregamento mínimo é:
PDAmin = 4 [KN/m2] Para conveses expostos do tijupá, o carregamento não deve ser menor que:
p = 2,5 [KN/m2]
3.3 - CARREGAMENTOS DEVIDO ÀS CARGAS TRANSPORTADAS E CARREGAMENTO EM CONVESES DE COMPARTIMENTOS HABITÁVEIS
3.3.1 - Carregamento Sobre Conveses de Carga
3.3.1.1 - Fórmula
O carregamento sobre os conveses de carga deve ser determinado pela seguinte fórmula:
pL = pC . (1 + a V ) [KN/m2] pC = carregamento previsto devido à carga, em [KN/m2 ]. Caso não se tenha o peso previsto da
carga, deve-se adotar, para conveses intermediários, pc = 7.h, sendo que pc não pode ser inferior a 15 KN/m2 .
h = altura média entre conveses, para transporte de carga, em [m]. Na região das braçolas das escotilha de porão, deve-se levar em consideração o aumento da altura da carga.
a V = fator adimensional da aceleração, obtido da seguinte maneira:
a V = F . m
F = 0,11 .vo / (L)1/2
vo = velocidade máxima da embarcação em águas tranquilas, em [nós]; vo não pode ser tomado
com valor menor que ( L ) 1/2 [nós] L = comprimento, em [m]
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m = coeficiente fornecido na tabela abaixo, onde x é a variável definida em 3.2.1.1, ou seja, é a distância horizontal da PPAR até o centro de gravidade do porão de carga.
Posição do CG do porão m
0 ≤ x / L ≤ 0,2 mo - ( mo - 1) . 5. x / L
0,2 ≤ x / L ≤ 0,7 1,0
0,7 ≤ x / L ≤ 1,0
1 + (m1 - 1) . ( x / L – 0,7) / 0,3
mo = (1,5 + F) m1 = (3,5 + F) 3.3.1.2 - Carga de Madeira e Coque Para a carga de madeira e coque, o carregamento sobre o convés deve ser determinado pela seguinte fórmula:
p L = 5 . h s . (1 + a V) [ KN/m2 ] h s = altura de estiva da carga, em [ m ] a V = fator da aceleração definido em 3.3.1.1 3.3.1.3 - Cargas Concentradas O carregamento devido a cargas concentradas p (por exemplo, no caso de containers), deve ser determinado como segue:
p = pE (1 + a V) [KN] a V = fator da aceleração definido em 3.3.1.1 3.3.1.4 - Pressão Horizontal de Carga a Granel no Convés A pressão horizontal de carga no convés devido a carga a granel deve ser obtida da seguinte fórmula:
pLh = ph ( 1 + a V) [ KN/m2 ] ph = 9,81 . ρ . h . n [ KN/m2 ]
ρ = densidade da carga estivada, em [ t/m3 ] h = altura do ponto mais alto da carga, a partir do convés, em [m], supondo que o porão esteja
completamente cheio n = tg2 (45° - ϕ /2) ϕ = ângulo de repouso da carga em graus 3.3.2 - Carregamento Sobre o Teto do Fundo Duplo O carregamento no teto do fundo duplo deve ser determinado como segue:
G p i = 9,81 . ––– . h . ( 1 + a V ) [ KN/m2 ]
V G = peso da carga no porão, em [t] V = volume do porão, em [m3 ], excluindo escotilhas
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h = altura do ponto mais alto da carga acima do teto do fundo duplo, em [m], supondo que o porão esteja completamente cheio
a V = fator da aceleração definido em 3.3.1.1; para a sua obtenção, considera-se “x” como a distância horizontal da perpendicular a ré até o centro de gravidade do porão.
3.3.2.1 - Minério Estivado em Forma Cônica Para o carregamento de teto do fundo duplo com minério estivado em forma cônica, o carregamento p deve ser acordado junto ao BC. Deve ser consultada também a Seção relativa aos reforços para embarcações de carga pesada, graneleiros e mineraleiros, na parte relativa a carregamentos em porões que permanecem parcialmente vazios. 3.3.3 - Carregamento Sobre os Conveses de Compartimentos Habitáveis (alojamentos, compartimentos de serviço, etc.) O carregamento do convés em áreas de alojamento e de serviços é:
p = 3,5 . (1 + a V) [ KN/ m2 ] a V = fator de aceleração definido em 3.3.1.1 3.3.3.1 - Carregamento em Conveses de Compartimentos de Máquinas O carregamento em conveses de compartimentos de máquinas é:
p = 8 . (1 + a V) [ KN/m2 ] a V = fator de aceleração definido em 3.3.1.1 3.3.3.2 - Forças Concentradas Devido a Equipamentos Instalados Forças concentradas devido a equipamentos instalados, etc., também devem ser consideradas em 3.3.3 e 3.3.3.1.
3.4 - CARREGAMENTOS NAS ESTRUTURAS DE TANQUES 3.4.1 - Pressão de Projeto para Tanques Cheios A pressão de projeto para condições de serviço é a maior dos seguintes valores:
p1 = 9,81. h1. ρ ρ ρ ρ . (1+aV) + 100 . pV [ KN/m2 ] , ou
p1 = 9,81. ρρρρ . [h1. cos 20°+ (b/2 + y) . sen 20°] + 100. pV [ KN/m2 ] h1 = distância do centro de carga ao topo do tanque, em [m]
ρ = densidade do líquido, em [ t/m3 ] ρ = 1,0 [ t/m3 ], para água doce e água do mar a V = fator da aceleração, definido em 3.3.1.1 b = largura do tanque, em [m] y = distância do centro de carga ao plano vertical longitudinal do tanque, em [m] p V = pressão de ajuste da válvula de alívio de pressão, se a válvula de alívio de pressão for
colocada, em [bar] p V min = 0,2 [bar] (= 2,0 [mca]), para tanques de carga de petroleiros (consulte, também, o BC a
respeito deste carregamento). 3.4.1.1 - Máxima Pressão Estática de Projeto A máxima pressão estática de projeto é:
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p2 = 9,81 . h2 [KN/m2]
h2 = distância do centro de carga ao topo do transbordo ou de um ponto a 2,5m acima do topo do
tanque, aquele que for maior. Tubos de suspiro dos tanques de carga dos petroleiros não devem ser considerados como tubos de transbordo.
Para tanques equipados com válvula de alívio de pressão e/ou para tanques destinados ao transporte de líquidos de densidade superior a 1 t/m3, a altura h2 é, pelo menos, medida ao nível da seguinte distância hp, acima do topo do tanque:
hp = 2,5 . ρρρρ [m ca (coluna d’água em m)], ou
h p = 9,81. pV [m ca], onde pV > 0,25. ρ ρ ρ ρ p V = pressão, definida em 3.4.1, em [ bar ] 3.4.2 - Pressão de Projeto para Tanques Parcialmente Cheios
Para tanques que podem ser enchidos parcialmente entre 20% e 90% da sua altura, a pressão de projeto não deve ser menor que:
200 pd = ( ––– + 1). f. ρρρρ + 100. pV [ KN/m2 ]
L L = comprimento da embarcação, em [m] f = comprimento livre do tanque (medido no sentido longitudinal da embarcação), em [m], para
o projeto dos membros estruturais das anteparas transversais limítrofes do tanque. f = boca livre do tanque (medido, portanto, transversalmente à embarcação), em [m], para o
projeto dos membros estruturais das anteparas longitudinais limítrofes do tanque f = o maior dos dois valores anteriores, para o projeto do piso horizontal e teto, limítrofes do
tanque. O comprimento livre do tanque e a boca livre do tanque correspondem à distância entre anteparas limítrofes ou entre elas e anteparas-diafragma. p V = pressão, definida em 3.4.1, em [bar]
3.5 - VALORES DE PROJETO PARA COMPONENTES DE ACELERAÇÃO 3.5.1 - Componentes de Aceleração As fórmulas seguintes podem ser tomadas como base para o cálculo dos componentes de aceleração devido aos movimentos do navio. Para navios de 50 m de comprimento e acima, as fórmulas são baseadas em um nível de probabilidade Q = 10-B a) Aceleração vertical
1,5
B
22 )C
0,6(0,45)
L
x()
L
45(5,31o.z aa −−+±=
b) Aceleração transversal
22 )B
z0,6.kk.(10,45)-
L
x2,5.(0,6o.y aa +++±=
c) Aceleração longitudinal
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B
2
C
0,6)
L
z5
1200
L(0,7Aonde;A.25,0A0,06o.x aa ⋅+−=−+±=
Os componentes de aceleração consideram os seguintes componentes de movimento: 1- Aceleração vertical (vertical à linha de base) devido à arfagem, caturro e jogo. 2- Aceleração transversal (vertical ao costado do navio) devido ao jogo, caturro, guinada e deriva,
incluindo a componente da gravidade do jogo. 3- Aceleração longitudinal (na direção longitudinal) devido ao avanço e caturro, incluindo a
componente da gravidade do caturro.
ax, ay e az são as acelerações máximas adimensionais (isto é, relativas à aceleração da gravidade g) nas respectivas direções x, y e z. Para finalidades de cálculo, elas devem ser consideradas atuando separadamente. x = distância, partindo da perpendicular de ré, em [m] (ver 3.2.1.1) z = distância vertical da linha d’água do navio até o centro de gravidade do elemento
considerado, em [m], com sinal positivo, acima da linha d’água e sinal negativo, abaixo da linha d’água.
ao = 0,2 . Vo / (L)1/2 + (10,5 . c1) / L
L = comprimento da embarcação, em [m] vo = velocidade máxima em águas tranquilas, em [nós] k = 13 . GM / B B = boca da embarcação, em [m] GM = altura metacêntrica, em [m] k min = 1,0 C B = coeficiente de bloco (ver 1.6.6)
3.5.2 - Aceleração Combinada Aceleração combinada aββββ em uma direção ββββ, pode ser determinada por meio da elípse de aceleração conforme Fig. 3.3 (por exemplo, plano y - z).
az
AY
c entro d e g ravid ad e
NAS EXTREM IDAES
EM L/2
AB
1,0
B
LC
Figura 3.3
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SEÇÃO 4
RESISTÊNCIA LONGITUDINAL
4.1 - GENERALIDADES 4.1.1 - Aplicabilidade desta Seção Para embarcações das categorias I até IV, de acordo com 4.1.2, os escantilhões da estrutura longitudinal do casco devem ser determinados em função do cálculo de resistência longitudinal. Para embarcações que não pertençam a estas categorias, ou seja, em geral para navios de comprimento inferior a 65 metros, a área da seção transversal do convés resistente na região de 0,4L, a meia-nau, deve ser determinada de modo a obedecer aos requisitos estabelecidos em 4.3.2, para o valor mínimo do módulo de seção na seção-mestra. 4.1.2 - Categorias de Embarcações Para fins de aplicação desta Seção, definem-se as seguintes categorias de embarcações: Categoria I - Todas as embarcações contendo grandes aberturas no convés, de acordo com 4.6.1.2, independentemente de seu comprimento. Embarcações que eventualmente poderão transportar carga não homogênea, onde a carga e o lastro poderão estar não uniformemente distribuídos. Embarcações com comprimento inferior a 120 metros, cujo projeto leva em conta uma distribuição não uniforme de carga ou de lastro, pertencem à Categoria II. Navios-tanque para produtos químicos ou para gás liquefeito. Categoria II - Embarcações cujo arranjo permite apenas pequenas variações na distribuição de carga e de lastro, como por exemplo, embarcações de passageiros e embarcações previstas para um padrão de serviço fixo e regular, e cujo Manual de Carregamento (ver 4.1.6) fornece informações suficientes. Além disto, nesta categoria estão abrangidas as exceções mencionadas para as Categorias I. 4.1.3 - Simbologia
k = fator de material, de acordo com a Seção 2 (Item 2.1.4) CB = Coeficiente de bloco, definido na Seção 1, 1.6 x = distância, em [m], entre PPAR e a posição na qual deve ser calculado o momento fletor
e/ou a força cortante vo = velocidade máxima do navio, em [nós], para o calado máximo em águas tranquilas Jy = momento de inércia da seção mestra, em [m4 ], em relação ao eixo horizontal eB = distância, em [m], entre o eixo neutro da seção mestra e a linha de base eD = distância, em [m], entre o eixo neutro da seção mestra e o convés ao lado WB = módulo da seção mestra, em [m3 ], relativo à linha de base WD = módulo da seção mestra, em [m3 ], relativo ao convés ao lado
S = primeiro momento da área seccional considerada, em [m3 ], relativo ao eixo neutro MT = momento fletor total no mar, em [kN . m] MSW = momento fletor em águas tranquilas, em [KN . m], na condição de lastro e/ou
carregamento considerado MWV = momento fletor vertical devido a onda, de acordo com 5.2.2, em [kN . m] (sinal positivo
para alquebramento, negativo para tosamento) QT = força cortante total no mar, em [kN] QSW = força cortante em águas tranquilas, em [kN], na condição de lastro e/ou carregamento
considerado QW = força cortante devido a onda, em [KN]
σP = tensão longitudinal admissível, em [N/mm2]
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τP = tensão de cisalhamento admissível, em [N/mm2]. L = comprimento da embarcação (ver Seção 1, 1.6), em [m] B = boca da embarcação (ver Seção 1, 1.6), em [m] P = pontal da embarcação (ver Seção 1, 1.6), em [m] H = calado da embarcação (ver Seção 1, 1.6), em [m] 4.1.4 - Cálculo de Momentos Fletores em Águas Tranquilas e de Forças Cortantes em Águas Tranquilas Para as condições de lastro e carregamento considerados, deve ser feito o cálculo dos momentos fletores em águas tranquilas. Em caso de uma distribuição não uniforme de carga ou de lastro deve ser determinada, também, a curva das forças cortantes em águas tranquilas. 4.1.4.1 - Condições de Carregamento O cálculo dos momentos fletores e das forças cortantes em águas tranquilas deve ser executado para as seguintes condições de carregamento: a) Condição de início de viagem b) Condição de final de viagem; e c) Condições intermediárias Para a determinação dos escantilhões da estrutura longitudinal, devem ser utilizados os valores máximos em águas tranquilas dos momentos fletores e das forças cortantes, calculados para as condições de carregamento a), b), c). Ver também 4.1.5 4.1.5 - Condições de Carregamento 4.1.5.1 - Condições Básicas Em geral, devem ser investigadas as seguintes condições de carregamento: - distribuição homogênea de carga; - distribuição desigual (alternada) de carga (se prevista); - condições de lastro (leve, carregado); - condições de carregamento no porto; - embarcação flutuando pronta para a docagem; e - condições transitórias durante o descarregamento ou o carregamento; 4.1.5.2 - Embarcações de Carga Seca, Graneleiros, Ferries, Ro-Ro, etc. - condições especiais de carregamentos, tais como “containers”, cargas no convés, carregamento
leve, etc., onde aplicável; e - condições de carregamento para rotas especiais
4.1.5.3 - Petroleiros
- condições relativas à limpeza de tanques ou outras condições de operação que diferem significativamente das condições de lastro.
4.1.5.4 - Embarcações-Tanque para Produtos Químicos - as mesmas condições dos petroleiros, onde aplicável; - condições de carregamento de carga de alta densidade ou de carga aquecida; e - condições para carregamentos de carga segregada. 4.1.5.5 - Embarcações Transportadoras de Gás-Liquefeito - as mesmas condições dos petroleiros, onde aplicável; - condições de tanques parcialmente cheios; - condições onde produtos de densidades significativamente diferentes são transportados
simultaneamente; e
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- condições de porto para as quais tenha sido aprovada uma alta pressão de vapor. 4.1.5.6 - Outros Tipos de Embarcações e Embarcações Especiais
Para outros tipos de embarcações e para embarcações especiais, pode ser exigido que outras condições de carregamento, de acordo com o serviço pretendido, sejam investigadas. 4.1.5.7 - Embarcações de Projeto de Formas Não Convencionais ou com Grandes Aberturas no Convés
Embarcações de projeto e de formas não convencionais ou possuindo grandes aberturas no convés poderão exigir uma análise complexa de tensões, a ser realizada pelo Bureau Colombo. 4.1.6 - Instruções para Carregamento 4.1.6.1 - Aprovação do Manual de Carregamento Um Manual de Carregamento deverá ser preparado e submetido à aprovação do Bureau Colombo, para todos os navios, exceto para os de Categoria II com comprimento menor que 90 m que possuirem porte bruto menor ou igual a 30 % do deslocamento correspondente ao calado na linha d’água de verão. Este Manual deverá ser elaborado no idioma português e fornecido ao comandante da embarcação, de modo a lhe transmitir uma orientação de como carregar e lastrar a embarcação, de maneira a não comprometer a sua segurança. Todas as informações constantes do Manual definitivo devem ser baseadas nos dados finais da embarcação. 4.1.6.2 - Conteúdo do Manual de Carregamento O Manual de Carregamento deve conter as seguintes informações:
- as condições de carregamento, de início e de final de viagem, que foram utilizadas para o projeto da embarcação;
- dados sobre os valores admissíveis de momento fletor em águas tranquilas, forças cortantes em águas tranquilas e, onde aplicável, limitações devido aos esforços torsionais e laterais (como, por exemplo, para embarcações com grandes aberturas de convés, de acordo com 4.6.1.1, e cargas laterais devido a cargas dinâmicas ocasionadas pela massa do carregamento atuando na direção transversal à embarcação, bem como cargas dinâmicas torsionais; estas cargas devem ser consideradas na determinação dos momentos fletores em águas tranquilas);
- dados adicionais sobre os momentos fletores em águas tranquilas e sobre as forças cortantes em águas tranqüilas, conforme definido em 4.1.4 e 4.1.5); e
- dados sobre os carregamentos locais permitidos, como por exemplo, nos conveses, no teto do fundo duplo e nas escotilhas.
4.1.6.3 - Instrumento de Medição de Carregamento Para as embarcações da Categoria I (ver 4.1.2) com comprimento igual ou superior a 100 m, deverá, além do Manual de Carregamento, e a critério do Bureau Colombo, ser fornecido também um Instrumento de Medição de Carregamento que, por meio digital (programa de computador) ou analógico, permita ao comandante da embarcação verificar rapidamente, em determinados pontos ao longo da embarcação, que não estão sendo excedidos os valores admissíveis para o momento fletor em águas tranquilas, para a força cortante em águas tranquilas, e para as cargas laterais e torsionais em águas tranquilas, quando aplicável, em qualquer condição de carregamento ou lastro. A quantidade e a posição dos pontos de medição de carregamento, bem como os valores admissíveis acima mencionados deverão ser submetidos ao Bureau Colombo.
4.2 - MOMENTOS FLETORES LONGITUDINAIS VERTICAIS E FORÇAS CORTANTES VERTICAIS
4.2.1 - Momentos Fletores Longitudinais Verticais Os momentos fletores totais longitudinais, no mar, devem ser determinados de acordo com a seguinte fórmula:
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M T = MSW + M Wv [kN . m]
4.2.2 - Momentos Fletores Verticais Devido a Onda 4.2.2.1 - Momento Fletor Vertical a Meia - Nau O momento fletor vertical, a meia-nau, devido a onda, deve ser determinado através da seguinte fórmula:
MWv = 190 . C . L2 . B . CB . 10-3 [kN . m] em alquebramento
MWv = 110 . C . L2 . B . (CB + 0,7) . 10-3 [kN . m] em tosamento
onde C = 10,75 - [(300 - L) / 100]1,5 para 90 ≤ L < 300 m C = 10,75 para 300 ≤ L ≤ 350 m C = 10,75 - [(L - 350) / 150]1,5 para L > 350 m
CB não pode ser tomado com valor inferior 0,6 4.2.2.2 - Distribuição do Momento Fletor Sobre o Comprimento L O momento fletor, em onda, deve ser distribuído sobre o comprimento L de acordo com as seguintes fórmulas:
M W v(x) = M W v .C M
O fator CM está plotado na Fig. 4.1 CM = 2,5 . (x / L ) para x / L < 0,4 CM = 1,0 para 0,45 ≤ x / L ≤ 0,65 CM = 2,86 . [1 - ( x / L)] para x / L > 0,65
Figura 4.1
4.2.2.3 - Navios de forma ou projeto não convencionais ou com velocidade v igual ou superior a 1,6.(L)1/2
CM
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Para navios de forma ou projeto não convencionais, e para navios com velocidade v ≥ 1,6.(L)1/2, o Bureau Colombo pode exigir um procedimento de cálculo especial para a determinação do momento fletor vertical devido a onda, bem como para a sua distribuição ao longo do comprimento, em que serão levados em conta, inclusive, os movimentos de arfagem e caturro. 4.2.3 - Forças Cortantes Verticais
A força cortante vertical, no mar, na respectiva seção x considerada, deve ser determinada pela seguinte fórmula:
Q T(x) = Q SW(x) + Q W(x) [kN] Q SW(x) e Q W(x) devem ser somados independentemente de seus sinais. 4.2.4 - Forças Cortantes Verticais Devido a Onda
4.2.4.1 - Fórmula
A força cortante vertical devido a onda deve ser determinada pela seguinte fórmula:
Q W (x) = 30 . FQ . C . L . B . (CB + 0,7) . 10-2 [k N]
C = ver 4.2.2.1 FQ = fator de distribuição ao longo do comprimento para a força cortante devido a onda, definido
na tabela a seguir), em função de x/L (ver também Fig. 4.2)
Localização da seção Fator de distribuição FQ
Força cortante positiva Força cortante negativa
0 ≤≤≤≤ x <<<< 0,2. L 4,6 . A . x / L 4,6 . x / L
0,2. L ≤≤≤≤ x ≤≤≤≤ 0,3. L 0,92 . A 0,92
0,3. L <<<< x <<<< 0,4. L (9,2. A – 7) . [0,4 - (x / L)] +
0,7 2,2 . [0,4 - (x / L)] - 0,7
0,4. L ≤≤≤≤ x ≤≤≤≤ 0,6. L 0,7 0,7
0,6. L <<<< x <<<< 0,7. L 3. [(x / L) - 0,6] + 0,7 (10. A - 7) . [(x / L) - 0,6] - 0,7
0,7. L ≤≤≤≤ x ≤≤≤≤ 0,85. L 1 A
0,85. L <<<< x ≤≤≤≤ L 6,67. [1 - (x / L)] 6,67. A . [1 - (x / L)]
Nota : A = 190 . CB / [110 . (CB + 0,7)]
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Força cortante negativa
Força cortante positiva
Figura 4.2 4.2.4.2 - Navios de Projeto e Formas Não Convencionais
Para navios de projeto e formas não convencionais, o Bureau Colombo poderá exigir um procedimento de cálculo especial para as forças cortantes verticais devido a onda.
4.3 - MÓDULOS DE SEÇÃO E MOMENTOS DE INÉRCIA
4.3.1 - Módulo Mínimo da Seção - Mestra em Função dos Momentos Fletores Longitudinais 4.3.1.1- Exigências
A exigências definidas em 4.3.1.3, 4.3.2 e 4.3.3, para os módulos da seção-mestra geralmente se aplicam a todas as seções transversais, dentro de 0,4.L a meia-nau. Se, entretanto, o cálculo dos momentos fletores longitudinais mostrar que a faixa dos momentos fletores longitudinais máximos totais excede 0,4.L a meia-nau, as exigências de 4.3.1.3 também devem ser aplicadas para as seções fora de 0,4.L, onde ocorra aquele momento fletor máximo. 4.3.1.2 - Casos Especiais Em casos especiais (navios sem corpo paralelo, por exemplo) poderão ser admitidas exceções ao estabelecido em 4.3.1.1, desde que se prove que em nenhuma seção da embarcação esteja sendo excedida a tensão longitudinal admissível σ p . 4.3.1.3 - Módulo de Seção na Seção - Mestra Relativo ao Convés ou ao Fundo O módulo da seção-mestra relativo ao convés ou ao fundo não deve ser menor que:
W = 10-3 . MT / σp [m3]
MT = valor absoluto do momento fletor total máximo no mar em [kN . m] dentro de 0,4 L a meia
nau conforme 4.2.1 σp = 175 / k [N/mm2 ]
4.3.2 - Módulo Mínimo da Seção-Mestra Relativo ao Convés ao Lado e ao Fundo
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O módulo da seção-mestra relativo ao convés ao lado e ao fundo não pode ser menor que o seguinte valor:
W min = k . C . L2 . B . (CB + 0,7) .10-6 [m3 ] C = 10,75 - [(300 - L) / 100]1,5 para 90 ≤ L < 300 m C = 10,75 para 300 ≤ L ≤ 350 m C = 10,75 - [(L - 350) / 150]1,5 para L > 350 m CB = não pode ser tomado com valor inferior a 0,6 4.3.3 - Momento de Inércia da Seção-Mestra O momento de inércia da seção-mestra em relação ao eixo horizontal não deve ser menor que:
J = 3 . C . L3 . B . (CB + 0,7) . 10-8 [m4] 4.3.4 - Cálculo do Módulo da Seção-Mestra 4.3.4.1 - Fórmulas O módulo de seção do fundo WB e o módulo de seção do convés WD devem ser determinados pelas seguintes fórmulas:
J Y J Y WB = –––– [m3] WD = –––– [m3]
eB eD Condutos contínuos e braçolas de escotilhas longitudinais podem ser considerados na determinação do módulo de seção da seção-mestra, desde que eles sejam eficazmente suportados por anteparas longitudinais ou sicordas bem reforçadas. O módulo ideal de seção do convés deve, então, ser determinado pela seguinte fórmula:
J Y W’D = ––– [m3 ]
e’ D e’ D = z . (0,9 + 0,2 . y/B) [m]
z = distância, em [m], a partir do eixo neutro da seção-mestra até o topo do elemento estrutural
contínuo. y = distância, em[m], a partir da linha de centro até o topo do elemento estrutural longitudinal
contínuo. Deve ser estabelecido que e’D > eD . Para navios com escotilhas múltiplas, ver 4.3.5 4.3.4.2 - Áreas Seccionais Consideradas No cálculo do módulo da seção-mestra, devem ser levadas em consideração as áreas seccionais de todos os elementos longitudinais contínuos. Grandes aberturas com comprimento acima de 2,5m ou largura acima de 1,2m, devem ser deduzidas das áreas seccionais utilizadas no cálculo do módulo de seção. O mesmo prevalece para os recortes, quando é aplicada soldagem com escalope. Aberturas menores (portas de visita, furos de alívio, recortes para drenagem e escalopes para soldagem de bainhas longitudinais de chapas) não necessitam ser deduzidas, quando a soma das suas larguras e da largura de suas áreas de sombra não reduza o módulo de seção no convés e no fundo em mais de 3%, e desde que a sua altura em elementos longitudinais não exceda 25% da altura da alma do elemento para escalopes (além disto, a altura máxima destes é 75mm).
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A soma, sem dedução, de aberturas menores em uma seção transversal na área do fundo ou do convés de 0,06 (B - b) (onde b = largura total das grandes aberturas) pode ser considerada equivalente à redução acima no módulo de seção em 3%. A largura da área de sombra será obtida desenhando-se duas linhas tangentes com um ângulo de abertura de 30 graus (vide Fig. 4.3). No caso de aberturas maiores podem ser exigidos reforços locais, reforços estes que serão tratados individualmente nas Seções seguintes.
S E Ç Ã O T R A N S V E R S A L C O N S ID E R A D A
Á R E A D E S O M B R A3
0°
à s e r le v a d o e mc o n s id e r a ç ã o
Figura 4.3
4.3.4.3 - Limite de Redução do Módulo da Seção-Mestra Tendo sido reduzidas as espessuras de elementos longitudinais contínuos do flange superior e inferior que servem como limites de tanques de óleo e lastro, por ter sido adotado um sistema efetivo de proteção contra corrosão, esta redução do módulo da seção-mestra não poderá reduzi-lo em mais de 8%. 4.3.4.4 - Embarcações com Mais de Uma Escotilha na Mesma Seção 4.3.4.4.1 - Para a determinação do módulo de seção-mestra, pode-se utilizar como área seccional efetiva a percentagem da área da seção transversal do chapeamento situado entre as escotilhas mostrado na Tabela 4.1, desde que haja pés-de-carneiro nas interseções dos reforços longitudinais situados entre as aberturas de escotilhas (sicordas) com as cavernas gigantes.
Fixação da extremidade do reforço longitudinal
Posição Área seccional efetiva da fiada do chapeamento longitudinal
[em %] Ambas as extremidades efetivamente fixadas
Fora da linha de centro 60 Na linha de centro 50
Uma extremidade Efetivamente fixada/
Fora da linha de centro 40 Na linha de centro 30
Nenhuma extremidade efetivamente fixada
Fora da linha de centro 20 Na linha de centro 10
Tabela 4.1
4.3.4.4.2 - Para que a extremidade do reforço longitudinal seja considerada efetivamente fixada, é preciso que o deslocamento longitudinal f do ponto de fixação, em relação à parte lateral da embarcação, e devido à ação de uma força longitudinal PL, não exceda o valor de 10mm (ver figura 4.4).
PL = 7,5 . FL [kN]
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FL = área da seção transversal completa do reforço longitudinal, em [cm2
] 4.3.4.4.3 - O valor obtido na Tabela 4.1 pode ser aumentado em 30% quando for fixada uma antepara longitudinal ao reforço longitudinal situado entre as escotilhas, ou quando a efetividade deste reforço for aumentada por outro meio equivalente. 4.3.4.4.4 - Quando for usado o cálculo direto para se avaliar a efetividade do reforço longitudinal entre escotilhas, deve ser utilizado o seguinte momento fletor longitudinal padronizado.
2 p x M(x) = 3,75 . 104 (1 - cos ————) WD [kN . m]
L 4.3.4.4.5 - Quando a efetividade do reforço longitudinal entre escotilhas tiver sido determinada aproximadamente, conforme definido em 4.3.4.4.1 e em 4.3.4.4.2, a tensão total devido à flexão da viga-navio, sem qualquer redução, deve ser utilizada no cálculo das tensões compostas devidas a carregamentos localizados e à flexão da viga-navio para a determinação dos escantilhões do mencionado reforço. 4.3.5 - Módulos de Seção Fora de 0,4 L a Meia-Nau Devem ser determinadas as tensões longitudinais nas seções fora de 0,4 L a meia-nau, em conexão com o cálculo dos momentos fletores admissíveis em águas tranquilas, de acordo com 4.2.4.1.A segurança contra a flambagem dos flanges superior e inferior do casco deve ser comprovada (ver, também, Seção 6, 6.2.2 e Seção 6, 6.1.5.2).
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Observação (1): Os momentos fletores devem ser introduzidos de acordo com a regra para sinais indicada no item 4.1.3
Figura 4.4
4.4 - VERIFICAÇÃO DAS TENSÕES DE CISALHAMENTO 4.4.1 - Tensões de Cisalhamento Admissíveis O cisalhamento no costado e nas anteparas longitudinais, devido a força cortante QT (x), de acordo com 4.2.3 não deve exceder 110/k [N/mm2]. 4.4.2 - Resistência à Flambagem As anteparas longitudinais devem ser examinadas com relação à flambagem, conforme Seção 2, 2.6. O fator de segurança contra flambagem pode ser 10% menor que aquele dado na Seção 2, 2.6.1.4. 4.4.3 - Cálculo das Tensões de Cisalhamento 4.4.3.1 - Navios com Mais de Duas Anteparas Longitudinais e Navios com Casco Duplo A distribuição das tensões de cisalhamento pode ser calculada através de procedimentos de cálculo aprovados pelo Bureau Colombo. Para navios com mais de duas anteparas longitudinais e navios com casco duplo, pode ser exigida a aplicação de tal procedimento de cálculo, especialmente quando a distribuição do carregamento no sentido transversal do navio é desigual.
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4.4.3.2 - Navios sem Anteparas Longitudinais Para navios sem anteparas longitudinais, a distribuição das tensões de cisalhamento no costado pode ser determinada pela seguinte fórmula:
QT (x) . S
τ = –––––––––– [ N/mm2 ] 2 . Jy . t A
QT (x) = força cortante vertical, em [kN] conforme 4.2.3 na seção considerada Para navios com projeto e formas convencionais, pode ser utilizado para todas as seções o coeficiente S/Jy determinado para a seção mestra τ A = espessura do costado, em [mm], na seção considerada. 4.4.3.3 - Navios com Duas Anteparas Longitudinais Para navios com duas anteparas longitudinais, a distribuição de tensões de cisalhamento no costado e nas anteparas longitudinais pode ser determinada pelas seguintes fórmulas:
Q T(x) . S . α τ = –––––––––––– [ N/mm2 ] Jy . t AS α = 0,16 + 0,08 ––– para o costado AL AS α = 0,34 - 0,08 –––– para anteparas longitudinais AL
τ = espessura do costado ou do chapeamento de antepara longitudinal, em (mm), na seção
considerada AS = área seccional do chapeamento do costado, em [cm2], dentro do pontal P AL = área seccional do chapeamento de antepara longitudinal, em [cm2], dentro do pontal P 4.4.3.4 - Tensões de Cisalhamento Introduzidas pela Escoa na Antepara Longitudinal
ou no Costado Onde as escoas nas anteparas transversais são apoiadas nas anteparas longitudinais ou no costado, as forças de apoio destas vigas devem ser consideradas quando da determinação das tensões de cisalhamento no costado ou nas anteparas longitudinais. A tensão de cisalhamento introduzida pela escoa na antepara longitudinal ou no costado pode ser determinada pela seguinte fórmula:
PSt τ St = –––––– [ N/mm2 ]
bSt . t PSt = força de apoio da escoa, em [kN] bSt = largura da escoa, incluindo a borboleta de extremidade (se existir), em [m], no ponto de
apoio τ = espessura do chapeamento de antepara longitudinal ou do costado, em [mm], no ponto
considerado. A tensão de cisalhamento adicional τst deve ser somada à tensão de cisalhamento devida à flexão longitudinal na seguinte área: 0,5 [m], em ambos os lados da escoa na direção longitudinal do navio 0,25 vezes largura da escoa, acima e abaixo da escoa.
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4.4.4 - Correção da Curva de Força Cortante em Águas Tranquilas 4.4.4.1 - Carregamento Alternado No caso de carregamento alternado, a curva convencional de força cortante pode ser corrigida de acordo com a transmissão direta de forças pela estrutura longitudinal do fundo nas anteparas transversais. Vide Fig.4.5.
Figura 4.5
4.4.4.2 - Cálculo das Forças de Apoio da Grelha do Fundo nas Anteparas Transversais As forças de apoio da grelha do fundo nas anteparas transversais podem ser determinadas por cálculo racional de grelha ou aproximadamente, conforme 4.4.4.3.
4.4.4.3 - Soma das Forças de Apoio da Grelha do Fundo nas Anteparas Limites de Ré e de Vante A soma das forças de apoio da grelha do fundo nas anteparas limites de ré e de vante do porão considerado pode ser determinada pelas seguintes fórmulas:
∆Q = u . Pc - v . H* [kN] Pc = carga ou lastro, em [t], no porão considerado, incluindo eventuais conteúdos dos tanques de
fundo dentro da parte plana do fundo duplo. H* = calado, em [m], no centro do porão u,v = coeficiente de correção para carga e empuxo, como segue:
u = 10 . χ . m . b . h / V [kN/t]
v = 10 . χ . m . b [kN/m]
B χ = ––––––––––
2,3 (B + m) m = comprimento da parte plana do fundo duplo, em [m] b = largura da parte plana do fundo duplo, em [m] h = altura do porão, em [m] V = volume do porão, em [m 3]
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4.5 - MOMENTOS FLETORES E FORÇAS CORTANTES ADMISSÍVEIS EM ÁGUAS TRANQUILAS
4.5.1 - Momentos Fletores Admissíveis em Águas Tranquilas
Para navios de projeto e formas convencionais, o momento fletor admissível em águas tranquilas, para uma seção dentro do comprimento L, pode ser determinado pelas seguintes fórmulas:
M SW (x) = MT(x) - M Wv(x) [kN . m] MT(x) = é tomado o menor valor de
MT(x) = σp(x) .WD(a) (x) .103 [kN . m] e/ou
MT(x) = σp(x) .WB(a) (x) .103 [kN . m] M W(x) vide 4.2.2.2
σ p(x) = tensão de flexão longitudinal admissível, em [N/mm2], como segue:
σ p(x) = (1/k). 119, para x / L ≤ 0,1 σ p(x) = (1/k). [175 – 1400.( x / L – 0,3)]2, para 0,1 < x / L < 0,3
σ p(x) = 175 / k, para 0,3 ≤ x / L ≤ 0,7 σ p(x) = (1/k). [175 – 1400.(x / L – 0,7)]2, para 0,7 < x / L < 0,9 σ p(x) = (1/k). 119, para x / L ≥ 0,9 Em casos especiais, pode se admitir uma tensão maior nas extremidades da embarcação se a análise detalhada das tensões, de acordo com 4.2.2.3, tiver sido realizada por métodos reconhecidos de cálculo, tal como o de elementos finitos. W D(a) (x) = módulo de seção real no convés, em [ m3], na posição x. W B(a) (x) = módulo de seção real do fundo, em [m3 ], na posição x. Na região entre x / L = 0,3 até x / L = 0,7, o momento fletor admissível em águas tranquilas não deve exceder o valor calculado para x / L = 0,5. 4.5.2 - Força Cortante Admissível em Águas Tranquilas
A força cortante admissível em águas tranquilas, para uma seção transversal dentro do comprimento L, pode ser determinada pela seguinte fórmula:
Q SW(x) = Q T(x) - Q W(x) [kN]
Q W(x) vide 4.2.4.1 Q T(x) = força cortante admissível total, em [kN], para a qual a tensão de cisalhamento admissível
τp= 110/k (N/mm2) será alcançada porém não excedida em qualquer ponto da seção considerada.
4.6 - NAVIOS COM GRANDES ABERTURAS DE CONVÉS
4.6.1 - Generalidades
4.6.1.1 - Caracterização
Um navio é considerado como tendo grandes aberturas de convés se uma das seguintes condições se aplica a uma ou mais aberturas de escotilha:
a) (bL / BM) > 0,6 e/ou b) (mL/ mM) > 0,7
bL = largura de escotilha; no caso de escotilhas múltiplas, bL é a soma das larguras das escotilhas individuais
mL = comprimento da escotilha BM = largura do convés medida no comprimento médio da abertura de escotilha
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mM = distância entre os centros das fiadas transversais de convés em cada extremidade de escotilha. Onde não existam quaisquer outras aberturas de escotilhas além daquelas em consideração, mM será especialmente considerado.
4.6.1.2 - Verificação das Tensões Combinadas
Em complemento às exigências de 4.2, para navios com grandes aberturas de convés, devem ser verificadas as tensões combinadas devidas às flexões vertical e horizontal, à torção e ao carregamento transversal. Para esta finalidade, deve ser calculada uma tensão nominal total como um valor de referência, a qual é composta de valores individuais de tensão. 4.6.2 - Tensões Combinadas
4.6.2.1 - Para a determinação dos elementos estruturais longitudinais do flange superior do casco, as tensões individuais no convés resistente devidas às flexões vertical e horizontal, à torção e ao carregamento transversal, devem ser compostas na tensão nominal total pela fórmula seguinte:
2
)(
222)( WTorQWhWvSTorSWnom σσσσσσσ +++++= [N/mm2]
σSW = MSW / (WD .103 ) [N/mm2 ] (tensão devida ao momento fletor em águas tranquilas) σWv = MWv / (WD .103 ) [N/mm2 ] (tensão devida ao momento fletor vertical devido à onda)
σWh = MWh / (WZ .103 ) [N/mm2 ] (tensão devida ao momento fletor horizontal devido à onda) M Wh = momento fletor horizontal devido à onda, como segue:
M Wh = 1,25 . L 9/4 . (H + 0,3B).CB . (F + 0,2).CM [kN . m]
F = 0,164.vo /(L)1/2 = número de Froude CM = vide 4.2.2.2 Wz = módulo de seção, em [m3 ], na seção considerada, em relação ao eixo vertical σQ = MQ / (10. W1) [N/mm2 ] MQ = momento fletor em relação ao eixo z, em [kNm], o qual tensiona a viga formada pelo
costado, fiada do convés e braçola longitudinal da escotilha, devido a atuação da pressão externa da água, conforme Seção 4, 4.2.2
W1 = menor módulo de seção, em [m3], da fiada do convés longitudinal incluindo o costado adjacente às escotilhas, na região das braçolas transversais, em relação ao eixo vertical. Quando calculando W1, todos os elementos estruturais longitudinais contínuos, dentro de 0,2 P abaixo da linha de convés, podem ser incluídos. As braçolas longitudinais de escotilhas somente podem ser incluídas se forem prolongadas suficientemente além das extremidades das escotilhas.
Para navios porta-containers, com escotilhas com comprimento de aproximadamente 14m, σQ e
σTor podem ser determinados pelas seguintes fórmulas:
σQ = (H3 /P + 0,25 . P . p0). mL2 / [7,2 . W1 . 103] [N/mm2 ]
σTor = mL . MTor / [ 6,4 . (1 + δ) . P. W1.103 ] [N/mm2 ]
p0 = ver 3.2.1.1 σTor = tensão devida à torção do navio, consistindo de uma parcela estática σTor (s) e outra
induzida pela onda σTor (W) MTor = momento torcional;
MTor = 0,075.L.(B.CWL)3 + M Tor(w) [kN . m)
M Tor(w) = momento torcional estático;
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M Tor(w) = 50.n1/2.B [ kN . m] n = número de containers de 20 pés (T.E.U.). Para navios que não são equipados com
guias de containers, n pode ser tomado como 0,01 x deslocamento, em [kN] C WL = coeficiente da área de linha d’água correspondente ao calado máximo
δ = 0 (zero), quando é instalada uma escotilha δ = (3.λ2 + λ4 )/(2.λ3) , quando duas escotilhas são instaladas uma ao lado da outra
δ = [ λ1 . λ2 + 1/6 . λ4 (λ1 + 2 . λ2 ) +λ22 ] / [ λ1 .λ2 + 1/6 . λ3 ( λ1 + 2 . λ2 )] , quando três
escotilhas são instaladas uma ao lado da outra λ1 = largura da escotilha central, dividida pelo momento de inércia em relação ao eixo
vertical da fiada de convés transversal entre duas escotilhas centrais λ2 = largura da escotilha (no caso de três escotilhas uma ao lado da outra, largura da
escotilha externa), dividida pelo momento de inércia em relação ao eixo vertical da fiada de convés transversal entre as escotilhas (externas)
λ3 = comprimento da escotilha, dividido pelo momento de inércia em relação ao eixo vertical da sicorda entre as escotilhas
λ4 = comprimento da escotilha, dividido pelo momento de inércia em relação ao eixo vertical da fiada de convés (incluindo o costado) adjacente à escotilha.
4.6.2.2 - Limite da Tensão Nominal no Convés Resistente A tensão nominal total no convés resistente não deve exceder o seguinte valor:
σ σ σ σ nom
= 230 / k [ N/mm²]
Para obedecer a este critério de tensão combinada, recomenda-se, para efeito de aproximação na determinação dos escantilhões, que o módulo de seção exigido em 4.3.1.3, para o momento fletor vertical total, seja aumentado em 10%
4.6.3 - Comprovação de Tensões por Análise Especial de Tensões Quando as tensões no convés resistente, devidas à torção e/ou carregamento transversal, excedem os seguintes valores limites, será exigida uma análise especial de tensões por cálculo racional. Caso contrário, a análise de tensão, conforme definida em 4.6.2, será suficiente.
Valores limites de tensão:
σ Tor(S) + σ Tor(w) ≤ 130 / k [N/mm2 ]
σ Q ≤ 110 / k [N/mm2 ]
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SEÇÃO 5
CHAPEAMENTO DO FUNDO E DO COSTADO
5.1 - GENERALIDADES 5.1.1 - Orientações Específicas 5.1.1.1 - Fundo Reforçado a Vante Conforme a Seção 5, item 5.5 5.1.1.2 - Reforços do Chapeamento do Costado nas Extremidades de Superestruturas
Conforme a Seção 14 5.1.2 - Definições k = fator de material, conforme a Seção 2, item 2.1.4 pB = carregamento sobre o fundo, em [ kN/m2 ],conforme a Seção 3, 3.2.3 pS = carregamento sobre os costados, em [ kN/m2 ], de acordo com a Seção 3, item 3.2.2 n1 = 8,1 para cavernamento transversal n1 = 6,5 para cavernamento longitudinal n2 = 5,6 para cavernamento transversal n2 = 4,6 para cavernamento longitudinal σB = tensão normal longitudinal máxima no fundo [ N/mm2 ] σB = 10-3 .M T / WB , conforme a Seção 4, item 4.3.1.3. Para uma primeira aproximação, σB
pode ser tomado como 120/k [ N/mm2 ]. τK = acréscimo na espessura devido à corrosão, de acordo com a Seção 2, item 2.10 c = 1 + 3 (a/b1 )
2 a = espaçamento entre cavernas (ver 1.6), em [m] b1 = maior largura do painel de chapa. P = pontal (ver 1.6), em [m]. Para navios com troncos contínuos ou braçolas contínuas, o
pontal fictício P’ = eB + e’D deve ser usado em vez do pontal da regra D; para eB e e’D , ver Seção 4, itens
4.1.3 e 4.3.4.1 H = calado (ver item 1.6), em [m] L = comprimento (ver item 1.6), em [m] B = boca (ver item 1.6), em [m]
5.2 - CHAPEAMENTO DO FUNDO 5.2.1 - Chapeamento Dentro de 0,4 L, a Meia-Nau 5.2.1.1 - Espessura
A espessura do chapeamento do fundo para navios com comprimento de até 100 m não deve ser menor que:
[mm]t+)25P
300L
+(150
L+16,5
.kp.a.n=t k
B1 -
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A espessura do chapeamento do fundo para navios com comprimento acima de 100 m deve ser determinada de acordo com as seguintes fórmulas:
kBadm
B2 t
- p . 10
. a . n t +=σσ
[mm]
σ adm= 230/k [N/mm2]
tmin = 1,26 . a . (pB . k)0,5 + tk [mm]
A espessura não pode ser inferior à espessura crítica definida em 5.2.2, nem à espessura nas extremidades fornecida em 5.2.3.1. 5.2.2 - Espessura Crítica de Chapa Para navios para os quais a comprovação de resistência longitudinal é exigida, a espessura não deve ser menor que a espessura crítica da chapa, conforme as seguintes fórmulas:
allongitudintocavernamenpara[mm],σ1,25.a.=t
ltransversatocavernamenpara[mm],σ2,25.a.=t
DBcrit
DB/ccrit
σDB = tensão máxima de compressão no fundo devido à flexão longitudinal em [ N/mm2 ] 5.2.3 - Chapeamento do Fundo Fora de 0,4 L a Meia-Nau 5.2.3.1 - Espessura A espessura das extremidades para 0,1.L, a partir da PPAR, e para 0,05.L, a partir da PPAV, respectivamente, não deve ser menor que o maior valor obtido das seguintes fórmulas:
[ ][ ]
[mm]16=t
[m]50≥..Lpara[mm]L.k=t
[m]50<LparammL.k0,01.L).(1,5=t
mmt+.kp1,26.a.=t
2max.
2
2
kB1
-
L não necessita ser tomado maior que 12 vezes o pontal. tk = margem para corrosão 5.2.3.2 - Redução Gradual das Espessuras As espessuras devem ser gradativamente reduzidas, partindo das espessuras a meia-nau, até as espessuras nas extremidades obtidas de 5.2.3.1; entretanto, elas não devem ser menores que t1, tomando em consideração o espaçamento de cavernas real na posição considerada. As espessuras exigidas para o fundo reforçado, a vante, conforme 5.5.4, devem ser observadas. 5.2.4 - Fiada do Bojo 5.2.4.1 - Escantilhões A espessura da fiada do bojo, dentro da parte curva, deve ser a mesma que a do chapeamento do costado, onde o cavernamento transversal é adotado para os costados. Quando for adotado o cavernamento longitudinal para o fundo e costados, ela deve ser a mesma do chapeamento do fundo.
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A largura da fiada do bojo não deve ser menor nem maior que:
b min = 800 + 5.L [mm]
b max = 1800 [mm] 5.2.4.2 - Fiada do Bojo Não Reforçada por Longitudinais 5.2.4.2.1 - Tensão Axial Crítica
σ lki = 1,27.105 (t’/r) [N/mm2 ] t’ = t - t k [mm] t = espessura da chapa, em [mm] r = raio do bojo, em [mm] - ver fig. 5.1
r
bm
Figura 5.1
5.2.4.2.2 - Pressão Externa Crítica
][N/mm1,05.r
t'rm
rt'
.)mt'
.(1,9.10p 225ki
+=
m = vão livre, sem apoio, da fiada do bojo, em [mm], isto é, o espaçamento dos gigantes de
fundo; ver, também, Fig.5.1.
5.2.4.2.3 - Tensões Críticas no Caso de Carregamento Composto
][N/mmp
p1σσ 2
ki
a1kiki −=
pa = pressão hidrostática externa = 10-2 .H [N/mm2 ] (σ ki /σL) ≥ 1,0 σL = tensão máxima de compressão devida à flexão longitudinal na região da fiada do bojo, em
[N/mm2]. 5.2.4.2.4 -Escantilhões dos Longitudinais Adjacentes ao Bojo
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Vide Seção 8, item 8.2.3.6 5.2.5 - Chapa-Quilha e Fiada Adjacente (Fiada de Resbordo) 5.2.5.1 - Largura A largura da chapa-quilha não deve ser menor nem maior que:
b min = 800 + 5.L [mm]
b max = 1800 [mm]
5.2.5.2 - A espessura da chapa-quilha, dentro de 0,7 L, a meia-nau, não deve ser menor que:
t Fk = t + 2,0 [mm] t = espessura do chapeamento de resbordo, em [mm] A espessura da chapa-quilha pode ser reduzida em 10%, dentro de 0,15 L das extremidades. Esta redução não é permitida na região dos jazentes do motor. Em nenhum lugar a espessura da chapa-quilha deve ser menor que aquela do chapeamento de resbordo. 5.2.5.3 - Barra-quilha Onde for colocada uma barra-quilha, a fiada de resbordo deve ter os escantilhões de uma chapa-quilha.
5.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO 5.3.1 - Chapeamento Dentro de 0,4 L a Meia-Nau 5.3.1.1 - Espessura A espessura do chapeamento do costado para navios com comprimento de até 100 m não deve ser menor que o maior dos seguintes valores.
[mm]t50P
600L
1.(6.L)/10001,8H.k
.a.nt k1 +
−+
+=
ou
t2 (espessura nas extremidades), conforme 5.2.3 A espessura do chapeamento do costado para navios com comprimento acima de 100 m deve ser determinada de acordo com a seguinte fórmula:
[mm] t H.ka . n t k2 +=
ou
t2 (espessura nas extremidades), conforme 5.2.3 tk = margem para corrosão
[mm] t L.ka . n . 0,21 t k2 min +=
Não deve ser tomado um valor para a menor que [0,85 . (L/500) + 0,48]
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5.3.1.2 - Redução das Fiadas Uma redução das fiadas acima de aproximadamente 0,2.P, a partir da linha de base, pode ser permitida até a espessura t3, como requerido em 5.3.2, desde que o nível de tensão permita que tal redução seja feita. 5.3.1.3 - Tensões de Cisalhamento nas Regiões de Grande Força Cortante Em regiões de grande força cortante, as tensões de cisalhamento devem ser verificadas, de acordo com a Seção 4, item 4.4. 5.3.2 - Chapeamento do Costado Fora de 0,4 L a Meia-Nau 5.3.2.1 - Espessura A espessura da chapa nas extremidades, para 0,1 L a partir da PPAR, e para 0,05 L da PPAV, não deve ser menor que o maior dos dois seguintes valores:
t3 = 1,26.a.(ps.k)1/2 + t k [mm] ou
t2 conforme o item 5.2.3.1 5.3.2.2 - Redução das Espessuras As espessuras das chapas devem ser reduzidas na direção das extremidades, de acordo com item 5.2.3.2. 5.3.3 - Fiada do Cintado
5.3.3.1 - Largura
A largura da fiada do cintado não deve ser menor nem maior que:
b min = 800 + 5.L [mm]
b max = 1800 [mm] 5.3.3.2 - Espessura
A espessura da fiada do cintado, dentro de 0,4 L, a meia-nau, não deve ser, geralmente, menor que a espessura para o convés resistente. Entretanto, a espessura não deve ser menor que a espessura exigida para o chapeamento do costado, dentro de 0,4 L, a meia-nau. Dependendo do sistema estrutural (transversal ou longitudinal), a espessura, dentro de 0,4 L, a meia-nau, não deve ser menor que a espessura, crítica do convés resistente, conforme Seção 6, item 6.1.5.2. A espessura pode ser gradualmente reduzida na direção das extremidades até à espessura do chapeamento do costado nas extremidades. Entretanto, a diferença na espessura entre duas chapas adjacentes não deve ser maior que 10% da espessura do cintado, dentro de 0,4 L, a meia-nau. 5.3.3.3 - Raio de Ligação do Trincaniz com o Cintado
Quando a ligação do trincaniz com o cintado for arredondada, o raio deve ter, no mínimo, 15 vezes a espessura da chapa. 5.3.3.4 - Em navios excedendo 60m de comprimento não é permitido, em princípio, solda na borda superior do cintado, dentro de 0,6 L, a meia-nau. Os recortes para embornais e outras aberturas devem ser cuidadosamente arredondados, sendo evitados quaisquer entalhes.
5.4 - CHAPEAMENTO EXTERNO DE SUPERESTRUTURAS
5.4.1 - Em navios com superestruturas cujo convés é considerado como convés resistente (vide Seção 6, item 6.1), e onde as superestruturas se estendem por, pelo menos, 0,4 L, a meia-nau, o
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chapeamento externo para todo o navio pode ser determinado de acordo com a altura do convés de superestrutura. Para a transição no convés principal, ver Seção 15, item 15.1.3. 5.4.2 - Quando o convés de uma superestrutura é considerado como convés resistente e uma antepara extrema da superestrutura se situa dentro de 0,4 L, a meia-nau, a fiada do cintado da superestrutura deve ter a espessura do convés da superestrutura, mas não deve ser menor que a espessura do chapeamento do costado. As espessuras restantes do chapeamento externo devem ser determinadas de acordo com a altura do convés contínuo mais elevado. 5.4.3 - As espessuras do chapeamento externo de superestruturas não efetivas, cujo convés não é considerado como convés resistente, devem ser determinadas de acordo com a Seção 15.
5.5 - REFORÇOS NO FUNDO A VANTE
5.5.1 – Extensão da Região de Reforço
5.5.1.1 - Estrutura do Fundo na Parte de Vante
A estrutura do fundo na parte de vante deve ser reforçada nas seguintes regiões, à ré da perpendicular de vante: 0,25 L, quando a praça de máquinas for a meia-nau 0,30 L, quando a praça de máquinas for a ré, para navios com comprimento de até 100 m 0,25 L, quando a praça de máquinas for a ré, para navios com comprimento acima de 150 m (0,4 – 0,001L).L, quando a praça de máquinas for a ré, para navios com comprimento entre 100 e 150 m. 5.5.1.2 - Navios de Velocidade Superior a 1,6.L1/2 nós
Em navios cuja velocidade excede 1,6.L1/2 [nós], pode ser exigida uma eventual extensão destas regiões na direção à ré. 5.5.2 - Arranjo das Hastilhas Para cavernamento transversal, devem ser montadas, em cada caverna, hastilhas cheias. Onde for adotado um cavernamento longitudinal ou sistema de longarinas de fundo, o espaçamento de hastilhas cheias pode ser igual a dois espaços das cavernas transversais. 5.5.3 - Arranjo das Longarinas Laterais Para cavernamento transversal, o espaçamento das longarinas laterais não deve exceder L/250 + 0,9 [m] até um máximo de 1,4 [m]. Onde for adotado o sistema de cavernamento longitudinal ou sistema de longarinas de fundo, a distância entre as longarinas laterais não deve ser superior a dois espaçamentos de longitudinais. 5.5.4 - Chapeamento de Fundo 5.5.4.1 - As chapas de fundo instaladas, parcial ou totalmente, na parte plana das regiões especificadas em 5.5.1.1, devem ser reforçadas conforme 5.5.4.2 e 5.5.4.3. Para navios com comprimento inferior a 100 m, todo o reforçamento constante nesses itens é exigido. Para navios com comprimento acima de 100 m, a aplicação dos requisitos desses itens é determinada pelo calado na perpendicular de vante, conforme definido a seguir:
a) quando o calado na perpendicular de vante na condição de lastro para navegação em mau tempo for menor ou igual a 0,03L, todos os requisitos em 5.5.4.2 e 5.5.4.3 são aplicáveis;
b) quando o calado acima referido for maior ou igual a 0,04L (Lmax = 200 m), os requisitos em 5.5.4.2 e 5.5.4.3 não são exigidos;
c) para calados intermediários, somente o requisito de espessura em 5.5.4.2 é aplicável.
5.5.4.2 - A espessura da chapa deve ser obtida por interpolação entre a espessura exigida, conforme a alínea a), e a espessura não reforçada (reduzida) nessa região. a) espessura da chapa
t = 2,5.a.(L.k)1/2. f2 + ∆ t [mm]
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f2 = [ 1,1 - 0,5 (b/c)2 ]1/2 ; f2max = 1,0
b = menor largura do painel de chapa c = maior largura do painel de chapa a = espaçamento entre cavernas (longitudinais ou transversais) em 0,2.L a vante, em [m] Quando a velocidade do navio excede 1,2.L1/2 [nós] ou 10 nós, a espessura da chapa deve ser adicionalmente aumentada em ∆t = 0,5 mm, para cada nó excedendo o maior dos valores acima. O aumento ∆t, devido a velocidade mais alta, no entanto, não deve ser tomado menor que 0,5 mm e não necessita exceder 2 mm. b) reforços: onde for adotado o sistema de cavernamento transversal, a chapa-quilha e o
chapeamento do fundo devem ser reforçados por meio de longitudinais intercostais entre as longarinas laterais.
As longitudinais devem ser prolongadas para vante tanto quanto for possível. Quaisquer recortes nas longitudinais devem se restringir às passagens necessárias para solda e drenagem O módulo de seção dos reforços longitudinais intercostais não deve ser menor que:
W = 3 . L - 80 [cm3 ] 5.5.4.3 - Prolongamento das Longitudinais de Fundo em Função do Sistema Estrutural Adotado Se for adotado o sistema de cavernamento longitudinal ou o sistema de longarinas de fundo, as longitudinais de fundo devem ser prolongadas para vante tanto quanto for possível. Para o dimensionamento das longitudinais, o vão livre não deve ser tomado menor que 1,8 m.
5.6 - REFORÇOS NA REGIÃO DE CADASTES, PÉS-DE-GALINHA E BOLINAS
5.6.1 - O chapeamento no cadaste ou nos pés-de-galinha deve ser reforçado. Chapas conformadas a quente devem ter, no mínimo, a espessura das chapas de meia-nau, após terem sido conformadas. 5.6.2 - Na região dos pés-de-galinha e dos bossos de eixos, a espessura do chapeamento externo deve ser a mesma conforme requerido para a região a 0,4 L a meia-nau. Na região das hastes dos pés de galinha o chapeamento deve ser reforçado para 1,5 vezes a espessura, a meia-nau. 5.6.3 - No cadaste, nas regiões de união do cadaste do leme com o chapeamento externo, a espessura do chapeamento externo deve ser igual à espessura dos cadastes e, no mínimo, 1,25 vezes a espessura do chapeamento externo, a meia-nau. 5.6.4 - Quando as rotações do hélice ultrapassam aproximadamente 300 rpm, devem ser previstos reforços intercostais acima ou à vante do hélice, para reduzir o tamanho dos painéis do chapeamento do fundo. Esta providência é particularmente importante no caso de fundos chatos na região do hélice. As hastilhas do tanque de colisão, acima do propulsor, devem ser reforçadas. 5.6.5 - Bolinas devem ser soldadas ao chapeamento externo de uma maneira que não permitam avarias no chapeamento, em caso de encalhes. Portanto, no chapeamento externo, devem ser previstas barras chatas sobrepostas sob as bolinas. Essas barras chatas devem ter solda contínua em todo o contorno.
5.7 - ABERTURAS NO CHAPEAMENTO EXTERNO 5.7.1 - Generalidades 5.7.1.1 - Quando forem cortadas aberturas no chapeamento externo, para janelas ou vigias, buzinas, embornais, válvulas de costado, etc., elas devem ter bordas bem arredondadas. Se elas excedem 500 mm, na largura, em navios até L = 70m, e 700mm, em navios com comprimento L de
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mais de 70m, as aberturas devem ser circundadas por um reforço, que pode ser chapa mais grossa ou chapa sobreposta. 5.7.1.2 - Acima de aberturas no cintado, dentro de 0,4 L, a meia-nau, deve ser prevista, geralmente, uma chapa reforçada compensando a área seccional da chapa suprimida. Para portas de costado e grandes aberturas similares, vide 5.8 e 5.9. É exigido reforço especial, na região das aberturas no cintado, nas extremidades de superestruturas. 5.7.1.3 - O chapeamento externo deve ser reforçado na região dos escovens, na proa. 5.7.1.4 - O chapeamento do fundo deve ser reforçado sob cada tubo de sondagem com uma chapa mais grossa ou uma chapa sobreposta. 5.7.2 - Ligações de Tubos ao Chapeamento Externo Tubos de embornais e válvulas de costado devem ser ligados ao chapeamento externo por meio de flanges soldados. Em vez de flanges soldados, podem ser utilizadas luvas flangeadas de espessura adequada, caso eles sejam soldados ao chapeamento externo de maneira apropriada. Os desenhos de construção devem ser submetidos para aprovação.
5.8 - PORTAS DE PROA 5.8.1 - Generalidades 5.8.1.1 - As informações detalhadas e as exigências para o projeto e a construção de portas de proa, podem ser obtidas com o Bureau Colombo. Fornecem-se, a seguir, algumas informações preliminares. 5.8.1.2 - Portas de proa devem estar situadas acima do convés de borda-livre. Um recesso estanque no convés de borda-livre, situado a vante da antepara de colisão e acima do calado máximo, para instalação de rampa de embarque ou por outros motivos associados ao sistema mecânico da porta, pode ser considerado parte do convés de borda-livre. 5.8.1.3 - As portas devem ter resistência, pelo menos, igual à da estrutura adjacente. 5.8.1.4 - Quando forem instaladas portas de proa do tipo viseira ou portas repartidas, devem ser colocadas portas internas estanques. Para esta finalidade, pode ser utilizada uma rampa para veículos. Quando a porta de proa conduzir a uma superestrutura longa, a porta interna deve ser parte da antepara de colisão. A porta interna não necessita estar posicionada diretamente acima da antepara, desde que esteja localizada dentro dos limites estabelecidos para o posicionamento de anteparas de colisão (ver Seção 10). 5.8.1.5 - Portas de proa devem ser instaladas de tal forma que assegurem estanqueidade adequada sob condições operacionais e proteção adequada das portas internas. Portas de proa conduzindo a compartimentos de superestruturas devem ser instaladas com dispositivos de fechamento estanque ao tempo. 5.8.1.6 - Portas internas devem ser munidas de atracadores e serem estanques ao tempo.
5.9 - PORTAS LATERAIS E DE POPA 5.9.1 - Generalidades - As informações detalhadas e as exigências para o projeto e a construção de portas laterais e de popa podem ser obtidas com o Bureau Colombo. Fornecem-se, a seguir, algumas informações preliminares. 5.9.1.1 - Em geral, as portas não devem se estender abaixo da linha-d’água carregada. Em embarcações de passageiros, a extremidade inferior das portas de casco deve estar acima da linha-d’água de carga. 5.9.1.2 - As portas devem ter resistência, pelo menos, igual à da estrutura adjacente. 5.9.1.3 - As portas deverão, preferencialmente, abrir para fora.
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5.9.1.4 - Nos cantos das portas devem ser colocadas chapas de reforço que devem se estender por, pelo menos, 1,5 espaçamentos de cavernas em cada lado das portas. 5.9.1.5 - As aberturas das portas no casco devem ter cantos arredondados e adequada compensação deve ser feita, colocando-se cavernas nos lados e longitudinais, acima e abaixo.
5.10 - BORDAS-FALSAS
5.10.1 - A espessura do chapeamento da borda-falsa não deve ser menor que:
t = 0,95 . (0,75 - L/1000). L1/2 [mm] A espessura do chapeamento da borda-falsa na parte de vante particularmente exposta à água do mar, deve ser igual à espessura do chapeamento do costado do castelo de proa, conforme Seção 15, item 15.2.1.
Na região de superestruturas acima do convés de borda- livre, à ré de 0,25 L, a partir da perpendicular de vante, a espessura do chapeamento da borda-falsa pode ser reduzida em 0,5 mm. 5.10.2 - A altura da borda-falsa ou altura da balaustrada não deve ser menor que 1,0 m. 5.10.3 - As bordas-falsas de chapa devem ser reforçadas na borda superior por um perfil. 5.10.4 - A borda-falsa deve ser apoiada por prumos montados em cada caverna alternada. Quando os prumos são projetados, conforme Fig. 5.2, o módulo de seção de suas seções transversais efetivamente ligadas ao convés não deve ser menor que:
W = 80 . e . m2 [cm3 ] e = espaçamento dos prumos, em [m] m = comprimento dos prumos, em [m] Para o cálculo do módulo de seção do prumo, seu flange ou barra de face pode ser computado somente quando soldado ao chapeamento do convés. Os prumos devem ser montados acima dos vaus, borboletas de vaus e intercostais. É recomendado prever barras chatas na parte inferior, as quais são efetivamente ligadas ao chapeamento do convés. Particularmente em navios cujo convés resistente é feito em aço de alta resistência, devem ser estabelecidas transições suaves na ligação de extremidades das barras chatas ao convés.
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Figura 5.2
5.10.5 - Em navios transportando cargas de convés, as bordas-falsas devem ser apoiadas por prumos cuja ligação ao convés deve ser de resistência adequada. Quando a borda-falsa de vante é reforçada de acordo com 5.10.1, o espaçamento dos estais deve ser reduzido. 5.10.6 - Na borda-falsa, deve ser estabelecida uma quantidade adequada de juntas de expansão. É recomendado estabelecer a seguinte quantidade mínima de juntas de expansão n, em função do comprimento L:
L n 40 - 60 1 – 2 80 2 100 2 – 3
5.10.7 - As bordas-falsas não devem ser cortadas para aberturas nas proximidades das extremidades de superestruturas. Para evitar fissuras, a ligação das bordas-falsas aos apoios das casarias deve ser cuidadosamente projetada. 5.10.8 - Quando os estais dos mastros de carga estão ligados às bordas-falsas, as bordas-falsas e os prumos das bordas-falsas devem ser adequadamente reforçados. Na região de buzinas, a borda-falsa deve ser reforçada. 5.10.9 - Para a ligação das bordas-falsas com o cintado, deve ser observado o requerido em 5.3.3.4. 5.10.10 - Quando os prumos de borda-falsa são submetidos ao carregamento de containers, bem como dos dispositivos de estiva e peiação de containers, devem ser observadas as seguintes tensões admissíveis:
σσσσ b = 125 N/mm2
ττττ = 80 N/mm2 Ver, também, Tomo 2, Seção XIX, item 19.7.3
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SEÇÃO 6
CONVESES
6.1 - CONVÉS RESISTENTE 6.1.1 - Generalidades 6.1.1.1 - Para os graus dos aços, devem ser observadas as exigências da Seção 2. 6.1.1.2 - O convés resistente é: a) O mais alto convés contínuo, o qual forma o flange superior da estrutura longitudinal principal; b) Um convés de superestrutura que se estenda na região de 0,4 L, a meia-nau, e cujo
comprimento excede 0,15 L. Conveses de superestruturas com comprimento menor que 12 m não necessitam ser considerados como conveses resistentes; e
c) Um convés parcial ou o convés de uma superestrutura rebaixada que se estenda na região de 0,4 L, a meia-nau.
6.1.1.3 - Na região de um convés de superestrutura, que deve ser considerado como um convés resistente, o convés abaixo do convés de superestrutura deve ter os mesmos escantilhões que os do segundo convés, e o convés abaixo deste convés, os mesmos escantilhões que os do terceiro convés. As espessuras do chapeamento do convés resistente devem ser prolongadas dentro da superestrutura por uma distância igual à largura do chapeamento do convés ao lado das escotilhas. Para o reforço do trincaniz nas transições, ver Seção 14, item 14.1.4
6.1.1.4 - Em navios de projeto convencional, a largura mínima bD do chapeamento do convés resistente contínuo ao lado das aberturas no convés resistente (escotilha, gaiuta da máquina) de um comprimento m deve ser tal que b/m ≤ 1/16. Podem ser permitidos desvios dos coeficientes citados, onde a equivalência a navios de projeto convencional, do ponto de vista da resistência longitudinal, torsional e transversal, seja comprovada por cálculos. 6.1.1.5 - Para navios com uma velocidade de v ≥ 1,6 (L)1/2 [nós], podem ser exigidos reforços adicionais do convés resistente e do cintado. 6.1.2 - Ligação entre Convés Resistente e Cintado 6.1.2.1 - A ligação soldada entre o convés resistente e o cintado pode ser efetuada por soldas de filete, de acordo com a Seção 17, tabela 17.1. Quando a espessura da chapa excede aproximadamente 25 mm, em vez de soldas-filete deve ser prevista soldagem com penetração total, de acordo com a Seção 17, item 17.2.4. Em casos especiais, pode também ser exigida uma ligação com penetração total, onde a espessura da chapa for menor que 25mm. 6.1.2.2 - Quando a ligação do trincaniz com o cintado for arredondada, o raio deve ter, no mínimo, 15 vezes a espessura da chapa. 6.1.3 - Abertura no Convés Resistente 6.1.3.1 - Todas as aberturas no convés resistente devem ter cantos bem arredondados. Aberturas circulares devem ter bordas reforçadas. A área seccional da barra-face de reforço não deve ser menor que:
f = 0,25 . d . t [cm2 ]
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d = diâmetro das aberturas, em [cm] t = espessura do convés, em [cm] A barra-face de reforço pode ser dispensada, quando o diâmetro for menor que 300 mm e a menor distância de uma ou outra abertura for, pelo menos, 5 vezes o diâmetro da menor abertura. A distância entre a borda externa das aberturas para tubos, etc., e o costado do navio, não deve ser menor que o diâmetro da abertura. 6.1.3.2 - Os cantos das aberturas de escotilhas devem ser circundados por chapas reforçadas que são prolongadas sobre, no mínimo, um espaçamento de caverna em sentido longitudinal e transversal do navio. Dentro de 0,5 L, a meia-nau, a espessura da chapa reforçada deve ser igual à espessura do convés ao lado da escotilha, somada à espessura do convés entre as escotilhas. Fora da região de 0,5 L, a meia-nau, a espessura da chapa reforçada não necessita exceder 1,6 vezes a espessura do chapeamento do convés ao lado da escotilha. 6.1.3.3 - O raio de arredondamento do canto da abertura de escotilha não deve ser menor que:
r = n . b [1 – (b/B)] ; rmin = 0,1 [m] n = m/200 [m] ; nmin = 0,1 [m] ; nmax = 0,25 [m] m = comprimento da escotilha, em [m] b = largura, em [m], da escotilha ou largura total (somatória das larguras) das escotilhas, no
caso de escotilhas múltiplas; b/B não necessita ser menor que 0,4. B = boca da embarcação (ver item 1.6), em [m] 6.1.3.4 - Quando os cantos das aberturas de escotilhas são elípticos ou parabólicos, o reforço, conforme 6.1.3.2, não é exigido, a menos que espessuras maiores nos cantos sejam resultantes do cálculo de resistência das vigas limites das aberturas de escotilhas. As dimensões dos cantos elípticos e parabólicos devem ser conforme mostradas na Figura 6.1: a ≥ 2 c c = r ,conforme 6.1.3.3
Figura 6.1
Quando são utilizados valores menores para a e c, são exigidas chapas inseridas reforçadas, que serão consideradas em cada caso individual. 6.1.3.5 - Pode ser exigido que as chapas inseridas sejam reforçadas além do requerido em 6.1.3.2 ou 6.1.3.4, onde ocorrem tensões comparativamente altas no convés resistente, devido à flexão longitudinal, torsão e carregamento transversal, como, por exemplo, em navios com grandes aberturas de escotilha em relação à boca do navio. 6.1.3.6 - Nos cantos das gaiutas de praça de máquinas, também podem ser exigidos reforços, conforme 6.1.3.2, dependendo da posição e dimensões da gaiuta. 6.1.3.7 - Ao dimensionar o chapeamento ao lado das braçolas de escotilhas, deve ser observado o cálculo de resistência das vigas limites das aberturas de escotilhas.
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6.1.3.8 - Quando aberturas são cortadas no convés resistente para ventilação, acessos, etc., geralmente os reforços devem ser colocados de forma que seja mantida a resistência original do convés. Vide Seção 4, item 4.3.4.2 com relação às exceções. 6.1.4 - Escantilhões de Convés Resistente para Navios até 65m de Comprimento
Os escantilhões do convés resistente para navios para os quais nenhuma comprovação de resistência longitudinal é requerida, isto é, em geral para navios com comprimento L ≤ 65m, devem ser tais que a área da seção transversal do convés resistente dentro de 0,4 L, a meio-navio, seja determinada de modo a atender os requisitos para o módulo mínimo de seção da seção mestra, definido na Seção 4, 4.3.2. 6.1.5 - Escantilhões de Convés Resistente para Navios Excedendo 65m de Comprimento
6.1.5.1 - Área Seccional de Convés para 0,4 L, a Meia-Nau
6.1.5.1.1 - A área seccional do convés ao lado das escotilhas deve ser determinada de forma que o módulo de seção da seção-mestra esteja de acordo com os requisitos da Seção 4, item 4.3. 6.1.5.1.2 - Em navios-graneleiros, as áreas seccionais das anteparas longitudinais dos tanques de asas superiores podem ser incluídas no cálculo do módulo de seção da seção-mestra, caso se estendam por, pelo menos, a 0,4 L, a meia-nau. 6.1.5.2 - Espessura Crítica de Chapas
6.1.5.2.1 - Quando o convés possuir cavernamento transversal, a espessura da chapa ao lado das escotilhas não deve ser menor que:
[mm]c
σ2,7.a.t D
crit =
σD = tensão máxima de compressão devido à flexão longitudinal, em [N/mm2]. Para navios não sujeitos a comprovação de sua resistência longitudinal, a tensão máxima de compressão σD não deve ser tomada menor que 6.(L)0,5 N/mm2. c = 1+3.(a/b1)
2 L = comprimento da embarcação, em [m] (ver 1.6) b1 = largura do painel da chapa, em [m]. a = espaçamento entre cavernas, em [m] (ver 1.6) 6.1.5.2.2 - Quando o convés possuir cavernamento longitudinal, a espessura da chapa ao lado das escotilhas não deve ser menor que:
[mm]σ.a1,35.t Dcrit =
a = espaçamento entre cavernas, em [m] (ver 1.6) σD = tensão máxima de compressão devido à flexão longitudinal, em [N/mm2]. 6.1.5.2.3 - Não são permitidas reduções na espessura crítica de chapa, devido à navegação restrita. 6.1.5.3 - Trincaniz
Quando a espessura do chapeamento do convés for menor que aquela do chapeamento do costado, deve ser instalada uma chapa trincaniz, tendo a largura do cintado e a espessura do chapeamento do costado. 6.1.5.4 - Espessura Mínima
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Após todos os cálculos e eventuais deduções de restrições de navegação, a espessura do convés resistente na região de 0,4L, a meia-nau, ao lado das escotilhas, não deve ser menor que o maior dos dois valores seguintes:
tmin = (4,5 + 0,05. L) k1/2 [mm] ou
tE calculado em 6.1.5.5 k = fator de material, conforme Seção 2 k = 1,0, para aço naval comum L = comprimento da embarcação, em [m]. Não necessita ser tomado maior que 200 m. 6.1.5.5 - Espessura nas Extremidades da Embarcação
A espessura do chapeamento do convés resistente, na região de 0,1 L das extremidades, não deve ser menor que:
tE = 1,26.a. p1/2 + tk [mm] ;
tEmin = 5,5 + 0,02.L [mm]
L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m]. Não necessita ser tomado maior que 200 m. p = pD ou pL , de acordo com Seção 3, item 3.2.1 ou 3.3.1, tomando-se o maior valor dos dois a = espaçamento entre cavernas, em [m] tk = acréscimo para corrosão (ver Seção 2, 2.10), em [mm] Na região de 0,1 L das extremidades, a área seccional do convés, fora da região de aberturas, não deve ser menor que:
FE = 2.B.tE [cm2] tE = espessura nas extremidades, em [mm] B = boca da embarcação (ver 1.6), em [m] Entre a área seccional FE e a área seccional exigida em 0,4 L a meio-navio, as áreas devem ser gradualmente escalonadas. 6.1.5.6 - Espessura do Chapeamento entre as Escotilhas A espessura do chapeamento do convés resistente entre as escotilhas, não deve ser menor que o valor obtido pelas seguintes fórmulas:
tm1 = 12.a [mm] ou
tm2 = 5,5 + 0,02.L [mm] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m]. Não necessita ser tomado maior que 200 m. a = espaçamento entre cavernas, em [m]
6.2 - CONVESES INFERIORES 6.2.1 - Conveses para Suportar Carga 6.2.1.1 - A espessura da chapa não deve ser menor que:
t = 1,26.a. (pL / k)1/2 + tk [mm] tmin = (5,5+0,02.L). k1/2 [mm], para o segundo convés
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tmin = 6,0 [mm] , para os conveses inferiores ao segundo L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m]. Não necessita ser tomado maior que 200 m. pL = carregamento devido à carga, de acordo com Seção 3, item 3.3.1 a = espaçamento entre cavernas, em [m] tk = acréscimo para corrosão (ver Seção 2, 2.10), em [mm] k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1,0 para aço naval comum. 6.2.1.2 - Deve ser verificada a resistência à flambagem dos painéis de chapa, de acordo com 6.1.5.2, entretanto, não é exigido um valor mínimo da tensão de compressão σD . 6.2.1.3 - Para a obtenção da espessura do chapeamento entre a abertura de escotilhas e a borda da embarcação, e do chapeamento adjacente às braçolas de vante e de ré, deve-se levar em consideração o cálculo de resistência das vigas limites das aberturas de escotilhas. 6.2.2 - Dimensionamento de Conveses para Carregamento sobre Rodas (trailers, carros de passeio, empilhadeiras, etc.) 6.2.2.1 - A espessura do chapeamento de conveses para carregamentos sobre rodas deve ser determinada pela seguinte fórmula:
t = c.(P.k) 1/2 + 1,5 [mm] P = Q/n : carga, em [kN], de roda ou grupos de rodas sobre um painel de chapa de dimensões a
x b (fig.6.2) Q = carga por eixo, em [kN]. Para empilhadeiras, Q deve, geralmente, ser considerado como o
peso total da empilhadeira. n = número de rodas ou grupo de rodas por eixo; no caso de rodas estreitamente espaçadas,
estas podem ser agrupadas em uma única área de contato. c = fator, conforme as fórmulas abaixo (para carregamento sobre rodas somente nas condições
de porto, o fator c pode ser reduzido em 5%, ou seja, deve-se considerar 95% do valor calculado):
1) para b/a = 1
0,1Ff
0,3paraFf
0,41.1,22c
3,0Ff
0paraFf
4,5.3,5.Ff
1,9c
≤<=
≤<
= -
2) para b/a ≥ 0,25
0,1F
f0,3para
F
f0,5.1,21c
3,0F
f0para
F
f7,2.-5,4.
F
f2,04c
≤<=
≤<
=
-
3) para valores intermediárioa de b/a, o fator “c” é obtido por interpolação direta k = fator de material conforme Seção 2, f = área de contato da roda (ver figura 6.2) F = área do painel de chapa (a. b). F não necessita ser maior que 2,5.a2 a = lado menor do painel de chapa (geralmente, o espaçamento de vaus comuns ou longitudinais) b = lado maior do painel de chapa
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Figura 6.2 6.2.2.2 - Quando a área de contato das rodas não é conhecida, ela pode ser aproximadamente determinada por: f = 100. P/p [cm2] p = pressão específica da roda, de acordo com a seguinte tabela:
Tipo de veículo Pressão específica da roda p [bar]
Pneus a ar Rodas de borracha maciça Carros de passeio 2 - Caminhões 8 - Trailers 8 15 Empilhadeiras 6 15 6.2.2.3 - Em vaus e sicordas de convés, a tensão não deve exceder 165/k [N/mm2].
6.3 - CONVESES DE HELICÓPTEROS 6.3.1 - Detalhes Estruturais 6.3.1.1 - A zona de decolagem e pouso deve ser dimensionada para o maior tipo de helicóptero que se espera utilize o convés de helicóptero. 6.3.1.2 - Para determinação de escantilhões, os outros carregamentos (carga, neve/gelo, etc.) devem ser considerados, simultânea ou separadamente, dependendo das condições de operação esperadas. Quando estas condições não são conhecidas, os dados contidos em 6.3.2 podem ser utilizados como base. 6.3.1.3 - As regulamentações seguintes se aplicam às zonas de decolagem/pouso em conveses suportados por pés-de-carneiro ou em conveses de superestruturas e casarias. 6.3.2 - Hipóteses de Carregamento As seguintes condições de carregamento devem ser consideradas: 6.3.2.1 - LC1: helicóptero peiado no convés, com as seguintes forças verticais atuando simultaneamente:
a) Carregamento P, da roda e/ou do “skid” atuando nos pontos resultantes da posição de peação e distribuição das rodas e/ou apoios, de acordo com a construção do helicóptero.
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P = 0,75.G [kN]
P = carregamento uniformemente distribuído sobre a área f de contato, em [kN] G = peso máximo admissível de decolagem, em [kN] f = 30 x 30 cm, para uma única roda ou de acordo com os dados fornecidos pelos fabricantes
do helicóptero; para rodas duplas ou bases “skids” duplos, a ser individualmente determinado de acordo com as dimensões dadas
e = distância entre as rodas ou “skids”, de acordo com os tipos de helicópteros esperados
e
P P b) Uma vez e meia o peso do convés de helicóptero Me em [kN] c) Carregamento p = 2,0 [kN/m2], uniformemente distribuído sobre todo o convés de pouso. 6.3.2.2 - LC2: helicóptero peiado no convés, com as seguintes forças horizontais e verticais atuando simultaneamente: a) forças atuando horizontalmente:
H = 0,6 (G + Me ) + W [kN]
G = peso máximo admissível de decolagem, em [kN] Me = peso do convés do helicóptero, em [kN] W = carregamento do vento tomando em consideração o helicóptero peiado e carga de convés
de uma altura média de 0,5 m; velocidade do vento vw = 50 m/s. b) forças atuando verticalmente:
V = 0,5 . G + Me [kN] G = peso máximo admissível de decolagem, em [kN] Me = peso do convés do helicóptero, em [kN] 6.3.2.3 - LC3: impacto normal de pouso, com as seguintes forças atuando simultaneamente: a) Carga da roda e/ou do “skid” P, simultaneamente em dois pontos, em uma região (mais
desfavorável) do convés de helicóptero (zona de pouso + zona de segurança)
P = 0,75 . G [kN] b) Carregamento p = 0,5 [kN/m2], uniformemente distribuído, tomando em consideração neve ou
outros carregamentos ambientais c) Peso do convés de helicóptero Me d) Carregamento do vento, de acordo com a velocidade do vento admitida para operação do
helicóptero (vw ). Caso não se tenham dados, vw = 25 m/s pode ser utilizada. 6.3.3 - Escantilhões dos Elementos Estruturais
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6.3.3.1 - As tensões e as forças na estrutura de suporte devem ser obtidas por meio de cálculos diretos. 6.3.3.2 - Tensões admissíveis para reforços, gigantes e fundações: tração: tensão devido à flexão: σadm = σy / νS compressão: σadm = σVk / νB
σy = tensão de escoamento do material σVk = tensão de flambagem combinada reduzida, calculada conforme mostrado na Seção2,
item 2.6.1.3 νS e νB = fatores de segurança, obtidos da tabela abaixo:
νS νB
Elementos estruturais LC1, LC2 LC3 LC1, LC2 LC3
Reforços comuns (vaus comuns ou longitudinais) 1,25 1,1 — —
Gigantes principais (sicordas ou vaus gigantes) 1,45 1,45 1,45 1,45
Estrutura de suporte (sistemas de pés-de-carneiro) 1,7 2,0 1,7 2,0 6.3.3.3 – A espessura do chapeamento deve ser determinada através das fórmulas do item 6.2.2, onde o coeficiente “c” pode ser reduzido em 5%.
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SEÇÃO 7
ESTRUTURA DO FUNDO
7.1 - FUNDO SINGELO 7.1.1 - Hastilhas 7.1.1.1 - Generalidades 7.1.1.1.1 - Hastilhas devem ser colocadas em cada caverna. Para a ligação com cavernas, vide Seção 17, item 17.2.6. 7.1.1.1.2 - Em embarcações com pé de caverna, a altura da alma das hastilhas, a 0,1. m das extremidades do comprimento m (definido no item 7.1.1.2.1) deve ser, quando possível, metade da altura requerida conforme 7.1.1.2.1. A altura da alma das hastilhas no início do arredondamento do bojo, em navios com grandes pés de caverna, entretanto, pelo menos no ponto médio da meia boca, medido na caverna respectiva, não deve ser menor que a altura da alma da caverna . 7.1.1.1.3 - Hastilhas de grande altura, particularmente no tanque de colisão à ré, devem ser providas de reforços contra flambagem. 7.1.1.1.4 - Onde existe uma barra-quilha, e a longarina central não é contínua, as hastilhas devem se estender de costado a costado. 7.1.1.1.5 - As hastilhas devem ter recortes de dreno para permitir que a água escoe até às admissões de aspiração de água do porão. 7.1.1.1.6 - A menos que especificado de outra maneira, os seguintes símbolos são adotados. L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] B = boca da embarcação (ver 1.6), em [m] P = pontal da embarcação (ver 1.6), em [m] H = calado da embarcação (ver 1.6), em [m] a = espaçamento de cavernas (ver 1.6), em [m] k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum tk = acréscimo na espessura devido à corrosão, de acordo com a Seção 2, 2.10. 7.1.1.2 - Escantilhões 7.1.1.2.1 - Hastilhas na Região de Porões de Carga Fora do fundo duplo, ou em embarcações sem fundo duplo, os escantilhões das hastilhas colocadas entre a antepara de colisão à ré e a antepara de colisão à vante devem ser determinados de acordo com as seguintes fórmulas. O módulo de seção não deve ser menor que:
W = 8,1.(H.a)1/2. m2 [cm3] , para H. a ≤≤≤≤ 3,5
W = 4,3.H.a. m2 [cm3] , para H. a > 3,5
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m = vão sem apoio, em [m], geralmente medido ao longo da aresta superior das hastilhas, de costado a costado; mmin = 0,7.B
Em compartimentos que ficam normalmente vazios quando a embarcação está navegando em seu calado máximo, (por exemplo, praças de máquinas, paióis, etc.), o módulo de seção das hastilhas deve ser aumentado em 65%. Com referência a hastilhas na praça de máquinas, vide, também, 7.3.1. A altura da alma das hastilhas não deve ser menor que:
h = 55.B - 45 [mm] ; hmin = 180 [mm] Para embarcações com pé de caverna, vide 7.1.1.1.2 A espessura da alma não deve ser menor que:
t = h/100 + 3 [mm] 7.1.1.2.2 - Fora da praça de máquinas, e a ré de 0,25 L da PPAV, as hastilhas podem ter flanges em vez de barras-face de barras chatas. 7.1.1.2.3 - Onde a barra-face é cortada na longarina central, a área seccional da conexão soldada não deve ser menor que a área seccional da barra face. 7.1.1.2.4 - Hastilhas nos Tanques de Colisão a) A espessura das hastilhas nos tanques de colisão não deve ser menor que:
t = 0,95 (0,035 L + 5,0) [mm] A espessura, entretanto, não necessita ser maior que o requerido em 7.2.7.2.
b) A altura das hastilhas no tanque de colisão, à vante, acima do topo da quilha ou da sapata da roda de proa, não deve ser menor que:
h = 0,06 . P + 0,7 [m]
c) As hastilhas no tanque de colisão, à ré, devem se estender até acima do tubo telescópico.
d) Onde a rotação do propulsor exceder 300 rpm (aprox.), as hastilhas do tanque de colisão, acima do propulsor, devem ser reforçadas. Particularmente no caso de fundos planos, longarinas adicionais devem ser instaladas, acima e à vante do propulsor.
7.1.2 - Longarinas 7.1.2.1 - Generalidades 7.1.2.1.1 - Qualquer embarcação de fundo singelo deve ter uma longarina central. Onde a boca, medida no topo das hastilhas, não exceder 9 metros, uma longarina lateral adicional deve ser colocada, e duas longarinas onde a boca exceder 9 metros. Não são requeridas longarinas laterais onde a boca não excede 6 metros. 7.1.2.1.2 - Dentro de 0,25 L da PPAV, o espaçamento das longarinas laterais entre sí e até a longarina central, não deve exceder 2 x o espaçamento de cavernas normal, conforme Seção 8, item 8.1.1.1. Onde o sistema estrutural transversal for adotado, o espaçamento não deve exceder 1,4 m (vide, Seção 5, item 5.5.3). 7.1.2.1.3 - As longarinas centrais e laterais devem se prolongar o máximo possível, à ré e à vante. Devem ser unidas às longarinas de um fundo duplo não contínuo ou se estender neste por 2 espaçamentos de caverna.
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7.1.2.1.4 - Em embarcações cujo comprimento não excede 40 m, perfís (por exemplo, cantoneiras ou perfís em T) contínuos podem ser colocados sobre as hastilhas, em vez das longarinas laterais intercostais requeridas em 7.1.2.1.1. A área seccional destes perfís deve ser determinada conforme 7.1.2.2.2. 7.1.2.2 - Escantilhões 7.1.2.2.1 - Longarina Central A espessura da alma, dentro de 0,7 L a meia-nau não deve ser menor que:
t = 0,95 (0,07L + 5,5) [mm] A área seccional da barra-face, dentro de 0,7 L, a meia-nau, não deve ser menor que:
f = 0,95 (0,7 L + 12) [cm2] Em direção às extremidades, a espessura da alma, bem como a área seccional da barra-face, podem ser reduzidas em 10%. Furos de alívio devem ser evitados. 7.1.2.2.2 - Longarinas Laterais A espessura da alma, dentro de 0,7 L, a meia-nau, não deve ser menor que:
t = 0,95 (0,04 L + 5,0) [mm] A área seccional da barra-face dentro de 0,7 L, a meia-nau, não deve ser menor que:
t = 0,95 (0,2 L + 6,0) [cm2] Em direção às extremidades, a espessura da alma, bem como a área seccional da barra-face, podem ser reduzidas em 10%.
7.2 - FUNDO DUPLO 7.2.1 - Generalidades 7.2.1.1 - Recomenda-se, por razões de segurança, um fundo duplo, a menos que o tamanho (embarcações com comprimento menor que L = 50m) ou tipo da embarcação torne este arranjo inadequado. Para navios de passageiros, vide Seção 23. 7.2.1.2 - Em tanques profundos e em tanques de colisão à ré e a vante, não há necessidade de se prover um fundo duplo. 7.2.1.3 - Em embarcações que recebem a borda-livre permissível para carga de madeira no convés, o fundo duplo deve ser subdividido de forma estanque, dentro de 0,5 L, a meia-nau, pela longarina central ou pelas longarinas laterais. 7.2.1.4 - Se o fundo duplo não é contínuo, da antepara de colisão à ré até a antepara de colisão à vante, a chapa marginal e as longarinas centrais e laterais devem ser unidas à estrutura longitudinal do fundo singelo ou se estender na mesma por 2 espaçamentos de caverna. 7.2.1.5 - Em um arranjo com fundos duplos de alturas diferentes, a continuidade estrutural deve ser mantida, dentro de 0,6 L, a meia-nau. 7.2.1.6 - As estruturas de fundo de navios que frequentemente tocam o fundo, quando carregam e descarregam, devem ser reforçadas. Onde o sistema estrutural transversal é adotado, devem ser colocadas hastilhas em cada espaçamento de caverna, e o espaçamento de longarinas laterais deve ser reduzido à metade do espaço requerido em 7.2.3.1. Em navios estruturados longitudinalmente, recomenda-se adotar o sistema de longarinas do fundo, conforme 7.2.8.5.
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7.2.2 - Longarina Central
7.2.2.1 - Arranjo
7.2.2.1.1 - A altura da longarina central será medida do topo da chapa-quilha à face inferior do teto do fundo duplo, e não deve ser menor que o valor conforme 7.2.2.2. 7.2.2.1.2 - É recomendável que a longarina central seja estanque à água, pelo menos na região a 0,5 L a meia-nau, caso o fundo duplo não seja subdividido por longarinas laterais estanques à água. 7.2.2.1.3 - Furos de alívio na longarina central são geralmente permitidos somente fora da região a 0,75 L a meia-nau. Suas alturas não devem exceder a metade da altura da longarina central, e seus comprimentos não devem exceder meio espaçamento de caverna. 7.2.2.2 - Escantilhões
A altura e espessura da longarina central, dentro de 0,7.L a meia nau, não deve ser menor que: a) Altura: h = 350 + 45 .B [mm], hmin = 600 mm Onde anteparas longitudinais laterais são instaladas, a distância entre as anteparas pode ser utilizada em vez de B, entretanto não menos que 0,8 B. b) Espessura: t = 0,95. (h/100 + 1,0) (k)1/2 [mm] para h ≤ 1200 [mm] t = 0,95. (h/120 + 3,0) (k)1/2 [mm] para h ≥ 1200 [mm]
A espessura pode ser reduzida em 10%, para 0,15 L das extremidades. Para longarinas centrais em praças de máquinas, vide 7.3 7.2.3 - Longarinas Laterais
7.2.3.1 - Arranjo
Deve ser prevista, pelo menos, uma longarina lateral na praça de máquinas e a 0,25 L da proa. Nas demais partes do fundo duplo, uma longarina lateral deve ser colocada onde a distância horizontal entre a aresta inferior da chapa marginal e a longarina central exceder 4,5 m. Devem ser colocadas duas longarinas laterais onde a distância exceder 10,5 m. As distâncias entre as longarinas laterais entre si e até a longarina central e até a chapa marginal, respectivamente, não devem ser maiores que: 1,8 m, na praça de máquinas, dentro da largura dos jazendes do motor 4,5 m, onde uma longarina lateral é colocada em outras partes do fundo duplo 4,0 m, onde duas longarinas laterais são colocadas em outras partes do fundo duplo 3,5 m, onde três longarinas laterais são colocadas em outras partes do fundo duplo. Na região reforçada do fundo à vante, as distâncias entre as longarinas laterais devem ser determinadas conforme Seção 5, item 5.5.3 7.2.3.2 - Escantilhões
7.2.3.2.1 - A espessura das longarinas não deve ser menor que:
t = 0,95 (h/120) (k)1/2 [mm]
h = altura da longarina central, em [mm], conforme 7.2.2.2. Pode ser requerida prova de resistência adequada à flambagem das longarinas laterais, quando julgado necessário. Para reforços sob os jazentes do motor, vide item 7.3.
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7.2.3.2.2 - Os escantilhões de longarinas laterais estanques à água e óleo devem, também, estar de acordo com os requisitos dados em 7.2.7.3. 7.2.3.2.3 - Furos de alívio em longarinas laterais devem ter um tamanho que deixe um restante da chapa da alma em volta do furo de, pelo menos, 0,2 da altura da alma das longarinas ou do espaçamento de cavernas. Se os furos forem reforçados com barras chatas, o valor acima pode ser reduzido para 0,15. 7.2.3.2.4 - Na região de fundo reforçado, à vante, conforme Seção 5, item 5.5, quaisquer recortes nas longarinas laterais devem se restringir às passagens requeridas para solda e drenagem. 7.2.4 - Chapa Marginal
A espessura da chapa marginal, se prevista, deve ser 20% maior que a espessura do teto do fundo duplo, conforme 7.2.5.1. 7.2.5 - Teto do Fundo Duplo
7.2.5.1 - A espessura do chapeamento do teto de fundo duplo não deve ser menor que o maior valor obtido das seguintes fórmulas:
t1 = 3,8 . a . (H . k)1/2 + tk [mm] ou
t2 = 3,5 . a . (h . k)1/2 + tk [mm]
H = calado de verão do navio, em [m] h = altura do topo do tubo de transbordamento, a partir do teto do fundo duplo, em [m] a = espaçamento de cavernas (ver 1.6), em [m] k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum tk = acréscimo na espessura devido à corrosão, de acordo com a Seção 2, 2.10 7.2.5.2 - Se nenhuma forração for colocada sobre o teto do fundo duplo, a espessura determinada conforme 7.2.5.1 deve ser aumentada de 2 mm. 7.2.5.3 - A espessura do chapeamento do teto de fundo duplo nunca deve ser menor que:
t3 = 1,1 . a . (pi . k) 1/2 + tk [mm]
pi = carregamento no topo do tanque conforme Seção 3, item 3.3.2. a = espaçamento de cavernas (ver 1.6), em [m] k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum tk = acréscimo na espessura devido à corrosão, de acordo com a Seção 2, 2.10 7.2.5.4 - Para reforços em regiões que poderão receber o impacto de “grab” (caçamba de guindaste para a descarga de granel sólido), a espessura determinada conforme 7.2.5.1 deve ser aumentada de 4 mm. 7.2.5.5 - Para reforços do teto do fundo duplo na praça de máquinas, vide 7.3.2.4, 7.2.6 - Tanques do Fundo Duplo
7.2.6.1 - Tanques de Óleo Combustível e de Óleo Lubrificante
7.2.6.1.1 - Em tanques do fundo duplo pode ser transportado óleo combustível para o serviço do navio, cujo ponto de fulgor seja superior a 60oC. Tanques de óleo combustível devem ser separados por coferdams de tanques de óleo vegetal, tanques de água de alimentação de caldeiras e tanques de água potável. 7.2.6.1.2 - Tanques de óleo lubrificante (especialmente tanques de dreno e/ou circulação) devem ser separados daqueles contendo outros tipos de óleo (por exemplo, óleo diesel) por coferdams.
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7.2.6.1.3 - Quando possível, tanques de dreno de óleo lubrificante ou de circulação devem ser separados do chapeamento externo do casco. 7.2.6.1.4 - A longarina central em tanques de óleo deve ser estanque, com exceção de tanques de óleo estreitos situados nas extremidades da embarcação, se a largura do fundo duplo nesta região não excede 4 metros, ou em tanques de óleo divididos em três partes por longarinas laterais estanques ao óleo. 7.2.6.1.5 - Com referência à forração acima de tanques de óleo, vide Seção 19, item 19.2.1.3. 7.2.6.1.6 - Com referência a tubos de suspiro, transbordamento e sondagem, vide Seção 19, item 19.5, bem como as Regras de Construção para Máquinas. 7.2.6.1.7 - Para tanques destinados a carregar líquidos com temperatura de 80oC e acima, pode ser exigido um cálculo de tensões a temperaturas elevadas, (ver, também, Seção 11, item 11.1.5). 7.2.6.1.8 - Portas de visita para acesso a tanques de fundo duplo de óleo combustível situados abaixo de tanques de óleo de carga, não são permitidas nos tanques de óleo de carga e nem na praça de máquinas (vide, também Seção 21, item 21.1.12.4). 7.2.6.1.9 - A espessura das estruturas não deve ser menor que a espessura mínima determinada pela Seção 11, item 11.1.6. 7.2.6.2 - Pocetos de Esgoto
a) Os pocetos de esgoto devem ter uma capacidade maior que 0,2 m3. Porões pequenos podem ter pocetos menores. Pocetos de esgoto devem ser afastados do chapeamento externo. A Seção 23, item 23.6.5, deve ser aplicada, analogamente, para navios de passageiros.Com referência a pocetos de esgoto para navios pesqueiros, vide Seção 25, item 25.8.4.
b) Com referência ao uso de tampas de portas de visita ou tampas articuladas para acesso à
pocetos de esgoto, vide Regras de Construção para Máquinas. 7.2.6.3 - Caixas de Mar
7.2.6.3.1 - A espessura do chapeamento de caixas de mar não deve ser menor que:
t = 3,8 . a . (p . k) 1/2 + tk [mm]
a = espaçamento de reforços, em [m] p = pressão de abertura da válvula de segurança, em [m.c.a]; p não deve ser menor que 20
m.c.a. (2 bar) (vide, também, Regras para Construção de Máquinas). k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum tk = acréscimo na espessura devido à corrosão, de acordo com a Seção 2, 2.10 7.2.6.3.2 - O módulo de seção dos reforços das caixas de mar não deve ser menor que:
W = 5,7 . a . p . m2 . k [cm3]
a = espaçamento de reforços, em [m] p = pressão de abertura da válvula de segurança, em [m.c.a]; p não deve ser menor que 20
m.c.a. (2 bar) (vide, também, Regras para Construção de Máquinas). k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum m = vão, sem apoio, do reforço, em [m] 7.2.6.3.3 - As aberturas de entrada de água do mar no chapeamento externo devem ser protegidas por grades. 7.2.7 - Fundo Duplo em Sistema Estrutural Transversal
7.2.7.1 - Hastilhas Cheias
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a) Recomenda-se colocar hastilhas cheias em cada espaçamento de caverna no fundo duplo, se for adotada estrutura transversal.
b) Devem ser colocadas hastilhas cheias em cada caverna: 1- na região do fundo reforçado, à vante, conforme Seção 5, item 5.5. 2- na praça de máquinas 3- sob os jazentes de caldeiras 4- na região de porões de carga, em embarcações previstas para transportar minério. 5- sob anteparas transversais 6- sob pés-de-carneiro e pilares das extremidades de anteparas longitudinais centrais
c) Em anteparas corrugadas, a Seção 2, item 2.4.4 deve ser observada. d) Na parte restante do fundo duplo, o espaçamento das hastilhas cheias não deve exceder 3,2
metros, para embarcações com L até 60 metros, 2,9 metros, para embarcações com L até 100 metros, 2,6 metros, para embarcações com L até 140 metros, e 2,4 metros, para embarcações com L acima de 140 metros.
7.2.7.2 - Escantilhões
7.2.7.2.1 - A espessura das hastilhas cheias não deve ser menor que:
t = 0,95 . (h/100 - 1,0) k1/2 [mm], para h ≤ 1200 [mm] t = 0,95 . (h/120 - 1,0) k1/2 [mm], para h > 1200 [mm]
t não necessita exceder 16,0 mm. h = altura da longarina central, em [mm],conforme 7.2.2.2 k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum Para cada 10% de acréscimo da altura h, conforme 7.2.2.2, a espessura da hastilha cheia deve ser aumentada de 3%, quando for adotado sistema estrutural transversal. Devem ser colocados reforços contra flambagem, se necessário, onde a altura da hastilha cheia exceder consideravelmente h, conforme 7.2.2.2. 7.2.7.2.2 - Nos pontos de apoio, a área seccional das hastilhas cheias não deve ser menor que:
fs = (0,314 . H . m2 . e) . k [cm ] e = espaçamento das hastilhas cheias, em [m] m = distância entre anteparas longitudinais, se houver, em [m]; m = B, caso não haja anteparas
longitudinais H = calado de verão do navio = calado máximo do navio, em [m] k = fator de material, conforme a Seção 2; k = 1, para aço naval comum 7.2.7.2.3 - No caso de embarcações pequenas nas quais não é requerida uma longarina lateral (vide 7.2.3.1), pelo menos um reforço vertical deve ser colocado em cada hastilha cheia; sua espessura deve ser igual à das hastilhas e a altura da alma deve ter, ao menos, a décima-quinta parte (1/15) da altura da longarina central. 7.2.7.2.4 - Hastilhas cheias podem ter furos de alívio. O comprimento de cada furo não deve exceder 0,75 da altura da alma, e o comprimento total dos furos não deve exceder a metade do comprimento da parte da hastilha situada entre a longarina central e a chapa marginal. A altura dos furos de alívio não deve exceder a metade da altura da hastilha. A sua distância da longarina central e da chapa marginal, respectivamente, não deve ser menor que 0,4 da altura da longarina central. Os furos devem ser bem arredondados, observando um raio mínimo de cerca de um terço (1/3) da altura do furo. Em regiões de altas tensões de cisalhamento, os furos de alívio devem ser evitados, tanto quanto possível. 7.2.7.2.5 - Se hastilhas cheias são colocadas em cada caverna, em vez de hastilhas abertas, os furos de alívio podem ser aumentados em 10%, na altura e em 20%, no comprimento.
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7.2.7.2.6 - Em regiões do fundo reforçado à vante, conforme Seção 5, item 5.5, as hastilhas cheias devem ser ligadas ao chapeamento do fundo, do costado e do teto do fundo duplo, por solda de filete contínua. Quaisquer recortes nas hastilhas cheias devem se restringir às passagens necessárias para solda e drenagem. 7.2.7.2.7 - Para reforços de hastilhas em praças de máquinas, vide 7.3.2.2. 7.2.7.3 - Hastilhas Estanques à Água
7.2.7.3.1 - A espessura de hastilhas estanques à água não deve ser menor que o requerido para anteparas de tanques, conforme Seção 11, item 11.2. Em nenhum caso sua espessura deve ser menor que a requerida para hastilhas cheias, conforme 7.2.7.2. 7.2.7.3.2 - O escantilhão dos reforços de hastilhas estanques à água deve ser determinado pelo definido na Seção 11, 11.2.3. 7.2.7.4 - Hastilhas Abertas
7.2.7.4.1 - Onde não são requeridas hastilhas cheias, conforme 7.2.7.1, hastilhas abertas podem ser colocadas. 7.2.7.4.2 - Hastilhas abertas consistem em cavernas de fundo, no chapeamento externo, e de cavernas invertidas, no teto do fundo duplo, ligadas à longarina central e à chapa marginal por meio de borboletas. 7.2.7.4.3 - O módulo de seção das cavernas de fundo não deve ser menor que:
W = 0,76 . a . pB . m2 [cm3 ]
Wmin = W2, conforme Seção 11, item 11.2.3.1 pB = carregamento, conforme Seção 3, item 3.2.3 m = vão, sem apoio, em [m], medido de borboleta a borboleta. a = espaçamento entre cavernas, em [m] 7.2.7.4.4 - Para o cálculo do módulo de seção das cavernas invertidas, em vez de pB , o carregamento pi do teto do fundo duplo, conforme Seção 3, item 3.3.2, deve ser utilizado na fórmula em 7.2.7.4.3, mas considerando h, no item 3.3.2, com o valor mínimo da distância do teto do fundo duplo até a linha de calado máximo. O módulo de seção não deve ser menor que W2 , calculado conforme a Seção 11, item 11.2.3.1. 7.2.7.4.5 - Cavernas de fundo e cavernas invertidas devem ser contínuas, da borboleta da longarina central à borboleta na chapa marginal. Onde elas são interrompidas na longarina lateral, borboletas devem ser instaladas em ambos os lados da longarina lateral, para garantir o engastamento da caverna do fundo e da caverna invertida; vide, também, 7.2.7.6.1. 7.2.7.5 - Borboletas
7.2.7.5.1 - As borboletas devem ser da mesma espessura que as hastilhas cheias, sem correção para a altura. Suas larguras medidas no teto do fundo duplo, na longarina central e na chapa marginal, devem ser 75% da altura da longarina central, calculada conforme 7.2.2.2. As borboletas devem ser flangeadas nas suas arestas livres, onde o vão de cavernas do fundo exceder 1 metro ou onde a altura das hastilhas exceder 750 mm. A largura do flange deve ser 65 mm, em borboletas com espessura até 10 mm, e 75 mm, para espessuras maiores. 7.2.7.5.2 - Em longarinas laterais, as cavernas de fundo e as cavernas invertidas devem ser suportadas por barras chatas verticais com a mesma altura das cavernas invertidas. 7.2.7.6 - Escoras
7.2.7.6.1 - Se escoras (ou pés-de-carneiro), conforme 7.2.7.6.2, forem colocadas entre a longarina central, longarinas laterais e chapa marginal, o módulo de Seção das cavernas de fundo e das cavernas invertidas pode ser reduzido em 40%.
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7.2.7.6.2 - A área seccional das escoras ou dos pés de carneiro deve ser determinada pela Seção 9, item 9.3.2, utilizando como carga de projeto o maior dos seguintes valores (o grau de esbelteza l da escora deve ser, no máximo, igual a 60):
P = 0,5 . pB . a . m [kN] ou
P = 0,5 . pi . a . m [kN] pB = calculado pela Seção 3, item 3.2.3 pi = calculado pela Seção 3, item 3.3.2 a = espaçamento entre escoras, em [m] m = vão, de acordo com 7.2.7.4.3 em [m] 7.2.8 - Fundo Duplo em Sistema Estrutural Longitudinal
7.2.8.1 - Generalidades
Onde se troca de sistema estrutural longitudinal para sistema transversal, deve-se prover continuidade estrutural ou superposição suficiente. Por exemplo, as longarinas laterais devem ser ligadas com as longitudinais, e a extremidade de cada longitudinal alternada deve ser unida a chapas intercostais que se estendem na região de sistema estrutural transversal por, pelo menos, 2 espaçamentos de cavernas. 7.2.8.2 - Longitudinais do Fundo e do Teto do Fundo Duplo
O módulo de seção deve ser calculado conforme Seção 8, item 8.8.2 7.2.8.3 - Hastilhas Cheias
7.2.8.3.1 - Geralmente, o espaçamento de hastilhas cheias não deve exceder 5 vezes o espaçamento entre as cavernas longitudinais, mas não deve exceder 3,7m. 7.2.8.3.2 - Hastilhas cheias devem ser colocadas em cada caverna nas praças de máquinas, sob a máquina propulsora principal, bem como nas regiões definidas em 7.2.7.1. 7.2.8.3.3 - Em praças de máquinas, hastilhas cheias devem ser colocadas em cada caverna alternada, exceto nas regiões definidas em 7.2.8.3.2. 7.2.8.3.4 - Com referência a hastilhas cheias na região do fundo reforçado à vante, a Seção 5, 5.5, deve ser observada. 7.2.8.3.5 - A espessura de hastilhas cheias deve ser determinada conforme 7.2.7.2.1. Para a área seccional requerida, 7.2.7.2.2 deve ser observado. 7.2.8.3.6 - As hastilhas cheias devem ser reforçadas em cada longitudinal por um prumo com os escantilhões das longitudinais do teto do fundo duplo. A altura de alma do prumo não necessita exceder 150mm. 7.2.8.4 - Borboletas
7.2.8.4.1 - Entre hastilhas, devem ser colocadas borboletas flangeadas, com espessura igual à das hastilhas, no costado (chapa marginal), em cada espaçamento de caverna, estendendo-se até às longitudinais externas do fundo e do teto do fundo duplo. Sua largura, medida no teto do fundo duplo, deve ser cerca de 75% da altura da longarina central. 7.2.8.4.2 - Uma borboleta deve ser colocada em cada lado da longarina central, entre as hastilhas, onde o espaçamentosdas hastilhas não excede 2.5m. Onde o espaçamento for maior, devem ser colocadas duas borboletas em cada lado da longarina central. 7.2.8.5 - Sistema com Longarinas de Fundo
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7.2.8.5.1 - Onde longarinas de fundo (gigantes) forem instaladas, em vez de longitudinais do fundo (não gigantes), o espaçamento de hastilhas pode ser maior que o exigido em 7.2.8.3.1, desde que seja comprovada a resistência adequada da estrutura. 7.2.8.5.2 - A espessura da chapa de longarinas de fundo não deve ser menor que:
t = 0,95 (4,0 + 0,04 L).k1/2 [mm] para L ≤ 150 m t = 0,95 (5,5 + 0,03 L).k1/2 [mm] para L > 150 m
tmin = 6,0 . k1/2 [mm] 7.2.8.5.3 - Recomenda-se, nas longarinas de fundo, furos de alívio de forma elíptica. Onde o espaçamento de hastilhas exceder 3 espaçamentos de cavernas transversais, recomenda-se colocar 2 furos de alívio; as longarinas devem ser reforçadas com prumos e reforços horizontais contra flambagem. A razão entre a altura da alma e a espessura da longarina nos trechos restantes de chapeamento das longarinas, na região dos furos de alívio (tanto no fundo externo como no teto do fundo duplo), não deve exceder 35. Além disso, esses trechos devem ter os módulos de seção exigidos para longitudinais do fundo e do teto do fundo duplo, respectivamente. No respectivo cálculo, pode ser utilizado, como vão sem apoio, o comprimento dos furos de alívio. Recortes para drenagem e soldagem nas longarinas devem ser colocados o mais afastado possível do centro dos furos de alívio. 7.2.8.5.4 - Os escantilhões de longarinas de fundo estanques à água ou ao óleo, não devem ser menores que os exigidos para anteparas de tanques, conforme Seção 11, item 11.2. 7.2.8.5.5 - Onde longarinas do fundo, conforme 7.2.8.5.1, são colocadas também na região de vante do navio, os seus respectivos espaçamentos e os espaçamentos das hastilhas na região de fundo reforçado, à vante, devem ser determinados, conforme Seção 5, item 5.5. 7.2.8.5.6 - Na região de fundo reforçado, à vante, conforme Seção 5, item 5.5, quaisquer recortes nas longarinas devem se restringir às passagens necessárias para solda e drenagem. 7.2.9 - Teste de Estanqueidade
7.2.9.1 - Cada compartimento ou tanque de um fundo duplo deve ser testado quanto à sua estanqueidade com uma coluna d’água correspondente à pressão máxima de serviço que possa ocorrer; geralmente, isto corresponde a uma coluna d’água até o ponto mais alto do tubo de suspiro.
7.3 - ESTRUTURA DO FUNDO DA PRAÇA DE MÁQUINAS NA REGIÃO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA PRINCIPAL
7.3.1 - Fundo Singelo
7.3.1.1 - Os escantilhões das hastilhas devem ser determinados conforme 7.1.1.2.1, para o maior vão sem apoio medido na praça de máquinas, o qual, entretanto, não deve ser adotado menor que 0,7.B (B = boca da embarcação, em [m] - ver 1.6). Entre as longarinas do jazente (na região do carter), o módulo de seção pode ser reduzido em até 40%. 7.3.1.2 - A altura das hastilhas, na região dos jazentes do motor, deve ser aumentada, quando possível. A altura das hastilhas ligadas a cavernas gigantes deve ser similar à altura das longarinas do jazente. Na região do carter, a altura não deve ser menor que 0,5 . h. A espessura não deve ser menor que:
t = 0,95 (h/100 + 4) [mm]
h = vide 7.1.1.2.1
7.3.1.3 - A espessura das longarinas dos jazentes deve ser determinada conforme 7.3.3.2.1.
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7.3.1.4 - Na região das longarinas dos jazentes não é necessária a colocação de longarina central. No lugar desta devem ser colocados perfís intercostais de docagem. A área seccional destes perfís de docagem não deve ser menor que:
f = 10 + 0,2L [cm2]
L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] Não são necessários perfís de docagem onde é prevista uma barra-quilha. Borboletas unindo as hastilhas à barra-quilha devem ser colocadas em cada lado das hastilhas. 7.3.2 - Fundo Duplo 7.3.2.1 - Generalidades 7.3.2.1.1 - Furos de alívio na região dos jazentes do motor devem ser tão pequenos quanto possível, com a devida consideração, entretanto, à acessibilidade. Onde necessário, as arestas dos furos de alívio devem ser reforçadas por meio de barras-face ou os painéis de chapeamento dotados de prumos e reforços. 7.3.2.1.2 - Reforços locais devem ser previstos além dos seguintes requisitos mínimos, conforme a construção e as condições locais. 7.3.2.2 - Hastilhas Hastilhas cheias devem ser colocadas em cada caverna. A espessura das hastilhas, conforme 7.2.7.2, deve ser reforçada como segue:
3,6 + N/500 [por cento]; mínimo de 5%, máximo de 15% N = potência de um motor de propulsão, em [kW]. 7.3.2.3 - Longarinas Laterais 7.3.2.3.1 - A espessura de longarinas laterais, sob uma chapa de topo de jazente inserida no teto do fundo duplo, deve ser igual à espessura das longarinas do jazente acima do teto do fundo duplo, conforme 7.3.3.2.1. 7.3.2.3.2 - Longarinas laterais com a espessura de longarinas de fundo, conforme 7.3.3.2, devem ser colocadas sob as longarinas de jazentes em toda a altura do fundo duplo. Onde duas longarinas nas laterais são colocadas em cada lado do motor, uma pode ter metade da altura sob o teto do fundo duplo, para motores de até 3000 kW. 7.3.2.3.3 - Longarinas laterais sob longarinas de jazentes, devem ser prolongadas nos espaços adjacentes e ligadas à estrutura do fundo. Este prolongamento, à ré e à vante das anteparas da praça de máquinas, deve ser de 2 a 4 espaços de cavernas, se possível (com instalação de máquinas à ré, somente à vante da praça de máquinas). 7.3.2.3.4 - Na região do jazente não é requerida longarina central (vide 7.3.1.4). 7.3.2.4 - Teto do Fundo Duplo Entre as longarinas do jazente, a espessura do chapeamento do teto do fundo duplo, conforme 7.2.5.1, deve ser aumentada de 2 mm. A chapa reforçada deve se prolongar além das extremidades do jazente do motor, por 3 a 5 espaçamentos de cavernas. 7.3.3 - Jazente do Motor 7.3.3.1 - Generalidades
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7.3.3.1.1 - Os seguintes regulamentos se aplicam para motores de baixa rotação. Jazentes para motores de média e alta rotação, bem como para turbinas, serão considerados especialmente. 7.3.3.1.2 - A rigidez do jazente do motor e da estrutura do fundo, na vizinhança, deve ser adequada para manter dentro dos limites permissíveis as deformações do sistema, devido a todos os carregamentos. Em casos especiais, podem ser requeridas comprovações das deformações e tensões. A deflexão do conjunto do motor com seu jazente, ao longo do comprimento do motor, não deve ultrapassar 1 [mm], no calado da embarcação que resulte a máxima deflexão do jazente. Adicionalmente à deflexão do motor + jazente, também devem ser levadas em conta as deflexões dos braços do munhão do eixo-de-manivelas (“crank webs”), e que pode passar a limitar a deflexão admissível do motor em um valor muito inferior a 1 [mm]. 7.3.3.1.3 - Na fase inicial de projeto dos jazentes, deve ser criteriosamente considerada uma transmissão suficiente das forças transversais e longitudinais. 7.3.3.1.4 - Os parafusos para fixação do motor no jazente devem estar a uma distância, da longarina do jazente, igual ou menor que 3.d (d = diâmetro dos parafusos de fixação). Onde a distância dos parafusos for maior, deve ser fornecida prova de equivalência. 7.3.3.1.5 - Em toda a faixa de velocidade da instalação propulsora principal para serviço contínuo, não devem ocorrer ressonâncias com amplitudes de vibração inadmissíveis; se necessário, devem ser feitas modificações estruturais para evitar tais freqüências de ressonância. Caso contrário, deve ser prevista uma faixa de bloqueio. Dentro de -10% a 5% em relação à velocidade nominal de serviço, não é permitida uma faixa de bloqueio. O Bureau Colombo pode exigir uma análise de vibrações e, se necessário, a medição das vibraçõees. 7.3.3.2 - Longarina de Fundo 7.3.3.2.1 - A espessura de longarinas de fundo, acima do teto do fundo duplo, não deve ser menor que: t = (N/15)1/2 + 6 [mm], para N < 1500 kW t = N/750 + 14 [mm], para 1500 kW ≤ N < 7500 kW t = N/1875 + 20 [mm], para N ≥ 7500 kW N = potência de um motor de propulsão, em [kW] 7.3.3.2.2 - Onde duas longarinas de fundo são colocadas em cada lado do motor, suas espessuras, conforme 7.3.3.2.1, podem ser reduzidas de 4 mm. 7.3.3.2.3 - As dimensões (largura e espessura) da chapa do topo (mesa do jazente) devem ser suficientes para conseguir uma fixação e apoio eficiente do motor e, dependendo da altura do jazente e do tipo do motor, rigidez transversal adequada. A espessura da chapa de topo deve ser aproximadamente igual ao diâmetro dos parafusos utilizados. A área seccional da chapa de topo não deve ser menor que:
FT = N/15 + 30 [cm2], para N ≤ 750 kW
FT = N/75 + 70 [cm2], para N > 750 kW Quando dois motores de propulsão são instalados, deve ser prevista uma chapa de topo contínua, no caso dos motores operarem acoplados a um único eixo propulsor. 7.3.3.2.4 - As longarinas do jazente do motor deverão ser suportadas transversalmente através de cavernas gigantes ou anteparas de asa. Os escantilhões das cavernas gigantes devem ser determinados conforme Seção 8, item 8.1.8.
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7.3.3.2.5 - De preferência, devem ser utilizadas soldas com chanfro duplo (k) nas ligações da chapa de topo com longarinas ou hastilhas com espessuras maiores que cerca de 15mm (vide, também, Seção 17, 7.2.3.
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SEÇÃO 8
CAVERNAS
8.1 - ESTRUTURA TRANSVERSAL
8.1.1 - Generalidades
8.1.1.1 - Espaçamento de Cavernas
8.1.1.1.1 - O espaçamento de regra de cavernas transversais, desde 0,2.L à ré da PPAV até a antepara de colisão à ré, deve ser determinado através da seguinte fórmula:
ao = L/500 + 0,48 [m]; aoMAX = 1,0 m 8.1.1.1.2 - À vante da antepara de colisão de vante e à ré da antepara de colisão à ré, o espaçamento de cavernas não deve, geralmente, exceder 600 mm. 8.1.1.2 - Definições
k = fator de material, conforme Seção 1; k = 1, para aço naval comum m = vão, sem apoio, em [m], incluindo ligações de extremidades, geralmente não menor que
(L/12)1/2. Entretanto, sob certas condições, o valor mínimo de m pode ser tomado menor que (L/12)1/2, como segue: mmin = 2,5 m, onde são instaladas escoas suportadas por cavernas gigantes, ou onde cavernas
reforçadas (por exemplo, cavernas de arqueação) são colocadas em cavernas alternadas, e cujo módulo de seção é, no mínimo, 2,5 vezes o valor determinado de acordo com 8.1.2.1.1 ou 8.1.5.2.1.
mmin = 2,0 m, para cavernas de superestruturas não efetivas, conforme Seção 14, item 14.1.1. pS = carregamento, em [kN/m2], conforme Seção 3, item 3.2.2
n = 0,63 - L/400 para L ≤ 100 m n = 0,38 para L > 100 m a = espaçamento entre cavernas (ver 1.6), em [m] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] P = pontal da embarcação (ver 1.6), em [m] 8.1.2 - Cavernas de Porão
8.1.2.1 - Escantilhões
8.1.2.1.1 - O módulo de seção das cavernas de porões não deve ser menor que:
W = k . n . a . m2 . pS . f [cm3] f = 1,4 – h /(0,25 . m) ; fmin = 0,9 h = altura da borboleta, em [m], acima do topo das hastilhas ou topo do tanque (ver fig. 8.1) 8.1.2.1.2 - As cavernas de porão devem se estender, pelo menos, até o convés mais baixo e, em navios com mais de 3 conveses, pelo menos, até o convés acima do convés mais baixo. 8.1.2.1.3 - Onde as cavernas de porão são suportadas por um convés estruturado longitudinalmente, as cavernas colocadas entre cavernas gigantes devem ser ligadas aos longitudinais adjacentes por borboletas. Os escantilhões das borboletas devem ser deteminados conforme a Seção 2, item 2.4.2, em função do módulo de seção das cavernas.
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8.1.2.1.4 - Se as cavernas podem ser consideradas como adequadamente engastadas também em suas extremidades superiores, pode ser permitida uma redução no módulo de seção determinado conforme 8.1.2.1.1. As tensões permissíveis estipuladas em 8.1.2.1.5 devem ser observadas.
hm
m
m
h
Figura 8.1
8.1.2.1.5 - Se os escantilhões das cavernas principais são determinados por cálculos de resistência, as seguintes tensões admissíveis devem ser observadas: tensão de flexão: σb = 180/k N/mm2
tensão de cisalhamento: τ = 110/k N/mm2
tensão combinada: ]/[.200.3 222 mmN/kbV ≤+= τσσ
8.1.3 - Cavernas em Tanques 8.1.3.1 - O módulo de seção de cavernas em tanques deve ser aumentado de 10% acima do valor, conforme 8.1.2.1.1 ou 8.1.5.2.1. O módulo de seção não deve ser menor que o citado na Seção 11, item 11.2.3, para W2. 8.1.3.2 - Em porões que também serão utilizados como tanques de lastro, conforme Seção 11, item 11.4, o módulo de seção das cavernas não deve ser menor que:
W = k . 0,55 . a . m2 . p1 [cm3] p1 = carregamento, conforme Seção 3, item 3.4.1 Onde os escantilhões das cavernas em tanques são determinados por cálculos de resistência, as seguintes tensões admissíveis devem ser observadas: tensão de flexão: σb ≤ 150/k N/ mm2 tensão de cisalhamento: τ ≤ 100/k N/ mm2
tensão combinada: ]/[/180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
8.1.4 - Borboletas Laterais de Tanques e Borboletas do Bojo 8.1.4.1 - A espessura das borboletas laterais dos tanques ou das borboletas do bojo, no fundo duplo, não deve ser menor que:
t = 0,5 . P + 5,0 [mm] ; tMAX = 15 mm
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Para navios com 3 ou mais conveses, P não necessita ser maior que L/12. Para navios de apenas um convés, a espessura deve ser aumentada em 10%. 8.1.4.2 - Borboletas laterais dos tanques ou borboletas do bojo devem ser flangeadas onde o módulo de seção da caverna exceder 30 cm3. A largura do flange não deve ser menor que 75 mm. 8.1.4.3 - Para a ligação de cavernas principais e borboletas laterais de tanques, vide Seção 17, item 17.2.6.1. 8.1.5 - Cavernas de Cobertas (“Tween Decks”) e de Superestruturas 8.1.5.1 - Generalidades Em embarcações com velocidade maior que 1,6.(L)1/2 [nós], as cavernas do castelo à vante de 0,1.L da PPAV, devem ter, pelo menos, os mesmos escantilhões que as cavernas localizadas entre o primeiro e o segundo conveses. Se outras superestruturas ou grandes casarias estiverem dispostas sobre superestruturas, pode ser requerido reforço das cavernas dos espaços abaixo. Para cavernas de cobertas em tanques, devem ser observados os requisitos de 8.1.3. 8.1.5.2 - Escantilhões 8.1.5.2.1 - O módulo de seção de cavernas de cobertas e superestruturas, não deve ser menor que:
WS = k . 0,8 . a . m2 . pS [cm3] pS não deve ser menor que pmin = 0,4 . pL . (b/m)2 [kN/m2] b = comprimento do vau da coberta abaixo da respectiva caverna da coberta, em [m] pL = carregamento na coberta; para tetos de tanques, p é um carregamento correspondente à
metade da distância do teto do tanque ao topo de suspiro, não menor, entretanto, que 12,3 [kN/m2]
a = espaçamento entre cavernas, em [m]. Se nas cobertas for utilizado sistema estrutural longitudinal, pmin não necessita ser considerado para cavernas de cobertas situadas entre vaus gigantes. Para cavernas de cobertas ligadas em sua extremidade inferior a vaus gigantes, pmin deve ser multiplicado pelo fator f1 = 0,75 + 0,25.e/a, onde e = espaçamento dos vaus gigantes, em [m] e a = espaçamento entre cavernas, em [m]. 8.1.5.2.2 - Para cavernas de cobertas, o valor W/m2 não necessita ser maior que o das cavernas principais situadas abaixo delas. 8.1.5.3 - Fixação de Extremidade Cavernas de cobertas e de superestruturas devem estar ligadas às cavernas ou ao convés. A fixação da extremidade pode ser realizada conforme Fig. 8.2.
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8.1.6 - Cavernas no Pique de Vante e na Região da Popa 8.1.6.1 - Cavernas no Pique de Vante 8.1.6.1.1 - O módulo de seção das cavernas no pique de vante não deve ser menor que:
WS = k . 0,8 . a . m2 . pS [cm3] m = vão, sem apoio, das cavernas, em [m], incluindo as ligações de extremidades. O vão m não
deve ser tomado menor que 2,0 metros. a = espaçamento entre cavernas, em [m] 8.1.6.1.2 - Se o comprimento do pique de vante não excede 0,06 L, o módulo de seção requerido a meio comprimento do pique de vante é mantido para todo o comprimento. 8.1.6.1.3 - As cavernas dos piques de vante devem ser ligadas às escoas, de modo que seja garantida suficiente resistência ao cisalhamento. 8.1.6.1.4 - Em navios com comprimento menor que 30 metros, as cavernas do pique de vante devem ter o mesmo módulo de seção que as cavernas de porões. 8.1.6.1.5 - Em piques utilizados como tanques, o módulo de seção das cavernas do pique de vante não pode ser menor que o requerido pela Seção 11, item 11.2.3, para W2 8.1.6.2 - Cavernas na Região de Popa 8.1.6.2.1 - As cavernas na região de popa (popa tipo cruzador), inclinadas em relação ao plano transversal, devem ter um espaçamento de não mais que 600 mm e se estender até o convés acima do topo do pique tanque à ré, mantendo os escantilhões de cavernas dos piques tanques de vante. 8.1.6.2.2 - Para suportar as cavernas na região de popa fora do pique de ré, pode ser exigida uma escoa adicional, caso as cavernas sejam inclinadas consideravelmente e não fixadas verticalmente em relação ao costado. 8.1.7 - Reforços na Região de Vante e de Ré 8.1.7.1 - Séries de Vaus 8.1.7.1.1 - À vante da antepara de colisão, dentro do pique de vante, e até o convés mais inferior acima da linha d’água, devem ser previstas séries de vaus (vaus em cavernas alternadas), geralmente com espaçamento vertical, entre si e até a borda superior das hastilhas e convés do pique, de não mais que 2,6 metros. Sobre as séries de vaus, devem ser previstas escoas ligadas ao chapeamento do costado, por solda contínua, e com cada caverna, através de borboletas. Os escantilhões das escoas devem ser determinados como segue: Largura b = 75.(L)1/2 [mm] Espessura t = 0,95.(6,0 + L/40) [mm] 8.1.7.1.2 - A área seccional fB de cada vau de uma série não deve ser menor que:
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100][10.5
.
100][.0045,095
.10
24
2
22
>=
≤−
=
λλ
λλ
paracmp
f
paracmp
f
B
B
λ = m/i = grau de esbelteza do vau m = vão, sem apoio, do vau, em [cm] i = (J/fB )
1/2 = raio de giração do vau, em [cm] J = menor momento de inércia do vau, em [cm4] p = A . pS [kN] A = área de carregamento do vau, em [m2] Se o comprimento do pique de vante não exceder 0,06 L, o carregamento a meio comprimento do pique de vante pode ser aplicado para a determinação dos escantilhões de todos os vaus. 8.1.7.1.3 - No pique de ré, séries de vaus com escoas, geralmente espaçados verticalmente em 2,6 metros, conforme 8.1.7.1.1, devem ser previstas onde a forma do navio o permitir. 8.1.7.1.4 - Deve ser evitada solda intermitente nas escoas no pique de ré. Quaisquer recortes devem se restringir a passagens de solda e dreno. 8.1.7.1.5 - Se os piques de ré são utilizados como tanques, as escoas devem ter flanges ou barras-face nas arestas internas. As escoas devem formar uma linha contínua de suporte com as travessas da antepara de colisão (vide Seção 10, item 10.2.3.4). 8.1.7.1.6 - Onde forem colocados conveses perfurados em vez de séries de vaus, seus escantilhões devem ser determinados como para anteparas-diafragma, conforme Seção 11, item 11.8. Os requisitos relativos a f B em 8.1.7.1.2, no entanto, devem ser atendidos. 8.1.7.2 - Vaus Gigantes e Escoas 8.1.7.2.1 - Onde vaus gigantes e escoas de suporte forem colocados em vez de séries de vaus, seus escantilhões devem ser determinados, como segue: a) Módulo de seção:
W = k . 0,6 . e . m2 . pS . n [cm3] b) Área seccional nos suportes:
f = k . 0,06 . e . m1 . pS [cm2] e = largura da área suportada, em [m] m = vão,sem apoio, em [m], conforme Seção 2, item 2.3, sem considerar as ligações de suporte m1 = similar a m, considerando, entretanto, as ligações de suporte n = coeficiente, conforme a tabela seguinte:
Número de ligações de suporte n 0 1,0 1 0,5 2 0,3
≥ 3 0,2
Geralmente, o espaçamento vertical entre escoas não deve exceder 2,6 m.
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8.1.7.2.2 - Geralmente, os gigantes devem ser ligados entre si por ligações de suporte cuja área seccional deve ser estabelecida conforme 8.1.7.1.2. 8.1.7.3 - Cavernas Gigantes e Escoas em Cobertas (“Tween Decks”) e Conveses de Superestruturas Em navios com velocidade acima de 1,6 (L)1/2 [nós] ou em navios com um alargamento considerável da forma, na proa, escoas e gigantes, conforme 8.1.7.2, devem ser previstas, à vante de 0,2 L da PPAV, na região de cobertas e superestruturas. 8.1.7.4 - Borboletas Contra Flambagem Lateral (“Tripping”) 8.1.7.4.1 - Entre o ponto de maior boca da embarcação, na linha de calado máximo, e a antepara de colisão de vante, devem ser previstas borboletas contra flambagem lateral (“tripping”), conforme Fig. 8.3, espaçadas em não mais de 2,6 metros, verticalmente. A espessura das borboletas deve ser determinada, conforme 8.1.7.1.1. Onde for fornecida prova de segurança contra flambagem, as borboletas contra flambagem lateral podem ser parcial ou completamente dispensadas. 8.1.7.4.2 - Na mesma região devem ser previstas borboletas contra flambagem lateral, conforme 8.1.7.4.1, entre cobertas e superestruturas, cuja distância vertical entre si é de 3 [m] ou mais. 8.1.7.4.3 - Se os piques ou outros compartimentos à vante da antepara de colisão de vante serão utilizados como tanques, devem ser previstas borboletas contra flambagem lateral, conforme 8.1.7.4.1, entre séries de vaus, conforme 8.1.7.1.
Figura 8.3
8.1.8 - Cavernas Gigantes na Praça de Máquinas 8.1.8.1 - Arranjo 8.1.8.1.1 - Em praças de máquinas e de caldeiras, devem ser previstas cavernas gigantes. Geralmente, elas devem se estender até o convés contínuo mais elevado. Onde o pontal for 4 metros, as cavernas gigantes devem ser espaçadas de 3,5 metros, em média, e, onde o pontal for 14 metros, elas devem ser espaçadas de 4,5 metros, em média. 8.1.8.1.2 - Para motores de combustão até cerca de 400 kW, as cavernas gigantes devem ser geralmente colocadas nas extremidades de vante e de ré do motor. Para motores de combustão de 400 à 1500 kW, uma caverna gigante adicional deve ser prevista a meio comprimento do motor, e, para motores de potência maior, pelo menos mais duas cavernas gigantes adicionais devem ser previstas. 8.1.8.1.3 - Onde motores de combustão estão instalados à ré, escoas espaçadas de 2,6 m devem ser previstas na praça de máquinas, alinhadas com as escoas do pique-tanque à ré, se houver, ou as cavernas principais devem ser adequadamente reforçadas. Os escantilhões das escoas devem ser semelhantes aos das cavernas gigantes. Pelo menos, uma escoa deve ser prevista onde a altura até o convés mais inferior for menor que 4 m. 8.1.8.1.4 - Para a estrutura do fundo na praça de máquinas, vide Seção 7, item 7.3. 8.1.8.2 - Escantilhões
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8.1.8.2.1 - O módulo de seção das cavernas gigantes não deve ser menor que:
W = k . 0,8 . e . m2 . pS [cm3] e = espaçamento de cavernas gigantes, em [m] m = vão, em [m]; vide Seção 3, 3.3. O momento de inércia das cavernas gigantes não deve ser menor que: J = P . (4,5. P - 3,75) . c . 102 [cm4] onde 3 m ≤ P ≤ 10m J = P . (7,25 . P - 31) . c . 102 [cm4] onde P > 10m c = 1 + (DU - 4) . 0,07 DU = altura até o convés mais inferior, em [m]. Os escantilhões das almas devem ser calculados como segue: altura h = 50 . P [mm]; hmin = 250mm espessura t = h/(32 + 0,03.h) [mm]; tmin = 8,0 mm 8.1.8.2.2 - Navios com pontal menor que 3 metros, devem ter cavernas gigantes com escantilhões de alma de, pelo menos, 250 x 8 mm, e uma área seccional mínima, da barra-face, de 12 cm2.
8.2 - LONGITUDINAIS
8.2.1 - Generalidades
8.2.1.1 - Longitudinais (do fundo e do costado) devem ser contínuas através de hastilhas e gigantes. As ligações de suas almas com as almas de hastilhas e gigantes devem ser de forma que as forças de apoio sejam transmitidas. A tensão de cisalhamento permissível, de 100/k N/mm2, não deve ser excedida. 8.2.1.2 - Onde longitudinais do fundo ou do costado são interrompidas em anteparas transversais, borboletas devem passar através das anteparas transversais. Na região dos flanges superior e inferior do casco, a área seccional das borboletas nas anteparas, deve ser 1,25 vezes a área seccional dos longitudinais. O comprimento da solda ligando borboletas e longitudinais, deve ser cerca de 2 vezes a altura do perfil, de modo que a área seccional da junta soldada seja, pelo menos, 1,5 vezes a área do perfil. Podem ser considerados outros projetos equivalentes. 8.2.1.3 - Fora da região dos flanges superior e inferior do casco, as áreas seccionais estipuladas em 8.2.1.2 podem ser reduzidas em 20%. 8.2.1.4 - Onde longitudinais de fundo são interrompidas em hastilhas estanques e anteparas, elas devem ser ligadas às hastilhas por borboletas da espessura das hastilhas, e com um comprimento de solda nas longitudinais igual a 2 vezes a altura das longitudinais. Onde as longitudinais são ligadas às hastilhas estanques ou às anteparas, o comprimento de solda pode ser reduzido. (Para sistema estrutural longitudinal, em fundos duplos, vide Seção 7, item 7.2.8). 8.2.2 - Definições
k = fator de material, conforme Seção 1 ; k = 1,0, para aço naval comum a = espaçamento de longitudinais, em [m] m = vão, sem apoio, em [m], conforme Seção 2, item 2.3.3 p = carregamento, em [kN/m2] = pB , conforme Seção 3, item 3.2.3, para longitudinais de fundo = ps, conforme Seção 3, item 3.2.2, para longitudinais de costado = p1 ou p1', conforme Seção 3, item 3.4.1, para longitudinais de costado, bem como travessas
de anteparas longitudinais laterais, na região de tanques e em porões previstos para serem lastrados.
= pd, conforme Seção 3, item 3.4.2, para longitudinais de costado e para travessas de anteparas longitudinais laterais,em tanques que podem estar parcialmente cheios
= pD , conforme Seção 3, item 3.2.1, para longitudinais do convés resistente = pi , conforme Seção 3, item 3.3.2, para longitudinais do teto do fundo duplo, entretanto, não
menor que o carregamento correspondente à distância entre o teto do fundo duplo e a linha do calado máximo.
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σD = tensão normal máxima, devida à flexão longitudinal, em [N/mm2], no nível do convés resistente, na parte lateral do convés
σB = tensão normal máxima, devida à flexão longitudinal, em [N/mm2], no fundo z = distância do elemento estrutural à linha de base, em [m]. Se σD e σB são desconhecidas, as tensões admissíveis, devido à flexão longitudinal σP, conforme a Seção 4, item 4.3.1.3, devem ser utilizadas. 8.2.3 - Escantilhões 8.2.3.1 - O módulo de seção de longitudinais do fundo e do convés resistente não deve ser menor que:
W = w . a . m2 . p [cm3] w = 83,3 /σadm ; wmin = k . n para 0,4.L a meia-nau w = k . n para 0,1 L, nas extremidades (proa e popa) n = 0,55, onde devem ser utilizadas, para o carregamento p, as seguintes pressões de projeto
devido à carga e enchimento dos tanques: pC (Seção 3, 3.3.1) pi (Seção 3, 3.3.2) p1 , p1' (Seção 3, 3.4.1) n = 0,70, onde devem ser utilizadas para o carregamento p, as seguintes pressões de projeto
devido a carregamentos externos e carregamentos devido ao movimento de líquidos em tanques parcialmente cheios:
pD (Seção 3, de 3.2.1.1 a 3.2.1.3) pS , pB (Seção 3, 3.2.2 e 3.2.3) pd (Seção 3, 3.4.2) Entre as regiões a 0,4 L, a meia-nau,e 0,1 L das extremidades, w deve ser gradualmente reduzido. As tensões admissíveis σadm devem ser determinadas conforme as fórmulas abaixo, onde, para σB e σD , devem ser utilizadas tensões absolutas. 1) Abaixo do eixo neutro da respectiva seção transversal da embarcação:
Pz
k
L DBBadm
σσσσ
+⋅+−⋅
+=
230
5008,0
2) Acima do eixo neutro da respectiva seção transversal da embarcação:
( )P
zk
L DBBadm
σσσσ
+⋅−+⋅+=
230.0035,065,0
8.2.3.2 - O vão m não deve ser tomado menor que 1,8 metros, para longitudinais do fundo dentro da região de fundo, reforçado à vante, de acordo com a Seção 5, item 5.5. 8.2.3.3 - Em tanques, o módulo de seção não deve ser menor que W2 , conforme Seção 11, item
11.2.3.1. 8.2.3.4 - O momento de inércia de longitudinais de convés e do fundo, na região dos flanges superior e inferior do casco, dentro de 0,6L, a meia-nau, não deve ser menor que o exigido na Seção 2, item 2.6.4.3. 8.2.3.5 - Com referência à resistência à flambagem de longitudinais, deve ser observada a Seção 2, item 2.6.4.
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8.2.3.6 - Na determinação do módulo de seção de longitudinais localizados junto a uma fiada do bojo que não é reforçada longitudinalmente, a largura r/3 + a/2 deve ser utilizada em vez de a, na fórmula em 8.2.3.1.
ar /3a
r/3
r
Figura 8.4
Para efeito de segurança contra flambagem lateral, o espaçamento de gigantes deve ser menor que 12 vezes a largura da barra-face da longitudinal ou, senão, uma borboleta adicional deve ser colocada a meio espaçamento de gigantes. 8.2.3.7 - O módulo de seção de longitudinais de costado em tanques, não necessita exceder o módulo de seção de longitudinais do fundo, para o mesmo espaçamento e mesmo vão. 8.2.3.8 - Se os escantilhões de longitudinais forem determinados por cálculos de resistência, a tensão total resultante das tensões devidas à flexão local e das tensões normais devidas à flexão longitudinal, não deve exceder.
σσσσt= 230/k [N/mm2]
A tensão de flexão local não deve exceder: σbm = 150/k [N/mm2], para aqueles carregamentos para os quais, conforme 8.2.3.1, o fator n = 0,55 σbm = 120/k [N/mm2], para aqueles carregamentos para os quais, conforme 8.2.3.1, o fator n = 0,70. 8.2.3.9 - Quando escoras, conforme a Seção 7, item 7.2.7.6, são colocadas entre longitudinais do fundo e do teto do fundo duplo, os módulos de seção das longitudinais podem ser reduzidos em 40%. 8.2.4 - Cavernas Laterais Gigantes
8.2.4.1 - O módulo de seção de cavernas laterais gigantes suportando longitudinais do costado, não deve ser menor que:
W = 0,6 . k . e . m2 . p [cm3]
e = espaçamento de cavernas laterais gigantes, em [m] m = vão, sem apoio, em [m], conforme Seção 2, 2.3. Área seccional mínima da alma:
f = 0,06 . k . e . m . p [cm2]
8.2.4.2. - Se as cavernas laterais gigantes estão dimensionadas com base em cálculos de resistência, as seguintes tensões não devem ser excedidas:
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σb = 140/k [N/mm2 ] τ = 80/k [N/mm2 ]
tensão combinada: ]/[/180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
8.2.4.3 - Em tanques, o módulo de seção e a área seccional não devem ser menores que W2 e que f2, conforme a Seção 11, item 11.2.3. 8.2.4.4 - Recomenda-se verificar a resistência à flambagem das almas das cavernas laterais gigantes, quando submetidas a forças concentradas devidas às manobras de atracação e desatracação. A força induzida por uma defensa na alma da caverna pode ser determinada, aproximadamente, por:
][.2
. 2
kNf
vpf
∆=
∆ = deslocamento do navio, em toneladas; não deve ser tomado superior a 105 toneladas v = velocidade de manobra do navio, em [m/s]; a tabela abaixo fornece valores orientativos f = comprimento da defensa, em [m]; a tabela abaixo fornece valores para orientação
∆∆∆∆[toneladas] f [metros] v [m/segundo]
∆ ≤ 1000 0,25 0,20
1000 < ∆ ≤ 10000 0,25 + 2,5 . 10 -5 . ∆ 0,2 - ∆ . 10 -5
10000 < ∆ 0,50 0,10 8.2.4.5 - A tensão de compressão na alma da caverna, devida à ação da força pf, calculada em 8.2.4.4, pode ser determinada por:
]/[.
10. 23
mmNtc
p
S
fD =σ
c = comprimento vertical ao longo do qual estará aplicada a força pf; se desconhecer, usar c =
300 [mm] tS = espessura da alma, em [mm] O fator de segurança contra flambagem não deve ser inferior a vB = 1,2
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SEÇÃO 9
VAUS DE CONVÉS E REFORÇOS DE CONVÉS 9.1 - GENERALIDADES
9.1.1 - Definições k = fator de material, conforme a Seção 1; k = 1, para aço naval comum m = vão, sem apoio, em [m], conforme a Seção 2, item 2.3; não deve ser meor que B/10 ou 1
metro e = largura do convés para o qual se dimensiona os reforços, em [m] p = carregamento sobre o convés pD , pDA ou p L , em [kN/m2], de acordo com a Seção 3. c = 0,53 c = 0,72 para vaus, sicordas e gigantes que sejam considerados simplesmente apoiados em
uma ou em ambas as extremidades. a = espaçamento entre cavernas (ver 1.6), em [m] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] D = pontal da embarcação (ver 1.6), em [m] 9.1.2 - Tensões Admissíveis Se os escantilhões dos vaus, sicordas, ou quaisquer outros reforços forem calculados por cálculo racional, as seguintes tensões não podem ser excedidas:
σσσσb = 150/k [N/mm2] ττττ = 100/k [N/mm2]
]/[180.3 222 mmNkbV =+= τσσ
9.1.3 - Resistência à Flambagem Pode ser necessário reforçar os vaus do convés na região de 0,6L, a meia-nau, de modo a aumentar o momento de inércia, com a finalidade de se obter uma adequada resistência à flambagem dos painéis de chapa ortotrópica do convés resistente, conforme requerido na Seção 2, item 2.6.2.
9.2 - VAUS E SICORDAS 9.2.1 - Generalidades O módulo de seção dos vaus e sicordas dos conveses entre 0,25.D e 0,75.D, acima da linha de base, deve ser determinado pela seguinte fórmula:
W = k . c . a . p . m2 [cm3] 9.2.2 - Longitudinais do Convés Resistente
O módulo de seção de longitudinais dos conveses situados na região de 0,25 D a partir do flange superior do casco, deve ser calculado pela Seção 8, item 8.2. 9.2.3 - Fixação
9.2.3.1 - Os vaus de convés devem ser conectados às cavernas através de borboletas, de acordo com a Seção 2, item 2.4.2.
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9.2.3.2 - Vaus que se estendem continuamente sobre anteparas longitudinais e sicordas, podem ser soldados aos prumos de anteparas longitudinais e às almas das sicordas, respectivamente, sem borboletas. 9.2.3.3 - Os vaus podem ser ligados a braçolas de escotilha e vigas, por soldas de filete duplas, se não houver qualquer outro engastamento. O comprimento de solda não deve ser menor que 0,6 vezes a altura do perfil. 9.2.3.4 - Em vaus ligados a braçolas e vigas de rigidez considerável (por exemplo, vigas caixão), devem ser previstas borboletas. 9.2.3.5 - Na região de 0,6 L, a meia-nau, os comprimentos das abas de borboletas em navios de convés singelo devem ser aumentados em 20%. Os escantilhões das borboletas não necessitam ser maiores que o módulo de seção das cavernas exigido pela Regra, 9.2.3.6 - Com referência a ligação de longitudinais de conveses a vaus e anteparas, deve-se observar a Seção 8, item 8.2.1. 9.2.4 - Sicordas e Cavernas Gigantes 9.2.4.1 - O módulo de seção não deve ser menor que:
W = k . c . e . m2 . p [cm3] 9.2.4.2 - Nos pontos de apoio, a área seccional da alma não deve ser inferior a:
falma = 0.048 . p . e . m2 . k [cm2] 9.2.4.3 - A altura da alma da sicorda não deve ser menor que 1/25 do seu vão sem apoio. A altura da alma de sicordas com recortes de passagens para vaus contínuos, deve ser, pelo menos, 1,5 vezes a altura dos vaus. Os escantilhões de sicordas de conveses de tanques devem ser determinados conforme Seção 11, item 11.2.3. 9.2.4.4 - Se uma sicorda não necessita do mesmo módulo de seção ao longo de todos os painéis, os maiores escantilhões devem ser mantidos sobre os pontos de apoio, e devem ser gradualmente reduzidos até os menores escantilhões. 9.2.4.5 - As fixações das extremidades das sicordas nas anteparas devem ser dimensionadas de modo que os momentos fletores e forças cortantes possam ser transmitidos. Prumos de antepara sob as sicordas devem ser suficientemente dimensionados para suportar as forças de apoio. 9.2.4.6 - As barras-face devem ser reforçadas por borboletas contra flambagem, de acordo com a Seção 2, 2.8.2.5. Em sicordas de seção simétrica, elas devem ser colocadas alternadamente em ambos os lados da alma. 9.2.4.7 - Para sicordas sob o convés resistente alinhadas com ou em continuação de anteparas laterais de casarias, vide Seção 14, item 14.1.3.2. 9.2.4.8 - Para sicordas limites de aberturas de escotilha, vide item 9.5. 9.2.5 - Estrutura de Suporte de Molinetes e Mordentes 9.2.5.1 - Para as fundações sob molinetes e mordentes, as seguintes tensões admissíveis devem ser observadas: σb = 200/k [N/mm2] τ = 120/k [N/mm2]
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]/[220.3 222 mmNkbV =+= τσσ
9.2.5.2 - As forças atuantes devem ser calculadas para 80% e 45% da carga de rutura nominal da amarra, como segue: para mordentes: 80% para molinetes: 80% sem mordentes 45% com mordentes Ver, também, as Regras para Construção de Máquinas (Capítulo 3).
9.3 - PÉS-DE-CARNEIRO
9.3.1 - Generalidades
9.3.1.1 - Elementos estruturais nas extremidades superiores e inferiores de pés-de-carneiro, bem como as fundações, devem ser construídos conforme as forças a serem transmitidas. Devem ser previstas, geralmente, chapas nas extremidades superiores e inferiores de pés-de-carneiro tubulares. A ligação deve ser dimensionada de forma que exista, pelo menos, 1cm de área seccional para cada 10 kN de carregamento.
9.3.1.2 - Pés-de-carneiro, em tanques, e as suas ligações, devem ser verificados quanto às solicitações. Pés-de-carneiro tubulares não devem ser colocados em tanques.
9.3.1.3 - Pés-de-carneiro tubulares que podem ser danificados nas operações de estiva, devem ter, pelo menos, as seguintes espessuras: tw = 4,5 + 0,015 da [mm], para da ≤ 300 mm
tw = 0,03 d [mm], para da ≥ 300 mm da = diâmetro externo do pé-de-carneiro tubular, em [mm] 9.3.2 - Escantilhões 9.3.2.1 - A área seccional de pés-de-carneiro não deve ser menor que:
100][10.1,6
.
100][.0056,0117
.10
24
2
22
>=
≤−
=
λλ
λλ
paracmP
f
paracmP
f
P = carga, em [kN], = p. A. A carga P é obtida multiplicando-se o carregamento específico de convés, conforme Seção 3, pela área de convés suportada pelo pé-de-carneiro, estendendo-se em comprimento, de centro a centro dos painéis de sicordas adjacentes e estendendo-se, em largura, de centro a centro dos painéis de vaus adjacentes. Cargas concentradas e cargas de pés-de-carneiro situados acima devem ser somados de acordo com seu arranjo.
λ = m/i = grau de esbelteza do pé-de-carneiro m = comprimento do pé-de-carneiro, em [cm] i = raio de giro do pé-de-carneiro = (J/f)1/2 , em [cm] J = momento de inércia do pé-de-carneiro, em [cm4] f = área seccional do pé-de-carneiro, em [cm2] 9.3.2.2 - O raio de giro de pés-de-carneiro circulares deve ser calculado conforme as seguintes fórmulas: i = 0,25.d [cm], para pés-de-carneiro
i = 0,25. √ d²a + d²
i [cm], para pés de carneiro tubulares
d = diâmetro do pé-de-carneiro, em [cm]
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da = diâmetro externo do pé-de-carneiro, em [cm] di = diâmetro interno do pé-de-carneiro, em [cm].
9.4 - CANTILEVERS 9.4.1 - Generalidades 9.4.1.1 - Cantilevers suportando sicordas, braçolas de escotilhas, gaiutas e plataformas de convés em balanço, devem ser ligados a cavernas gigantes, cavernas de porão reforçadas ou anteparas para resistir ao momento fletor causado pela carga P. 9.4.1.2 - Para a determinação dos escantilhões dos cantilevers e dos elementos estruturais citados na página anterior, deve-se levar em consideração que o momento fletor no cantilever depende da capacidade de carregamento do cantilever, sendo a capacidade de carregamento dependente da razão da rigidez do cantilever com a rigidez dos elementos suportados por ele. Para o cálculo dos momentos fletores em cantilevers e gigantes a eles unidos, é especificado um método de cálculo simplificado em 9.4.3. A ligação flexível do cantilever com os elementos suportados não foi considerada neste método de cálculo. 9.4.1.3 - As barras-face devem ser reforçadas por borboletas contra flambagem nas almas, a distâncias apropriadas (vide, também, Seção 2, 2.8.2). 9.4.1.4 - Os detalhes do cálculo devem ser submetidos para a aprovação, junto com os desenhos de construção do cantilever. No caso de arranjos simples, cálculos podem ser dispensados. 9.4.2 - Tensões Admissíveis 9.4.2.1 - Para determinar os escantilhões do cantilever, devem ser observadas as seguintes tensões admissíveis: a) para cantilevers isolados em grandes distâncias: tensão de flexão: σb ≤ 125/k [N/mm2] b) para vários cantilevers colocados em menores distâncias (por exemplo, em cada caverna): tensão de flexão: σb ≤ 150/k [N/mm2] Em cantilevers de acordo com a) e b), a tensão de cisalhamento não deve exceder 80/k [N/mm2].
tensão combinada ]/[180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
c) As tensões nas cavernas gigantes não devem exceder os seguintes valores: tensão de flexão σb ≤ 150/k [N/mm2]
tensão de cisalhamento τ ≤ 80/k [N/mm2]
tensão combinada ]/[180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
9.4.3 - Cálculo do Momento Fletor em Cantilevers 9.4.3.1 - A distribuição de momentos fletores de uma construção em cantilevers se estendendo por 2 conveses, com os carregamentos P1 e P2, em [kN], pode ser calculada de maneira simplificada, conforme as seguintes fórmulas (vide, também, Figura 9.1). 9.4.3.2 - Carregamentos Somente no Cantilever Superior 9.4.3.2.1 - Cantilevers ao Lado de Escotilhas
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a) Momento fletor M1' no cantilever superior (corte 1-1):
M’1 = P1 (b1 - e1 ) [kNm]
b) Momento fletor M’RO na extremidade superior da caverna gigante superior (corte 2-2):
M’RO = P1 . b1 . [1 – (e 0 / h 0)] - M’B . (e
0 / h 0) [kNm]
c) Momento fletor M’B na extremidade inferior da caverna gigante superior (corte 3-3):
].[
4634
32
'2
0
0
2
0
0
11 mkN
h
e
h
e
hI
hI
h
e
bPM
u
u
u
u
u
u
B
⋅+⋅−⋅
⋅
⋅+
⋅−
⋅⋅=
d) Momento de engastamento M’ na extremidade inferior da caverna gigante inferior:
].[
2''
2
mkNh
el
MMu
u
BÇ
−
⋅=
ho
hu
(a)
b2
b2
b2-e2
b1 - e1
2b1
b1
d1
Iu
2du
hu
3
3B 3Io
22doh
oe
o
e13
eu
2
P2
P1
b2
b1
(b)
A
P2
P1
Figura 9.1
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e) Momento fletor M’u na extremidade superior da caverna gigante inferior (corte 5 - 5):
].[.2
.21'' mkN
h
eMM
u
uBRu
−⋅=
9.4.3.2.2 - Cantilevers Fora da Região de Escotilhas
e1
b1
b1
b1- e1
ho
d
eo
d/2
Io
I1
3
2
Ib1
CL
Figura 9.2
Os momentos fletores conforme 9.4.3.2.1, devem ser multiplicados pelo coeficiente h1, calculado pela seguinte fórmula, onde as variáveis são as mostradas na Figura 9.2:
−⋅++
−⋅+
=
1
1
1
1
1
1
10
01
1
1
1
1
1
1
1
5,0.
..3,0
5,0.2
B
b
I
I
B
b
bI
hI
B
b
I
I
B
b
b
bη
9.4.3.3 - Carregamento Somente no Cantilever Inferior 9.4.3.3.1 - Cantilevers ao Lado de Escotilhas a) Momento fletor M” no cantilever inferior (corte 4-4 Fig. 9.1):
M”2 = P2 . (b2 - e 2) [kNm] b) Momento fletor M” na extremidade inferior da caverna gigante superior:
M”B = a . P2 . b2 [kNm] O coeficiente σσσσ deve ser retirado do diagrama mostrado na figura 9.3, em função dos valores eu/hu
e ε
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Figura 9.3 – Coeficiente σ c) Momento fletor M”RO na extremidade superior da caverna gigante superior (corte 2-2):
M”RO = M”B . (e0 / h0) [kNm] d) Momento fletor M” na extremidade superior da caverna gigante inferior (corte 5-5):
M”Ru = ββββ . P2 . b2 [kNm] O coeficiente β deve ser retirado do diagrama mostrado na figura 9.4, em função dos valores eu/hu e ε
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Figura 9.4 – Coeficiente β e) Momento de engastamento M”C na extremidade inferior da caverna gigante inferior:
M”C = ϕ ϕ ϕ ϕ . P2 . b2 [kNm]
O coeficiente ϕ deve ser retirado do diagrama mostrado na Figura 9.5,em função dos valores eu/hu e ε Para cantilevers ao lado de escotilhas, a razão de rigidez deve ser calculada conforme a seguinte fórmula:
Figura 9.5 – Coeficiente ϕ
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9.4.3.3.2 - Cantilevers Fora da Região de Escotilhas a) Se os cantilevers são ligados a elementos estruturais rígidos (por exemplo, vaus limites de
escotilhas), deve ser considerado no cantilever superior (corte 1-1) o momento fletor M”1, que pode ser calculado pela seguinte fórmula:
M”1 = 0,2 . a . P2 . b2 [ 1- (e1/h1) ] [kNm].
b) Os coeficientes a , b e j para os cálculos de momentos fletores M”l conforme a), bem como
para os momentos fletores M”B , M”RU e M”C , conforme 9.4.3.3.1, devem ser determinados pelas figuras 9.3 a 9.5 para a razão de rigidez
0
0
hJ
hJ
u
u
⋅
⋅=ε
c) Os momentos fletores, conforme a) e b), bem como conforme 9.4.3.3.1, devem ser multiplicados
pelo coeficiente η2 calculado pela seguinte fórmula:
−⋅+
+
⋅
⋅+
⋅
⋅⋅
−⋅+
=
2
2
2
2
2
2
2
2
20
02
2
2
2
2
2
2
2
5,03,0
5,0.2
B
b
I
I
B
b
bI
hI
bI
hI
B
b
I
I
B
b
bu
u
bη
9.4.3.4 - Cantilevers Superior e Inferior Carregados Simultaneamente a) Cantilever superior (corte 1-1). Momento fletor total M1: M1 = M’1 [kNm], para cantilevers ao lado de escotilhas M1 = M’1 + M”1 [kNm], para cantilevers fora da região de escotilhas M’1 = vide 9.4.3.2.1 M”1 = vide 9.4.3.3.2 a) b) Extremidade superior da caverna gigante superior (corte 2-2). Nesta posição, o maior dos dois
momentos, M’RO ou M”RO , prevalece para o direcionamento. M’RO = vide 9.4.3.2.1 M”RO = vide 9.4.3.3.1 c) Extremidade inferior da caverna gigante superior (corte 3-3). Momento fletor total MB : MB = M’B + M”B [kNm] M’B = vide 9.4.3.2.1 M”B = vide 9.4.3.3.1 d) Cantilever inferior (corte 4-4). Momento fletor total M2 : M2 = M”2 M”2 = vide 9.4.3.3.1 e) Extremidade superior da caverna gigante inferior (corte 5-5). Nesta posição, o maior dos dois
momentos, M’Ru ou M”Ru prevalece para o dimensionamento. M’Ru = vide 9.4.3.2.1 M”Ru = vide 9.4.3.3.1
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f) Extremidade inferior da caverna gigante inferior (corte 6-6). Nesta posição, o maior dos dois momentos de engastamento, M’C ou M”C prevalece para o dimensionamento.
M’C = vide 9.4.3.2.1 M”C = vide 9.4.3.3.1
9.5 - VIGAS LIMITES DE ESCOTILHAS 9.5.1 - Os escantilhões de sicordas e vaus limites de escotilhas, devem ser determinados com base em cálculos de resistência. Os cálculos devem se basear nos carregamentos de convés, conforme Seção 3, item 3.2. 9.5.2 - As vigas limites de escotilhas devem ser dimensionadas de modo que os seguintes valores de tensão não sejam excedidos:
Braçolas longitudinais e vigas
do convés resistente
flange superior e inferior: 140/K [N/mm2]
ao nível do convés: 70/k [N/mm2]
Todas as outras vigas de escotilhas flange de tração: 165/k [N/mm2]
flange de compressão: 150/K [N/mm2] Para braçolas longitudinais contínuas, a tensão combinada que resulta da solicitação longitudinal do casco e da tensão local da braçola longitudinal, não deve exceder 200/k [N/mm2]. A soma dos valores absolutos das tensões nos cantos de escotilhas não deve exceder os seguintes valores: σm + σq ≤ 200/k [N/mm2], para o convés resistente τ m + τ q £ 240/k [N/mm2], para conveses inferiores
tensão combinada: ]/[180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
σm = tensão de flexão na direção longitudinal σq = tensão de flexão na direção transversal. Em nenhuma posição das vigas limites de escotilhas, a tensão de cisalhamento deve exceder 90/k [N/mm2]. Divergências com os valores acima serão consideradas em casos especiais. 9.5.3 - No cálculo dos módulos de seção e momentos de inércia de vigas limites de escotilhas, geralmente devem ser utilizadas as larguras colaborantes de chapeamento, conforme Seção 2, item 2.5. 9.5.4 - No convés resistente, as braçolas longitudinais de escotilhas devem se estender, pelo menos, 2 espaços de caverna além dos vaus limites de escotilhas, se não houver ligação com sicordas. 9.5.5 - Nos cantos de escotilhas, os flanges inferiores de sicordas e vaus limites de escotilhas devem ser unidos por chapas diamantes.
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SEÇÃO 10
ANTEPARAS ESTANQUES A ÁGUA 10.1 - GENERALIDADES
10.1.1 - Número de Anteparas Estanques à Água 10.1.1.1 - Todos os navios devem ter uma antepara de colisão à vante, uma antepara de colisão à ré e uma antepara estanque à água, em cada extremidade da praça de máquinas. Em navios com praça de máquinas à ré, a antepara de colisão à ré pode substituir a antepara de ré da praça de máquinas. 10.1.1.2 - Incluindo as anteparas, conforme 10.1.1.1, geralmente o número mínimo de anteparas estanques à água, em função do comprimento do navio, não deve ser menor que: L ≤ 65 metros: 3 anteparas 65 < L ≤ 85 metros: 4 anteparas L > 85 metros: 5 anteparas O espaçamento das anteparas estanques à água deve ser o mais uniforme possível e não necessita ser menor que a boca B do navio. 10.1.1.3 - O número de anteparas estanques à água, conforme 10.1.1.2, pode ser reduzido quando a resistência transversal for adequada. O número de anteparas estanques à água será anotado no Registro. 10.1.1.4 - Em navios para transporte ocasional, ou permanente, de cargas pesadas (minério de ferro, fosfato, etc.), o comprimento de porões de carga não deve ser maior que aproximadamente 30 metros. Em vez de uma antepara transversal, podem ser aprovados outros reforços da estrutura transversal como, por exemplo, anteparas de asa. 10.1.1.5 - Em navios para os quais deve ser comprovada a flutuabilidade em condição avariada, o número de anteparas estanques à água será determinado em função das condições do cálculo de estabilidade avariada. 10.1.2 - Arranjo das Anteparas Estanques à Água 10.1.2.1 - Antepara de Colisão à Vante 10.1.2.1.1 - A antepara de colisão a vante deve estar situada a uma distância de, no máximo, 0,05L’ da perpendicular de vante. L’ (de acordo com ILLC 1966, MARPOL 73/78, IBC-Code e IGC-Code) é um valor, em [m], tomado com 96% do comprimento total da embarcação na linha d’ água a 85% do menor pontal moldado medido desde o topo da chapa-quilha ou como o comprimento medido entre o bordo de ataque da roda de proa até o eixo da madre do leme naquela linha d’água, caso esta seja maior. Em navios projetados com ângulo de inclinação de quilha, a linha d’ água sobre a qual este comprimento é medido deve ser paralela à linha d’ água do calado de projeto. 10.1.2.1.2 - A distância da antepara de colisão à vante, em navios cargueiros, não deve ser maior que 0,08 L’ da perpendicular de vante. Distâncias maiores podem ser aprovadas em casos especiais, mediante solicitação (L’ = ver 10.1.2.1.1). 10.1.2.1.3 - Em navios com parte do casco abaixo da linha de calado máximo estendido além da PPAV
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(por exemplo: uma proa bulbosa), as distâncias, conforme 10.1.2.1.1 e 10.1.2.1.2, podem ser medidas à partir de uma linha de referência com distância x, a vante da PPAV. Essa distância x deve corresponder ao menor dos seguintes valores: a) x = a/2 b) x = 0,015.L’ a = ver Fig. 10.1 L’ ver 10.1.2.1.1 Para navios de passageiros, ver Seção 23, item 23.3.3
Figura 10.1
10.1.2.1.4 - A antepara de colisão à vante deve se estender estanque à água até o convés de borda-livre. Degraus ou recessos podem ser permitidos se as distâncias indicadas em 10.1.2.1.1 a 10.1.2.1.3 forem observadas. 10.1.2.1.5 - Em navios com superestruturas longas ou contínuas, a antepara de colisão à vante deve se estender até o primeiro convés acima do convés de borda-livre. A extensão não necessita ser em linha direta com a antepara abaixo, se as distâncias em 10.1.2.1.1 a 10.1.2.1.3, observando a exceção em 10.1.2.1.6, forem atendidas, e se os escantilhões da parte do convés de borda-livre, que formam o degrau ou recesso, não forem menores que os exigidos para uma antepara de colisão à vante. Aberturas com dispositivos de fechamento estanques podem ser previstas acima do convés de borda-livre na antepara de colisão à vante e nos já citados degrau e recesso. O número de aberturas deve ser o mínimo possível, em conformidade com a construção e o serviço do navio. 10.1.2.1.6 - Em navios equipados com portas de proa e rampas inclinadas de proa, que formam parte da antepara de colisão à vante, acima do convés de borda-livre, a parte da rampa que está a mais de 2,30 metros acima do convés de borda-livre pode estar posicionada à vante dos limites especificados em 10.1.2.1.1. Essas rampas devem ser estanques ao tempo em toda a sua altura. 10.1.2.1.7 - A antepara de colisão à vante, entre o convés de borda-livre e o teto do fundo duplo não pode ter portas, portas de visita, dutos de ventilação ou aberturas para acesso. Em embarcações de carga onde houver tubulações perfurando a antepara de colisão a vante, abaixo de convés de borda-livre, devem ser colocadas válvulas de fechamento diretamente naquela antepara. Quando forem colocadas dentro do pique de vante, estas válvulas devem ser operadas por controle remoto, de algum ponto acima do convés de borda-livre. Quando for construído um espaço de acesso fácil, que não seja destinado a carga, adjacente ao pique de vante (por exemplo: compartimento do bow-thruster), as válvulas de fechamento podem ser instaladas dentro deste
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espaço, diretamente na antepara de colisão, e não necessitam ser operadas remotamente. Para navios de passageiros, ver a Seção 23, 23.10. 10.1.2.2 - Antepara de Colisão à Ré Embarcações com propulsão devem ter uma antepara de colisão à ré. A distância dessa antepara deve ser, normalmente, pelo menos, 3 espaçamentos de caverna da extremidade de vante do bosso do tubo telescópico. A antepara de colisão à ré deve se estender até o convés de borda-livre ou até uma plataforma estanque à água, acima da linha de calado máximo. Para navios de passageiros, vide Seção 23, 23.3.3. 10.1.2.3 - Outras Anteparas Estanques à Água 10.1.2.3.1 - As demais anteparas estanques à água devem se estender, geralmente, e dependendo do tipo do navio, até o convés de borda-livre. Se possível, elas devem pertencer a um só plano de caverna. Onde isto não é possível, as partes de conveses entre as partes da antepara devem ser estanques á água. Neste caso, devem ser observados 10.2.2.6 e 10.2.3.2. 10.1.2.3.2 - Anteparas de porões utilizados também como tanques de lastro, devem estar de acordo com os requisitos da Seção 11, 11.4. 10.1.2.3.3 - A resistência de anteparas de porões destinados ao transporte de minério deve estar de acordo com os requisitos da Seção 22,22.2. 10.1.3 - Aberturas em Anteparas Estanques à Água 10.1.3.1 - Generalidades 10.1.3.1.1 - O tipo e a disposição de portas em anteparas estanques à água devem ser aprovados. 10.1.3.1.2 - Com referência a aberturas na antepara de colisão a vante, vide 10.1.2.1.5 e 10.1.2.1.7. 10.1.3.1.3 - Nas demais anteparas estanques à água, podem ser previstas portas estanques à água. Elas devem ser portas deslizantes, abaixo da linha do calado máximo. Acima desta linha d’água, podem ser permitidas portas com dobradiças. 10.1.3.1.4 - Em navios para os quais deve ser comprovada a flutuabilidade em condição avariada, divergindo de 10.1.3.1.3, portas com dobradiças são permitidas em um determinado compartimento, somente acima da linha d’ água mais desfavorável em avaria daquele compartimento. 10.1.3.1.5 - Onde for fornecida a comprovação da flutuabilidade em condição avariada, conforme o Regulamento 27 da Convenção Internacional de Borda-Livre, 1966 (International Load Line Convention, 1966), portas na antepara entre a praça de máquinas e o compartimento da máquina do leme, devem ser de acordo com 10.1.3.1.3; portas nas demais anteparas devem ser de acordo com 10.1.3.1.4. 10.1.3.1.6 - Podem ser aprovadas em casos especiais, mediante solicitação, portas com dobradiças que se estendam abaixo da linha do calado máximo na antepara de colisão à ré. Isto se aplica somente para portas de compartimentos de acomodações e de serviços. 10.1.3.1.7 - Para portas de anteparas em navios de passageiros, vide Seção 23, 23.4. 10.1.3.1.8 - Portas estanques devem ser suficientemente fortes e de projeto aprovado. A espessura do chapeamento das portas não deve ser menor que a espessura mínima, conforme 10.2.2. 10.1.3.1.9 - Aberturas nas anteparas para portas estanques devem ser rigidamente estruturadas, de modo a facilitar montagem adequada das portas e garantir perfeita estanqueidade. 10.1.3.1.10 - Depois de montadas, as portas devem ser submetidas a um teste de funcionamento e testadas com jato d’água ou com jato de ar mais espuma de sabão, para a verificação de sua estanqueidade.
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10.1.3.2 - Portas com Dobradiças
Portas com dobradiças devem ser providas com vedação de borracha e atracadores ou outros dispositivos de fechamento adequados que garantam uma pressão de vedação suficiente. Os atracadores e dispositivos de fechamento devem ser operáveis de ambos os lados da antepara. As dobradiças devem possuir orifícios alongados. Parafusos e mancais devem ser de material resistente à corrosão. Deve ser colocado nas portas um aviso indicando que as portas devem ser mantidas fechadas quando a embarcação estiver em viagem. 10.1.3.3 - Portas Deslizantes
Portas deslizantes devem ser cuidadosamente montadas e guiadas propriamente em todas as posições. Não devem ser utilizados materiais sensíveis ao calor em sistemas que penetram nas anteparas de subdivisão estanques, onde a deterioração de tais sistemas, devido a incêndio, colocaria em risco a estanqueidade da antepara.O mecanismo de fechamento deve ser operável, seguramente, de ambos os lados da antepara e de um lugar acima do convés de borda-livre. Se o fechamento da porta não pode ser observado com certeza, deve ser colocado um indicador que mostre se a porta está fechada ou aberta; indicadores devem ser instalados nas posições das quais o mecanismo de fechamento é operado. 10.1.3.4 - Penetrações nas Anteparas Estanques à Água
Em todas as penetrações de anteparas estanques, deve-se manter a estanqueidade. Para penetrações em anteparas de colisão à vante, 10.1.2.1.7 deve ser observado (vide, também, as Regras para Construção de Máquinas).
10.2 - ESCANTILHÕES 10.2.1 - Definições
k = fator de material, conforme Seção 1 ; k = 1,0 para aço naval comum a = espaçamento de prumos, em [m] j = vão, sem apoio, em [m], conforme Seção 2, item 2.3. h = coluna d’água, em [m.c.a]; distância do centro de carregamento da estrutura a um
ponto situado 1 metro acima do convés de anteparas ou, para a antepara de colisão à vante, situado 1 metro acima desta antepara. Para a definição de centro de carregamento, ver a Seção 3, item 3.1.3.
cp , cs = coeficientes obtidos da tabela abaixo:
Para a definição de engastamento e simplesmente apoiado, vide Seção 2, item 2.4.
coeficiente cp e cs antepara de colisão
de vante demais anteparas
chapeamento cp 3,8 2,8
reforços e elementos de
anteparas corrugadas
cs: no caso de engasgamento em ambas as extremidades
3,3 2,6
cs: no caso de uma extremidade simplesmente apoiada e outra
extremidade engastada 4,4 3,5
cs: ambas as extremidades
simplesmente apoiadas 6,5 5,2
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10.2.2 - Chapeamento de Anteparas 10.2.2.1 - A espessura do chapeamento de anteparas não deve ser menor que:
t = c p . a . ( h . k)1/2 + 1,5 [mm];
t min = 6,0 (k)1/2 [mm] (vide, também 10.2.2.2) 10.2.2.2 - Em embarcações pequenas, a espessura do chapeamento de anteparas não necessita exceder a espessura do chapeamento do costado, para um espaçamento de prumos similar ao espaçamento de cavernas. 10.2.2.3 - Na região do bojo, a espessura da fiada mais baixa, conforme 10.2.2.1, deve ser aumentada de 2,5 mm. A largura desta fiada deve ser, no mínimo, de 900mm e se estender até aproximadamente 300mm acima do teto do fundo duplo. 10.2.2.4 - Em anteparas estanques à água nas extremidades de praças de caldeiras, a fiada mais baixa deve se estender, pelo menos, por 600mm acima do estrado. A espessura desta fiada deve ser 2,5mm maior que o requerido conforme 10.2.2.1. 10.2.2.5 - A antepara de colisão de ré deve ser provida de uma chapa reforçada na região do tubo telescópico. 10.2.2.6 - Nas partes horizontais das anteparas, como margem de corrosão adicional, o chapeamento deve ser 1mm mais espesso que o exigido por 10.2.2.1, conforme uma coluna de pressão medida até a parte horizontal da antepara. 10.2.2.7 - Onde os piques de vante são utilizados como tanques, o chapeamento das anteparas de colisão, na região dos tanques, também deve ser determinado conforme Seção 11. 10.2.2.8 - Deve ser verificada a resistência à flambagem, de acordo com a Seção 8, 8.2.4.4 e 8.2.4.6, dos painéis de chapa das anteparas diretamente ligadas ao costado, para as cargas concentradas decorrentes das manobras da embarcação em terminais de carga. 10.2.3 - Prumos 10.2.3.1 - O módulo de seção dos prumos de anteparas não deve ser menor que:
W = k . cs . a . m 2 . h [cm3]
10.2.3.2 - Nas partes horizontais de anteparas, os reforços devem, também, atender às Regras para vaus (Seção 10). 10.2.3.3 - Onde os piques de vante são utilizados como tanques, os prumos das anteparas de colisão, na região de tanques, devem, também, ser determinados conforme Seção 11. 10.2.3.4 - Abaixo do convés do pique tanque de vante, devem ser instalados reforços horizontais na antepara de colisão, espaçados de 2,6 metros, os quais devem ser ligados por borboletas com as escoas das “séries de vaus” do pique tanque à vante. Tais reforços horizontais devem ter, no mínimo, os mesmos escantilhões que os maiores prumos. 10.2.3.5 - Os escantilhões das borboletas devem ser determinados em função do módulo de seção dos prumos, conforme Seção 2, item 2.4.2. Se o comprimento do prumo for 3,5 metros, ou mais, as borboletas devem se estender até o próximo vau ou até a próxima hastilha. 10.2.3.6 - Prumos de antepara, sem borboletas de ligação nas extremidades, devem ser ligados ao convés, por solda. O comprimento da solda deve ser, pelo menos, 0,6 vezes a altura do perfil. 10.2.3.7 - Se o comprimento dos prumos, entre o convés de antepara e o convés imediatamente inferior, for igual ou menor que 3 metros, não será necessário colocar borboletas nas extremidades,
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conforme o item 10.2.3.6. Neste caso, os prumos devem se estender até cerca de 25 mm do convés, e ser biselados nas extremidades. 10.2.3.8 - Prumos de antepara que sejam interrompidos devem ser suportados por enrijecedores horizontais ou prumos inclinados. 10.2.4 - Anteparas Corrugadas 10.2.4.1 - A espessura de anteparas corrugadas não deve ser inferior á definida em 10.2.2.1, onde deve-se utilizar, no lugar do espaçamento a, o maior dos dois valores, b ou f, definidos em 10.2.4.3, tomado em [m]. 10.2.4.2 - O módulo de seção exigido pela Regra para um elemento de antepara corrugada, deve ser determinado pela fórmula de 10.2.3.1, onde se utilizará, em lugar do espaçamento a, a largura de um elemento e, em [m], conforme mostrado em 10.2.4.3. As fixações de extremidade devem estar de acordo com a Seção 2, item 2.4. 10.2.4.3 - O módulo de seção real de um elemento de antepara corrugada deve ser obtido através da seguinte fórmula:
W = t . d . (b + f/3) [cm3] t,d,b,f, e = mostrados na Fig. 10.2; em [cm]
Figura 10.2 Para embarcações de um único convés, deve ser obedecido o definido na Seção 22, 22.2.8.2.
10.3 - TÚNEL DO EIXO 10.3.1 - Generalidades 10.3.1.1 - O eixo e a caixa de gaxetas devem ser sempre acessíveis. Se um ou mais compartimentos estão localizados entre a antepara de colisão à ré e a praça de máquinas, deve ser previsto um túnel do eixo estanque à água. O tamanho do túnel do eixo deve ser adequado às necessidades de reparos e manutenção. 10.3.1.2 - A porta de acesso entre a praça de máquinas e o túnel do eixo deve ser uma porta deslizante estanque à água, atendendo aos requisitos conforme 10.1.3.3. Para túneis do eixo extremamente curtos, podem ser dispensadas, mediante aprovação especial, portas estanques à água entre o túnel e a praça de máquinas. 10.3.1.3 - Dutos de ventilação do túnel e saída de emergência devem ser construídos estanques à água, até o convés de borda-livre.
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10.3.2 - Escantilhões
10.3.2.1 - O chapeamento do túnel do eixo deve ser dimensionado como para uma antepara, conforme 10.2.2.1. 10.3.2.2 - O chapeamento da parte redonda dos tetos de túnel pode ser 10% menor em espessura. 10.3.2.3 - Sob aberturas de escotilhas, o chapeamento do teto do túnel deve ser reforçado em, pelo menos, 2mm, se não estiver protegido por forração. 10.3.2.4 - O módulo de seção dos reforços do túnel do eixo deve ser determinado conforme 10.2.3.1. 10.3.2.5 - Partes horizontais do túnel devem ser tratadas como partes horizontais de anteparas e como conveses de carga, respectivamente. 10.3.2.6 - Túneis do eixo em tanque profundos devem ser tratados como tanques, conforme Seção 11. 10.3.2.7 - O túnel deve ser reforçado sob mastros, sob extremidades inferiores de pé-de-carneiro e sob suportes das extremidades de escotilhas.
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SEÇÃO 11
TANQUES 11.1 - GENERALIDADES
11.1.1 - Subdivisão de Tanques 11.1.1.1 - Em tanques que se estendem por toda a boca do navio, destinados para enchimento parcial, (como, p.ex, tanques de óleo combustível e tanques de água doce), deve ser colocada, ao menos, uma antepara longitudinal, que pode ser uma antepara-diafragma. 11.1.1.2 - Se o pique de vante for utilizado como tanque, e se a sua largura exceder o maior dos dois valores seguintes, 6 metros ou metade da boca da embarcação (ver Seção 1, 1.6), ele deve possuir, ao menos, uma antepara longitudinal diafragma, completa ou parcial. Se o pique de ré for utilizado como tanque, deve possuir, pelo menos, uma antepara longitudinal diafragma, completa ou parcial; recomenda-se que a maior largura da superfície líquida não exceda 0,3.B, onde B é a boca da embarcação. 11.1.1.3 - Pique tanques excedendo 0,06 L (L = comprimento da embarcação, conforme 1.6) ou 6 metros, em comprimento, devem ser providos, também, com uma antepara-diafragma transversal. 11.1.1.4 - Para a aplicação de um sistema efetivo de proteção contra a corrosão, ver a Seção 2, item 2.10.2. 11.1.2 - Tubos de Suspiro, de Transbordamento e de Sondagem Cada tanque deve estar dotado de tubos-suspiro, de transbordamento e de sondagem. Os tubos de suspiro devem ser conduzidos até acima do convés exposto. O arranjo deve ser de modo a permitir completo enchimento dos tanques. A altura mínima das suas aberturas acima do convés é de 760mm, no convés de borda-livre, e de 450mm, em conveses de superestruturas. Vide, também, Seção 19, item 19.5. Os tubos de sondagem devem ser conduzidos até o fundo dos tanques. (Vide, também, Livro de Regras de Construção de Máquinas). 11.1.3 - Pique de Vante como Tanque O pique de vante não pode ser utilizado como tanque de óleo combustível. 11.1.4 - Orientações Gerais 11.1.4.1 - Onde uma antepara de tanque faz parte de uma antepara principal estanque à água, sua resistência não deve ser menor que o requerido pela Seção 11. 11.1.4.2 - Com referência a bombas e tubulações, vide também o Livro de Regras para a Construção de Máquinas. Para tanques no fundo duplo, vide Seção 7, item 7.2.6. 11.1.4.3 - Para tanques de carga de petróleo, ver a Seção 21. 11.1.4.4 - Para porões de carga seca também destinados a serem utilizados como tanques de lastro, vide 11.4. 11.1.4.5 - Com referência a teste de tanques, vide item 11.9. Para reduções dos escantilhões, no caso de uma proteção efetiva contra corrosão, ver Seção 2, item 2.10.2.
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11.1.4.6 - Em tanques com ligações cruzadas de alagamento, deve ser considerado o aumento da coluna de pressão (vide, também Seção 23, item 23.9). 11.1.5 - Tanques para Cargas Aquecidas Para tanques destinados a carregar líquidos à temperatura de 80oC e acima, pode ser requerido um cálculo de tensões a temperaturas elevadas. Os cálculos devem fornecer as tensões resultantes na estrutura do casco, baseando-se em uma temperatura, do mar, de 0oC, e, do ar, de 5oC. 11.1.6 - Espessura Mínima A espessura em toda a estrutura do tanque não pode ser menor que :
tmin = 0,95 . (5.5 + 0,02 L) (k)1/2 [mm] L, k = ver item 11.2.1 Com respeito à segregação entre lastro e óleo, deve ser observado o Anexo I, Regulamento 14, da MARPOL 73/78
11.2 - ESCANTILHÕES 11.2.1 - Definições k = fator de material, conforme Seção 1; k = 1, para aço naval comum a = espaçamento de prumos ou largura do carregamento, em [m] m = vão, sem apoio, em [m], conforme Seção 2, item 2.3. tk = margem para corrosão, conforme Seção 2, item 2.10, em [mm] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] σy = tensão de escoamento material, em [N/mm2] p = pressão p1, p2 ou pd , em [kN/m2], conforme Seção 3, tem 3.4.1; prevalece o maior valor. p2 = pressão, em [kN/mm2], conforme Seção 3, 3.4.1. Para os termos “engastamento” e “simplesmente apoiado”, vide Seção 2, item 2.4. 11.2.2. - Chapeamento de Antepara 11.2.2.1 - A espessura do chapeamento de antepara não deve ser menor que:
t1 = 1,05 . a . (p . k) 1/2 + tk [mm]
t2 = 0,86 . a . (p . k) 1/2 + tk [mm] 11.2.2.2 - A espessura do chapeamento do túnel do eixo em tanques profundos deve ser determinada como para uma antepara de tanque, mas não deve ser menor que o especificado conforme Seção 10, 10.3. 11.2.3 - Prumos e Vigas 11.2.3.1 - O módulo de seção de prumos e vigas engastados em ambas as extremidades, e que não são considerados como colaborantes com a resistência longitudinal da embarcação, não deve ser menor que:
W1 = k . 0,55 . a . m2 . p [cm3]
W2 = k . 0,44 . a . m2 . p2 [cm3] Onde uma ou ambas as extremidades são simplesmente apoiadas, os módulos de seção devem ser aumentados em 50%.
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A área seccional das almas das vigas não deve ser menor que:
f 1 = k . 0,05 . a . m . p [cm2]
f 2 = k . 0,04 . a . m . p2 [cm2] f deve ser aumentada em 50% na região de engastamento, por um comprimento igual a 0,1 . m. Deve ser verificada a resistência à flambagem das almas, de acordo com a Seção 2, item 2.6. 11.2.3.2 - Se os escantilhões dos prumos e vigas, que não são considerados como membros estruturais longitudinais, forem determinados por cálculos de resistência, as seguintes tensões não devem ser excedidas: a) se submetido ao carregamento p:
σσσσb = 150/k [N/mm2]; ττττ = 100/k [N/mm2]
]/[180.3 222 mmNkbV =+= τσσ
b) se submetido ao carregamento p2 :
σσσσb = 180/k [N/mm2] ; ττττ = 120/k [N/mm2]
]/[220.3 222 mmNkbV =+= τσσ
11.2.3.3 - Os módulos de seção de travessas e vigas horizontais que são considerados membros estruturais longitudinais, devem ser determinados conforme Seção 8, 8.2, como para longitudinais. 11.2.3.4 - Os escantilhões de vaus e sicordas de conveses de tanques devem, também, atender aos requisitos da Seção 9. 11.2.3.5 - Para cavernas em tanques, vide Seção 8, item 8.1.3. 11.2.3.6 - Os escantilhões de prumos de túneis do eixo em tanques profundos não devem ser menores que o requerido conforme Seção 10, item 10.3. 11.2.3.7 - Os prumos de anteparas de tanque devem ser fixos em suas extremidades por borboletas, conforme Seção 2, item 2.4.2. Os escantilhões das borboletas devem ser determinados conforme o módulo de seção dos prumos. Borboletas devem ser colocadas onde o comprimento do prumo excede 2 metros. 11.2.3.8 - As borboletas de prumo devem se estender até o próximo vau, a próxima hastilha ou a próxima caverna, respectivamente, ou serem suportadas, de outra maneira, em suas extremidades. 11.2.4 - Anteparas Corrugadas 11.2.4.1 - As espessuras do chapeamento de anteparas corrugadas, bem como os módulos de seção requeridos dos elementos de anteparas corrugadas, devem ser determinados conforme os itens 11.2.2 e 11.2.3, procedendo-se analogamente à Seção 10, item 10.2.4. A espessura do chapeamento não deve ser menor que tmin , conforme 11.1.6, ou que a espessura obtida das fórmulas abaixo:
Dcrit
bt σ⋅=
823 [mm], se submetido ao carregamento p1
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Dcrit
bt σ⋅=
872 [mm], se submetido ao carregamento p2 σD = tensão de compressão, em [N/mm2] b = ver Seção 10, item 10.4.3 11.2.4.2 - Para as fixações das extremidades, deve ser observada a Seção 2, item 2.4.4. 11.2.5 - Espessura do Chapeamento de Chapas Revestidas (chapas bi-metálicas) 11.2.5.1 - Onde o limite de escoamento do revestimento não é menor que o do material base, a espessura do chapeamento deve ser determinada conforme 11.2.2.1. Esta espessura de chapeamento pode ser reduzida de 0,5 mm. 11.2.5.2 - Onde o limite de escoamento do revestimento é menor que o do material base, a espessura do chapeamento não deve ser menor que:
][.
..46,0
][.
..57,0
21
1
mmtA
kpat
mmtA
kpat
k
k
+=
+=
t = espessura do chapeamento, incluindo o revestimento, em [mm] ?
D A = obtido das fórmulas abaixo: a) para chapas com revestimento de um lado:
( ) ( )
−−+
+
+−−=
22.2
.1..1.21.5,0t
t
t
t
t
t
t
tA
pppp αβαα
b) para chapas com revestimento em ambos os lados:
−⋅⋅+
−⋅−=
t
t
t
t
t
t
t
tA
pppp 1125,0 β
tp = espessura do revestimento, em [mm]
( )
y
yp
p
t
t
σσ
β
βα
=
−⋅−⋅= 115,0
σyp = limite de escoamento do revestimento, em [N/mm2]
σy = limite de escoamento do material base, em [N/mm2]
11.3 - TANQUES DE SERVIÇO 11.3.1 - Generalidades 11.3.1.1 - Além dos regulamentos estipulados em 11.1 e 11.2, para tanques de óleo combustível, os seguintes requisitos devem ser observados.
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11.3.1.2 - Para a armazenagem de óleo combustível, vide o livro de Regras para a Construção de Máquinas. 11.3.1.3 - As aberturas com tampas estanques ao óleo para inspeção e limpeza, devem ser dispostas nos topos do tanque ou na parte superior das anteparas de tanque. Se qualquer abertura for necessária na parte inferior da antepara do tanque, ela não deve ser maior que uma porta de visita. 11.3.1.4 - Tanques instalados perto de caldeiras, devem ser eficientemente isolados contra calor. 11.3.1.5 - Os requisitos seguintes, de 11.3.1.6 até 11.3.1.8, se aplicam somente a tanques destinados para combustíveis líquidos com pontos de fulgor conforme a Seção 1 do Livro de Regras para a Construção de Máquinas. 11.3.1.6 - Devem ser previstas bandejas para respingos de óleo nas anteparas de tanques debaixo de acessórios que penetram nas anteparas. Em praças de máquinas e de caldeiras, devem ser previstos meios convenientes para a drenagem do óleo vazado, se houver algum. 11.3.1.7 - Tanques de óleo combustível devem ser separados por coferdams de tanques de água de alimentação de caldeira, água potável ou óleo vegetal. (Vide, também Seção 7, item 7.2.6.1) 11.3.1.8 - Para a forração na região dos tanques, deve ser observada a Seção 19, item 19.2.2.2. 11.3.1.9 - Reforços verticais ou elementos de antepara corrugada devem ser apoiados por intermédio de borboletas contra flambagem ou por vigas horizontais não espaçadas entre si de mais de 3,0 m.
11.4 - PORÕES DE CARGA PARA ÁGUA DE LASTRO 11.4.1 - Onde porões de carga são destinados para água de lastro, a espessura do chapeamento das anteparas transversais limites, inclusive as partes inclinadas, não deve ser menor que o maior valor determinado de 11.2.2.1 ou pela seguinte fórmula:
t = 0,92 . a (p20) + t?k [mm]
p20 = pressão, em [kN/mm2], correspondente à distância da borda inferior do chapeamento até a
borda superior da braçola de escotilha, para uma banda de 20 graus. Os módulos de seção de prumos na região dos tanques laterais inclinadas, inferior e superior, não devem ser menores que o determinado por 11.2. Os reforços da antepara e os elementos de antepara corrugada, na região dos porões de carga, devem ser dimensionados para não exceder as seguintes tensões: a) navio sem banda: tensão de flexão: σb ≤ 150/k [N/mm2]
tensão combinada: ]/[180.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
b) para uma banda de 20o : tensão de flexão: σ b ≤ 170/k [N/mm2 ]
tensão combinada: ]/[220.3 222 mmNkbV ≤+= τσσ
Em nenhuma circunstância, a tensão de cisalhamento (τ), sozinha, pode exceder 100/k [N/mm2], para navio sem borda e 110/k [N/mm2], para navio inclinado 20 graus, respectivamente.
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11.4.2 - Em porões de carga previstos para serem cheios de água de lastro até a borda superior da abertura de escotilha, a colocação de anteparas longitudinais estanques à água ou anteparas-diafragma, pode ser dispensada. Uma anotação correspondente será feita no Certificado. Deve ser prevista uma ventilação suficiente, através de suspiros destes porões de carga, inclusive para as escotilhas. 11.4.3 - Para as cavernas, deve ser observada a Seção 8, item 8.1.3.
11.5 - TANQUES PARA ÓLEO VEGETAL
11.5.1 - Além das determinações dos itens 11.1 e 11.2, devem ser observadas as seguintes Regras, para tanques de óleo vegetal. 11.5.2 - Tanques para óleo vegetal ou líquidos semelhantes, com escantilhões determinados conforme 11.2, devem estar totalmente cheios ou totalmente vazios. Uma anotação correspondente será feita no Certificado. Caso estes tanques sejam subdivididos conforme 11.1.1.2, os mesmos podem ser parcialmente cheios. Neste caso, sugere-se evitar carregamentos parciais entre 70 e 90%. 11.5.3 - Tanques para óleo vegetal ou líquidos semelhantes devem ser providos com suficiente número de suspiros para igualar as pressões. Devem ser previstos dutos de expansão de aproximadamente 1% do volume dos tanques. Aproximadamente 3% do espaço do tanque pode ficar vazio para expansão, se o tanque está dividido por, pelo menos, uma antepara longitudinal central. 11.5.4 - Outros tanques de carga de óleo devem ser tratados conforme as Regras para petroleiros.
11.6 - TANQUES INDEPENDENTES
11.6.1 - Generalidades
11.6.1.1 - Tanques independentes devem ser adequadamente seguros contra os movimentos do navio. 11.6.1.2 - Não é recomendada a instalação de tanques independentes para óleo em porões de carga. Onde tais arranjos não podem ser evitados, devem ser tomadas providências para assegurar que a carga não pode ser danificada por vazamento de óleo. 11.6.1.3 - Acessórios e tubulações em tanques independentes devem ser protegidos por batentes. Ao redor dos tanques devem ser previstas calhas para drenar o vazamento de óleo. 11.6.2 - Escantilhões
11.6.2.1 - A espessura do chapeamento de tanques independentes não deve ser menor que:
t = 1,1 . a . (p)1/2 + t?k [mm]
11.6.2.2 - O módulo de seção de prumos de tanques independentes não deve ser menor que:
W = c . a . m2 . p [cm3] c = 0,36, se os prumos são engastados em ambas as extremidades c = 0,54, se uma ou ambas as extremidades são simplesmente apoiadas p = pressão, em [kN/mm2], correspondente a uma coluna h, medida da borda inferior do
chapeamento ou do ponto médio do vão m ao topo do transbordamento; a altura do transbordamento não deve ser menor que 2,5 metros; p = 10 . h
11.7 - TANQUES DE ÁGUA POTÁVEL
11.7.1 - Tanques de água potável devem ser separados de tanques que não contenham água potável, água de lastro, água destilada ou água de alimentação para caldeiras. 11.7.2 - Arranjos sanitários ou tubulações correspondentes não devem ser colocados diretamente acima de tanques de água potável.
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11.7.3 - Portas de visita dispostas no topo do tanque devem ter braçolas. 11.7.4 - Tubos para outros líquidos que não sejam água potável devem passar por tanques de água potável dentro de um tunel de tubo. 11.7.5 - Tubos de suspiro e de transbordamento de tanques de água potável devem estar separados de tubos de outros tanques.
11.8 - ANTEPARAS-DIAFRAGMA 11.8.1 - A espessura da antepara deve, em geral, ser igual à espessura mínima, conforme 11.2.2.1. Podem ser requeridos reforços para partes estruturais carregadas. A borda inferior, livre, de uma antepara-diafragma deve ser adequadamente reforçada. 11.8.2 - O módulo de seção dos prumos e vigas não deve ser menor que W, conforme 11.2.3. Como pressão p, deve ser utilizado o valor pd, conforme seção 3, item 3.4.2. 11.8.3 - Nos piques, prumos devem ser colocados em cada caverna.
11.9 - TESTE DE ESTANQUEIDADE 11.9.1 - Todos os tanques de lastro, de trim, de água de alimentação de água doce e tanques contra balanço, bem como tanques de óleo, devem ser testados por uma coluna d’ água de 2,5 metros acima do topo do tanque ou até o nível da linha de calado máximo, se esta linha está a mais de 2,5 metros acima do topo do tanque. A coluna d’água de teste deve estar, no mínimo, nivelada com o ponto mais alto do tubo de transbordamento ou suspiro. A coluna de teste para tanques equipados com válvulas de alívio de pressão e/ou destinados a cargas líquidas com densidade igual ou maior que 1,025 t/m3,deve ser conforme Seção 21, item 21.1.15.4. 11.9.2 - O teste deve ser feito geralmente antes do lançamento e antes da aplicação de pintura, cimento, e quaisquer outros revestimentos. Se, após o teste, as paredes dos tanques, especialmente paredes de tanques de óleo, forem perfuradas para passagem de tubos ou por outros motivos, um segundo teste deve ser feito, a critério do Vistoriador do BC. Este segundo teste pode ser feito com o navio flutuando. Anteparas e conveses estanques a óleo devem ser inspecionados minuciosamente antes do teste. 11.9.3 - Porões de carga seca que também são utilizados como tanque de lastro, devem ser testados por enchimento até o ponto mais alto do tubo de transbordamento. 11.9.4 - Tanques independentes devem ser testados por uma coluna d’água de 3m acima do topo do tanque ou, pelo menos, por uma coluna d’água até o ponto mais alto do tubo de transbordamento ou de suspiro, o que for mais alto.
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SEÇÃO 12
RODA DE PROA, CADASTE, PÉS-DE-GALINHA E TUBO TELESCÓPICO
12.1 - RODA DE PROA
12.1.1 - Roda de Proa de Barra 12.1.1.1 - A área seccional de uma roda de proa de barra, abaixo da linha de calado máximo, não deve ser menor que:
f = 1,25.L [cm2] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] 12.1.1.2 - A partir da linha de calado máximo, a área seccional da roda de proa de barra pode ser reduzida em direção à extremidade superior, até 0,75.f. 12.1.2 - Roda de Proa de Chapa 12.1.2.1 - A espessura de roda de proa de chapa soldada não deve ser menor que:
t = 0,08.L + 6 [mm] L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] 12.1.2.2 - A partir de 600mm acima da linha de calado máximo, a espessura pode ser gradualmente reduzida até 0,8.t, onde t é o obtido em 12.1.2.1. 12.1.2.3 - Roda de proa de chapa e proa bulbosa devem ter chapas-diafragma espaçadas entre si de, no máximo, 1 metro. 12.1.2.4 - Onde o espaçamento das chapas-diafragma é reduzido a 0,5 metros, a espessura da roda de proa de chapa pode ser reduzida em 20%. 12.1.2.5 - A proa bulbosa deve ter, geralmente, a espessura que obedeça ao exigido em 12.1.2.1. 12.1.2.6 - Os escantilhões das chapas e reforços na região da proa, em 0,1.L a ré da perpendicular avante e acima da linha de calado máximo, devem ser verificados para o seguinte carregamento externo:
pe = 1,1 [ 0,4 . v . sen θ + 0,6 (L)1/2 ] 2 [kN/m2]
v = velocidade máxima do navio, em [nós] θ = ângulo entre a direção longitudinal paralela à linha de centro e a linha tangente, na
respectiva linha d’água, no local considerado; vide Fig. 12.1. a) A espessura do chapeamento não pode ser inferior a:
t = 1,10 . a . (pe) 1/2 + tk [mm]
a = menor espaçamento entre cavernas (longitudinais ou transversais), em [m] tk = margem de corrosão, conforme a Seção 2, 2.10
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b) Reforços: tensão de flexão: σb ≤ 0,75.σ
y
tensão de cisalhamento: τ ≤ 0,43.σ y
tensão combinada: yV στσσ .8,0.3 2 ≤+=
σ
y = tensão de escoamento do material (ver Seção 2)
Figura 12.1
12.2 - CADASTE 12.2.1 - Generalidades 12.2.1.1 - O cadaste do hélice e o cadaste do leme devem ser conduzidos para dentro do casco, em suas partes superiores, e ligados a ele de maneira conveniente e eficiente. Na região de união com o cadaste do leme, o chapeamento do casco deve ser reforçado conforme Seção 5, item 5.6. Deve-se dar a devida atenção ao projeto da forma da popa do navio, espessura do leme e clara do hélice, de modo a minimizar as forças de excitação produzidas pelo hélice na estrutura do casco. 12.2.1.2 – Para navios com um só hélice, recomenda-se observar as folgas mínimas entre o hélice, o cadaste e o leme mostradas na Figura 12.2. 12.2.1.3 - Em embarcações com 1 hélice, a parte inferior do cadaste deve se estender para vante por, no mínimo, 3 vezes os espaçamentos de caverna, a partir da aresta de vante no bosso, e, em outras embarcações, por 2 vezes espaçamentos de caverna, a partir da aresta de ré do cadaste do leme. 12.2.1.4 - O tubo telescópico deve estar envolto pelas hastilhas ou, quando a forma do navio é muito estreita, ser reforçado por anéis internos. Onde não é colocada soleira, os anéis internos podem ser dispensados.
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12.2.1.5 - A espessura de cadastes de chapa, para navios com 2 hélices, não deve ser menor que:
t = 0,07.L + 5,5 [mm]
Figura 12.2 12.2.2 - Cadaste do Hélice 12.2.2.1 - Os escantilhões de cadastes do hélice retangulares e maciços devem ser determinados conforme as seguintes fórmulas:
m = 1,4.L + 90 [mm]
t = 1,6.L + 15 [mm] m = vão sem apoio do cadaste t = espessura do cadaste L = comprimento da embarcação (ver 1.6), em [m] 12.2.2.2 - Os módulos de seção resultantes dos valores m e t, exigidos conforme 12.2.2.1, devem ser mantidos onde outras formas de seção são adotadas. 12.2.2.3 - Os escantilhões mínimos de cadastes do hélice fabricados de chapas devem ser determinados conforme as seguintes fórmulas:
m = 50.(L) 1/2 [mm]
t = 2,4.(L) 1/2 [mm]
b = 36.(L) 1/2 [mm] t = espessura (ver Figura 12.3) b = largura (ver Figura 12.3) m = vão sem apoio do cadaste, em [mm]
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Figura 12.3 12.2.2.4 - Onde a configuração da seção transversal difere da Figura 12.3, e para cadastes fundidos do hélice, o módulo de seção da seção transversal, em relação ao eixo longitudinal, não deve ser menor que:
Wx = 1,2 . L1,.5 [cm3] 12.2.2.5 - A espessura da parede do bosso no cadaste do hélice, na condição acabada, deve ser, no mínimo, 60% da espessura do cadaste do hélice, conforme 12.2.2.1. 12.2.3 - Cadaste do Leme e Madre do Leme 12.2.3.1 - O módulo de seção do cadaste do leme, em relação ao eixo longitudinal do navio, não deve ser menor que:
][1000
3cmmC
W R ⋅=
CR = força do leme em [N], conforme Seção 13, 13.2. m = vão, sem apoio, do cadaste do leme, em [m] Podem ser requeridos cálculos de resistência do cadaste do leme, levando em consideração a flexibilidade da soleira, onde, devido à sua baixa rigidez na direção y, a soleira não pode ser considerada um suporte eficiente para o cadaste do leme e onde, consequentemente, tensões de flexão adicionais podem aparecer no ponto superior de engastamento. A tensão de flexão sB não deve exceder 85 N/mm2. 12.2.3.2 - O diâmetro do eixo de lemes balanceados não deve ser menor que (ver Figura 12.4):
][)(
4,4 3 mmm
bmbCd R −⋅⋅
⋅=
b = 0,5 . (b1 + b2) [m] (ver Figura 12.4) m = vão sem apoio, em [m] (ver Figura 12.4) CR = força no leme, em [N] (ver Figura 12.6)
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Figura 12.4
Com referência a eventuais cálculos de resistência para o eixo do leme, deve ser observado 12.2.3.1. 12.2.4 - Soleira
12.2.4.1 - O módulo de seção da soleira em relação ao eixo z (ver Fig. 12.4) não deve ser menor que:
][80
31 cmkxB
Wz
⋅⋅=
B1 = força de suporte, em [N], conforme a Seção 13, item 13.3.3. Em lemes com mancais duplos,
a força de suporte, sem considerar a flexibilidade da soleira, é B1 = 0,5 . CR x = distância da respectiva seção transversal do eixo do leme, em [m], que não deve ser menor
que e/2 e, no máximo, igual a e (ver Figura 12.5). k = fator de material, conforme Seção 1. CR = força no leme, em [N] (ver Figura 12.6) 12.2.4.2 - O módulo de seção W pode ser reduzido em 15% onde é colocado um cadaste do leme, conforme 12.2.3.1. 12.2.4.3 - O módulo de seção em relação ao eixo y (ver Figura 12.5) não deve ser menor que: Wy = Wz /2, onde não é colocado cadaste ou eixo do leme Wy = Wz /3, onde é colocado cadaste ou eixo do leme
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Figura 12.5
12.2.4.4 - A área seccional na posição x = e não deve ser menor que:
][48
1 mmkB
AS ⋅=
12.2.4.5 - A tensão combinada das tensões de flexão e cisalhamento, em qualquer posição, dentro da distância e, não deve ser maior que:
]/[
]/[)(
]/[120.3
21
21
222
mmNA
B
mmNxW
xB
mmN
S
zb
bV
=
⋅=
=+=
τ
σ
τσσ
12.2.5 - Suporte de Lemes Semi-Suspensos 12.2.5.1 - Para o suporte de leme, a distribuição do momento fletor, força cortante e momento torsor, deve ser determinada conforme as seguintes fórmulas (ver Figura 12.7): a) momento fletor: Mb = B2 . z [N.m]; Mbmax = Bl . d [N.m] b) força cortante: Q = B2 [N] c) momento torsor: MT = B2 . e(z) [N.m] B2 = força de apoio no suporte do leme, de acordo com a Seção 13, item 13.3.3. Para a determinação de escantilhões preliminares, a flexibilidade do suporte do leme pode ser ignorada, e a força de suporte B2 pode ser calculada conforme a seguinte fórmula:
B2 = CR . (b/c) [N]
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CR = força do leme conforme Seção 13, item 13.2. b, c, d, e, z = ver Figuras 12.5 e 12.6.
Figura 12.6
12.2.5.2 - O módulo de seção do suporte do leme, na direção transversal, em relação ao eixo longitudinal x, não deve, em qualquer posição, ser menor que:
][67
3)( cm
kMW b
z
⋅=
12.2.5.3 - Em nenhuma área seccional do suporte do leme, a tensão de cisalhamento devido à força cortante Q pode ser maior que o seguinte valor:
Q = 48/k [N/mm2]
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Figura 12.7
12.2.5.4 - A tensão combinada em qualquer posição do suporte do leme, não deve ser menor que:
]/[2
10
]/[
]/[
]/[120).(3
23
2
2
)(
222
mmNtA
M
mmNA
Q
mmNW
M
mmNk
hT
TT
h
z
bb
TV
⋅⋅
⋅=
=
=
=++=
τ
τ
σ
ττσσ
AT = área seccional em [mm2], abrangida pelo suporte do leme na posição examinada. th = espessura do chapeamento do suporte do leme. 12.2.5.5 - A espessura do chapeamento do suporte do leme deve ser determinada de modo a atender os requisitos de 12.2.5.2 até 12.2.5.4. Ela não deve ser menor que:
tmin = 2,4 (L) 1/2 [mm] 12.2.5.6 - Reforços transversais do suporte do leme devem ser conduzidos dentro do casco até o convés mais próximo, devendo ser em quantidade suficiente e ter a espessura adequada. 12.2.5.7 - Hastilhas cheias, reforçadas, devem ser colocadas alinhadas com os reforços transversais, para conseguir uma ligação suficiente com o casco. A espessura destas hastilhas deve ser aumentada de 50% sobre os valores exigidos na Seção 7. 12.2.5.8 - A antepara da linha de centro (diafragma) no pique de ré, deve ser ligada ao suporte do leme.
12.3 - PÉS-DE-GALINHA 12.3.1 - É recomendado que os braços dos pés-de-galinha formem um ângulo, entre si, diferente do ângulo entre as pás do hélice. Onde é colocado um hélice de 3 ou 5 pás, recomenda-se que o ângulo seja cerca de 90 graus. Em caso de hélice com 4 pás, é recomendado que o ângulo seja
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cerca de 70 graus ou 110 graus. É recomendado que os eixos dos braços se interceptem na linha de centro do eixo propulsor. 12.3.2 - É recomendado que os braços se estendam através do chapeamento do costado e sejam fixados de maneira eficiente às cavernas e hastilhas, respectivamente. Caso a fixação seja por solda, os braços devem ter um flange para soldagem ou uma parte mais espessa na região de soldagem, ou serem fixados de outra maneira adequada. O reforço do chapeamento do costado, na região de fixação dos braços, deve obedecer ao definido na Seção 5, 5.6. Observar, também, o exigido na Seção 18, item 18.2.4.3. 12.3.3 - Os escantilhões de braços sólidos são dependentes do diâmetro do eixo d , como segue: Espessura: ................................................. 0,44.d Área seccional no pé-de-galinha ................. 0,44.d Comprimento do bosso .............................. 3,00.d Espessura de parede do bosso .................... 0,35.d 12.3.4 - Pés-de-galinha e bossos do eixo, fabricados de chapas, devem ter a mesma resistência que os maciços. 12.3.5 - Pé-de-galinha de apenas um braço deve ser motivo de análise de resistência, conforme 12.4.1.b e de análise de vibrações, conforme 12.4.2. Deve-se ter especial atenção à fadiga.
12.4 - TUBO TELESCÓPICO ELÁSTICO 12.4.1 - Análise de Resistência Para a determinação dos escantilhões do tubo telescópico protuberante, na região da ligação com o casco, as seguintes análises de tensões devem ser conduzidas: a) Carregamento estático: tensões de flexão causadas por carregamentos de pesos estáticos não
devem exceder 0,35.σy . b) Carregamento dinâmico: o carregamento pulsante devido à perda de uma pá do hélice deve ser
determinado assumindo que a rotação do hélice é 0,75 vezes a rotação nominal. As seguintes tensões admissiveis devem ser observadas:
σdzul = 0,4 . σy , para σy = 235 [N/mm2]
σdzul = 0,35 . σy , para σy = 355 [N/mm2] σy = valor mínimo do limite de escoamento. Para valores intermediários de σy, entre 235 e 355
[N/mm2], as tensões admissíveis devem ser achadas por interpolação. Os valores de tensões admissíveis, acima citados, são valores aproximados. Pequenos desvios podem ser permitidos em casos especiais, levando em consideração a resistência à fadiga do material usado. 12.4.2 - Análise de Vibrações A freqüência natural de flexão, na rotação nominal, do sistema constituído por tubo telescópico, eixo propulsor e hélice, não deve ser menor que 1,5 vezes a rotação nominal do hélice. Entretanto, a freqüência natural não deve ser maior que 0,66 vezes o número de impulsos (número de pás x rotação nominal), e não deve coincidir com as condições de serviço, nem em caso de perda de uma pá do hélice.
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SEÇÃO 13
LEME E APARELHO DE GOVERNO
13.1 - GENERALIDADES
13.1.1 - Aparelho de Governo 13.1.1.1 - Cada navio deve ser provido de um aparelho de governo que deve garantir manobrabilidade adequada. 13.1.1.2 - O aparelho de governo inclui todos os componentes necessários para o governo do navio, do leme e da máquina do leme, até o posto de comando de governo. 13.1.1.3 - São tratados nesta Seção: madre do leme, acoplamento do leme, mancais do leme e porta do leme. Para máquinas do leme, vide o Livro de Regras para Navegação Costeira-Máquinas. 13.1.1.4 - O compartimento da máquina do leme deve ser mantido livre de instalações que possam prejudicar a operação das máquinas do leme principal e auxiliar. Deve estar separado de outros compartimentos por paredes de aço. Com referência à utilização de material não magnético no passadiço, na região da agulha magnética, devem ser observados os requisitos das administrações nacionais competentes. 13.1.2 - Detalhes Estruturais 13.1.2.1 - Devem ser previstos meios efetivos para suportar o peso da porta do leme, sem pressão excessiva nos mancais, por exemplo, através de um mancal de escora na extremidade superior da madre do leme. A estrutura do casco, na região do mancal de escora do leme, deve ser adequadamente reforçada. 13.1.2.2 - Devem ser previstos dispositivos convenientes, por exemplo, batentes, para impedir que o leme suba. 13.1.2.3 - A madre do leme deve atravessar o casco em compartimento fechado, estanque, ou em caixas de gaxetas, que devem ser colocadas acima da linha de calado máximo, para impedir que a água entre no compartimento da máquina do leme e o lubrificante seja lavado do mancal de escora. Se o topo do compartimento da madre do leme está abaixo da linha de calado máximo, devem ser previstas duas caixas de gaxetas. Em navios navegando em áreas de baixa temperatura, pequenas folgas entre a porta do leme e o casco do navio podem causar o travamento da porta do leme no casco, por congelamento. É, portanto, recomendado evitar distâncias menores que 1/20 da espessura da porta do leme ou 50mm com o casco, respectivamente, ou instalar meios convenientes como, por exemplo, arranjos de aquecimento. 13.1.3 - Materiais 13.1.3.1 - Para materiais da madre do leme, pinos do leme, parafusos de acoplamento, etc., observar a Instrução para Materiais do Bureau Colombo. 13.1.3.2 - Para madres do leme, machos, chavetas e parafusos, materiais com tensão de escoamento mínimo de 200 N/mm2 e uma resistência à tração menor que 400 N/mm2 ou maior que 900 N/mm2, geralmente não devem ser utilizados.
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As exigências apresentadas nesta Seção são baseadas no valor de 235 N/mm2, para a tensão de escoamento do material. Se for utilizado material com tensão de escoamento diferente de 235 N/mm2, fator kr deve ser determinado da seguinte maneira:
2
275,0
/235235
/235235
mmNparak
mmNparak
yy
r
yy
r
<=
≥
=
σσ
σσ
σy = tensão de escoamento [N/mm2] do material utilizado; σy deve ser tomado com valor superior
a 0,7.σΒ ou 450 N/mm2, usando-se o menor valor entre os dois. σB = resistência à tração do material utilizado, em [N/mm2] 13.1.3.3 - Caso sejam utilizados aços com tensão de escoamento acima de 235 N/mm
2 , o Bureau
Colombo pode requerer um cálculo das deformações elásticas da madre do leme. Grandes deformações devem ser evitadas para manter as pressões dos cantos da madre nos mancais dentro dos limites permissíveis. 13.1.3.4 - As tensões admissíveis fornecidas em 13.5.1 se aplicam a aço naval comum. Na aplicação de aço naval de alta resistência, podem ser utilizados maiores valores, que serão fixados em cada caso individual.
13.2 - FORÇA DO LEME E MOMENTO TORCIONAL
13.2.1 - Força do Leme e Momento Torcional para Lemes Normais
13.2.1.1 - A força do leme deve ser determinada conforme a fórmula seguinte:
CR = 132 . χχχχ1 . χχχχ2 . A . (vo . χχχχ3 ) 2
[N2]
A = área total do leme, em [m2] . Para leme situado dentro de um tubo, (“nozzle rudder”), A deve
ser 1,35 vezes a área projetada do tubo (nozzle”) vo = velocidade máxima da embarcação, prevista no calado máximo em águas tranquilas, em
[nós]. Para velocidades menores que 10 nós, o seguinte valor deve ser utilizado como vo : vmin = (vo + 20) / 3 [nós] Para marcha a ré, deve ser tomada a máxima velocidade a ré, mas não pode ser tomado
um valor inferior a: va = 0,5 . vo . χ1 = coeficiente, dependendo da razão Λ ; χ1 = (L + 2)/3, onde L não necessita ser tomado
maior que 2 Λ = b2 / A2t
b = altura média da área do leme, em [m] (ver Figura 14.1); At = A + área da rabeta do leme, se houver, em [m2]
χ2 = coeficiente, dependendo do tipo ou do perfil do leme, conforme a tabela seguinte:
perfil / tipo do leme marcha a vante marcha à ré
série NACA - os perfis de Gottinger 1,1 0,9
leme de chapa 1,1 0,9
perfis vazados 1,35 0,9
leme de alta eficiência 1,7 a ser especialmente considerado χ3 = coeficiente, dependendo da localização do leme ; χ3MAX = 1,05 χ3 = 0,9 + 0,3 . (xr / Dp) , para lemes a ré do propulsor
χ3 = 1,08 , para lemes situados à ré de um hélice instalado em um tubo (“nozzle”)
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χ3 = 0,8 , para lemes situados fora da esteira do hélice χ3 = 1,0 , para lemes em qualquer outra localização, inclusive os situados na esteira do hélice
χ3 não deve ser menor que 1,0 quando a distância entre o propulsor e o cadaste for extremamente grande
xr = distância entre a aresta de vante do leme e o plano do propulsor (ver Figura 13.1) Dp = diâmetro do propulsor (ver Figura 13.1)
Figura 13.1
13.2.1.2 - O momento torcional deve ser determinado pela seguinte fórmula:
QR = CR . r [Nm] r = c . (α - kb ) [m] c = A/b = largura média da área do leme, em [m]; ver Figura 13.1. α = 0,33, para condição de marcha à vante; α = 0,66, para condição de marcha à ré. Para lemes de alta eficiência, α deve ser considerado especialmente. Se não conhecido, α = 0,4 pode ser utilizado para a condição de marcha à vante. Para partes de um leme situadas atrás de uma estrutura fixa, tal como um suporte do leme: α = 0,25 , para condição de marcha a vante α = 0,55 , para condição de marcha a ré kb = fator de compensação = Af /A, onde Af = parte da área do leme situada à vante da linha de
centro da madre do leme (ver Figura 13.1) e A é a área total do leme; k b = 0,08 pode ser utilizado para lemes não compensados
r min = 0,1 . c [m], para a condição de marcha à vante. 13.2.2 - Força do Leme e Momento Torcional para Lemes com Recortes (Lemes Semi-Suspensos) 13.2.2.1 - Força do leme CR A força total do leme CR deve ser calculada conforme 13.2.1.1. A distribuição de pressão sobre a área do leme, sobre a qual deve ser baseada a determinação do torque e resistência da porta do leme, deve ser determinada como mostrado a seguir. A área do leme é dividida em duas partes retangulares ou trapezoidais com áreas A1 e A2 , tais que A = A1 + A2 (veja a Figura 13.2). A força resultante de cada parte é:
CR1 = CR . (A1 / A ) [N]; CR2 = CR . (A2 / A ) [N]
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Figura 13.2
13.2.2.2 - O momento torcional parcial de cada parte é:
Q1 = C1 . r1 [N.m] ; Q2 = C2 . r2 [N.m] r1 = c1 . (α - kb1 ) [m] ; r1min = 0,1.c1 [m] , para a condição de marcha a vante r2 = c2 . (α - kb2 ) [m] ; r2min = 0,1.c2 [m] , para a condição de marcha a vante kb1 = A1f / A1 kb2 = A2f / A2 c1 = A1 / b1 c2 = A2 / b2
b1 e b2 = alturas média da áreas parciais do leme A1 e A2 (ver a Figura 13.2) 13.2.2.3 - O momento torcional total do leme deve ser calculado para ambas as condições, de marcha à vante e a ré, conforme a fórmula:
QR = Q R1 + QR2 [N.m]
13.3 - ESCANTILHÕES DA MADRE DO LEME
13.3.1 - Diâmetro da Madre do Leme 13.3.1.1 - O diâmetro da madre do leme, para transmitir o momento torcional, não deve ser menor que:
][2,4 3 mmk
QD
r
Rt ⋅=
QR = ver 13.2.1.2, 13.2.2.2 e 13.2.2.3 kr = ver 13.1.3.2 A respectiva tensão de torção é:
]/[3
.5,0 2mmNy
t
στ =
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]/[.1,5 231
mmND
QR=τ
σy = tensão de escoamento [N/mm2] do material utilizado; σy deve ser tomado com valor superior a 0,7.σB ou 450 N/mm2, usando-se o menor valor entre os dois. Deverá ser observado o item 13.1.3.3.
σB = resistência à tração do material utilizado, em [N/mm 2]
13.3.1.2 - O diâmetro da madre do leme, determinado conforme 13.3.1.1, é decisivo para a determinação da máquina do leme, do acoplamento do leme, de batentes e do freio. 13.3.1.3 - No caso de máquina do leme mecânica, o diâmetro da madre do leme, no extremo superior, que é destinado somente para a transmissão do momento torcional devido ao acionamento da máquina de leme auxiliar, pode ser 0,9.D. A boca quadrada da cana auxiliar não deve ser menor que 0,77.D, e a sua altura não menor que 0,8.D. 13.3.1.4 - A madre do leme deve estar provida de um travamento contra deslocamento axial. As folgas axiais admissíveis dependem da construção da máquina do leme e do mancal. 13.3.2 - Reforços da Madre do Leme (Geral)
13.3.2.1 - Se o leme for projetado de modo que tensões adicionais de flexão ocorram na madre do leme, o diâmetro da madre deve ser aumentado convenientemente. O diâmetro aumentado é decisivo no dimensionamento do acoplamento. O diâmetro da madre do leme deve ser aumentado, de modo que a tensão combinada de flexão e torção não exceda o seguinte valor:
]/[.5,0.3 222 mmNybV στσσ ≤+=
σb= tensão de flexão, calculada por: Mb = momento fletor no mancal guia, devido à força do leme, em [N.m] τ = tensão de torção, calculada por: D1 = diâmetro aumentado da madre do leme, em [cm]. Pode ser determinado pela seguinte fórmula:
6
2
1 3
41
⋅+⋅=
R
bt
Q
MDD
QR = ver 13.2.1.2, 13.2.2.2, e 13.2.2.3 Dt = vide 13.3.1.1 Caso a máquina do leme seja de dois pistões, momentos fletores adicionais podem ser transmitidos por ela à madre do leme. Estes momentos fletores devem ser levados em conta para a determinação do diâmetro da madre do leme. 13.3.3 - Análise
13.3.3.1 - Generalidades
A avaliação de momentos fletores, forças cortantes e forças de reação, para o sistema leme-madre do leme, pode ser executada para alguns tipos básicos de lemes mostrados nas Figuras 13.3 e 13.4. 13.3.3.2 - Dados para a Análise
m10 até m50 = comprimentos das vigas individuais do sistema, em [m]; m corresponde à grandeza e da Seção 12, item 12.2.4.1 e Figura 12.5.
J10 até J50 = momentos de inércia destas vigas, em [cm4 ]
]/[2,10 2
31
mmND
Mbb
⋅=σ
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Para lemes apoiados em soleiras, o comprimento m20 é a distância entre a aresta inferior do corpo do leme e o centro da soleira, e J20, o momento de inércia do pino do leme na soleira. a) Carregamento na porta do leme (em geral)
pR = CR / (10 3 . m 10 ) [kN/m]
b) Carregamento em leme semi-suspenso
pR 10 = CR2 / (10 3 . m 10 ) [kN/m] ; pR 20 = CR1 / (10
3 . m 20 ) [kN/m] CR , CR1 , CR2 = ver 13.2.1 e 13.2.2 Z = constante de mola do apoio na soleira ou no suporte do leme
Z = 6,18.J 50 / m 50 3 [kN/m] , para apoio em soleira
J50 = momento de inércia da soleira em relação ao eixo z m50 = comprimento efetivo da soleira em [m]; corresponde à 50 grandeza e da Seção 12, item
12.2.4.1 Z = 1 / (f b + ft ) [kN/m], para apoio no suporte do leme fb = deslocamento do suporte do leme, em [m], devido à ação de uma força de 1kN no centro b
do suporte fb = (1,3.d 3 )/ (6,18.Jn ) [m/kN] (valor para orientação) J50
= momento de inércia do suporte do leme em relação ao eixo nx , em [cm4], (ver também a Fig. 13.6)
ft = deslocamento devido à torsão unitária = [e Σ . u / t] / (3,14 . 108 . FT2 ) [m/kN]
F2T = seção transversal média do suporte do leme, em [m ]
ui = largura, em [mm], das chapas individuais que compõem a área seccional média do suporte do leme
ti = espessura nas larguras individuais u i , em [mm] e = ver Figura 12.6 13.3.3.3 - Momentos e Forças a Serem Avaliados 13.3.3.3.1 - Devem ser avaliados o momento fletor M e a força cortante Q na porta do leme, o momento fletor M, no mancal guia, e as forças de reação nos apoios B1, B2 e B3 Estes momentos devem ser utilizados para a análise de tensões exigida nos itens 13.3.2 e 13.5.1, e na Seção 12, item 12.2.5. 13.3.3.3.2 - Para lemes suspensos, os momentos e forças podem ser determinados da seguinte maneira:
( )( )
][
][
].[.3
.2
32
303
21
211020
NBCB
Nm
MB
mNcc
ccmmCM
R
Rb
+=
=
+
+⋅+⋅=
13.3.4 - Compartimento da Madre do Leme Se a madre do leme ficar localizada dentro de um compartimento, de tal maneira que neste compartimento ocorram tensões devido a forças causadas pela ação do leme, os escantilhões do compartimento devem ser tais que a tensão combinada devido à flexão e cisalhamento não exceda 0,35 vezes a tensão de escoamento do material utilizado.
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13.4.1 - Generalidades 13.4.1.1 - Os acoplamentos devem ser projetados de forma que eles possam transmitir todo o torque à madre do leme. 13.4.1.2 - A distância dos eixos dos parafusos das arestas dos flanges não deve ser menor que 1,2 vezes o diâmetro do parafuso. Em acoplamentos horizontais, pelo menos 2 parafusos devem ser colocados avante do eixo da madre. 13.4.1.3 - Os parafusos de acoplamento devem ser parafusos de ajuste. Suas porcas devem ser efetivamente travadas contra afrouxamento, por exemplo, por chapas de travamento. 13.4.2 - Acoplamentos Horizontais 13.4.2.1 - O diâmetro dos parafusos de acoplamento não deve ser menor que:
][62,03
mmenk
kDd
d
rb ⋅⋅
⋅⋅=
D = diâmetro da madre do leme, conforme o item 13.3, em [mm] n = número total de parafusos (no mínimo, 6 parafusos) e = distância média dos eixos dos parafusos ao centro do sistema de parafusos, em [mm] kr = fator de material da madre do leme, conforme 13.1.3.2 (não devem ser utilizar materiais com
limites de escoamento acima de 650 N/mm2) kd = fator de material dos parafusos, calculado como definido em 13.1.3.2 para kr. 13.4.2.2 - A espessura dos flanges de acoplamento não deve ser menor que:
][62,03
mmenk
kDt
f
rf ⋅⋅
⋅⋅=
tfmin = 0,9 . db A espessura do flange de acoplamento fora da região dos furos de parafuso não deve ser menor que 0,65.t D, kr , n, e, d b = ver 13.4.2.1 kf = fator de material do flange de acoplamento; calculado como definido em 13.1.3.2. 13.4.2.3 - Os flanges de acoplamento devem ser equipados com uma chaveta para aliviar os parafusos, conforme a norma DIN 6885. Esta chaveta pode ser dispensada se o diâmetro dos parafusos for aumentado em 10%. 13.4.2.4 - Flanges de acoplamento horizontal deveriam ser forjados junto à madre do leme. Em flanges soldados à madre do leme, a madre deve ter um colar de solda com um diâmetro de 1,1.D (mas não menor que D + 20 mm) e com uma espessura igual à do flange (no máximo, espessura do flange + 5mm). 13.4.2.5 - Para a ligação dos flanges com a porta do leme, vide, também, Seção 17, item 17.2.6.3.
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Figura 13.3 Figura 13.4
13.4.3 - Acoplamentos Cônicos 13.4.3.1 - Acoplamentos Cônicos sem Arranjos Especiais para Montagem e Desmontagem dos Acoplamentos 13.4.3.1.1 - Acoplamentos cônicos devem ter uma conicidade k, no diâmetro, de 1:18 a 1:12.
k = (d0 - du ) / m , de acordo com a Figura 13.3 A forma do cone deve ser bem exata. A porca e o pino devem ser cuidadosamente travados contra afrouxamento, por exemplo, conforme mostrado na Figura 13.3. 13.4.3.1.2 - Geralmente, o comprimento m do acoplamento não deve ser menor que o diâmetro d0 da metade do leme na aresta superior do leme. 13.4.3.1.3 - Para acoplamento entre madre e leme, deve ser prevista uma chaveta de ajuste, cuja área de cisalhamento não deve ser menor que:
][69 2cmd
Qa
yik
RS σ⋅
⋅=
QR = momento torcional, em [N.m], calculado conforme 13.2.1.2 e 13.2.1.3 dK = diâmetro da parte cônica da madre do leme, em [mm], na chaveta
σy1 = limite de escoamento do material da chaveta, em [N/mm2] 13.4.3.1.4 - A área da superfície efetiva da chaveta (sem as extremidades arredondadas) entre chaveta e madre do leme ou acoplamento cônico, não deve ser menor que:
][20 2
2
cmd
Qa
yk
Rk σ⋅
⋅=
QR , dk = ver 13.4.3.1.3
σy2 = limite de escoamento do material da chaveta, madre ou coplamento, em [N/mm2], devendo ser tomado o maior valor.
13.4.3.1.4 - As dimensões da porca de aperto devem ser como segue (ver Figura 13.3): altura ................................ h n = 0,6 . d g diâmetro externo ................ d n = 1,2 . du ou d n = 1,5 . d g diâmetro externo da rosca ... d g = 0,65 . do
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13.4.3.2 - Acoplamentos Cônicos com Arranjos Especiais para Montagem e Desmontagem dos Acoplamentos 13.4.3.2.1 - Onde o diâmetro da madre excede 200mm, é recomendado que o aperto seja feito com uma união por montagem hidráulica. Nesses casos, o cone pode ser mais esbelto (k = 1:12 a 1:20). 13.4.3.2.2 - As dimensões da porca hidráulica devem ser como segue: altura ................................... h n = 0,7 . dg, para dg < 200 mm
h n = 0,6 . dg , para dg ≥ 200 mm diâmetro externo .................. d n = 1,35 dg diâmetro externo da rosca ..... dg = 0,65 . d o Uma arruela deve se colocada entre a porca e o fundido do leme, tendo as seguintes dimensões: espessura ................ 0,13 . d g diâmetro externo ...... 1,3 . du ; no mínimo = 1,6 . d g 13.4.3.2.3 - Para a transmissão segura do momento torcional pelo acoplamento entre a madre do leme e a porta do leme, o comprimento de contato da união e a pressão hidráulica devem ser determinados pelas seguintes fórmulas: a) pressão hidráulica requerida:
]/[57,1
10 2
02
3
mmNcmd
Qp
m
Freq
⋅⋅⋅
⋅=
QF = momento de escoamento de projeto da madre do leme, de acordo com 13.6, em [N . m] dm = diâmetro média do cone, em [mm] m = comprimento do cone, em [mm] co = coeficiente de atrito, como segue: co = 0,15, aproximadamente, para uniões de cone hidráulicas co = 0,18, aproximadamente, para uniões de cone à seco. Deve ser assegurado que a pressão de prensagem requerida não exceda a pressão de contato admissível na superfície do material. A pressão de contato admissível deve ser determinada pela seguinte fórmula:
( )]/[
3
19,0 2
4
2
mmNpy
adm
α
ασ
+
−⋅⋅=
σy = limite de escoamento, em [N/mm2], do material do fundido. α = dm / da (ver Figura 13.3) O diâmetro externo do fundido não deve ser menor que:
da = 1,5 . dm Onde ocorrem, no fundido, tensões devido à flexão da madre do leme, o Bureau Colombo pode fixar menores valores para a pressão de contato ou pode requerer a verificação de que a tensão combinada de todos os componentes de tensão está abaixo do limite de escoamento do material do fundido. b) comprimento requerido da união hidráulica:
][1
8,0
2
1 2mm
kR
kE
dpm tm
mreq ⋅⋅+
−⋅⋅
⋅=∆
α
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Rtm = rugosidade média, em [mm] , (Rtm = 0.01 mm , aproximadamente) k = conicidade, conforme 13.4.3.2.1 E = módulo de Young (2, 06 . 105 N/mm2 ) O comprimento mínimo é:
∆mmin = dm / 150 [mm] = ∆m . padm /preq [mm]
Em caso de união hidráulica, a força de prensagem requerida, Pe , para o cone, deve ser determinada pela seguinte fórmula:
Pe = 3,14 . preq . dm . m . (k/2 + 0,02) [N] Onde, devido ao procedimento de montagem, ocorre um efeito de prensagem parcial ocasionado pelo peso próprio do leme, isto pode ser levado em consideração na determinação do comprimento requerido, desde que submetido à aprovação do Bureau Colombo 13.4.3.2.4 - A pressão requerida para os mancais dos pinos deve ser determinada pela seguinte fórmula:
]/[4,0 2
202 mmN
md
dBp
m
req⋅
⋅⋅=
B2 = força de apoio do pino no mancal, em [N]; vide, também, Figura 12.6 dm , m = vide 13.4.3.2.2 d0 = diâmetro do pino, em [mm], conforme Figura 13.3.
13.5 - PORTA DO LEME E MANCAIS DO LEME 13.5.1 - Resistência da Porta do Leme 13.5.1.1 - A porta do leme deve ser reforçada por nervuras horizontais e verticais para que o leme seja efetivo como uma viga. O chapeamento do leme deve ser adicionalmente reforçado na aresta de ré. 13.5.1.2 - A resistência da porta do leme deve ser verificada por cálculo direto, de acordo com 13.3.3. 13.5.1.3 - Em portas de leme sem recortes, as seguintes tensões não devem ser excedidas: a) tensão de flexão devido a MR : σb = 110 N/mm2 b) tensão de cisalhamento devido a Q1: τ = 50 N/mm2
c) tensão combinada devido à flexão e cisalhamento: 222 /120.3 mmNbV =+= τσσ
MR , Q1 = ver 13.2 e 13.3.3 13.5.1.4 - Em portas do leme com recortes (lemes semi-suspensos), as seguintes tensões não devem ser excedidas: a) tensão de flexão devido a MR : σb = 75 N/mm
b) tensão de cisalhamento devido Q : τ = 50 N/mm2 c) tensão de torção: τt = 50 N/mm 2 d) tensão combinada devido à flexão e cisalhamento e tensão combinada devido à flexão e torção:
222
2
2221
/90.3
/100.3
mmN
mmN
tbV
bV
=+=
=+=
τσσ
τσσ
As tensões devido à torção podem ser calculadas de maneira simplificada, como segue:
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ττττt = Mt / (2.m.h.t) [ N/mm2 ]
t 2 . m . h . t
m, h, t = mostrados na Figura 13.4; em [cm]. A distância entre as nervuras verticais não deve, a princípio, exceder 1,2.h. Os raios de corte do chapeamento do leme não devem ser inferiores a 4 a 5 vezes a espessura do chapeamento, em nenhum caso inferiores a 50mm.
Mt = CR2 . e [N.m] CR2 = força parcial no leme, em [N], que atua na área parcial da porta do leme A2, situada
abaixo da seção transversal sob consideração. e = braço do momento torcional, em [m]. Distância horizontal entre o centróide da área
parcial A2 e a linha de centro da área efetiva da seção transversal considerada - ver a Figura 13.4. O centróide deve ser assumido como localizado à distância de 0,33. c2 a ré da aresta posterior da área A2, onde c = largura média da área parcial A2 .
13.5.1.5 - É recomendado manter a freqüência natural do leme totalmente submerso, no mínimo, 10% acima da freqüência de excitação do hélice (número de rotação x o número de pás). 13.5.2 - Chapeamento do Leme 13.5.2.1 - A espessura do chapeamento do leme deve ser determinada conforme a seguinte fórmula:
t = 1,6 . a . (pR) 1/2 + tk [mm]
A espessura deve, entretanto, não ser menor que a espessura t2 do chapeamento nas extremidades, de acordo com a Seção 5, item 5.2.3. pR = 10.H.CR / (103.A) H = calado da embarcação (ver 1.6), em [m] CR , A = ver 13.2.1.1 a = menor largura, sem apoio, do chapeamento, em [m] tk = margem para corrosão, conforme Seção 2, item 2.10 A influência da razão de aspecto dos painéis do chapeamento deve considerar as informações da Seção 2, item 2.1.3 13.5.2.2 - Na aresta de vante do leme, a espessura do chapeamento deve ser aumentada em 25%. 13.5.2.3 - Para a união do chapeamento lateral do leme com as nervuras, não deve ser adotada solda de espiga. Onde a aplicação de solda em filetes não é possível, o chapeamento lateral deve ser unido por meio de solda de bujão em barras chatas soldadas às nervuras. 13.5.2.4 - A espessura das nervuras não deve ser menor que a espessura do chapeamento do leme, conforme 13.5.2.1. 13.5.3 - Transmissão de Torque para o Leme
13.5.3.1 - Para a transmissão de torque ao leme, o chapeamento, conforme 13.5.2.1, deve ser aumentado em 25% na região do acoplamento. Deve ser colocado um número suficiente de nervuras verticais nesta região. 13.5.3.2 - Se o torque for transmitido por um eixo prolongado estendido para dentro do leme, o último deve ter o diâmetro Dt ou D1, o que for maior, em 10% do comprimento da interseção na sua extremidade superior. Na extremidade inferior, pode ser reduzido gradativamente até o diâmetro de 0,6.Dt (em lemes suspensos) ou até 0,4 vezes o diâmetro reforçado (para lemes com apoio). 13.5.4 - Mancais do Leme
13.5.4.1 - Na região de mancais, devem ser colocadas camisas e buchas. Se, no caso de navios pequenos, não forem colocadas buchas, a madre do leme deve ser convenientemente aumentada
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no diâmetro da região dos mancais, possibilitando que a madre seja eventualmente re-usinada após desgaste. 13.5.4.2 - As forças de apoio nos mancais resultam no cálculo direto mencionado em 13.3.3. Como uma primeira aproximação, a força nos mancais pode ser determinada sem levar em consideração suporte elástico. Isto pode ser feito como segue: a) leme normal com 2 suportes: a força no leme (CR) deve ser distribuída nos suportes, conforme
suas distâncias verticais ao centro de gravidade da área do leme; b) lemes semi-suspensos:
força de apoio no suporte do leme:
B1 = CR.b / c [N]
força de apoio no mancal guia:
B2 = CR – B1 [N]
para b e c, vide Figura 12.6 na Seção 12, item 12.2.5 13.5.4.3 - A área projetada do normal Ab (altura do mancal vezes o diâmetro externo da camisa) não deve ser menor que:
Ab = B / q [mm2] B = força de apoio, em [N] q = pressão de contato admissível, conforme a seguinte tabela:
MATERIAL DO MANCAL q [N/mm2]
Aço com pau de peso ou material sintético de pouca dureza (1) 2,5
Aço com metal patente lubrificado com óleo 4,5
Aço com material sintetico de dureza adequada (1) (2) 5,5 (4)
Aço com bronze (1) (3) ou Aço com aco (1) (4) 7,0
Aço deslizando em materiais de bronze grafitado prensado a quente (1) 7,0 Observações: (1) aço inoxidável e resistente ao desgaste (2) material sintético de mancal de tipo aprovado. Para este tipo de revestimento deve ser previsto
suprimento adequado de água para o mancal. A dureza Rockwell do material sintético não deve ser menor que 80, a 23 oC e 50% de umidade.
(3) de composição aprovada. (4) pode ser aumentado sob aprovação especial.
Aço inoxidável e resistente ao desgaste, bronze e materiais de bronze grafitado prensado à quente, têm uma considerável diferençal de potencial para aços sem liga. São requeridas medidas preventivas adequadas para evitar a corrosão.
13.5.4.4 - Geralmente, a altura do mancal deve ser igual ao diâmetro do mancal, mas não deve exceder, em nenhum caso, 1,2 vezes o diâmetro do mancal. Onde a altura do mancal é menor que o diâmetro, podem ser permitidas maiores pressões específicas de contato. 13.5.4.5 - A espessura da parede de mancais do pino, na soleira ou no apoio do leme, deve ser aproximadamente 1/4 do diâmetro do pino.
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13.5.5 - Pinos do Leme 13.5.5.1 - Os pinos devem ser projetados para que eles não se afrouxem nem caiam para fora, involuntariamente. 13.5.5.2 - Os pinos montados através de porcas de aperto ou outro meio manual, devem ter uma conicidade de 1:8 até 1:12, no diâmetro. Os pinos montados hidraulicamente devem ter uma conicidade de 1:12 até 1:20. O comprimento do alojamento dos pinos, nos fundidos, não deve ser menor que o diâmetro máximo dos pinos. 13.5.5.3 - Para porcas e roscas, aplicam-se os requisitos conforme 13.4.3.1.5 e 13.4.3.2.2. 13.5.6 - Valores de Referência para Folga nos Mancais Geralmente, as folgas nos mancais, para material metálico no mancal, não devem ser menores que: db /1000 + 1,0 [mm] , para material metálico db /500 + 1,0 [mm] , para material sintético db = diâmetro interno da bucha, em [mm] Para materiais de mancal não metálicos, as folgas devem ser determinadas levando em consideração as propriedades de estufamento de expansão térmica do material.
13.6 - MOMENTO DE ESCOAMENTO DE PROJETO DA MADRE DO LEME
O momento de escoamento de projeto da madre do leme deve ser determinado pela seguinte fórmula:
QF = 1,25 . 10-4 . Dt 3 . σσσσy [N.m]
Dt = diâmetro da madre, em [mm], conforme 13.3.1. σy = limite de escoamento da madre do leme, em [N/mm2] Caso o diâmetro real Dta seja menor que o diâmetro calculado Dt, o diâmetro Dta deve ser utilizado. No entanto, não é necessário tomar Dta com um valor superior a 1,145 . Dt .
13.7 - ESBARROS E DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO DO LEME 13.7.1 - Os movimentos do quadrante ou da cana devem ser limitados em ambos os lados por esbarros. Os esbarros e suas fundações no casco devem ser de construção robusta, para que o limite de escoamento dos materiais utilizados não seja excedido, ocorrendo o momento de escoamento de projeto da madre do leme. 13.7.2 - Dispositivos de Fixação do Leme Cada máquina do leme deve possuir dispositivos que permitam que a posição do leme seja fixada em qualquer ângulo de giro do mesmo. Estes dispositivos, bem como as fundações, devem ser de construção robusta, para que o limite de escoamento dos materiais utilizados não seja excedido, ocorrendo o momento de escoamento de projeto da madre do leme como especificado em 13.6. Em velocidade acima de 12 nós, o momento de escoamento de projeto só necessita ser calculado para um diâmetro de madre do leme baseado numa velocidade vo = 12 nós. 13.7.3 - Com referência a esbarros e dispositivos de fixação, vide, também, Livro de Regras para Navegação Costeira-Máquinas.
13.8 - TUBULÕES ENVOLVENDO HÉLICES (“PROPELLER NOZZLES”) O Bureau Colombo poderá fornecer orientação para o projeto de tubulões envolvendo hélices.
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SEÇÃO 14
SUPERESTRUTURAS E CASARIAS 14.1 - GENERALIDADES
14.1.1 - Definições 14.1.1.1 - Para fins desta Seção, castelo, passadiço e tombadilho são superestruturas se o seu chapeamento de costado é estendido até os seus conveses. 14.1.1.2 - Superestruturas que se estendem na região de 0,4.L, a meia-nau, com comprimento maior que 0,15 L, são definidas como superestruturas efetivas. Seus chapeamentos laterais devem ser tratados como costado, e seu convés, como convés resistente (vide Seções 5 e 6). 14.1.1.3 - Todas as superestruturas localizadas além de 0,4.L, a meia-nau, ou tendo um comprimento menor que 0,15.L ou 12 metros, são, para fins desta Seção, consideradas como superestruturas não efetivas. 14.1.1.4 - Chaminés independentes devem ser consideradas como casarias. 14.1.2 - Dimensões e Materiais 14.1.2.1 - Estruturas nos conveses resistentes devem ser dimensionadas de acordo com as regras para casarias, se elas estão localizadas fora de 0,4.L, a meia-nau, ou são menores que 0,2.L ou 15 metros, em comprimento, e se seus lados estão situados a uma distância do costado de, pelo menos, 1,6 vezes o espaçamento de caverna ao , conforme Seção 8, item 8.1.1.1. Casarias situadas a distâncias menores do castelo e casarias, na região de 0,4.L, a meia-nau, e excedendo 0,2.L ou 15 metros de comprimento, devem ser especialmente consideradas. 14.1.2.2 - Na utilização de alumínio deve ser consultado o Bureau Colombo. 14.1.3 - Arranjo de Superestruturas 14.1.3.1 - Conforme a Convenção Internacional de Linha de Carga, 1966, Regra 39, uma altura de proa mínima é exigida na perpendicular de vante, a qual pode ser obtida por tosamento prolongado até, pelo menos, 0,15.L, medido a partir da perpendicular de vante ou por um convés de castelo com comprimento de, pelo menos, 0,07.L. (L = comprimento, definido pelo Artigo 2 (8) da Convenção). 14.1.3.2 - Navios para transporte de madeira no convés, que pretendem obter a respectiva borda-livre de madeira, devem ter um convés de castelo com a altura exigida, e comprimento de, pelo menos, 0,07.L. Navios com comprimento menor que 100 metros devem ter, além disso, um convés de tombadilho com a altura exigida ou um convés interrompido, elevado com casaria. 14.1.4 - Reforços nas Extremidades das Superestruturas 14.1.4.1 - Nas extremidades das superestruturas a espessura do cintado, o convés resistente na largura de 0,1.B, do costado, e o chapeamento lateral da superestrutura devem ser reforçados como especificado na tabela seguinte. Os reforços devem se estender sobre o comprimento de 4.a 0 à vante e a ré das anteparas, nas extremidades. Fora de 0,5.L, a meia-nau, não são necessários reforços.
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Tipo de superestrutura
Localização da antepara extrema
Reforçamento, em (%)
Convés resistente e cintado
Chapeamento
lateral da superestrutura
Efetiva, conforme 1.3
na região 0,4.L a meia-nau entre 0,4.L e 0,5.L a meia-nau
50
30
25
20
Não efetiva, conforme 1.4
na região de 0,4.L a meia-nau entre 0,4.L e 0,5.L a meia-nau
25
20
10
10
14.1.4.2 - Sob conveses resistentes, na região de 0,6.L, a meia-nau, vigas devem ser instaladas alinhadas com paredes longitudinais com extensão de, pelo menos, três espaçamentos de cavernas além das partes finais das paredes longitudinais. As vigas devem sobrepor-se às paredes longitudinais por, pelo menos, dois espaçamentos de cavernas. 14.1.4.3 - Onde uma antepara central é arranjada sob a antepara extrema de uma superestrutura ou casaria, reforços devem ser instalados na antepara central sob a antepara extrema, em ambos os lados, conectados ao convés por borboletas. 14.1.5 - Estrutura Transversal de Superestruturas e Casarias
A estrutura transversal de superestruturas e casarias deve ser suficientemente dimensionada através de um arranjo apropriado de anteparas extremas, cavernas gigantes, paredes de compartimentos e gaiutas em aço ou por outras medidas. 14.1.6 - Portas em Anteparas Extremas de Superestruturas Fechadas
Todas as aberturas em anteparas extremas de superestruturas fechadas devem ter portas estanques ao tempo permanentemente instaladas na antepara, com a mesma resistência estrutural da antepara. As portas devem ser arranjadas de modo que possam ser operadas de ambos os lados. As alturas de soleiras devem ser determinadas de acordo com a Convenção Internacional de Linha de Carga, 1966.
14.2 - CHAPEAMENTO LATERAL E CONVESES DE SUPERESTRUTURAS NÃO EFETIVAS
14.2.1 - Chapeamento Lateral
14.2.1.1 - A espessura do chapeamento lateral deve ser determinada conforme as seguintes fórmulas:
a) Castelo: t = 0,9 . L1/2 [mm] b) Tombadilho: t = 0,85 . L1/2 [mm] Onde o espaçamento de caverna difere de ao, as espessuras devem ser modificadas na razão de 1mm para cada 100 mm de diferença no espaçamento. Onde o espaçamento de cavernas é menor que ao , reduções de t não são permitidas fora da região de antepara do pique tanque de ré e de 0,2.L, da proa. Onde o calado é menor que 0,7.H, as espessuras podem ser reduzidas em 10%, porém, elas não podem ser menor que 7,5 mm. Na região de 0,2.L, da perpendicular de ré ou da perpendicular de vante, a espessura do chapeamento lateral não pode ser menor que:
t = 1,36.a.pS1/2 + 1,5 [mm]
pS = carregamento, em [kN/m2], conforme Seção 3, item 3.2.2; pS deve ser medido até a borda
inferior da chapa.
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14.2.1.2 - A espessura do chapeamento lateral de superestruturas situadas em níveis mais elevados pode ser reduzida em 0,5 mm. 14.2.2 - Chapeamento de Convés 14.2.2.1 - A espessura do chapeamento de convés deve ser determinada conforme a seguinte fórmula: a) Castelo: t = 5,0 + 0,03.L (mm) b) Tombadilho: t = 5,0 + 0,02.L (mm) L = comprimento do navio, em [m] (ver Seção 1, item 1.6) Onde o espaçamento de caverna difere de ao , as espessuras devem ser modificadas a uma razão
de 0,7 mm para cada 100 mm de diferença no espaçamento. Onde o calado é menor que 0,7.H, as espessuras podem ser reduzidas em 10 %. 14.2.2.2 - Onde superestruturas adicionais são construídas sobre superestruras não efetivas situadas no convés resistente, a espessura do chapeamento de seus conveses pode ser 10% menor que a espessura conforme 14.2.2.1. 14.2.2.3 - Quando conveses são forrados de madeira, a espessura do chapeamento dos conveses, conforme 14.2.2.1 e 14.2.2.2, pode ser reduzida em 1mm, porém, não deve ser menor que 5mm. 14.2.3 - Vaus Os vaus do castelo e de outras superestruturas não efetivas devem ser determinados conforme Seção 9, item 9.2. 14.2.4 - Cavernas Para os escantilhões de cavernas de superestruturas, vide Seção 8, item 8.1.5.
14.3 - ANTEPARAS EXTREMAS DE SUPERESTRUTURAS E PAREDES DE CASARIAS 14.3.1 - Generalidades As seguintes regras são aplicadas para anteparas extremas de superestruturas e paredes de casarias que protejam aberturas, conforme Regra 18 da Convenção Internacional de Linha de Carga, 1966, e acomodações e compartimentos de serviço. 14.3.2 - Definições O carregamento de projeto para determinação dos escantilhões é:
pA = n . c . (b . f - y) [kN/m 2]
n = 20 + L/12, para a parte inferior de anteparas frontais desprotegidas. A parte inferior é,
normalmente, a parte de cima do convés contínuo mais elevado até o qual o pontal P é medido. Onde a distância (Pontal menos Calado) exceder de uma altura normal de superestrutura, a parte inferior de anteparas frontais desprotegidas pode ser definida como 2a. parte, e a parte de cima, como a 3a. parte.
n = 10 + L/12, para 2a. parte de anteparas frontais desprotegidas. n = 5 + L/15, para a 3a. parte e demais partes de anteparas frontais desprotegidas, para
anteparas frontais protegidas e anteparas laterais. n = 7 + L/100 – 8.x/L, para anteparas traseiras à ré de 0,5 L n = 5 + L/100 – 4.x/L, para anteparas traseiras à vante de 0,5 L L = comprimento do navio, em [m] (ver Seção 1, item 1.6)
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45,02,0
45,05,10,1
45,02,0
45,00,1
2
2
>
+
−⋅+=
≤
+
−+=
Lxpara
CL
xb
Lxpara
C
Lx
b
B
B
CB = coeficiente de bloco (ver Seção 1, item 1.6); tomar 0,60 £ CB £ 0,80; para a determinação
de anteparas traseiras à vante de 0,5.L, CB não necessita ser maior que 0,8. x = distância, em (m), entre anteparas transversais consideradas e a P.P.A.R.. Para o cálculo
de anteparas laterais de casarias, as anteparas devem ser divididas em partes de comprimentos iguais não menores que 0,15L, e a distância x deve ser medida do centro de cada parte até P.P.A.R..
f = 0,1. L . e - L/300 - [1 - (L/150)2] . O fator f pode ser obtido da seguinte tabela, onde L está em metros:
L f L f L f L f
20 0,89 45 2,96 65 4,42 85 5,72
25 1,33 50 3,34 70 4,76 90 6,03
30 1,75 55 3,71 75 5,09 95 6,32
35 2,17 60 4,07 80 5,41 100 6,61
40 2,57
y = distância vertical, em [m], da linha de calado de verão até o centro do vau do reforço ou até
o centro do painel de chapas c = (o,3 + 0.7 b’ / B’) b’ = largura da casaria na posição considerada B’ = boca máxima real do navio na altura do convés exposto ao tempo na posição considerada b’ / B’ não deve ser menor que 0,25. Para partes expostas de gaiutas de máquinas, c não deve ser menor que 1,0. Para o carregamento p, devem ser utilizados, no mínimo, os valores da seguinte tabela:
L
PA min em [kN/m2] para :
Parte inferior de anteparas frontais
desprotegidas
Outras partes
≤ 50 30 15
> 50 25 + L/10 12,5 + L/20 a = espaçamento de reforços, em [m] m = vão sem apoio, em [m]; m deve ser utilizado como altura da superestrutura ou casaria
respectivamente, porém, não menos que 2.0m. 14.3.3 - Escantilhões
14.3.3.1 - Reforços
O módulo de seção de prumos deve ser determinado conforme a seguinte fórmula:
W = 0.35 . a . m2 . pA [cm 3]
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Suponha-se que os prumos da parte inferior sejam efetivamente ligados ao convés (inclusive as almas). Construções equivalentes podem ser aprovados. O módulo de seção de prumos nas anteparas laterais não necessita ser maior que das cavernas no convés inferior, quando o espaçamento a e o comprimento m forem iguais. 14.3.3.2 - Espessura do Chapeamento A espessura do chapeamento deve ser determinada conforme a seguinte fórmula:
t = 0,95 . a . pA2 [mm]
tmin = 5,0 + L/100, para parte inferior tmin = 4,0 + L/100, para partes superiores, porém não menor que 5 mm
14.4 - CONVESES DE CASARIAS 14.4.1 - Chapeamento A espessura do chapeamento de conveses livres pode ser 0,5 mm menor que para um tombadilho, conforme 14.2.2.1 Para conveses protegidos por forração de madeira, vide 14.2.2.3. Dentro de casarias, a espessura pode ser reduzida em 20%, mas, a espessura do chapeamento não deve ser menor que 5mm. 14.4.2 - Vaus Os vaus e a estrutura suporte de convés devem ser determinados conforme Seção 9.
14.5 - CASARIAS COM APOIO ELÁSTICO 14.5.1 - Generalidades 14.5.1.1 - Os elementos de apoios elásticos devem ser de tipo aprovado pelo BC. As tensões atuando nos elementos de apoio predeterminados por cálculos, devem ser comprovadas em testes de protótipo em banco de provas. A determinação do grau de isolamento contra transmissão de vibrações entre o casco do navio e a casaria, não é parte deste teste de protótipo. 14.5.1.2 - A altura do sistema de apoio elástico deve ter suficiente espaço entre o convés e o fundo da casaria, para reparos, manutenção e vistorias. A altura deste espaço deve ser, normalmente, pelo menos, 600 mm. 14.5.1.3 - Na parte fixa da casaria no convés exposto ao tempo, deve ser mantida uma altura de soleiras de 380mm, como exigida pela Convenção Internacional de Linha de Carga para soleiras de portas de superestruturas, sem aberturas de acesso para espaços abaixo do convés. 14.5.1.4 - Para tubulações, vide as Regras de Construção para Máquinas, Capítulo 3, Seção 10. 14.5.1.5 - Cabos elétricos devem ser instalados com laços a fim de facilitar o seu livre movimento. O raio mínimo de curvatura exigido para os respectivos cabos deve ser observado. Prensa cabos devem ser estanques à água. Outros detalhes, vide Regras de Construção para Instalação Elétrica, Volume II, Capítulo 4. 14.5.1.6 - As seguintes Regras para determinar os escantilhões de vigas-trilho, elementos de apoio, dispositivos de segurança, batentes e fundações no casco e fundo de casaria, aplicam-se a navios de navegação irrestrita. Para navios especiais e navios de navegação restrita, podem ser aplicadas regulamentações especiais. 14.5.2 - Hipóteses de Carregamento Para fins de dimensionamento, as seguintes hipóteses de carregamento devem ser aplicadas:
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14.5.2.1 - Peso As forças induzidas pelo peso resultam do peso da casaria completamente equipada, considerando, também, a aceleração devida à gravidade e a aceleração devida aos movimentos do navio no mar. As forças induzidas pelo peso devem ser assumidas como atuando no centro de gravidade da casaria. As acelerações individuais adimensionais az (vertical), ay (transversal) e ax (longitudinal) e a aceleração resultante adimensional aββββ
, devem ser determinadas conforme Seção 3, item 3.5, para k = 1,0. Devido à aceleração resultante aββββ
, atua a seguinte força:
P = G . aββββ . g [kN]
G = peso da casaria completamente equipada, em [t] g = 9.81 [m/s2] 14.5.2.2 - Força de Apoio e Escantilhões As forças de apoio nas direções verticais e horizontais devem ser determinadas para vários ângulos. Os escantilhões devem ser determinados conforme os respectivos valores máximos (ver, também, Figura 14.1).
Figura 14.1
14.5.2.3 - Carregamento pela Água e Carregamento pelo Vento Vide, também, a Figura 14.2. a) O carregamento pela água devido aos impactos do mar é assumido atuando somente na
antepara frontal, na direção longitudinal. O carregamento teórico, é:
Pwa = 0,5 . pA [kN/m2] pA = vide 14.3.2 O carregamento pela água não pode se menor que: pWa = 25 [kN/m2] na borda inferior da antepara frontal pWa = 0 na altura do primeiro convés acima do fundo da casaria b) O carregamento do vento é assumido agindo na antepara frontal e nas paredes laterais. A
pressão do vento deve se considerada como 1 kN/m2 :
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Área x pressão do vento = carregamento pelo vento Pwi [kN]
Figura 14.2
14.5.2.4 - Carregamento do Fundo da Casaria
O carregamento do fundo da casaria é conforme o carregamento do convés no qual a casaria está localizada. Além disso, devem ser consideradas as forças de apoio que resultam conforme as hipóteses de carregamento em 14.5.2.1 e 14.5.2.2. 14.5.2.5 - Carregamento nos Vaus e Sicordas
Para o dimensionamento dos vaus e sicordas do convés no qual a casaria está localizada, os seguintes carregamentos devem ser considerados: a) Na região abaixo da casaria: carregamento pu pela pressão de altura conforme a distância entre
o convés e o fundo da casaria, em [kN/m2] Na região fora da casaria: carregamento pa conforme Seção 3, item 3.2.1, em [kN/m
2] b) Forças de apoio, conforme as hipóteses de carregamento em 14.5.2.1 e 14.5.2.2. 14.5.3 - Condições de Carregamento
14.5.3.1 - Para o dimensionamento, as seguintes condições de carregamento devem ser examinadas separadamente (vide, também, Fig. 14.2): 14.5.3.2 - Condições de Carregamento de Serviço
Forças devido a carregamentos externos. a) Na direção transversal do navio (plano z - y). py1 = G . aβ(y) . g + Pwi [kN] , atuando na direção transversal do navio pz1 = G . aβ(z) . g [kN] , atuando verticalmente à linha de base do navio Pwi = carregamento pelo vento, conforme 14.5.2.3.b aβ(y) = componente horizontal de aceleração aβ aβ(z) = componente vertical de aceleração aβ b) Na direção longitudinal do navio (plano z - x). px1 = G . aβ(x) . g + Pwa + Pwi [kN] , atuando na direção longitudinal do navio pz1 = G . aβ(z) . g [kN] , atuando verticalmente à linha de base do navio aβ(x) = componente horizontal de aceleração aββββ
, no plano diametral do navio Pwa = carregamento pela água, conforme 14.5.2.3.a c) Para dimensionamento dos dispositivos de segurança contra levantamentos da casaria, a força
(atuando para cima) não deve ser menor que determinada pela seguinte fórmula:
pzmin = 0,5 . g . G [kN]
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14.5.3.3 - Condições de Carregamentos Extraordinários a) Força de colisão na direção longitudinal do navio:
Px2 = 0,5 . g . G [kN]
b) Forças devido à inclinação estática de 45 graus
Pz2 = Py2 = 0,71 . g .G [kN]
Pz2 = força atuando vertical à linha de base do navio Py2 = força atuando na direção transversal do navio.
c) As possíveis conseqüências de um incêndio nos elementos de apoios elásticos da casaria, devem ser examinadas (por exemplo, perda dos elementos de borracha, fusão da massa de vedação). Mesmo neste caso, os elementos de apoio entre o casco do navio e o fundo da casaria devem ser capazes de suportar a força horizontal Py2 conforme 14.5.3.3.b na direção transversal do navio. d) Para o dimensionamento dos dispositivos de segurança contra levantamentos de casaria, não
deve ser considerada uma força menor que a força de imersão correspondente a uma altura d’água de 2 metros acima do convés de borda-livre.
14.5.4 - Escantilhões de Vigas-Trilho, Elementos de Apoio e Fundações 14.5.4.1 - Generalidades a) Os escantilhões desses elementos devem ser determinados conforme as condições de
carregamentos estipuladas em 14.5.3. O efeito da deflexão das vigas principais não necessita ser considerado em caso de deflexões insignificantes que carregam todos os elementos de apoio, simultaneamente.
b) Os cálculos para esses elementos com informações relativas às forças atuantes devem ser
submetidos para aprovação. 14.5.4.2 - Tensões Admissíveis a) As seguintes tensões permissíveis nas vigas-trilho e carcaças de aço dos elementos de apoio e
nas fundações (vaus, sicordas da casaria e do convés no qual a casaria é localizada), devem ser observadas.
Tipo de solicitação
Tensão admissível para:
Condições de carregamento de
serviço
Condições de carregamento
extraordinário tensão normal σn
tensão de cisilhamento τ tensão combinada σV
0,6.σy ou 0,4.σB
0,35.σy ou 0,23.σB
0,75 . σ y
0,75.σy ou 0,5. σB
0,43.σy ou 0,3.σB
0,9 . σ y
22 .3 τσσ += nV
σy = tensão de escoamento σB = resistência à tração b) As tensões permissíveis para o dimensionamento de elementos elásticos de apoio dos diferentes
sistemas serão determinadas em cada caso. Dados suficientes devem ser submetidos para a aprovação.
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c) As tensões nos dispositivos de segurança contra levantamentos não devem exceder os valores especificados em 14.5.4.2.a.
d) Em conexões parafusadas, devem ser observadas as seguintes tensões admissíveis:
Tipo de solicitação
Tensão admissível para:
Condições de carregamento
de serviço
Condições de carregamento
extraordinário
tração longitudinal σn 0,50 . σy 0,80 . σy
pressão projetada pm 1,00 . σy 0,90 . σB
tensão combinada da tração
longitudinal σn torção τt (devido
ao torque de aperto de
parafuso) e cisalhamento τ
).(3 222tnV ττσσ ++=
0,60 . σy
1,00 . σy
e) Onde esticadores, conforme Norma DIN 82008 (ou outra similar) são utilizados para os
dispositivos de segurança, a solicitação em cada esticador pode atingir a carga de teste (2 vezes a carga nominal).
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SEÇÃO 15
ESCOTILHAS 15.1 - GENERALIDADES
15.1.1- Escotilhas em Conveses de Borda-Livre e de Superestruturas 15.1.1.1 - As escotilhas são classificadas de acordo com sua posição, como segue: Posição 1: Escotilhas em conveses de borda-livre expostos e em conveses subidos, à ré.
Escotilhas em conveses de superestruturas, expostos, na região de 0,25 L da PPAV. Posição 2: Escotilhas em conveses de superestruturas, expostos, à ré de 0,25L da PPAV.
15.1.1.2 - Escotilhas que são cobertas por lonas enceradas devem ter braçolas com a seguinte altura mínima acima do convés: a) Na posição 1: .................................... 600 mm b) Na posição 2: .................................... 450 mm 15.1.1.3 - De acordo com a Convenção Internacional de Linhas de Carga, 1966, Regulamento 16 (1), as escotilhas em conveses expostos que são fechadas de forma estanque ao tempo, com tampas de aço auto-estanque (como em 15.3.5), podem ter braçolas mais baixas ou também ser construídas sem braçolas. Deverão ser observadas as exigências especiais de Regulamentos Nacionais concernentes a escotilhas, tampas de escotilhas, estanqueidade e dispositivos de proteção. 15.1.1.4 - Quanto à limitação do tamanho da escotilha no convés resistente, em relação à largura do chapeamento do convés ao lado das escotilhas, vide Seção 6, item 6.1.1.4. 15.1.2 - Escotilhas em Conveses Inferiores e Dentro de Superestruturas 15.1.2.1 - Não são necessárias braçolas para escotilhas em conveses abaixo do convés de borda-livre ou dentro de superestruturas fechadas, estanques ao tempo, a menos que elas sejam exigidas para fins de resistência estrutural. 15.1.2.2 - Para escotilhas conforme 15.1.1.1, podem ser utilizados estrados de madeira em vez de tampas ou as tampas podem ser dispensadas. 15.1.2.3 - Se uma escotilha não possui tampas ao nível do convés, as braçolas e tampas abaixo dele deverão ser reforçadas conforme a maior altura da carga.
15.2 - BRAÇOLAS E SICORDAS DE ESCOTILHAS 15.2.1 - A espessura de braçolas de escotilhas em conveses expostos deve ser de 8,5 mm, em navios com comprimento L até 30 metros e, pelo menos, 11 mm onde o comprimento L ≥ 60 metros. Valores intermediários são obtidos através de interpolação. 15.2.2 - Braçolas que tenham altura de 600 mm ou mais deverão ser reforçadas na sua parte superior com reforço horizontal (perfil bulbo) que deverá ter, no mínimo, uma largura de alma de 180 mm, em navios com mais de 60 metros de comprimento.
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Em escotilhas cobertas por lona encerrada, o perfil deverá ser posicionado 250mm abaixo da borda superior da braçola. Caso a braçola tenha altura sem apoio maior que 1,2m, deverá ser previsto um reforço longitudinal adicional na metade da altura da braçola. Braçolas transversais de escotilhas expostas particularmente a impactos de águas embarcadas (p.ex., em navios sem castelo), devem ser apoiadas e reforçadas de forma eficiente. 15.2.3 - Braçolas longitudinais de escotilhas tendo altura entre 600mm e 900mm, devem ser apoiadas por estais e borboletas espaçadas não mais de 3,0 metros. Onde a altura das braçolas for superior, o espaçamento deverá ser reduzido. 15.2.4 - Em navios transportando cargas distribuídas no convés, tal como madeira bruta, carvão e coque, os estais devem ser espaçados não mais que 1,5 metros. Para containers no convés, vide, também, Seção 19, item 19.7.3.4. 15.2.5 - Em escotilhas cobertas com lona encerada, as braçolas transversais devem possuir em suas bordas superiores, barras de apoio ou cantoneiras que proporcionem uma superfície de apoio de, no mínimo, 65 mm para tampas. 15.2.6 - Os chapeamentos de braçolas devem ser estendidos até a borda inferior dos vaus do convés e devem ser, ou flangeadas ou reforçadas com barra-face ou meia cana parte inferior. 15.2.7 - A ligação das braçolas ao convés nos cantos de escotilhas deve ser executada com cuidado especial. Para o arredondamento de cantos de escotilhas vide, também, Seção 6, itens 6.1.3.3 e 6.1.3.4. 15.2.8 - Quanto a braçolas que devem ser dimensionadas com base em cálculos de resistência estrutural, bem como para sicordas, vigas cantilever e pés-de carneiro, vide Seção 9.
15.3 - TAMPAS E VAUS DE ESCOTILHAS 15.3.1 - Hipóteses de Carregamento 15.3.1.1 - O carregamento de projeto pL para cálculo de tampas de escotilhas, deve ser obtido da tabela seguinte, caso o Armador não exija maiores carregamentos:
Convés Carregamento pL [kN/m2]
Na posição 1 9,81 . (0,75 + L/100)
Na posição 2 9,81 . (0,57 + L/137,5)
Convés de carga carregamento conf. Seção 3, item 3.3.1 Observações: L não pode ser considerado inferior a 25m nem superior a 100m.
Para escotilhas nas posições 1 e 2, o carregamento não deve ser menor que o exigido na Seção 3, item 3.2.1.
15.3.1.2 - Para navios com borda-livre reduzida, com escotilhas nas posições 1 e 2, pode ser exigido um carregamento maior que aquele fornecido pela tabela acima, em casos específicos. 15.3.1.3 - Quando tampas de escotilhas, nas posições 1 e 2, estão previstas para transporte de carga, o dimensionamento deve ser feito para o carregamento, conforme Seção 3, item 3.3.1. As tensões determinadas pelos cálculos não devem ultrapassar 90% dos valores especificados em 3.1, para conveses de carga. 15.3.1.4 - Para tampas de escotilhas de porões de cargas líquidas, devem ser consideradas, para a condição completamente cheio e uma inclinação de 20o, os seguintes carregamentos. a) para as vigas primárias arranjadas transversalmente: distribuição triangular de carga, conforme a Figura 15.1
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pi MAX = 3,42 . b [kN/m2] Em escotilhas rentes ao convés (flush), b deve ser substituído pela boca B do navio. b) para as vigas primárias arranjadas longitudinalmente de acordo com suas distâncias y da linha
de centro, conforme a Figura 15.2:
pi(y) = 1,71 (b + 2y) [kN/m2] , para 0 ≤ y ≤ b/2 c) para reforços e painéis de chapa, o carregamento, conforme a alinea b, nas suas localizações
reais, deve ser utilizado.
Figura 15.1 Figura 15.2
15.3.1.5 - Tampas de escotilhas de conveses de coberta, não previstas para transporte de carga, devem ser dimensionadas para um carregamento distribuído de 2 kN/m2 ou para uma carga concentrada de 3 kN aplicada em qualquer ponto das tampas. 15.3.2 - Momentos de Inércia e Módulo de Seção 15.3.2.1 - Os módulos de seção de vaus de escotilhas e reforços de tampas de escotilhas de aço, considerados como simplesmente apoiados em ambas extremidades, não devem ser menores que:
W = C1 . C2 . C5 . a . m2 . pL [cm3] Os momentos de inércia de vaus de escotilhas e de reforços de tampas de escotilhas de aço, nas posições 1 e 2, considerados como simplesmente apoiados em ambas extremidades, não devem ser menores que:
J = C3 . C4 . a . m3 . pL [cm4] pL = carregamento de projeto,conforme 15.3.1.1 e 15.3.1.2 a = espaçamento de vaus ou reforços, em [m] m = vão sem apoio, em [m] C1 = fator, obtido na seguinte tabela:
elemento na posição 1 e 2 em conveses de carga
Vaus de escotilhas 1,56 1,22
Reforços de tampas de escotilhas 1,32 0,93
4,0.7
8,0.2,312 +
−−+=
γγα
C
; C2 não pode ser menor que 1,0
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α = m1 / m ; γ = W1 / W (vide, também, Figura 15.3) C2 = 1,0, para vaus de escotilhas e reforços de tampas de escotilhas com momento de inércia
constante ao longo do comprimento
Figura 15.3 C3 = 2,82, para vaus de escotilhas C3 = 2.22 para reforços de tampas de escotilhas
β
βα
⋅+
−⋅+=
32,0
1.81 3
4C
β = J1 / J C4 = 1,0 para vaus de escotilhas e reforços de tampas de escotilhas com momento de inércia
constante ao longo do comprimento. C5 = 400/ σB para conveses expostos C5 = 235/ σy para conveses de carga C5 = 1,0 para aço naval comum σB = resistência mínima à tração do aço utilizado, em [N/m2];σB = 400 N/mm2 para aço naval
comum σy = limite de escoamento do aço utilizado, em [N/m2] ; σy = 235 N/m2 para aço naval comum 15.3.2.2 - A resistência adequada à flambagem de sicordas e vaus de escotilhas, deve ser verificada conforme Seção 2 , item 2.6. 15.3.3 - Tensões e Deflexões Admissíveis
15.3.3.1 - Onde os escantilhões de tampas e vaus de escotilhas de aço são determinados por meio de cálculos diretos de resistência estrutural (p.ex. em grelhas) para os carregamentos em 15.3.1.1 e 15.3.1.2, as tensões e deflexões admissíveis da seguinte tabela não devem ser ultrapassadas:
Elemento Nas posições 1 e 2 Em conveses de carga
σσσσb ττττ f σσσσb ττττ σσσσV
Vaus de escotilhas σB / 5 σy / 4 0,0022. m σy / 2,0 sy / 2,8 –
Vigas ou reforços de
tampas de escotilhas σB / 4,25 σy / 3,5 0,0028. m σy /1,5 σy / 2,3 σy / 1,3
σb = tensão de flexão
τ = tensão de cisalhamento
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22 .3 τσσ += nV
σV = tensão combinada, calculada por: f = deflexão σB = resistência mínima à tração do aço utilizado, em [N/m2]; σB = 400 N/mm2 para aço naval
comum σy = limite de escoamento do aço utilizado, em [N/m2] ; σy = 235 N/m2 para aço naval comum m = vão sem apoio da tampa ou do vau, em [m] (vide Seção 1, item 1.6) 15.3.3.2 - Com os carregamentos conforme 15.3.1.4, não devem ser ultrapassadas as seguintes tensões:
2,1.3
1,2
45,1
22 ybV
y
yb
στσσ
στ
σσ
=+=
=
=
15.3.3.3 - Onde os escantilhões de tampas de escotilhas são determinados conforme 15.3.1.5, devem ser observadas as tensões admissíveis para conveses de carga. 15.3.3.4 - Onde as tampas e vaus de escotilhas são construídos em alumínio, deve ser consultado o Bureau Colombo. Para as deflexões admissíveis prevalece 15.3.3.1. 15.3.3.5 - As tensões admissíveis especificadas em 15.3.3.1 e 15.3.3.2 aplicam-se a vigas primárias de seções simétricas. Para secções assimétricas, deve ser comprovada a equivalência da resistência e da segurança. 15.3.4 - Vaus de Escotilhas 15.3.4.1 - Generalidades a) Os vaus de escotilhas podem se construídos ou como vaus corrediços ou como vaus
removíveis. Vaus corrediços são deslocáveis na direção longitudinal da escotilha e vaus removíveis são fixados à braçola longitudinal.
b) Quando utilizadas tampas de escotilha tipo pontão em vez de vaus de escotilha e quarteis de
madeira, elas devem ter seus escantilhões determinados como se fossem vaus de escotilhas. c) Os escantilhões de tampas de escotilha tipo pontão, em cobertas, podem ser determinados como
tampas de escotilhas de cobertas se eles são construídos como vigas-caixão. 15.3.4.2 - Escantilhões a) O módulo de seção e o momento de inércia de vaus de escotilhas, simplesmente apoiados em
ambas‘as extremidades, devem ser determinados conforme 15.3.2. O momento de inércia para vaus de escotilhas é somente exigido nas posições 1 e 2. Para vaus de escotilhas dimensionados por cálculos diretos de resistência, deve ser observado 15.3.3.1.
b) A espessura da alma de vaus de escotilhas não deve ser menor que:
t = 6 + m/2 [mm]
tmin = 7,5 [mm]
m = vão sem apoio do vau, em [m] (vide Seção 1, item 1.6) c) Geralmente, a altura da alma não deve ser menor que 150 mm em toda extensão.
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d) A largura da barra-face dos vaus deve ser suficiente para garantir um apoio mínimo de 65 mm para as tampas de escotilha.
e) Vaus nas emendas de tampas de escotilhas devem ter almas até 50 mm de altura ou devem ser
vedadas nas barras-face. f) As barras-face superiores devem estender-se até as extremidades finais dos vaus. Em vaus
corrediços que são apoiados na borda da braçola, no convés ou em perfis-guia, as barras-face inferiores também devem ser estendidas aos finais dos vaus.
g) Nas extremidades, as barras-face devem ser soldadas às almas por filete contínuo numa
extensão igual a 1,5 vezes a altura da alma no centro do vau. h) Na região de 0,1.m das extremidades, a área seccional da alma de vaus de escotilhas não deve
ser menor que:
][5 2cm
mapf Lalma τ
⋅⋅⋅=
pL = carregamento de projeto,conforme 15.3.1.1 e 15.3.1.2 a = espaçamento de vaus ou reforços, em [m] m = vão sem apoio, em [m] τ = tensão admissível de cisalhamento, conforme 15.3.3.1, em [N/mm2] i) Nas extremidades de vaus móveis que são apoiados em cadeiras de cantoneiras duplas, devem
ser soldadas reforços de chapa na alma, tendo uma largura de, no mínimo, 180 mm. j) Não são permitidos furos de alívio de peso ou para içamento na região de 0,5 metros de ambas
as extremidades.
15.3.4.3 - Arranjo e Dispositivos de Segurança de Vaus de Escotilhas a) O espaçamento de vaus deve ser igual ao longo de uma escotilha. Onde os espaçamentos forem
desiguais, a diferença deve se tal, que as menores tampas de escotilha não possam ser utilizadas nos maiores espaços.
b) Os vaus de escotilhas devem ser providos com um eficiente dispositivo para fixá-los em
posições. Pinos de fixação devem ter um diâmetro de, pelo menos, 22 mm. c) Os vaus devem ter uma superfície de apoio de, no mínimo, 75 mm. Cantoneiras de apoio, devem
ter, pelo menos, espessura de 12 mm. A ligação de apoio à braçola, deve ser proporcional aos vaus de escotilhas.
d) As extremidades de vaus corrediços devem ser projetadas de forma que eles não caiam quando
movimentados na braçola. e) Nas braçolas longitudinais, os vaus de escotilhas devem ser apoiados por fortes cadeiras de aço
ou entre cantoneiras duplas. As cadeiras ou uma das duas cantoneiras, devem se estender do reforço horizontal até o nível do convés ou a braçola deverá ser devidamente reforçada por um prumo externo.
15.3.5 - Tampas de Escotilhas 15.3.5.1 - Escantilhões de Tampas de Escotilhas de Aço a) A espessura do chapeamento superior de tampas de escotilhas de porões de carga seca não
deve ser menor que:
t = 10 . a [mm]
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A espessura do chapeamento inferior de vigas-caixão fechadas e tampas de escotilhas pontão, não deve ser menor que:
t = 8 . a [mm] a = espaçamento de vaus ou reforços, em [m]
tmin = 6,0 mm
tcrit = 1,33 . a . σσσσ d 1/2 [mm]
Onde a tensão de compressão age perpendicular ao menor lado a do painel de chapa.
][)/(1
66,22
mmba
atd
crit+
⋅⋅=σ
σd = tensão teórica máxima de compressão no flange comprimido, em [N/mm2]. b) Para tampas de escotilhas de porões de cargas líquidas, a espessura da chapa não deve ser
menor que o exigido conforme 15.3.5 1.a nem ser menor que os seguintes valores:
][5,192,0
][5,126,1
21
)(1
mmkpat
mmkpat yi
+⋅⋅⋅=
+⋅⋅⋅=
a = espaçamento de vaus ou reforços, em [m] p 2 = pressão, em [kN/m2], conforme Seção 3, 3.4.1. p i(y) = vide 15.3.1.4.c k = fator de material, conforme Seção 1 ; k = 1,0, para aço naval comum t min = conforme Seção 11, item 11.2.2.1 c) O módulo de seção e o momento de inércia de reforços de tampas de escotilhas, simplesmente
apoiados em ambos extremos, devem ser determinados conforme 15.3.2.
d) Se for prevista a utilização de empilhadeiras, os escantilhões do chapeamento e dos reforços
devem ser determinados conforme Seção 6, item 6.2.2. 15.3.5.2 - Travamento e Fixação de Tampas de Escotilhas a) O fechamento e a fixação de tampas de escotilhas devem ser efetuados de maneira a garantir
perfeita estanqueidade. Os elementos de fixação de tampas de escotilhas nas quais devem ser peiadas cargas, devem, também, ser dimensionados pelo carregamento devido em ângulo de inclinação de 60o. As tensões não devem ultrapassar o limite de escoamento.
b) Os escantilhões dos acessórios de fechamento devem ser suficientemente dimensionados para
segurar as tampas contra içamentos e movimentos nas direções longitudinal e transversal devido a ação de forças de massa. Para determinação dessas forças de massa, devem ser utilizados os seguintes componentes de aceleração:
na direção longitudinal: 0,2 . g [m / s
2]
na direção transversal: 0,5 . g [m / s 2]
na direção vertical: a V . g [m / s 2]
aV = vide Seção 3, item 3.3.1.1
As tensões calculadas com base nessas forças não devem ultrapassar os valores fornecidos em
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15.3.3.2. Onde as forças de apoio são distribuídas sobre uma extensão maior, as pressões nominais de contato nos elementos de apoio não devem ultrapassar os valores admissíveis pn fornecidos na tabela a seguir. No caso de ponto de apoio e/ou distribuição de pressões desiguais, a pressão igual a 3.pn não deve ser ultrapassada pelos picos de pressões.
Apoio
Pressão de contato nominal admissível pn [N/mm
2] quando carregado por:
força vertical força horizontal
Aço sobre aço de igual dureza 25 40
Aço sobre aço com diferentes durezas 35 50
Onde são utilizados materiais de diferentes durezas, a menor superfície de apoio deve ser aquela com menor dureza. Em qualquer caso, os cantos devem ser bem arredondados na superfície de apoio. Independente do arranjo de um suporte limitador, os apoios de deslizamento devem ser aptos para transmitirem a seguinte força horizontal Ph , na direção longitudinal e transversal:
Ph = 0,3 . PV PV = força de apoio vertical c) Dispositivos de fechamento devem ser previstos em cada canto da tampa de escotilha. Isso se
aplica, também, às tampas de escotilha consistindo de vários painéis. d) Espaçamentos de dispositivos de fechamento maior que 2 metros e, em caso de tampas de
escotilhas de tanques, maior que 0,45 metros, devem ser aprovadas particularmente. 15.3.5.3 - Cantilevers e Elementos de Transmissão de Forças a) Cantilevers e elementos de transmissão de força, que transferem as forças dos cilindros
hidraúlicos das tampas de escotilhas para o casco, devem ser dimensionados para as forças estabelecidas pelo fabricante. Não devem ser ultrapassadas as seguintes tensões admissíveis:
2,1.3
1,2
45,1
22 ybV
y
yb
στσσ
στ
σσ
=+=
=
=
b) Os membros estruturais sujeitos à flambagem devem ser verificados na segurança contra
flambagem. O fator de segurança contra flambagem não deve ser menor que 0,9 . nB. Para nB , vide Seção 2, item 2.6.1.4.
c) Deve-se dispensar particular atenção ao projeto estrutural nas regiões onde são introduzidas
forças. 15.3.5.4 - Teste de Estanqueidade e Funcionamento a) As tampas de escotilhas de aço, auto-vedantes, em conveses expostos e no interior de
superestruturas abertas, devem ser testadas com jato d’água.
b) Após a montagem do sistema de tampas de escotilhas, devem ser executados testes do funcionamento na presença do Vistoriador.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO II – ESCOTILHAS ............................. SEÇÃO 15 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 196 15.4 - ABERTURAS DIVERSAS EM CONVESES DE BORDA-LIVRE E EM CONVESES
DE SUPERESTRUTURAS
15.4.1 - Portas de visita e pequenas escotilhas rentes (flush) com o convés, na posição 1 ou em superestruturas abertas, devem ser fechadas estanque à àgua. 15.4.2 - Não sendo parafusadas de maneira estanque à água, elas devem ser de construção robusta, com fecho tipo baioneta ou rosca. As tampas devem ser apoioadas com dobradiças ou permanentemente ligadas ao convés por uma corrente. 15.4.3 - Outras aberturas em conveses de borda-livre, que não sejam escotilhas e aberturas de praça de máquinas, somente podem ser arranjadas em superestruturas fechadas ou em casarias estanques ao tempo ou em acessos com fechamento estanque ao tempo, tendo a mesma resistência estrutural. 15.4.4 - Escotilhas de acesso e escantilhões em partes de conveses de borda-livre, em conveses de superestruturas fechadas e, em casos especiais, em conveses de casarias, devem ser de construção robusta. A altura de soleiras de passagem deve ser 600 mm acima de conveses, na posição 1, e 380 mm acima de conveses, na posição 2. 15.4.5 - As portas de acessos fechados devem ser capazes de serem operadas e travadas de ambos os lados. Elas devem ter fechamento estanque ao tempo por meio de vedações de borracha e atracadores. 15.4.6 - Escotilhões devem ter uma abertura livre de, pelo menos, 600 x 600 mm.
15.5 - ESCOTILHAS DE PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS
15.5.1 - Aberturas de Convés
15.5.1.1 - As aberturas acima de praças de máquinas e de caldeiras devem ser as menores possíveis. Na região dessas aberturas, deve ser assegurada uma superfície de resistência transversal. 15.5.1.2 - As aberturas de praças de máquinas e de caldeiras devem ter seus cantos bem arredondados e, se necessário, ser reforçadas, caso não seja garantida uma distribuição conveniente de tensões longitudinais pelas paredes longitudinais de superestruras ou casarias. Vide, também, Seção 6, item 6.1.3. 15.5.2 - Gaiutas de Praças de Máquinas e de Caldeiras
15.5.2.1 - As aberturas de praças de máquinas e de caldeiras, em conveses expostos e dentro de superestruturas abertas, devem ser protegidas por gaiutas de altura suficiente. 15.5.2.2 - A altura de gaiutas, em conveses expostos de navios com calado máximo estrutural, não deve ser menor que 1,8 metros, em navios de comprimento L até 75 metros, e não menor que 2,0 metros, em navios de L = 100 metros. Valores intermediários devem ser determinados através de interpolação. 15.5.2.3 - Os escantilhões de reforços, chapeamento e tetos de gaiutas expostas devem ser determimados como para anteparas finais de superestrutura e casaria, conforme Seção 14, item 14.3. 15.5.2.4 - No interior de superestruturas abertas, as paredes de gaiutas devem ser dimensionadas conforme Seção 14, item 14.3, como para anteparas finais de ré. 15.5.2.5 - A altura de gaiutas em conveses de superestruturas deve ser, no mínimo, 760 mm. A espessura do chapeamento pode ser 0,5 mm menor que a calculada conforme 15.5.2.3; os reforços devem ter a mesma espessura e uma altura da alma de 75 mm, sendo espaçados de 750 mm. 15.5.2.6 - A espessura do chapeamento de gaiutas de praças de máquinas e de caldeiras, abaixo do convés de borda-livre, ou no interior de superestruturas fechadas, deve ser de 5 mm. Em
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porões de carga a espessura é de 6,5 mm, com reforços de uma altura da alma de, pelo menos, 75 mm, a mesma espessura do chapeamento sendo espaçada em 750 mm. 15.5.3 - Portas e Gaiutas de Praças de Máaquinas e de Caldeiras 15.5.3.1 - As portas em gaiutas em conveses expostos e dentro de superestruturas abertas devem ser de aço, bem reforçadas e articuladas, e capazes de serem fechadas de ambos os lados e mantidas estanques ao tempo por atracadores e vedações de borracha. Para navios com borda-livre reduzida (B-menos) ou borda-livre de petroleiros (A), deve ser observada a Regra 26 (1) da Convenção Internacional de Linhas de Carga, 1966. 15.5.3.2 - As portas devem ter, no mínimo, a mesma resistência que as paredes da gaiuta na qual elas são fixadas. 15.5.3.3 - A altura de soleiras de portas deve ser 600 mm acima do convés, para a posição 1, e 380 mm acima do convés, para a posição 2.
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SEÇÃO 16
EQUIPAMENTO 16.1 - GENERALIDADES
16.1.1 - O equipamento de âncoras, amarras e cabos deve ser determinado conforme Tabela 16.2, de acordo com o númeral do equipamento Z. 16.1.1.1 - O equipamento de fundeio requerido por esta Seção é previsto para âncoras temporárias dentro de um porto ou área obrigada, para navios aguardando cais, maré, etc. Portanto, o equipamento não é projetado para manter um navio distante de costa desprotegidas em mau tempo ou para parar um navio em movimento ou à deriva. Nestas condições, as cargas no equipamento de fundeio aumentam a níveis que seus componentes podem ser avariados ou inutilizados pelas altas forças energéticas geradas, particularmente em grandes navios. 16.1.1.2 - O equipamento de fundeio exigido por esta Seção é projetado para manter um navio em fundo de boa garra em condições que evite o arraste da âncora. Em fundo de garra pobre, o poder de garra das âncoras será reduzido de forma significante. 16.1.1.3 - A fórmula do numeral do equipamento para a determinação do equipamento de fundeio exigido nesta Seção, é baseada na hipótese de uma velocidade de 2,5 m/s para correnteza, velocidade de vento de 25 m/s e uma extensão de amarra entre 6 a 10, tal extensão sendo a razão entre o comprimento de amarra arriada fora e a profundidade da água. 16.1.1.4 - Considera-se que, sob circunstâncias normais, um navio utilizará somente uma âncora e amarra para a ancoragem. 16.1.2 - Cada navio deve ser equipado com, pelo menos, um molinete. Molinetes e eventuais mordentes devem corresponder às Regras para Máquinas, Volume II. Para as bases de molinetes e mordentes e as suas fundações, vide Seção 9, item 9.2.5. 16.1.3 - Para navios com a notação de navegação para serviço costeiro afixado às suas marcas de classificação, o equipamento pode ser determinado como para a próxima faixa de numeral menor que a exigida de acordo com o numeral do equipamento Z. 16.1.4 - Para navios com a notação de navegação para serviço em águas rasas afixado às suas marcas de classificação, o equipamento deve ser determinado observando as disposições da Seção 28, item 28.5 16.1.5 - Para a determinação de equipamento para rebocadores, deve ser observada a Seção 24, item 24.7. Para a determinação de equipamento para barcos pesqueiros, deve ser observada a Seção 25, item 25.7. Para a determinação de equipamentos para barcaças e pontões, deve ser observada a Seção 27. 16.1.6 - Navios construídos sob a fiscalização do BC, que recebem a marcação nos Certificados e no Registro, necessitam ser equipados com âncoras e amarras, conforme as Regras para Materiais, testadas em máquinas, aprovadas na presença de um vistoriador. Para os navios com a notação de navegação para serviço costeiro afixado às suas marcas de classificação, é suficiente a prova de que as âncoras e amarras foram adequadamente testadas. 16.1.7 - Para os navios com três ou mais propulsores, pode ser considerada uma redução do peso das âncoras de proa e do diâmetro da amarras.
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16.1.8 - Navios de alto-mar navegando em águas interiores e rios, devem ter equipamentos de fundeio também condizentes com os regulamentos das autoridades competentes na respectivas vias navegáveis.
16.2 - NUMERAL DO EQUIPAMENTO O numeral do equipamento Z é calculado como segue:
Z = D2/3 + 2.h.B + A/10
D = deslocamento moldado, em toneladas métricas, no calado máximo de verão h = f b + Σh = altura efetiva desde a linha de calado máximo de verão até o topo da casaria mais
alta, em [m] fb = borda-livre de verão a meia-nau, em [m]
Σh = soma das alturas, em [m], de superestruturas e casarias no convés de borda-livre, com largura maior que B/4, medida na linha do centro. Eventuais tosamentos devem ser ignorados. Onde houver uma descontinuidade no convés de borda-livre, na região da superestrutura ou casaria mais baixa, “h” deve ser medido a partir da posição que ocuparia o convés, caso fosse contínuo, na linha de centro.
A = área lateral, em [m2], da vista do perfil do casco, superestruturas e casarias, acima da linha de calado máximo de verão até a altura h, medido dentro do comprimento L .
Bordas-falsas e balaustradas com tela de 1,5 metros ou mais de altura, devem ser consideradas como partes de casarias quando da determinação de h e A ; por exemplo, a área A1 mostrada na Figura 16.1, deve ser incluida em A. Alturas de braçolas de escotilhas e de qualquer carga no convés, como, por exemplo, containers, não necessitam ser consideradas na determinação de h e A.
Figura 16.1
16.3 - ÂNCORAS 16.3.1 - Duas das âncoras de proa exigidas devem estar sempre prontas para entrar em operação. Onde são exigidas 3 âncoras de proa, geralmente a terceira âncora deve ser transportada sa bordo como âncora sobressalente. A âncora sobressalente deve ser estivada de maneira adequada a permitir a substituição de uma âncora perdida com meios do próprio equipamentos do navio. Só em casos especiais a âncora sobressalente pode ser armazenada em terra ou se pode prescindir desta exigência, por exemplo, no caso de uma série igual de navios equipados com as mesmas âncoras e amarras, trafegando sempre na mesma rota e considerando-se que, em alguns dos portos ao longo desta rota, disponham-se de certo número de âncoras sobressalentes para o caso de perda. Devem ser observadas eventuais Regulamentos das autoridades nacionais.
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16.3.2 - As âncoras devem ser de um projeto aprovado. O peso das cruzes de âncoras patente (âncoras sem cepo), incluindo pinos e acessórios, não deve ser inferior a 60% do peso total da âncora. 16.3.3 - Para âncoras com cepo, o peso total da âncora, incluindo o cepo, deve corresponder aos valores das Tabelas 16,2, 25.1 ou 25.2, as duas últimas na Seção 25. O peso do cepo deve ser 20% deste peso total. 16.3.4 - O peso de cada âncora de proa pode variar em até 7% para mais ou para menos do peso individual exigido, com a condição de que o peso total de todas as âncoras de proa não seja inferior à soma dos pesos individuais exigidos. 16.3.5 - Onde são utilizadas âncoras especiais aprovadas, como “âncoras de alto poder de garra”, o peso da âncora pode ser 75% do valor exigido nas Tabelas 16.2, 25.1 ou 25.2. As “âncoras de alto poder de garra” são aquelas adequadas para o uso no navio, a qualquer momento, e que não exigem ajustagens prévias ou posicionamento especial no leito do mar. Para obterem aprovação como “âncoras de alto poder de garra”, devem ser realizados testes satisfatórios em vários tipos de fundo, e a âncora deve ter um poder de garra de, no mínimo, 2 vezes aquele de uma âncora patente com o mesmo peso. Os pesos das âncoras a serem testadas devem ser representativos da série completa de tamanhos previstos para fabricação. Os testes devem ser executados com, pelo menos, dois tamanhos de âncoras associadas com as amarras apropriadas ao peso. As âncoras a serem testadas e as âncoras patente para a comprovação devem ter aproximadamente o mesmo peso. O comprimento da amarra utilizado durante os teste deve ser aproximadamente 6 a 10 vezes a profundidade da água na região dos testes.Os testes devem ser normalmente executados por um rebocador, entretanto, podem ser aceitos testes tracionando as âncoras da terra (por exemplo, com guinchos adequados). Três testes devem ser efetuados para cada âncora e tipo de fundo. A tração deverá ser medida por meio de um dinamômetro e gravada por instrumentos. Podem ser aceitas medições de tração baseadas na curva rotação/‘bollard pull’ (tração estática) do rebocador. O teste por comparação com outras âncoras de alto poder de garra previamente aprovados pode ser aceito como fundamento para aprovação. O peso máximo de uma série de âncoras assim aprovada pode ser 10 vezes o peso da maior âncora testada. O dimensionamento da amarra e do molinete deve se baseado no peso não reduzido da âncora, conforme as tabelas. 16.3.6 - Onde é instalado equipamento de fundeio de popa, o mesmo deve cumprir, em todos aspectos, as regras para equipamento de fundeio. O peso de cada âncora de popa deve ser, pelo menos, 35% daquele da âncora de proa. O diâmetro das amarras deve ser determinado das tabelas, conforme o peso da âncora. Onde é instalado um molinete de popa, devem ser observadas as Regras para a Construção de Máquinas.
16.4 - AMARRAS 16.4.1 - Os diâmetros de amarra indicados nas tabelas se aplicam a amarras fabricadas com materiais especificados nas Regras para Materiais, Volume III, Capítulo 6, nos seguintes graus: Grau K 1a e K 1b (qualidade normal) Grau K 2a e K 2b (qualidade especial) Grau K 3 (qualidade extra-especial) 16.4.2 - O material de grau K 1a não deve ser utilizado para amarras em combinação com “âncoras de alto poder de garra”. 16.4.3 - Amarras de graus K 2 e K 3 somente podem ser adquiridas e termicamente tratadas por firmas homologadas. 16.4.4 - O comprimento total das amarras indicado nas tabelas deve ser dividido em partes aproximadamente iguais para as duas âncoras de proa. 16.4.5 - Para ancorotes, podem ser utilizadas amarras com ou sem malhetes.
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16.4.6 - Para a ligação da âncora com a amarra, podem ser escolhidos elos do tipo “Kenter”, em vez de manilhas tipo “D”, conforme exigido nas Regras de Materiais, Volume III, Capítulo 6, quando aprovado pelo BC. No lugar de um adaptador giratório (`forerunner’) pode ser utilizado um supertornel (manilha giratória) de construção comprovada e aprovada pelo BC. Uma união direta do supertornel com a haste da âncora só pode ser feita com aprovação especial. Um número suficiente de manilhas e/ou elos tipo “Kenter”, adequados, deve ser mantido a bordo, para permitir a colaboração da âncora sobressalente em qualquer momento. 16.4.7 - A fixação das extremidades das amarras com o casco, deve ser de maneira a permitir o deslizamento da amarra de um local de fácil acesso, fora do paiol de amarras, em caso de emergência. A fixação das extremidades das amarras no casco deve ter uma resistência que corresponde de 15% a 30% da carga nominal de rutura da amarra (pino de braga).
16.5 - PAIOL DE AMARRAS 16.5.1 - O paiol de amarras deve ter capacidade e altura adequadas para prever uma saída e queda fácil e direta das amarras através dos tubos de baixada e auto-armazenamento das mesmas. O paiol de amarras deve ser provido com uma divisão interna, de forma que as amarras de bombordo e boreste possam ser estivadas totalmente separadas. 16.5.2 - As paredes do paiol de amarra e suas aberturas de acesso devem ser estanques à água, para evitar que, em caso de paióis, cheios d’água (através dos tubos de baixada do convés de castelo), os compartimentos adjacentes ao paiol de amarras sejam alagados, o que pode causar avarias nos equipamentos localizados nestes compartimentos. 16.5.3 - Devem ser previstos meios adequados de drenagem do paiol de amarras. 16.5.4 - Onde o paiol de amarras tiver limites comuns com tanques, os escantilhões de seu chapeamento de prumos devem ser determinados como para tanques, conforme a Seção 11. No caso em que as paredes não fazem limite com tanques, a espessura do chapeamento deve ser determinada como para t2 , e o módulo de seção dos prumos como para W2 , conforme Seção 11, itens 11.2.2 e 11.2.3., respectivamente. A distância do centro do carregamento até o topo do paiol de amarras deve ser considerada como a respectiva pressão a ser utilizada nos cálculos.
16.6 - EQUIPAMENTO DE AMARRAÇÃO E ATRACAÇÃO 16.6.1 - Cabos 16.6.1.1 - Os cabos de reboque e amarração especificados nas tabelas, e o conteúdo dos subparágrafos seguintes, até 16.6.1.6, são somente recomendações; uma concordância com eles não é uma condição de classificação. Eventuais regulamentações específicas das autoridades competentes devem ser observadas. 16.6.1.2 - Para cabos de reboque e amarração, podem ser utilizados cabos de aço, como, também, cabos de fibra natural ou sintética, ou cabos de aço e alma de fibra. As cargas de rutura especificadas nas tabelas 16.2 e 25.1 são válidas somente para cabos de aço e de fibra natural (manilha). Onde são utilizados cabos de fibras sintéticas, a carga de rutura deve ser aumentada acima dos valores da tabela. O aumento depende da qualidade do material utilizado. O diâmetros necessários de cabos de fibra sintética substituindo cabos de manilha grau 1 podem ser obtidos da seguinte tabela:
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Manilha
grau 1
Cabos sintéticos
poliaminamida (*)
Cabos de fibra sintética
poliamida poliester polipropileno
diam. [mm] diam. [mm] diam. [mm] diam. [mm] diam. [mm]
40 32 40 40 40
44 36 44 44 44
48 40 48 48 48
56 44 48 48 52
64 48 52 52 56
72 56 60 60 64
80 60 64 64 72
88 68 72 72 80
96 72 80 80 88
112 72 88 88 96
Observação: (*) Cabos de camadas regulares de monofilamentos e fibras de poliamido refinado
Tabela 16.1
16.6.1.3 - Onde o ancorote é utilizado conectado a um cabo, deve ser utilizado um cabo de aço. 16.6.1.4 - Os cabos de aço podem ser do seguinte tipo: a) 144 arames (6 x 24) com 7 almas de fibra, para cargas de rutura de até 500 kN, tipo Standard. b) 216 arames (6 x 36) com 1 alma de fibra, para cargas de rutura superiores a 500 kN, tipo Standard. Sendo os cabos de aço armazenados em tambores de guinchos de atracação, podem ser utilizados cabos com alma de aço, por exemplo: c) 6 x 19 com 1 alma de aço ; tipo: Seale d) 6 x 36 com 1 alma de aço ; tipo: Warrington-Seale 16.6.1.5 - Independente da carga de rutura calculada, o diâmetro de cabos de fibra não deve ser menor que 20 mm. 16.6.1.6 - O comprimento individual dos cabos de amarração, pode ser até 7% menor que aquele fornecido na tabela, com a condição de que o comprimento total de todos os cabos não seja inferior à soma dos comprimentos individuais necessários. Em grandes navios onde os guinchos de atraxcação são localizados em um dos bordos, os comprimentos dos cabos de amarração devem ser adequadamente aumentados. Para cabos de amarração com uma carga de ruptura calculada acima de 500 kN, existem as seguintes alternativas:
a) A carga de ruptura calculada dos cabos de amarração, especificada na Tabela 16.2, pode ser reduzida com o aumento do número de cabos de amarração, na condição de que a carga de ruptura de todos os cabos a bordo do navio não seja inferior ao valor recomendado na Tabela 16.2.. Nenhum dos cabos de amarração, contudo, deve ter uma carga de ruptura inferior a 500 kN.
b) O número de cabos de amarração pode ser reduzido com o aumento da carga de ruptura dos cabos
de amarração, desde que o produto carga de ruptura calculada x o número de cabos não seja inferior ao valor estabelecido na Tabela 16.2, contudo, o número de cabos deve ser, pelo menos, 6.
Eventuais regulamentações específicas das autoridades competentes no uso dos cabos de amarração,
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em navios tanques transportando produtos com ponto de fulgor abaixo de 60 graus C, devem ser observadas. 16.6.2 - Guinchos de Atracação, Cabeços e Buzinas
16.6.2.1 - Os guinchos de atracação devem ser dimensionados adequadamente, considerando cabos de amarração com as cargas nominais de rutura. 16.6.2.2 - As buzinas, cabeços e cunhos devem ser dimensionados de forma a proteger os cabos contra amassamento excessivo. Eles devem ser de construção apropriada, conforme Normas em vigor. Normas nacionais, se existentes, devem ser observadas. 16.6.2.3 - Duas posições convenientes para reboque com resistência adequada devem ser arranjadas à bordo, uma no convés à vante e a outra no convés à ré, em localização apropriada para amarrar o cabo de reboque.
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TABELA 16.2
ÂNCORAS, AMARRAS E CABOS
No. para Reg.
Numeral do
Equipamento Z
Ancora sem cepo Amarras com malhetas Cabos recomendados
Ancora de Proa
Anco-rote Âncoras de Proa
Amarra ou cabo p/ ancoroe
Reboque Cabos de Amarração
Quant.
Peso por âncora
Compr
total
Diâmetro Compr.
C. Rupt
.
Compr
C. Rupt.
No. Compr.
C. Rupt
. d1 d2 d3
Kg. m mm mm mm m kN M kN m kN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 101 up to 50 2 120 40 165 12.5 12.5 12.5 80 65 180 100 3 80 35 102 50 - 70 2 180 60 220 14 12.5 12.5 80 65 18 100 3 80 35 103 70 - 90 2 240 80 220 16 14 14 85 75 180 100 3 100 40 104 90 - 110 2 300 100 247.5 17.5 16 16 85 80 180 100 3 110 40 105 110 - 130 2 360 120 247.5 19 17.5 17.5 90 90 180 100 3 110 45 106 130 - 150 2 420 140 275 20.5 17.5 17.5 90 100 180 100 3 120 50 107 150 - 175 2 480 165 275 22 19 19 90 110 180 100 3 120 55 108 175 - 205 2 570 190 302.5 24 20.5 20.5 90 120 180 110 3 120 60 109 205 - 240 3 660 302.5 26 22 20.5 180 130 4 120 65 110 240 - 280 3 760 330 28 24 22 180 150 4 120 70 111 280 - 320 3 900 357.5 30 26 24 180 175 4 140 80 112 320 - 360 3 1020 357.5 32 28 24 180 200 4 140 85 113 360 - 400 3 1140 385 34 30 26 180 225 4 140 95 114 400 - 450 3 1290 385 36 32 26 180 250 4 140 100 115 450 - 500 3 1440 412.5 38 34 30 180 275 4 140 110 116 500 - 550 3 1590 412.5 40 34 30 19 305 4 160 120 117 550 - 600 3 1740 440 42 36 32 190 340 4 160 130 118 600 - 660 3 1920 440 44 38 34 190 370 4 160 145 119 660 - 720 3 2100 440 46 40 36 190 405 4 160 160 120 720 - 780 3 2280 467.5 48 42 36 190 440 4 170 170 121 780 - 840 3 2460 467.5 50 44 38 190 480 4 170 185 122 840 - 910 3 2640 467.5 52 46 40 190 520 4 170 200 123 910 - 980 3 2850 495 54 48 42 190 560 4 170 215 124 980 - 1060 3 3060 495 56 50 44 200 600 4 180 230 125 1060-1140 3 3300 495 58 50 46 200 645 4 180 250
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Peso por âncora
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Diâmetro Compr
C. Rupt
. Compr C.
Rupt. No. Compr.
C. Rupt
. d1 d2 d3
Kg. m mm mm mm m kN m kN m kN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 126 1140 - 1220 3 3540 522.5 60 52 46 200 690 4 180 270 127 1220 - 1300 3 3780 522.5 62 54 48 200 740 4 180 285 128 1300 - 1390 3 4050 522.5 64 56 50 200 785 4 180 305 129 1390 - 1480 3 4320 550 66 58 50 200 835 4 180 325 130 1480 - 1570 3 4590 550 68 60 52 220 890 5 190 325 131 1570 - 1670 3 4890 550 70 62 54 220 940 5 190 335 132 1670 - 1790 3 5250 577.5 73 64 56 220 1025 5 190 350 133 1790 - 1930 3 5610 577.5 76 66 58 220 1112 5 190 375 134 1930 - 2080 3 6000 577.5 78 68 60 220 1170 5 190 400 135 2080 - 2230 3 6450 605 81 70 62 240 1260 5 200 425 136 2230 - 2380 3 6900 605 84 73 64 240 1355 5 200 450 137 2380 - 2530 3 7350 605 87 76 66 240 1455 5 200 480 138 2530 - 2700 3 7800 632.5 90 78 68 260 1470 6 200 480 139 2700 - 2870 3 8300 632.5 92 81 70 260 1470 6 200 490 140 2870 - 3040 3 8700 632.5 95 84 73 260 1470 6 200 500 141 3040 - 3210 3 9300 660 97 84 76 280 1470 6 200 520 142 3210 - 3400 3 9900 660 100 87 78 280 1470 6 200 555 143 3400 - 3600 3 10500 660 102 90 78 280 1470 6 200 590 144 3600 - 3800 3 11100 687.5 105 92 81 300 1470 6 200 620 145 3800 - 4000 3 11700 687.5 107 95 84 300 1470 6 200 650 146 4000 - 4200 3 12300 687.5 111 97 87 300 1470 7 200 650 147 4200 - 4400 3 12900 715 114 100 87 300 1470 7 200 660 148 4400 - 4600 3 13500 715 117 102 90 300 1470 7 200 670 149 4600 - 4800 3 14100 715 120 105 92 300 1470 7 200 680 150 4800 - 5000 3 14700 742.5 122 107 95 300 1470 7 200 685 151 5000 - 5200 3 15400 742.5 124 111 97 300 1470 8 200 685 152 5200 - 5500 3 16100 742.5 127 111 97 300 1470 8 200 695 153 5500 – 5800 3 16900 742.5 130 114 100 300 1470 8 200 705
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Rupt. No. Compr. C. Rupt. d1 d2 d3
Kg. m mm mm mm m kN m kN m kN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
154 5 8 0 0 – 6 1 0 0 3 17800 742.5 132 117 102 300 1470 9 200 705 155 6 1 0 0 – 6 5 0 0 3 18800 742.5 120 107 300 1470 9 200 715 156 6 5 0 0 – 6 9 0 0 3 20000 770 124 111 300 1470 9 200 725 157 6 9 0 0 – 7 4 0 0 3 21500 770 127 114 300 1470 10 200 725 158 7 4 0 0 – 7 9 0 0 3 23000 770 132 117 300 1470 11 200 725 159 7 9 0 0 – 8 4 0 0 3 24500 770 137 122 300 1470 11 200 735 160 8 4 0 0 – 8 9 0 0 3 26000 770 142 127 300 1470 12 200 735 161 8 9 0 0 – 9 4 0 0 3 27500 770 147 132 300 1470 13 200 735 162 9 4 0 0 - 1 0 0 0 0 3 29000 770 152 132 300 1470 14 200 735 163 1 0 0 0 0 - 1 0 7 0 0 3 31000 770 137 300 1470 15 200 735 164 1 0 7 0 0 - 1 1 5 0 0 3 33000 770 142 300 1470 16 200 735 165 1 1 5 0 0 1 2 4 0 0 3 35500 770 147 300 1470 17 200 735 166 1 2 4 0 0 - 1 3 4 0 0 3 38500 770 152 300 1470 18 200 735 167 1 3 4 0 0 - 1 4 6 0 0 3 42000 770 157 300 1470 19 200 735 168 1 4 6 0 0 - 1 6 0 0 0 3 46000 770 162 300 1470 21 200 735
Observações:: d1 = diâmetro de amarra grau K1 (qualidade normal) d2 = diâmetro de amarra grau K2 (qualidade especial) d3 = diâmetro de amarra grau K3 (qualidade extra especial) C.rupt. = carga de ruptura Comp. = comprimento
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SEÇÃO 17
LIGAÇÕES SOLDADAS
17.1 - GENERALIDADES
17.1.1 - Documentação do Projeto 17.1.1.1 - A forma e escantilhões de juntas soldadas e, em caso de prova por cálculo, também a eficiência de solda (grau de qualidade de solda, grau de entalhe), devem ser apresentados em todos os desenhos e outros documentos (lista de peças, planos de solda, planos de testes). Em casos especiais, por exemplo, onde materiais especiais são utilizados, não somente o processo de soldagem, materiais de enchimento e sequência de passos, devem ser dados, mas, também, onde necessário, detalhes de algum tratamento subsequente. 17.1.1.2 - Todos os símbolos e abreviaturas utilizados na identificação de ligações soldadas devem ser explicados conforme estas Regras ou Normas reconhecidas. 17.1.2 - Materiais e Soldabilidade 17.1.2.1 - Somente materiais tendo soldabilidade comprovada podem ser utilizados na construção de estruturas soldadas (vide Seção 1). Deve ser dada atenção a possíveis exigências em relaçãao à homologação do aço e para quaisquer recomendações feitas pelo fabricante. 17.1.2.2 - Para aços navais comuns, graus A, B, D, e E, que tenham sido testados pelo BC, a soldabilidade é considerada como comprovada. Nenhuma providência além daquelas constantes destes regulamentos para soldagem necessita, portanto, ser tomada. 17.1.2.3 - Aço naval de alta resistência grau AH/DH/EG, que tenha sido homologado pelo BC conforme as Regras de Materiais, Seção 6, teve sua soldabilidade examinada e, com a condição de que seu manuseio está em acordo com a prática normal de construção naval, pode ser considerado como aprovado. 17.1.2.4 - Aços estruturais de alta resistência (temperados e revenidos), de grão fino, aços estruturais resistentes a baixa termperatura, aço inoxidável e outros aços estruturais (ligados) requerem aprovação especial do BC. Prova de soldabilidade do aço respectivo deve ser apresentada em conjunto com o procedimento de soldagem e o material a ser depositado. 17.1.2.5 - Peças de aço ou forjado devem atender às exigências das Regras de Materiais, Seção 6, e testes requeridos pelo BC. O conteúdo de carbono de componentes para estruturas soldadas não deve exceder 0,23% (análise de peças não excedendo 0,25% de carbono). 17.1.2.6 - Como estipulado no Seção 6 das Regras de Materiais, ligas de metal leve exigem testes pelo BC. Prova de sua soldabilidade deve ser apresentada juntamente com o procedimento de soldagem e o material a ser depositado. 17.1.2.7 - O material a ser depositado deve satisfazer ao metal a ser soldado e ser aprovado pelo BC. Onde são utilizados materiais de enchimento com propriedades mecânicas diferentes (menores) do metal base (com consentimento do BC), este fato deve ser levado em consideração no dimensionamento das ligações soldadas. 17.1.3 - Fabricação e Testes
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17.1.3.1 - O grau de qualidade da solda de ligações soldadas sem prova por cálculo de valência (vide 17.1.1.1), depende da importância da ligação soldada para a estrutura completa, e sua localização no elemento estrutural (localização relativa à direção principal de solicitação) e sua solicitação depende de detalhes quanto ao tipo, extensão e maneira de testar . Onde é exigida prova de resistência em serviço, vide indicações em 17.3.3.5 (tabela de casos de entalhe).
17.2 - PROJETO E DIMENSIONAMENTO
17.2.1 - Princípios Gerais de Projeto
17.2.1.1 - Durante o estágio de projeto as ligações soldadas devem ser planejadas para que sejam acessíveis durante a fabricação, sejam localizadas na melhor posição de soldagem e permitam que sejam seguidas as sequências de soldagem apropriadas. As ligações soldadas e sequência de soldagem envolvida devem ser planejadas para permitir que as tensões residuais de solda sejam mantidas à um mínimo, a fim de que não ocorra nenhuma deformação excessiva. Ligações soldadas não devem ser superdimensionadas; vide, também, 17.2.5.2. 17.2.1.2 - Quando ligações soldadas forem planejadas, deve primeiro ser estabelecido que tipo e grau de solda é previsto, para que solda de penetração total, no caso de cordões de solda HV ou DHV (K), possam ser perfeitamente executadas sob as condições estabelecidas pelas limitações do processo de fabricação envolvido. Não sendo este o caso, um tipo mais simples de cordão de solda deve ser selecionado e sua (possivelmente menor) resistência levada em consideração no dimensionamento. 17.2.1.3 - Juntas soldadas em vigas perfis e, em particular, aquelas utilizadas em processo de montagem de blocos, devem ser, sempre que possível, localizadas fora das áreas de grandes solicitações por flexão. A localização de ligações soldadas em quinas de barras-face deve ser evitada. 17.2.1.4 - Ligações soldadas altamente solicitadas, sujeitas, portanto, a testes, devem ser, por isso, projetadas de maneira que os testes não-destrutivos apropriados possam ser utilizados (radiografia, ultra-som e métodos de detecção de trincas), a fim de que uma inspeção confiável possa ser realizada. 17.2.1.5 - Características específicas do material, tais como o valor de resistência (menor) de material laminado na direção transversal (vide 17.2.2.6) ou o amolecimento do alumínio trabalhado à frio, são fatores que devem ser levados em consideração quando forem feitos o projeto e o dimensionamento de ligações soldadas. Assegurando-se que a resistência à flexão seja comprovada, chapa com revestimento metálico depositado ou laminado pode ser utilizada da mesma maneira como chapas maciças. 17.2.1.6 - Nos casos onde diferentes tipos de materiais são utilizados juntos e em contato com a água do mar ou outro meio eletrolítico, por exemplo, ligações soldadas feitas entre aços carbono e inoxidável, como são encontradas nos revestimentos resistentes ao desgaste nos propulsores orientáveis ou nos revestimentos das madres do leme, o resultado da diferença em potencial faz crescer extremamente a susceptibilidade à corrosão e deve, por isso, merecer especial atenção. Onde possível, tais soldadas devem ser posicionadas em locais menos sujeitos ao risco de corrosão (tais como no lado de fora dos tanques) ou especiais medidas de proteção contra corrosão devem ser tomadas, tais como pintura ou proteção catódica. 17.2.2 - Detalhes de Projeto
17.2.2.1 - Todas as ligações soldadas em elementos estruturais principais devem ser projetadas de maneira tal que as interrupções ao fluxo de tensões se reduzam ao mínimo possível, sem entalhes internos ou externos, sem diferenças de rigidez e sem impedimentos quanto a expansões (vide, também, Seção 2. item 2.8). Isto também se aplica para a soldagem de elementos estruturais secundários a elementos principais, cuja chapa exposta ou bordas de barras-face devem ser mantidas tão livres quanto possível de conexões soldadas. Emendas em peças longas, tais como bolinas, balaustradas, proteções contra batidas laterais, etc., que são ligadas a estruturas principais, devem ser, por isso, soldadas ao longo de toda sua área seccional. 17.2.2.2 - Elementos estruturais de dimensões diferentes devem ser conectados observando-se transição suave destas dimensões. Onde vigas e perfis de alturas variadas estão envolvidos, as
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barras-face ou bulbos devem ser chanfrados ou devem ser rasgados e alargados, ou suas almas devem ser comprimidos até se igualarem às alturas. O comprimento da área de transição deve ser, pelo menos, 2 x a diferença de alturas. Se as espessuras da chapa nas ligações, em elementos estruturais principais, diferem de mais que 3mm, a chapa de maior espessura deve ser chanfrada a uma razão de, pelo menos, 1:3; vide Fig. 17.1 ou, conforme a tabela de casos de entalhe, (vide 17.3.3.5.). Diferenças de espessura de até 3mm podem ser igualadas no cordão de solda.
Soldagem de Chapas de Diferentes Espessuras
Figura 17.1 17.2.2.3 - Peças de aço fundido ou forjado às quais chapas ou outros elementos de espessura relativamente pequena são unidas, como mostrado na Fig. 17.2, devem possuir adoçamento (seções de espessuras gradualmente reduzidas) ou barras-face forjadas ou fundidas. Para ligação de pés-de-galinha ao bosso ou ao chapeamento, vide Seção 5, item 5.6, e 12, item 12.3. Consultar a Seção 13, item 13.4, considerando-se a necessidade de aumento de espessura do colar da madre do leme através de passos de solda ou de flange de acoplamento. A solda entre a madre do leme e o acoplamento deve ter penetração total em toda a sua seção transversal.
Soldagem de Peças de Aço Fundido ou Forjado
Figura 17.2
17.2.2.4 - Concentrações locais de soldas ou distâncias insuficientes entre cordões devem ser evitadas. Soldas de topo, localizadas uma próxima da outra, devem ser afastadas, no mínimo, de:
50 mm + 4 x a espessura da chapa Soldas-filete localizadas próximas entre sí ou próximas à soldas de topo devem ser espaçadas, no mínimo, de:
30 mm + 2 x a espessura da chapa É recomendado que a largura de chapas a serem substituídas (tiras) seja, no mínimo, de 300 mm ou 10 x a espessura da chapa, prevalecendo o maior valor. Ao soldar reforços em chapas, barras-face, apoios de montagem ou componentes similares, é exigido o seguinte tamanho mínimo.
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D min = 170 + 3 (t - 10) ³ 170 mm
D = diâmetro (caso seja circular) ou comprimento da peça inserida, em [mm] t = espessura da chapa, em [mm] A chapa inserida deve ter cantos arredondados com raio mínimo de 50 mm. 17.2.2.5 - Recortes para passagem de solda (posterior) de topo ou filete em cruzamentos devem ser arredondados (raio mínimo 25 mm ou 2 x a espessura da chapa, o que for maior) e, particularmente em casos de solicitação predominantemente dinâmica, devem ter cantos adoçados (Fig. 17.3) forma simples forma melhorada.
Recortes para Passagem de Solda Figura 17.3
Em cruzamento de cordões de solda já finalizados, antes da montagem não é necessário recorte para passagem de solda, contanto que seu excesso seja removido antes da montagem. 17.2.2.6 - Em casos de solicitações locais elevadas, é recomendado utilizar chapa de espessura maior em vez de chapa sobreposta. Se, porém, chapas sobrepostas são inevitáveis, as bordas destas chapas devem ser soldadas com solda-filete contínua, de garganta a = 0,3 x a espessura da chapa sobreposta. Em vigas sujeitas a flexão, a garganta da solda-filete nas extremidades das chapas sobrepostas em regiões conforme mostrado na Fig. 17.4, deve ser de 0,5 x a espessura da chapa sobreposta, porém, não deve exceder a espessura da chapa à qual a chapa sobreposta é soldada. É recomendado que as soldas-filete frontais sejam suavizadas com inclinação de 45 graus ou menos. Quando for exigida a comprovação da resistência em serviço, as formas das extremidades de chapas sobrepostas devem corresponder às indicações da tabela de casos de entalhe (vide 17.3.3.5). Chapas sobrepostas com largura maior que 30 x a sua própria espessura devem ser ligadas à chapa-base através de soldas-bujão espaçadas de, não mais que 30 x a sua espessura, de acordo com a Seção 4.10.
Soldagem nas Extremidades de Chapas Sobrepostas Figura 17.4
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17.2.2.7 - Chapas ou outros laminados utilizados em elementos estruturais que se interceptam e que estão sujeitos a tensões residuais de soldagem e/ou tensões na direção da espessura, devem contar com apropriadas tecnologias de projeto e técnicas de construção, para eliminar o risco de fratura lamelar resultante da anisotropia do material laminado. Tais medidas incluem, entre outras, a seleção de tipos apropriados de cordões de solda tendo o volume mínimo possível e uma adequada sequência de soldagem, objetivando a redução de contração transversal; a distribuição de tensões em uma maior superfície de chapa através da solda por deposição; ou a ligação de fibras de um componente estrutural carregado transversalmente como é o caso, por exemplo, de ligações de trincaniz-cintado, conforme mostrado na Fig. 17.11. No caso de solicitação muito grande na direção transversal (por exemplo, através da adição de tensões de constração em ligações de solda HV ou DHV(K) de grande volume expostas a grandes tensões de carga), é recomendado que a chapa de aço utilizada possua capacidade de suportar carga na direção da espessura (grau de pureza melhorado, redução de área mínima garantida em corpos de prova de tração, retirados na direção transversal) 17.2.2.8 - Sempre que possível, deve ser evitada soldagem em áreas trabalhadas a frio com uma expansão residual excedendo 5% (*) onde são utilizados aços estruturais susceptíveis à recristalização após trabalho a frio. Se a soldagem em áreas trabalhadas a frio não pode ser evitada (por exemplo, no caso de chapas-apoio soldadas na região curva de barra-face), para aços estruturais e graus comparáveis de aços estruturais (tais como, grau de qualidade 2 e 3, conforme DIN 17000), os seguintes raios mínimos de dobramento internos devem ser respeitados.
Espessura da chapa Raio mínimo de dobramento (interno) até 6 mm 1 x espessura da chapa 6 a 8 mm 1,5 x espes. da chapa
8 a 12 mm 2 x espes. da chapa 12 a 24 mm 3 x espes. da chapa
24 mm 5 x espes. da chapa
Quando outros aços ou outros materiais são utilizados e existirem dúvidas quanto ao raio mínimo de dobramento a ser utilizado, este deve ser estabelecido experimentalmente. Se necessário, devido à necessidade de ajustagem, maiores raios mínimos de dobramento devem ser aplicados. Observação (*): Expansão E na parte externa da região tensionada: E= 100 / (1+ 2.r/t) [%] r = raio interno de dobramento c = espessura da chapa 17.2.2.9 - Solda resistente a desgaste e corrosão, depositada nas superfícies de mancais de madres de leme, pinos, etc, etc., deve ser feita em forma de colar, cujo diâmetro excede a espessura das partes adjacentes do eixo, de, no mínimo, 20 mm. Depois da soldagem, as regiões de transição para as partes de diâmetro menor do eixo devem ser usinadas utilizando-se grandes raios, a fim de remover qualquer parte do metal-base que possa ter tido suas características modificadas (como resultado da soldagem) na região côncava em volta do colar. Verificar qualquer proteção contra corrosão que possa ser necessária. 17.2.3 - Solda de Topo 17.2.3.1 - O tipo de abertura utilizada para juntas soldadas de topo depende do material envolvido, da espessura do componente, do processo de soldagem utilizado, do efeito de entalhe admissível (grau de entalhe de acordo com a resistência operacional comprovada) e da qualidade de solda exigida. Tipos de aberturas utilizadas em combinação com um processo de soldagem particular (tal como soldagem feita de um só lado ou solda eletroescória), requerem exame e aprovação durante revisão do processo como um todo. Veja o item 17.2.2.2, para união de componentes de espessuras diferentes.
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Solda Depositada em Madres do Leme
Figura 17.5 17.2.3.2 - Para todas as emendas de topo que devem ser soldadas de ambos os lados, a raiz da solda deve ser escarnada e pelo menos um passe de solda deve ser acrescentado. Se a solda é feita unilateralmente, medidas adequadas (tipo de abertura, processo de soldagem e mesmo a utilização de ‘backing’ removível de material cerâmico, etc.) devem ser tomadas para obter uma penetração total e controle adequado. Se as condições acima não podem ser preenchidas, por exemplo, em soldas de topo somente acessíveis por um lado e o material cobre-juntas (‘backing’) ou cobre-junta fundido tiver que permanecer no local, como mostrado na Fig. 17.6, na prova por cálculos, somente 90% da resistência do metal-base, no caso de análise geral de tensão ou o valor respectivo, no caso de prova de resisência em serviço de acordo com 17.3.3.5, deve ser empregado.
Soldagem por um só lado, utilizando-se materiais cobre-junta
Figura 17.6
17.2.3.3 - Os chanfros mostrados na Fig. 17.7 devem ser utilizados para a soldagem de chapas com revestimento metálico. Nas ligações de uma chapa com revestimento metálico à uma chapa de aço naval (aço carbono ou baixa liga), estes tipos de chanfros serão aplicados.
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Tipos de abertura para a soldagem de chapas com revestimento metálico
Figura 17.7
17.2.4 - Ligações de Quina, ‘T’ e Duplo ‘T’ (forma de cruz) 17.2.4.1 - Juntas de quina, ‘T’ e duplo ‘T’ (forma de cruz) podem ser executadas analogamente a soldas de topo ou como soldas de penetração total HV ou DHV (K), mostradas na Fig. 17.8, como soldas HV ou DHV (K) com uma falha de raiz definida f, mostradas na Fig. 17.9 ou como soldas HY ou DHY (raiz de face K) com um intervalo de raiz c, mostradas na Fig. 17.10. Quando é exigida prova de resistência em serviço, o tipo de solda utilizada depende do grau de entalhe dado no item 17.3.3.5. Para o cálculo das dimenses exigidas, a falha de raiz f e o intervalo de raiz c devem ser levados em consideração [a = t - (f + c)].
Solda de penetração total HV ou DHV (K) depois da preparação da raiz
Figura 17.8
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Solda HV com solda de filete e solda DHV (K) com uma falha de raiz “f”
definida f = 1/t ; f MAX = 3 mm.
Figura 17.9
Soldas HV com soldas de filete e soldas DHV (K) (face de raiz K) com intervalo de raiz ‘c’ e falha de raiz `f’ definida; f = 0,2.t ; f MAX = 3 mm.
Figura 17.10
17.2.4.2 - Onde soldas de quina niveladas são aplicadas (como no caso das juntas trincaniz-cintado) ou se juntas ‘T’ forem feitas em forma de ligação composta de 3 membros, as formas dos chanfros mostradas em 17.11 devem ser utilizadas com a chapa vertical chanfrada para reduzir os riscos de fratura lamelar.
Juntas soldadas de quina nivelada ou ‘T’
Figura 17.11
17.2.4.3 - Se a direção principal de solicitação em ligações ‘T’ está na direção do plano horizontal mostrado na Fig. 17.12 (por exemplo, com chapeamento) e a conexão da alma for de significação
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secundária, exceto nos casos de solicitação predominantemente dinâmica, ligações de 3 membros, como mostrado na Fig. 17.12, podem ser utilizadas (vide, também, itens 2.2 e 4.10). A dimensão exigida a é obtida também da tabela 17.1 ou por cálculos, conforme o item 17.3.
Juntas ‘T’ fabricadas como uma ligação de
três membros sobre uma chapa base
Figura 17.12 17.2.5 - Soldas de Filete
17.2.5.1 - Em princípio, soldas filete devem ser previstas em ambos os lados. Exceções (por exemplo, no caso de vigas-caixão de esforço cisalhante principal na direção do cordão de solda) estão sujeitas a aprovação individual em cada caso. A espessura de solda de filete a (vide item 17.19) pode ser obtida da tabela 17.1 ou por cálculo conforme o item 17.3. Para detalhes de solda de filete de chapas sobrepostas, vide item 17.2.2.6; para ligações trincaniz-cintado, vide Seção 6, item 6.1.2 e, para ligações de borboletas, vide o item 17.3.2.7 e a Seção 2, item 2.4.2. As espessuras relativas de solda de filete dadas na tabela 17.1 são válidas para aço comum de construção naval e de alta resistência. Em geral, eles podem ser aplicados para ligas de alumínio, contando que a resistência ao cisalhamento do material da solda utilizado seja, pelo menos, igual à resistência de ruptura do metal-base. Quando este não for o caso, a dimensão a deve ser acrescida, a menos que prova por cálculo for apresentada. O acréscimo necessário deve ser estabelecido durante a aprovação do processo. Isto também é aplicado para aços de alta resistência e outros metais não ferrosos. 17.2.5.2 - A espessura de solda-filete não deve exceder 0,7 x a espessura do componente mais fino a ser soldado (em geral, espessura da alma). A espessura mínima de solda-filete deve ser:
321
mintt
a+
= [mm], mas não menor que 3 mm.
t 1 = espessura mínima de chapa (por exemplo, espessura da alma), em [mm] t 2 = espessura máxima de chapa (por exemplo, espessura do flange), em [mm]. 17.2.5.3 - A seção transversal de solda-filete a ser considerada apresenta soldas planas de lados iguais, fundidas ao metal base. Onde é exigida prova de resistência em serviço, dependendo do grau de entalhe, pode ser necessário um trabalho mecânico subsequente (usinagem do entalhe). A solda deve penetrar até o centro teórico da raiz. 17.2.5.4 - Quando processos de soldagem automáticos, que tenham um grau de penetração excedendo o centro teórico da raiz, são utilizados, operando sob condições mais regulares e controláveis, a grande profundidade de penetração pode ser levada em conta na aprovação das dimensões da solda de filete.
A fórmula ][
3
).(2 min mme
aa deprofundida +=
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deve ser determinada para todo processo de soldagem que toma por base o detalhe da Fig. 17.13 e o valor mínimo e deve ser fixado na aprovação do processo. A espessura mínima de solda-filete baseada no centro teórico da raiz, é um limite que deve ser observado em qualquer circunstância.
Soldas de filete de penetração profunda
Figura 17.13
17.2.5.5 - Quando for feita soldagem sobre “shop primers” particularmente susceptíveis à formação de poros, pode ser exigido um acréscimo de até 1mm na dimensão a, dependendo do processo de soldagem envolvido. Isto é válido particularmente nos casos onde dimensões mínimas de solda de filete estão envolvidas. Todo caso onde for exigido um acréscimo em dimensões, será previsto individualmente, sendo o tipo e a magnitude da solicitação levados em consideração na avaliação dos efeitos dos `shop primers’. Esta regra se aplica analogamente aos processo de soldagem nos quais uma penetração insuficiente é provável ocorrer. 17.2.5.6 - Nas regiões de grandes esforços dinâmicos (por exemplo, na ligação de vigas transversais e longitudinais do jazente do motor às chapas-face na região dos parafusos de fixação), devem ser utilizadas soldas-filete contínuas, reforçadas em ambos os lados, vide tabela 3 e Seção 7, 7.3.3.2.5 contanto que não sejam previstos cordões de soldas HV ou DHV (K) na região. A espessura de filete a na região deve ser 0,7 x a espessura do componente mais fino. 17.2.5.7 - Solda-filete intermitente pode ser feita como solda em cadeia e, conforme o caso, com recortes ou em escalão (Fig. 17.14), conforme a tabela 17.1. Em áreas que contêm água, nos fundos de tanques de óleo, assim como em outras àreas e espaços vazios sujeitos a corrosão (por exemplo, leme), somente devem ser utilizadas soldas-filete contínuas ou intermitentes em cadeia, com recorte. Onde grande concentração de tensão ocorre em áreas do chapeamento (por exemplo, em áreas do fundo à vante), nenhum recorte de solda (escalope) é permitido, e deve ser utilizada solda contínua, principalmente onde a solicitação for de natureza dinâmica. A espessura das soldas de filete intermitentes “au” deve ser estabelecida conforme a seguinte fórmula ou calculada conforme o item 17.3.2.5, em relação à razão de espaçamento b/m selecionada:
au = (1,1. a . b) / m [mm]
a = espessura de solda de filete exigida, em (mm), para soldagem de filete contínua, conforme tabela 17.1 ou calculado conforme 17.3.2.4
b = espaçamento b = e + m , no caso de solda em cadeia com e sem recorte b = 2. (e + l) , no caso de solda intermitente em escalão
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m = comprimento da solda de filete. A razão de espaçamento b/m não deve exceder 4. O intervalo máximo não soldado (b-m , no caso de solda em cadeia, com ou sem recorte, ou (b-2.m)/2 , no caso de solda em escalão), não deve exceder 25 vezes a espessura mínima do elemento a ser soldado.
Soldagem intermitente: em cadeia com recortes, em cadeia e em escalão
Figura 17.14
17.2.5.8 - As extremidades de vigas e reforços devem ser soldadas ao chapeamento e, conforme o caso, ao flange, por meio de solda intermitente, como mostrado na Fig. 17.15, para um comprimento mínimo igual altura h da viga ou reforço. Na região de borboletas, os escalopes só serão permitidos na linha de prolongamento da borda-livre da borboleta. Extremidades livres de reforços devem ser ligados, onde possível, à chapas de interseção, vaus ou almas de perfis, para evitar esforços puntiformes na chapa. Caso contrário, os perfís devem ser chanfrados e soldados continuamente em um comprimento mínimo de 1,7. h. Soldas de topo em flanges devem ter o flange soldado à alma por um comprimento mínimo igual à largura do flange, para ambos os lados da ligação.
Soldas intermitentes nas extremidades de vigas e reforços
Figura 17.15
17.2.5.9 - Sobreposição de ligações de solda de filete deve ser evitada, sempre que possível, e não é permitida quando envolvidos elementos estruturais sujeitos a grandes solicitações. Quando elementos estruturais sujeitos a baixas solicitações estão envolvidos (mas não em tanques para líquidos e gases inflamáveis), pode ser dada aprovação para ligações sobrepostas, se elas correm paralelas à direção principal da solicitação. A largura das ligações sobrepostas deve ser 1,5.t+15 mm (onde t = espessura da chapa mais fina). Se os cálculos não indicarem outros valores, o valor a da espessura da solda filete deve equivaler a 0,4 vezes a espessura da chapa mais fina,
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mas não será menor que a espessura mínima de solda de filete indicada no item 17.2.5.2. Soldas de filete devem ser contínuas em ambos os lados e fechadas em seu contorno. 17.2.5.10 - No caso de soldas-bujão, as aberturas oblongas devem ser orientadas preferivelmente na direção da solicitação principal. As distâncias entre aberturas e o comprimento das mesmas podem ser estabelecidas analogamente a 17.2.5.7, correspondendo ao espaçamento b e comprimento de solda de filete m, em caso de soldas intermitentes, assim como a espessura de solda de filete au. As aberturas devem equivaler a, pelo menos, 2 vezes a espessura da chapa, e as extremidades das aberturas devem ser arredondadas. Chapas-esbarro ou perfis devem ter, pelo menos, a espessura das chapas sobrepostas e devem estender-se sobre ambos os lados de 1,5 x a espessura da chapa, mas não mais que 20 mm. Onde possível, deve ser feita somente a solda de filete essencial, e os espaços remanescentes devem ser preenchidos com um composto para enchimento adequado. Soldas de bujão positivo (“lug joint welding”) não são permitidas. 17.2.6 - Ligações Soldadas de Componentes Estruturais Individuais
17.2.6.1 - Ligações soldadas entre as extremidades de seções e chapas (por exemplo, nas extremidades de cavernas) podem ser efetuadas no mesmo plano ou ser sobrepostas. Se nenhum cálculo específico é exigido (vide 17.3.2.6), as ligações podem ser feitas conforme a Fig. 17.16.
d ≥ 1,75.h d ≥ h d ≥ 1,5.h d ≥ 1,5.h m2 ≥ 0,67.h m1 ≥ 0,75.h m1 ≥ 0,5.h
m2 ≥ 0,33.h m2 ≥ 0,5.h
Ligações soldadas entre extremidades de perfís e chapas
Figura 17.16
Onde as ligações estão no plano da chapa, é vantajoso utilizar um cordão HV, com solda filete. No caso de ligações sobrepostas entre as extremidades de perfis e chapas, a solda de filete deve ser contínua em ambos os lados e fechadas em seu contorno. A dimensão “a” exigida deve ser calculada conforme 17.3.2.6. O limite mínimo da espessura de solda-filete não deve ser menor que o calculado conforme 17.2.5.2. 17.2.6.2 - Bossos e Braços de pés-de-galinha não fundidos como uma única peça, devem ser fundidos com barras-face para soldagem, conforme 17.2.2.3, e soldados conforme Fig. 17.17. Não é permitida soldagem nos braços de pés-de-galinha com um só braço na região do chapeamento do casco. Barras-face para soldagem, forjadas ou fundidas, devem ser previstas.
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Pés-de-galinha sem e com barras-face fundidas para soldagem
Figura 17.17
17.2.6.3 - Se não forem utilizadas barras-face de aço com flanges para soldagem, as barras-face de acoplamento horizontais de lemes devem ser ligadas ao corpo do leme por meio de chapas de espessura decrescente, como mostrado na Fig. 17.18. Em caso de dúvida, a prova da ligação deve ser submetida por meio de cálculos. Deve ser levada em conta a capacidade reduzida de flanges para suportar esforços de acoplamento na direção da espessura. No caso de lemes suspensos com espessura de barra-face de acoplamento excedendo 60 mm, só podem ser utilizadas barras-face com flanges para soldagem forjados ou fundidos.
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Barras-face horizontais de acoplamento de lemes
Figura 17.18 t = espessura da chapa conf. Seção 13, item 13.5.3.1, em [mm]
mmdparammdt
mmdparammdt
50][3'
50][53'
≥⋅=
<+=
17.3 - CÁLCULOS
17.3.1 - Análise Geral de Tensões em Soldas-Filete
17.3.1.1 - Definição de Tensões
Para fins de cálculo, são definidas as seguintes tensões em uma solda-filete (vide, também, Fig. 17.19): σ = tensão normal atuando verticalmente à superfície calculada do cordão de solda a . m τ = tensão de cisalhamento no plano da superfície calculada do cordão de solda atuando
verticalmente à direção do cordão de solda τη = tensão de cisalhamento no plano da superfície calculada do “cordão de solda e atuando
paralelamente à direção do cordão de solda. Por razões de equilíbrio σ = τ para o flanco de solda mostrado, verticalmente à superfície do cordão de solda (hachurado, na Figura 17.19). Entretanto, a tensão normal, sozinha, nunca deve exceder τadm, conforme o item 17.2.1.8. 17.3.1.2 - Tensão Equivalente
Onde tensões orientadas diferentemente ou tensões normal e de cisalhamento estão agindo simultaneamente em um cordão de solda, a tensão equivalente deve ser calculada pela seguinte fórmula:
222 .2 xyyyxxV τσσσσσ ++⋅−=
σx = tensão normal na direção x
σy = tensão normal na direção y τxy = tensão de cisalhamento no plano x - y. Quando aplicada às condições mostradas na Fig. 17.19, a fórmula para tensão equivalente deve ser:
).(2 222ηττσσ ++=V
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Figura 17.19
17.3.2 - Determinação das Tensões
17.3.2.1 - Soldas-Filete Solicitadas por Forças Normal e Cortante
Soldas de flanco e frontal são consideradas como sendo iguais para fins de análise de tensão. Em vista disto, tensões normal e de cisalhamento são calculadas como segue:
)( ηη
τσma
P
⋅Σ==
aη = espessura da solda de filete
mη = comprimento da solda de filete
Para uma junta, conforme Fig. 17.20, resulta:
21
1221
2
1
2
22
2211
1
)]/()/[(2
]/[)1(
]/[10).(2
aa
mamaeA
mmNAP
P
mmNmama
P
+
+⋅⋅=
+⋅⋅=
⋅⋅+⋅=
στ
σ
η
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Tensões nas soldas filete de flanco:
]/[)1(
]/[10).(2
2
1
2
2
1
22
2211
2
mmNP
PA
P
P
mmNmama
P
⋅+⋅⋅=
⋅⋅+⋅=
στ
σ
η
P , P im [N] P1 , P2 em [N]
a1 , m1 , a2 , m2 em [cm]
Tensões equivalentes: a) Solda filete frontal
( ) ]/[121 222
1
2 mmNAP
PV +⋅
⋅+⋅= σσ
b) Solda-filete de flanco
]/[121 22
1
22
2
1 mmNP
PA
P
PV
+⋅
⋅+⋅= σσ
a1 = a2 = a, sendo o maior dos seguintes valores tomado como espessura exigida para solda-filete:
][10)(2
)1(21
][10)(2
)1(21
221
2
1
22
2
12
221
22
1
21
cmmm
P
PA
P
PP
a
oucmmm
AP
PP
a
Vzul
exig
Vzul
exig
⋅+⋅⋅
⋅+⋅
⋅+⋅
=
⋅+⋅⋅
+⋅
⋅+⋅
=
σ
σ
Figura 17.21
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Para uma ligação, como mostrado na Fig. 17.21, resulta:
]/[102
]/[10
3
102
22
1
222
12
2
mmNam
P
mmNam
eP
am
PMAX
⋅⋅⋅=
⋅⋅
⋅⋅+
⋅⋅⋅=
ητ
σ
Tensão equivalente: ]/[.
1022
22 mmNu
am
Pv
⋅⋅⋅=σ
A espessura da solda-filete exigida é:
2
2
12
2
1
22
26
1
][102
⋅+
⋅
⋅⋅+=
⋅⋅⋅⋅
=
P
P
Pm
ePu
cmum
Pa
Vadm
exigσ
17.3.2.2 - Ligações de Solda-Filete Solicitadas por Momentos Fletores e Forças Cortantes
As tensões no engastamento de uma viga (na Fig. 17.22, um vão “cantilever” é dado como exemplo), são calculadas como segue: a) Tensão normal devida à flexão:
ouoS
MAX
ouuS
MAXS
z
eesemmNeJ
M
eesemmNeJ
MmmNz
J
M
<⋅=
>⋅=⋅=
]/[
]/[;]/[
2
22)(
σ
σσ
b) Tensão de cisalhamento devida à força cortante:
]/[102
]/[10
)(
22
22)(
mmNaJ
SQ
mmNaJ
zSQ
S
SMAXMAX
S
Sz
⋅⋅⋅
⋅=
Σ⋅⋅
⋅=
τ
τ
M = momento fletor no local da ligação soldada, em [N.m] Q = esforço cortante no local da ligação soldada, em [N] JS = momento de inércia da ligação soldada em relação ao eixo x, em [cm4] SS (z) = momento estático da seção de solda sob consideração, em [cm3] z = distância do eixo neutro, em [cm] a = espessura da solda filete, em [cm]
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Figura 17.22 c) Tensão equivalente
σMAX na região da barra-face, τMAX na região do eixo neutro e tensão equivalente σV não devem
exceder os limites permitidos dados em 17.3.2.8, em nenhum ponto. A tensão equivalente σV deve ser calculada na ligação alma-barra face.
tensão equivalente: 22 2 τσσ ⋅+=V
17.3.2.3 - Ligações de Solda-Filete Solicitadas por Momentos Fletor e Torsor e Forças Cortantes Para tensões normal e de cisalhamento resultantes da flexão, vide item 17.3.2.2. A tensão de torsão resultante do momento torsor MT deve ser calculada como segue:
]/[ 2mmN
aJ
M
MAX
d
TT =τ
MT = momento torsor, em [N.m] Jd = momento torsor de inércia da ligação A
3
][3
1 43 cmbaJ nnn
d η⋅⋅Σ⋅=
aMAX = espessura máxima da solda-filete, em [cm]
η = fator de seção transversal, conforme a seguinte tabela:
Seção transversal
ηηηη 0,99 1,12 1,12 1,3 1,17 A tensão equivalente composta dos três componentes (flexão, cisalhamento e torsão) deve ser calculada pela seguinte fórmula:
direçãomesmaapossuemouondemmN
direçãomesmaapossuemnãoouondemmN
TTV
TTV
ττττσσ
ττττσσ
]/[).(2
]/[).(2
222
2222
++=
++=
17.3.2.4 - Ligações Contínuas de Solda-Filete entre a Alma e Barra-Face de Vigas Sujeitas à Flexão. A prova de tensões deve ser feita na região das forças cortantes máximas. Tensões longitudinais normais não necessitam ser levadas em consideração. Para ligações duplas de solda filete contínuas, a tensão de cisalhamento deve ser calculada como segue:
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]/[102
22
mmNJa
SQ
⋅⋅⋅
⋅=τ
Q = força cortante no ponto sob consideração, em [N] S = momento estático da área seccional transversal do flange (ligado por solda à alma) em
relação ao eixo neutro da viga, em [cm3] J = momento de inércia da seção da viga, em [cm4]
a = espessura da solda-filete, em [cm] ; a deve ser: cm
J
SQa
adm
[102 2 τ⋅⋅⋅
⋅=
17.3.2.5 - Ligações de Solda Filete Intermitente entre a Alma e Barras-Face de Vigas Sujeitas à Flexão
Figura 17.23 Tensão de cisalhamento (ver Figura 17.23)
]/[102
22
mmNm
b
Ja
SQ⋅
⋅⋅⋅
⋅⋅=
ατ
m = comprimento da solda-filete b = distância entre os centros dos cordões de solda α = 1,1 : fator de concentração de tensão que leva em conta o acréscimo em tensão de
cisalhamento nas extremidades do cordão m da solda-filete A espessura de solda-filete deve ser:
][102
1,12
cmm
b
J
SQa
adm
⋅⋅⋅⋅
⋅⋅=
τ 17.3.2.6 - Ligações por Solda-Filete em Perfis Sobrepostos
a) Perfis ligados por duas soldas-filete de flanco (vide Figura 17.24):
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Figura 17.24 Tensão de cisalhamento:
]/[102
]/[)(
2
22
2
21
mmNda
Q
mmNmmda
M
⋅⋅⋅=
+⋅⋅
⋅=
τ
τη
A tensão equivalente é:
]/[102
22(2 2
2
2
2
21
22 mmNQ
mm
M
daV
⋅+
+
⋅⋅
⋅=+⋅= ττσ η
M = momento fletor a ser transmitido, em [N.m] Q = força cortante a ser transmitida, em [N] d, m1 ,m2 em [cm]: vide Figura 17.24 a = espessura da solda-filete, em [cm] Como a influência da força cortante pode geralmente ser desprezada, a espessura de solda fica definida como:
][)(
22,][
)(
22
2121
cmmmd
Waparaoucm
mmd
Ma
Vadmexig +⋅
⋅=
⋅+⋅
⋅=
σ W = módulo de seção do perfil, em [cm3] b) Perfis ligados por meio de duas soldas-filete de flanco e duas soldas-filete frontais (soldagem em
todo o contorno como mostrado na Fig. 17.25):
]/[)2(10
]/[2
2
12
2
mmNmmda
Q
mmNaF
M
T
++⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅=
τ
τη
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Figura 17.25
Ft = centro da área retangular envolvida pela solda, em [cm2]
]/[
210
]/[)(
2,;
2)(
2
212
2
21
2121
mmN
d
mmda
Q
mmNmmda
M
mmdFentãodasea
mmadF tt
++⋅⋅⋅
+
+⋅⋅=
+⋅=<−
+⋅−=
τ
τη
A tensão equivalente é:
]/[
102
2(2 2
2
221
2
21
22 mmN
d
mm
Q
mm
M
daV
++
+
+⋅
⋅=+⋅= ττσ η
Como a influência da força cortante pode geralmente ser desprezada, a espessura de solda filete fica definida por:
][)(
2,][
)(
2
2121
cmmmd
Waparaoucm
mmd
Ma
Vadmexig +⋅
⋅=
⋅+⋅
⋅=
σ d, m1 , m2 em [cm], conforme Fig. 17.25. 17.3.2.7 - Ligações com Borboletas
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Ligação por borboleta com a distribuição da tensão resultante
do momento M e da força cortante Q
Figura 17.26
Onde perfis são ligados por borboletas, conforme Fig. 17.26, a tensão de cisalhamento média é:
]/[4
3 22
mmNda
M
⋅⋅
⋅=τ
M = momento de engastamento, em [N.m] a = espessura da solda filete, em [cm] d = comprimento da superposição, em [cm] A espessura exigida da solda-filete deve ser calculada à partir do módulo de seção do perfil, como segue:
aexig= 1,1.W / d 2 [cm]
W = módulo de seção do perfil, em [cm3]
17.3.2.8 - Tensões Admissíveis
As tensões admissíveis para vários materiais sob condições de solicitação, principalmente estáticas, são dadas na tabela abaixo. Os valores listados para aços de alta tensão e ligas de alumínio, são baseados em que os valores de resistência do metal da solda utilizado são, pelo menos, tão altos quanto os do metal-base. Se este não for o caso, o valor a calculado deve ser aumentado (vide, também, item 17.2.5.1).
Material Limite de
escoamento ou 0,2% do limite [N/mm2]
Tensões admissíveis [N/mm 2]
Tensão equivalente σσσσVp
Tensão de cisilhamento ττττVp
Aço naval comum NF 24 (1) 235 160 110
Aços navais de alta resistência
HF 32 315 205 145
HF 36 (2) 355 225 160
Aço de alta resistência
St E 47 460 - 430 (3) 285 200
St E 70 685 410 290
Ligas de alumínio Al Mg (3) 80 50 35
Al Mg 4,5 Mn 125 80 50 Observações: (1) Válido, também, para aço estrutural grau St 37, conforme DIN 17100 (2) Válido, também, para aço estrutural grau St 52-3, conforme DIN 17100 (3) Em relação à espessura.
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17.3.3 - Prova de Resistência em Serviço
17.3.3.1 - Generalidades
No caso de ligações de solda que estejam sujeitas, principalmente, à solicitação dinâmica, a tensão admissível deve ser determinada conforme a faixa de ciclo de tensão, do espectro de tensão, razão do limite de tensão e grau de entalhe. A forma geométrica da ligação de solda é caracterizada pelo grau de entalhe. A graduação também é associada à incidência de entalhes internos significantes (falhas de soldagem). 17.3.3.2 - Faixa de Ciclos de Falha, Espectro de Tensão e Razão do Limite de Tensão
As séries de ciclo de falha N 1 a N 3, que dependem do número de ciclos de tensão, foram estabelecidas como segue:
Faixa de ciclo de falha No. de ciclos de tensão
N 1 > 2 . 10
4
≤ 2 . 10 5
N 2 > 2 . 10
5
≤ 2 . 10 6
N 3 > 2 . 10 6
Três espectros de tensão padronizados, A, B, e C, são definidos como indicativos da frequência em que um nível definido de tensão superior é alcançado ou excedido (vide Fig. 17.27). A: espectro de linha reta, nível de tensão superior mínimo aproxima-se da tensão média constante
σm (espectro de tensão típico de carregamento no mar) B: espectro parabólico (distribuição normal) C: espectro retangular, tensão superior máxima permanece constante ao longo de toda a faixa. O espectro de linha reta deve ser geralmente utilizado com a faixa de ciclos de falha N3. O espectro de tensão que pode ser previsto sob condições operacionais, pode ser grosseiramente classificado dentro dos três espectros de tensão padronizados A, B, e C.
Figura 17.27
σn = tensão superior alcançada ou excedida “n” vezes
σoMAX = tensão superior máxima (tensão limite) da faixa de tensão σuMAX = tensão negativa máxima (tensão limite) da faixa de tensão
σm = 0,5.(σoMAX+ σuMAX) = tensão média constante
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A razão de tensão-limite χ é a razão dos valores absolutos da menor tensão-limite para a maior tensão-limite. Conforme Fig. 17.28, a razão da tensão-limite χ resulta, por exemplo:
oMAX
uMAX
oMAX
uMAX ouσσ
χττ
χ ==
A razão de tensão-limite c é negativa na faixa de tensão alternada, e positiva na faixa de ondulação. 17.3.3.3 - Grupos de Tensão A fim de estabelecer as tensões admissíveis básicas, σONF , σOHF , relacionadas à razão-limite de tensão χ = - 1, foram estabelecidos os seguintes grupos de tensão B 1 a B 6:
Espectro de tensão
Série de ciclo de tensão N 1 N 2 N 3
A B 1 B 2 B 3 B B 2 B 3 B 4 C B 4 B 5 B 6
Figura 17.28
17.3.3.4 - Tensões Admissíveis para Aços Estruturais a) A tensão admissível básica τOHF (tensão admissível equivalente ou normal) para aço naval comum
(aço NF), em relação aos graus de entalhe KO - K4, pode ser obtida da seguinte tabela:
Grau de entalhe KO K1 K2 K3 K4 Grupo de tensão Tensão admissível básica [N/mm2] para χ χ χ χ = - 1
B 1 160 160 160 160 150 B 2 160 160 160 150 100 B 3 160 160 150 120 75 B 4 150 140 120 90 55 B 5 120 105 90 65 40 B 6 85 75 65 45 30
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b) Tensões admissíveis básicas para aços navais de alta resistência podem ser calculadas pela
seguinte fórmula:
σσσσOHF = σσσσONF . (1+ c2 . y) y = 0,28, para HF 32 y = 0,40, para HF 36 c = fator extraído da seguinte tabela:
Grau de entalhe c KO 1,0 K1 0,8 K2 0,6 K3 0,4 K4 0,2
c) Para razões de tensões-limite diferentes de χ =-1, as tensões admissíveis podem ser obtidas da
seguinte tabela. Razão de tensão limite Tensão média (1) Tensão admissível σVp
Faixa de tensão alternativa 1- < χ < 0
Tensão σo . 5/ (3 - 2 . χ )
compressão σo . 2/ (1 - χ )
faixa de ondulação 0 < χ < + 1
Tensão σo . 5 / {3 - χ.[ 3 – (7.σo / σz )]}
compressão σo . 2?/ {1- χ.[1 – (2.σo / σz )]} Observação: (1) Tensão média σσσσm?. 0,5 . (σσσσoMAX + σσσσ uMAX)
σ ONF ou σ OHF deve ser utilizado ao invés de σ o .
A tensão admissível σσσσVp não deve exceder o valor máximo da tensão admissível básica σσσσONF ou σσσσOHF,
conforme os itens 17.3.3.4.a e 17.3.3.4.b, nos casos onde a razão de tensão-limite é diferente de χ = -1. σz = tensão de ruptura como segue: σz = 400 N/mm2, para aço naval comum NF 24 σz = 440 N/mm2, para aço naval de alta resistência HF 32
σz = 490 N/mm2, para aço naval de alta resistência HF 36. d) A tensão de cisalhamento admissível deve ser determinada conforme a seguinte fórmula:
ττττp = σσσσVp / (2)1/2 17.3.3.5 - Ligações Soldadas - Grau de Entalhe Nas tabelas das páginas finais desta Seção, as ligações soldadas são listadas conforme suas características de efeito de entalhe, e são fornecidos os projetos de solda envolvidos e os métodos de testes utilizados. Os graus de entalhe nos quais é baseada a prova de resistência à fadiga, significam: Grau de entalhe KO = efeito baixo de entalhe Grau de entalhe K1 = efeito moderado de entalhe Grau de entalhe K2 = efeito médio de entalhe Grau de entalhe K3 = efeito intenso de entalhe Grau de entalhe K4 = efeito muito intenso de entalhe
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Nenhuma representação é dada de um grau de entalhe W = sem efeito de entalhe no metal-base não influenciado. Bordas expostas, cortadas a maçarico, devem estar livres de entalhes e as bordas devem ser esmerilhadas levemente. Os tipos de ligações não listados analogamente e, neste caso, cordões HY e DHY em soldas de aço, devem ser tratados como soldas filete.
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Tabela 17.1 Ligações por solda de filete
Componentes estruturais a serem soldados Garganta (1) A (2) B (2) C (2)
1- Barra quilha e roda de proa ao casco 0,70
2- Roda de proa de chapa a reforços centrais e a chapas diafragma 0,24 x x
3- Chapeamento do leme a reforços do leme 0,24 x x
4- Estrutura do fundo, no caso de cavernamento transversal * Hastilhas a chapa quilha 0,30 a longarina central 0,15 x a chapeamento do casco ou do teto do fundo duplo 0,15 x idem, para a região reforçada do fundo a vante ou no pique de ré 0,30 idem, para jazente do motor 0,35 ao invólucro do tubo telescópico 0,15 a barras face 0,15 x x x idem, em praça de máquinas e sob caldeiras 0,20 x a longarinas laterais 0,15 x a chapa marginal ou a chapa do bojo 0,40 a reforços 0,12 x x idem, no pique de ré 0,30 x Longarina central a chapa quilha ou a barra quilha 0,40 a barras de face 0,12 x ao chapeamento do teto do fundo duplo 0,35 x Longarina lateral ao chapeamento do casco ou do teto do fundo duplo 0,15 idem, na região do jazente do motor 0,30 a barras de face 0,12 x Hastilhas abertas Cavernas de fundo ao chapeamento do casco e do teto do fundo duplo 0,12 x Borboletas a longarina central e chapa marginal 0,30 x a cavernas de fundo e cavernas do teto do fundo duplo 0,15 x Chapa marginal a chapeamento do casco e teto do fundo duplo 0,40 Teto do fundo duplo ao chapeamento do casco 0,40 Borboleta do bojo ao chapeamento do casco e chapa marginal 0,30 x
5- Estrutura do fundo, no caso de cavernamento longitudinal Hastilhas a longarina central 0,30 x a chapa marginal ou a chapa do bojo 0,30 x a chapeamento do casco ou do teto do fundo duplo 0,15 x idem, para o comprimento, nos extremos, de 15% do vão livre 0,25 (*) x idem, na região do fundo reforçada a vante 0,30
6- Jazente do motor de propulsão Vigas longitudinais e transversais, uma com a outra, assim como ao chapeamento do casco, do teto do fundo duplo e as barras de face 0,40 a chapas base (3) 0,50 idem, ao lado dos parafusos de fixação (3) 0,70 a borboletas e reforços 0,30 Vigas longitudinais do mancal de escora ao teto do fundo duplo 0,40
7- Cavernas Cavernas transversais ao chapeamento do casco 0,12 x x x idem, na região de 0,15.L da proa 0,15 x idem, no pique de ré 0,30 x Longitudinais ao chapeamento do casco e ao teto do fundo duplo 0,15 x x Cavernas e longitudinais gigantes ao chapeamento do casco e a barras face x x
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO II – LIGAÇÕES SOLDADAS ............. SEÇÃO 17 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 237 Componentes estruturais a serem soldados Garganta (1) A (2) B (2) C (2)
idem, em ligação a “cantilevers” – devem ser tratadas como “cantilevers” x x Convés intermediário e cavernas de superestrutura ao chapeamento do casco 0,12 x x x idem, em tanques de óleo e água 0,15 x 8- Reforços do fundo à vante Longitudinais e vigas longitudinais ao chapeamento do casco 0,30 9- Caixas de mar, no lado da água 0,50 idem, no lado oposto 0,30 10- Bolina ao chapeamento do casco 0,12 x x 11- Conveses Trincaniz ao cintado (convés resistente) 0,40 Outros conveses ao chapeamento do casco 0,30 Braçolas de casarias, divisões e ventiladores de conveses 0,40 12- Vaus e longitudinais de convés Vaus a conveses 0,12 x x x a conveses de tanques 0,15 x Longitudinais de conveses a chapa dos conveses 0,15 x x x Vau gigante a chapa do convés (caso este possua cavernamento longitudinal) 0,15 x x idem, para os comprimentos das extremidades iguais a 0,15 x vão livre 0,25 a barras face 0,15 x x 13- Sicordas e sicordas de escotilha A conveses e barras face, no comprimento de 0,15 x vão livre, próximo a suportes (anteparas, pilares, etc.) 0,25 A conveses e barras face, nas partes restantes 0,15 x x 14- Pilares a conveses, no topo e na base 0,40 15- Cantilevers ao chapeamento do casco, conveses e barras face 0,35 nas extremidades de cantilevers a sicordas ou braçolas 0,50 a reforços 0,12 x x 16- Anteparas suporte Chapeamento ao teto do fundo duplo, de anteparas e de conveses 0,25 a prumos 0,12 x x 17- Superestruturas e casarias Anteparas extremas e laterais a chapeamento do casco e de conveses (parte inferior) 0,35 a chapeamento de conveses (parte superior) 0,25 a prumos 0,12 x x x 18- Anteparas estanques e anteparas de tanques Chapeamento a chapeamento do casco, do teto do fundo duplo, do convés e de anteparas 0,40 Prumos de antepara a chapeamento de antepara 0,12 x x x a chapeameno em 0,15 do vão dos prumos, nas extremidades sem borboleta 0,18 x x Vigas horizontais e verticais nas anteparas: ver elementos de suporte primário dos tanques Antepara diafragma ao chapeamento adjacente 0,40 x a prumos 0,12 x a prumos, no pique de ré 0,30 x 19- Aberturas e tampas de escotilha Braçolas ao convés 0,40 idem, nos cantos das aberturas 0,50 a reforços longitudinais 0,30 a reforços verticais e a borboletas 0,12 x x x a perfis da braçola e barras face 0,30 a barras face nas extremidades e a chapas diamante 0,50 Almas dos vaus de abertura de escotilha a barras face 0,12 x x x
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO II – LIGAÇÕES SOLDADAS ............. SEÇÃO 17 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 238 Componentes estruturais a serem soldados Garganta (1) A (2) B (2) C (2) idem, nas extremidades de alma + 100 mm de solda 0,25 a reforços 0,12 x x Barras face sobre flanges superiores 0,12 x x Reforços das tampas de escotilha ao chapeamento e barras face 0,12 x x x idem, a 0,15 do vão dos reforços, nas extremidades 0,18 x x Tampas de escotilha, soldas de filete estanques a água e a óleo 0,30 idem, solda de filete estanque ao tempo, lado exposto ao tempo 0,30 idem, lado interior 0,15 x 20- Elementos de suporte primário de tanques (vigas centrais e laterais de fundo e de convés, gigantes de fundo, de costado, de antepara e de convés, escoas) Almas de vigas ao chapeamento do casco, de anteparas e de conveses 0,18 x idem, em 0,15 do vão da viga nas extremidades 0,30 a vigas interceptadas 0,30 a barras de face 0,12 x idem, em 0,15 do vão da viga nas extremidade 0,18 x a reforços 0,12 x
Observações: (1) Garganta básica de soldas de filete a/t o para soldas de filete duplas contínuas (2) Tipo A = solda intermitente em cadeia Tipo B = solda intermitente com recortes Tipo C = solda intermitente em escalão Para soldas intermitentes em espaços úmidos e em fundos de tanques de óleo, observar o item
17.2.5.7 (3) Para chapas de grande espessura devem ser usadas juntas de topo com chanfro simples ou
juntas de topo com chanfro duplo (*) a/t o = 0,30 onde o espaçamento de hastilhas exceder três vezes o espaçamento de cavernas transversais.
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SEÇÃO 18
EXECUÇÃO DOS TRABALHOS 18.1 - GENERALIDADES
18.1.1 - Exigências aos Estaleiros e Oficinas
18.1.1.1 - Estaleiros e oficinas devem ter instalações e equipamentos adequados que possibilitem o manuseio apropriado de materiais dos processos de fabricação dos diferentes componentes estruturais, etc. O BC se reserva o direito de examinar as respectivas instalações e equipamentos ou exigir modificações ou restringir o nível da fabricação ao potencial disponível. 18.1.1.2 - Estaleiros e oficinas devem ter à sua disposição pessoal com qualificação suficiente. Devem ser informados ao BC os nomes e áreas de responsabilidade de todo o pessoal da fiscalização interna e de controle de qualidade. O BC se reserva o direito de requerer provas de qualificação. 18.1.2 - Controle de Qualidade
18.1.2.1 - Controle de Qualidade no Estaleiro
Todos os componentes e elementos estruturais devem ser acompanhados durante a construção até a sua conclusão pelo pessoal do controle de qualidade para verificar que a execução dos trabalhos, o dimensionamento, etc., é satisfatório e dentro dos padrões de prática em construção naval. 18.1.2.2 - Após os controles internos e eventuais correções, os componentes e elementos estruturais devem ser apresentados ao inspetor do BC para as vistorias. As peças devem ser apresentadas em seções adequadas e acessíveis, normalmente sem pintura. 18.1.2.3 - O inspetor pode rejeitar componentes e partes que forem inadequadamente inspecionadas pelo controle de qualidade e pedir a sua reapresentação após controle interno melhor e/ou após as devidas correções.
18.2 - DETALHES ESTRUTURAIS
18.2.1 - Especificações para a Fabricação
18.2.1.1 - Todos os detalhes significativos concernentes à qualidade e funcionalidade dos componentes em questão devem constar nas especificações de fabricação (desenhos de construção, etc.). Isto, inclui, além dos escantilhões - onde relevante - itens, por exemplo, tolerâncias permissíveis, acabamentos de superfície e métodos especiais de fabricação envolvidos, bem como requisitos de testes e exigências. Para detalhes de juntas e conexões, vide Seção 18, item 18.1.1. 18.2.1.2 - Se, devido à falta ou insuficiência de detalhes nas especificações, a qualidade ou funcionalidade do componente não pode ser garantida ou é duvidosa, o BC pode requerer melhoramentos apropriados. Isto, inclui o fornecimento de peças adicionais (por exemplo, reforços) mesmo que estas não tenham sido exigidas na aprovação de desenhos ou se - como resultado de detalhamento insuficiente nos desenhos - as exigências não podiam ser feitas. 18.2.2 - Recortes e Bordas de Chapas
18.2.2.1 - Aberturas, penetrações e outros recortes nos elementos estruturais principais (chapeamento externo, conveses, vigas longitudinais do flange inferior ou superior, etc.), devem ser arredondados por raios suficientemente grandes (vide, também, Seção 6, item 6.1.3).
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO II – EXECUÇÃO DOS TRABALHOS SEÇÃO 18 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 241
18.2.2.2 - As bordas expostas de recortes, cantos de escotilhas, etc., devem ser preparadas apropriamente e estar isentas de entalhes. Cortes de maçarico irregulares não devem ser igualados com solda. Eventuais entalhes devem ser normalmente esmerilhados. Os cantos de recortes não devem ter cantos vivos; em regiões altamente tensionadas, cantos e bordas devem ser arredondados. 18.2.2.3 - Bordas cortadas a maçarico ou a tesoura não devem ter cantos vivos, e devem ser acabadas conforme 18.2.2.2; entalhes por recortes irregulares devem ser esmerilhados. Particularmente, a borda superior da fiada do cintado e, analogamente, juntas soldadas, mudanças de áreas seccionais ou outras descontinuidades, devem ser acabadas cuidadosamente. 18.2.3 - Deformação a Frio 18.2.3.1 - Para deformação a frio (dobramento, flangeamento, repuxamento) de chapas, o raio médio da curvatura não deve ser normalmente inferior a 3 x t (t = espessura da chapa), mas, pelo menos, 2 x t. Com relação à soldagem em regiões formadas a frio, vide Seção 18, item 18.2.2.8. 18.2.3.2 - Ao rebaixar chapas e perfis, a altura do ressalto não deve ser menor que 4 x a espessura da chapa ou da alma, e o raio de dobramento não menor que 2 x a espessura da chapa ou da alma. 18.2.3.3 - Para evitar trincas, rebarbas de corte à maçarico ou à tesoura, devem ser removidas antes da deformação à frio. Depois da deformação à frio, todos os componentes estruturais e, em particular, as extremidades de dobras (bordas de chapas) devem ser examinadas quanto a trincas. Exceto em casos onde trincas nas bordas são desprezíveis, todos os componentes trincados devem ser rejeitados. Não é admissível reparo por solda. 18.2.4 - Montagem e Alinhamento 18.2.4.1 - A utilização de força excessiva deve ser evitada durante a montagem de componentes estruturais individuais ou de seções. Tanto quanto possível, grandes distorções de componentes estruturais devem ser corrigidas antes de prosseguir a montagem. 18.2.4.2 - Vigas, vaus, reforços, cavernas, etc., que são interrompidos por anteparas, conveses, etc., devem ser alinhados acuradamente. No caso de componentes críticos, devem ser feitos furos de controle, onde necessário, que devem ser fechados por solda, posteriormente. 18.2.4.3 - Caso necessitem ser realizados alinhamentos e desempenos a calor, após a soldagem, isto deve ser feito sem prejudicar as características dos materiais empregados. Em caso de dúvidas podem ser pedidos testes de procedimento.
18.3 - PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO
18.3.1 - Generalidades 18.3.1.1 - Para reduções de espessura no caso do uso de um sistema eficaz de proteção contra corrosão, vide Seção 21, item 21.1.14. Detalhes referentes à proteção contra corrosão para tanques de carga constam da Seção 21, itens 21.1.10 e 21.111. 18.3.1.2 - Espaços ocos como aqueles em vigas-caixão, suportes de tubo, etc. permanentemente fechados e estanques ao ar, conforme padrões da construção naval, não necessitam ser conservados internamente. Na montagem, esses espaços devem ser limpos e secos. 18.3.2 - Revestimentos 18.3.2.1 - Superfícies de chapas e perfis devem ser desenferrujados, limpos e secos, antes de serem aplicados revestimentos conforme as instruções dos fabricantes.
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18.3.2.2 - A Norma sueca SIS 055900 pode ser utilizada como guia na avaliação do grau de enferrujamento e de qualidade. Onde não acertada uma outra preparação de superfícies, prevalece, no mínimo, o grau de preparação Sa 2-1/2. 18.3.2.3 - Revestimentos, inclusive as pinturas da base submersa do navio, não podem ser hidrolisáveis ou saponificáveis. 18.3.3 - Proteção Catódica 18.3.3.1 - A proteção catódica pode ser ou pela utilização de anodos de sacrifício ou pela previsão de uma proteção de corrente impressa. Existem limitações, entre outras, para tanque de óleo de carga (vide Seção 21, item21.1.10.). Quanto a limitações para proteção por corrente impressa, vide Regras para Instalação Elétrica. 18.3.3.2 - Uma sobreproteção devida a potencial muito baixo deve ser evitada. No caso de combinações com proteção catódica, o revestimento não deve ser suscetível a carregamento catódico. A vizinhança imediata ou direta dos anodos tem que ser protegida. 18.3.4 - Pilhas Galvânicas 18.3.4.1 - Onde materiais de potenciais diferentes são ligados juntos em uma solução eletrolítica como, por exemplo, água do mar, deve ser evitada a corrosão por contato. 18.3.4.2 - Além da seleção de combinações de materiais mais conveniente, a utilização de isolamento adequado, um revestimento adequado e a utilização de proteção catódica são possíveis meios de evitar corrosão de contato. 18.3.5 - Período de Acabamento no Cais 18.3.5.1 - Se o casco está carregado com correntes de dispersão durante o período de acabamento no cais, por exemplo, soldagem elétrica, anodos de sacrifício suficientemente dimensionados devem ser pendurados ao redor do navio e ligados eletricamente ao casco. 18.3.5.2 - Correntes previstas, como aquelas causadas por fornecimento não apropriado de corrente contínua para o navio, para soldagem elétrica e iluminação auxiliar unipolar, devem ser eliminadas através da previsão de cabos de retorno de tamanho adequado, apropriadamente localizados.
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SEÇÃO 19
ACABAMENTO E INSTALAÇÃO 19.1 - ANTEPARAS ENTRE PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS
19.1.1 - Generalidades 19.1.1.1 - Praças de caldeiras devem, geralmente, ser separadas de praças de máquinas adjacentes por anteparas. A menos que essas anteparas sejam estanques à água ou anteparas de tanques, conforme as Seções 10 e 11, os escantilhões calculados de acordo com o item 19.1.2 são suficientes. 19.1.1.2 - Os bojos devem ser separados um do outro de tal modo que nenhum óleo possa passar do bojo da praça de caldeiras para o bojo da praça de máquinas. Aberturas em antepara devem ter portas articuladas. 19.1.1.3 - Onde uma ligação estreita entre praça de máquinas e de caldeiras for vantajosa, com respeito a supervisão e segurança, podem ser dispensadas anteparas completas quando as condições nas Regras de Construção para Máquinas. 19.1.2 - Escantilhões 19.1.2.1 - A espessura de portas estanque à água, de anteparas divisórias, não deve ser menor que 6,0 mm. A espessura das partes restantes pode ser 5,0 mm. 19.1.2.2 - Plataformas e conveses abaixo das caldeiras devem ser estanques à água, com espessura de, pelo menos, 6,0 mm, e devem ser suficientemente suportadas. 19.1.2.3 - Devem ser colocados prumos espaçados de 900mm. O módulo de seção dos prumos não deve ser menor que:
W = 12 . m [cm 3]
m = vão sem apoio do prumo, em [m] Onde o espaçamento dos prumos se desvia de 900 mm, o módulo de seção deve ser corrigido em proporção direta.
19.2 - FORRAÇÃO 19.2.1 - Cobros 19.2.1.1 - Nos porões de navios para carga seca devem ser colocados cobros (forração de madeira) de bordo a bordo, com espessura de: 38 mm, em navios onde o comprimento do porão m’ é menor que 20 metros 50 mm, em navios onde m’ é de 20 à 55 metros 63 mm, em navios onde m’ é maior que 55 metros Para navios com fundo duplo vide, também, o item 19.2.1.5 e a Seção 7, item 7.2.5. 19.2.1.2 - Em fundos singelos e sobre os bojos, os cobros devem ser removíveis para manter o chapeamento do fundo sempre disponível à inspeção.
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19.2.1.3 - Cobros sobre fundos duplos devem ser colocados sobre sarrafos de, no mínimo, 12,5 mm de espessura, deixando um espaço livre para drenagem da água ou vazamentos de óleo para os pocetos. Os cobros podem ser colocados diretamente no chapeamento do duplo fundo, se deitados em uma massa anticorrosiva e vedante. 19.2.1.4 - Recomenda-se colocar cobros duplos sob aberturas de escotilhas. 19.2.1.5 - Portas de visita devem ser protegidas por uma braçola de aço soldada ao redor das aberturas dotadas de tampas de madeira ou aço ou outro meio de proteção adequado. 19.2.2 - Sarretas e Sarretas em Anteparas Estanques 19.2.2.1 - Sarretas abertas nos costados de navios para carga seca podem ter espessura menor que a dos cobros. As mesmas somente podem ser dispensadas com o consentimento do Armador. As sarretas devem ser instaladas em porões a partir da borda superior do bojo ou do topo do duplo fundo, respectivamente, em cobertas à partir do convés até a borda inferior das borboletas dos vaus. O espaço livre entre sarretas adjacentes não deve exceder 250 mm. 19.2.2.2 - Onde tanques são destinados para líquidos com temperatura de 40
oC e mais, seus limites com porões de carga devem ser forrados. Em paredes verticais, sarretas abertas são suficientes, exceto em porões destinados a carregar granel. Essa forração pode ser dispensada com o consentimento do Armador.
19.3 - VIGIAS E JANELAS 19.3.1 - As vigias e janelas, incluindo seus vidros, no chapeamento externo e nas extremidades de anteparas, devem ser de resistência adequada. Normas como ISO, DIN ou outras para vigias e janelas, servem como orientação. Outros tipos devem ser aprovados. 19.3.2 - Abaixo do convés de borda-livre e em superestruturas fechadas no convés de borda-livre, devem ser previstas vigias do tipo pesado ou meio-pesado. Em navios de tipo A e tipo B com borda-livre reduzida, vigias e janelas que imergem na condição avariada devem ser do tipo fixo. 19.3.3 - As bordas inferiores de vigias no chapeamento externo devem estar situadas acima de uma linha paralela ao convés de borda-livre, cujo ponto mais baixo está localizado, pelo menos, 0,025.B ou 500mm acima da linha de calado máximo de verão ou de verão, para madeira. 19.3.4 - Vigias e janelas em casarias no convés de borda-livre devem ter tampas de combate permanentes, caso na casaria existam aberturas de acesso para espaços abaixo do convés de borda-livre, desprotegidas.
19.4 - EMBORNAIS, DESCARGAS SANITÁRIAS E SAÍDAS D’ÁGUA
19.4.1 - Embornais e Descargas Sanitárias 19.4.1.1 - Devem ser colocados embornais em número e tamanho suficientes para prover drenagem eficaz da água em convés exposto ao tempo e no convé de borda-livre dentro de superestruturas e casarias fechadas, estanques ao tempo, para fora. Conveses de carga e conveses dentro de superestruturas fechadas, devem ser drenados para pocetos de esgoto. Embornais de superestruturas e casarias que não são fechadas estanques ao tempo, também devem conduzir para fora. 19.4.1.2 - Embornais drenando espaços abaixo da linha de calado máximo de verão, devem estar ligados a tubos protegidos que devem conduzir a pocetos de esgoto. 19.4.1.3 - Onde tubos de embornais são conduzidos para fora, a partir de espaços abaixo do convés de borda-livre e de superestruturas e casarias fechadas, estanques ao tempo, eles devem ser equipados com válvulas de retenção do tipo automático (válvulas de tempestade), capazes de serem operadas de uma posição sempre acessível, acima do convés de borda-livre. Devem ser previstos indicadores mostrando se a válvula está aberta ou fechada na posição de controle.
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19.4.1.4 - Onde a distância vertical da linha de calado máximo de verão à extremidade interna do tubo de descarga excede 0,01.L, a descarga pode ter duas válvulas de retenção automáticas sem dispositivo de fechamento, desde que a válvula interna esteja sempre acessível para exame, isto é, uma das válvulas deve estar situada acima da linha de calado máximo tropical ou de compartimentagem. 19.4.1.5 - Onde a distância vertical mencionada em 19.4.1.4 excede 0,02.L, uma única válvula de retenção automática, sem dispositivo de fechamento, pode ser aceita. Esta vantagem prevalece para compartimentos abaixo do convés da borda-livre em navios para os quais é requerido um cálculo de flutuabilidade para a condição de avaria. 19.4.1.6 - Quando a extremidade exterior do tubo de descarga estiver a mais de 450mm abaixo do convés da borda-livre ou menos que 600 mm acima da linha de calado máximo de verão, e a extremidade interior, dentro de um espaço acima do convés de borda-livre, será suficiente uma válvula automática de retenção, a menos que exigido de outra forma em 19.4.1.3. Esta válvula pode ser omitida se for instalado um tubo de descarga de parede espessa. 19.4.1.7 - Exceto em praças de máquinas principais e auxiliares, desguarnecidas, entradas do mar e descargas relacionadas ao serviço das máquinas podem ser controladas localmente. Os controles devem ser prontamente acessíveis e devem estar dotados de indicadores mostrando se as válvulas estão abertas ou fechadas. 19.4.1.8 - Todas as válvulas de fundo e costado, incluindo as de costado requeridas em 19.4.1.2 a 19.4.1.7, devem ser de aço, bronze ou outro material tenaz aprovado. Ferro fundido cinzento não é aceitável. As tubulações devem ser de aço ou material similar (vide, também, Regras para Construção de Máquinas). 19.4.1.9 - Embornais e descargas não devem ser previstos, acima da linha de calado leve, na região dos turcos para as baleeiras salva-vidas, mas meios que impedem a descarga de água para dentro das baleeiras devem ser previstos. A localização de embornais e descargas também deve ser levada em consideração quanto ao arranjo de escadas de portaló e elevadores para práticos. 19.4.2 - Saídas de Água
19.4.2.1 - Navios com borda-falsa contínua devem ter saídas de água de acordo com o abaixo definido. 19.4.2.2 - A área mínima de saídas d’água para cada lado do navio deve ser calculada para navios Tipo B, com tosamento padrão ou mais, como segue: F = 0,7 + 0,035. m [m
2] , para m ≤ 20 metros F = 0,07. m [m
2] , para m ≥ 20 metros m = comprimento das bordas-falsas contínuas entre as superestruturas, em [m] ; mmax = 0,7. L A área mínima das saídas d’água em bordas-falsas em conveses de superestruturas não deve ser menor que 50% da área calculada conforme as fórmulas acima. Se a borda-falsa é maior que 1,2 metros em altura, a área requerida deve ser aumentada de 0,004 metros
2, por metro de comprimento, para cada 0,1 metro de diferença em altura. Se a borda-falsa é menor que 0,9 metros em altura, a área pode ser diminuída na mesma proporção. 19.4.2.3 - Em navios sem tosamento, a área calculada conforme 19.4.2.2 deve ser aumentada de 50%. Onde o tosamento for menor que o normal, o aumento deve ser determinado por interpolação. 19.4.2.4 - Para navios do Tipo B, com borda-livre reduzida, a área de saídas de água no convés de borda-livre exposto deve ser determinada, como segue:
a) Onde é colocada uma combinação de bordas-falsas contínuas e balaustradas, as balaustradas
devem ser colocadas por, no mínimo, 50% do comprimento das partes expostas do convés de borda-livre;
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b) Se forem colocadas bordas-falsas contínuas, a área das saídas d’água deve ser, no mínimo, 25% da área total de borda-falsa, se a borda-livre for reduzida por não mais que 60% da diferença em borda-livre (B - A). Se a redução da borda-livre for maior, a área das saídas d’água deve ser, no mínimo, 33% da área total de borda- falsa.
19.4.2.5 - Para navios com braçolas longitudinais de escotilhas contínuas, as áreas calculadas conforme acima devem ser aumentadas como segue: (largura de escotilha) dividida pelaboca do navio
área F dividida pela área da borda-falsa
40 % 20 %
75% 10 % 19.4.2.6 - Em navios com superestruturas abertas, devem ser previstas saídas d’água adequadas que garantam drenagem apropriada. 19.4.2.7 - Na região de troncos nas partes expostas do convés de borda-livre, devem ser colocadas balaustradas abertas em, no mínimo, metade do comprimento. 19.4.2.8 - As bordas inferiores de saídas d’água devem estar tão perto do convés quanto possível. 2/3 da área de saída d’água calculada devem ser prevista perto do ponto mais baixo da curva de tosamento. 19.4.2.9 - As aberturas nas bordas falsas devem ser protegidas por balaustres ou barras verticalmente espaçadas de não mais que 0,23 metros. Se forem instaladas portinholas, devem ser previstas folgas amplas para evitar emperramento. As dobradiças devem ter pinos e buchas de material inoxidável.
19.5 - TUBOS DE SUSPIRO, TUBOS DE TRANSBORDAMENTO E TUBOS DE SONDAGEM 19.5.1 - Cada tanque deve ser dotado de tubos de suspiro, tubos de transbordamento e tubos de sondagem. Em geral, tubos de suspiro devem ser conduzidos até acima do convés exposto. Para o arranjo, vide, também, Regras para construção de Máquinas, Capítulo 3, Seção 10. A altura do convés ao ponto onde a água pode ter acesso, deve ser, no mínimo, 760 mm no convés de borda-livre e 450 mm, em convés de superestrutura. 19.5.2 - Para tanques que podem ser bombeados ou cheios através de ligações fechadas pelas instalações de terra, os tubos de suspiro devem ser considerados também como tubos de transbordamento. A área seccional livre destes tubos de suspiro deve ser, no mínimo, 1,25 x a área seccional dos tubos de enchimento. 19.5.3 - Onde tais tubos passam por conveses expostos, conveses de anteparas ou divisórias estanques, sua espessura deve ser suficiente para permitir soldagem eficiente e proteção quanto a danos mecânicos. Peças de penetração podem ser utilizadas como passagens. As partes dos tubos de suspiro que passam através do convés exposto devem ter uma espessura de, no mínimo, 8 mm, e tubos de sondagem, se eles são conduzidos até acima do convés exposto, uma espessura de, no mínimo, 5 mm. Tubos aumentados devem se estender até, no mínimo, 230 mm acima do convés exposto. 19.5.4 - Devem ser previstos dispositivos de fechamento adequados para tubos de suspiro, de transbordamento e de sondagem; vide, também, Regra para Construção de Máquinas, Seção 3, Seção 10. Onde são transportadas cargas no convés, os dispositivos de fechamento devem ser sempre prontamente acessíveis. Em navios para os quais devem ser feitos cálculos de alagamento, as extremidades dos tubos de suspiro devem estar acima da linha d’água de avaria na condição alagada. Caso elas imerjam em estágios intermediários do alagamento, estas condições devem ser examinadas separadamente. 19.5.5 - Imediatamente abaixo do teto do fundo duplo ou topo de tanque, devem ser cortados furos nas hastilhas e longarinas, bem como em vaus, etc., para acesso livre do ar aos tubos de suspiro.
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Além disso, todas as hastilhas e longarinas devem estar providas de recortes para dreno que permitam que o óleo e água atinjam as sucções das bombas. 19.5.6 - Tubos de sondagem devem se estender até diretamente acima do fundo do tanque. O chapeamento deve ser reforçado sob o tubo de sondagem. 19.5.7 - Tubos de sondagem para tanques de óleo devem ter uma distância de, pelo menos, 100 mm do costado.
19.6 - VENTILADORES
19.6.1 - Generalidades
19.6.1.1 - A altura das braçolas de ventiladores no convés de borda-livre exposto, convés subido e em convés de superestruturas expostos, à vante de 0,25 L da roda de proa, deve ser, no mínimo, 900 mm. 19.6.1.2 - Em conveses de superestruturas expostos, à ré de 0,25 L da roda de proa, a altura da braçola não deve ser menor que 760 mm. 19.6.1.3 - Ventiladores de porões de carga não devem ter nenhuma ligação com outros espaços. 19.6.1.4 - A espessura das chapas de braçolas deve ser 7,5 mm,em área seccional da abertura livre até 300 cm
2, e 10 mm, em área seccional livre maior que 1600 cm . Valores intermediários devem ser interpolados. Espessuras de 6 mm são, geralmente, suficientes, dentro de superestruturas não permanentemente fechadas. 19.6.1.5 - A espessura dos postes de ventilação deve ser, no mínimo, igual à espessura das braçolas indicada em 19.6.1.4. 19.6.1.6 - A espessura de postes de ventilação com área seccional livre maior que 1600 cm2 deve ser aumentada conforme as solicitações esperadas. 19.6.1.7 - Geralmente, recomenda-se que as braçolas e postes passem através do convés e sejam soldadas ao chapeamento do convés por cima e por baixo. Onde braçolas e postes são soldados no chapeamento do convés, devem ser adotadas solda de filete duplo (externo e interno) com filetes de a+0,5.to , conforme Seção 17, item 17.2.5. 19.6.1.8 - Braçolas e postes particularmente expostos a ondas do mar devem ser ligados eficientemente à estrutura do navio. 19.6.1.9 - Onde a espessura do chapeamento do convés for menor que 10 mm, deve ser colocada uma chapa sobreposta ou uma chapa inserida de, pelo menos, extensão de aproximadamente 2 x o comprimento e largura da braçola. 19.6.1.10 - Para reforço do convés resistente na região de braçolas e postes, vide Seção 6, item 6.1.3.8. 19.6.1.11 - Onde um vau é cortado por braçolas de ventiladores, devem ser colocados intercostais para manter a resistência do convés. 19.6.1.12 - Os ventiladores em praças de máquinas e caldeiras devem ser arranjados de modo que nenhum gás possa se acumular debaixo do convés, entre os vaus. 19.6.2 - Dispositivos de Fechamento 19.6.2.1 - As aberturas principais de entrada e exaustão dos sistemas de ventilação devem ser providas de dispositivos de fechamento facilmente acessíveis e estanques ao tempo. Em navios de até 100 metros de comprimento, os dispositivos de fechamento devem ser permanentemente fixados. 19.6.2.2 - Para postes de ventiladores que excedem 4,5 metros de altura, acima do convés de borda-livre ou de conveses de superestruturas expostos, à vante de 0,25.L da roda de proa, e para postes de ventiladores excedendo 2,3 metros de altura, acima de conveses de superestruturas
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expostos, à ré de 0,25.L da roda de proa, os dispositivos de fechamento estanques ao tempo são requeridos somente em casos especiais.
19.7 - ESTIVA DE CONTAINERS 19.7.1 - Generalidades 19.7.1.1 - Com relação ao símbolo de classificação de navios equipados para transporte de containers, vide Seção 1. 19.7.1.2 - Todas as partes para a estiva e peação de containers devem atender às regras para a estiva e peação de containers a bordo de navios. Todas as partes destinadas a serem soldadas ao casco do navio e às tampas de escotilhas devem ser de materiais que atendam às Regras para Materiais, inclusive no que respeita aos testes. 19.7.1.3 - Todos os equipamentos no convés e nos porões, inclusive suas peças de estiva e peação essenciais para a segurança do navio, que devem ser acessíveis no mar, como equipamento de combate à incêndio, tubos de sondagem, etc., não devem se tornar inacessíveis devido aos containers. 19.7.1.4 - Para transmitir as forças das peças de estiva e peação ao casco do navio, devem ser previstas ligações soldadas, adequadas, e reforços locais nos elementos estruturais (vide, também 19.7.2 e 19.7.3). 19.7.1.5 - As braçolas de escotilhas devem ser reforçadas nas regiões das ligações das escoras transversais e longitudinais do sistema de guias celulares de estiva. Não é permitido que o sistema de guias celulares de estiva seja ligado a bordas salientes do chapeamento do convés na região de aberturas de escotilhas. Devem ser evitados cortes a maçarico ou solda, particularmente nos arredondamentos de cantos de escotilhas. 19.7.1.6 - Onde o teto do fundo duplo, conveses ou tampas de escotilhas estão solicitados por containers, devem ser previstas subestruturas adequadas, como intercostais, vigas de meia altura, etc.. Eventualmente, deve ser aumentada a espessura do chapeamento. Para peças soldadas de reforço local, vide Seção 17, item 17.1.2.6. 19.7.2 - Hipóteses do Carregamento 19.7.2.1 - Os escantilhões das subestruturas para containers devem ser determinados na base dos pesos brutos admissíveis dos containers (peso do container + carga), conforme recomendação ISO, caso em que não existam planos de carregamentos definidos com peso diferido dos mencionados. 19.7.2.2 - Onde os escantilhões das subestruturas para containers são determinados por outros pesos que os estipulados em 19.7.2.1, o peso admissível total por local de estiva de container entrará no certificado. Geralmente o peso total admissível não deve ser menor que 50% do peso padrão. 19.7.2.3 - Os carregamentos estipulados em 19.7.2.1 e 19.7.2.2 devem ser aumentados conforme Seção 3, item 3.3.1 19.7.2.4 - Os escantilhões das subestruturas para peças de estiva e peação de containers devem ser determinados de acordo com as regras para estiva e peação de containers em navios. 19.7.3 - Tensões Admissíveis 19.7.3.1 - Para tampas de escotilha na posição 1 e 2, solicitadas por containers, devem ser observadas as tensões admissíveis e deflexões, conforme Seção 15, 15.3.3. 19.7.3.2 - As tensões em subestruturas para containers e de peças de estiva e peação no teto do fundo duplo, em conveses e em tampas de escotilhas de conveses de carga, não devem exceder os seguintes valores:
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σy = tensão de escoamento do material. 2,13
1,2;45,1
22 ybV
yyb
στσσ
στ
σσ
=⋅+=
==
19.7.3.3 - Onde o sistema de grelhas do fundo duplo é solicitado com cargas concentradas por containers, as tensões na estrutura do fundo devem ser calculadas para estas cargas concentradas, bem como para carregamentos do fundo. As tensões especificadas naquele parágrafo não devem ser ultrapassadas. 19.7.3.4 - Onde outros elementos estruturais do casco, por exemplo, cavernas, vaus, anteparas, braçolas de escotilha, estais de borda falsa, etc., estão solicitados com cargas de containers e de peças de estiva e peação de containers, estes elementos devem ser reforçados, onde necessário, para que as tensões reais não excedam as admissíveis conforme as respectivas Seções.
19.8 - ARRANJOS DE PEAÇÃO EM GERAL Olhais e furos de peação devem ser arranjados de modo a não enfraquecer indevidamente os elementos estruturais do casco. Particularmente, devem ser fixadas peias e cavernas em regiões com pequeno momento fletor da caverna. Onde necessário, o perfil das cavernas deve ser reforçado.
19.9 - CONVESES PARA CARROS
19.9.1 - Generalidades
19.9.1.1 - Com relação ao símbolo de classificação de navios equipados para o transporte de carros, vide Seção 1. Eventuais Regras adicionais das respectivas Autoridades Administrativas podem ser observadas (Portarias). 19.9.1.2 - Estas Regras se aplicam a conveses móveis e removíveis para carros que não fazem parte da estrutura do navio. 19.9.1.3 - As seguintes informações devem ser incluídas nos planos a serem submetidos para aprovação: a) escantilhões dos conveses para carros b) pesos dos conveses para carros c) número e pesos dos carros que se pretende estivar nos conveses d) carregamento das rodas e distância das rodas e) ligação dos conveses para carros com a estrutura do casco f) dispositivos de movimentação e levantamento dos conveses para carros. 19.9.1.4 - Conveses para carros, de acordo com estas Regras, podem ser de aço naval ou dos seguintes materiais, em conformidade com as Regras para Materiais: a) aço estrutural R St 37-2 e St 52-3 ou similar b) ligas de alumínio resistente à água do mar. 19.9.2 - Hipóteses de Carregamento 19.9.2.1 - A espessura do chapeamento deve ser determinada de acordo com a Seção 6, item 6.2.2. 19.9.2.2 - Para determinação dos escantilhões dos demais componentes dos conveses, devem ser utilizados os seguintes carregamentos: a) carregamento uniforme distribuído resultante do peso do convés e número máximo de carros a
serem transportados. Este carregamento não deve ser menor que 2,5 kN/m2 b) carregamento de roda (P).
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Se todas as rodas de um eixo estão em cima de uma sicorda ou vau, o carregamento do eixo deve ser uniformemente distribuído em todas as rodas. Se nem todas as rodas de um eixo estão sobre uma sicorda ou vau, os seguintes carregamentos de roda devem ser utilizados: P = 0,5 x o carregamento no eixo, para 2 rodas por eixo P = 0,3 x o carregamento no eixo, para 4 rodas por eixo P = 0,2 x o carregamento no eixo, para 6 rodas por eixo 19.9.2.3 - Para determinação dos escantilhões dos dipositivos de suspensão do convés, o carregamento de roda, no caso de 4 e 6 rodas por eixo, como indicado em 19.9.2.2, não necessita ser considerado. 19.9.3 - Chapeamento 19.9.3.1 - A espessura do chapeamento deve ser determinada conforme as fórmulas indicadas na Seção 6, item 6.2.2. Onde é utilizado alumínio, deverá ser consultado o Bureau Colombo. 19.9.3.2 - A espessura de madeira compensada deve ser determinada levando em consideração um fator de segurança 6 contra ruptura do material. Onde chapas de compensado, suportadas somente em dois lados, estão solicitadas por carregamentos concentrados, pode ser utilizada, como largura colaborante do chapeamento, 1,45 x o vão sem apoio. 19.9.4 - Tensões Admissíveis 19.9.4.1 - Em reforços e vigas de aço, bem como nos elementos estruturais dos dispositivos de suspensão solicitados por carregamentos, como indicado em 19.9.2, não devem ser ultrapassadas as seguintes tensões admissíveis: Tensões normais e de flexão (tração e compressão): s ≤ 95 / k [N/mm
2] Tensão de cisalhamento: τ ≤ 55 / k [N/mm2]
Tensão combinada: ]/[/1103 222 mmNkV =⋅+= τσσ k = fator de material, conforme Seção 1; k=0,72, para St52-3; k=1,0, para aço naval comum e para RSt37-2. Em componentes estruturais solicitados por carregamentos exclusivamente em porto, como, por exemplo, rampas, as tensões admissíveis estabelecidas acima podem ser aumentadas de 70%. 19.9.4.2 - Onde são utilizadas ligas de alumínio, as tensões admissíveis podem ser determinadas multiplicando-se as tensões admissíveis acima, pelo fator 2/kA1 (kA1 = fator de material, para alumínio). 19.9.5 - Deflexões Admissíveis 19.9.5.1 - A deflexão de vigas solicitadas aos carregamentos estipulados em 19.9.2, não deve exceder f = m / 250; (m = vão sem apoio da viga). 19.9.5.2 - Deve ser mantida uma distância segura entre as vigas de um convés carregado e o topo dos carros estacionados no convés de baixo. 19.9.6 - Flambagem e Tombamento 19.9.6.1 - A resistência à flambagem de vigas deve ser provada conforme Seção 2, item 2.6., se requerida. Em componentes estruturais solicitados por carregamentos exclusivamente em portos, como, por exemplo, rampas, o fator de segurança contra flambagem, como indicado na Seção 2, item 2.6.1.4, pode ser reduzido de 10%. 19.9.6.2 - A segurança contra tombamento deve ser provada, se requerida.
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19.10- MEIOS DE SALVATAGEM E DISPOSITIVOS PARA LANÇAMENTO
19.10.1 - Assume-se que o arranjo e a operação das embarcações salva-vidas e outros meios de salvatagem estejam conforme os Regulamentos da Convenção SOLAS 1974 e/ou das autoridades competentes.
19.10.2 - O dimensionamento e teste de embarcações salva-vidas, com seus dispositivos de lançamento, e de outros meios de salvatagem, não faz parte da classificação. Entretanto, é parte da classificação e aprovação, a estrutura do casco na região dos dispositivos de lançamento, levando-se em consideração as forças dos dispositivos acima. É parte da classificação, também, a inspeção dos meios de salvatagem e seus dispositivos de lançamento, com respeito à sua condição e funcionamento apropriado, dentro do escopo das vistorias para renovação da classe. Para navios para os quais o BC foi autorizado pela administração competente a emitir os certificados de segurança de construção ou de equipamento, bem como em todos os casos em que o BC foi solicitado a aprovar os dispositivos de lançamento, serão aplicadas as Regras para Construção e Teste de Dispositivos de Lançamento de Meios de Salvatagem.
19.11- Mastros
19.11.1- Generalidades
19.11.1.1- Desenhos de mastros, subestruturas, suportes de mastro e ligações com o casco, devem ser submetidos para aprovação. 19.11.1.2 - Para mastros de sinalização de aço com uma resistência mínima de rutura à tração de 400 N/mm2, que devem ser projetados para suportar somente meios de sinalização (luzes de navegação, sinais de bandeiras, sinais diversos e antenas), são aplicáveis os requisitos de 19.11.2. e 19.11.3.
19.11.1.3 - Componentes individuais soltos devem atender aos Regulamentos para Construção e Testes de Aparelhagem e Manuseio da Carga. Eles devem ser testados pelo BC. 19.11.2- Mastros Estaiados
19.11.2.1- Mastros estaiados podem ser construídos como mastros simplesmente apoiados ou como mastros apoiados e engastados várias vezes. 19.11.2.2- O diâmetro de mastros de aço estaiados no suporte mais alto deve ser, no mínimo, 20mm, para cada 1m de comprimento dos mastros. O comprimento m do mastro é medido como a distância do suporte mais alto até o ponto de estaiamento. A parte do mastro acima do ponto de estaiamento não deve exceder m/3. Tais mastros podem ter seu diâmetro gradualmente reduzido até 75%, do ponto de estaiamento até o suporte mais alto. A espessura dos mastros não deve ser menor que 1/70 do diâmetro, e deve ser, pelo menos, 4 mm. 19.11.2.3- Cabos de aço para estais devem ser fortemente galvanizados. Recomenda-se a utilização de cabos de aço compostos de um número mínimo de arames grossos, por exemplo, cabos construídos de uma alma de fibra e 6 pernas de 7 fios, com uma tensão de rutura de 1570 N/mm2. Onde mastros são estaiados, à vante e à ré, por um estai em cada bordo do navio, devem ser utilizados cabos de aço com uma tensão de rutura de 1570 N/mm2 e com escantilhões como indicado na tabela seguinte: h = altura do ponto de estaiamento no mastro acima do ponto de fixação do pé do estai [m] 6 8 10 12 14 18 Diam. do cabo [mm] 14 16 18 20 22 24 Tam. nominal da manilha, esticador luva de cabo 2,5 3 4 5 6 8
Utilizando cabos de aço conforme a tabela acima, as seguintes condições devem ser atendidas: a não menor que 0,15. h b não menor que 0,30. h a não maior que b a = distância dos pés dos estais à seção transversal, passando pelo ponto de estaiamento
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b = distância dos pés dos estais à seção longitudinal, passando pelo ponto de estaiamento no mastro.
Outros arranjos de massame fixo devem ser equivalentes. 19.11.3- Mastros Não Estaiados Mastros não estaiados podem ser construídos completamente engastados ou suportados em dois ou mais conveses. Os escantilhões de mastros de aço não estaiados devem ser conforme a seguinte tabela:
Compr. do mastro mm [mm] 6 8 10 12 14
D x t [mm] 160 x 2 220 x 4 290 x 4,5 360 x 5,5 430 x 6,5 mm = comprimento do mastro, do suporte mais alto ao topo D = diâmetro do mastro no suporte mais alto t = espessura do mastro. O diâmetro do mastro pode ser gradualmente reduzido para metade do diâmetro D na altura de 0,75.mm.
19.12- APARELHO DE CARGA E ELEVAÇÃO 19.12.1- A determinação dos escantilhões e verificação de aparelhos de carga e elevação, incluindo mastros e postes com massame fixo, em navios, não é parte da classificação. Faz parte da classificação a aprovação da estrutura do casco na região da aparelhagem de carga e elevação, levando em consideração as forças induzidas ao casco pelos equipamentos.
19.13- ACESSO A GRANDES TANQUES E GRANDES PORÕES DE CARGA DE GRANELEIROS Para conseguir acesso seguro para vistorias e manutenção, devem ser adotadas medidas especiais em grandes tanques e porões de carga de petroleiros e graneleiros. 19.13.1- Acesso a tanques 19.13.1.1- Tanques e subdivisões de tanques, com comprimento de 35 metros e acima, devem ter, pelo menos, 2 escantilhões de acesso e escadas, tão afastados quanto possível. 19.13.1.2 - Tanques menores que 35 metros de comprimento devem ter, pelo menos, 1 escotilhão de acesso e escada. 19.13.1.3 - As aberturas livres dos escotilhões não devem ser menores que 600 x 600 mm e não devem ter obstruções que prejudiquem o acesso. 19.13.1.4 - Quando um tanque é subdividido por uma ou mais anteparas-diafragma, devem ser previstos, no mínimo, 2 escotilhões que sirvam com as respectivas escadas para dar acesso a todas as subdivisões do tanque. 19.13.2- Acessibilidade dentro de tanques
19.13.2.1- Anteparas-diafragma devem ter aberturas de passagens de, pelo menos, 600x800 mm. 19.13.2.2 Onde a altura da estrutura do fundo excede 1,5 metros, deve ser instalada uma passarela com balaustradas, com largura mínima de 600mm através de todo o comprimento e largura do tanque. As passarelas elevadas devem ser facilmente acessíveis por meio de escadas e passarelas. Alternativamente, podem ser arranjadas aberturas de passagem de 600 x 800mm em hastilhas e longarinas com uma altura de soleira de não mais que 600mm. Devem ser previstos
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degraus e corrimãos. Em estruturas do fundo com menos de 1,5 metros de altura, devem ser previstos arranjos adequados. 19.13.2.3- As balaustradas devem ser de 900 mm de altura e ter corrimão e barra de proteção intermediária. 19.13.3- Construção de Escadas 19.13.3.1- Escadas devem ser inclinadas a mais de 70
o (setenta graus). 19.13.3.2- Os lances de escada não devem ultrapassar 9 metros de comprimento. 19.13.3.3- Devem ser previstas plataformas para descanso. 19.13.3.4- A largura dos degraus deve ser de, pelo menos, 400 mm. 19.13.3.5- Os degraus devem ser igualmente espaçados de uma distância máxima de 300mm. 19.13.3.6- Os degraus devem ser formados de duas barras quadradas de aço (22 x 22 mm, canto para cima). 19.13.3.7- As escadas devem ter balaustradas em ambos os lados. 19.13.4- Acesso a porões de carga 19.13.4.1- A abertura livre de escotilhões de acesso deve ser de, pelo menos, 600 x 600 mm. 19.13.4.2- Braçolas de escotilhõs de acesso com altura maior que 900 mm devem ter, também, degraus no lado de fora. 19.13.5- Acessibilidade dentro de porões de carga 19.13.5.1- Porões de carga devem ser providos com, no mínimo, duas escadas tão afastadas quanto possível. Se possível, estas escadas devem ser arranjadas diagonalmente, partindo da linha de centro do navio. 19.13.5.2- Escadas devem ser projetadas e arranjadas de modo que sejam minimizados os riscos de avaria pelo equipamento de movimentação de carga. 19.13.5.3- Escadas quebra-peito podem ser permitidas, desde que elas sejam arranjadas em cima, uma da outra, em linha com outras escadas para as quais elas dão acesso, e que posições de descanso sejam previstas, separadas de, não mais, que 9 metros. 19.13.2.3- Construção de Escadas A construção de escadas deve ser como descrito em 19.13.3. Entretanto, arranjos e resistência devem ser adequados para os tipos de carga passíveis de serem transportados.
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SEÇÃO 20
ACOMPANHAMENTO DOS SERVIÇOS NO ESTALEIRO
20.1 - RESPONSABILIDADE PELA EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS O estaleiro deve assegurar, atraves de supervisão cuidadosa, perfeita execução de serviços correspondentes aos planos aprovados pelo Bureau Colombo.
20.2 - ABERTURAS E BORDAS DE CHAPAS Todas as aberturas em peças estruturais devem ser bem arredondadas. O raio de arredondamento não deve ser inferior à espessura da chapa. Em pontos altamente solicitados, o raio de arredondamento deve ser de, pelo menos, 3 vezes a espessura da chapa. Aberturas maiores no convés de passagem e no convés resistente, dentro de 0,7.L, a meio-navio, devem ter um raio de arredondamento de, pelo menos, 10 vezes a espessura da chapa. Todas as bordas de chapa devem ser cuidadosamente alisadas. Deve ser tomado cuidado especial para evitar ou remover entalhes. Devem ser previstos furos de drenagem (escalopes) para evitar que água de chuva, de vazamento ou residual, se acumule em cantos ou em bordas de chapas.
20.3 - PEÇAS ESTRUTURAIS TRABALHADAS A FRIO Quando chapas forem trabalhadas a frio (por exemplo, por flangeamento ou dobramento), o raio de curvatura não deve ser inferior a duas vezes a espessura da chapa. Se possível, o raio de curvatura deve ser igual a, pelo menos, três vezes essa espessura. Quaisquer rebarbas devem ser removidas antes do trabalho a frio. As peças trabalhadas a frio, particularmente nos limites de pontos trabalhados a frio, devem ser verificadas quanto a trincas incipientes.
20.4 - POSICIONAMENTO FORÇADO Na montagem e no posicionamento forçado de peças estruturais, devem ser evitadas grandes tensões locais. Devem ser evitados posicionamentos forçados ao término de soldagens e rebitagens.
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SEÇÃO 21
NAVIOS PETROLEIROS 21.1 - GENERALIDADES
21.1.1 - Aplicação 21.1.1.1 - As determinações seguintes se aplicam a petroleiros com máquina à ré, um convés resistente contínuo e, pelo menos, duas anteparas longitudinais contínuas na região dos tanques de carga, transportando óleo, à granel, com um ponto de fulgor (teste de cuba fechada) não excedendo 60 oC e cuja pressão de vapor Reid está abaixo da pressão atmosférica. 21.1.1.2 - Para efeito desta Seção, óleo significa petróleo em qualquer forma, inclusive óleo crú, produtos refinados, lama de óleo, resíduos e outros produtos líquidos que apresentam riscos semelhantes. 21.1.1.3 - Para efeito desta Seção, óleo crú significa qualquer óleo encontrado naturalmente no solo, tratado ou não, para o tornar transportável, e inclui: a) óleo crú do qual certas frações destiladas podem ter sido removidas, ou b) óleo crú ao qual certas frações destiladas podem ter sido adicionadas. 21.1.2 - Símbolos de Classe 21.1.2.1 - Se medidas (construtivas especiais, separação de tubulações, revestimento de tanques, etc) permitem o transporte simultâneo de vários óleos e produtos de petróleo, a seguinte anotação será feita no Certificado: “Adequado para o transporte de diversos produtos de petróleo.” 21.1.2.2 - Navios destinados para transportar alternativamente líquidos, a granel, com ponto de fulgor (teste de cuba fechada) não excedendo 60oC, e carga seca. 21.1.2.3 - Navios petroleiros destinados a transportar líquido, a granel, com ponto de fulgor (teste de cuba fechada) acima de 60 oC ou cuja densidade excede 1,025 toneladas/metro3, ou líquidos de propriedades diferentes, que apresentem riscos diferentes da classificação de líquidos mencionados em 21.1.1.2, serão especialmente considerados como navios-tanque para carga especial. Estes navios podem ter a anotação Navio-Tanque Especial, Navio-Tanque para Asfalto, Navio-Tanque para Óleo Comestível, Navio-Tanque para Vinho, etc., afixada ao símbolo de classe. 21.1.3 - Flutuabilidade Com respeito à comprovação de flutuabilidade avariada, para petroleiros com mais de 150 metros de comprimento, vide a Convenção de Linha de Carga, 1966. 21.1.4 - Projeto Estrutural 21.1.4.1 - Fundo, teto do fundo duplo e convés resistente devem ser longitudinalmente estruturados. Os costados e anteparas longitudinais devem ser igualmente reforçados longitudinalmente. 21.1.4.2 - Os corpos de vante e de ré, fora da região de tanques de carga, podem ser estruturado, tanto longitudinal como transversalmente. 21.1.4.3 - Na transição da estrutura longitudinal e transversal, será mantida adequada continuidade de resistência.
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21.1.5 - Tamanho dos Tanques de Carga
A largura livre da boca de tanques de carga não deve exceder 0,6.B, e o comprimento livre do tanque de carga não deve exceder 0,1.L ou 15 metros. O maior comprimento pode ser adotado. O comprimento livre é a distância entre anteparas transversais, considerando as anteparas- diafragma. Deve ser observada a Regra 24 da Convenção Internacional para Prevenção de Poluição por Navios, 1973, com relação às limitações nacionais relevantes, se existirem. 21.1.6 - Arranjo e Divisão dos Compartimentos
21.1.6.1 - Generalidades
21.1.6.1.1 - As determinações constantes de 21.1.6.2 e 21.1.6.9 à 21.1.6.12 aplicam-se somente a navios de AB (Arqueação Bruta = “Gross Register Tons” ) 500 e acima. 21.1.6.1.2 - Exceto como definido abaixo, os termos utilizados nesta Seção têm a seguinte definição, em conformidade com a Regra 3, Capítulo II-2, SOLAS 1974: a) Área de carga - significa tanques de carga, compartimentos para tanques de carga, cofferdams,
compartimentos de bombas de carga, tanques de lastro, bem como outros tanques e compartimentos adjacentes a tanques de carga e a área acima destes compartimentos;
b) Convés de carga - significa um convés aberto dentro da área de carga: (i) que forma o topo superior de um tanque de carga, ou (ii) acima do qual são instalados tanques de carga, escotilhões de tanques, escotilhões para limpeza de tanques, aberturas de sondagem e furos de inspeção, bem como bombas, válvulas e outros acessórios necessários para carga e descarga.
21.1.6.2 - Praças de máquinas de Categoria A devem ser localizadas à ré dos tanques de carga e tanques de borra, e isoladas deles por cofferdams, compartimentos de bombas de carga ou tanques de óleo combustível; eles devem ser localizados, também, à ré de tais compartimentos de bombas de carga e cofferdams, mas não condicionalmente à ré dos tanques de óleo combustível. Mas, a parte inferior do compartimento de bombas pode formar recessos dentro de praças de máquinas para instalação de bombas, caso a altura do recesso, em geral, não ultrapasse 1/3 do pontal acima da quilha. Em caso de navios de até 25.000 toneladas de DWT, onde se pode demonstrar que, por razões de acesso e arranjos satisfatórios de tubulação, isto é impraticável, o BC pode permitir um recesso com altura até à metade do pontal acima da quilha. 21.1.6.3 - Tanques de carga devem ser divididos por cofferdams de todos os compartimentos situados fora da área de carga. 21.1.6.4 - Os seguintes compartimentos podem servir como cofferdams: compartimentos de bombas sem conexão direta com praças de máquinas, corredores e compartimentos de acomodações, tanques de óleo combustível, espaços vazios e compartimentos similares. A distância livre entre anteparas de cofferdams deve ser, no mínimo, 600 mm. 21.1.6.5 - Quando compartimentos estanques à gás se limitam, canto a canto, à tanques de carga, eles devem ser separados, por cofferdams, dos tanques de carga. Nesses cantos podem ser permitidas chapas diagonais. Se esses cofferdams forem acessíveis, eles devem ter ventilação, caso contrário, eles devem ser preenchidos com uma massa adequada. 21.1.6.6 - Em navios especiais transportando produtos e substâncias, de acordo com 2.4, podem ser exigidos cofferdams entre tanques de carga e tanques de óleo combustível, devido aos riscos apresentados e propriedades especiais desses produtos. Onde são transportados somente líquidos não perigosos, com um ponto de fulgor (teste de cuba fechada) acima de 60oC, e sem riscos, devidos a outras propriedades dos produtos, podem ser dispensados os cofferdams. A seguinte observação será anotada no Certificado: “Não adequado para líquidos com pontos de fulgor de 60°C e abaixo; faltam cofferdams na parte de vante e/ou de ré do navio.” 21.1.6.7 - Se nos fundos duplos forem arranjadas quilhas-duto para tubos, deve ser observado o seguinte: a) Quilhas-duto para tubos não podem ter ligações diretas com praças de máquinas;
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b) No mínimo, duas aberturas de acesso com tampas estanques à água devem ser previstas, espaçadas da distância máxima possível entre si. Uma destas aberturas pode conduzir para dentro do compartimento de bombas de carga. Outras aberturas devem levar ao convés aberto.
c) Deve ser prevista ventilação mecânica adequada para uma quilha-duto para permitir suficiente ventilação antes do acesso.
21.1.6.8 - O efeito de instalações de aquecimento em compartimentos adjacentes deve ser observado. Compartimentos contendo fornalhas, caldeiras, máquinas propulsoras ou instalações elétricas pelas quais possam ser inflamados vapores de óleo, devem ser separados de compartimentos contendo tubulações e bombas de carga por anteparas estanques à gás. Se compartimentos de bombas forem iluminados através de janelas com vidros nas anteparas, estas devem ser protegidas efetivamente contra danos mecânicos e devem ser previstas com tampas de combate fortes, fixadas do lado da praça de máquinas. As janelas devem ser construídas de modo que o vidro e a vedação não sejam prejudicados pelas deformações elásticas do navio. O vidro e a tampa de combate devem ter a mesma resistência que a antepara, e não devem comprometer a integridade da antepara. A janela deve apresentar a mesma proteção contra incêndio e fumaça que a antepara intacta. 21.1.6.9 - Compartimentos de acomodações, estações principais de controle de carga, estações de controle e compartimentos de serviço, devem estar situados à ré de todos os tanques de carga, tanques de borra, compartimentos de bombas de carga e cofferdams que separam tanques de carga ou tanques de borra de praças de máquinas de Categoria A. Qualquer antepara separando um compartimento de bombas de carga, incluindo a entrada para o compartimento de bombas, de compartimentos de acomodações e de serviço, bem como estações de controle, deve ser construída conforme o tipo A-60. Onde considerado inevitável, acomodações, estações de controle, compartimentos de máquinas outros que aqueles da Categoria A e compartimentos de serviço, podem ser permitidos à vante de todos os tanques de carga, tanques de borra, praças de bombas de carga e cofferdams, se for previsto um padrão de segurança equivalente e uma disponibilidade apropriada de dispositivos de combate à incêndio atendendo às exigências do BC. 21.1.6.10 - Onde as instalações de um posto de comando acima dos tanques de carga é comprovadamente inevitável, ele deve ser utilizado exclusivamente para a navegação e ser separado por um compartimento aberto com uma altura de, no mínimo, 2m acima do convés dos tanques de carga. 21.1.6.11 - Devem ser previstos dispositivos que protejam as áreas de acomodações e de serviço, de vazamentos de óleo no convés. Isto pode ser conseguido por uma braçola contínua, permanente, de altura adequada (aproximadamente 150 mm, não menor que 50 mm acima da borda superior do cintado), se estendendo de bordo a bordo. Instalações de carregamento pela popa devem ser especialmente consideradas. 21.1.6.12 - Para paredes frontais a tanques de carga de superestruturas e casarias contendo compartimentos de acomodações e de serviço, aplicam-se as seguintes Regras que prevalecem, também, para paredes laterais de superestruturas e casarias, em uma região de 5 metros à partir da parede frontal das mesmas, com exceção de entradas para passadiço: a) Nas paredes não podem ser previstas portas, exceto para compartimentos, tais como,
estações de controle de carga e paióis que não têm acesso a compartimentos de acomodações e de serviço. Onde tais portas foram previstas, devem ser isoladas as paredes dos respectivos compartimentos, do tipo A-60. Tampas de aço parafusadas para montagem e desmontagem de máquinas podem ser previstas nas paredes;
b) Janelas em tais paredes devem ser fixas, com exceção de janelas no passadiço, que podem ser aptas para serem abertas;
c) Janelas no nível do convés de carga devem ser previstas com tampas de combate, internas, de aço ou outro material equivalente.
21.1.7 - Superestruturas
21.1.7.1 - Conforme Regra 39 da Convenção de Borda-Livre, 1969, uma altura mínima de proa é exigida na perpendicular de vante, a qual pode ser obtida através de tosamento, à partir de 0,15.L (da perpendicular de vante) ou por um castelo de, pelo menos, 0,07.L em comprimento.
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21.1.7.2 - As gaiutas de praças de máquinas e de caldeiras devem ser protegidas por um tombadilho ou, alternativamente, por uma casaria de altura e resistência equivalente à do tombadilho desprotegido. As anteparas da extremidade do tombadilho devem ser determinadas conforme Seção 15. 21.1.7.3 - Aberturas para portas em anteparas de extremidade devem ser dotadas de dispositivos de fechamento estanque ao tempo. A altura das soleiras deve ser, no mínimo, 380mm. As respectivas exigências da Convenção de Borda-Livre devem ser observadas. 21.1.8 - Passarela e Borda-Falsa
21.1.8.1 - Deve ser prevista uma passarela fixa e contínua, de ré para vante, entre superestruturas (ou casarias) de ré, da meia-nau e vante. A parte de vante de uma passarela entre castelo e passadiço (ou casaria da meia-nau) pode ser suspensa se não houver acomodações no castelo. Onde não houver passadiço (ou casarias da meia nau), e todos os compartimentos de acomodações e de serviços estiverem localizados na popa, a passarela de ré para vante pode ser suspensa completamente. Mas, devem ser previstos arranjos adequados para dar acesso seguro à parte de vante do navio. Devem ser observados os respectivos regulamentos das autoridades nacionais competentes. 21.1.8.2 - Anteparas não devem se estender mais que a metade do comprimento do convés exposto. Onde trunks são arranjos entre as superestruturas, um corrimão aberto deve ser instalado. 21.1.9 - Ventiladores
21.1.9.1 - Ventiladores para compartimentos sob o convés de borda-livre, devem ser de construção forte ou eficientemente protegidos por superestruturas e outros meios equivalentes. 21.1.10- Proteção Catódica
21.1.10.1- Sistemas de corrente impressa e anodos de magnésio não são permitidos em tanques de óleo de carga. Não há restrição a anodos de zinco. 21.1.10.2- Se forem instalados em tanques, eles devem ser fixados seguramente à estrutura. Devem ser submetidos desenhos mostrando a localização e a fixação. 21.1.10.3- Anodos de alumínio somente serão permitidos em tanques de carga em locais onde a energia de queda potencial não exceda 275 N.m. A altura de queda do anodo será medida do fundo do tanque ao centro do anodo. Como peso, deve ser utilizado o peso do anodo instalado, incluindo acessórios de montagem e inserções. Se os anodos de alumínio estiverem localizados em superfícies horizontais ou um pouco acima, como em travessas de anteparas e escoas de não menos de 1m de largura e dotadas de flange ou barra-face na vertical se projetando pelo menos 75 mm acima da superfície horizontal, a altura de queda do anodo pode ser medida desta superfície. Anodos de alumínio não devem ser localizados sob escotilhas de tanques ou aberturas para lavagem dos tanques, para evitar que peças metálicas possam cair nos anodos, a menos que eles estejam protegidos pela estrutura adjacente. 21.1.10.4- Os núcleos dos anodos devem ser de aço naval ou outro aço soldável e devem ser de suficiente rigidez para evitar ressonância. Eles devem ser de madeira para que suportem os anodos, mesmo quando estiverem gastos. Os núcleos devem ser fixados à estrutura através de solda contínua de seção adequada. Deve ser observado que a soldagem não foi utilizada em regiões de entalhes que aumentam a concentração de tensões. Alternativamente, eles podem ser fixados por parafusos a suportes separados, utilizando, pelo menos, 2 parafusos com contra-porcas. Além disso, podem ser aceitas fixações mecânicas patentes, aprovadas. Quando inserções de anodos ou suportes são soldados à estrutura, eles devem ser arranjados de modo que as soldas fiquem fora de pontos de aumento de tensão. Recomenda-se que os suportes nas extremidades de um anodo não sejam fixados a itens separados passíveis de se moverem independentemente. Além disso, serão aceitas fixações mecânicas patentes, aprovadas.
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21.1.11- Tintas à Base de Alumínio Tintas à base de alumínio não podem ser utilizadas em tanque de carga, conveses de tanques na região de tanques de carga, compartimentos de bombas, cofferdams e outras regiões onde podem se acumular gases inflamáveis. 21.1.12- Aberturas nos Tanques
21.1.12.1- Abertura em tanques como, por exemplo, aberturas para limpeza de tanques, bujões de ulagem ou sondagem e aberturas de inspeção, não podem ser arranjadas em espaços fechados. 21.1.12.2- Bujões de ulagem e sondagem e aberturas de inspeção devem ser instalados tão alto quanto possível, por exemplo, na tampa dos escotilhões. As aberturas devem ter tampas estanques ao óleo, que fecham automaticamente, após o término da operação de sondagem. As tampas podem ser de aço, bronze ou latão, mas não de alumínio. No uso de tampas feitas de plástico reforçado com vidro ou outro material sintético, deve ser observado H. 21.1.12.3- Onde são previstas aberturas de convés para ligações de cabos para levantar andaimes, deve ser observado o seguinte: a) O número e posição dos furos no convés deve ser aprovado. b) Os furos podem ser fechados através de bujões de aço, bronze, latão ou material sintéico, mas
não de alumínio. O material utilizado deve ser adequado para todos os líquidos a serem transportados.
c) Bujões de metal devem ter roscas finas. Devem ser mantidas transições lisas das roscas nas bordas superior e inferior do chapeamento do convés.
d) Onde serão utilizados bujões de material sintético, deve ser comprovado junto ao BC que os bujões mantêm um selo estanque a gás, efetivo até o fim dos primeiros 20 minutos do teste do fogo padrão, como definido Capítulo II-2, Parte A, Regras 3 (b), SOLAS 74, supondo que a parte superior é exposta às chamas.
e) Devem ser mantidos, pelo menos, 10% do número total de bujões, como sobressalentes. 21.1.12.4- Dentro de tanques de carga não podem ser instaladas portas de visita para o fundo duplo. Recomenda-se que, geralmente, o acesso a tanques de fundo duplo localizados sob tanques de óleo de carga, seja previsto por dutos à partir do convés aberto ou através de portas de visita em uma quilha-duto para tubos, conforme 21.1.6.7. Onde são transportados somente líquidos não perigosos em tanques de carga, portas de visita podem ser instaladas em casos especiais no chapeamento do fundo duplo, desde que aprovadas pela Administração, mas não em tanques de fundo duplo de óleo combustível. 21.1.13- Espessura Mínima
Todas as partes estruturais de tanques de carga não podem ter uma espessura menor que: t = 5,5 + L/25 [mm] , para elementos estruturais principais e estruturas restantes tmin = 6,5 (k)1/2 Não é permitido reduzir a espessura mínima para serviço restrito. 21.1.14- Proteção Contra Corrosão
21.1.14.1- Onde for aplicada uma proteção efetiva contra corrosão, a espessura dos elementos estruturais protegidos pode ser reduzida. 21.1.14.2- Para elementos estruturais também solicitados à compressão, a espessura pode ser reduzida somente comprovando resistência adequada a flambagem. 21.1.14.3- Nos desenhos à serem submetidos para aprovação, devem ser indicadas, tanto as espessuras reduzidas previstas como as espessuras exigidas pelas Regras de Construção. Os desenhos devem, também, ser colocados a bordo do navio. 21.1.14.4- Juntamente com os desenhos, devem ser submetidas, também, uma descrição do sistema previsto de proteção contra corrosão, bem como as particularidades de sua adequabilidade para os respectivos campos de aplicação.
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21.1.15- Teste dos Tanques de Carga
21.1.15.1- Tanques de carga e cofferdams devem ser, se possível, testados por coluna d’água, antes do lançamento ou no dique seco. As anteparas de tanques de carga e cofferdams devem ser testadas, no mínimo, de um lado. Os testes devem ser executados antes da aplicação da primeira de mão de tinta. O teste por coluna d’água pode ser feito, também, após o lançamento, quando o teste na carreira ou no dique não for possível. 21.1.15.2- Para tanques de carga, é exigida uma coluna d’água de 2,5 metros acima do topo dos tanques. Para cofferdams, uma coluna d’água até o topo das aberturas de acesso é suficiente. 21.1.15.3- Mediante acordo, pode ser executado um teste combinado por ar comprimido e coluna d’água, em vez de um teste completo de coluna d’água conforme,21.1.15.1 e 21.1.15.2. O teste de estanqueidade por ar comprimido deve ser executado na carreira. A pressão do ar não pode exceder 0,2 bar. Devem ser observados os procedimentos de segurança a fim de reduzir a um mínimo os riscos de acidente. 21.1.15.4- Tanques de carga dotados de válvulas de alívio de pressão e/ou destinados ao transporte de cargas com uma densidade de mais que p = 1,025 t/m
3 serão testados com uma coluna d’água acima do topo do tanque de, no mínimo:
hp = 2,5 . r ou pV [m] (adotar o maior valor) ρ = densidade do líquido, em [t/m3] pV = pressão de ajuste da válvula de alívio de pressão, em [bar], se a válvula de alívio de
pressão for instalada; pVmin = 0,2 [bar] , para tanques de carga de petroleiros ( vide Seção 3, item 3.4.1).
21.2 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL
21.2.1 - Os cálculos de momentos fletores longitudinais e forças cortantes, bem como o de módulo da seção mestra, devem ser realizados conforme Seção 4.
21.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO, DO CONVÉS E DO TETO DO FUNDO DUPLO
21.3.1 - A espessura do chapeamento do fundo, convés e teto do fundo duplo deve ser determinada para obter o módulo de seção mestra exigido conforme Seção 4. Além disso, as espessuras do chapeamento do costado, do convés e teto do fundo duplo não podem ser menores que o exigido conforme Seção 5, Seção 6 e Seção 7, respectivamente. 21.3.2 - Para reforços nas extremidades das superestruturas, vide Seção 14, item 14.1.4. 21.3.3 - As espessuras dos chapeamentos não podem ser menores que as espessuras mínimas conforme e as espessuras t1 e t2, conforme, respectivamente.
21.4 - LONGITUDINAIS DO COSTADO E LONGITUDINAIS DO CONVÉS
Os escantilhões de longitudinais do costado e de longitudinais de convés devem ser determinados conforme a Seção 8, item 8.2. Os módulos de seção não podem ser menores que W2, definido na Seção 11, item 11.2.3.1.
21.5 - RESISTÊNCIA DE VIGAS E GIGANTES
21.5.1 - Generalidades
21.5.1.1 - As vigas e gigantes devem ser reforçadas por reforços verticais e horizontais. Na região de 0,1.m (m = vão livre da viga ou gigante), a partir do suporte, o espaçamento dos reforços não deve ser maior que 60.t (t = espessura da alma). Na região com tensões elevadas as almas devem ser reforçadas por reforços instalados, paralelos à barra-face. Vigas longitudinais devem ser reforçadas longitudinalmente.
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21.5.1.2 - Borboletas contra flambagem devem ser espaçadas não mais que 12.b (b = largura da barra-face) ou 3 metros e instaladas, também, nas extremidades de borboletas de gigantes. As barras-face devem ser adicionalmente suportadas por borboletas contra flambagem nos arredondamentos, bem como em linha com as barras-face das travessas. 21.5.1.3 - Borboletas colocadas nos cantos de gigantes e borboletas contra flambagem colocadas em longitudinais devem ter uma transição suave nas suas extremidades inferiores. 21.5.1.4 - As gigantes devem ser particularmente reforçadas para resitir a carregamentos atuando verticalmente em suas almas, quando navios são carregados e descarregados ao largo. 21.5.1.5 - Passagens de dreno de óleo e de ar, o menor possível, e bem arredondadas, devem ser previstas para facilitar eficiente drenagem e ventilação dos vapores. Perto dos pontos de engastamento dos reforços e vigas, bem como das extremidades das borboletas, não podem ser colocadas aberturas, nem para passagens de solda. 21.5.2 - Análise de Tensões
21.5.2.1 - Uma análise de tensões tridimensional deve ser feita para vigas e gigantes para as condições de carregamento resultantes do arranjo de tanques e dos calados. Os cálculos para longarinas e gigantes transversais devem ser executados, no mínimo, para as seguintes condições de carregamento: a) tanque central cheio, tanques laterais vazios, calado H1 = D/4 (ver Fig. 21.1.a) b) tanque central cheio, tanques laterais vazios, calado H2 = HMAX (ver Fig. 21.1.b) c) tanque central cheio, tanques laterais vazios, pressão externa conforme banda de 20 graus, 1ado
do convés imerso. d) tanques laterais cheios, tanque central vazio, calado H3 = Hmin na condição de lastro (ver Fig.
21.1.d); d) tanques laterais cheios, tanque central vazio, calado H4 = HMAX na condição de lastro, H4min = H/3
(H= calado de verão) As condições de carregamento, conforme Fig. 21.1, se aplicam analogamente para navios petroleiros com 3 e mais anteparas longitudinais e/ou casco duplo. 21.5.2.2 - No caso das condições de carregamento b) e e), os seguintes carregamentos dinâmicos externos devem ser adicionados à pressão de água resultante do calado: a) Para o costado do navio: pd = (10.po ) / (10+z1) [kN/m2] , acima da linha d’água pd = po . [1- (z2 / 2.H)] [kN/m2] , abaixo da linha d’água H = calado H2 ou H4 , em [m] po = pD (carregamento de conveses expostos ao tempo, calculado como mostrado na Seção 3,
item 3.2.1.1) z1 = distância vertical desde a linha d’água até a viga ou gigante, medida para cima da linha
d’água, em [m]
z2 = distância vertical desde a linha d’água até a viga ou gigante, medida para baixo da linha d’água, em [m]
b) para o fundo pd = po / 2 [kN/m2]
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21.5.2.3 - Os carregamentos internos dos líquidos devem ser determinados conforme as fórmulas para p’1 , conforme Seção 3, item 3.4.1. Como pressão mínima de abertura das válvulas de alívio de pressão, deve ser adotada 7 a 0,2 bar. 21.5.3 - Escantilhões 21.5.3.1 - Sob as hipóteses de carregamento conforme 21.5.2. os seguintes valores de tensão não devem ser excedidos nos gigantes transversais e nas vigas de anteparas: tensões de flexão e axiais normais: σx = 180/k [N/mm2]
tensõesde cisalhamento: τ = 100/k [N/mm2]
tensão combinada: ]/[/2003 2222 mmNkzxzxV =⋅+⋅−+= τσσσσσ
σx = tensão na direção longitudinal da viga
σz = tensão vertical à direção longitudinal da viga.
Os valores de tensão conforme, não devem ser excedidos pelo carregamento através de p2
conforme a Seção 3, item 3.4.1 21.5.3.2 - Em longarinas e sicordas, a tensão combinada resultante da flexão local da viga e flexão longitudinal do casco do navio sob carregamento do mar, não pode exceder 0,9.σσσσS (σσσσS = limite de
escoamento do material). 21.5.3.3 - A resistência à flambagem de vigas e gigantes deve ser verificada. Ver Seção 2, item 2.6. 21.5.3.4 - A espessura de alma de vigas longitudinais de convés reforçado longitudinalmente não pode ser menor que:
][133,1 1 mme
zat
oD
−⋅⋅⋅= σ
σD = tensão de compressão máxima, em [N/mm2] , no plano do convés z1 = distância vertical do centro do painel de alma considerado ao convés, em [m] eo = distância do eixo neutro da seção mestra ao convés, em [m].
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21.5.3.5 - A espessura de alma de longarinas do fundo reforçadas longitudinalmente não pode ser menor que:
][133,1 2 mme
zat
oB
−⋅⋅⋅= σ
σB = máxima tensão de compressão no plano do fundo, em [N/mm2] z2 = distância vertical do centro do painel de alma considerado à linha base, em [m] eo = distância do eixo neutro da seção mestra à linha base, em [m]. Quando é prevista a docagem do navio sob as longarinas, deve ser comprovado que os escantilhões são suficientes para os carregamentos da docagem. 21.5.3.6 - Travessas A área seccional das travessas não pode ser menor que:
100,][105
100,][0045,095
10
24
2
22
>⋅
⋅=
≤⋅−
⋅=
λλ
λλ
paracmp
f
paracmp
f
k
k
λ = m/i = grau de esbeltez m = vão sem apoio, em [cm] i = raio de giração = (J / fk )
1/2 [cm] J = menor momento de inércia, em [cm4] p = carregamento p1, p’1 ou pD, em [kN/m2], conforme Seção 3, item 3.4. Como primeira
aproximação, p = A.p [kN], onde A = área suportada por uma travessa, em [m2] fk deve ser determinado definitivamente para a força p, resultando do cálculo da resistência transversal do gigante.
21.6 - ANTEPARAS LONGITUDINAIS E TRANSVERSAIS ESTANQUES A ÓLEO 21.6.1 - Generalidades 21.6.1.1 - As anteparas devem ser reforçadas por prumos ou travessas, combinadas com vigas ou gigantes horizontais e verticais ou estruturas equivalentes. 21.6.1.2 - Anteparas de cofferdams devem ser estanques ao óleo. Se elas formam limites de tanques de carga, devem ter a mesma resistência que as anteparas de tanques de carga. Se elas formam limites de tanque de armazenamento, seus escantilhões devem ser determinados conforme a Seção 10. Em outros casos, são suficientes escantilhões como para anteparas comuns estanques à água, conforme a Seção 10. 21.6.1.3 - Anteparas longitudinais podem ter aberturas dentro de cofferdams, exceto nas fiadas reforçadas, superior e inferior. Fora da região dos tanques de carga, as anteparas não devem terminar abruptamente; deve ser prevista uma transição gradual com as longarinas e sicordas adjacentes. 21.6.1.4 - Anteparas longitudinais corrugadas só podem ser corrugadas na direção horizontal. As fiadas superior e inferior das anteparas longitudinais, conforme 21.6.2.2, não podem ser corrugadas. 21.6.1.5 - Para comprovação de suficiente resistência à flambagem de anteparas longitudinais, vide Seção 4, item 4.4.2. Como primeira aproximação, a espessura crítica das fiadas superiores das anteparas longitudinais reforçadas longitudinalmente pode ser determinada conforme o item 21.5.3.4 ou 21.5.3.5 (ver, também, o item 21.1.14.1)
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21.6.2 - Escantilhões
21.6.2.1 - Definições
k = fator de material, conforme a seção 1; k =1 para aço naval comum a = espaçamento dos prumos, em [m] e = espaçamento, em [m], entre vigas e gigantes entre si, do fundo ou convés e das anteparas,
respectivamente m = vão sem apoio, em [m], conforme a Seção 2, item 2.3 p = carregamento p1 , p’1 ou pd, em [kN/m2] , conforme Seção 3, item 3.4. Prevalece o maior
valor. p2 = pressão em [N/m2] , conforme a Seção 3, item 3.4 “engastado” ou “simplesmente apoiado” =
ver a Seção 2, item 2.4 21.6.2.2 – Chapeamento
a) A espessura do chapeamento não pode ser menor que: t1 = 1,13.a.(p.k)1/2 + 1,5 [mm] para anteparas transversais t1 = 1,20.a.(p.k)1/2 + 1,5 [mm] para anteparas longitudinais t2 = 0,92.a.(p2.k)1/2 + 1,5 [mm]
tmin = ver item 21.1.13 b) As fiadas superior e inferior das anteparas longitudinais devem possuir uma largura de, no
mínimo, 0,1.D, e suas espessuras não podem ser menores que: tmin = 0,75xespessura do chapeamento do convés, para a fiada superior do chapeamento tmin = 0,75 x espessura do chapeamento do fundo, para a fiada inferior do chapeamento
c) A espessura do chapeamento de anteparas corrugadas não pode ser menor que:
tcrit = b / (68.k1/2), onde b = largura da barra face da corrugada 21.6.2.3 – Prumos
a) O módulo de seção de prumos de antepara e de elementos de antepara corrugada de anteparas longitudinais e transversais, bem como de travessas e elementos de anteparas transversais considerados engastados em ambas as extremidades, não pode ser menor que:
W1 = 0,55.k.a.m2.p [cm3]
W2 = 0,44.k.a.m2.p2 [cm3]
Onde uma ou ambas as extremidades forem simplesmente apoiadas, o módulo de seção deve ser aumentado em 50%. Para elementos de antepara corrugada, a largura do elemento e (mostrado na Figura 10.4) deve ser utilizada, ao invés de a (vide, também a Seção 10, item 10.2.4)
b) O módulo de seção de travessas em anteparas longitudinais deve ser determinado como para
cavernas longitudinais, conforme a Seção 8, item 8.2, mas não pode ser menor que W2 no item 21.6.2.3.a.
c) Onde os escantilhões de prumos e vigas que não fazem parte dos elementos estruturais
longitudinais ou transversais são determinados conforme cálculos de resistência, os seguintes valores de tensão não devem ser ultrapassados: quando solicitado pelo carregamento p: σb = 150/k [N/mm2] ; τ = 100/k [N/mm2] quando solicitado pelo carregamento p2: σb= 185/k [N/mm2] ; = 120/k [N/mm2] ;
]/[/220.3 222 mmNkbV =+= τσσ
d) Para prumos e vigas que são parte de elementos estruturais transversais ou longitudinais, deve
ser observado, adicionalmente, o item 21.5.3.
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e) A fixação da extremidade de prumos de antepara por borboletas deve ser executada conforme a Seção 2, item 2.4. As borboletas devem ser determinadas pelo módulo de seção dos prumos. As borboletas devem ligar os prumos com a viga adjacente, ou se extender até a próxima caverna ou vau.
f) Para a fixação das extremidades de elementos de anteparas corrugadas deve ser observada a
Seção 2, item 2.4.3 g) A espessura da alma dos prumos não deve ser menor que a espessura mínima definida no item
21.1.13. h) A travessa mais inferior de uma antepara transversal não deve ser colocada a uma distância
maior que 300 mm das extremidades superiores das borboletas dos longitudinais do fundo. i) Os prumos devem ser contínuos nas vigas. Eles devem ser ligados às almas das vigas para que
a força de suporte possa ser transmitida observando τzul = 80/k [N/mm2] 21.6.2.4 - Vigas nas anteparas
a) As seguintes fórmulas só [podem ser utilizadas para a determinação dos escantilhões como uma primeira aproximação. posteriormente, deve ser realizada uma análise de tensões para o sistema de vigas. para tensões admissíveis, ver 21.6.2.3.3.
b) Vigas horizontais e verticais não formando um anel fechado com vigas do fundo e convés ou com
escoas:
W1=0,83.k.e.m2.p [cm3]
W2=0,66.k.e.m2.p2 [cm3] c) Para vigas verticais e horizontais em anteparas transversais formando um anel fechado com
vigas do fundo e do convés ou com escoas:
W1=0,55.k.e.m2.p [cm3]
W2=0,44.k.e.m2.p2 [cm3] d) Vigas em anteparas longitudinais devem ser determinadas pela análise de tensões definida no
item 21.5.2.
21.7 - ANTEPARAS-DIAFRAGMA
21.7.1 - Generalidades
21.7.1.1 - A área de perfuração em anteparas-diafragma deve ser aproximadamente 5 a 10% da área da antepara. 21.7.1.2 - As fiadas superior e inferior de uma antepara central executada com uma antepara-diafragma devem ser determinadas conforme o item 21.6.2.2.2. Na região destas fiadas devem ser evitadas grandes aberturas. A antepara central deve ser executada da maneira que transmita a tensão de cisalhamento entre fundo e convés. 21.7.2 - Escantilhões 21.7.2.1 - A espessura da chapa de anteparas-diafragma transversais deve ser dimensionada de modo a suportar as forças induzidas pelo chapeamento do costado, as anteparas longitudinais e longarinas. A tensão de cisalhamento não pode exceder 100/k [N/mm2]. Além disto, os painéis de chapeamento devem ser verificados com respeito à sua resistência contra flambagem. Em nenhum
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caso a espessura do chapeamento pode ser menor que a espessura mínima definida no item 21.1.13. 21.7.2.2 - Prumos e vigas devem ser determinados como para uma antepara estanque ao óleo, com uso do valor de pressão pd , conforme a seção 3, item 3.4.2, para a pressão p.
21.8 - ESCOTILHÕES 21.8.1 - Escotilhões de Tanques 21.8.1.1 - O número e tamanho de escotilhões deve ser limitado ao mínimo possível para o acesso e ventilação. 21.8.1.2 - Onde serão cortadas aberturas no convés para escotilhões, as aberturas devem ser, de preferência, elípticas, com o seu eixo maior na direção longitudinal do navio. Longitudinais do convés devem ser contínuas na região de escotilhões, dentro de 0,4.L, a meia-nau; onde isso não é possível, deve ser compensada a área seccional cortada. 21.8.1.3 - As braçolas de escotilhões devem ter uma espessura de, pelo menos, 10 mm. 21.8.1.4 - Tampas de escotilhões devem ser de aço com espessura de, pelo menos, 12,5 mm. Quando a sua área é maior que 1,2 [m2], devem ser previstos reforços. As tampas de escotilhões devem possuir fechamento estanque a óleo. 21.8.1.5 - Em petroleiros pequenos as espessuras mínimas, conforme 21.8.1.3 e 21.8.1.4, de 10 mm, para as braçolas de 12,5 mm para as tampas, podem ser menores, quando isso pode ser justificado pelo tamanho ou reforços adicionais dos escotilhões. 21.8.1.6 - Outros tipos de tampas de escotilhões estanques ao óleo podem ser aprovados, desde que sua equivalência possa ser demonstrada. 21.8.1.7 - Tampas de escotilhões, de material plástico estanque ao óleo, reforçado com fibra de vidro, podem ser aprovadas, desde que os seguintes determinações sejam atendidas: a) O laminado deve ser auto-extinguível. b) Um protótipo de uma tampa deve ser submetido a um teste de fogo padrão, conforme SOLAS,
1974, com as chamas atingindo, pelo lado inferior, por 20 minutos, a uma temperatura máxima de 79 oC. A tampa protótipo deve ser capaz de reter as chamas durante os primeiros 20 minutos, do teste de fogo padrão.
c) Um protótipo de uma tampa deve ser submetido a um teste no qual pode ser demonstrado que a tampa continua estanque nas condições da limpeza dos tanques com vapor. A tampa não deve se deformar no teste.
d) As peças plásticas das tampas devem ser fabricadas por oficinas homologadas pelo BC e sob fiscalização, conforme as Regras de homologação do BC.
e) Um protótipo de cada tamanho de tampas fabricadas deve suportar um teste de pressão com, pelo menos, 28 [kN/m2].
f) Deve ser comprovado que as tampas fabricadas em série têm as mesmas resistências e qualidades daquelas que foram submetidas aos testes de protótipo.
g) O dispositivo para abrir e fechar as tampas deve ser de maneira que a tampa só possa ser travada na condição completamente fechada ou completamente aberta. Uma placa indicadora com a seguinte indicação deve ser fixada na tampa: “Tampas não fechadas devem ser travadas na posição totalmente aberta.”
A instalação de tampas de escotilhões de plástico reforçado com fibra de vidro também deve ser aprovada pela autoridade nacional responsável para conferir a borda-livre. 21.8.2 - Outros Escotilhões Escotilhões para compartimentos outros que tanques de carga situados no convés resistente, em uma caixa ou no convés do castelo, também dentro de superestruturas abertas, devem ter tampas de aço estanques ao tempo, com resistência conforme a Seção 15, item 15.3.
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21.9 - DETALHES ESTRUTURAIS DAS EXTREMIDADES DO NAVIO
21.9.1 - Generalidades
21.9.1.1 - Nos seguintes regulamentos é pressuposto que o fundo no corpo de vante e de ré do navio (parte a vante da antepara de cofferdam à vante e parte à ré da antepara à ré) é estruturado transversalmente. Outras construções, quando comprovada a equivalência, podem ser aprovadas. 21.9.1.2 - Para os piques de vante e de ré, prevalecem as Regras da Seção 8, item 8.1.7. . 21.9.2 - Corpo de Vante (Proa do navio)
21.9.2.1 - Hastilhas devem ser colocadas em cada caverna. Os escotilhões devem ser determinados conforme a Seção 7, item 7.1.1.2.4. . 21.9.2.2 - Cada longitudinal do fundo, alternada, deve ser estendida para vante, quando consecutivamente possível, por uma longarina lateral intercostal, de mesma espessura e, no mínimo, a metade da altura das hastilhas. A largura de seus flanges deve ser, no mínimo, de 75 mm. 21.9.2.3 - Os costados podem ser estruturados transversal ou longitudinalmente, conforme Seção 8. 21.9.3 - Corpo de Ré (Popa do navio) 21.9.3.1 - Entre a antepara do cofferdam de ré e a antepara do pique de ré, a estrutura do fundo deve ser conforme a Seção 7. 21.9.3.2 - Os costados podem ser estruturados transversal ou longitudinalmente, conforme Seção 8.
21.10 - NAVIOS PARA O TRANSPORTE DE CARGA SECA OU ÓLEO
21.10.1 - Generalidades
21.10.1.1 - Para navios no contexto deste parágrafo, construídos para o transporte de carga seca ou óleo, prevalecem as Regras desta Seção, bem como as Regras relevantes para o transporte da respectiva carga seca. 21.10.1.2 - Carga seca e carga líquida com um ponto de fulgor (teste de cuba fechada) de 60 oC e abaixo, não podem ser transportadas simultaneamente, com exceção de sobras de óleo de carga e água contaminada por óleo de carga, quando carregadas em tanques de borra, atendendo 21.10.3. 21.10.1.3 - Antes de empregar o navio para o transporte de carga seca, toda a área de carga deve ser limpa e desgaseificada. Através da limpeza e repetidas medidas da concentração de gases, deve-se assegurar que durante o transporte da carga seca não poderão ocorrer concentrações perigosas de gases na área de carga. 21.10.1.4 - Na região dos porões de carga para óleo, devem ser evitados, tanto quanto possível, espaços vazios onde possam se formar gases explosivos. 21.10.1.5 - Aberturas utilizadas para operações de carga e descarga ou estiva de carga seca, não são permitidas em anteparas e conveses separando tanques de óleo de carga de outros compartimentos, a menos que meios alternativos aprovados sejam previstos para assegurar integridade equivalente no que se refere à divisão e estanqueidade. 21.10.2 - Reforços
21.10.2.1 - Cavernas
a) Os escantilhões de cavernas nos porões de carga para óleo devem ser determinados conforme a Seção 8, item 8.1.3.2. Borboletas contra flambagem, conforme, devem ser colocadas em intervalos adequados.
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b) Em porões de carga parcialmente cheios pode ser exigido um reforço das cavernas, dependendo da razão de enchimento.
21.10.2.2- Anteparas de Porões de Carga a) Os escantilhões de anteparas de porões de carga devem ser determinados conforme 21.2.8,
bem como conforme as Regras para navios petroleiros. Sua resistência deve, também, atender às exigências da Seção 11, item 11.4.
b) Em porões de carga parcialmente cheios pode ser exigido um reforço de anteparas, dependendo da razão de enchimento.
21.10.2.3- Escotilhas a) Os escotilhões das tampas de escotilhas devem ser determinados conforme a Seção 15, com
especial atenção ao parágrafo 15.3.1.3 . b) Em porões de carga parcialmente cheios, pode ser exigido que as tampas de escotilha sejam
reforçadas, dependendo da razão de enchimento e da localização do navio. c) Os escantilhões das braçolas de escotilhas devem ser verificados para o carregamento,
conforme a Seção 15, item 15.3.1.5 d) A forma e tamanho das tampas de escotilha e o sistema de vedação devem ser adaptados um
ao outro de modo a se evitar vazamentos causados por possíveis deformações elásticas das escotilhas.
21.10.3- Tanques de Borra (Slop-tanks) Tanques de borra devem ser circundados por cofferdams alagáveis. Um cofferdam pode ser dispensado onde um compartimento de bombas, um tanque de óleo combustível ou um tanque de carga destinado exclusivamente para óleo de carga ou água de lastro, seja localizado adjacente ao tanque de borra. Para ventilação de tanques de borra, vide Regras de Construção para Máquinas .
21.11- PEQUENOS NAVIOS PETROLEIROS 21.11.1- Generalidades 21.11.1.1- Pequenos navios petroleiros são aqueles com emnos de 100 metros de comprimento. Podem ser estruturados longitudinal ou transversalmente ou, ainda, pode ser adotado um sistema combinado com os costados do navio estruturado transversalmente e o fundo e o convés resistente, longitudinalmente. Para o convés resistente, o sistema longitudinal é recomendado. 21.11.1.2- O convés resistente pode se estender de bordo a bordo ou pode consistir de um convés principal e de um convés em caixa mais elevado. No caso de navios com conveses em caixa, os valores admissíveis de L/D para as diferentes regiões de navegação devem ser relacionados ao seguinte pontal ideal D:
D’= D + (htrunk . btrunk / B) L = comprimento do navio, em [m] (ver Seção 1) D = pontal do navio, em [m] (ver Seção 1) hrunk = a altura da caixa acima do convés principal, em [m] btrunk = largura (boca) da caixa, em [m] 21.11.1.3- Duas anteparas longitudinais estanques ao óleo ou uma antepara central estanque a óleo pode ser instalada, e devem se estender continuamente através de todos os tanques de carga, de cofferdam a cofferdam. 21.11.1.4- O comprimento livre dos tanques de carga não pode ser maior que 7 + 0,1.L [m] (vide, também, o item 21.1.5.) 21.11.1.5- Para navios petroleiros com mais de 24 metros de comprimento, deve ser fornecida a com provação de altura de proa suficiente, conforme 21.1.7.
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21.11.1.6 - Uma caixa de suficiente altura pode servir como passarela, conforme 21.1.8 21.11.2 - Vigas Principais 21.11.2.1- O módulo de seção e a área seccional da alma dos seguintes elementos estruturais principais, formando anéis fechados de suporte, longarina central, longarina lateral, gigantes do fundo, cavernas gigantes, vigas em anteparas e escoas na região de tanques de carga, devem satisfazer às seguintes exigências mínimas:
W1 = k . c . e . m2 . p [cm ]
W2 = conforme 21.6.2.3.a f1 = 0,061.k.e.m.p [cm2] f2 = 0,040.k.e.m.p2 [cm2] c = 0,9 - 0,002.L k, e, m, p , p2 : conforme o item 21.6.2.1. 21.11.2.2- Se os elementos estruturais principais em 21.11.2.1 não formam anéis fechados e são simplesmente apoiados em uma ou ambas extremidades, seus módulos de seção e áreas seccionais de alma, conforme 21.11.2.1, devem ser aumentados em 50%. 21.11.2.3- Os escantilhões dos vaus gigantes para estrutura longitudinal devem ser determinados conforme 21.11.8. 21.11.2.4- Deduções para navegação restrita não podem ser feitas para elementos estruturais principais. 21.11.3- Estrutura Transversal 21.11.3.1- Escantilhões a) O módulo de seção de cavernas na área de tanques de carga não pode ser menor que:
W1 = k . c . a . m2 . p [cm3] ou
W2 = conforme 21.6.2.3.a k e p conforme 21.6.2.1 c = 0,7, sem escoa ou apenas com escoa c = 0,6, com duas ou mais escoas e cavernas gigantes colocadas em cada gigante do fundo.
Onde não existe caverna gigante, deve ser adotado c = 0,7, mesmo onde 2 ou mais escoas são previstas.
m = vão, sem apoio, da caverna, em [m]; m, m1, m2, m3, conforme Fig. 21.2 . b) Os escantilhões do perfil da caverna devem ser mantidos ao longo de todo o pontal D. 21.11.3.2- Fixação das Extremidades e Conexões a) Nas extremidades das cavernas transversais devem ser previstas borboletas flangeadas,
conforme a seção 2, item 2.4.2. A borboleta de bojo deve contornar o bojo e ser conectada à longitudinal adjacente ao fundo. A borboleta da extremidade superior da caverna deve ser conectada à longitudinal adjacente ao convés.
b) Onde o vão sem apoio é considerável, chapas ou borboletas devem ser instaladas para suportar a caverna contra flambagem. As cavernas devem ser conectadas às escoas por chapas ou borboletas se estendendo até à barra-face da escoa, para que a força de suporte possa ser transmitida.
21.11.4- Convés
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21.11.4.1- Os escantilhões do convés resistente devem ser determinados conforme Seção 6. A espessura do chapeamento não pode ser menor que: tcrit = 103.a / (85-0,15.L) [mm] , onde é adotada estrutura longitudinal tcrit = 103.a / (65-0,2.L) [mm] , onde é adotada estrutura transversal A espessura do convés não pode ser menor que a espessura mínima definida no item 21.1.13, ou que as espessuras t1 e t2 , definidas no item 21.6.2.2.a.
21.11.4.2 - Para navios de convés caixa, o dimensionamento do convés será baseado no pontal ideal D’, definido no item 21.11.1.2. A espessura do chapeamento de convés assim obtida se aplica para o convés principal e para o convés caixa. Onde a espessura obtida para o convés excede a do fundo, contanto que o sistema estrutural e o espaçamento de cavernas seja igual no fundo e no convés, o valor médio das duas diferentes espessuras será usado para o convés e o fundo. 21.11.4.3 - O chapeamento lateral da caixa deve ser da mesma espessura do chapeamento do costado nas extremidades, levando em consideração o espaçamento da caverna, entretanto, não pode ser menor que a espessura mínima, conforme 21.1.13, nem que as espessuras t1 e t2 , definidas no item 21.6.2.2.a. 21.11.4.4 - O reforço do chapeamento da lateral da caixa deve ser similar ao do convés. Os gigantes devem ser determinadas conforme 21.11.8, como vaus gigantes, com um vão igual à altura da caixa. O módulo de seção não deve ser menor que o dos vaus gigantes a eles conectados. 21.11.5 - Chapeamento do Costado
A espessura de chapeamento do costado deve ser determinada conforme a Seção 5. Para navios com convés-caixa, a espessura se baseará no pontal ideal D’, definido no item 21.11.1.2. A espessura do chapeamento do costado não pode ser menor que as espessuras t1 e t2 , definidas no item 21.6.2.2.a. 21.11.6 - Longitudinais
21.11.6.1 - O módulo de seção deve ser determinado conforme a seção 8, item 8.2 , e não pode ser menor que W2 , definido no item 21.6.2.3.a 21.11.6.2 - Entre 0,2 L da PPAV e a antepara de vante do cofferdam, as longarinas do fundo, entre a longarina central e a antepara longitudinal lateral e o costado, devem ser aumentadas de 60%, na altura. Devem ser instaladas gigantes de fundo adicionais da mesma altura, entre as gigantes normais. 21.11.7- Vaus
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Os escantilhões dos vaus devem ser determinados conforme Seção 9. O módulo de seção não pode ser menor que W1 ou W2 , definidos no item 21.6.2.3.a 21.11.8 - Vaus Gigantes para Estrutura Longitudinal no Convés O módulo de seção e a área seccional da alma de vaus gigantes, na região de tanques de carga, não deve ser menor que: W1 = k . c . e . m
2 . p [cm3] W2 = conforme 21.6.2.3.a f 1 = 0,061 . k . e . m . p [cm
2] f 2 = conforme 21.11.2.1 k, e, c, m : conforme 21.11.2.1 p = carregamento de convés pD, conforme Seção 3, item 3.2.1.1, ou a pressão p’1, conforme a
Seção 3, item 3.4.1
Lista de Compostos Número 1
Óleos Destilados
Óleo crú Gasóleo Óleo crú contendo misturas Gasolina e misturas de gasolina Óleo diesel Combustíveis de turbina à gás Óleo de aquecimento (óleo combustível) Gasolina pesada Óleo isolante Emulsões asfálticas Óleo mineral Óleo lubrificante e misturas Óleo de motor Óleo Spindle Óleo de turbina
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Lista de Compostos Número 2
Nome dos Compostos Temp. igniçã
o 0°
Ponto de
Fulgor
°C
Dens. t/m³
Nome dos Compostos Temp. igniçã
o °C
Ponto de
Fulgor °C
Dens. t/m³
Acetona 540 - 19 0,79 Álcool n-decilico 285 82 0,83 Acetato de isopentila 380 25 0.87 Ftalato de diisobutila 160 1.04 Acetato de n-pentila 375 37 0.88 Diisobutilcetona 388 49 0.81 Acetato de sec pentila 32 0.86 Diisobuteno > - 7 0.72 Álcool pentílico 300 38 0.81 4-Hidroxi, 4 metilpentanona 640 58 0.93 Álcool n-pentílico secundário 340 34 0.81 Diciclopentadieno 32 0.98 Álcool isopentílico secundário 30 0.82 Dietil benzeno 395 56 0.87 Álcool tert-pentilico 30 0.81 Dietileno glicol 225 124 1.12 tert-Pentenos Eter dietileno glicol dietilico 82 0.91
Álcool benzilico 436 100 1.05 Eter dietileno glicol monobutilico 195 107 0.95
Acetato de isobutila 420 18 0.87 Acetato de eter dietileno glicol monotubutilico 299 116 0.98
Acetato de n-butila 370 22 0.88 Eter dietileno glicol monoetilico 190 96 1.03
Acetato de sec-butila 19 0.86 Acetato de eter dietileno glicol monoetilico 110 1.01
Álcool isobutilico 430 27 0.80 Eter dietilenoglicol monometilico 93 1.02
Álcool n-butílico 365 29 0.81 Acetato de eter dietileno glicol monometilico
82 1.04
Álcool sec-butílico 390 24 0.81 Filato de diisoctila > 500 204 0.98 Álcool tert-butílico 470 11 0.79 Ftalato de dioctila 188 0.99 Ftalato de bitilbenzilia 199 1.12 Dipenteno 237 45 0.85
1-4 Butanidiol > 395 > 65 1,0-1,05 Eter difenilico 620 115 1.07
gama Butirolactona 98 1.14 Dipropileno glicol 138 1.02
Cumeno 420 31 0.86 Eter dipropileno glicol monome-tilico 85 0.95
Ciclohexano 260 - 18 0.78 Alcool dodecilico > 100 0.84 Ciclohexanol 300 68 0.95 Dodecilbenzeno 1306 0.86 p-Cimeno 435 47 0.86 Dodecilfenol 163 0.94 iso Decanol 260 96 0.83 2-Etoxietanol 235 40 0.93 n-Decanol 285 82 0.83 Acetato de 2-etoxietila 380 49 0.97 Acetato de etila 460 - 4 0.9 Latex 1.1 Alcool etílico 425 25 0.76 Acetato de metila 475 - 10 0.93 Etil benzeno 432 15 0.87 Alcool metilico 455 11 0.79 Etil ciclo hexano 262 35 0.79 Metil pentil cetona 533 49 0.82 2-Etil hexanol 270 75 0.83 Metil etil cetona 505 - 1 0.81 Carbonato de eteno 143 1.32 Metil isobutil cetona 340 31 0.8 Etileno glicol 410 111 1.11 Eter metil tert-butilico 460 -28 0.74 Eter etilenoglicol metilbutilico 0.85 2-Metil 1-penteno > 7 0.68 Eter etileno glicol monobutilico 244 61 0,90 N-Metil 2-pirrolidona 91 1.03 Acetato de eter etileno glicol monobutilico 88 0.94 Acetato de metilpentila 43 0.86
Eter etilenoglicol monometilico 285 37 0.97 Alcool metil pentilico 41 0.81 Acetato de eter etileno glicol monometilico 49 1.01 Melaco 1.45
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Nome dos Compostos Temp. igniçã
o 0°
Ponto de
Fulgor
°C
Dens. t/m³
Nome dos Compostos Temp. igniçã
o °C
Ponto de
Fulgor
°C
Dens. t/m³
Eter etilneno glicol monofelinico 121 1.11 Monano 206 30 0.72 Acido 2-etilhexanoico
glicol monobutilico 310 126 0.91 Alcool monilico 74 0.83
Formamida monometilico 154 1.15 Monilfenol 140 0.94 Furfurol 391 65 1.13 Octano 220 13 0.70 Glicerina 400 160 1.26 Octanol - todos isomeros 270 75 0.83 n-Heptano 220 - 4 0.60 Parafina 245 199 0.9 Heptanol - todos isomeros 74 0.82 n-Penteno 2) 285 < 20 0.63 Hepteno (isomeros mistos) 260 < 0 0.72 isoPenteno 2) 420 < 20 0.62 n-Hexano 260 - 22 0.66 n-Penteno 2) < 20 0.65 1-Hexeno 260 - 23 0.66 isoPenteno 2) < 20 0.64 1-Hexanol monometilico 63 0.82 Perclorpetileno 1.63 4-Metil 2-4 pentanodiol 63 0.92 Petrolato 60 0.82-.88 Formato de isobutila 322 18 0.91 Nafta de petroleo 1) 0.630.88
Acido latico 1.20 0,5,5 trimetil 2-ciclo hexe
1-ona
Alfa-Pineno 32 0.86 berta Tricloroetano 1.44 Polipropilenoglicois > 260 1.0 Fosfato de tricresila 225 1.16 Propanal 207 < 20 0.81 (contem - oito isomeros) Acetato de isopropila 460 4 0.87 Tridecanol 118 0.85 Acetato de n-propilico 430 10 0.89 Trietilbenzeno 111 0.87 Alcool isopropilico 395 12 0.79 Trietilenoglicol 371 166 1.13 Alcool isopropilico 395 12 0.79 Trietilenoglicol 371 166 1.13 Alcool n-propilico 405 15 1.80 Triisopropanolamina 160 1.02 Propilenoglicol 420 99 1.04 1,2,4-Trimetilbenzeno 54 0.88 Eter propilenoglicol monoetilico 0.90 Tripopileno glicol 141 1.02
Eter propilenoglicol monoetilico 38 0.92 Eter tripopileno glicol monometilico 121 0.97
Tetramero de propeno 78 0.76 Fosfato de trixilenila 232 1.16 Tetramero de propeno 78 0.76 Fosfato de trixilenila 232 1.16 Trimero de propeno 40 0.74 terebentina 220 33 0.86 Trimero de propeno 40 0.74 terebentina 220 33 0.86
Nafta solvente 500 15 0.87 Solução de nitrato de amonio ureia < 1.30
1,1- Dioxido de tetrahidritiofeno 177 1,27 Solução de fosfato de amonio ureia < 1.30
Óleo “Tall” 182 0.93 Destilação de petroleo 232 40 0.8- 1.0 Tetrahidronaftaleno 384 71 0.97 faixa de dest 220-330 0.C Tolueno 535 6 0.87 Vinho alfaTricloproetano 1.33 Xileno 465 25 0.87
1) Onde a pressão de vapor Reid for maior que a atmosférica, a ORIENTAÇÃO do item 21.1.1.3 deve ser observada;
2) A pressão de vapor Reid se situa acima da pressão atmosférica. A ORIENTAÇÃO do item 21.1.1.3 deve ser observada.
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SEÇÃO 22
REGRAS ADICIONAIS COMPLEMENTARES PARA NAVIOS-TANQUE
22.1 - INTRODUÇÃO
Essas regras adicionais se aplicam a navios-tanque para o transporte de líquidos ou gases inflamáveis, ou que sejam perigosos ou nocivos à saúde. São regras originadas e adaptadas de regras internacionais e nacionais, vigentes.
22.2 - DEFINIÇÕES E REGRAS BÁSICAS
Os navios-tanque, de uma maneira geral, podem ter os tanques solidários à estrutura ou independentes dela. 22.2.1 - Categorias das Cargas
As principais cargas para o transporte em navios-tanque são divididas em 3 categorias: a) Gases comprimidos e liquefeitos sob pressão b) Substâncias líquidas inflamáveis c) Substâncias corrosivas 22.2.2 - Sistema de Carga e Áreas Perigosas
O sistema de Carga da Embarcação e suas áreas perigosas compreendem: a) Tanques de carga b) Espaços contíguos aos tanques de carga c) Cofferdams d) Compartimentos de Bombas de Carga e de Compressores de Gás
22.3 - DOCUMENTOS ESPECÍFICOS PARA ANÁLISE E APROVAÇÃO
Além dos planos comuns a todas as embarcações com propulsão, os navios-tanque exigem a apresentação dos documentos a seguir mencionados. 22.3.1 - Embarcações Destinadas ao Transporte de Gases
a) Planos dos tanques de gás liquefeito, arranjo e detalhes do tipo de carga a ser transportada e a pressão de vapor máxima.
b) Planos das redes e tubulações de gás liquefeito, arranjo das bombas de carga e compressores de gás, incluindo os prime-movers (acionadores).
c) Planos das tubulações das redes de gás, das válvulas de alívio de pressão. d) Planos das redes de esgoto e lastro na área de carga. e) Planos dos equipamentos e sistema de ventilação dentro dos espaços da área de carga. f) Planos dos equipamentos de deteção de gás para carga a ser transportada. g) Plano de localização dos medidores para os tanques de carga. h) Plano e descrição do procedimento de carga e descarga do gás. i) Plano de localização das válvulas de alívio e das válvulas de comando à distância, com seu
modo de operação; e j) Plano de arranjo do sistema de gás inerte e descrição do mesmo. 22.3.2 - Embarcações Destinadas ao Transporte de Líquidos Inflamáveis
a) Planos dos Tanques de Carga b) Planos das redes de carga, arranjo das bombas de carga, incluindo os seus acessórios. c) Planos de equalização de pressão, incluindo quebra-chamas e linhas coletoras de gás dos
tanques de carga.
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d) Planos dos equipamentos de sondagem, medição de nível ou verificação de conteúdo dos tanques de carga.
e) Planos de sistema de esgoto e lastro, dentro da área de carga. f) Planos do sistema de ventilação/exaustão, dentro da área de carga, e g) Diagrama de desenhos de válvulas de comando à distância e seu modo de operação. 22.3.3 -Embarcações para o Transporte de Outros Líquidos Perigosos, em Adição aos 2 Itens Anteriores a) Detalhes do tipo e propriedades da carga; b) Cálculo e detalhes das válvulas de segurança; e c) Descrição dos procedimentos de carga e descarga.
22.4 - BOMBAS DE CARGA E SEUS ACIONADORES: a) As máquinas que acionam as bombas de carga, de preferência, devem ser instaladas fora da
área de carga. Pode-se abrir exceções para acionadores hidráulicos ou elétricos, desde que comprovadamente seguros.
b) Os sistemas de penetração em anteparas da praça de bombas ou anteparas acima do convés, por eixos de acionamento de bombas, devem ser estanques ao gás ou produto.
c) As bombas de carga no convés devem ser instaladas entre os coferdames de vante e de ré. d) As bombas de carga abaixo do convés devem ser instaladas em praças de bombas separadas
dos outros espaços da embarcação por anteparas estanques ao gás, e devem ser equipadas com alarme de nível de porão.
e) As praças de bombas e seus acessos devem se localizar na área de carga, e não podem se intercomunicar com praças de máquinas ou outros espaços contendo fontes de ignição.
f) As bombas de carga (bombas de deslocamento positivo) devem ser equipadas com dispositivo de alívio de pressão. A descarga dos mesmos deve ser recirculada para o lado de aspiraço das bombas.
g) As bombas de carga devem ser paradas de fora da praça de bombas. h) O débito das bombas deve poder ser regulado de fora da praça de bombas. i) Devem ser providos manômetros nos postos de controle de bombas e de carga, para monitorar
as pressões das bombas.
22.5 - REDE DE CARGA
22.5.1 - Instalação das Redes
a) Os sistemas de canalização de carga devem ser permanentemente instalados e completamente separados dos demais sistemas de canalizações. Eles não devem, em geral, se estender além da área de tanques de carga.
b) As redes de carga devem ser instaladas de modo que a carga remanescente nos tubos possa ser drenada para os tanques de carga. As bombas e filtros de carga, em praças de bombas abaixo do convés, devem ser dispostos de modo que possam ser, sempre, drenados.
c) As redes de enchimento de tanques de carga devem passar tão próximas quanto possível do fundo do tanque.
d) Devem ser providos, conforme necessário, tubos corrugados de expansão, curvas de expansão ou outros meios aceitáveis de compensação.
e) Podem ser instaladas redes de carga abaixo do convés nos tanques de carga, se uma válvula de interceptação operável no convés for localizada nos tanques que elas servem. Além disso, deve haver válvulas de interceptação na praça de bombas, em cada tubulação que vá para os tanques.
f) As tubulações de carga devem ser unidas preferivelmente por soldagem. 22.5.2 - Válvulas, Acessórios e Equipamentos
a) As conexões de mangueiras devem ser equipadas com dispositivos de fechamento feitos de aço fundido, açoou outros materiais tenazes, e providos de proteção contra abertura não autorizada.
b) As válvulas de interceptação devem ter indicadores para mostrar quanto estão abertas. As hastes de operação de dispositivos de fechamento, dentro de tanques de carga, devem passar através do teto do tanque de maneira estanque a óleo.
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c) Os dispositivos de fechamento operados hidráulica ou pneumaticamente devem ser providos com meios de operação de emergência. Bombas manuais e tubulações diretas das válvulas individuais podem ser reconhecidas como meios de operação de emergência.
22.6 - AQUECIMENTO DE TANQUES
Os sistemas de aquecimento de tanques devem ser separados dos outros sistemas de aquecimento do navio, o que pode ser obtido, por exemplo, por um trocador de calor na área de carga. 22.6.1 - Válvulas e Acessórios para Aquecimento de Tanques
As redes de vapor em tanques de carga individuais devem ser equipadas com válvulas de interceptação, roscadas. Isto não se aplica a tanques de carga aquecidos por uma fonte de vapor externa ao navio. 22.6.2 - Recirculação de Condensado
O condensado das serpentinas de aquecimento deve ser recirculado para o sistema de água de alimentação através de tanques de observação. Os tanques de observação de condensado devem ser providos com meios de suspiro suficientes. Os tubos de suspiro, em navios para o transporte de líquidos inflamáveis com ponto de fulgor inferior a 60 oC, devem ser equipados com corta-chamas. 22.6.3 - Aquecimento de Tanques por Meio de Fluidos Especiais
Os sistemas de aquecimento que utilizem líquidos especiais para troca de calor estão sujeitos a combinações especiais.
22.7 - REDES DE VAPOR PARA DESGASEIFICAÇÃO
Devem ser equipadas com válvulas de interceptação roscadas.
22.8 - SISTEMA DE ESGOTO E LASTRO
O diâmetro interno dos tubos de esgoto deve ser, no mínimo, de 50 mm. Deve ser provido um sistema especial de bombeamento de esgoto, situado dentro da área de carga, para bombeamento dos porões da praça de bombas de carga. Deve ser possível também bombear os porões de praças de bombas de carga que sejam inacessíveis devido a circusntâncias especiais. O equipamento necessário deve ser capaz de ser operado de fora da praça de bombas.
22.9 - ALAGAMENTO E DRENAGEM DE COFERDAMES
Os coferdames devem ser equipados com uma válvula de fundo operável do convés, por meio da qual eles possam ser alagados. Eles devem, também, poder ser alagados por meio de um sistema de canalizações fixo no coferdam, derivado da rede de incêndio, usando uma mangueira com acoplamentos Storz. Os coferdames só podem ser drenados usando-se bombas situadas na área de carga.
22.10 - FACILIDADES DE LASTRO DENTRO DA ÁREA DE CARGA
Os sistemas de lastro para tanques de carga ou tanques especiais de água de lastro dentro da área de carga devem ser independentes dos sistemas de redes a vante e a ré dos coferdames. A água de lastro pode ser aspirada do exterior por uma rede que passe através do coferdam. Esta rede pode ser equipada com uma válvula de interceptação roscada e pode ser conectada às bombas de carga. O propósito disto é evitar a descarga, pela borda, de água ou líquidos inflamáveis. Os espaços e tanques de lastro, a vante da área de carga, podem ser alagados ou esgotados usando-se a rede de incêndio.
22.11- VENTILAÇÃO E DESGASEIFICAÇÃO
22.11.1- Ventilação de Praças de Bombas, Espaços de Tanques de Carga e Espaços Vazios na Área de Carga Praças de máquinas e coferdames devem ser providos com meios efetivos de ventilação. Estes sistemas não podem ser conectados com sistemas de ventilação de outros espaços do navio.
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A ventilação das praças de bombas deve ser efetuada por ventiladores de extração. O ar fresco pode ter suprimento natural e deve ser introduzido por cima da praça de bombas. As praças de bombas de carga devem ter ventilação forçada (ventiladores de descarga) assegurando, pelo menos, 20 trocas de ar por hora. O duto de aspiração deve terminar próximo ao fundo da praça de bombas. As tomadas e descargas de ar devem ser situadas na área de carga. Elas devem terminar tão altas, acima do convés, e tão longe das aberturas dos suspiros dos tanques de carga, quanto possível. Devem ser providos arranjos que permitam que o suprimento de ar para a praça de bombas seja efetivamente interrompido do convés, em caso de incêndio. As aberturas no convés devem ser equipadas com uma tela. As aberturas para ar, de coferdames, espaços de tanques de carga e vazios, devem ser equipadas com quebra-chamas, e situadas dentro da área de carga. 22.11.2- Ventilação de Tanques de Carga
As aberturas de ventilação em tanques devem estar, pelo menos, 50mm acima do nível de líquido aprovado. O suspiro de tanques de carga deve ser efetuado apenas por meio de dispositivos limitadores de pressão/vácuo, aprovados, que sirvam para as seguintes funções: a) Suspiro de grandes volumes de ar ou gás, durante o carregamento, evitando, assim, pressão ou
vácuo, inadmissíveis. b) Passagem de pequenos volumes de ar ou gás, durante a viagem, através de válvulas de
pressão/vácuo. A ventilação para espaços de carga deve ser adequada ao tipo de navio-tanque e de carga. É feita diferenciação entre ventilação controlada (sistema fechado), na qual permite-se que misturas de gás ou ar entrem nos tanques ou saiam dos mesmos após serem alcançadas determinadas pressões, e ventilação aberta. A ventilação pode ser separada para cada tanque, ou vários tanque podem ser servidos por um coletor comum. A área livre das aberturas equalizadores de pressão deve ser, pelo menos, 1/3 da área da rede de enchimento associada. Deve ser fornecida prova de que as resistências ao escoamento, nas velocidades de escoamento selecionadas, não resultem em pressão excessiva nos tanques. A área de seção reta das redes de ventilação deve ser determinada de acordo com o débito de carga máximo, com um fator de segurança de 1,25. As misturas de gás devem ser dirigidas verticalmente para cima. Devem ser providos coletores de suspiro com meios seguros de drenagem e desgaseificação. Cada tanque deve poder ser efetivamente desgaseificado. Podem ser usados ventiladores portáteis para este fim.
22.12- TUBOS DE SONDAGEM E ABERTURAS DE OBSERVAÇÃO
As praças de bombas, os coferdames e os espaços vazios, devem ser providos com tubos de sondagem. Estes devem atravessar o convés de modo estanque a óleo, e devem terminar suficientemente altos, acima do convés, para assegurar que a carga não se derrame durante as sondagens. Devem ser montadas, permanentemente, aberturas de observação com visores de vidro na tampa do tanque de carga. Elas devem poder ser fechadas de modo estanque à água por uma tampa ou flaps. Quando a abertura para equalização de pressão for usada para determinar o nível de líquido, o quebra-chamas só poderá ser levantado de 80 oC. Ele deverá ser auto-fechável, quando liberado. Os corta-chamas devem ser equipados com tampas. Aberturas nestas, podem ser reconhecidas como aberturas para ventilação durante a viagem.
22.13- INSTRUMENTOS FECHADOS DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE LÍQUIDO
Os instrumentos fechados de medição de nível de líquido são sujeitos à aprovação. O projeto de equipamentos para retirada de amostras de tanques sob pressão deve assegurar que as misturas de gases não escapem durante a retirada de amostras.
22.14- PROTEÇÃO CONTRA CENTELHAS DE DESCARGAS DE MOTORES E CALDEIRAS
As redes de descarga de motores diesel devem ser equipadas com corta-chamas.
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Os condutores de descarga de caldeira e cozinha devem ser equipados com meios adequados para evitar a descarga de centelhas.
22.15- RESFRIAMENTO DE MOTORES
Os requisitos dos motores resfriados a ar devem ser levados em consideração ao se projetar a ventilação da praça de máquinas. As aberturas de tomadas de ar devem ser localizadas a, pelo menos, 1m da área de carga.
22.16- EQUIPAMENTO DE COMBATE A INCÊNDIO
Os extintores de incêndio portáteis, em navios-tanques, devem ter uma capacidade de, pelo menos, 12 kg de pó seco para classes de incêndio A, B, C, D e E. Em navios-tanque deve haver, pelo menos, 4 extintores de incêndio portáteis, a vante e a ré, no convés, na região dos coferdames. Deve haver, ainda, um extintor portátil na praça de bombas e outro na praça de caldeiras. Em navios-tanque para o transporte de cargas inflamáveis são suficientes dois extintores de incêndio portáteis para a área de carga.
22.17- NAVIOS-TANQUE PARA O TRANSPORTE DE GASES LIQUEFEITOS SOB PRESSÃO
22.17.1- Pressão de Vapor e Temperatura de Projeto
No cálculo da espessura de parede mínima, a pressão de vapor média, numa temperatura de referência de 40oC, deve ser usada nas fórmulas como “pressão de trabalho máxima admissível”. Além da proteção contra a radiação solar, pode ser necessário também um resfriamento efetivo por um sistema de borrifo de água para as superfícies de tanques de carga expostas a essa radiação. Esse sistema deve evitar que a carga seja aquecida acima da temperatura de referência de 40 oC. Quando a carga for resfriada abaixo da temperatura ambiente, a temperatura de referência deverá ser tomada como a máxima temperatura na qual a carga pode ser mantida com certeza durante a viagem. 22.17.2- Portas de Visita e Domos
Os vasos de pressão devem, normalmente, ter domos. Os acessórios dos vasos de pressão de gases devem ser fixados aos domos ou a algum outro ponto na parte superior do vaso, e acima do convés aberto, na área de carga. Eles devem ser protegidos contra avarias, e de modo que não possam ocorrer tensões perigosas devidas a vibrações ou expansão. Os vasos de pressão de gases devem ter, pelo menos, uma abertura de acesso na sua parte superior. As tampas das portas de visita devem ser localizadas, tão altas quanto possível, acima do nível do líquido mais elevado no vaso, e situadas acima do convés aberto, qualquer que seja a posição de instalação dos vasos de pressão. 22.17.3- Dispositivis de Fechamento
Deve ser possível isolar as redes de enchimento e de descarga dos vasos de pressão por meio de dois dispositivos de fechamento localizados diretamente no domo. O primeiro dispositivo deve ser uma válvula de fechamento rápido ou de fluxo excessivo. Nas redes de enchimento pode ser aceita uma válvula de interceptação no lugar da válvula de fechamento rápido ou de fluxo excessivo. Além disso, uma válvula de fechamento rápido, com comando à distância, deve ser instalada na conexão para a rede de terra. Deve ser possível liberar as válvulas de fechamento rápido da estação de carregamento e de dois pontos bem espaçados no convés. 22.17.4- Válvulas de Segurança
Os vasos de pressão de gases com capacidade abaixo de 20 m3 devem ser equipados com, pelo, menos, uma, e aqueles com capacidade igual ou superior a 20 m3, com, pelo menos, duas válvulas de segurança de mola, independentes entre si. As válvulas de segurança devem ser localizadas no ponto mais alto do espaço de gás do vaso de pressão. Deve ser evitado que carga líquida se colete nos tubos de admissão para as válvulas de segurança, mesmo com o navio jogando, em mau tempo.
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As válvulas de segurança, operando simultaneamente, devem ser capazes de descarregar a quantidade de ar resultante, sem que a pressãao de trabalho máxima admissível (pressão de projeto) no vaso seja excedida em mais de 20%. As válvulas de segurança devem ser ajustadas para responder a não menos que 1,1 vezes a pressão do projeto. São recomendados meios para isolar temporariamente uma válvula de segurança de cada vez. Desse modo, pelo menos a metade da área total de seção reta das válvulas deve permanecer positivamente efetiva. Quando vários vasos de pressão de gases tiverem sido grupados para serem servidos por válvulas de segurança comuns, os tubos de conexão entre os vasos de pressão só poderão ser equipados com dispositivos de fechamento que sejam fixos na posição aberta, protegidos contra fechamento. 22.17.5 - Instrumentação e Prevenção de Extravazamento
Os vasos de pressão de gases devem ser providos com equipamento para medir a temperatura média no espaço de líquido. Os vasos de pressão de gases devem ser providos com manômetros e conexões para manômetros de teste. Os manômetros devem ser instalados na posição de controle de carga e descarga, e devem ter uma marca vermelha indicando a pressão de trabalho dos vasos. Além disso, deve ser provido um sistema de alarme que responda, tão logo a pressão máxima admissível (pressão de projeto) esteja sendo excedida nos vasos de pressão. Os vasos de pressão de gases devem ser equipados com indicadores de nível de líquido com precisão não inferior a ± 0,5%. Cada vaso de pressão de gases deve ser equipado com um instrumento fechado de medição de conteúdo. Quando os instrumentos não forem montados diretamente nos tanques, deverão ser providas válvulas de isolamento. Deve, também, haver um alarme que dê um sinal sonoro e visual quando o tanque estiver 86% cheio. Cada vaso de pressão de gases deve ser provido com um meio automático de proteção contra extravazamento, que evite que o tanque seja cheio em mais de 92%. Os tempos de fechamento desse dispositivo devem ser ajustados de modo a evitar martelamento líquido excessivo nas redes. Instrumentos adicionais de medição de conteúdo de projeto semi-fechado (tubos verticais), dos quais os líquidos possam escapar para a atmosfera, não podem ter quaisquer aberturas com diâmetro superior a 1,5 mm. 22.17.6 - Isolamento, Refrigeração e Pinturas de Proteção
Os isolamentos de vasos de pressão de gases devem ser feitos de materiais não inflamáveis que não desenvolvam quaisquer gases tóxicos ou inflamáveis, quando aquecidos às temperaturas de serviço. Quando os gases liquefeitos transportados requerem uma instalação de refrigeração, as mesmas deverão corresponder aos Regulamentos para Classificação e Construção de Instalaçães de Refrigeração, devendo seu projeto ser baseado numa temperatura ambiente de 40°C. Os vasos de pressão de gases devem ser protegidos, no seu exterior, por revestimentos de pintura contra a corrosão pela água do mar. Em recipientes não isolados devem ser aplicadas tintas refletoras de calor. 22.17.7 - Nível Máximo de Enchimento e Placa Indicadora
Os vasos de pressão não devem ser cheios em mais de 92% na temperatura de referência da carga. Cada vaso de pressão deve ter uma placa indicadora contendo os seguintes detalhes: nome do fabricante, número de série, ano de construção, volume geométrico em m
3 , pressão de projeto e pressão de teste, em kg/cm2 , número de certificado, ano e mês do teste e, também, a seguinte advertência: “Este tanque não deve ser cheio com gás liquefeito com temperatura abaixo de .... graus C.” A pressão de vapor e a temperatura de referência, de acordo com 22.1.2, devem também ser inscritas. As placas devem poder ser lidas do convés. Todas as conexões de entrada e saída em vasos de pressão de gases devem ser providas com placas permanentes e facilmente legíveis, para indicar sua função, e que devem indicar, também, se as conexões terminam no espaço de líquido ou de gás. Tais placas podem ser dispensadas nas conexões para válvulas de segurança, manômetros e indicadores de nível de líquido.
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22.17.8 - Bombas de Carga e Compressores de Gás
As bombas de carga e os compressores de gás devem ser equipados com válvulas de segurança, cujas linhas de extração devem ser conectadas às dos vasos de pressão, ou então levadas ao ar aberto, separadamente. 22.17.9 - Canalizadores, Válvulas e Acessórios
22.17.9.1- Instalações de Redes de Carga e Descarga e Outras Canalizações para Gases liquefeitos
Sempre que possível, devem ser usadas conexões de tubos, soldadas. Os únicos tipos de acoplamentos descartáveis admissíveis são luvas metálicas, roscadas, de união metálica ou acoplamentos flangeados de selagem confiável. Não são permitidas caixas de gaxetas de expansão. As redes contendo gás liquefeito devem ser instaladas no convés. Elas não devem passar através de qualquer espaço do navio, além das praças de compressores e bombas de carga. Quando necessário, as canalizações, válvulas e acessórios devem ser isolados, devendo, em particular, ser obtido um isolamento adequado para os componentes do casco do navio. 22.17.9.2 - Válvulas, Acessórios e Equipamentos
Deve ser possível fechar as redes de carga e descarga por meio de dispositivos de fechamento e flanges cegos. As seções de redes e mangueiras, que possam ser isoladas em ambas as extremidades, devem ser providos com equipamentos que permitam uma redução de pressão segura, por exemplo, permitindo que os gases descarreguem para a rede de descarga das válvulas de segurança. A fim de monitorar as pressões nas redes de carga e descarga, devem ser istalados manômetros com uma marca vermelha para a pressão de trabalho máxima admissível nos pontos de conexão de mangueira ou nas posições de controle das operações de carga e descarga. Canalizadores, válvulas e acessórios devem ser providos com placas permanentes e facilmente legíveis, para identificar sua função. As placas devem indicar, ainda, se as redes transportam gás ou líquido. 22.17.9.3 - Redes de Extração de Válvulas de Segurança
As redes de extração de válvulas de segurança de vasos de pressão de gases etc., devem ser conectadas a tubos coletores. A descarga para o ar livre deve ser tão alta quanto possível, mas, no mínimo, 3 metros acima do convés aberto. A descarga deve ser equipada com uma tela protetora. A área de seção reta total dos tubos coletores deve ser suficiente para comportar, com segurança, a quantidade de gás. No projeto das seções retas dos tubos coletores aos quais as válvulas de segurança de vários vasos de pressão de gases serão conectadas, é admissível reduzir em 10%, a área de seção reta total, no caso de dois tanques conectados, e em 10%, para cada tanque adicional, com uma redução global máxima de 50%. As redes de extração devem der arranjadas de modo a evitar que líquidos se coletem nas mesmas. As aberturas de descarga de gás devem ser suficientemente distantes das aberturas de descarga de gases de motores, chaminés, tomadas de ventilação para praça de máquinas e acomodações, bem como de portas de praças de máquinas, acomodações e oficinas. Além disso, elas devem ser projetadas de modo que os gases descarreguem para cima. 22.17.10 - Ventilação e Desgaseificação
22.17.10.1 - Ventilação de Praça de Bombas, de Compressores de Gás e Coferdames
As praças de bombas e de compressores, e os coferdames, devem ser providos com meios de ventilação independentes dos outros sistemas de ventilação do navio. Para as praças de bombas e de compressores, são requeridas, pelo menos, 20 trocas de ar por hora. Deve ser assegurado que misturas de gás/ar possam ser removidas confiavelmente dos porões. As portas para as praças de bombas de carga e de compressores devem ser providas com placas de aviso, salientando que a entrada nesses espaços só é permitida após os mesmos terem sido ventilados por, pelo menos, 15 minutos. Os espaços nos quais estejam instalados tanques de carga devem ter duas aberturas de ventilação equipadas com quebra-chamas. A ventilação pode ser efetuada por ventiladores portáteis.
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22.17.10.2 - Desgaseificação
Os vasos de pressão e sistemas de redes devem poder ser desgaseificados com segurança. 22.17.11 - Equipamentos de Segurança Adicionais
22.17.11.1 - Sistemas de Detecção de Gás e Alarme
Os espaços contendo vasos de pressão de gases, bombas de carga e compressores de gás, e outros espaços nos quais gases de carga possam se acumular, devem ser providos com um sistema de detecção de gás e alarme que responda, tão logo uma concentração de 30% do limite inferior de exploração (limite de ignição) seja excedida. Os pontos de amostragem do sistema devem ser dispostos de modo a detectar escapes de gás. Os indicadores devem ser localizados no passadiço e, em caso de necessidade, também em outra posição de controle adequada. 22.17.11.2 - Sistema de Borrifo de Água
Deve ser provido um sistema de borrifo de água para vasos de pressão de gás, não isolados, que se estendam acima do convés. 22.17.12 - Regras Especiais para o Transporte de Substâncias Corrosivas
22.17.12.1 - Bombas de Carga, Redes de Carga e de Esgoto
As redes de carga devem ser unidas preferivelmente por soldagem. Apenas conexões flangeadas ou roscadas, de selagem confiável, devem ser usadas como conexões descartáveis. As conexões devem ser providas, quando necessário, com proteções contra borrifos. As redes de carga devem ser marcadas para distinguí-las de outras redes. Devem ser usadas redes e bombas separadas para cargas cuja mistura possa resultar numa reação perigosa. Esta separação deve, também, ser mantida quando as redes atravessarem tanques de carga. 22.17.12.2 - Aquecimento de Tanques e Monitoragem de Temperatura
Os meios de aquecimento e de resfriamento devem ser compatíveis com a carga sendo transportada. Não podem ser usados água ou vapor para cargas que reajam com a água. Os sistemas de aquecimento ou resfriamento devem trabalhar a uma pressão superior à máxima pressão possível no tanque de carga. Quando houver perigo devido a desvios de temperatura, deverá haver um sistema de alarme automático. Os circuitos de aquecimento ou resfriamento para cargas corrosivas devem ser projetados como segue: a) como um circuito separado dos outros serviços do navio, ou b) resfriamento ou aquecimento externo do tanque, ou c) instalação de um sistema de monitoragem para detecção de carga no meio de aquecimento ou
de resfriamento. Este sistema deve ser localizado dentro da área de carga. 22.17.12.3 - Equipamento de Lavagem por Água
Os espaços nos quais estejam instalados tanques para cargas agressivas devem poder ser lavados com água, a fim de diluir rapidamente pequenos derramamentos de carga. 22.17.12.4 - Prevenção de Extravazamento
Cada tanque de carga deve ser provido com um meio automático para evitar que seja cheio além de 96% (para ácido nítrico, 95%).
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SEÇÃO 23
NAVIOS DE PASSAGEIROS 23.1 - GENERALIDADES
23.1.1 - As Regras das Seções se aplicam a navios de passageiros, a menos que mencionadas de outra forma nesta Seção. As várias Regras especiais para navios de passageiros contidas nas Regras para Construção de Máquinas devem ser observadas. 23.1.2 - Um navio de passageiros, como definido nesta Seção, é um navio transportando mais de 12 passageiros que não façam parte da tripulação, que não sejam o Comandante do navio e nem crianças de menos de um ano de idade. 23.1.3 - A notação Navio de Passageiros será afixada ao Símbolo de classe somente nos navios que atendam às exigências desta Seção. 23.1.4 - Navios de passageiros que, devido à sua concepção total, são somente adequados para operação em rotas definidas (por exemplo, Serviço em Águas Rasas) não podem, em nenhum caso ser designados com uma notação de navegação mais ampla no Símbolo de Classe, mesmo se a resistência do casco for suficiente para uma extensão de serviço (por exemplo, k). Neste caso, isto pode ser expresso no Certificado pela adição da seguinte anotação: “A resistência dos elementos estruturais do casco atende à notação de navegação ... .”
23.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO
Os seguintes documentos devem ser submetidos em adição àqueles especificados na Seção 1. a) Prova de flutuabilidade em condição de avaria, conforme Parte B, Capítulo II-I, SOLAS, 1974,
para designação da marca de distinção (1 via); b) Desenhos mostrando o arranjo de aberturas em anteparas estanques, no chapeamento do
costado e em anteparas e conveses expostos e desenhos mostrando os dispositivos de fechamento de tais aberturas (3 vias); e
c) Plano de controle de segurança em caso de avaria, contendo todos os dados essenciais para manter a flutuabilidade (3 vias)
23.3 - ANTEPARAS
23.3.1 - A compartimentagem do navio por meio de anteparas transversais consegue-se pelos cálculos de alagamento. O menor espaçamento das anteparas transversais estanques à água (comprimento de avaria) deve ser, no mínimo, 0,03.L + 3,05 metros ou 10,67 metros, o que for menor 23.3.2 - A antepara de colisão de vante deve ser situada a não mais de 0,05.L + 3,05 metros, e a não menos de 0,05.L da PPAV, medido na linha da compartimentagem. 23.3.3 - Onde a antepara de colisão de ré não se estender até o convés das anteparas, não deve ser diminuído o grau de compartimentagem estanque. 23.3.4 - A caixa de gaxeta do eixo propulsor não deve ser localizada em um compartimento contendo equipamento necessário para a segurança do navio que, em caso de alagamento deste compartimento, não possa mais funcionar. 23.3.5 - O número de aberturas em anteparas estanques à água deve ser o mínimo possível, de acordo com o projeto e operação apropriada do navio. Dispositivos de fechamento adequados e aprovados devem ser previstos para estas aberturas.
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23.3.6 - Portas, portas de visita ou aberturas de acesso não são permitidas na antepara de colisão abaixo da linha marginal e em anteparas transversais estanques à água, separando um porão de carga de outro ou de um tanque de combustível. É chamada a atenção para as determinações especiais do Regulamento 113, Capítulo II-1, SOLAS, 1974 e da Resolução IMO A.323 (IX) para navios Ro-Ro. A utilização de chapas removíveis em anteparas é somente permitida na praça de máquinas.
23.4 - PORTAS EM ANTEPARAS
23.4.1 - O número de portas em anteparas estanques à água deve ser o mínimo possível, de acordo com o projeto e operação apropriada do navio. 23.4.2 - O tipo e a colocação das portas de anteparas estanques à água, bem como seus controles, devem atender ao Regulamento 13, Capítulo II-I, SOLAS, 1974. 23.4.3 - Portas acionadas mecanicamente devem fechar confiavelmente dentro de 60 segundos contra uma inclinação de 15 graus. O tempo de fechamento também deve ser calculado para que pessoas passando pela porta possam passar com segurança. Isto é, em geral, assegurado se o tempo de fechamento for, no mínimo, 20 segundos. Dispositivos manuais de fechamento de portas devem ser projetados para que as portas possam ser fechadas contra uma inclinação de 15 graus e que o tempo de fechamento, com o navio sem inclinação, não excederá 90 segundos. 23.4.4 - Antes de serem instaladas, portas de anteparas estanques à água devem ser testadas junto com seus batentes com uma pressão correspondente a uma coluna d’água até a altura do convés de anteparas. Após a instalação, as portas devem ser testadas com jato d’água ou com sabão, quando a estanqueidade é submetida a um teste de funcionamento.
23.5 - CONVÉS DE ANTEPARAS
23.5.1 - Todas as aberturas do convés das anteparas devem fechar estanques ao tempo, caso estejam protegidas por superestruturas estanques ao tempo. 23.5.2 - Deve ser assegurado, em conveses de anteparas protegidos por superestruturas estanques ao tempo, que a água não possa penetrar dentro de compartimentos não alagados, se o convés de anteparas emergir devido à inclinação em uma condição avariada. Para não permitir, nesses casos, o espalhamento da água, no convés de anteparas, sobre grandes áreas, devem ser colocadas anteparas de asas laterais estanques à água acima das anteparas principais de compartimentagem e, se possível, alinhadas com elas. Onde isso não é possível, o convés de anteparas entre estas deve ser efetivamente estanque à água para evitar que a água penetre dentro de compartimentos não avariados através do convés de anteparas.
23.6 - FUNDO DUPLO
23.6.1 - Um fundo duplo deve ser instalado estendendo-se da antepara do pique de vante até a antepara do pique de ré, tanto quanto possível, e de acordo com o projeto e serviço apropriado do navio. Em qualquer caso, um fundo duplo, conforme Regulamento 10, Capítulo II-I, SOLAS, 1974, deve ser previsto. 23.6.2 - O fundo duplo deve proteger o navio até a curvatura do bojo. para isto, a linha de interseção do costado com a chapa marginal não deve estar em nenhum lugar mais baixo que um plano horizontal, passando através do ponto de interseção da linha de caverna da seção mestra com uma linha diagonal transversal inclinada 25 graus em relação à linha de base e cortando a linha de base à distância B/2 da linha de centro do navio. 23.6.3 - O duplo fundo não necessita ser colocado na região de tanques profundos quando a eficiência da compartimentagem não for prejudicada por isso. 23.6.4 - Se as hastilhas estanques à água não estiverem alinhadas com as anteparas transversais principais, isto deve ser considerado para a compartimentagem estanque à água. Com o consentimento do BC, desvios de determinação de colocação de longarinas estanques à água no fundo duplo, na região de 0,5.L, a meia-nau, são possíveis se isto for exigido pelo cálculo de estabilidade avariada.
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23.6.5 - Os fundos de pocetos de esgoto devem ser situados a uma distância de, no mínimo, 460 mm da linha de base. Somente acima do plano horizontal determinado em 23.6.2., fundos de pocetos de esgoto podem ser estendidos até o chapeamento do costado. Inserções para a profundidade de pocetos de esgoto também podem ser concedidas em túneis de eixos e em quilhas-duto.
23.7 - ABERTURAS NO CHAPEAMENTO DO COSTADO
23.7.1 - O número de aberturas no chapeamento do costado deve ser reduzido ao mínimo possível, de acordo com o projeto e o serviço apropriado do navio. 23.7.2 - Todas as aberturas no chapeamento do costado devem ser munidas com dispositivos eficientes de fechamento, apropriados para seu uso e posição de colocação. 23.7.3 - Vigas e olhos de boi abaixo da linha de flutuação devem estar de acordo com as determinações da Regra 14, Capítulo II-1, SOLAS, 1974 e com a Regra 23, LLC, 1966. 23.7.4 - Portas no chapeamento do costado, abaixo do convés de compartimentagem, devem ter dispositivos de fechamento estanques à água. O seu ponto mais baixo não deve ser abaixo da linha de anteparas de compartimentagem mais alta. 23.7.5 - As aberturas internas de rampas de lixo, etc., devem ter tampas eficientes. Se essas aberturas internas estão abaixo da linha de flutuação, as tampas devem ser estanques à água e, em adição, dotadas de dispositivos automáticos de retenção dos dutos da rampa acima da linha de anteparas de compartimentagem mais alta. Arranjos equivalentes podem ser aprovados.
23.8 - MATERIAIS PARA DISPOSITIVOS DE FECHAMENTO ESTANQUE À ÁGUA
Os materiais utilizados devem ser aprovados. Para aberturas e dispositivos de fechamento no chapeamento do costado, nas anteparas estanques à água, em paredes de tanques e conveses estanques à água, podem ser utilizados somente materiais com alongamento mínimo de 10%. Chumbo e outros materiais sensíveis ao calor não podem ser utilizados para elementos estruturais, pois que, uma vez destruídos, podem prejudicar a estanqueidade à água do navio ou de anteparas.
23.9 - ARRANJOS PARA ALAGAMENTOS CRUZADOS
23.9.1 - Onde o cálculo de estabilidade avaliada exige a instalação de arranjos para alagamento cruzado para evitar alagamentos assimétricos inadmissivelmente grandes, estes arranjos devem ser, de preferência, automáticos. Dispositivos não automáticos para alagamentos cruzados devem ser operados de um lugar acima do convés de anteparas. As áreas seccionais dos arranjos de alagamento cruzado devem ser dimensionadas para que o tempo de equilíbrio não exceda 15 minutos. Devem ser observados atentamente os efeitos de arranjos de alagamento cruzado para a estabilidade em estágios intermediários de alagamento. 23.9.2 - Na determinação dos escantilhões de anteparas de tanques que se estendem até o convés de anteparas e no arranjo de tubos de suspiro nestes tanques, ligados através de arranjos para alagamentos cruzados, deve ser considerado o aumento na altura de pressão que pode ocorrer na inclinação máxima devido a avarias no lado imerso.
23.10 - TUBULAÇÃO
23.10.1- Para penetrações de tubos em anteparas estanques à água, deve ser observado 23.3.5. 23.10.2- Onde as extremidades de tubos estão abertas em compartimentos abaixo do convés de anteparas ou em tanques, os arranjos devem ser de maneira que sejam evitados alagamentos de outros compartimentos ou tanques em qualquer condição de avaria. Os arranjos são considerados seguros contra alagamento se tubos que passam por dois ou mais compartimentos estanques forem colocados dentro de uma linha paralela à linha de anteparas de compartimentagem situada à 0,2.B do costado do navio (B é a maior boca do navio na altura da linha de anteparas de compartimentagem).
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23.10.3 - Onde as tubulações não podem ser colocadas mais distantes que 0,2.B do costado do navio, a estanqueidade das anteparas deve ser mantida intacta pelos meios estabelecidos em 23.10.4 a 23.10.6. 23.10.4 - Tubulações de esgoto devem ter válvulas de retenção na antepara estanque à água, através da qual o tubo é conduzido até o poço de sucção ou no próprio poço de sucção. 23.10.5 - Tubulações de lastro e de combustível para esvaziamento e enchimento de tanques devem ter dispositivos de fechamento na antepara estanque à água, através da qual o tubo leva à extremidade aberta do tanque. Estes dispositivos de fechamento devem ser operados de uma posição, sempre acessível, acima do convés de anteparas, e equipados com indicadores (fechado/aberto). 23.10.6 - Onde tubos de transbordamento de tanques situados em diferentes compartimentos estanques à água estão ligados a um sistema comum de transbordamento, estes devem ser conduzidos bem acima do convés de anteparas antes que sejam ligados ao sistema comum, ou dispositivos de fechamento devem ser instalados em cada tubo de transbordamento. Os dispositivos de fechamento devem ser operados de uma posição, sempre acessível, acima do convés de anteparas. Estes dispositivos de fechamento devem ser instalados na antepara estanque à água do respectivo compartimento do tanque e soldados na posição aberta. No caso em que as penetrações desses tubos de transbordamento estejam colocadas com uma altura e são na linha de centro que, em nenhuma condição de avaria nem em caso de inclinação máaxima durante condições intermediárias de avaria, podem ficar abaixo da linha d’água, não precisam ser colocados dispositivos de fechamento. 23.10.7- Os dispositivos de fechamento descritos em 23.10.4 e 23.10.5 devem ser evitados pela instalação adequada das tubulações. A colocação destes dispositivos somente é permitida pelo BC em casos especiais.
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SEÇÃO 24
REBOCADORES 24.1 - GENERALIDADES
24.1.1 - Rebocadores construídos de acordo com as Regras desta Seção terão a notação Rebocador afixada ao seu Símbolo de classe. 24.1.2 - A estrutura do casco de rebocadores com potência de máquina propulsora excepcionalmente alta deve ser considerada especialmente.
24.2 - CADASTE
A área seccional do cadaste maciço deve ser 20% maior que o exigido conforme A Seção 12, item 12.2.2. Para cadastes fabricados de chapa, a espessura do chapeamento do cadaste do propulsor deve ser aumentada em 20% acima do exigido naquele item. O módulo de seção Wz da soleira, na direção transversal, deve ser acrescido de 20% acima do módulo determinado conforme Seção 12, item 12.2.2.4.
24.3 - SUPERESTRUTURAS, ALBOIOS E DESCIDAS
24.3.1 - Os alboios, descidas e superestruturas devem ser providos com fechamento estanque ao tempo. 24.3.2 - Deve ser prevista na praça de máquinas uma saída de emergência que possa ser utilizada em qualquer inclinação do navio. A tampa com fechamento estanque ao tempo deve poder ser aberta facilmente por dentro e por fora. O eixo da tampa deve estar na direção transversal do navio.
24.4 - GAIUTAS DA PRAÇA DE MÁQUINAS E DA PRAÇA DE CALDEIRAS
24.4.1 - A altura de gaiutas expostas de praças de máquinas e de caldeiras não pode ser menor que 900 mm. Onde a altura de gaiutas for menor que 1,8 metros, as tampas de gaiutas devem ser de uma construção especialmente reforçada. 24.4.2 - A espessura do chapeamento das paredes e topos de gaiutas não pode ser menor que 5,0 mm. A espessura das braçolas não pode ser menor que 6,0 mm. As braçolas devem se estender, se possível, até a borda inferior dos vaus. 24.4.3 - Os reforços de gaiutas devem ser unidos aos vaus do topo da gaiuta e se estender até a borda inferior das braçolas.
24.5 - VENTILADORES E SUSPIROS
Ventiladores e suspiros devem ser protegidos e com suas aberturas tão altas quanto possível, acima do convés.
24.6 - APARELHO DE REBOQUE
24.6.1 - Generalidades
24.6.1.1 - Rebocadores devem ser equipados com um aparelho de reboque que ofereça a maior segurança possível contra emborcamento. 24.6.1.2 - O gato de reboque deve ser colocado tão baixo quanto possível. A construção do gato de reboque deve permitir que ele se ajuste em cada direção do cabo de reboque, conforme 24.6.2.3.
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24.6.1.3 - O gato de reboque deve ser previsto com um dispositivo adequado garantindo o desengate do cabo em caso de emergência, tanto no passadiço como nas vizinhanças do gato. Estas estações de desengate devem ser arranjadas com completa visibilidade do gato de reboque. 24.6.1.4 - Os dispositivos de desengate podem ser acionados mecânica, hidráulica e pneumaticamente. Um dispositivo de segurança deve garantir que um desengate não intencional seja evitado. 24.6.1.5 - Um dispositivo de desengate mecânico deve ser projetado de modo que a força de acionamento do desengate necessário não exceda 150 N, junto ao gato de reboque, e 250 N, no passadiço, quando o gato está submetido à carga de teste PL. 24.6.1.6 - No caso de dispositivo de desengate mecânico, o cabo de desarme deve ser guiado sobre roldanas. Caso necessário, o desengate deve ser possível com a utilização de todo o peso do corpo, puxando o dispositivo para baixo. O guiamento do cabo de desarme deve ser projetado para isso. 24.6.1.7 - Para um dispositivo de desengate pneumático, deve ser previsto, adicionalmente, um dispositivo de desengate mecânico completo. 24.6.1.8 - Na instalação de guinchos de reboque, devem ser observadas as Regras para Construção de Máquinas. . 24.6.1.9 - Em adição aos documentos listados, devem ser submetidos, para aprovação, desenhos das seguintes partes do aparelho de reboque: a) Gato de reboque b) Dispositivo de desengate c) Subestruturas para os gatos de reboque e dispositivos de desengate, bem como para guinchos
de suspensão e guinchos de reboque, se existentes. 24.6.2 - Dimensionamento
24.6.2.1 - Para dimensionamento dos aparelhos de reboque, a carga de teste PL deve ser determinada dependendo da máxima tração do cabo de reboque T, como segue:
T [kN] PL [kN]
até 500 2.T
de 500 a 1500 T+500
acima de 1500 1,33.T 24.6.2.2 - O gato de reboque, a base do gato de reboque, suas subestruturas e o arranjo de desengate devem ser dimensionados para uma carga de teste PL até 500 kN, com consideração da direção do cabo de reboque de uma posição de través, em um bordo até outro, passando pela popa, e uma inclinação do cabo de reboque de 60 graus para cima, em relação à linha horizontal, e para uma carga de teste PL , acima de 500 kN, com consideração na direção do cabo de reboque de uma posição de través em um bordo até o outro, passando pela popa, e uma inclinação do cabo de reboque de 45 graus, para cima, em relação à linha horizontal. 24.6.2.3 - Para as cargas conforme 24.6.2.1 e 24.6.2.2, as seguintes tensões admissíveis não podem ser excedidas:
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Solicitação Tensão admissível
Compressão e flexão-compressão em vigas de produto aberto ou consistindo de vários membros
σ = 0,72.σy
Tração e flexão-tração compressão e flexão tração em vigas caixão simples e tubos
σ = 0,83. σy
Cisilhamento τ = 0,48.σ y
Tensão combinada σV = 0,85. σy
σy = limite de escoamento do material, em [N/mm2] 24.6.3 - Testes O teste de aparelho de reboque deve ser executado de acordo com os Regulamentos para a Construção e Teste de Aparelhos de Reboque, .
24.7 - EQUIPAMENTO 24.7.1 - O equipamento de fundeio e amarração (âncoras e amarras), bem como os cabos recomendados, devem ser determinados conforme a Seção 17. 24.7.2 - A âncora de esteira e o cabo de reboque, especificados na Tabela 17.2, não são exigidos para rebocadores.
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SEÇÃO 25
NAVIOS PESQUEIROS 25.1 - GENERALIDADES
25.1.1 - As Regras das Seções 1 a 22 se aplicam a navios pesqueiros, a menos que mencionado de outra forma nesta Seção. 25.1.2 - Navios pesqueiros construídos de acordo com as Regras desta Seção terão a notação Navio Pesqueiro afixada ao seu Símbolo de classe.
25.2 - CADASTE
A área seccional do cadaste maciço deve ser 20% maior que o exigido conforme Seção 12, item 12.2.2. Para cadastes de chapas fabricadas, a espessura do chapeamento do cadaste do propulsor deve ser aumentada 20% acima do exigido na Seção 12., item 12.2.
25.3 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E BORDA-FALSA
25.3.1 - Em todos os navios pesqueiros o chapeamento do costado, acima da fiada do bojo, deve ser 0,5 mm mais espesso que o exigido pela Seção 5. 25.3.2 - São exigidos os seguintes reforços adicionais para pesqueiros de arraste lateral: 25.3.2.1 - A espessura da fiada no cintado deve ser aumentada de, no mínimo, 3 mm na região dos braços de arraste. Recomenda-se, também, aumentar a espessura do cintado, entre os braços de arraste de vante e de ré, de 1 a 2 mm; 25.3.2.2 - Na região em que estão situados os poleames dos braços de arraste de ré, durante o içamento, o chapeamento do costado, acima da metade da curvatura do bojo, deve ser reforçado em 50% em relação ao exigido; 25.3.2.3 - Na região correspondente aos braços de arraste de vante, o chapeamento do costado, acima da curva superior do bojo, deve ser reforçado em 50% em relação ao exigido. 25.3.2.4 - As costuras de solda na borda inferior da fiada do cintado e da borda superior do bojo devem ser protegidas por perfís meia cana, estendendo-se do braço de arraste de vante ao de ré, e com outros perfís de meia cana arranjados entre as primeiras ou diagonalmente a elas, para que os cordões de soldas (ou cabeças de rebites) não possam ser desgastados pelos cabos de arraste; 25.3.2.5 - Na região de chapeamento do costado reforçado sob os braços de arraste de ré, devem ser colocadas cavernas intermediárias que devem ser ligadas ao convés e às hastilhas, ou suportadas por uma escoa na borda inferior das chapas reforçadas. O módulo de seção das cavernas entre as quais estão instaladas; 25.3.2.6 - As bordas-falsas no lado de operação devem ser 2mm mais espessas e, sob os braços de arraste, 3mm mais espessas que o exigido pela Seção 5, item 5.10. Na região do gato de desarme, a espessura da borda falsa deve ser, no mínimo, 10,0 mm. 25.3.3 - Onde é previsto um fundo singelo, a espessura da chapa-quilha e da fiada de resbordo deve ser adequadamemte reforçada na praça de máquinas e praça de caldeiras. Além disso, em praças de caldeiras o fundo deve ser coberto com cimento, continuamente, da longarina central até às anteparas longitudinais dos tanques de combustível.
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25.3.4 - Devem ser previstas bolinas de altura e comprimento adequado (vide, também, Seção 5.6.5)
25.4 - CONVÉS RESITENTE E CONVÉS DE CASTELO
25.4.1 - Os escantilhões do convés resistente devem ser determinados conforme Seção 6. A espessura do chapeamento do convés deve ser, no mínimo, 6,5 mm e, sob o forro de madeira, 5,5 mm. 25.4.2 - A rampa em navios pesqueiros de arraste de popa deve ser de resistência suficiente. Recomenda-se a utilização de chapas de, pelo menos, 12 mm de espessura. A espessura exigida para o chapeamento do costado a 0,05.L das extremidades. Recomenda-se colocar chapas de desgaste ou chapas reforçadas naquelas partes da rampa e laterais que estão sujeitas a desgaste extremo. 25.4.3 - Os escantilhões do convés do castelo devem ser determinados conforme Seção 14, item 14.2. A espessura do chapeamento do convés deve ser, no mínimo, 7,0 mm, e, sob forração de madeira, 6,0 mm. 25.4.4 - Sob guinchos de arraste, braços de arraste, molinetes e cabeços centrais, devem ser instalados vaus e subestruturas de resistência adequada. A espessura do chapeamento deve ser aumentada para 7,5 mm, mesmo se for instalada forração de madeira.
25.5 - ESCOTILHAS PARA PEIXE E DESCIDAS
25.5.1 - A altura da braçola de escotilhas para peixe, acima da superfície superior do convés de madeira, deve ser de 600 mm, em conveses de borda-livre, e 300 mm, em conveses de superestruturas, e sua espessura não menor que 8 mm e, para escotilhas maiores, 10,0 mm. Para escotilhas niveladas com o convés, vide Seção 15, item 15.1.1.3. 25.5.2 - A altura da braçola de descida, acima da superfície superior de convés de madeira, deve ser 600 mm, em conveses de borda-livre, e 300 mm, em conveses de superestruturas.
25.6 - PRAÇAS DE MÁQUINAS E DE CALDEIRAS
25.6.1 - Para a altura de gaiutas expostas de praças de máquinas e de praças de caldeiras, vide Seção 24, item 24.4. O chapeamento das paredes de gaiutas e topos de gaiutas não deve ser menor que 7,0 mm. A espessura da braçola não deve ser menor que 8,0 mm. Onde a altura de casarias é 1,80 metros e acima, a espessura do topo da gaiuta pode ser 6,5 mm. 25.6.2 - As braçolas devem se estender, sempre que possível, até a borda inferior dos vaus. 25.6.3 - Com relação a portas em praças de máquinas e praças de caldeiras, vide, Seção 15, item 15.5.3.
25.7 - EQUIPAMENTO
25.7.1 - Generalidades
25.7.1.1 - Cada navio pesqueiro deve ser provido com equipamento de fundeio projetado para operação rápida e segura em todas as condições de serviço previsíveis e para segurar o navio fundeado. O equipamento de fundeio deve constar de âncoras, amarras e molinetes ou outro equipamento semelhante para descer e levantar a âncora e segurar o navio fundeado. 25.7.1.2 - Se forem instaladas âncoras de alto poder de garra, deve ser observada a Seção 16, item 16.3.5 25.7.1.3 - As duas âncoras de proa devem ser ligadas a amarras e instaladas em escovéns. 25.7.1.4 - Para amarras de diâmetro até 16mm, podem ser utilizadas amarras com elos não estaiados, de acordo com DIN 766 (ou Normas similares), em vez das amarras com elos estaiados exigidas, desde que compatíveis com a carga de teste.
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25.7.1.5 - As âncoras e amarras exigidas, bem como os cabos recomendados (vide, também, Seção 16, item 16.6), devem ser determinados de acordo com o númeral de equipamento L, em atendimento às disposições da Seção 16. a) Para embarcações de z > 720, aplica-se a Tabela 16.2 b) Para embarcações de z < 720, aplica-se a Tabela 25.1 Embarcações equipadas de acordo
com a Tabela 25.1 recebem o índice F afixado ao número de registro de equipamento no Certificado e no Registro.
c) Para navios pesqueiros com comprimento L = 40 metros, com notação de serviço costeiro afixada ao Símbolo de classe, as âncoras e amarras exigidas, bem como os cabos recomendados (vide, também, Seção 16, item 16.6) devem ser determinados de acordo com o item 25.7.3 e com a Tabela 25.2. Recomenda-se prover cada embarcação com, pelo menos, 4 cabos de amarração, dois dos quais com comprimento de cerca de 2.L. Os valores de carga de ruptura estabelecidos nas Tabelas são válidos para cabos de aço e de fibras naturais (cabos de manilha, Grau 1). Cabos de fibras sintéticas de igual diâmetro podem ser utilizados no lugar de cabos de manilha. Navios equipados de acordo com a Tabela 25.2 recebem a notação de serviço costeiro afixada ao seu número de registro de equipamento no Certificado e no Registro.
25.7.1.6 - Se, por razões especiais, navios pesqueiros forem equipados com equipamento de fundeio menor que o exigido em 25.7.1.5, deve-se obter aprovação especial em cada caso. Estes navios recebem a notação “Equipamento de fundeio especial” anotada no Certificado e no Registro. 25.7.2 - Emprego de Cabos de Ac,o no Lugar de Amarras
25.7.2.1 - Para navios com comprimentos entre 30 e 40 metros, a amarra de uma âncora pode ser substituída por cabo de aço (vide, também, 25.7.2.3). 25.7.2.2 - Para navios de L < 30 metros, a amarra de ambas as âncoras pode ser substituída por cabos de aço (vide, também, 25.7.2.3). 25.7.2.3 - Se cabos de aço forem instalados em vez de amarras, deve ser observado o seguinte: a) O Comprimento dos cabos de aço deve ser, no mínimo, igual a 1,5 x o comprimento tabelado
de amarras. A resistência à ruptura deve ser, no mínimo, a resistência tabelar de amarras Grau K l;
b) Um pequeno comprimento de amarra deve ser montado entre a âncora e o cabo de aço com um comprimento de 12,5 metros ou a distância entre a âncora na posição estivada e o guincho. Prevalece o menor valor;
c) Devem ser instalados guinchos para cabos que atendam às Regras para Molinetes; d) Cabos de guinchos para traineiras podem ser utilizados como cabos de âncora. O guincho da
traineira deve atender às Regras para Molinetes (ver as Regras para a Construção de Máquinas). 25.7.3 - Equipamento para Notação K (Serviço Costeiro)
25.7.3.1 - Generalidades
Para navios pesqueiros com comprimento L > 40 metros, as âncoras e amarras, bem como os cabos recomendados (vide, também, Seção 16, item 16.6) devem ser determinados de acordo com 25.7.1.5.a) e b), e para navios com comprimento L ≤ 40 metros, de acordo com 25.7.1.5.c) e Tabela 25.2. 25.7.3.2 - Navios com Comprimento L > 20 metros
a) Para navios com comprimento L > 20 metros, o comprimento deve ser determinado utilizando o seguinte numeral. m = comprimento de superestruras individuais e casarias, em [m], dentro do comprimento L h = altura de superestruturas individuais e casarias na linha de centro do navio [m] Casarias com uma largura de menos que B/4 podem ser ignoradas;
b) Para navios de comprimento entre 30 e 40 metros, a amarra de uma âncora pode ser substituída por cabo de aço (ver item 25.7.2.3)
c) Para navios de L < 30m, as amarras de ambas as âncoras podem ser substituídas por cabos de aço
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25.7.3.3 - Navios com Comprimento L < 20 m
a) Para navios com comprimento L ≤ 20m, o equipamento deve ser determninado da Tabela 25.2 para o comprimento L;
b) As amarras podem ser substituídas por cabos de aço (vide, 25.7.2.3); c) Para segunda âncora de proa, a âncora pode ser substituída por um cabo de manilha ou cabo de
fibra sintética. A resistência do cabo de manilha não deve ser menor que a resistência da amarra. O cabo de fibra sintética de, no mínimo, mesmo diâmetro pode ser utilizado em vez do cabo de manilha. Devem ser previstos meios adequados de segurar navio fundeado (guincho de cabo, cabeço) e para suspender a âncora (tambor de cabo ou saia de cabo de um guincho de cabo ou de um guincho de arraste). Devem ser observadas as Regras para Construção de Máquinas.
25.7.3.4 - Para navios com âncoras de 60 kg ou menos, se aplicam o seguinte:
a) Também para primeira âncora podem ser utilizados cabos de manilha ou fibra sintética. O comprimento do cabo deve ser, no mínimo, 1,5 x o comprimento exigido da amarra. O diâmetro do cabo deve ser obtido da Tabela 25.2 coluna 12;
b) Entre a âncora e o cabo deve ser previsto um pequeno comprimento de amarra, de acordo com 5.7.2.3 b;
c) Em vez do guincho de cabo exigido de acordo com 25.7.2.3 c, podem ser previstos outros meios adequados para segurar o navio fundeado e para suspender a âncora (por exemplo, cabeço, saia de cabo no guincho de arrasto ou guincho de cabo), por solicitação do Armador. O guincho pode ser dispensado se for provado por experiência que a âncora pode ser descida e suspensa à mão sem expor a tripulação a nenhum perigo;
d) Para navios com L ≤ 10 metros, não é exigido um guincho
25.8 - FACILIDADES PARA ELIMINAÇÃO DE DETRITOS E DE ÁGUA
25.8.1 - A bordo de todos os navios pesqueiros deve ser assegurado que todos os tipos de detritos e água acumulados no processo de captura possam ser descarregados ou levados para fora sem perigo para o navio. A bomba de esgoto deve ser de capacidade suficiente. 25.8.2 - Onde compartimentos de processamento de peixe são localizados abaixo do convés exposto, os detritos e água acumulados durante o processamento devem ser descarregados para fora através de bombas adequadas ou, transportadores helicoidais. Recomenda-se que as respectivas saídas no chapeamento do costado sejam localizadas tão perto quanto possível do convés exposto. As aberturas de descarga devem ter dispositivo de fechamento. Onde a rede de descarga for elevada acima do convés exposto, pode ser colocada numa válvula de retenção de portinhola. Onde as bombas aspiram, também, de fora, deve ser previsto um dispositivo de bloqueio que evite que a água seja bombeada para o convés intermediário. 25.8.3 - Tampas auxiliares de conveses de processamento de peixe devem ser instaladas tão alto quanto possível. O ponto mais baixo de aberturas internas não deve ficar ao nível d’água em inclinações de menos que 15 graus, com o navio totalmente carregado. Em adição às tampas estanques para estas aberturas auxiliares, recomenda-se a instalação de tampas de retenção, articuladas. 25.8.4 - Nos porões de peixe devem ser arranjados pocetos de esgoto (caixa de lama) especialmente grandes, equipados com um arranjo para lavagem das sucções de esgoto. Este arranjo de lavagem deve ser seguro contra acionamento não intencional.
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TABELA 25.1
EQUIPAMENTO DE ANCORAS, AMARRAS E CABOS PARA NAVIOS PESQUEIROS
No
para
Reg.
Numeral
de Equip
Z
Âncora de proa Amarras de elos estaiados Cabos de Amarração
recomendados Quant. Peso
por
âncora
Compr.
total
Diâmetro Quant. Compr. Carga de
ruptura d1 d2 d3
Kg mm mm mm mm m kN 1 2 3 4 6 7 8 9 14 15 16
101 até 30 2 70 137.5 11 11 11 2 40 25
102 30-40 2 80 165 11 11 11 2 50 30
103 30-50 2 100 192.5 11 11 11 2 60 30
104 50-60 2 120 192.5 12.5 12.5 12,5 2 60 30
105 60-70 2 140 192.5 12.5 12.5 12,5 2 80 30
106 70-80 2 160 220 14 12.5 12,5 2 100 35
107 80-90 2 180 220 14 12.5 12,5 2 100 35
108 90-100 2 210 220 16 14 14 2 110 35
109 110-110 2 240 220 16 14 14 2 110 40
110 110-120 2 270 247.5 17.5 16 16 2 110 40
111 120-130 2 300 247.5 17.5 16 16 2 110 45
112 130-140 2 340 275 19 17.5 17,5 2 120 45
113 140-150 2 390 275 19 17.5 17,5 2 120 50
114 150-175 2 480 275 22 19 19 2 120 55
115 175-205 2 570 302.5 24 20.5 20,5 2 120 60
116 205-240 2 660 302.5 26 22 20,5 2 120 65
117 240-260 2 780 330 28 24 22 3 120 70
118 280-320 2 900 357.5 30 26 24 3 140 80
119 320-360 2 1020 357.5 30 26 24 3 140 85
120 360-400 2 1140 385 34 30 26 3 140 95
121 400-450 2 1290 385 36 32 28 3 140 100
122 450-500 2 1440 412.5 38 34 30 3 140 110
123 500-550 2 1590 412.5 40 34 30 4 160 120
124 550-600 2 1740 440 42 36 32 4 160 130
125 600-660 2 1920 440 44 38 34 4 160 145
126 660-720 2 2100 440 46 40 36 4 160 160 Ver obsevações após a Tabela 25.2
TABELA 25.2
ÂNCORAS, AMARRAS E CABOS DE NAVIOS PESQUEIROS EM OPERAÇÃO COSTEIRA
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No. Para Reg.
Compr. L
Numeral do Equip.
ZF
Âncora de Proa
Amarras de elos âncoras de proa (1)
Cabos de Amarração recomendados
Quant.
Peso por
Compr. total
Diâmetro Compr. total
Carga Ruptur
a
Diâmetro d1 d2 d4 d5
m Kg m Mm mm m kN mm mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
101 até 6 — 1 10 4 x L 6.0 (2) 6.0(2) 35 10 — 12 102 6 -8 — 1 20 33.0 8.0(2) 8.0(2) 40 15 — 14 103 8 -10 — 1 30 38.0 8.0(2) 8.0(2) 55 20 — 16 104 10 -12 — 1 50 45.0 10.0(2) 10.0(2) 65 25 — 18 105 12 -14 — 2 60 95.0 11.0 11.0 80 25 — 18 106 14 -17 — 2 80 110.0 11.0 11.0 100 30 10 20 107 17 - 20 — 2 95 110.0 12.5 12.5 120 30 10 20 108 20 - 40 até 270 2 110 137.5 12.5 12.0 35 10 22 109 20 - 40 270 - 300 2 140 165.0 14.0 12.5 180 35 10 22 110 20 - 40 300 - 330 2 180 165.0 14.0 12.5 200 40 10 22 111 20 - 40 330 - 360 2 210 220.0 16.0 14.0 225 45 10 24 112 20 - 40 360 - 400 2 250 220.0 16.0 14.0 225 45 10 24 113 20 - 40 400 - 500 2 300 247.5 17.5 16.0 225 45 10 24 114 20 - 40 450 - 500 2 370 247.5 19.0 17.5 250 50 12 26
115 20 - 40 acima de
500 2 440 275.0 22.0 19.0 250 55 12 26
Observações : d1 = diâmetro da amarra Grau K 1 (qualidade normal) d2 = diâmetro da amarra Grau K 2 (qualidade de alta resistência) d3 = diâmetro da amarra Grau K 3 (qualidade especial) d4 = diâmetro do cabo de aço 6 x 24, tensão nominal de ruptura 1570 N/mm2 d5 = diâmetro de cabos de poliamida de construção normal e de cabos de manilha (Grau 1) (1) Amarras de elos não estaiados, conforme DIN 766, de, no mínimo, a mesma carga de teste,
podem ser tomadas em lugar de amarras de elos estaiados de até 16 mm de diâmetro. (2) Amarras de elos não estaiados, conforme DIN 766.
Para navios pesqueiros equipados conforme Tabela 25.1, o índice F será adicionado ao Número de Registro.
Para navios pesqueiros equipados conforme Tabela 25.2, o índice K será adicionado ao Número de Registro.
SEÇÃO 26
DRAGAS 26.1 - GENERALIDADES
26.1.1 - Dragas, como definido nesta Seção, significam dragas, dragas-depósito, chatas, chatas-depósito e embarcações similares que podem ser sem ou com auto-propulsão e que são destinadas à dragagem comum (por exemplo, draga de caçamba, dragas de sucção, draga de garras, etc.). Dragas destinadas à dragagem não usual e navios de formas diferentes devem ser considerados especialmente.
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26.1.2 - As Regras das Seções 1 a 20 se aplicam às dragas desta Seção, a menos que mencionado de forma diferente. Se a notação de navegação W (águas rasas) for afixada ao Símbolo de classe, os módulos de seção das cavernas, vaus e sicordas de conveses expostos ao tempo, espessura ou áreas seccionais de outros elementos estruturais transversais e longitudinais e módulo mínimo de seção conforme Seção 4, item 4.3, podem ser reduzidos de 15%. 26.1.3 - Dragas com uma faixa restrita de serviço exclusivamente operando em águas nacionais devem atender ao máximo possível as exigências da Convenção Internacional de Borda Livre. A altura do convés das braçolas de acesso devem ser, no mínimo, 300 mm. 26.1.4 - Dragas que trabalham em conjunto com outras embarcações devem ter verdugos reforçados. 26.1.5 - As espessuras de elementos principais estruturais expostos à abrasão por mistura de detritos e água, por exemplo, onde são empregados métodos especiais de carga e descarga, devem ser adequadamente reforçadas ou, mediante aprovação pelo BC construídos de materiais especiais resistentes à abrasão. 26.1.6 - Em dragas com espaços de depósito fechados devem ser tomadas medidas construtivas convenientes para evitar o acúmulo de mistura gás/ar inflamável em cima da lama de dragagem. As Regras de Instalação Elétrica devem ser observadas.
26.2 - PLANOS E DOCUMENTAÇÃO PARA APROVAÇÃO
Para comprovar conformidade com as Regras, os seguintes desenhos e documentos devem ser submetidos em três vias adicionais aos estipulados na Seção 1. a) Plano de Arranjo Geral mostrando, também, o arranjo do equipamento de drenagem; b) Anteparas de espaços de depósitos longitudinais e transversais com informações relativas à
densidade do detrito e altura de transbordamento; c) Arranjo de escantilhões de subestruturas fixados ou integrados aos elementos estruturais
principais, tais como, póticos, estais, etc. ou suas fundações, fundações de máquinas e bombas de dragagem, portinholas de fundo e suas articulações, equipamento de posicionamento e outros equipamentos e dispositivos de dragagem, com suas fundações;
d) Cálculos de resistência longitudinal nas condições de carregamento mais desfavorável para embarcações de 100 metros de comprimento e mais. Cálculos de torção podem ser exigidos.
26.3 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL
26.3.1 - Para dragas aplicam-se, geralmente, as exigências de resistência longitudinal conforme Seção 4. 26.3.2 - Para dragas-depósito e chatas-depósito de menos de 100 metros de comprimento podem ser exigidos cálculos de resistência longitudinal em casos especiais. 26.3.3 - No cálculo de módulo de seção mestra de acordo com a Seção 4, item 4.3, a área seccional líquida para todos os elementos de resistência longitudinal de uma quilha-duto entre portinholas do fundo de boreste podem ser levadas em consideração. 26.3.4 - As extremidades de espaços de depósito, devem ter transições cuidadosas dos elementos estruturais longitudinais para as regiões adjacentes.
26.4 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E FUNDO
26.4.1 - A espessura do chapeamento do fundo de dragas que operam encalhada ou nas quais encalhamentos podem ocorrer, deven ser aumentada de 20% acima do valor exigido na Seção 5. 26.4.2 - Se forem previstas portinholas de fundo na linha de centro da embarcação ou poços para equipamentos de dragagem (escadas de caçambas, tubos de sucção, etc.), uma fiada de chapa deve ser colocada em cada lado da abertura, com 50% da largura e espessura da chapa-quilha exigida.
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26.4.3 - Extremidades de embarcações com fundo chato não comum devem ter um chapeamento do fundo até 500 mm acima da linha de carregamento máximo com espessura que corresponde à espessura exigida para o fundo na região de 0,4.L a meia nau. Acima disso, deve ser prevista a espessura exigida para o chapeamento do costado na região de 0,4.L a meia nau. Reforços conforme 26.4.1 devem ser eventualmente previstos. 26.4.4 - Cantos de aberturas no fundo para portinholas e poços de equipamentos de dragagem devem ser executados conforme Seção 6, item 6.1.3.2. Deve-se prestar atenção especial ao detalhamento construtivo e às ligações soldadas nestas regiões.
26.5 - CONVÉS
26.5.1 - A espessura do convés deve ser determinada conforme a Seção 6. Em embarcações com menos de 100 metros de comprimento, o chapeamento de convés exigido deve ser previsto pelo menos nas seguintes regiões: acima de praças de máquinas e de caldeiras, na região de gaiutas de máquinas e de caldeiras, ao lado de todas aberturas de convés excedendo 0,4.B em largura e na região de fundações para equipamento e máquinas de dragagem escadas de caçambas, etc.. Onde é colocada forração de madeira no convés, a espessura do chapeamento exigido de acordo com a tabela abaixo, em relação ao comprimento L, é suficiente, no caso em que os cálculos de resistência não exijam espessuras maiores.
L [m] = 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t [mm] 5 5,5 6 6 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,8 8 26.5.2 - Nas extremidades do espaço de depósito deve ser mantida continuidade da resistência pela colocação de chapas reforçadas de canto. Os cantos devem ser executados conforme a Seção 6, item 6.1.3.2.
26.6 - ESTRUTURA DO FUNDO
26.6.1 - Fundo Singelo Estruturado Transversalmente
26.6.1.1 - Ao longo de espaços de depósitos e pólos de dragagem na linha de centro, as hastilhas devem ser dimensionadas conforme a Seção 7, item 7.1.1.2, onde pode ser utilizado mmin = 0,4. A altura destas hastilhas não pode ser menor que:
h = 45 . B - 45 [mm] ; hmin = 180 mm 26.6.1.2 - Hastilhas, longarinas etc., abaixo de fundações de máquinas e bombas de dragagem devem ser suficientemente dimensionadas para os carregamentos adicionais. 26.6.1.3 - Onde hastilhas são adicionalmente carregadas pela pressão de fechamento de portinholas do fundo, os seus módulos de seção e suas alturas de alma devem ser aumentados correspondentemente. 26.6.1.4 - Onde o vão sem apoio de hastilhas excede 3 metros, uma longarina lateral conforme Seção 7, item 7.1.2.2.2 deve ser instalada. Prevalece analogamente o definido na Seção 7, item 7.1.2.1.4. 26.6.1.5 - Hastilhas alinhadas com elementos transversais inferiores nos espaços de depósito entre portinholas do fundo devem, ter nas paredes laterais de espaços de depósito, borboletas flangeadas (ou com barra-face) com abas simétricas aproximadamente. As borboletas devem se estender até à borda superior dos elementos transversais. 26.6.1.6 - Hastilhas de dragas que operam encalhadas ou nas quais encalhamentos podem ocorrer, devem ter reforços verticais contra flambagem garantindo que a tensão crítica de flambagem das almas seja maior que o limite elástico. 26.6.2 - Fundo Singelo Estruturado Longitudinalmente
26.6.2.1 - O espaçamento de gigantes do fundo não deve exceder 3,6 metros. O módulo de seção e a área seccional da alma não devem ser menores que:
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W = k . c . e . m
2 . p [cm3]
f = 0,061 . k . e . m . p [cm2] a altura da alma não pode ser menor que a altura das hastilhas, conforme 26.6.1.1. k = fator de material, conforme Seção 1 ; k = 1,0, para aço naval comum c = 9 - 0,002.L , para L = 100 metros e = espaçamento entre gigantes do fundo ou de anteparas, em [m] m = vão sem apoio, em [m] , sem considerar eventuais longarinas p = ressão pB ou p1 e p’1 conforme Seção 3, itens 3.2.3 e 3.4; prevalece o maior valor. 26.6.2.2 - As longarinas do fundo devem ser determinadas conforme Seção 8, item 8.2. 26.6.2.3 - Em ambos os lados da longarina central, nas paredes laterais de poços e em paredes laterais de espaços de depósito, devem ser previstas borboletas entre os gigantes do fundo, caso não exista uma caixa de quilha que possa ser utilizada como quilha para docagem. Até um espaçamento de gigantes de 2,5 metros é suficiente a colocação de uma borboleta que se estenda até o próximo longitudinal ou reforço longitudinal. Em espaçamentos maiores devem ser previstas duas borboletas. A espessura das borboletas que devem ser flangeadas ou com barra-face, deve ser, pelo menos, igual à da espessura das almas de gigantes do fundo, adjacentes. 26.6.2.4 - No caso em que anteparas longitudinais e os chapeamentos do costado são estruturados transversalmente, borboletas conforme 26.6.2.3 devem ser instaladas em todas as cavernas estendendo-se até o bojo. 26.6.2.5 - Os gigantes de fundo devem ser reforçados com barras chatas verticais em todas as longitudinais. A altura das barras chatas deve ser aproximadamente igual à altura das longitudinais do fundo, mas não necessita exceder 150 mm. 26.6.2.6 - A estrutura do fundo de dragas que operam encalhadas ou nas quais encalhamentos podem ocorrer, deve ser dimensionada como segue: a) O espaçamento dos gigantes do fundo, conforme 26.6.2.1, não deve exceder 1.8m. As almas
devem ser reforçadas conforme 26.6.1.6. b) O módulo de seção das longitudinais do fundo, conforme Seção 8, item 8.2, deve ser aumentado
em 50%. 26.6.2.7- Os parágrafos 26.6.1.2, 26.6.1.3, 26.6.1.4 e 26.6.1.5 devem ser aplicados analogamente. 26.6.3 - Fundo Duplo
26.6.3.1 - Ao lado de espaços de depósito não necessitam ser previstos fundos duplos. 26.6.3.2 - Em adição às exigências da Seção 7, item 7.2.7, hastilhas cheias devem ser previstas na região de espaços de depósito que são descarregados através de garras. 26.6.3.3 - Na colocação de borboletas, conforme Seção 7, item 7.2.8.4, devem ser observadas, também, as Regras conforme 26.6.2.3 e 26.6.2.4, se for o caso. 26.6.3.4 - A estrutura do fundo de dragas que operam encalhadas ou nas quais encalhamentos podem ocorrer, deve ser reforçada conforme Seção 7, item 7.2.1.6. Se for o caso, pode ser adotado 26.6.2.6, analogamente.
26.7 - CONSTRUÇÃO DE ESPAÇOS DE DEPÓSITOS E POÇOS
26.7.1 - Os escantilhões das paredes de espaços de depósito e de poços devem ser determinados como segue: 26.7.1.1 - Chapeamento
A espessura deve ser: t = 1,26 . a . (p. k)1/2 + 1,5 [mm] ;
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tmin = 5,5 + L/25 [mm] ou tmin = 6,5 . k1/2 [mm] , dos dois o maior valor
k = fator de material, conforme Seção 1 ; k = 1,0, para aço naval comum a, am = espaçamento de reforços, em [m] p = 10 . r . h [kN/m2] h = distância da borda inferior do chapeamento ou do centro de carregamento do respectivo
elemento até a borda superior de transbordamento, em [m] r = densidade do depósito de dragagem, em [t/m3] ; rmin = 1,2 [t/m3] 26.7.1.2 – Reforços (módulo de seção mínimo)
a) Reforços transversalmente de anteparas longitudinais e reforços de anteparas transversais:
W = 0,68 . k . a . m2 . p [cm3] b) Reforços longitudinais:
W = k . m1 . m2 . am . m2 . p [cm 3]
m1 , m2 = vide Seção 8, item 8.2.2 m = vão sem apoio, em [m] k, a, am , p = ver item 26.7.1.1 26.7.1.3 - A resistência não deve ser menor que a dos costados do navio. Deve ser dada atenção especial para a transição adequada e continuidade nas extremidades de paredes longitudinais, espaços de depósitos e poços. As fiadas do topo e do fundo de paredes longitudinais devem ser estendidas através das anteparas das extremidades ou borboletas de transição devem ser previstas alinhadas com as paredes em conjunto com reforços no convés e no fundo. Não é exigido transição especial onde o comprimento de poços não excede 0,1.L e onde os poços e/ou extremidades de espaços de depósito são localizados fora de 0,6.L, a meia-nau. 26.7.2 - Em espaços de depósitos com portinholas de fundo devem ser previstas vigas transversais com espaçamento menor que 3,6 metros. 26.7.3 - A altura das vigas transversais espaçadas conforme 26.7.2 deve ser, no mínimo, 2,5 x a altura das hastilhas conforme Seção 7, item 7.1.1.2. A espessura da alma deve ser, no mínimo, igual à espessura do chapeamento do costado. As bordas superior e inferior das vigas transversais devem ter barras-face. A espessura das barras-face deve ser, pelo menos, 50% maior que a espessura exigida para a alma. Onde as vigas transversais são construídas como vigas- caixão estanques à água, os escantilhões não devem ser menores que o exigido no item 26.7.1. Na borda superior deve ser prevista uma chapa com espessura aumentada em, pelo menos, 50%. 26.7.4 - Para aumentar a rigidez das vigas transversais, devem ser previstos reforços verticais espaçados em não mais que 900 mm. 26.7.5 - As anteparas transversais nas extremidades de espaços de depósitos devem se estender de bordo a bordo. 26.7.6 - Independentemente do sistema estrutural ser transversal ou longitudinal, devem ser previstas cavernas gigantes, conforme Seção 21, item 21.11.2, no plano das vigas gigantes, conforme item 26.7.2. A densidade dos depósitos de dragagem deve ser considerada na determinação dos escantilhões. 26.7.7 - Na altura do convés devem ser previstos vaus gigantes transversais entre as paredes laterais dos espaços de depósito no plano das cavernas gigantes exigidas em 26.7.6. Os escantilhões devem ser determinados para os carregamentos reais (como, por exemplo, o carregamento pela força máxima à tração de dispositivos hidráulicos para o fechamento de portinholas do fundo) como para vaus limites de escotilhas em conveses de carga, conforme Seção 15, item 15.3. Caso exista uma caixa de quilha, os vaus gigantes transversais devem ser suportados através de pés-de-carneiro na caixa de quilha.
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26.7.8 - Em dragas de caçamba os poços de escadas devem ser isolados no fundo por cofferdams longitudinais e transversais para evitar que compartimentos adjacentes sejam alagados no caso de qualquer avaria no casco pelo equipamento de dragagem ou objetos dragados. Os cofferdams devem ser acessíveis
26.8 - CAIXA DE QUILHA
26.8.1 - Determinação dos Escantilhões
26.8.1.1 - Espessuras do Chapeamento
a) Chapeamento do fundo: Caso a caixa de quilha não possa ser utilizada como quilha de docagem (vide, também, 26.4.2), prevalecem as exigências para o chapeamento do fundo, conforme Seção 5, item 5.2.1.3.
b) Chapeamento restante: Fora do espaço de depósito prevalecem as exigências para
chapeamento do fundo, conforme Seção 5, item 5.2.1.3. Dentro do espaço de depósito prevalecem as exigências para paredes de espaços de depósito, conforme 26.7.1, com reforço de espessura do chapeamento na parte superior em, pelo menos, 505 mm devido ao maior risco de avarias.
26.8.1.2 - Hastilhas
Prevalecem as exigências dos itens 26.6.1 e 26.6.2. 26.8.1.3 - Reforços
Prevalecem as exigências do item 26.7.1 26.8.2 - Resistência do Elemento Estrutural
26.8.2.1 - No plano dos gigantes exigidos conforme 26.7.5, devem ser previstos gigantes ou hastilhas abertas para garantir suficiente resistência do elemento estrutural. 26.8.3 - Com relação à adequada e continuidade nas extremidades da caixa de quilha, deve ser observado 26.7.1.3
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26.9.1 - Para dragas com dois lemes, devido a poços de popa para escadas de caçambas ou tubos de sucção, determina-se os escantilhões do cadaste conforme Seção 12, item 12.2.1. 26.9.2 - Para dragas com propulsão auxiliar, cuja velocidade no calado máximo não excede 5 nós, deve ser utilizada a velocidade mínima de 7 nós para a determinação do diâmetro da madre do leme.
26.10 - B0RDA-FALSA E TRANSBORDAMENTO DO ESPAÇO DE DEPÓSITO
26.10.1- Caso o transbordamento do espaço de depósito seja no convés e não através de dutos fechados para fora do costado, não deve ser prevista uma borda-falsa ao lado dos espaços de depósito. A colocação de uma borda-falsa deve ser evitada, mesmo no caso em que o transbordamento seja através de dutos fechados. Se, apesar disso, for prevista uma borda-falsa, a mesma deve ter uma abertura contínua de drenagem para assegurar que o depósito de dragagem transbordando possa escoar livremente, mesmos nos movimentos da draga em ondas. 26.10.2 - Dragas sem notação de navegação restrita devem ter, em cada bordo, um duto de transbordamento em região apropriada e de tamanho suficiente para que o excesso de água possa ser descarregado durante o serviço de dragagem. Se possível, não devem ser feitos recortes na borda superior do cintado. Caso dutos de transbordamento atravessem o compartimento lateral, esses devem penetrar a fiada do cintado a uma distância adequada do convés. A espessura de elementos estruturais sujeita à abrasão pela mistura de depósito de dragagem e água deve ser suficientemente aumentada ou fabricada de material especial resistente à abrasão, aprovado pelo BC . 26.10.3 - Dragas com notação restrita de navegação podem ter arranjos de transbordamento permitindo descarga do excesso de água no convés, durante o serviço de dragagem.
26.11- EQUIPAMENTO
26.11.1- O equipamento de âncoras, amarras e cabos deve ser determinado conforme Seção 16. O equipamento de dragas para serviço restrito deve ser determinado como para embarcações de serviço costeiro (notação K). Para dragas em serviço em águas rasas, vide Seção 16, item 16.1.4. 26.11.2- O equipamento de dragas sem auto-propulsão deve ser determinado conforme Seção 28, item 28.5. 26.11.3 - Recomenda-se reforçar as amarras de dragas utilizadas para deslocamentos da draga durante o serviço de dragagem, devido ao maior desgaste. 26.11.4 - Equipamentos de fundeio instalados em adição às exigências conforme 26.11.1 e 26.11.2 (por exemplo, para deslocamento ou efeitos de posicionamento) só fazem parte da classificação quando a embarcação recebe a respectiva notação ao Símbolo de Classe.
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SEÇÃO 27
CHATAS PONTÕES 27.1 - GENERALIDADES
Ver Livro de Regras do BC para balsas offshore.
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SEÇÃO 28
NAVIOS PARA NAVEGAÇÃO EM ÁGUAS RASAS
28.1 - GENERALIDADES
28.1.1 - Aplicam-se as Regras da Seções 1a 20 para navios para navegação em águas rasas, a menos que citado de outra forma nesta Seção. 28.1.2 - Navios navegando em águas rasas atendendo às Regras desta Seção, recebem a notação W - Operação em Águas Rasas afixada ao Símbolo de classe. 28.1.3 - Como carregamento no convés deve ser utilizado p = 6 [kN/m2] , caso o Armador não exija carregamento maior.
28.2 - CHAPEAMENTO DO COSTADO E DO FUNDO
28.2.1 - A espessura do chapeamento do fundo, na região de 0,4.L , a meia-nau, deve ser determinada pela seguinte fórmula:
][3,1 mmP
DL
a
at
o
⋅⋅⋅=
a = espaçamento real entre cavernas, em [m] ao = espaçamento entre cavernas definido pela Seção 8, item 8.1.1.1.1 para a região situada
desde 0,2.L a ré da PPAV até a antepara de colisão de ré, em [m] L = comprimento do navio, em [m] (ver Seção 1) D = calado do navio, em [m] (ver seção 1) P = potal do navio, em [m] (ver Seção 1) 28.2.2 - Para navios com fundos chatos, a espessura deve ser aumentada de 0,5mm. 28.2.3 - A espessura do chapeamento do costado, na região de 0,4.L, a meia-nau pode ser 0,5 mm menor que o chapeamento do fundo definido pelo item 28.2.1. 28.2.4 - A espessura, na região de 0,05.L , nas extremidades, pode ser 1,0 mm menor que o valor calculado pelo item 28.2.1. 28.2.5 - A espessura do chapeamento do costado não deve ser menor que 3,5 mm em nenhuma região. 28.2.6 - Reforços do fundo à vante, conforme Seção 5, não são necessários.
28.3 - ANTEPARAS ESTANQUES À ÁGUA E ANTEPARAS DE TANQUES
28.3.1 - Os escantilhões de anteparas estanques à água devem ser determinados conforme Seção 10. A espessura do chapeamento não necessita ser maior que a espessura na meia-nau do chapeamento correspondente do costado com espaçamento de caverna. As espessuras não podem ser menores que os seguintes valores mínimos: tmin = 3,5 [mm] , para a fiada mais inferior tmin = 3,0 [mm] , para as fiadas restantes. 28.3.2 - Os escantilhões de anteparas e paredes de tanques devem ser determinados conforme Seção 11. A espessura não deve ser menor que 5,0 mm.
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28.4.1 - A altura de braçolas de escotilhas deve ser, no mínimo, 400mm. As braçolas devem ser apoiadas em cada quarta caverna, por estais. 28.4.2 - A espessura das braçolas deve ser determinada conforme as seguintes fórmulas: a) braçolas longitudinais tm = 4,5 + m/6 [mm] b) braçolas transversais tq = 2,75 + b/2 [mm] m = comprimento da escotilha, em [m] b = largura da escotilha, em [m] 28.4.3 - Vaus de escotilha devem ser instalados a uma distância de não mais que 3,0m. O módulo de seção dos vaus de escotilha não deve ser menor que:
W = p . e . b2 [cm3] e = espaçamento dos vaus de escotilha, em [m] b = vide 28.4.2. p = carregamento do convés, conforme 28.1.4. A altura da alma dos vaus de escotilha não deve ser menor que:
H = 70 . b [mm] b = vide 28.4.2. Nas extremidades dos vaus a altura das almas pode ser reduzida, mas não deve ser menor que 130mm. 28.4.4 - A espessura de tampas de escotilhas de madeira não deve ser menor que 35 mm. Se o vão sem apoio das tampas de escotilhas exceder 1,5 metros, a espessura deve ser aumentada proporcionalmente. 28.4.5 - A largura de apoio das tampas de escotilhas nas braçolas não deve ser menor que 40 mm. 28.4.6 - Onde vigas longitudinais de madeira são colocadas apoiando tampas de escotilhas transversais, o seu módulo de seção não deve ser menor que:
W = 50 . u . e2 [cm3] e = vide 28.4.3 u = vão, sem apoio, da tampa de escotilha, em [m]. 28.4.7 - A altura das gaiutas de praças de máquinas e de caldeiras não deve ser menor que 600 mm, e sua espessura não menor que 3,0 mm. As braçolas não devem ser menores que 350 mm, e suas espessuras não menores que 4,0 mm. 28.4.8 - A altura de braçolas de descidas não deve ser menor que 300 mm.
28.5 - EQUIPAMENTO
28.5.1 - O equipamento de âncoras, amarras e cabos deve ser determinado conforme a Seção 16. 28.5.2 - O peso da âncora pode ser 60% do valor da Tabela 16.2, da Seção 16. Se o peso das âncoras for menor que 80 kg., exige-se somente uma âncora. 28.5.3 - O diâmetro da amarra determina-se conforme o peso reduzido da âncora. Para âncoras com peso menor que 120 kg., o diâmetro da amarra em aço grau K 1 deve ser calculado conforme a seguinte fórmula:
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d1 = 1,15 . P1/2 [mm] P = peso da âncora, em [kg] Na utilização de amarras sem estais, o diâmetro deve ser aumentado em 1,0 mm. O comprimento da amarra pode ser 70% do valor dado na Tabela 16.2, da Seção 16 Se exigida somente uma âncora, 50% do comprimento de amarra na Tabela 16.2 é suficiente. 28.5.4 - Recomenda-se que o comprimento de cabos de amarração seja 50% do comprimento dado na Tabela 16.2 (vide, também, Seção 16, item 16.6). 28.5.5 - Navios navegando em águas rasas com este equipamento, recebem o índice K afixado ao Número de Registro.
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SEÇÃO 29
REGRAS ESPECIAIS PARA DIQUES FLUTUANTES
29.1 – GENERALIDADES
29.1.1 - Aplicação 29.1.1.1 - As seguintes Regras se aplicam a diques flutuantes do tipo caixa, no qual as caixas do fundo e das laterais são contínuas, de vante à ré, e são inseparáveis, bem como a diques flutuantes tipo pontão, no qual as caixas laterais são contínuas, de vante à ré, e o fundo é formado de pontões não contínuos que são parafusados nas caixas laterais. Estas Regras se aplicam, também, para diques do tipo L e pontões flutuantes. 29.1.1.2 - Os dados fornecidos pelo fabricante nas suas Instruções de Operação, com relação à distribuição de peso e carregamentos, devem ser utilizados como base para dimensionamento de elementos estruturais, a menos que o que segue seja mais rígido. 29.1.2 - Símbolos de Classe
Diques flutuantes que atendem às Regras desta Seção receberão a notação Dique flutuante, indicando, também, a capacidade de levantamento, em toneladas, afixada ao Símbolo de classe.
29.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO
29.2.1 - Devem ser submetidas, para aprovação, três cópias de cada um dos seguintes planos e documentos: a) Arranjo geral, mostrando o arranjo dos compartimentos e tanques, desenhos das seções
longitudinais e transversais, mostrando todos os escantilhões, e a posição das vigas longitudinais e transversais e anteparas estanques à água;
b) Desenhos da caixas laterais com o convés superior e convés de segurança, caixa de fundo ou pontões não contínuos;
c) Desenhos dos elementos estruturais dos convéses de pontão que transmitem as forças pontão-lateral-pontão;
d) Carregamentos admissíveis e deflexões, conforme Instruções de Serviço; e) Diagramas de bombeamento, mostrando as diferenças de pressão interna e externa sobre toda
região submersa; f) Cálculos das condições de resistência transversal e longitudinal, bem como de resistência local; g) Planos das instalações de máquinas e elétricas; h) Planos dos sistemas de tubulação e dos dispositivos de proteção contra incêndio e de extinção; e i) Cálculos mostrando a estabilidade do dique suportando um navio. 29.2.2 - Outros documentos podem ser exigidos, se considerados necessários 29.3 - MATERIAIS 29.3.1 - À menos que estabelecido de outra forma, material utilizado para os elementos estruturais principais do dique deve ser aço naval testado de acordo com as Regras para Materiais. Outros tipos de aço de menor resistência podem ser utilizados se a soldabilidade do material é garantida nas condições de estaleiro. Em tais casos, as tensões admissíveis para o dimensionamento dos elementos estruturais devem ser modificadas em relação à resistência de ruptura do aço utilizado.
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29.3.2 - O material utilizado para partes estruturais de menor importância, como plataformas, pontes móveis, passarelas, etc, pode ser de outro aço com boas propriedades de soldagem se a qualidade do aço for comprovada por Certificado do fabricante.
29.4 - DIMENSÕES PRINCIPAIS E DEFINIÇÕES
29.4.1 - Comprimento do Dique - O comprimento do dique deve ser medido da antepara extrema de vante até a antepara extrema de ré. 29.4.2 - Boca - A boca deve ser medida à partir das bordas exteriores das cavernas. A Boca livre é medida entre as passarelas “cantilever” das paredes laterais. 29.4.3 - Pontal - O pontal é a distância vertical da linha de base até o topo do vau do convés superior. 29.4.4 - Profundidade de Imersão - A distância entre a linha d’água do dique imerso e o topo dos picadeiros da quilha será definida como Profundidade de imersão acima dos picadeiros de docagem. 29.4.5 - Fundo do Porão - O fundo do dique tipo caixa ou dos pontões não contínuos do dique tipo pontão serão definidos como Fundo do pontão. 29.4.6 - Convés do Pontão - O Convés do dique tipo caixa ou do dique de pontões não contínuos será definido como convés do pontão 29.4.7 - Pontal do Pontão - O pontal do pontão é a distância vertical entre o fundo do pontão e o convés do pontão. 29.4.8 - Convés Superior - O convés superior é o convés estanque à água, contínuo, mais alto que se estende sobre toda a parede lateral. 29.4.9 - Convés de Segurança - O convés de segurança se estende sobre todo o comprimento da parede lateral. É um limite estanque à água e ao ar entre o compartimento acima e os compartimentos de lastro. É arranjado abaixo do convés superior para que, quando todos os compartimentos abaixo dele estão alagados sem carregamento nos picadeiros de quilha, a flutuação do espaço acima seja suficiente para manter o dique flutuando com uma suficiente borda-livre em relação ao convés superior (vide, também, 29.8.2). 29.4.10- Lastro Residual e Lastro de Compensação - A água de lastro que sobra nos tanques que as bombas não conseguem descarregar será definida como lastro residual. A água de lastro, em excesso, do lastro residual na capacidade nominal de levantamento, será definida como lastro de compensação (vide, também, 29.6.3).
29.5 - RESISTÊNCIA TRANSVERSAL
29.5.1 - A resistência da estrutura transversal do dique deve ser investigada para 3 (três) condições: a) Primeira condição: Dique suportando um navio da capacidade nominal de levantamento, emerso
até à borda-livre do convés do pontão. A resistência estrutural deve ser investigada sob o carregamento de água e a pressão nos picadeiros centrais de docagem;
b) Segunda condição: Dique carregado como em a), mas nenhum carregamento nos picadeiros centrais de docagem nas extremidades do dique. A resistência transversal deve ser investigada para as transversais carregadas somente pelo empuxo, considerando lastro de compensação uniformemente distribuído;
c) Terceira condição: Dique com navio emerso com a diferença máxima de pressão interna e externa. A resistência transversal deve ser calculada sob o carregamento da pressão da água e a pressão nos picadeiros centrais de docagem.
29.5.2 - Nos cálculos, o carregamento dos picadeiros de quilha deve ser carregamento máximo admissível por m de comprimento de convés especificado nas Instruções de Construção ou de Serviço. Este carregamento deve ser determinado para o navio mais curto cujo deslocamento seja igual à capacidade do dique.
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29.5.3 - O carregamento nos picadeiros centrais de docagem será utilizado, mas não deve ser menor que a resultante da distribuição uniforme de carregamento sobre todo o comprimento do dique:
]/[81,9
5,1 mkNL
NHq
⋅⋅=
NH = capacidade nominal de levantamento do dique, em [t] L = comprimento do dique, em [m] 29.5.4 - O carregamento nos picadeiros de bojo é derivado da força resultante de uma inclinação do navio em 3 graus; com isso, o carregamento total dos picadeiros de bojo, em cada lado, é aproximadamente 5% da capacidade nominal de levantamento. 29.5.5 - As tensões nas vigas transversais, no chapeamento e cavernas não podem exceder os seguintes valores:
Tipo de carregamento aço naval comum (NF 24) aço St 37-2
Tensão de compressão ou tração, na flexão σadm = 160 N/mm2 σ adm = 140 N/mm2
Tensão de cisalhamento τ adm = 100 N/mm2 τ adm = 95 N/mm2
Tensão combinada σV = 200 N/mm2 σV = 180 N/mm2 A tensão combinada será determinada pela fórmula:
22 3 τσσ ⋅+=V 29.5.6 - Os elementos estruturais devem ser adequadamente reforçados para evitar flambagem (vide, também, Seção 2, item 2.6).
29.6 - RESISTÊNCIA LONGITUDINAL 29.6.1 - A resistência longitudinal do dique deve ser calculada para a condição em que o dique suporta o navio mais curto de deslocamento igual à capacidade do dique. A rigidez do navio docado não será considerada nesta cálculo. 29.6.2 - Em nenhum ponto do dique a tensão resultante do momento fletor mínimo obtido com o sistema de bombas do dique deve exceder os seguintes valores: a) para aço naval comum: σ = 120 N/mm2 b) para aço ST 37-2: σ = 110 N/mm2 29.6.3 - Onde, entretanto, este momento fletor mínimo é obtido pelo lastro de compensação disponível e, assim, por níveis desiguais de água nos compartimentos do fundo não contínuos, a condição com o lastro convenientemente distribuído sobre todo o comprimento do dique também deve ser calculada. A tensão relacionada ao momento fletor assim calculado não pode, em nenhum caso, deve exceder σ = 140 N/mm
2 (para aço St 37-2). 29.6.4 - O cálculo exigido em 29.6.3 pode ser omitido quando, pelo menos, dois medidores de deflexão independentes forem instalados e a deflexão máxima indicada não permitir tensões maiores que os valores indicados em 29.6.3. 29.6.5 - Onde a resistência longitudinal do dique rebocado em águas abertas deve ser considerada, nos cálculos como base devem ser utilizados os comprimentos e alturas de ondas, dependendo da rota de viagem e da estação do ano. 29.6.6 - Geralmente, o comprimento de onda deve ser assumido como sendo igual ao comprimento do dique. Outras hipóteses divergentes devem ser comprovadamente adequadas.
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29.6.7 - Estes cálculos podem ser baseados nas seguintes tensões admissíveis: σadm = 180 N/mm2 , para aço naval comum
σadm = 160 N/mm2 , para aço St 37-2 29.6.8 - A resistência à flambagem dos elementos longitudinais deve ser comprovada. Considerando as tensões conforme 29.6.2, o fator de segurança contra flambagem sB não pode ser menor que o estipulado na Seção 2, item 2.6.1.4. Caso o dique esteja sendo rebocado em águas abertas (tensões conforme 29.6.7), o fator de segurança contra lambagem pode ser reduzido em 10%.
29.7 - RESISTÊNCIA DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS 29.7.1 - Carregamentos 29.7.1.1 - Os elementos estruturais que não são indicados nos cálculos de resistência transversal ou longitudinal devem ser dimensionados conforme os carregamentos indicados ou locais. Os valores em 29.5.5 devem ser assumidos como tensões admissíveis. A segurança contra flambagem deve ser observada. 29.7.1.2 - Os carregamentos no convés de segurança e nas caixas laterais podem ser obtidos no diagrama de bombeamento. 29.7.1.3 - Onde nenhuma outra exigência é considerada devido a arranjos especiais como a colocação de cabrestantes, os valores assumidos como carregamentos devem ser, no mínimo, 3,5 kN/m2 , para pontes de ligação na extremidade do dique 5 kN/m2 , para o convés superior 10 kN/m2 , para as plataformas na extremidade do dique. 29.7.3 - Tanques de Serviço Para tanques de serviço arranjados acima do convés de segurança (tanques de óleo combustível, tanques de água doce, tanques de água potável, tanques de óleo lubrificante e de borra, etc.), aplica-se a Seção 11. 29.7.4 - Antepara Longitudinal Central A antepara na linha de centro, suportada nas vigas transversais ou nas anteparas estanques transversais, deve ser calculada como uma viga contínua carregada por uma carga nos picadeiros centrais e pelo empuxo. Entretanto, concentrados devem ser levados em consideração devido à remoção de picadeiros entre duas vigas tranversais no caso de um reparo no fundo. 29.7.5 - Guindaste do Dique 29.7.5.1 - Os escantilhões de guindastes de dique devem ser determinados conforme os princípios estabelecidos pelo BC para a construção e teste de aparelhagem de carga. Eventuais exigências nacionais adicionais devem ser observadas. 29.7.5.2 - O peso total dos guindastes, o carregamento máximo das rodas e a distância dos eixos de rodas de guindastes de dique arranjados nas caixas laterais, devem ser levados em consideração para o dimensionamento da subestruturas e devem ser indicados nos planos submetidos para aprovação.
29.8 - ESTABILIDADE E BORDA-LIVRE 29.8.1 - Estabilidade Suficiente estabilidade na condição mais desfavorável deve ser comprovada. Geralmente, esta condição será atingida quando o fundo do navio está emerso e o convés do pontão ainda permenece abaixo d’água. A estabilidade será considerada suficiente com uma altura metacêntrica GM de 1,0 metro. Em razão das possíveis alturas resultantes do centro de gravidade do navio,
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO TOMO II – REGRAS ESPECIAIS DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA PARA DIQUES FLUTUANTES .................... SEÇÃO 29 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 315
dependendo do peso do navio, devem ser incluídos na Instruções de Serviço (se possível na forma de um diagrama). Eventuais exigências nacionais adicionais devem ser observadas. 29.8.2 - Borda-Livre 29.8.2.1 - A borda-livre de segurança do dique completamente imerso não pode ser, em nenhum ponto, menor que 1,0m, sendo medida da borda superior do convés superior. Penetrações para cabos, etc., na região da borda-livre de segurança devem ser projetadas para que possam ser fecháveis ou arranjadas para evitar, com certeza, a entrada de água externa nos compartimentos laterais. 29.8.2.2 - A borda-livre do pontão do dique emerso, suportando um navio da capacidade nominal de levantamento, será medida da borda superior do convés do pontão, na linha de centro do dique. A borda-livre lateral deve ser suficiente para permitir que os guindastes do dique possam ser transladados de uma extremidade do dique até à outra, sem submersão do convés do pontão. Eventuais exigências nacionais adicionais devem ser observadas.
29.9 - INSTALAÇÕES DE MÁQUINAS E PLANTA ELÉTRICA 29.9.1 - Instalações de máquinas, como caldeiras, vasos de pressão, motores auxiliares, bombas, etc., essenciais para o serviço do dique, devem ser construídas e instaladas de acordo com as exigências das Regras para Construção de Máquinas, e serem testadas nas dependências dos fabricantes. 29.9.2 - A planta elétrica deve ser aprovada de acordo com as exigências das Regras para Instalação Elétrica. Motores, geradores e transformadores com uma potência de 100 kW ou kVa, ou mais, devem ser testados nas dependências dos fabricantes.
29.10- SISTEMAS DE TUBULAÇÃO E EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO 29.10.1- Sistemas de Tubulação Onde aplicáveis, os sistemas de tubulação devem atender às Regras para Construção de Máquinas. Os sistemas de tubulação de lastro devem ser arranjados conforme as exigências especiais de serviço do dique. Deve ser assegurado que cada compartimento de lastro possa ser esgotado por, pelo menos, duas bombas. Todas as bombas, válvulas de entrada, descarga e distribuição, devem ter controle direto, além do controle central pela cabine de comando . 29.10.2- Equipamentos de Proteção Contra Incêndio Onde aplicáveis, os equipamentos de proteção contra e de extinção de incêndio devem estar de acordo com as Regras para Construção de Máquinas.
29.11- TESTES 29.11.1- Todos os tanques de água doce, água potável, de óleo combustível e óleo lubrificante, bem como os tanques de borra, devem ser testados com uma coluna d’água de 2,5 metros acima do topo do tanque. 29.11.2- A estanqueidade de todos os compartimentos de lastro, no pontão e nas paredes laterais, deve ser testada por um jato forte de água ou por pressão de ar. Em teste com ar comprimido, a estanqueidade das costuras soldadas essenciais deve ser verificada com sabão. Vide, também, Seção 21, item 21.1.15.3. 29.11.3- Após concluir o dique, devem ser determinadas a borda-livre, o peso leve e a capacidade de levantamento do dique.
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BUREAU COLOMBO BRASIL TOMO II – REGRAS, INSTRUÇÕES E PROCEDIMENTOS REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO PARA CLASSIFICAÇÃO E TESTES EM VASOS COM DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA CARGA SOB PRESSÃO .............................. SEÇÃO 30 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 317
SEÇÃO 30
REGRAS, INSTRUÇÕES E PROCEDIMENTOS PARA CLASSIFICAÇÃO E TESTES EM VASOS COM CARGA SOB PRESSÃO
30.1 - INTRODUÇÃO
As regras a seguir se aplicam a todos os vasos de pressão destinados à operação da instalação propulsora e seus equipamentos e máquinas auxiliares. Aplicam-se, também, a vasos para o transporte de substâncias perigosas. Estes Regulamentos não se aplicam a vasos com pressão de trabalho mínima admissível de até 0,5 kg/cm2 manométricos e com capacidade total não superior a 2.000 litros, nem a vasos destinados a água e óleos, com pressões de trabalho de até 10 Kg/cm2
manométricos e temperaturas de serviço de até 80oC. Tais vasos devem, no entanto, ser submetidos a um teste de pressão pelo fabricante, de conformidade com a Tabela 30.4. Deve ser emitido um certificado contendo os resultados.
30.2 - DOCUMENTOS PARA APROVAÇÃO Devem ser apresentados, para aprovação, em três vias, os desenhos e planos dos vasos de pressão contendo os seguintes detalhes. a) Uso pretendido e capacidade; b) Meio a ser transportado, pressões e temperaturas de trabalho; c) Materiais a serem usados e detalhes sobre a soldagem; d) Detalhes quanto a tratamento térmico, se necessários; e e) Dados adicionais necessários para o exame.
30.3 - REGRAS ESPECIAIS Vasos e aparelhos construídos segundo as normas reconhecidas e testados pelo fabricante, como, por exemplo, vasos de pressão para água, conforme DIN 4810, e caldeiras de água quente, conforme DIN 4800 a 4804, podem ser aprovados mediante solicitação.
30.4 - MATERIAIS Os materiais a serem usados para todas as paredes sob pressão de vasos de pressão devem ser adequados para o fim a que se destinam. São requeridos testes de materiais para as seguintes partes componentes de reservatórios de ar de partida, vasos com pressões de trabalho ≥ 25 kg/cm2
ou temperaturas de serviço ≥ 300oC, e recipientes de carga para gases liquefeitos ou outras substâncias perigosas: a) Todas as superfícies sob pressão, exceto pec,as pequenas, como bossos e conexões com
diâmetro interno nominal ≤ 65 mm, bem como sedes de válvulas de reservatórios de ar comprimido forjadas ou feitas de aço laminado;
b) Flanges forjados para temperaturas de serviço > 300oC e temperaturas de serviço ≤ 300oC, se o produto de p (kg/cm
2 manométricos) por NW (diâmetro nominal em mm) for maior ou igual a 2500, ou o diâmetro nominal for maior que 250 mm, com exceção de flanges com NW ≤ 32 mm;
c) Parafusos e roscas de M 30 (roscas métricas de 30 mm) para cima, feitos de aço, com resistência à traço superior a 50 kg/mm2 , porcas com resistência à tração superior a 60 Kg/mm2 , e parafusos superiores a M 16, feitos de aços-liga ou aços temperados e revenidos.
A comprovação da qualidade do material de todas as partes deve ser fornecida através de certificados do fabricante.
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30.5.1 - Generalidades
Os cálculos de resistência, a seguir, são baseados em requisitos mínimos para condições de trabalho normais. As espessuras de parede, resultantes, são as espessuras mínimas requeridas. As tolerâncias, para menos, de espessuras contidas no Regulamento para Materiais, devem ser somadas às espessuras calculadas. 30.5.2 - Pressão de Projeto
Em geral, a pressão de trabalho máxima admissível deve ser considerada como pressão de projeto. A altura estática do fluido deve ser considerada no estabelecimento da pressão de trabalho máxima admissível, caso aumentem as tensões nas paredes do vaso pressão, em 5% ou mais. No caso de pressão subnormal, a pressão de projeto deve ser a pressão negativa de 1 Kg/cm2 ou, quando aplicável, a pressão de resposta das válvulas de segurança de pressão negativa. A pressão de trabalho máxima admissível, a ser usada no projeto de vasos de pressão de cargas de gás liquefeito, é igual à pressão de projeto. 30.5.3 - Valor Característico de Resistência
O valor característico de resistência deve ser estabelecido em função da temperatura de projeto. Para aços, o valor característico de resistência para temperaturas de projeto de até 350oC, deve ser tomado como a tensão de escoamento, ou tensão de prova de 0,2% (valor mínimo), na temperatura de projeto. Neste caso, os seguintes valores devem, em geral, ser tomados como máximos para o ponto de escoamento a 20oC, para fins de projeto: 0,7 vezes a resistência à tração, para aços sem liga; 0,75 vezes a resistência à tração, para aços-liga; e 0,80 vezes a resistência à tração, para aços de granulação fina. Para aços que não tenham ponto de escoamento ou tensões de prova de 0,2 % definidos, a resitência à tração (valor mínimo) na temperatura de projeto deve ser tomada como valor característico de resistência. Para metais não ferrosos fornecidos em diversos graus de dureza, deve ser levado em conta que a resistência à tração pode ser reduzida; os cálculos devem ser baseados na resistência à tração em estado de recozido macio. 30.5.4 - Temperatura de Projeto
A temperatura de projeto a ser usada é a máxima temperatura superficial de acordo com a Tabela 30.1.
Tipo de Aquecimento
Nenhum
Temperatura de Projeto
Temperatura máxima do fluido de trabalho
Por gases, vapores ou líquidos Temperatura máxima do fluido de aquecimento
Aquecimento por chama,
elétrico ou por gases de descarga Para superfícies não expostas, temperaturas
máxima do fluído de trabalho + 20oC
mas, pelo
menos,
250°C
Para superfícies expostas, temperatura máxima do
fluído de trabalho + 50oC
Tabela 30.1
30.5.5 - Fator de Segurança “S” Os seguintes fatores de segurança abaixo constituem uma amrgem de segurança em relação à tensão de tração. Aplicam-se a:
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a) aço laminado e forjado S = 1,7, para vasos de pressão, exceto aqueles destinados ao transporte e armazenagem de
líquidos; S =1,65, para vasos de pressão para gases liquefeitos
b) aço fundido S = 2,0
c) ferro fundido nodular S = 3,0
d) cobre e ligas de cobre S = 4,0
e) alumínio S = 4,0
f) ferro fundido cinzento S = 11
30.5.6 - Fator de Enfraquecimento “v” O fator de enfraquecimento, comumente chamado de eficiência de junta soldada, V, deve ser obtido da seguinte maneira: a) usa-se v = 0,85 (que significa Teste de Raios-X parcial nas soldas do casco ou dos tampos)
aplicado nas fórmulas de projeto que serão mostradas a seguir; b) caso s > 6,35 mm, refaz-se o cálculo usando-se v = 1,00, e, para qualquer espessura
encontrada, será obrigatório o teste de Raios X total. 30.5.7 - Acréscimos de Espessura de Parede Os acréscimos de espessura de parede (c) devem ser obtidos da Tabela 30.2.
Parte componente sob pressão Espessura de parede [mm] Acréscimo de espessura [mm]
Parede cilíndrica < 30
aquecimento
1
-
Placa de extremidade
curva sob pressão interna
> 30
≥ 30
2
1
Os valores do acréscimo devem ser reduzidos de 1mm, para aços inoxidáveis ou
outros materiais resistentes à corrosão.
Tabela 30.2 30.5.8 - Fórmulas de Projeto
a) Carcaças cilíndricas sob pressão interna, para Da / Di ≤ 1,6
c
pvS
k
pDs a +
+⋅⋅
⋅=
200
s = espessura da parede, em [mm] p = pressão de trabalho máxima admissível, em [kg/cm2] Di = diâmetro interno, em [mm] Da = diâmetro externo, em [mm] c = acréscimo para corrosão e desgaste, em [mm] v = fator de enfraquecimento k = valor característico de resistência do material em questão, em [kg/mm2] S = fator de segurança
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b) Placas de extremidades curvas sob pressão interna, para R ≤ Da ; r ≥ 0,1.Da ; s/Da ≥ 0,003
c
vS
k
pDs
vS
k
pDs a
oa +
⋅
⋅⋅=
⋅
⋅⋅=
.400.400
ββ
s = espessura mínima da parede, na parte do flangeamento, em [mm] so = espessura mínima da parede, na parte esférica, em [mm] p = pressão de trabalho máxima admissível, em [kg/cm2] Da = diâmetro externo, em [mm] c = acréscimo de espessura da parede, em [mm] v = fator de enfraquecimento k = valor característico de resistência do material em questão, em [kg/mm2] S = fator de segurança β = coeficiente de tensão do flangeamento ; obtido pela Tabela 30.3 βo = coeficiente de tensão na calota esférica; obtido pela Tabela 30.3 δA = diâmetro da abertura medida ao longo de uma linha traçada através do centro da placa e da
abertura, em [mm]; para aberturas dispostas concentricamente na placa, o maior diâmetro de abertura.
30.5.9 - Valores de Projeto para Placas de Extremidades Curvas
Forma da Razão dA / (Da . s)1/2 βo
placa H/Da 0 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0
para para placas c/ aberturas flangeadas p/ dentro,
placas p/ fora ou sem reforço ( )
s/ orifício
Curvatura rasa R=Da 0,20 2,9 2,9 2,9 3,7 4,6 5,5 6,5 2,4
Curvatura profunda
R= 0,8 Da 0,25 2,0 2,0 2,3 3,2 4,1 5,0 5,9 1,8
Hemisférica 0,5 1,1 1,2 1,6 2,2 3,0 3,7 4,35 1,1
Coeficientes ββββ e ββββo para placas de extremidade
Tabela 30.3 Os valores de β, para placas de extremidades sem aberturas, se aplicam, também, a placas curvas com aberturas, cujas bordas estejam localizadas dentro da calota hemisférica, e cujo maior diâmetro seja dA 4s, ou cujas bordas sejam suficientemente reforçadas. A largura do ligamento entre duas aberturas adjacentes, não reforçadas, deve ser, pelo menos, igual à soma das metades dos diâmetros das aberturas, medidas ao longo da linha que une os centros das aberturas. Quando não for conseguida a largura de ligamento assim definida, a espessura da parede da placa deverá ser dimensionada como se não houvesse o ligamento, ou então as bordas das aberturas deverão ser suficientemente reforçadas. Quando a placa de extremidade curva for enfraquecida por fiada de aberturas ou de tubos (mais de duas aberturas ou tubos, se o valor apropriado de), dever-se-á calcular a espessura da parte curva usando-se o valor apropriado de ββββ0 e o fator de enfraquecimento, v. Este último deve ser determinado pela fórmula para aberturas na direção longitudinal da Tabela 1, nas direções tangencial e radial. O cálulo deve se basear no menor valor. Para placas de extremidades consistindo de seções soldadas, em que a razão H/Da seja menor que 0,25, o valor do cordão de solda não precisa ser levado em consideração quando as costuras radiais estiverem em ângulos entre 60 graus e 90 graus com o flange.
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30.5.10 - Projeto de Outras Superfícies
O projeto de outras superfícies para as quais não sejam dadas fórmulas nesta Seção, por exemplo, superfícies planas, deve ser feito de acordo com a prática usual de engenharia. Devem ser usados nos cálculos, pelo menos, os fatores de segurança dados em 30.5.5. As temperaturas de projeto devem estar de acordo com 30.5.4. 30.5.11 - Espessura de Parede Mínima
A espessura de parede de carcaças e placas de extremidades de vasos e aparelhos de pressão, soldados, de aço, não deve, em geral, ser inferior a 3mm.
30.6 - CONSTRUÇÃO E EQUIPAMENTOS
30.6.1 - Construção
O enfraquecimento das superfícies por aberturas deve ser devidamente levado em conta. Se necessário, as bordas das aberturas devem ser adequadamente reforçadas. A espessura da parede de tubos de derivação deve ser suficiente para absorver, com segurança, tensões externas adicionais. A espessura de parede de conexões de tubos soldados deve se ajustar à da peça na qual são soldadas. Em geral, o preparo de chanfros de extremidades, não estaiadas, de material laminado, a serem soldados na carcaça, não deverá ser feito usinando-os perpendicularmente à direção de laminação da chapa. Tais placas deverão, sempre que possível, ser ajustadas à carcaça, e mantidas por solda de topo em perfil U ou de filete duplo. Os flangeamentos de placas de extremidades curvas não devem ter seu movimento impedido, de maneira inadmissível, por reforços, enrijecedores, etc. Borboletas de apoio só podem ser fixadas a placas de extremidades curvas que tenham sido suficientemente dimensionadas para tal. Parafusos articulados devem ser protegidos contra escorregamento. As partes das superfícies, na região dos apoios, devem ser reforçadas caso uma tensão admissivelmente alta possa ser causada pelas pressões de contacto. 30.6.2 - Válvulas de Segurança
Todo vaso de pressão, ou grupo de vasos, que possa ser isolado, deve ser equipado com uma válvula de segurança. Neste último caso não devem ser grupados mais de três vasos. Uma válvula de segurança instalada no espaço de água é considerada satisfatória para tanques de água de pressão. Pode ser dispensada a válvula de segurança no espaço de ar, se não puder ocorrer no tanque uma pressão superior à sua pressão de trabalho máxima admissível. Câmaras aquecidas, que possam ser isoladas, devem possuir uma válvula de segurança. Para espaços de vapor, isto só é requerido se puder ocorrer nos mesmos uma pressão de vapor superior à pressão de trabalho máxima admissível. As válvulas de segurança devem ser de mola e projetadas de modo que não possam ser isoladas. Controles de pressão e temperatura não são considerados substitutos para as válvulas de segurança. 30.6.3 - Manômetros e Indicadores de Nível
Todo vaso de pressão ou grupo de vasos, que possa ser isolado, deve ser equipado com um manômetro e um indicador de nível. 30.6.4 - Dispositivos de Fechamento
As redes para os vasos de pressão devem ser equipadas com dispositivos de fechamento no vaso. Quando vários vasos forem grupados, um dispositivo de fechamento comum será suficiente. Reservatórios de ar de partida e outros vasos de pressão, conectados e desconectados durante o serviço, devem poder ser isolados individualmente. 30.6.5 - Aberturas de Inspeção Os vasos de pressão devem possuir meios para inspeção interna. Para tanto, é, em geral, suficiente uma abertura de inspeção.
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Os vasos de pressão com mais de 2 metros de comprimento devem ter, em cada extremidade, uma abertura de inspeção ou porta de visita. Deve ser possível entrar em vasos de pressão com diâmetro interno superior a 800 mm. Para vasos de pressão contendo substâncias perigosas, por exemplo, gases liquefeitos e gases tóxicos, as aberturas de inspeção e acesso devem ser fechadas por tampas aparafusadas a flange, e não por tampas retidas por barras. 30.6.6 - Drenagem e Suspiro Deve ser possível drenar e fazer suspiro dos vasos de pressão. Devem ser providas conexões adequadas para testes de pressão hidrostática, periódicas. 30.6.7 - Testes, Marcação e Instalação Os vasos de pressão, prontos, devem ser apresentados ao inspetor para um teste de construção e de pressão hidrostática. Quanto à pressão de teste, ver tabela 30.4. No caso de vasos de pressão contendo substâncias perigosas, por exemplo, gases liquefeitos, o BC reserva-se o direito de requerer um teste especial de estanqueidade a gás. Em todo vaso de pressão devem ser afixados detalhes sobre o fabricante, número de série, ano de construção, capacidade e pressão de trabalho máxima admissível nas câmaras de pressão. Para vasos e aparelhos de pressão menores, é suficiente a indicação da pressão de trabalho. Os vasos de pressão devem ser instalados de maneira tal que possam ser inspecionados em toda volta, se possível, e os testes periódicos possam ser executados facilmente. Quando necessário, devem ser instalados degraus ou escadas no seu interior. Os reservatórios de ar comprimido devem ser instalados com uma inclinação de 10 graus em relação à horizontal, e com válvula na extremidade superior.
30.7 - OBSERVAÇÕES GERAIS 1) Todo vaso de pressão com transição cônica deverá ter uma verificação à parte, no sentido de
determinar a eventual necessidade de um reforço nessas transições. 2) As juntas soldadas de cascos e tampas sofrerão, no mínimo, uma inspeção por radiografia
parcial. 3) Serviços em baixas temperaturas necessitam de material adequado. 4) O uso de peças fundidas deve ser evitado. 5) Tampas elipsoidais ou toroesféricas, possuindo diâmetro menor ou igual a 1800 mm, deverão ser
fabricadas em uma peça única, sem soldas, e, possuindo diâmetro superior a 1800 mm, poderão ser instaladas por processo de soldagem, desde que as soldas fiquem dentro de um círculo com raio igual à (0,75 x raio do casco ou tampo).
6) Os tampos elipsoidais ou toroesféricos devem possuir, na seção cilíndrica, gola de comprimento igual ao maior valor entre (0,015 Di + s) ou 30 mm.
7) O equipamento terá de possuir um sistema que permita sua drenagem completa. 8) O diâmetro mínimo do bocal de um vaso é de 3/4", admitindo-se, excepcionalmente, bocais
rosqueados de 8 1/2", para instrumentação. 9) Os bocais terão as seguintes projeções mínimas: a) diâmetro menor ou igual a 12" - 200 mm b) diâmetro maior que 12" - 250 mm 10) Evita-se o uso de bocais com projeção interna. 11) Equipamentos horizontais com peso, em operação, superior a 20 ton, possuirão placa de teflon
para deslizamento do berço móvel. 12) Os bocais ligados à sucção de bombas terão quebra-vértices. 13) Os seguintes pontos dos equipamentos terão acesso permanente:
- bocas de visita - válvulas de segurança - instrumentos
14) As soldas submetidas a esforços de pressão terão de ser de topo, com penetração total, sendo
executadas preferencialmente pelos dois lados, sendo que, quando isto não for possível, o passe de raiz terá de ser obrigatoriamente por processo automático.
15) A união dos pescoços nos costados também terá de ser por solda de penetração total.
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16) Soldas de tampas e cascos não devem interferir com suporte, bocais ou chapas de reforço. Soldas que fiquem ocultas por chapas de reforço terão de sofrer radiografia total.
17) A distância mínima entre duas soldas consecutivas quaisquer é de 50mm. 18) As soldas de acessórios só serão obrigatoriamente com penetração total se o equipamento
sofrer tratamento térmico de alívio de tensões.
Item Pressão de teste
Vasos Pressão de trabalho 1,5 x pressão de trabalho p, mas, pelo menos,
de 0 a 200 kg/cm2 p + 1 kg/cm2
pressão > 200 kg/cm2 Pressão de Trabalho + 100 kg/cm2
Abaixo da pressão 2 kg/cm2
atmosférica
Vasos de pressão Lado de óleo 1,5 x pressão de trabalho p, mas pelo menos,
em redes 5 kg/ cm2
de pressão de óleo Lado de vapor 1,5 x pressão de trabalho p, mas pelo menos,
combustível p + 1kg/cm2
Vasos de pressão em Pressão de trabalho 5,2 kg/cm2
sistemas de água 4 kg /cm2
cf. DIN 4810 6 kg/cm2 7,8 kg/cm2
Resfriadores de ar, 1,5 x pressão de trabalho p, mas,
lado da àgua pelo menos, 4 kg/cm2
Recipientes de carga p/ gases líquefeitos
e líquidos perigosos 1,5 x pressão de projeto
Vasos de pressão
Tabela 30.4
TOMO III
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SEÇÃO 1
CONSIDERAÇÕES GERAIS 1.1 - PLANOS DE CLASSIFICAÇÃO
Para aprovação da construção, devem ser apresentados, em três vias, para análise e aprovação, os seguintes planos: 1.1.1 - MÁQUINAS - Planos mostrando os arranjos dos jazentes das máquinas e mancais, estojos das bases de sustentação, dimensões, escantilhões, solda e outros detalhes, inclusive os de fabricação, devem ser enviados para aprovação. Toda construção soldada deve estar de acordo com os requisitos da Seção 10. Os planos deverão ser submetidos em três vias. 1.1.2 - ELETRICIDADE - Todos os planos necessários, mostrando localização dos equipamentos, diagramas de distribuição de força e luz, com respectivas cargas, conforme normas do INMETRO, ABNT, IEEE, etc. Outros requisitos destas regras, quando solicitados, devem ser apresentados. Deve ser usado o Sistema Internacional de Unidades ou em conjunto com outro sistema consagrado. Os planos deverão ser submetidos em triplicata.
1.2 - VISTORIAS PERIÓDICAS Em cada vistoria, as seguintes partes devem ser examinadas: 1.2.1 - Bombas manuais cuja eficiência deve ser aprovada. 1.2.2 - Todas as máquinas a vapor, se existirem, quer sejam principais, auxiliares ou especiais, serão abertas a fim de serem inspecionados os empalhetamentos móveis e fixos das turbinas, rotores, extratores, cilindros, válvulas, êmbolos, molas de segmento, conectoras, cruzetas, paralelos, patins, hastes de êmbolos, mancais de sustentação, fixos e móveis, mancais de escora, caixas de válvulas de distribuição, mecanismos de comando de válvulas, eixos de manivelas, pinos, válvulas de garganta, de contorno e etc., bombas principais e auxiliares, diretamente servindo à máquina propulsora. 1.2.2.1 - Os equipamentos de transferência de calor (condensadores, vaporizadores, aquecedores de água de alimentação, aquecedores de óleo combustível, refrigeradores de óleo lubrificante e outros) serão inspecionados em funcionamento, e posteriormente abertos para rigorosa inspeção. Serão também inspecionadas todas as válvulas de admissão, de descarga, de contorno e outras dos citados equipamentos. 1.2.3 - As engrenagens redutoras das máquinas principais e auxiliares deverão ser abertas e inspecionados os eixos, acoplamentos, mancais, dentes, engrenagens, pinhões, sistemas de lubrificação, catracas e seus mecanismos, aparelhos de travamento, etc. 1.2.4 - Bombas - Todas as bombas principais ou auxiliares, de propulsão elétrica ou a vapor, terão abertas e inspecionadas as distribuições, os êmbolos, hastes, cilindros, válvulas, mancais, turbinas, impelidores, pratos, eixos, bem como as suas válvulas, torneiras, redes, ralos, filtros, dispositivos de segurança, sistemas de lubrificação, etc. e outra qualquer parte, a critério do inspetor. 1.2.5 - Todos os eixos (exceto os propulsores) deverão ser inspecionados, bem como os seus mancais de escora e de sustentação. 1.2.6 - Redes principais e auxiliares - Todas as redes - principais e auxiliares, e especialmente a rede de vapor principal, serão inspecionadas e, a critério do inspetor, serão removidas e
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submetidas a teste hidrostático a 1,5 vezes a pressão de trabalho, para as redes cuja temperatura de trabalho seja inferior a 427o C. 1.2.7 - Motores de combustão interna - Os motores de combustão interna, principais ou auxiliares, serão abertos para inspeção dos cilindros, cabeçotes, válvulas, molas de segmento, comando de válvulas, camisas, jaquetas, êmbolos, hastes, conectoras, eixo de manivela, pinos, cambotas, cruzetas, mancais fixos e móveis, mancais de escora, bomba de ar de lavagem, supercarregadores, bomba de combustível, injetores, bomba de lubrificante, sistema de lubrificação, bomba de refrigeração e seus sistemas, engrenagens de inversão de marcha, acoplamentos, sistema elétrico de ignição, válvulas de segurança e dispositivos de segurança contra explosão no carter, muflas, todas as bombas dependentes e independentes servindo diretamente ao motor e a outras partes que o inspetor julgar necessário. Os motores serão ainda examinados operando em condições normais de serviço. 1.2.8 - Reservatórios de ar - Os reservatórios de ar serão examinados externa e internamente, bem como suas válvulas e dispositivos de segurança. Se não se dispuser de meios para o exame interno dos reservatórios, estes serão testados a uma pressão hidráulica de 2 vezes a pressão de trabalho. 1.2.9 - Eixos propulsores - Os eixos propulsores, quando revestidos completamente com camisas de bronze, ou que trabalhem dentro de buchas lubrificadas a óleo, serão retirados de 3 em 3 anos para inspeção. Os outros eixos sem as citadas proteções serão retirados para inspeção de 2 em 2 anos. 1.2.10 - Mancais dos eixos propulsores - Os mancais dos eixos propulsores serão abertos para inspeção e serão tiradas as folgas dos mesmos. 1.2.11 - Compressores de ar - Os compressores deverão ser abertos e inspecionados os cilindros, êmbolos, válvulas, hastes de segurança, conectores, mancais, sistema de refrigeração e outras partes, a critério do inspetor. 1.2.12 - Caldeiras - As instalações de caldeiras principais e auxiliares serão anualmente examinadas interna e externamente. 1.2.13 - Serão examinados cuidadosamente os tubos d’água do gerador de vapor, cortina d’água, tubulões, tubos coletores, superaquecedores, economizadores, dessuperaquecedores, carcaças, tubos de gás, tubos estais das caldeiras flamatubulares, estais da conduta, condutas, fornalhas, espelhos, painéis do invólucro, isolamentos térmicos, válvulas de segurança, válvulas de comunicação a vapor, válvulas de extração de fundo, válvulas de contorno, válvulas de retenção, torneiras de rova, indicadores de nível, aparelhos de ramonagem, portas de visita de tubulões e coletores, bujões dos tubulões e coletores, aquecedores de ar, controles automáticos, manômetros, pirômetros, periscópio de fumaça, rede de queima, maçaricos, tijolos refratários, juntas de expansão dos refratários, barro, plástico, paredes divisórias, máquinas de ventilação, tubos ventiladores e outros aparelhos ou acessórios, a critério do inspetor. Sempre que for julgado necessário, serão dadas provas hidráulicas de 1,5 a pressão de trabalho e, dependendo dos vazamentos encontrados, serão tirados blocos exploratórios para exame das paredes dos tubos e posterior retubulação total ou parcial. Nas caldeiras flamatubulares, será dada especial atenção para rachaduras nas carcaças, avarias nos espelhos e empeno nas fornalhas, os quais deverão ser medidos com calibres para se constatar os que deverão ser corrigidos. Nas caldeiras aquatubulares, especial atenção será dada para a corrosão interna e externa dos tubos e qualquer flexamento. As paredes refratárias deverão ser substituías quando atingirem um desgaste de 25% ou quando apresentarem formação interna de escória. As chaminés, caixa de fumaça e juntas de expansão serão examinadas. 1.2.14 - Fundações - As fundações das máquinas principais e auxiliares e especiais, caldeiras, mancais do propulsor, condensadores e engrenagens redutoras serão cuidadosamente inspecionadas, bem como os dispositivos de fixação das citadas máquinas, ou equipamentos e as respectivas fundações.
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1.2.15 - Equipamento Elétrico - Equipamento Auxiliar - Todos os geradores serão testados sob carga, funcionando separadamente ou em paralelo. Todas as conexões, aparelhos, medidores, quadros de manobra, quadro de distribuição, seccionadoras, caixas de distribuição, réles, disjuntores, chaves e etc. serão inspecionados. Todo o equipamento será inspecionado com o objetivo de serem localizadas avarias ou deteriorações. A fixação será examinada. Entretanto, serão evitadas ao máximo as desmontagens. A resistência de isolamento dos circuitos será medida entre condutores e dos condutores para terra, sendo estes valores comparados com os previamente medidos. Qualquer discrepância nos valores deverá ser examinada, e tomadas medidas corretivas, de modo a ser restabelecida a resistência ao seu valor admitido. Nos transformadores, ou equipamentos associados com circuitos vitais que forem imersos em óleo, deverão ser retiradas amostras do óleo para serem testadas quanto à rigidez dielétrica, acidez e umidade ou, ser for mais conveniente, substituir por óleo novo devidamente certificado. Todos os geradores e motores associados a circuitos vitais deverão ser abertos para inspeção rigorosa. A resistência de isolamento, em megohms, deverá ser, no mínimo, igual a: 100 E / ( W 5x 10), onde: E = Tensão nominal do gerador ou motor, em volts , e W = Potência nominal, em kVA A resistência de isolamento mínimo do campo dos motores ou geradores excitados separadamente com tensão menor que a tensão nominal deverá variar de 0,5 a 1 megohm. 1.2.16 - Equipamentos de Propulsão Principal - Serão inspecionados cuidadosamente os anéis de frenagem. Serão inspecionadas todas as canalizações de ventilação do enrolamento do estator e as aberturas das ventilações do rotor, e certificado se estão perfeitamente limpos e desobstruídos. Serão examinados os isoladores das barras de distribuição de alta tensão, os quais devem estar livres de poeira ou graxas de modo a evitar centelhamento para a massa. Serão inspecionados todos os cabos, verificados os suportes dos mesmos e as conexões das armaduras para a massa. A resistência de isolamento de cada unidade propulsora deverá ser, no mínimo, igual à resistência exigida. Tais leituras deverão ser registradas e comparadas com as anteriores, e qualquer discrepância deverá ser objeto de análise e correção. 1.2.17 - Lemes e Aparelho de Governo - Serão inspecionados os lemes interna e externamente. Serão inspecionados os mancais e tiradas as folgas. Serão inspecionados máquinas do leme, transmissões, timão, pilotos automáticos e agulhas magnéticas e giroscópicas. Nas embarcações-tanque, todos os tanques devem ser limpos e desgaseificados antes da inspeção. Cada tanque de óleo e espaço de ar deve ser provado sob uma coluna d’água até a escotilha de expansão. 1.2.18 - Alarmes; 1.2.19 - Telégrafo da Máquina; 1.2.20 - Quadros elétricos, painéis de distribuição de energia e demarradores; 1.2.21 - Sistema de iluminação; e 1.2.22 - Termômetros, tacômetros, manômetros, pirômetros, amperímetros, voltímetros, wattímetros, frequencímetros, sincronoscópios, lâmpadas de sincronização, lâmpada de terra e demais instrumentos indicadores.
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BUREAU COLOMBO BRASIL TOMO III – INSTALAÇÕES DE MÁQUINAS REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO PROPULSORAS E AUXÍLIARES MÁQUINAS DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA ALTERNATIVAS À VAPOR ................... ...... SEÇÃO 2 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 331
SEÇÃO 2
INSTALAÇÕES DE MÁQUINAS PROPULSORAS E AUXILIARES MÁQUINAS ALTERNATIVAS A VAPOR
2.1 - PROPÓSITOS E CONDIÇÕES DE CLASSIFICAÇÃO
A construção e instalação deverá ser feita de acordo com requisitos de classificação e sob a supervisão dos vistoriadores.
2.2 - PROCEDIMENTOS INICIAIS O BC deverá receber por escrito, com antecedência, solicitação para supervisão e vistoria. O pedido de supervisão deve ser feito com antecedência, antes de se iniciar a fabricação e de se fazer os pedidos de material necessário. A vistoria de fabricação compreende tanto o ensaio quanto a inspeção dos materiais componentes, que devem ser devidamente identificados.
2.3 - DESENHOS A SEREM SUBMETIDOS Para a classificação do equipamento, deverão ser apresentados pelos construtores, em 3 (três) vias, desenhos das partes mais importantes da máquina tais como: base de máquina, cilindros, camisas, bielas, hastes, conectoras, mancais e eixos de propulsão, e parafusos de fixação. Deverão também ser conferidos pelo BC os Pedidos de Compra. Além dos desenhos e dos Pedidos de Compra, os seguintes dados são necessários: potência indicada (em HP e kW), velocidade em rotações por minuto (rpm), pressões médias indicadas (em kg/cm2 ou MPa), dados de velocidade crítica, peso das partes móveis (em kg) e especificação dos materiais a empregar. Sempre que possível, a especificação dos materiais deve obedecer às Normas Brasileiras (NBR) registradas no Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO).
2.4 - SUPERVISÃO DA CONSTRUÇÃO E DA INSTALAÇÃO A supervisão necessária para máquinas a vapor compreende a da construção e a da instalação da máquina de propulsão. Os materiais usados na fabricação serão ensaiados conforme as normas contidas na seção sobre Provas de Materiais. Salvo casos especiais, todos os forjados para eixos serão controlados. Para as máquinas com cilindros de alta pressão, de diâmetro superior a 500mm, os seguintes forjados serão controlados: haste de êmbolo e válvulas, acoplamento de eixo e seus parafusos, parafusos dos mancais, cruzetas e hastes do excêntrico. Para as máquinas com cilindros de alta pressão e diâmetros acima de 350mm, serão controlados os forjados para as conectoras e para as hastes de êmbolo. Para os casos de substituição de peças forjadas por peças fundidas, estas serão controladas apenas quando substituírem peças já controladas, como anteriormente citado. Serão controlados (supervisionados) os tubos para vapor que trabalhem acima de 10 kg/cm2 ou 1 MPa. Todas as peças de máquinas sujeitas a esforços deverão ser de material adequado e terão folgas condizentes com o serviço a executar, dentro da melhor técnica de Construção Naval. No caso de carter fechado com volume superior a meio metro cúbico, é obrigatório o uso de válvula de proteção. O embasamento da máquina deverá ser rígido e deverá ter um número suficiente de parafusos de fixação, ligando-o à estrutura da embarcação. Os êmbolos, cilindros e outros elementos da máquina, sujeitos a temperaturas elevadas e a pressões de trabalho de elevado valor, deverão ser fabricados com material adequado.
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A prova final de funcionamento será feita na presença de vistoriador encarregado, com todo o equipamento montado, incluindo válvulas de segurança reguladas e, portanto, máquina pronta para funcionar.
2.5 - LINHA DO EIXO O diâmetro mínimo das linhas de eixo, deverá ser determinado pela seguinte fórmula, considerando o aço de resistência à tração de 4.200 kg/cm2, ou 420 MPa.
32
07,0
1 HPD
Ad
⋅⋅=
d = diâmetro mínimo da linha de eixos, em [cm] D = diâmetro do cilindro de baixa pressão, em [cm] H = curso do êmbolo, em [cm] P = pressão de trabalho, em [kg/cm2] R = relação entre a área circular do pistão de alta pressão e a área do pistão de baixa pressão A = valor obtido por interpolação linear, na tabela seguinte
Três Manivelas à 120o R 0.20 0.14 0.12 -
A 24.60 26.80 28.70 -
Duas Manivelas em ângulo Reto R 0.33 0.20 0.17 -
A 21.20 23.70 24.80 -
Quatro Manivelas eqüidistantes R 0.14 0.12 0.09 0.08
A 26.90 28.60 30.40 31.00
2.5.1 - Para eixos de transmissão, reduzir de 5% o valor achado pela expressão dada em 2.5. 2.5.2 - No caso de eixos que suportem simultaneamente torque e esforços axiais, aumentar de 5% o valor encontrado em 2.5. 2.5.3 - No caso de eixos com duas pontas de propulsão, o dimensionamento poderá ser feito na base de 0,80 do valor dado pela fórmula de 2.5. O diâmetro do eixo de manivelas deverá ser dado integralmente pela fórmula definida em 2.5. 2.5.4 - As expressões anteriores para o cálculo do diâmetro mínimo, não levam em conta as tensões devidas à vibração.
2.6 - MANIVELA 2.6.1 - O dimensionamento das manivelas em eixos maciços deverá obedecer às relações. a) O produto da largura dos laterais da manivela, pelo quadrado da espessura dos laterais, deverá
ser igual ou maior do que dez, vinte e cinco avos do cubo do diâmetro do eixo de manivelas. b) O produto da espessura, pelo quadrado da largura, deverá ser igual ou maior do que o cubo do
diâmetro do eixo de manivelas. 2.6.2 - A espessura da cambota de manivela mais a ré, no caso de eixos constituídos de partes montadas, será, no mínimo, de 1/1,82 do diâmetro do eixo de manivelas, e sua largura mínima permitida será 1,8 vezes o diâmetro dos furos no lateral da manivela. Para as manivelas subseqüentes sujeitas a esforços menores (partindo de ré), a espessura poderá ser reduzida de 5% em cada manivela. Caso seja usada chaveta para fixação das peças, o diâmetro deverá ser devidamente aumentado para compensar o enfraquecimento pelos rasgos de chaveta.
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2.7.1 - O diâmetro de eixos intermediários que atravessam as buchas, deverá, no mínimo, ser 10% maior do que o diâmetro do eixo de propulsão, como calculado em 2.5. No caso de não receber proteção, este acréscimo deverá, no mínimo, ser de 15%. 2.7.2 - O diâmetro mínimo calculado do eixo de propulsão é dado por: a) P = 0.007H + (d / 0.95) - para eixos com luva de proteção contra água salgada ou eixos para
água doce. b) P = 0.10H + (d / 0.95) - para o caso de eixos não protegidos P = diâmetro mínimo calculado, em [mm], do eixo de propulsão; H = diâmetro do hélice, em [mm] d = diâmetro calculado para o eixo intermediário, em [mm], como em 2.7.1.
2.8 - CONES DE PROTEÇÃO DO EIXO No caso de embarcações de que tenham viagens longas, a camisa de proteção da ponta do eixo terá uma espessura mínima de: e = 0,04 (127 + P), sendo e a espessura da luva, em mm, e P o diâmetro do eixo do hélice, em [mm]. Não será permitida a fixação de camisas de proteção por meio de pinos. A fixação deverá ser feita por contração, e o bronze da camisa deverá ser isento de porosidade e defeitos, devendo resistir ao ensaio de pressão sob 1 kg/cm2 (0.1 MPa).
2.9 - PARAFUSOS PARA LIGAÇÃO DO EIXO PROPULSOR Os parafusos de acoplagem para o eixo propulsor terão, no mínimo, um diâmetro dado por: p = (P3/ 2R), onde: p = diâmetro dos parafusos, em [mm]; P = diâmetro do eixo, em [mm]; R = BF; e B = raio da circunferência dos centros dos parafusos .
2.10 - PRESSÕES DE PROVAS O conjunto de válvulas, o cilindro de alta pressão e camisa, serão ensaiados a uma pressão correspondente à pressão da caldeira com sobrecarga de 50%. A pressão para ensaio dos cilindros, válvulas e reservatórios de média pressão será, no mínimo, de 3 kg/cm2, devendo, também, resistir à pressão de suas válvulas de escape com excesso de sobrecarga de 50%. A pressão mínima de ensaio para o condensador, com tubos e ferragens no lugar, será de 1,5 kg/cm2 (0.15 MPa).
2.11 - SOBRESSALENTES A lista de sobressalentes recomendada será: - um jogo de anéis para êmbolos; uma quarta parte do número das molas de êmbolo; dois conjuntos de parafusos de mancais de cruzeta, completos; dois conjuntos de parafusos do pé da conectora, completos; seis parafusos da tampa do cilindro, completos, com porca; um conjunto de válvulas para bomba de alimentação; um conjunto de válvulas para uma das bombas de fundo duplo; um conjunto de parafusos para um dos hélices; seis parafusos completos para a caixa de válvulas; dois jogos completos de parafusos para mancais principais; chapas e barras de aço em diferentes bitolas; um calibre de folgas para mancais; chapa fina para calços; parafusos diversos, com porcas. Além dos sobressalentes acima referidos, outros serão requeridos sempre que a natureza da embarcação assim o exigir.
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SEÇÃO 3
TURBINAS
3.1 - ROTORES E DISCOS Os rotores e discos serão fabricados de forma a que não haja vibração excessiva na faixa de velocidade de serviço. Todos os rotores serão equilibrados em máquinas de balancear reconhecidamente oferecidas a uma velocidade igual à combinação da freqüência da máquina e do rotor. As regras dadas a seguir não levam em conta o problema do deslizamento molecular ou relaxação devido a temperatura elevada, o que deverá ser previsto pelo fabricante. Serão consideradas especiais as máquinas em que a temperatura máxima na saída do superaquecedor exceda a 400oC. Para o cálculo da seção do disco, será considerado um fator de segurança de 2,5, para a tensão radial, e de 3, para a tensão tangencial média. Para a tensão tangencial, o fator será 2, para rotor inteiriço e de 2,5 , para não inteiriço, sempre considerada a tensão de escoamento. A tensão tangencial média não deve exceder o limite de ruptura com um fator de segurança igual a 4. Para calcular as tensões elásticas, supor a tensão radial igual a zero no broqueado, em rotores maciços. Se o furo de inspeção é maior do que 0,25 do diâmetro básico dos discos no fundo do rasgo de chaveta, supor no broqueado para os discos separados. Considerar tensão igual à tangencial no centro de rotores maciços, se os furos de inspeção não excederem 0,25 do diâmetro básico de apoio dos discos.
3.2 - CARCAÇAS As carcaças das turbinas serão testadas sob 1,5 vezes a pressão de serviço, e para isso, as carcaças poderão ser divididas por paredes provisórias para a repartição correta das pressões de prova. Antes da instalação, a turbina deverá ser provada no limite de sobrevelocidade para operar o regulador de velocidade. As provas acima deverão ser feitas na presença do Inspetor / Vistoriador do BC para todas as turbinas principais e para as auxiliares acima de 135 HP.
3.3 - PROVA DE VELOCIDADE Antes da aceitação final da instalação completa, será feita prova em presença do Inspetor / Vistoriador para demonstrar operação adequada nas condições de serviço e a ausência de vibrações.
3.4 - CONTROLE DE CONTACTO DAS ENGRENAGENS Para as unidades de propulsão será feito o contacto dos dentes da engrenagem redutora. Para facilitar a verificação da área e uniformidade do contacto dos dentes, parte dos dentes de pinhões ou rodas dentadas será pintada com pigmento de cobre ou outra tinta adequada. Recomenda-se verificar o contato dos dentes dentro de seis meses de operação.
3.5 - REGULADORES DE VELOCIDADE Todas as turbinas terão reguladores de velocidade que impedirão que as turbinas excedam a velocidade máxima de projeto por mais de 15%. Quando a lubrificação forçada é empregada, o regulador deverá ter um dispositivo que corte a alimentação de vapor à turbina no caso de falha no sistema de lubrificação. Será também exigido que o regulador possa ser disparado à mão. Para turbinas de acionamento de geradores, ver as regras da seção de equipamento elétrico.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – TURBINAS .......................... ...... SEÇÃO 3 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 336 3.6 - LIGAÇÕES DE VAPOR
No caso em que o vapor é extraído da turbina, haverá dispositivo tal que não possa entrar vapor através da ligação do extrator. A alimentação de vapor para turbina de marcha a ré deverá ser feita de forma que esteja imediatamente à disposição quando o vapor da turbina de marcha a vante esteja cortado. Isso não impede o uso de uma válvula na linha, ao alcance do local de manobra. O vapor de emergência da turbina de baixa pressão deverá ser saturado. Para uso de vapor superaquecido, a instalação deverá receber uma aprovação especial do BC.
3.7 - MATERIAL FUNDIDO PARA AS CARCAÇAS
Carcaças de turbinas e outras peças fundidas, submetidas a pressão, serão fabricadas de material adequado às temperaturas e pressões usadas. O ferro fundido será aceito para temperaturas abaixo de 230oC. O aço fundido só poderá ser usado onde a temperatura não ultrapasse a 400oC. Todas as peças fundidas deverão ter suas tensões internas eliminadas por tratamento térmico.
3.8 - DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA
As carcaças terão drenos onde houver acúmulo de água e terão vedação adequada. Em todas as descargas das turbinas haverá uma válvula vigia de descarga. Em cada caldeira auxiliar deverá haver um disparo de contra-pressão ou outra proteção.
3.9 - ESPECIFICAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO
O material deverá obedecer às indicações aprovadas quando da apresentação prévia do projeto. Deverão ser remetidas a esta Sociedade, cópia, em duas vias, dos Pedidos de Compra e da especificação dos materiais para informação dos Peritos. No caso de materiais destinados a instalações onde a temperatura na saída do superaquecedor é superior a 420oC, as especificações deverão conter a composição química. A não ser no caso das turbinas auxiliares, os seguintes materiais deverão ser aprovados e inspecionados pelos Peritos, seguindo as regras da Seção de Materiais: · Forjados em aço, como rodas de turbinas, tambores de rotor, eixos de acoplamentos e parafusos
de acoplamento, pinhões e coroas; · Peças de aço fundido que tenham seu uso aprovado em substituição aos forjados acima
relacionados, ou para carcaças de turbinas; · Barras de aço, laminadas a quente, até 180mm de diâmetro, poderão ser usadas quando tenham
seu uso aprovado para substituir qualquer dos forjados acima; · Chapas de aço para carcaças de turbinas, quando a pressão da carcaça for acima de 40kg/cm2 ou
a temperatura for maior do que 350oC; · Tubos para vapor para pressões superiores a 10kg/cm2 ; · O material das palhetas das turbinas deverá ser aprovado para atender às especificações
aprovadas. Os Vistoriadores inspecionarão e testarão o material fabricado sob outras especificações que não as dadas nestas Regras, desde que tais especificações tenham sido aprovadas juntamente com o projeto apresentado e que tenham sido claramente indicados nos pedidos de compra que são remetidos para a informação dos Vistoriadores. Pinhões, rodas dentadas e acoplamento flexíveis para a redução, serão aceitos com base na inspeção superficial e na verificação de dureza. Eixos, rodas dentadas, pinhões, acoplamentos e seus parafusos, serão aceitos por inspeção superficial e prova de dureza, dependendo de aprovação em cada caso particular, levando-se em conta o tamanho da unidade, a técnica e o controle do fabricante. A construção e montagem de todas as turbinas a vapor destinadas à propulsão em embarcações classificadas e turbinas auxiliares de 135HP ou mais, deverão ser feitas de acordo com as regras abaixo, sob a fiscalização de Peritos do BC. Turbinas auxiliares menores deverão ser de projeto aprovado e deverão ser equipadas seguindo a boa técnica, mas o material não necessitará ser aprovado, nem a inspeção será feita na fábrica, cuja garantia será aceita, dependendo de funcionamento satisfatório após a montagem. Antes de iniciar a fabricação e de serem feitos os pedidos de compra de material a inspecionar, o BC deverá ser avisado, por escrito, de que é desejada a vistoria durante a fabricação, devendo ser comunicadas todas as informações necessárias para a identificação do equipamento a ser vistoriado.
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Os desenhos deverão ser apresentados em quatro vias pelo fabricante, detalhando: Seção Transversal, Carcaça, Rotor, Redução, Eixo e Mancais do Hélice. Detalhes do equipamento e todos os dados necessários, como os relativos a material, peso e velocidade das peças giratórias, velocidades críticas e a potência a ser transmitida, deverão ser apresentados para verificação dos cálculos do projeto. A descrição da engrenagem de redução deverá conter os diagramas de cargas dos mancais, detalhes dos eixos, rodas dentadas, formato de dentes, e os dados necessários para revisão do projeto. No caso em que seja necessário alterar a técnica de fabricação de engrenagens, tais como aumento de potência transmitida, de comprimento dos dentes, ou das tensões nos dentes, o projeto receberá estudo especial. Mudanças em material, técnica de soldagem, tolerância de contração, perfis de dentes, construção da carcaça, lubrificação e distribuição de óleo, ou itens semelhantes, deverão ser apresentados para efeito de revisão.
3.10 - SOBRESSALENTES Os sobressalentes e material necessário dependem do tipo de máquina, como também da disposição e do serviço da embarcação. A lista de sobressalentes em cada tipo e caso deverá ser apresentada para aprovação, de acordo com recomendação do fabricante.
3.11 - EIXOS Eixos de aço de 4200kg/cm2 de resistência à tração terá o diâmetro mínimo de:
][/35,9 3 cmnPe ⋅= e = diâmetro do eixo, em [cm] P = potência, em cavalo vapor n - rotação por minuto na velocidade de regime. Essa fórmula vale para eixos de embarcações para serviços portuário ou fluvial. No caso de serviço oceânico, aumentar de 4% e, no caso de eixo de apoio, aumentar mais de 10%. O caso de material especial será considerado à parte. Para eixos de rodas dentadas, rotores e para máquinas auxiliares, o diâmetro será:
][0645,0 3 cmFGd +⋅= d = diâmetro do eixo na seção considerada, em [cm] G = (1 / 13,7 + 1946 / R ) . Mr2 F = [ M / (1/2,86 + R/12 )] 2 R - resistência de escoamento, em [kg/cm2] Mr - momento de torção em regime máximo para serviço contínuo, em [kg.cm] M - momento fletor na seção considerada, em [kg.cm] O diâmetro achado deverá ser multiplicado por 1,10 ou mais, quando rodas ou outras peças são fixadas por prensagem, por contração ou por chaveta. No caso de propulsão à ré, deverá ser considerado o momento de torção correspondente. As fórmulas acima não consideram a ocorrência de esforços à vibração ou de condições perigosas a serem constatadas pelos dados referentes à velocidade crítica. O dimensionamento do eixo propulsor e da transmissão, no caso de ser usada turbina na saída da máquina a vapor alternativa, deriva da fórmula para eixos mostrada em 3.11, usando P como 90% da potência indicada da máquina alternativa, quando em funcionamento com a turbina, somados a 95% da potência no eixo da turbina. As fórmulas anteriores também são válidas para eixos de geradores, motores elétricos e engrenagens acionados por motores de combustão interna. A localização e espaçamento dos mancais do eixo de transmissão serão feitos tendo em vista sua repercussão na seção de baixa velocidade.
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3.12 - VELOCIDADE E PALHETAS Todas as partes de turbinas e engrenagens deverão ser de material sem defeitos e deverão ter folgas e ajustes de acordo com a melhor técnica de construção naval. A soldagem deverá seguir as regras do capítulo correspondente. Será dada à potência a ré obtida, um valor que dê, à embarcação, controle em qualquer situação normal. Nestas normas valem as seguintes definições: Velocidade de regime é aquela em que a turbina pode, pelo projeto, operar continuamente em serviço. É a velocidade em regime máximo contínuo, e deverá ser usada no cálculo de resistência. Limite de sobre-velocidade é a velocidade máxima permitida em serviço, e não poderá exceder a velocidade de regime em mais de 15%. É o ajuste máximo do regulador de velocidade. As palhetas deverão ser projetadas evitando mudanças rápidas de seção, e com uma rigidez tal que diminua a deformação e a vibração. A área mínima na base da pá será :
S = 45,4 . L . (F / M) . R2 [cm2] F - peso de uma palheta, em [kg] L - raio do centro de gravidade da palheta, medido até o eixo, em [cm] M - tensão mínima à tração do material, em [kg/cm2] R - rotação de regime dividida por 1.000; S - área mínima na base da palheta, em [cm2] A fórmula acima considera apenas tensões. A instalação deverá prever a presença de vibrações nas velocidades de serviço.
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SEÇÃO 4
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA 4.1 - PARTIDA POR BATERIA
Baterias de acumuladores para a partida de motores principais de propulsão serão dimensionadas de forma a atender ao número de partidas exigidas para as ampolas.
4.2 - PRESSÕES DE PROVAS
Os cilindros e camisas serão provados com uma pressão máxima. Se for possível uma comprovação direta por medição de espessura dessas peças, a pressão poderá ser reduzida a 4 kg/cm2. As câmaras de água deverão ser provadas a uma pressão de 4 kg/cm2. Os cilindros de compressores de ar serão provados sob 1,5 vezes a pressão máxima. A tubulação dos refrigeradores seguirá a indicação dos cilindros de compressores.
4.3 - EQUIPAMENTOS AUXILIARES São necessários os seguintes equipamentos auxiliares mínimos, para motor principal com 130HP ou mais, podendo haver exceção em embarcações para trabalhos limitados e embarcações à vela com propulsão auxiliar a motor. Deverá haver duas bombas de transferência de óleo combustível, e uma delas deverá ser acionada sem depender do motor principal. Deverá haver um ou mais compressores de ar para a partida, capazes de carregar as ampolas em uma hora. Deverá haver um compressor de emergência com um motor que não precise de ar para partida, além dos compressores necessários para o enchimento das ampolas. Deverá haver, pelo menos, um soprador alternativo ou rotativo de lavagem de motor para cada motor de propulsão de dois tempos. Poderá ser usada a solda de estanho branca na fixação de conexões, flanges, etc., de material não ferroso, a tubos da mesma classe de material para temperatura até 900oC, pressão até 7kg/cm2. O ferro fundido nodular poderá ser usado sob cuidados especiais para temperatura até 340°C. O uso de plásticos só será permitido em conexões e válvulas para redes de plástico para pressão de 10 kg/cm2 e sob aprovação especial. Haverá, pelo menos, dois meios de fornecimento de água ou óleo de refrigeração para os motores principais e auxiliares, compressores, refrigeradores, etc. Um desses meios deverá ter acionamento independente e poderá ser obtido usando-se uma bomba de tamanho adequado instalada para outros fins, como para serviços gerais ou, no caso de água doce, uma das bombas de água doce.
4.4 - CARTER A ventilação de carter fechado será feita por um respirador ou por meio de uma sucção leve de, no máximo, 25mm de coluna d’água, mas não deverá ser deixada entrada livre de ar no carter. Deverá ser colocada em carter fechado, válvula de segurança em todos os motores com cilindro com diâmetro acima de 200mm. Em geral, será necessário instalar uma válvula na região de cada manivela, devido ao efeito abafado do carter. Mas, em todos os casos, haverá uma válvula em cada extremidade do carter. A área total livre das válvulas de segurança será de 12 mm2 para cada decímetro cúbico de volume do carter. As válvulas deverão ser do tipo de retorno, devendo descarregar rapidamente e fechar imediatamente para evitar entrada de ar. Os perigos de emissão de chamas deverão ser evitados.
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Deverão ser colocados avisos em lugar visível em cada motor, para desaconselhar a abertura do carter aquecido antes de 10 minutos após a parada do motor, sendo esse tempo proporcionalmente aumentado com o tamanho do motor. Também deverá ser desaconselhado religar um motor superaquecido sem antes eliminar a causa do aquecimento.
4.5 - REGULADOR DE VELOCIDADE
Todos os motores receberão reguladores que não permitirão à velocidade exceder ao valor de regime em mais de 15%. Para geradores, ver a seção de equipamento elétrico.
4.6 - EMBASAMENTO
O embasamento deverá ser de construção rígida, estanque ao óleo e com um número de parafusos suficiente para sua fixação à estrutura da embarcação. O projeto estrutural do apoio e fixação dos motores principais deverá ser apresentado para aprovação.
4.7 - PRESSÃO DOS CILINDROS
Cilindros, camisas, tampas de cilindro, êmbolos e outras peças sob temperatura e pressão elevadas, serão feitos de material adequado para as tensões e temperaturas. Para o caso de cilindros de 23cm ou mais de diâmetro, cada cilindro receberá uma válvula de segurança, que deverá operar a não mais de 1,40 vezes a pressão de ignição, em motores reversíveis, em motores com injeção de ar ou motores com partida a ar comprimido. Em substituição, será aceitável um indicador de pressão como meio de determinar a pressão máxima dos cilindros.
4.8 - PLANOS DE DETALHES
Além dos desenhos especificando a distribuição dos equipamentos na embarcação, eixos, mancais de popa, tamanhos e tipo dos motores auxiliares e conexões de descarga e sucção das bombas, como exigido em outras Regras deste livro, também serão apresentados, em quatro vias, os desenhos: conjunto, em corte do motor, embasamento e carter, mostrando o tipo de ventilação e válvulas de segurança, cilindros com as camisas e refrigeração; cabeçote; êmbolo e bielas; eixos; tirantes; tubulação; ampolas de ar e compressor de ar, bomba de lavagem, sopradores e supercarregadores, se acionados pelo motor. No caso de propulsão não direta, fornecer desenhos de: embreagens, caixas de velocidade, geradores e motores, conforme indicado nas regras para caixas de redução e para equipamento elétrico. Os desenhos para motores auxiliares incluirão um corte do conjunto, eixos, hastes, bielas e conectores, tubulação e ampolas de ar. Os desenhos mostrarão, se forem necessárias, a ventilação do carter e as válvulas de segurança. Serão fornecidas para todos os motores as seguintes características: o tipo de motor, potência máxima contínua ao freio, rotações por minuto, pressão máxima de ignição, pressão média indicada, dados para a velocidade crítica, pesos das peças com movimento alternativo, peso e diâmetro do volante para o motor. As especificações do material deverão também ser apresentadas. As Regras, aqui dadas, não consideram o problema da vibração, que deverá ser devidamente previsto pelo fabricante, de acordo com os elementos da velocidade crítica necessários, conforme item correspondente. Serão obedecidas, onde couber, as normas para os tipos de equipamento que há na embarcação, como máquinas elétricas, caldeiras, bombas, etc.
4.9 - REFRIGERAÇÃO DE MOTORES
Deverá ser instalado um indicador de temperatura no retorno da água de circulação em cada motor, bem como para a informação de que a circulação se mantém adequadamente. Serão instalados drenos na parte inferior de todas as câmaras de refrigeração e haverá uma válvula de descarga na alimentação para evitar excesso de pressão. Serão instaladas, pelo menos, duas admissões independentes de água do mar para as câmaras de refrigeração ou ao refrigerador. Na refrigeração do motor pela água do mar serão colocados filtros entre as válvulas de fundo e a admissão das bombas, que poderão sofrer limpeza sem interromper o fluxo de água. Na circulação de água em emergência também será seguida essa Regra.
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Os tubos de descarga deverão ser refrigerados ou bem isolados. As descargas de cada motor, no caso de mais de um motor, não deverão ser interligadas, mas deverão ir diretamente à atmosfera. Para haver tubulações interconectadas, deverá haver um sistema que evite o retorno de gases a um dos motores que esteja parado. A tubulação que passar acima da linha d’água e perto dela, deverá ser protegida contra a ação da água. No caso em que caldeiras aproveitem o calor da descarga de motores, seu arranjo deverá receber aprovação especial. Não deverá haver a ligação de tubulação de descarga de motores e caldeiras.
4.10 - COMPRESSOR DE AR
A descarga de cada estágio dos compressores de ar para injeção deverá ser dotada de resfriador, de separadores de água e de óleo, e válvulas de descarga, devidamente dimensionadas. A temperatura de ar na saída de cada refrigerador não deverá ser maior do que 65oC. Na tubulação do compressor deverá haver registros que permitam trabalhar alguns cilindros quando outros estiverem parados. A tubulação deverá ter purgadores e será de aço, sem costura, ou de cobre, também sem costura. O projeto e a fabricação das ampolas de ar comprimido deverão seguir as prescrições correspondentes destas Regras, em outros capítulos. Mesmo no caso de trim pronunciado, os drenos deverão estar em condições de operar. Deverá haver disposição tal que permita a limpeza da instalação. Todo o sistema será protegido por válvulas de descarga, e as ampolas que puderem ser isoladas por meio de válvulas de passagem terão, obrigatoriamente, uma válvula fusível de descarga, para caso de incêndio. No mínimo, se admitirão duas ampolas de ar de partida para os motores principais. As ampolas, em conjunto, deverão ser dimensionadas de tal forma que possam dar, pelo menos, seis partidas em cada motor principal, se forem do tipo de sentido único de rotação. No caso de terem duplo sentido de rotação, as ampolas, em conjunto, deverão suportar doze partidas sucessivas de cada motor, sem que seja feito recarregamento das ampolas. Motores que usem ar para ignição, terão, no mínimo, dois depósitos por navio, que deverão ter a possibilidade de operação em separado.
4.11 - EIXOS DE MANIVELAS
O diâmetro dos pinos e munhões do eixo de manivelas não deverá ser menor que:
NPLKLKd /10210,30815,0 3 2163 ⋅=⋅+⋅+⋅=
K = A . D2 . I / 0,54 D - diâmetro interno do cilindro, em [mm] I - pressão máxima de ignição, em [kg/cm2] A - afastamento entre mancais, em [mm] P - potência no freio R - rotações por minuto. O valor acima é válido para aço de 4200kg/cm2 de resistência. Para resistência de 5300kg/cm2, o diâmetro poderá ser reduzido de 15%. Para aços de 6000kg/cm2, a redução poderá ser de 18%. A fórmula acima é válida para motores com mais de seis cilindros. Para seis cilindros, aumentar de 2%; para cinco cilindros, 4%; para quatro, 7%; para três, 10%; para dois, 13%; e para monocilindros, 16% . A pressão máxima de ignição e a potência ao freio deverão ser medidas pelo vistoriador durante teste do motor. Se ficar demonstrado pelo fabricante, por meio de testes num motor piloto, que o valor previsto de I não é ultrapassado dentro das tolerâncias de fabricação e de regulagem, não será necessária a verificação do valor de I para os motores fabricados em série, desde que o motor forneça a potência de regime. As alterações no projeto para obtenção de potência mais elevada ou pressões máximas maiores, não deverão ser feitas sem a aprovação do BC.
4.12 - BRAÇOS DO EIXO DE MANIVELAS
O dimensionamento dos braços deverá ser feito de forma que o momento fletor não seja menor do que 60% do momento resistente proporcionado pelo diâmetro mínimo necessário dos pinos e munhões na flexão, ou seja: d3/2,86 ≤ e2 . m , onde: m = largura efetiva do braço, em [cm] ; e = espessura do braço, em [cm].
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No caso em que as proporções são tais que os pinos e munhões se interceptam, e poderá ser a distância mínima em diagonal através do braço de manivela. Para eixos de manivela não inteiriços, e não será menor do que 0,55.d, e m, não menor do que 1,8 vezes o diâmetro dos furos dos braços. Essas proporções se baseiam no uso de material igual para eixos e braços, e poderão ser modificadas conforme o tipo do material. Os braços deverão ser fixados por aquecimento ou por prensagem ao eixo e ao pino e, se for contrapinado ou enchavetado ao eixo, ele deverá ter um diâmetro aumentado junto ao braço para compensar o rasgo da chaveta.
4.13 - EIXOS DE TRANSMISSÃO E PROPULSÃO O menor diâmetro dos eixos de transmissão e propulsão será:
3 / NPd = Para uso de 4200 kg/cm2 de resistência à tração, no caso de eixos de transmissão, sendo: d - diâmetro do eixo, em [cm] P - potência ao freio na velocidade de regime N - rotação na velocidade de regime. Obs.: Para embarcações com 130 HP ou mais, aumentar o valor de d em 4%. No caso de eixos de propulsão, fazer acréscimo de 10%. O diâmetro de eixos para volantes não poderá ser menor do que o do eixo de manivelas. No caso de propulsão em duas frentes, os eixos poderão ser calculados para 75% da resistência, com exceção do eixo de manivelas, que deverá resistir a toda a força. O diâmetro de eixos intermediários passando através dos tubos de popa não poderá ser menor do que o do eixo de transmissão acrescido de 10%, se for em aço com 4200 kg/cm2 de resistência à tração. No caso do eixo ser atingido por água salgada no interior do tubo, o acréscimo será de 13% do diâmetro do eixo de transmissão.
4.14 - MOTORES ABAIXO DE 130 HP Todos os motores de combustão interna para propulsão de embarcações classificadas e motores auxiliares de 130 HP ou mais, deverão ser construídos e montados conforme as regras aqui dadas e acompanhadas pelo vistoriador do BC. Motores auxiliares pequenos deverão ser de construção aceita e deverão ser equipados de acordo com as boas normas comerciais, e não demandarão inspeção na fábrica, cuja garantia será aceita até confirmação de bom funcionamento na presença do Perito, depois da montagem. No caso de motores acionando geradores, ver também as normas para equipamento elétrico. O BC deverá ser cientificado por escrito de que durante a fabricação será pedida a vistoria. Essa comunicação será feita antes do início da fabricação e da expedição de pedidos de compra de material a ser aprovado, e conterá todas as informações necessárias para a identificação da máquina a ser vistoriada.
4.15 - EIXO DE HÉLICE O diâmetro mínimo para o eixo do hélice não protegido será:
D = ( 1,05 . d ) + ( 0,007 . H ) D - diâmetro do eixo do hélice, em [cm] d - diâmetro calculado do eixo da transmissão, em [cm], de acordo com o tipo de propulsão,
para aço com a resistência de 4200 kg/cm2 H - diâmetro do hélice, em [cm]. A extremidade interna do eixo do hélice poderá ser feita cônica no acoplamento, para ficar com o mesmo diâmetro do eixo a que ele é ligado. Os eixos do hélice deverão ter um cônico preciso na ligação do hélice, em especial no diâmetro maior do cônico. A chaveta deverá ajustar-se firmemente no rasgo e será de tamanho suficiente para transmitir o momento de torção, mas não se deverá estender até o broqueado da luva ao lado de vante do bosso do hélice. A extremidade de
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vante do rasgo da chaveta deverá se elevar gradualmente do fundo do rasgo até à superfície do eixo. Todos os cantos do rasgo deverão ser arredondados e, em geral, dever-se-ão evitar, sempre, concentração de tensões. Para o projeto da chaveta, ver a seção relativa a hélices. O comprimento do mancal suporte do hélice não poderá ser menor do que quatro vezes o diâmetro mínimo do eixo do hélice, a não ser para mancais metálicos, cuja aprovação será feita mediante apresentação do projeto. A espessura das camisas para eixos do hélice ou eixos de tubo próximo aos mancais de embarcações marítimas não poderá ser menor do que:
e = 0,04 d + 0,5 e - espessura da camisa, em [cm] d - diâmetro mínimo do eixo do hélice, em [cm]. A espessura da camisa contínua entre mancais não poderá ser menor do que 0,75 da espessura e, obtida na fórmula acima. A camisa contínua deverá ser fundida de uma só vez ou, se feita em duas ou mais peças, a união das peças separadas será feita por um método, aceito, de fusão, que, pelo menos, alcance dois terços da espessura da camisa ou pelo uso de um retentor de borracha. Se a camisa não se ajusta ao eixo com estanqueidade, entre os mancais, o espaço entre o eixo e a camisa deverá ser enchido por pressão, com um composto insolúvel, não corrosivo. As camisas de bronze, quando usadas, deverão ser de boa qualidade, livres de porosidade e de outros defeitos, e deverão ser submetidas à prova hidrostática sob uma pressão de 1 kg/cm2. Todas as camisas deverão ser cuidadosamente montadas a quente ou sob pressão, e não deverão ser fixadas por pinos. Deverá ser usado um método garantido para evitar que a água penetre no eixo, entre a extremidade de ré da camisa e o bosso do hélice. Os eixos ocos deverão ser projetados de forma que sua resistência seja equivalente à necessária para eixos maciços. O diâmetro mínimo dos parafusos do acoplamento do eixo será, para aço 4200 kg/cm2 à tração, de:
( ) ).(2 rpEEp ⋅=
p = diâmetro do parafuso, em [cm] E = diâmetro mínimo do eixo, em [cm] p = número de parafusos em cada acoplamento r = raio do círculo de centros dos parafusos, em [cm]. Os parafusos de acoplamento deverão ser ajustados com precisão e onde o acoplamento não é parte do próprio eixo, deverá ser prevista a ação da força de propulsão em marcha à ré.
4.16 - SOBRESSALENTES Os sobressalentes e material necessário, dependem do tipo da máquina, como também da sua disposição e do serviço da embarcação. A lista de sobressalentes em cada caso deverá ser apresentada para aprovação. Para embarcações com 130 HP ou mais, a lista de sobressalentes será, em geral: 01 tampa de cilindro, completa, com válvulas, molas, etc; 01 pistão completo, com anéis, etc; 01 jogo de peças do sistema de resfriamento do pistão, correspondentes a um cilindro e sujeitas a desgastes; 01 jogo de ferramentas para um mancal principal de escora do tipo de colar; 01 jogo de parafusos especiais para um hélice; 1 jogo de mancais para compressor de ar de lavagem, se só houver um único compressor; 01 quarta parte do número total de agulhas dos injetores; 1 jogo de anéis de pistão para um pistão; 01 jogo de casquilhos dos mancais principais com parafusos e porcas; 1 jogo de casquilhos dos mancais das manivelas com parafusos e porcas; 1 jogo de casquilhos para o mancal da cruzeta completa, com parafusos e porcas, se usado, ou embuchamento de pino, no caso de pistões de tronco; 01 jogo de peças das bombas de óleo combustível, sujeitas a desgaste; 01 jogo de anéis, para cada tamanho dos pistões de compressores de ar; 50% das válvulas completas, para os compressores de ar; 01 jogo de parafusos e prisioneiros, de cada tamanho, para uma tampa completa de motores e compressores;
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01 jogo de parafusos e porcas, para um acoplamento; 1quarta parte das gaxetas especiais usadas ou, no mínimo, uma de cada tipo e tamanho; 01 jogo de suportes e calibres, para alinhamento do eixo principal; Uma vez o comprimento da seção mais longa de cada tubo usado em óleo ou ar; Sortimentos de parafusos, porcas, flanges para tubos, etc; 1 jogo de válvulas de cada tamanho e modelo, para as bombas de porão, de óleo lubrificante e combustível e de refrigeração; 1 jogo completo de ferramentas necessárias. No caso em que o equipamento auxiliar tem dispositivos completos para uso como sobressalentes, não será necessário manter, em estoque, correspondentes peças sobressalentes. Deverão ser obedecidas as regras correspondentes a sobressalentes, conforme os capítulos que cobrem os demais equipamentos da embarcação. Farão parte da lista de sobressalentes necessários, para embarcações destinadas a percursos maiores em regiões remotas, visando a maiores reparos, os seguintes ítens: - 01 camisa de cilindro, completa, com acessórios; 01 eixo de hélice; 01 hélice; 01 hélice, para cada mão, ou um jogo de pás de hélice, para cada mão; 01 jogo de parafusos especiais, para um hélice completo; 01 bucha de rodas dentadas de comando do eixo de válvulas, com uma roda de cada modelo e tamanho; Um vinte avos do número dos tubos do refrigerador, completos, com virolas, se tiver.
4.17 - PRECAUÇÕES NOS TUBOS E TAMPAS A disposição dos tubos para o transporte de óleo combustível deverá obedecer às indicações da seção de Bombas e às que se seguem. Os ladrões de óleo combustível, drenos de óleo lubrificante e combustível e de aparadores de bombas de óleo e tanques, serão levados a um compartimento fechado ou a um tanque provido de suspiro e sondagem, e com tubo de sucção para a bomba de transferência de óleo combustível. No caso em que é usada calha para receber vazamentos dos tanques de óleo, o depósito ou ponto formado deverá ser drenado para tanque de drenagem ou deverá receber um tubo ligado à aspiração da bomba de transferência de óleo. Os tubos de enchimento deverão terminar no convés principal, e os tanques deverão ser ligados à atmosfera por suspiros. Tanques que não façam parte da estrutura do navio deverão ter seu recolhedor de vazamentos. Tanques de gasolina não deverão receber indicadores de nível de vidro, que poderão ser usados em outros tanques, desde que protegidos e dotados de válvula em cada ponta. Tanques de serviço deverão estar em altura suficiente para permitir alimentação do carburador, por bomba ou por gravidade. No caso em que o combustível é a gasolina, todos os tubos deverão ser de cobre recozido, sem costura, com curvas flexíveis e uniões feitas de metal de tipo sujeito à aprovação. Deverá haver válvula em cada extremidade do tubo, entre o tanque e o carburador, e os tubos deverão ser protegidos mecanicamente e visíveis em todo seu comprimento. Entre cilindros e o carburador, ou na admissão de ar e sobre todas as bandejas, deverá haver tela metálica. Deverá haver filtros na admissão da bomba de injeção de óleo combustível e, no caso dos motores principais de propulsão, a operação de limpeza desses filtros não deverá interromper o fluxo de óleo ao motor. Serão colocadas válvulas de fechamento nos tanques de utilização, que deverão ser manobradas da praça das máquinas ou, se necessário, pela parte externa da praça de máquinas. A tubulação da injeção será de tubo sem costura, e as conexões deverão ser do tipo extra-reforçado, em aço ou em metal não ferroso, conforme aprovado. Deverá ser evitada pressão excessiva no ar de lavagem. Todos os motores terão filtros de óleo lubrificante. Nos motores principais de propulsão, deve haver filtragem total do óleo. Nos filtros, a operação de limpeza não deverá interromper o fluxo de óleo para o motor. A tubulação de óleo lubrificante deverá ser inteiramente separada das demais. Na lubrificação forçada haverá, sempre, um dispositivo que desligue automaticamente o motor, em caso de falha na lubrificação.
4.18 - PEÇAS QUE PRECISAM PROVAS As cópias, em duas vias, dos pedidos de compra de material, deverão ser submetidas ao BC para informação dos Fiscais, que vistoriarão e aprovarão o material, segundo a seção de materiais. Serão ensaiadas:
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a) peças fundidas e forjadas para todos os motores; eixo de manivela, eixos de engrenagens redutora, eixos de propulsão, de transporte de hélice, de geradores e motores;
b) para motores de 300mm, ou mais, de diâmetro dos cilindros: conectoras, bielas e tirantes de estrutura;
c) para motores de 450mm, ou mais, de diâmetro dos cilindros: cabeçotes, acoplamento de eixo, parafusos de acoplamentos, parafusos de biela e parafusos dos mancais principais;
d) barras de aço laminado a quente, até o diâmetro de 200mm, que poderão ser usadas, se aprovadas, em substituição às peças forjadas acima relacionadas;
e) tubos sem costura de cobre e de latão, para refrigeradores intermediários e finais, e tubos de cobre para ar de injeção e de partida;
f) todos os tubos para pressões acima de 10 kg/cm2; g) ampolas de pressão para ar de injeção e partida. Veja-se a seção de caldeiras. As peças para fabricação, em série, de motores, serão aceitas através de comprovação da dureza e de exame superficial, dependendo da técnica e do controle de qualidade na confecção.
4.19 - PRECAUÇÕES NA PRAÇA DE MÁQUINAS Nas praças de máquinas de motores de combustão interna, toda construção em madeira, a menos de 1,8 metros acima dos cilindros, e a menos de 1,2 metros dos cilindros sem refrigeração, de tubos de descarga e de silenciosos, deverá ser recoberta com isolamento e metal. Este isolamento deve ter, pelo menos, 12,5mm de espessura.
4.20 - PRECAUÇÕES COM OS MOTORES As normas abaixo são aplicáveis a todos os motores a óleo para propulsão e para usos auxiliares. Todas as peças do motor sujeitas a esforços deverão estar isentas de falhas e suas folgas e ajustes deverão obedecer à melhor técnica naval. As passagens para água de refrigeração e óleo lubrificante deverão ser cuidadosamente limpas de areia e de oxidação. A porcas dos mancais principais e das bielas, bem como de todas as outras partes móveis, deverão ser fixadas por contrapino ou por meio adequado. Antes da aceitação final da instalação completa, será feita a experiência para verificação de funcionamento.
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SEÇÃO 5
HÉLICES 5.1 - DESENHOS A SEREM SUBMETIDOS
Desenhos dos hélices, incluindo sobressalentes, deverão ser submetidos à aprovação. A fim de possibilitar verificar os escantilhões, à altura de 0,3 do raio, tais desenhos deverão incluir as seguintes informações: - Tipo do motor propulsor e potência transmitida ao hélice; Velocidade do hélice compatível com a
potência acima; Empuxo; Dados geométricos do hélice (número de pás; diâmetro; passo; espessura e largura a vários raios; e inclinação.); Natureza e características dos materiais.
5.2 - FIXAÇÃO
Os estojos deverão ser justos no cubo. É obrigatório o uso de um ressalto no estojo, sob o flange da pá. A rosca das porcas terá um ajuste estanque. Todas as porcas serão fixadas por parafusos contra desatarrachamento. A chaveta terá um ajuste perfeito no cubo. Serão protegidos contra a corrosão todos os espaços entre a tampa do cubo, o cubo e o eixo, pelo uso do enchimento com material adequado. Na parte de vante do hélice haverá sempre um retentor de borracha. No caso em que o retentor é colocado pelo lado de dentro, deverá haver bastante folga entre a camisa de proteção do eixo e o cubo. O retentor deverá apoiar firmemente sobre a camisa. Quando o retentor é colocado externamente, o broqueado de cubo deverá ser enchido com material adequado.
5.3 - AJUSTAGEM PERFEITA A face do flange deverá sempre se apoiar no cubo, e a folga entre o pino-guia e o furo, e entre a borda do flange e o seu rebaixo, deverá ser a menor possível.
5.4 - SOBRESSALENTES Para o material sobressalente necessário, seguir as indicações contidas na Seção referente ao tipo de propulsão em uso.
5.5 - CÁLCULO DOS ESTOJOS A Seção mínima da resistência dos estojos de fixação será:
S = f 3 . L / (3,64.A.c.P.p) p = número de estojos na face de acionamento do hélice; s = seção mínima de resistência de cada estojo, em [cm2] c = raio da circunferência de centros dos estojos; L = diâmetro do hélice, em [cm] f = diâmetro mínimo, calculado, do eixo de propulsão, acrescido de 5% mais 0,00695 x L; A = passo do hélice, em [cm] P = número de pás.
5.6 - HÉLICES DE PÁS INDEPENDENTES E INTEIRIÇOS Para os hélices dos navios de 130 HP ou mais, deverá a fabricação seguir completamente as indicações destas Regras, e sujeitar-se à aprovação prévia do projeto.
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Deverá seguir as indicações feitas na seção de Material quanto ao uso de matérias primas para construção dos hélices. No caso de hélices de pás independentes, os ensaios de material serão repetidos para cada pá. Para hélices inteiriços, maiores do que 2 metros de diâmetro, em aço ou bronze, serão feitos dois ensaios de material pertencente a pás opostas. Para hélices menores, bastará um único ensaio. Todos os hélices serão submetidos à inspeção, estando suspensos para exames de defeitos superficiais e de percussão por martelo. O material dos parafusos de fixação, das pás das hélices aos respectivos cubos deverá ser de aço do tipo adequado e devidamente submetido a ensaio de material pelo Vistoriador. Os hélices serão balanceados de forma a evitar vibração por efeito de massa desequilibrada.
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SEÇÃO 6
TUBULAÇÃO E BOMBAS 6.1 - GENERALIDADES
Para as embarcações que possuírem bombas e sistema de tubulação, deverá ser verificada a operação eficiente e segura para os serviços a que se destinam. A mão-de-obra de instalação e os materiais deverão ser inspecionados e estarem de acordo com as regras do BC. Deverão ser submetidos planos diagramáticos mostrando os seguintes detalhes: - Arranjo geral de bombas e tubulação; - Sistema sanitário; - Sistema de esgoto e lastro; - Sistema de ventilação, sondagem e transbordo; - Sistemas de enchimento, transferência e serviço de óleo combustível; - Sistema de óleo-lubrificante; - Sistema de bombeamento de óleo de carga; - Sistema de tubulação de potência hidráulica; - Sistema de combate a incêndio (veja a Seção 8); - Sistema de tubulação da máquina do leme; e - Sistema de tubulação de ar de partida. Cada um dos planos acima deverá estar acompanhado da respectiva lista de materiais, fornecendo tamanho, espessura da parede, pressão máxima de trabalho, material e tipo de toda a tubulação, tamanho e material das válvulas e acessórios. Os planos acima deverão ser em triplicata.
6.2 - BOMBAS DE PETROLEIROS As embarcações de transporte de derivados de petróleo terão bombas de carga projetadas de forma a evitar centelhamento e ficar localizada em compartimento específico. Deverá haver o mínimo de vazamento na caixa de gaxeta. No caso de anteparas estanques serem atravessadas por eixos, deverão ser usados acoplamentos flexíveis entre as bombas e o acionamento. Nas anteparas será obrigatório o uso de caixa de gaxeta. A rede do produto transportado será montada completamente separada das demais redes e não poderá atravessar os tanques de óleo combustível e os compartimentos com máquinas. No caso de se usar água fluvial para lastro, entre a admissão da água fluvial e a rede de produto transportado, deverá haver duas válvulas de passagem. Na saída de cada bomba haverá uma válvula de descarga ligada à aspiração. Deverá haver uma conexão em paralelo em torno da bomba, para ser usada quando se fizer o enchimento através do tubo de aspiração. Será instalado, na saída de cada bomba, um indicador de pressão. Se o acionamento for localizado em outro compartimento, deverá haver indicadores de pressão adicionais, visíveis, na sala de motores. Será prevista a retirada do vazamento para o fundo duplo na casa de bombas e compartimentos adjacentes. Para esse serviço será usada ou uma bomba de esgoto ou um ejetor, ou a aspiração de uma bomba de produto transportado ou de dreno. Essa bomba não deverá ser colocada em compartimentos com máquinas, nem deve a rede atravessá-los. Nesse caso, será usada sempre uma válvula de passagem e retenção, colocada na aspiração do ramal. Se a aspiração do duplo fundo puder receber pressão do produto da rede de enchimento, uma válvula adicional de retenção será usada. Sempre que as hastes de válvulas atravessarem cobertas estanques, serão usadas caixas de gaxetas.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – TUBULAÇÕES E BOMBAS .. ...... SEÇÃO 6 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 350 6.3 - REDES DE PETROLEIRO
Redes sanitárias e de despejos poderão atravessar, acima da linha d’água, os tanques de transporte de óleo. O número de tubos será mínimo pela combinação do maior número possível de drenos. A rede dentro do tanque será de tubo de pelo menos, 15 mm de espessura, e todas as uniões serão soldadas. Na tubulação de descarga acima do tanque será colocada uma válvula de retenção. Todos os acessórios ligados à rede receberão uma vedação hidráulica ligada à atmosfera. Cada tanque de transporte receberá um tubo de respiro ligado a um coletor geral, ou receberá uma válvula de descarga tipo pressão e vácuo. No caso do respiro, sua saída será elevada acima do convés e terá uma válvula de descarga ou um protetor contra incêndio. Se o produto transportado tem ponto de fulgor acima de 65oC, poderá ser usado o tubo de respiro para cada tanque, recurvado e protegido com tela de arame. No caso de haver atmosfera inerte nos tanques para evitar incêndio, o projeto deverá ser aprovado previamente. Em todas as embarcações deverá haver ventilação para cada compartimento. Tanques de grande superfície deverão ter, no mínimo, dois suspiros, um dos quais na parte mais alta. Se a superfície for pequena, bastará um suspiro. Os suspiros deverão ser de tal forma dimensionados que permitam o esvaziamento do tanque sob condições normais. No caso em que ladrões dos tanques entre anteparas estanques diversas se liguem a um coletor único abaixo do convés principal, deverá ser impedida a inundação a vante ou a ré entre anteparas estanques, no caso de um acidente.
6.4 - SUSPIROS
Todos os suspiros terão dispositivos de fechamento em caso de emergência. A altura acima do convés será, no mínimo, de 1m, no caso de convés de borda-livre. No caso de convés com superestruturas, será, no mínimo, 0,50 metros e, para convés elevado a ré, será de 0,80 metros. Em geral o diâmetro mínimo para suspiros será de 60mm para tanques de óleo e de 50mm para tanques de água. Quando não há ladrões, a seção dos suspiros deverá ser igual à da tubulação de transferência, quando essa operação é feita com bomba. Se houver ladrões, a seção total dos ladrões é que deverá ser igual à da tubulação de entrada. No caso de suspiros de água doce estarem dentro da praça de máquinas, deverão estar sempre acima da linha de carga máxima. No caso de suspiros de tanques de óleo lubrificante ficarem na praça de máquinas, deverão estar afastados de equipamentos, de forma a evitar transbordamento sobre redes aquecidas ou sobre aparelhagem danificável. Devem ser previstos suspiros para tanques de óleo, de forma a evitar incêndio pela combustão do gás. Os suspiros deverão estar acima do convés e protegidos com tela de arame resistente à corrosão. Nesse caso, a área livre de passagens pela tela será, no mínimo, igual à seção livre do tubo. Recomenda-se ver também NBR 9787/87 e NBR 9788/87.
6.5 - TUBO-LADRÃO
No caso de tubos-ladrões dando saída pelo bordo de embarcação, eles deverão ser colocados bem acima da linha de carga máxima. Serão sempre usadas válvulas de retenção a bordo. Em tanques de fundo que transportam carga seca em algumas ocasiões, o tubo-ladrão receberá um flange de fechamento que não prejudique a ventilação no transporte de carga líquida.
6.6 - SONDAGEM MANUAL
Tanques para água doce ou óleo combustível, mesmo quando usarem indicadores de tipo aprovado, deverão possuir um dispositivo de sondagem manual. O diâmetro mínimo dos tubos para verificação de nível é de 35mm em todos os tanques que não sejam acessíveis a qualquer momento. No caso em que os tubos para verificação de nível terminem abaixo da borda-livre, eles serão fechados ou por válvulas de gaveta ou por bujão amarrado ao tubo com corrente resistente à corrosão, o que poderá ser usado em todos os tanques, com exceção dos tanques de óleo. Para tanque de óleo, deverão ser usadas válvulas de fechamento rápido e auto-operadas. Sempre será feito um reforço adequado para suportar o choque da vara para medição de nível na chapa inferior do fundo duplo.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – TUBULAÇÕES E BOMBAS .. ...... SEÇÃO 6 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 351 6.7 - ESGOTAMENTO DE FUNDO DUPLO
Serão obrigatórias duas bombas a motor para esgotamento do fundo duplo. No caso de navios de comprimento menor do que 50 metros, a bomba em duplicata poderá ser substituída por duas bombas manuais ou ejetores a vapor. A capacidade das bombas de esgoto do duplo fundo, quando usadas apenas duas bombas, será tal que cada uma dará uma velocidade de 2 metros por segundo na tubulação, cujo diâmetro seja o indicado nestas regras. No caso em que mais de duas bombas são instaladas na rede, a soma das capacidades deverá ser maior do que o mínimo indicado. Poderão ser computadas como bombas de esgoto do duplo fundo as de serviço geral, as de esgoto sanitário ou as de lastro. Deverão ter, então, capacidade, pelo menos, igual à mínima requerida nestas regras e seguir as demais indicações aplicáveis. O duplo fundo da praça de máquinas terá obrigatoriamente aspiração ligada diretamente a uma das bombas de esgoto de duplo fundo, e de dimensões tais que a bomba dê o máximo de capacidade e opere independentemente do restante da rede.
6.8 - REDES
Não poderá haver vazamento de água ou óleo para os compartimentos de máquinas ou carga, ou entre compartimentos. As redes de lastro e esgoto deverão ter válvulas independentes nas bombas. As redes de óleo e de lastro deverão ser desligadas ou fechadas quando tanques fundos forem usados para transporte de carga seca. Quando no tanque fundo for transportado óleo ou lastro, a rede de esgoto deverá ser desligada. A tubulação para lastro ou esgoto que atravessa repartições de transporte de óleo deverá ser de aço. As redes de esgoto e de lastro serão feitas protegidas por um túnel estanque, usando tubulação reforçada, no caso de passagem através de tanques fundos. Nesse caso, deverão ser instaladas válvulas de retenção nas extremidades abertas da rede. Todos os coletores, torneiras e válvulas da rede de esgoto deverão ter fácil acesso nas condições de serviço. As válvulas da rede de esgoto localizadas na praça de máquinas terão, sem exceção, válvulas de retenção. A rede de esgoto deverá ter no duplo fundo da praça de máquinas ralos de fácil acesso, e deverá também ter ralos entre os coletores e as bombas. A seção aberta dos ralos deverá ser igual à três vezes a seção do tubo de sucção. O diâmetro do tubo de sucção principal da rede de esgoto do duplo fundo deverá ser calculado por:
d = 2,5 + (C.Q/6)
d = diâmetro interno do tubo, em [cm] C = comprimento da embarcação na linha da borda-livre, em [m] N = boca da embarcação, em [m] Q = N + P P = pontal, em [m] Serão consideradas, nestas regras, a tubulação destinada a pressão acima de 10 Kg/cm2 e as destinadas a líquidos em geral, com temperaturas superiores a 60oC. Para fluido abaixo de 10 kg/cm2 e temperatura menor que 60oC, serão dadas as instruções abaixo: - Deverão ser apresentados detalhes de fabricação, em três vias, do plano geral de tubulação, da
tubulação de óleo combustível, de incêndio, da desgaseificação, alimentação da caldeira de vapor, de fundo duplo, de controle de banda e trim, de verificação de nível, de carregamento para transporte de líquidos, de ventilação e de esgoto de aparelhos sanitários.
- Os desenhos deverão ser completos, dando todas as medidas necessárias e todos os estudos estatísticos e dinâmicos de performance, como pressões, tamanho de tubos, válvulas, temperatura, etc.
- No caso de haver serpentinas de aquecimento, e em que o vazamento de óleo possa contaminar a água de alimentação da caldeira, deverá ser feito um coletor de vazamento para um tanque de inspeção, antes que haja contato com a alimentação da caldeira.
- Tubulação de óleo e outras redes que atravessem depósitos de óleo deverão ser de aço. As gaxetas serão todas resistentes ao óleo.
- As válvulas que determinam o uso de diferentes aspirações deverão ficar próximas à antepara em que a aspiração entra na praça de máquinas e, sempre que possível, acima das calhas para os tanques. Todos os acessórios, como ralos, válvulas, que sejam examinados periodicamente, receberão bandejas coletoras.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – TUBULAÇÕES E BOMBAS .. ...... SEÇÃO 6 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 352 6.9 - BOMBAS E AQUECEDORES DE ÓLEO
Será obrigatório o uso de bombas de acionamento independente para óleo combustível, cada uma das quais de tamanho tal que alimente, em separado, os motores sob toda carga. Cada bomba será também instalada em duplicata. Os ralos na aspiração e na descarga de óleo, deverão ser de forma que um possam ser limpos sem interrupção do fornecimento de óleo. Não será permitida a colocação de tanques de óleo combustível sobre o espaço ocupado pelos motores. A rede de óleo combustível, entre as bombas de serviço será feita de forma a ficar visível. Essa rede terá uma válvula de descarga, que descarregará no tanque ou na aspiração. A tubulação de pressão será projetada com tubos sem costura, reforçados, de aço. Os drenos para aquecedores de óleo serão feitos da mesma maneira que para as serpentinas de aquecimento, se necessário.
6.10 - MATERIAIS NOVOS Se forem usados materiais ainda não aprovados, eles serão objeto de estudo prévio. Deverão ser seguidas as regras da seção correspondente para os materiais padronizados usuais, para o material elétrico, para soldagem, recipientes sob pressão e onde sejam cabíveis as recomendações das seções especiais destas regras. Os pedidos de compra deverão ser remetidos em cópias de duas vias, no caso de materiais que deverão ser ensaiados durante a fabricação.
6.11 - ENSAIO NA TUBULAÇÃO Os ensaios serão feitos após o curvamento que for necessário e após a colocação dos flanges. No caso de tubulação de óleo combustível, a sobrecarga no ensaio será também de 50%, com um mínimo de 36 kg/cm2, com as tubulações do serviço. Nas tubulações de transferência, a pressão de ensaio será de 36 kg/cm2. Nas de óleo para transporte, a sobrecarga será de 50%.
6.12 - PRECAUÇÕES COM AS REDES Deverá haver proteção mecânica adequada ao sistema de tubulação, incluindo-se válvulas, volantes, indicadores, etc. A proteção deverá ser removível, para inspeção e rotina de manutenção. Nenhuma tubulação de água doce deverá atravessar os tanques de óleo. Tanques de água doce não deverão ser atravessados por tubulação de óleo. Deverá haver especial cuidado em não contaminar o sistema de água doce com água salgada. Deverá ser evitada a possibilidade de vazamento de tubos na proximidade de quadros elétricos. As juntas deslizantes para expansão não poderão ser usadas dentro de porões de carga ou locais de difícil acesso. No caso de tubos atravessarem conveses e tampas estanques, as soldas deverão ser feitas em ambos os lados. No caso de ligações aparafusadas, a chapa também será rosqueada para dar estanqueidade. Os tubos que atravessem as anteparas estanques de compartimento de colisão deverão ter válvulas de passagem. Essas válvulas serão manobradas acima do convés de anteparas e deverão estar com a carcaça fixada nas anteparas, por dentro do tanque de colisão. Terão indicador que mostrará se a válvula está aberta ou fechada. Não é permitido o uso de válvulas de gaveta na antepara estanque de colisão. Esse tipo de válvula só será permitido em outras anteparas quando estanques e permanentemente acessíveis para inspeção. Os drenos de compartimentos acima dos fundos estanques poderão ser descarregados no túnel do eixo ou outra seção, desde que não excedam 80mm de diâmetro nominal, que possuam válvulas de fechamento rápido auto-operadas e acesso ao compartimento onde é feito o esgoto. Toda a tubulação que possa ser submetida a pressões maiores que aquelas para as quais foi projetada, será protegida por válvulas de escape. No caso em que somente são usadas bombas centrífugas e a pressão não excede à pressão admissível para o tubo, não será necessário o uso de válvulas de escape para redes de incêndio e de óleo. Redes diferentes não poderão ter descarga comum.
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No caso em que válvulas e caixas de mar são aparafusadas nas chapas, os parafusos deverão ter a cabeça embutida em escariado na chapa, ou serão usados estojos fixados em reforço da chapa, conforme as regras correspondentes. Não será permitido o uso de ferro fundido em ligação ao casco das embarcações, abaixo do convés da borda-livre. As conexões, entre as válvulas deverão ser robustas e o mais curtas possíveis. As caixas de mar deverão ser projetadas de forma a não provocar perda de aspiração. As caixas de mar deverão ter ralos com área livre de 50% acima da válvula. Deverão ser colocadas válvulas na descarga das bombas da caldeira e do evaporador.
6.13 - EMBORNAIS
Deverão ser instalados, em número suficiente, embornais em todos os conveses. Não serão aceitos embornais de ferro fundido. No caso em que os embornais conduzem ao duplo fundo, deverão ter fechamento para os casos de emergência. No caso em que conduzem para o mar, deverão ter válvulas de segurança no lado interno do casco. A drenagem de água da superestrutura exposta deverá despejar no mar; na drenagem dos conveses estanques e inferiores, o esgoto se fará no fundo duplo. As descargas sanitárias levadas ao mar, provenientes de compartimento abaixo do convés principal, deverão ter um dispositivo que não permita o refluxo da descarga. As descargas de lixo deverão ter tampas estanques, quando situadas abaixo da linha d’água, e deverão ter um dispositivo que evite o refluxo de material.
6.14 - DRENOS
O sistema de bombeamento no duplo fundo, de lastro, deverá ser capaz de drenar qualquer subdivisão do navio, mesmo com inclinação de 5 graus. Deverá ser eficiente toda a drenagem dos conveses estanques. Poderão ser drenados por bomba manual do paiol das amarras, tanques de colisão e sua cobertura.
6.15 - BOMBAS DE ALIMENTAÇÃO
Toda a embarcação a motor terá, no mínimo, dois modos de alimentação acoplados à máquina principal. Haverá, pelo menos, uma bomba independente de alimentação, que deverá ser capaz de alimentar em separado os motores em regime de trabalho normal. As bombas de alimentação não poderão ser utilizadas para outras finalidades. Será instalada uma bomba de emergência, que terá capacidade mínima de 80% das demais e que poderá ser usada para outros fins. Se as duas bombas de alimentação forem acionadas independentemente, não será necessária a instalação da bomba de emergência. No caso de embarcações de serviço portuário ou fluvial, bastará uma bomba de acionamento independente e outra acoplada. Se a segunda for independente, poderá ser usada para outros fins ou poderá ser substituída por um ejetor. Deverá haver uma bomba auxiliar de acionamento independente, da mesma capacidade, que deverá substituir, se necessário, a bomba principal, ou funcionar em conjunto com ela.
6.16 - REDE DE VAPOR
Toda a rede de vapor deverá ser dotada de drenagem adequada e deverá prever os efeitos de dilatação. A disposição da rede auxiliar de vapor será tal que permitirá sempre seu uso imediato nos equipamentos vitais. No caso de redes auxiliares a baixa pressão, deverá haver válvulas de segurança para proteção da rede. A descarga dessas válvulas deverá ser suficiente para evitar sobre pressão. Não será permitido que redes de vapor ou de descarga atravessem locais de carga. Para redes de turbinas, ver as regras referentes a máquinas a vapor.
6.17 - BOMBAS DE REDE DE LUBRIFICAÇÃO
Se a máquina for lubrificada sob pressão ou por gravidade, será obrigatório haver duas bombas de circulação de água de refrigeração. O sistema de lubrificação deverá funcionar com toda eficiência, mesmo com trim máximo de 6 graus e banda máxima de 16 graus. A rede de óleo lubrificante deverá ser totalmente separada de outras redes.
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Todos os tubos para pressão de serviço acima de 10 kg/cm2 serão ensaiados e controlados pelo Inspetor do BC. Os tubos para pressão sem costura poderão ser usados para qualquer finalidade. Seu uso será obrigatório nas redes de óleo combustível de sob pressão, a não ser nos trechos de pequeno comprimento, em conexões flexíveis para queimadores ou injetores diesel. Em redes de ar comprimido de motores diesel, poderão ser usados tubos sem costuras de cobre e de aço, soldados por resistência, podendo ser usados para pressão até 23 Kg/cm2 e para temperaturas de até 340oC. Os tubos de latão sem costura, em geral poderão ser empregados onde a temperatura não ultrapasse 200oC. Não poderão ser usados em rede de óleo lubrificante ou óleo combustível ou em rede de incêndio e esgoto, tubos de plástico rígido. Sua aplicação sob regime especial só poderá ser feita em pressões abaixo de 10Kg/cm2. Para o cálculo da pressão máxima de serviço de tubo, deverá ser obedecida a relação:
P = T . A , onde A = (e - d) / [0,5 . (E-C) . (e - d)] P = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2]. No mínimo, 4 kg/cm2, em tubos de metal não
ferroso e 12 kg/cm2, em aço; e = espessura mínima do tubo, em [cm] E = diâmetro externo do tubo, em [cm]. T = tensão máxima permissível, em [kg/cm2] C = compensação para perdas, como corrosão, rebaixamento e rosca; para tubos sem rosca de
metal não ferroso: C=0
d = 0,17, para tubos de aço sem rosca e para tubos com rosca de diâmetro até10mm. d = profundidade da rosca, para tubos de diâmetro acima de 10mm
Tabela para coeficiente C
Temperatura em oC C
30 até 300 0.8
400 0.8
440 0.8
480 0.8
510 1.0
540 1.4 Para tubos plásticos rígidos, a pressão de serviço será de 20% da pressão hidrostática de rutura.
6.19 - VÁLVULAS
Os eixos, discos e redes das válvulas serão fabricados de material resistente à corrosão ou conveniente, previsto para evitar grimpagem das superfícies em contato. Os fechamentos das válvulas deverão ser feitos no sentido do ponteiro do relógio, para quem olha de frente para a extremidade da haste. No caso de embarcações-tanque que haja um sistema de válvula com controle remoto, não será necessário esse indicador. Terão tampas presas por parafusos todas as válvulas em ferro fundido, bem como todas as válvulas de diâmetro maior de 55mm, sujeitas a pressões acima de 10 kg/cm2. Nesse último caso, as válvulas terão sempre conexões flangeadas. As válvulas restantes poderão ter tampas presas por rosqueamento. Cada válvula será submetida a uma pressão de ensaio de acordo com as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas ou outras igualmente idôneas (NBR 6896/81). Será obrigatória a indicação, no corpo da válvula, da pressão de serviço, máxima, e do fabricante.
6.20 - CONEXÕES
A não ser que as conexões de tubos sejam soldadas, todas de diâmetro acima de 55mm serão flangeados, nas redes destinadas a pressão acima de 10 kg/cm2.
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SEÇÃO 7
REFRIGERAÇÃO
7.1 - REDE DE SALMOURA
A rede de salmoura deverá ser testada com pressão mínima de 10 kg/cm2. O ensaio será feito após a montagem estar completa e a pressão será a de serviços com sobrecarga de 100% . O ensaio de desempenho (ou de “performance”) da instalação será feito pela refrigeração simultânea dos compartimentos atendidos pela instalação, até a temperatura especificada no projeto previamente apresentado. O comportamento do isolamento térmico será então verificado, parando as máquinas de refrigeração e fazendo o registro das temperaturas internas e externas, de hora em hora, num período de seis horas. As redes de salmoura, tanques, etc. não deverão ser galvanizadas ou receber outra proteção com zinco, a não ser que tenham sistema de ventilação ligado à atmosfera. Deverá haver sempre uma bomba de salmoura em reserva, com funcionamento adequado a toda carga. No mínimo haverá duas bombas. As válvulas para salmoura estarão em lugares permanentemente acessíveis.
7.2 - BOMBAS DE CIRCULAÇÃO As bombas de circulação serão colocadas aos pares, com ligações independentes para as bombas auxiliares. Sempre serão usadas duas aspirações de água do mar.
7.3 - ISOLAMENTO DAS CÂMARAS Deverão receber isolamento térmico integral e eficiente, todos os conveses, anteparas, tampas, etc. dos compartimentos refrigerados. O isolamento será protegido mecanicamente contra avarias, onde for necessário. Toda rede de tubos e acessórios colocados em compartimentos refrigerados deverão ser protegidos mecanicamente contra avarias. Essas redes serão, de preferência, colocadas junto à face quente do isolamento térmico. Tubos de sucção do fundo duplo da praça de máquinas terão válvulas de pé, e seu isolamento será removível para inspeção. Nas anteparas estanques a óleo, construções rebitadas e que limitem compartimentos termicamente isolados, será sempre feita uma separação de 50mm entre a antepara e o isolamento. Esse espaço, para qualquer vazamento que houver, será drenado para calhas e fundo duplo, devendo ser ainda ventilado mecanicamente. No caso dos dutos de ventilação atravessarem anteparas estanques, os dutos terão sempre dispositivo de fechamento operado em local acima da borda-livre.
7.4 - GASES DE REFRIGERAÇÃO Os gases de refrigeração de uso autorizado são: dióxido de carbono e tipo freon; a amônia, somente no caso de sistemas indiretos.
7.5 - EXAME DO PROJETO O projeto de instalação deverá ser apresentado antes da fabricação, com todas as especificações completas, indicando rede de ar, ventiladores, radiadores, termômetro, esgotos, temperatura mínima de projeto, lista de sobressalentes, elementos do sistema de condensação, esquemas elétricos, disposição dos elementos, etc.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – REFRIGERAÇÃO .. .................... SEÇÃO 7 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 356 7.6 - VENTILAÇÃO DAS PRAÇAS
A sala de máquinas de refrigeração deverá ter boa ventilação e esgoto. No caso de instalação de amônia, deverá haver plena comunicação para a atmosfera, para escapamento no caso de vazamento de amônia. Deverá ser previsto um sistema de proteção por borrifador d’água, com comando remoto, por fora da sala de máquinas.
7.7 - SOBRESSALENTES Deverão fazer parte do estoque de sobressalentes: um conjunto de válvulas de descarga e aspiração para o compressor de maior potência de cada tipo existente, mais metade do número das redes ou placas das válvulas com molas ou retentores; um regulador de refrigeração completo, com acessórios para cada tipo usado; um termômetro de cada tamanho e tipo usado para cada oito instrumentos; o mesmo número de manômetros de cada tipo; um conjunto de parafusos de acoplamento e de mancais de compressor, bomba e ventilador, um de cada tipo e tamanho; um jogo completo de ferramentas especiais para reparo de todas a partes de equipamento usado; um dispositivo completo para verificação de vazamento; duplicata de todas as gaxetas dos evaporadores; uma quarta parte de cada tipo de gaxeta dos eixos, retentores dos cabeçotes dos compressores; um jogo de válvulas de cada tipo dos compressores; duplicatas de todos os discos de ruptura de cada tipo; um conjunto de cada mancal para cada cinco ventiladores ou fração; um jogo de ferramentas para alargamento e corte de tubos para todos os tamanhos usados; bujões para fechamento da décima parte dos tubos de um condensador; sobressalentes da parte elétrica da instalação, de acordo com as respectivas normas; um motor de ventilador de circulação para cada tipo e tamanho; os sobressalentes necessários para as unidades motoras da instalação. No caso que seja instalado apenas o número de unidades de refrigeração e bombas de salmoura, serão necessários os sobressalentes para compressores alternativos: um jogo de gaxetas para o eixo, até quatro unidades de refrigeração; dois jogos de gaxetas para o eixo, até 7 unidades de refrigeração e três jogos, para mais de 7 unidades; 1 sobreposto de gaxeta; 3 jogos de substituição dos componentes das válvulas de manobra de partida; o eixo de manivelas completo com os mancais, até 7 unidades, e dois eixos, para mais de sete unidades; metade do número de camisas do cilindro, sendo, no mínimo, duas; metade do número de pistões completos com anéis, pino e válvula de aspiração, com mínimo de três pistões; metade do número de anéis de pistão, com um mínimo de três jogos completos; metade do número existente de conjuntos de válvulas dos compressores e, no mínimo, três jogos completos; metade do número de bielas completas com mancais, buchas e parafusos, com um mínimo de três; um conjunto de dispositivo de alívio e carga, até 7 unidades refrigeradoras, e dois, para mais de sete; uma bomba de óleo, com filtro, até sete unidades, e duas bombas, para mais de sete unidades; e da mesma maneira para: a cesta do ralo de aspiração, os componentes completos das válvulas de passagem para aspiração e descarga, o conjunto de válvulas de descarga, o nível visual de óleo e suas gaxetas; as chaves de controle de alta e baixa pressão, o conjunto de bóia; no caso de compressores centrífugos: um jogo de retentor de eixo completo e o retentor de labirinto, sendo dois de duas unidades, mais um de cada mancal de apoio, anel de proteção do retentor, mancais, bombas de óleo, jogo de gaxetas, conjunto de bóia completa de filtro. Para condensador, ter a quinta parte dos tubos de um condensador e um jogo completo de gaxetas. Para as bombas, ter uma roda de pás com mancais, retentor, etc. Além de mais um jogo de válvulas completo, para cada tipo e tamanho; e jogos de engaxetamento e de anéis de vedação, para cada tamanho e tipo, em número de um, até 4 bombas; de dois, até 10 bombas; e três, acima de 10 bombas.
7.8 - TERMÔMETRO Todos os tubos de termômetro e de refrigeração serão isolados eficientemente fora dos compartimentos refrigerados, menos em compartimentos com tanques de salmoura ou evaporadores. Todos os flanges para tubos de termômetro deverão ser de metal não ferroso. Os tubos para termômetro não terão diâmetro interno inferior a 50mm e deverão ser dispostos de modo a impedir a entrada de água, evitando futuramente congelamento em seu interior. Serão aprovados os sistemas de leitura e registro remoto de temperatura, sendo obrigatório, contudo, o uso dos termômetros de bulbo, onde necessário, para comparação periódica.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – REFRIGERAÇÃO .. .................... SEÇÃO 7 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 357 7.9 - DRENAGEM
Todos os compartimentos refrigerados serão eficientemente drenados e terão válvulas de retenção na rede de drenagem. No caso de drenagem de diferentes compartimentos refrigerados descarregar num único coletor, cada ramal terá sempre um purgador automático e os ramais de um compartimento abaixo daqueles terão também válvulas de retenção. Não será permitida a drenagem de compartimento não refrigerado para dentro dos compartimentos refrigerados. Os tubos para verificação do nível dos tanques de drenagem em compartimentos refrigerados abaixo de 0oC, terão que ter, pelo menos, 60mm de diâmetro nominal.
7.10 - FORRO DE MADEIRA As sarretas de madeira deverão ser adequadas ao carregamento. A carga não deverá tocar no silamento de compartimentos, nem nas serpentinas. Deverá haver folga suficiente entre as sarretas e o isolamento, para uma boa circulação do ar. Quando a carga é transportada suspensa, não é necessário o uso de estrado de madeira sobre o piso.
7.11 - PRESSÕES DE PROVAS O fabricante do equipamento deverá ensaiar todos os tubos, compressores, controles, recipientes e material sujeito ao refrigerante, no lado de menor pressão, sob uma pressão igual à do projeto, com sobrecarga de 50%. As conexões e válvulas obedecerão às Normas Brasileiras registradas no Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) ou às de outra entidade reconhecidamente idônea. A pressão de projeto, no lado de baixa, para diclorodifluormetano (CCl2F2), monoclorodifluormetano (CHClF2) e para amônia (NH3), é de 10 g/cm2; para triclorotrifluoretano (C2Cl3F3) e para tricloromonofluormetano (CCl3F), é de 2 kg/cm2; para o dicloromonofluormetano (CHCl2F), de 28 kg/cm2; para o diclorotetrafluoretano (C2Cl2F4), de 3,5 kg/cm2; para o dióxido de carbono (CO2), de 70 kg/cm2. No lado de alta pressão ela é dupla em relação à dada atrás para o CHClF2 e para o NH3; para o CHCl2F, é de 5 kg/cm2; para o CCl2F2, é de 19 kg/cm2; para CO2, é de 105 kg/cm2; para o C2Cl3F3 e para o C2Cl2F4, a pressão de projeto e considerada a mesma em ambos os lados. Os ensaios de pressão do recipiente serão sempre presenciados pelo vitoriador. O ensaio de estanqueidade dos sistemas primários de refrigeração, será feito depois de completada a montagem e será feito à pressão de serviço. O gás para ensaio de estanqueidade poderá ser o próprio gás refrigerante. Não será permitido o ensaio com ar, gás inflamável ou oxigênio. Não será permitido o uso de CO2 para o ensaio em unidades já trabalhadas com NH3. Durante os ensaios, deverão estar em condições de perfeito funcionamento as válvulas de descarga e outros dispositivos de segurança, menos os discos de ruptura.
7.12 - CLASSIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS Desde que a instalação tenha sido classificada pelo BC, serão expedidos certificados mediante vistoria do equipamento e verificação de performance. As vistorias anuais, a partir da instalação, constam de verificação e soldagem do isolamento térmico, do estrado e esgoto dos compartimentos, os fundos duplos correspondentes, limpos, e tubulações verificadas; os vazamentos verificados, e o fechamento dos coletores de ar que atravessam os compartimentos, testados. As serpentinas de refrigeração são examinadas e postas a funcionar. As tubulações, condensadores, evaporadores, recipientes, etc., são inspecionados. A rede de salmoura, bombas, válvulas, etc., são verificadas, item por item. As vistorias bi-anuais são feitas com maior minúcia, e consistem no que é feito na vistoria anual e também da abertura das máquinas de acionamento, a vapor ou diesel; os equipamentos elétricos de acionamento e auxiliar são desmontados e sua resistência de isolamento, medida; a performance do equipamento é comprovada pela verificação da temperatura do compartimento antes do desembarque da carga, e os registros de bordo são verificados; os compressores são
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abertos no cabeçote e inspecionados e as válvulas são verificadas; carter e todos os demais equipamentos, cuidadosamente verificados; é verificada a existência dos sobressalentes exigidos. As vistorias quadrienais incluem adicionalmente ensaios gerais do equipamento: ensaio de estanqueidade na rede de refrigeração; de pressão na serpentina de salmoura, com, pelo menos, 6,5Kg/cm2; a parte mecânica de compressão e de acionamento, desmontada e verificada. Todos os reparos no equipamento de refrigeração e seus acessórios deverão ser previamente comunicados ao BC, e serão acompanhados e aceitos com a aprovação dos peritos.
7.13 - CAPACIDADE DE REFRIGERAÇÃO A capacidade total das máquinas de refrigeração será tal que possam refrigerar convenientemente, no tempo adequado, toda a carga a bordo. O número de unidades será, pelo menos, de duas unidades completas. Cada unidade deverá ser capaz de manter a temperatura necessária nos compartimentos de carga, quando operada 24 horas por dia, nas condições piores do clima, e mantendo uma unidade completa, parada, para reserva. No caso em que o compartimento refrigerado tem menos do que 400m3 de capacidade poderá ser usada uma única unidade de condensação, acompanhada de um estoque de peças sobressalentes. Todos os componentes do sistema de refrigeração obedecerão às indicações aplicáveis destas Regras em outros capítulos.
7.14 - VÁLVULA DE DESCOMPRESSÃO Cada recipiente sob pressão com gás refrigerante liquefeito, e que possa ser isolado do sistema, será sempre protegido por uma válvula de descarga regulada para operar na pressão do projeto. A válvula de descarga poderá aliviar a pressão, primeiramente para a parte de baixa pressão, antes de descarregar para a atmosfera. No caso de descarga direta para a atmosfera, poderá ser evitada a perda de gás pelo uso de disco de ruptura, em série com a válvula de descarga, não podendo a pressão de ruptura do disco, nem o ajuste da válvula de descarga, ser maior do que a pressão do projeto. Cada compressor terá na saída uma válvula de descarga ou um disco de ruptura. Na frente de cada válvula de expansão e solenóide, deverá ser instalado um filtro com tubulações em derivação, para permitir a limpeza, sem interrupção de serviço. Todas as válvulas operadas por motor deverão também ter acionamento manual para emergência.
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SEÇÃO 8
SISTEMAS DE COMBATE A INCÊNDIO 8.1 - GENERALIDADES
Os princípios básicos abaixo constituem o alicerce das regras para construção, proteção contra incêndio, detecção e extinção de incêndio. 1- Divisão do navio em zonas principais verticais com separações térmica e estrutural; 2- Separação térmica e estrutural dos compartimentos habitáveis do resto do navio; 3- Uso restrito de materiais combustíveis; 4- Detecção de qualquer incêndio em sua zona de origem; 5- Contenção e extinção de qualquer incêndio no compartimento de origem; 6- Proteção dos meios de escape ao de acesso para o combate a incêndio; 7- Pronta disponibilidade dos equipamentos de combate a incêndio; e 8- Minimização da possibilidade de ignição de vapores inflamáveis provenientes da carga; Todo navio deverá ter bombas de incêndio, redes de incêndio, tomadas de incêndio e mangueiras obedecendo no que couber as exigências desta regra.
8.2 - BOMBAS DE INCÊNDIO 8.2.1 - NÚMERO DE BOMBAS Deverá haver pelo menos duas bombas de incêndio que disponham de unidades de força independentes, sendo cada uma capaz de fornecer os dois jatos de água exigidos em 8.3.1. Estas bombas de incêndio deverão ser capazes de alimentar a rede principal de incêndio com valor máximo de pressão tal que não exceda o valor da pressão para o qual o controle efetivo da mangueira de incêndio possa ser demonstrado. 8.2.2 - TIPO DE BOMBAS As bombas de incêndio deverão ter acionamento independente. As bombas sanitárias, de lastro, de esgoto ou de serviços gerais, poderão ser aceitas como bombas de incêndio, desde que não sejam normalmente usadas para bombeamento de óleo e, se ocasionalmente usadas para transferência de bombeamento de óleo combustível, os arranjos deverão permitir a sua desconexão da rede de óleo após a manobra. 8.2.3 - CAPACIDADE TOTAL DAS BOMBAS As bombas de incêndio exigidas, com exceção da bomba de emergência (se existente), deverão ser capazes de fornecer uma quantidade de água para combate a incêndio, na pressão estabelecida, não inferior a 4/3 da quantidade exigida para cada bomba de esgoto indiferente. Quando empregada no bombeamento de esgoto, entretanto, a capacidade total das bombas de incêndio não necessita exceder 180 toneladas por hora. 8.2.4 - CAPACIDADE INDIVIDUAL DAS BOMBAS Cada bomba de incêndio (exceto bomba de emergência), deverá ter uma capacidade não inferior a 80% da capacidade total exigida dividida pelo número exigido de bombas e em qualquer situação, deverá ser capaz de fornecer, pelo menos os dois jatos d’água requeridos. Estas bombas de incêndio, deverão ser capazes de suprir a rede principal de incêndio sob condições estabelecidas. Quando forem instaladas mais bombas do que o requerido, suas capacidades serão objeto de consideração especial.
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8.2.5 - VÁLVULAS DE ESCAPE Em conexão com todas as bombas de incêndio, deverão ser providas válvulas de escape, desde que haja possibilidade que a pressão desenvolvida pelas bombas exceda a pressão de projeto das canalizações de serviço de água, das tomadas e das mangueiras. Estas válvulas deverão ser colocadas e ajustadas de maneira que evitem pressão excessiva em qualquer parte da rede principal de incêndio.
8.3 - TOMADAS DE INCÊNDIO E MANGUEIRAS
8.3.1 - NÚMERO E POSIÇÃO DAS TOMADAS DE INCÊNDIO
O número e posição das tomadas de incêndio em compartimentos habitáveis, de serviço e de máquinas deverão ser tais que pelo menos dois jatos d’água não oriundas da mesma tomada, um dos quais deve ser proveniente de um único comprimento de mangueira, atinjam qualquer parte da embarcação de acesso normal aos passageiros ou a tripulação enquanto a embarcação estiver navegando. Além disso, os arranjos devem ser tais que, pelo menos dois jatos d’água atinjam qualquer compartimento de carga, quando vazio. 8.3.2 - NÚMERO DE MANGUEIRAS Uma para cada 30m de comprimento da embarcação com união e bocais e um sobressalente, mas em nenhum caso menos que um total de 5. Este número não inclui mangueiras exigidas para a praça de máquinas ou de caldeiras.
8.4 - EXTINTORES PORTÁTEIS 8.4.1 - TIPO E CAPACIDADE Todos os extintores de incêndio portáteis deverão ser de um tipo e projeto aprovados e adequados ao uso a que se destinam. A capacidade dos extintores com fluido não deverá ser superior a 13,5 litros nem inferior a 9 litros. Os extintores de outra natureza não deverão ter capacidade superior à de extintores com fluido de 13,5 litro e portabilidade equivalente, nem capacidade de extinção inferior a de equivalentes extintores com fluido de 9 litros. 8.4.2 - SUBSTÂNCIA EXTINTORA Não deverão ser usados extintores de incêndio que contenham uma substância extintora, que quando armazenada ou quando em uso, desprenda gases nocivos à saúde. Para utilização nas estações-rádio e nos quadros elétricos, extintores de tetracloreto de carbono ou de substâncias semelhantes, com capacidade máxima de 1,1 litros, poderão ser permitidos, desde que tais extintores constituam excesso em relação aos outros requisitos. 8.4.3 - LOCALIZAÇÃO Deverão ser providos nos compartimentos habitáveis e de serviço extintores, portáteis, cujo número não deverá ser inferior a 5. Um dos extintores portáteis destinados ao uso em qualquer dos compartimentos deverá ser instalado junto à entrada dos mesmos.
8.5 - ESPUMA Um sistema fixo de espuma para combate a incêndio deverá ser capaz de descarregar um quantidade de espuma suficiente para cobrir com uma quantidade de 15cm a maior área sobre o qual o óleo possa espalhar-se. Tal sistema deverá ser controlado de uma posição ou de posições, fora do compartimento a ser protegido, facilmente acessíveis, que não sejam prontamente isoladas pelo irrompimento do incêndio.
8.6 - EXTINTORES PORTÁTEIS Deverá haver pelo menos dois extintores portáteis descarregando espuma ou outra substância adequada à extinção de incêndios de óleo em cada local de queima, em cada praça de caldeiras e
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em cada compartimento em que estiver situada uma parte de instalação de óleo combustível. Além disso, deverá haver pelo menos um extintor do mesmo tipo com uma capacidade de 9 litros para cada maçarico de queima, não sendo necessário que a capacidade total deste extintor ou extintores adicionais exceda 45 litros para qualquer praça de caldeiras.
REQUISITOS ADICIONAIS PARA EMBARCAÇÕES DESTINADAS AO TRANSPORTE DE PETRÓLEO E DERIVADOS À GRANEL
8.7 - SISTEMAS FIXOS DE COMBATE A INCÊNDIO
8.7.1 - PRAÇA DE BOMBAS DE CARGA As praças de bombas de carga deverão ser dotadas de um sistema fixo de combate a incêndio controlado do convés. 8.7.2 - ARRANJO DOS SISTEMAS Quando um sistema de abafamento do tanque for instalado, deverão ser previstos arranjos que impeçam os gases de entrar em compartimentos secos. Quando se transportar eventualmente carga mista, as redes de carga deverão ser dotadas de válvulas de retenção e de interceptação, a fim de evitar contaminação de carga de um tanque para outro.
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SEÇÃO 9
EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 9.1 - GENERALIDADES
Nesta seção trataremos das regras a serem seguidas na construção e na instalação dos equipamentos usados nos navios, e que não se destinam à propulsão dos mesmos. Os equipamentos elétricos só poderão ser construídos e instalados depois de inspecionados e aprovados pelo BC. Para isto, os planos dos equipamentos e das instalações deverão ser submetidos à aprovação prévia, devendo ser enviados ao BC em 3 vias, contendo os seguintes ítens: a) Plano geral da instalação de Balanço de Carga; b) Esquemas dos quadros de distribuição (principal e de emergência), indicando o material das
barras do quadro, e dados dos Sistemas de Proteção e Controle; c) Unifilares dos circuitos (principais e de emergência), devendo constar nesses esquemas as
correntes máximas, os isolamentos empregados, quedas de tensão, tipos de dielétricos, etc. d) Planos dos grupos geradores, contendo as seguintes indicações: fabricante, tipo e características
de corrente, material empregado, detalhe dos eixos, tipos de rotores e estatores, velocidades e pesos das partes móveis, e o plano de ligações.
Qualquer modificação ou aplicação de uma instalação já aprovada pelo BC, só poderá ser feita, temporária e definitivamente, depois de nova inspeção, devendo os novos planos serem submetidos à aprovação do BC. Para embarcações pequenas, usando baixas tensões (60V, CC e 30V, CA), as especificações desta Seção não se aplicam integralmente.
9.2 - SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO Os sistemas de distribuição a serem empregados são: 9.2.1 - Tensão Constante, em Paralelo 9.2.1.1 - Corrente Contínua a) com um único condutor, fazendo-se o retorno pelo casco do navio. (Tensões máximas: Força -
500V; iluminação e aquecimento - 250V). b) com dois condutores (Tensões máximas: Força 500V; iluminação e aquecimento - 250V). c) com três condutores, ligando-se o neutro à terra (Tensões máximas: força -500V; iluminação e
aquecimento 250V). 9.2.1.2 - Corrente Alternada a) com dois condutores, monofásica (Tensões máximas: Força 250V; aquecimento 250V). b) com três condutores, trifásica (Tensões máximas: Força 500V; cozinha 500V; aquecedores
500V; iluminação 150V). c) com quatro condutores, trifásica (Tensões máximas: Força 500V; iluminação 250V). 9.2.2 - Corrente constante, em série: usado somente para corrente contínua (Tensão máxima - Força 500V). Em navios petroleiros, ou outros navios que transportem comumente líquidos inflamáveis, não devem ser usados sistemas de distribuição com retorno pelo casco.
9.3 - LOCALIZAÇÃO E INSTALAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS Todos os equipamentos elétricos deverão ser instalados em locais protegidos contra choques mecânicos, alagamentos e umidade excessiva. Por outro lado, devem ser instalados longe de depósitos de inflamáveis e compartimentos suficientemente ventilados, onde não possa haver acúmulo de gases, vapores inflamáveis e poeira. Quando não for possível instalar os equipamentos
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elétricos em local que seria desejável, longe de materiais inflamáveis, deverão ser guardadas, no mínimo, as seguintes distâncias: 0,30 metros na horizontal e 1,20 metros na vertical. Quando se tratar de motores, nem sempre será possível satisfazer cabalmente às condições do item anterior. Neste caso, o BC poderá, após exame minucioso da questão, autorizar a instalação, desde que esta permita uma margem de segurança satisfatória. Os equipamentos elétricos devem ser instalados em locais que permitam fácil acesso às partes que necessitam de inspeções, ajustagens ou substituições freqüentes. Os equipamentos de tensão igual ou superior a 220V, CC., ou a 120V, CA., deverão ter todas as suas partes energizadas protegidas para evitar contatos acidentais. Quando se tratar de máquinas elétricas que, necessariamente, terão de ser instaladas em locais não protegidos, elas deverão ser de um dos seguintes tipos: · Máquinas semi-fechadas - São aquelas que têm as ventilações protegidas por telas de arame,
ou material semelhante, cujas malhas não excedam 1/2 polegada quadrada. · Máquinas fechadas - São aquelas construídas com as carcaças totalmente fechadas, não
permitindo circulação de ar entre o exterior e o interior, mas não sendo estanques ao ar. · Máquinas à prova d’água - São aquelas que podem sofrer um jato de água, incidindo
diretamente sobre elas, provenientemente de uma mangueira de 1", numa pressão de 1.05 Kg/cm2, numa distância de 3.0 m, durante 15 minutos, sem permitir que entre água no seu interior.
· Máquinas submersíveis - São aquelas construídas de tal forma que permita uma imersão por 15 minutos, sob uma pressão de 3 pés de água, sem que entre água no seu interior.
· Máquinas à prova de respingos - São aquelas construídas de tal modo que, tomando uma inclinação de 15 graus para qualquer direção, não permitem a entrada de respingos de água que caiam verticalmente.
· Máquinas auto-ventiladas - São aquelas com ventilação em circuito fechado, sem comunicação com o meio ambiente.
· Máquinas à prova de explosão - São aquelas construídas de tal maneira que suas carcaças impeçam a transmissão de chamas, decorrentes de explosões de gases no seu interior, a qualquer gás que se encontre acumulado no exterior da carcaça.
Todos os motores e geradores elétricos deverão, sempre que possível, ser instalados com os eixos no sentido longitudinal do navio e deverão funcionar normalmente, com lubrificação adequada, mesmo que o navio adquira uma banda permanente de 15 graus ou um trim de 5 graus, AV ou AR, ou, ainda, quando o balanço do navio atinja 22o 30', para cada bordo. Os mancais devem ser projetados de tal forma que não derramem óleo, quando o balanço atingir 30 graus. Os geradores de emergência deverão funcionar, normalmente, mesmo estando com uma banda permanente de 22o30'. As partes móveis dos motores e geradores deverão ser balanceadas, a fim de que, em qualquer velocidade, não apresentem vibrações anormais.
9.4 - CONDUTORES E CABOS 9.4.1 - Definições As definições que se seguem se aplicam aos termos usados nas especificações de fios e cabos empregados como condutores elétricos. - Fio : É um corpo de metal estirado, usualmente de forma cilíndrica e de seção circular ou
setorial. - Condutor : É um fio, ou conjunção de fios não isolados entre si, destinado a conduzir corrente
elétrica. - Fio nú : É um fio sem revestimento de qualquer natureza. - Fio isolado : É um fio revestido de material isolante, geralmente protegido por uma capa. - Cabo : a) É um condutor formado por um grupo de fios, ou por um conjunto de grupos de fios,
não isolados entre si; b) É um conjunto de condutores isolados entre si. - Cabo nú : É um cabo sem revestimento de qualquer natureza. - Isolamento (de fio ou cabo): É o material aplicado ao redor dos fios ou cabos, e destinado a
isolá-los eletricamente, entre si, ou da terra. - Fio isolado componente: É um dos fios isolados que formam um cabo múltiplo. - Cabo componente: É cada um dos cabos isolados que formam cabo múltiplo. - Parede isolante: É o isolamento de cada um dos “fios isolados componentes”, ou “cabos
componentes” de um cabo múltiplo.
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- Cinta isolante: É o isolamento que, envolvendo todos os “fios isolados componentes”, ou “cabos componentes” de um cabo múltiplo, os separa elétricamente da terra ou de outros corpos estranhos.
- Enchimento: É o material usado em cabos múltiplos para preencher os espaços entre os fios isolados e cabos componentes, de modo a construir um conjunto de forma desejada.
- Capa: É o invólucro protetor aplicado sobre isolamento dos fios ou cabos. Pode ser de chumbo, borracha, tecido, etc.
- Armação: É uma proteção suplementar aplicada a certos cabos isolados, constituída de fios não isolados entre si, que entra na composição de um cabo.
- Seção transversal de um fio: É a área da seção normal ao eixo do fio. - Seção transversal de um cabo nú e de um cabo singelo: É a soma das seções transversais
dos fios componentes do cabo. - Seção transversal de um cabo múltiplo: É a seção transversal de cada cabo componente.
9.5 - DEFINIÇÕES SOBRE A INSTALAÇÃO - O isolamento das emendas e junções dos condutores isolados com papel impregnado será feito
com fita de cambraia, sem o emprego de fita isolante adesiva.
- Nas soldas empregadas nas emendas ou junções, não poderão ser usadas substâncias fundentes que sejam, pelos seus constituintes, corrosivas ou ácidas.
- Os cabos para transporte de corrente contínua devem ser instalados de modo que os campos magnéticos se anulem. Assim, o par de condutores - positivo e negativo - deve ser instalado mantendo-os juntos (um condutor adjacente ao outro), a fim de se eliminar os efeitos de um campo magnético incompensado, a bordo.
- Cada condutor singelo de um circuito de CA deve estar tão próximo do outro quanto possível. Os condutores de 3 fases devem estar próximos uns dos outros, sem entreferro.
- Usualmente, os cabos armados ou com revestimentos de chumbo devem ser ligados à terra e fazer bom contato com as caixas de junção, às quais são conectados, tanto por solda como por braçadeiras aparafusadas à armação.
- Os cabos armados de um só condutor para CA devem ser isolados de terra ao longo de seu comprimento, sendo seu revestimento armado ligado à terra somente no meio.
- Os cabos não devem ter emendas entre caixas de junção. As junções de cabos devem ser feitas nas caixas de junção.
- Os cabos, armados ou não, instalados em locais onde fiquem muito sujeitos a avarias mecânicas, tais como porões, paióis, locais de passagem de carga etc., devem ser protegidos por eletrodutos metálicos.
- A bordo, é sempre preferível o emprego de cabos armados, ao invés de cabos não armados, protegidos por eletrodutos metálicos.
- Quando são usados cabos elétricos protegidos por eletrodutos metálicos, os eletrodutos devem ser eletricamente contínuos e ligados ao casco, devendo ter a superfície interna lisa, sem arestas que possam causar avarias nos cabos. As seções do eletroduto e suas curvaturas devem ser tais que permitam uma fácil colocação e remoção dos cabos.
- O raio de curvatura máximo que cada eletroduto pode apresentar deverá ser maior que o menor raio de curvatura permitido para o cabo que nele vai ser colocado (7 vezes o diâmetro do cabo).
9.6 - BITOLA PADRÃO DOS CONDUTORES
Para os fins de inspeção e aprovação pelo BC, os condutores empregados nos circuitos elétricos serão, para os casos normais, os constantes da Tabela 9.1, (correspondente aos da bitola padrão AWG - American Wire Gauge). As tabelas AWG estão no final desta Seção. Os condutores serão, assim, identificados pelo número da bitola padrão AWG, ou pela sua seção transversal. Para os casos em que forem empregados condutores especiais, não constantes da Tabela 9.1, deve-se identificá-los por seus números. Esses diâmetros deverão ser dados em milímetros, de acordo com a chave abaixo:
a) D > 0,025mm aproximado a centésimos b) D < 0,025mm aproximado a milésimos onde: D = diâmetro Nota: A aproximação se fará para o 0,01mm e 0,001mm, para os valores iguais ou superiores a 0,005 e 0,0005mm, respectivamente para, os casos (a) e (b). Nesses casos, o BC aceitará as tolerâncias de 1% e de 0,002mm para mais ou menos, para os diâmetros iguais ou superiores a 0,25 mm e até 0,25 mm, respectivamente.
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Para os condutores estanhados, as tolerâncias nos diâmetros medidos depois da estanhagem serão os seguintes:
D Para Mais Para Menos
até 0.25 mm (exclusive) 0.007 mm 0.002 mm
0.25 e maiores 3 % 1 % Quando o isolamento que recobre o fio é de borracha vulcanizada ou sintética, ou de outro material isolante contendo Sulfatos, o fio de cobre deve ser estanhado para evitar a corrosão do fio. Considera-se como diâmetro do condutor em um determinado ponto a média de duas medidas tomadas nesse ponto, segundo duas direções que formem, entre si, um ângulo de 90 graus. O condutor, quanto à sua constituição, poderá ser de um fio único ou não, isto é, pode ser também formado pelo encordoamento de um certo número de fios componentes. Como regra geral, emprega-se o fio único para o condutor de seção transversal até 1 mm2; para os condutores de seção transversal igual ou maior que 2 mm2, empregam-se vários fios encordoados. Quanto ao formato, os condutores poderão ser de seção circular ou setorial. Normalmente, nos cabos múltiplos empregam-se condutores circulares para seções inferiores à de no. 2 AWG (33,63mm2) e condutores setoriais para seções maiores. De qualquer maneira, a seção transversal deverá ter uma forma tal que não possa causar avarias no isolamento. As tabelas 9.2, 9.3 e 9.5 dão os valores máximos de correntes que podem circular nos condutores, segundo as suas seções transversais expressas na escala AWG. A capacidade de um condutor deve ser sempre superior à corrente máxima que possa circular no circuito de que faz parte. Neste texto, subentende-se capacidade de um condutor como a capacidade nominal corrigida do condutor. Capacidade nominal corrigida é aquela dada pelas Tabelas 9.2 e 9.3, corrigidas para a temperatura ambiente (fator de correção dado pelas próprias tabelas).
9.7 - FATOR DE SERVIÇO O fator de serviço é definido com sendo um fator a ser aplicado à potência nominal, para indicar a carga permissível que pode ser aplicada continuamente, sob condições específicas. Como tal é impossível especificar aqui valores para “fatores de serviço” para todos os circuitos. Via de regra, o BC não exige a aplicação do fator de serviço para os “sub-ramais”, fazendo-o, todavia, para os motores elétricos, de acordo com a Tabela 9.6. O BC se reserva no direito de aprovar circuitos em cujos cálculos tenham sido empregados fatores de serviço, desde que lhe sejam fornecidos todos os elementos justificativos dos cálculos. Para cada circuito elétrico deve ser considerada, como corrente máxima, a maior corrente que possa circular nos condutores, atendendo à capacidade dos aparelhos de proteção neles instalados. Os condutores deverão ser selecionados de modo que sua seção transversal corresponda a uma queda de tensão máxima de 5%, entre as barras coletoras dos quadros e um ponto qualquer da instalação, circulando por eles a corrente máxima, em condições normais (Circuitos de força e iluminação). Quando se tratar de circuitos de rádio, a queda de tensão máxima permitida será de 1 volt, mais 1% da tensão nas “barras coletoras”, quando os condutores forem principais e a corrente que por eles circule alimente, também, as baterias. Quando se determina um condutor independente para carga de baterias de rádio, a queda de tensão máxima admissível será de 1 volt, mais 1% da tensão nas “barras coletoras”. Para os circuitos de iluminação, deve ser considerado que cada ponto de luz absorve uma corrente equivalente à máxima carga que pode ser conectada, sendo a carga mínima admitida, de 60 watts; desta forma, para lâmpadas especificamente menores que 60 watts, poder-se-á escolher o condutor correspondente à sua carga. Não se enquadram no que está dito nesse item os circuitos de iluminação de cornijas, painéis e de lâmpadas piloto. Os condutores que alimentam os motores de tração, tais como guinchos e guindastes, deverão ser escolhidos considerando-se os serviços a serem prestados, admitindo-se períodos de trabalho de 30 minutos- atendendo à queda de tensão- baseando-se na potência de freio do motor. Se os
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períodos de funcionamento forem previstos como maiores, diante da potência do freio, condutores adequados deverão ser calculados. Para os cabrestantes e molinetes admite-se um período de trabalho de uma hora, no mínimo, sempre levando-se em conta a queda de tensão. O “fator serviço” poderá ser aplicado no cálculo da seção dos condutores que alimentem grupos de guindastes ou guinchos, considerando-se o serviço a ser executado pelos motores. A corrente máxima que circulará em um circuito com grupos de motores de guindastes ou guinchos, é calculada como se segue: - 2 motores a) De mesma capacidade: It = 0,65 (I A+ I B ) b) De capacidade diferente: ( I A > I B ) I t = I A+ 0,30 IB - 3 motores a) De mesma capacidade: I t = 0,5 (I A + IB + IC ) b) De capacidade diferente: (I A > I B; IA > IC ) I t = I A + 0,25 ( IB + I C ) - 4 motores a) De mesma capacidade: I t = 0,4 (I A+ IB + IC + ID ) b) De capacidade diferente: (I Amaior corrente) I t = IA + 0,2 (I B + I C+ I D ) - 5 motores a) De mesma capacidade: I t = 0,36 (I A + IB + I C + I D + IE ) b) De capacidade diferente: (I A maior corrente) I t = IA + 0,2 (I B + I C + ID + I E ) Os condutores escolhidos deverão ter uma capacidade compatível com a condição permanente da corrente calculada, com aplicação do fator de serviço, corrente essa “consumida” por todos os motores, a plena carga. Se os condutores que alimentam os motores de guinchos e guindastes fornecem alimentação para outros serviços, a corrente considerada para os cálculos desses condutores será a resultante da superposição das cargas. Quando se tratar de geradores a serem acoplados em paralelo, o BC, para garantir uma divisão proporcional de cargas, nos casos de potências diferentes e afastamentos diferentes dos quadros de distribuição, exige condutores que resultem na mesma queda de tensão, a plena carga. Para os circuitos que não sejam os de motores com proteção para sobrecarga, o BC exigirá condutores cuja capacidade seja, no mínimo, igual à dos elementos de proteção do circuito (fusíveis, disjuntores, etc.). Essa norma se aplica também às reduções de seção do condutor (em ramificações do circuito, por exemplo) e, nesses casos, essas ramificações serão protegidas por fusíveis ou automáticos de capacidade adequada, a não ser quando a corrente ajustada para o elemento de proteção do elemento maior não exceda a capacidade do condutor menor.
9.8 - MARCAÇÃO DE CABOS O BC exige que todos os cabos múltiplos tenham uma marcação adequada em seus extremos para distinguí-los dos cabos singelos. Além disso, os cabos múltiplos deverão ter os vários condutores marcados de acordo com a Tabela 9.7.
9.9 - ESCOLHA DO CONDUTOR Trata-se de determinar a seção adequada do condutor, de acordo com a corrente que vai circular, da determinação das vantagens de usar cabo singelo ou múltiplo, um cabo somente ou vários em paralelo, do isolamento a ser utilizado, da determinação da queda de tensão etc. Pelo cabo escolhido deverá poder circular continuamente a corrente nominal, sem aquecimento excessivo. O calor existente em um cabo elétrico isolado deve-se às perdas no condutor, às perdas dielétricas e às perdas provenientes das correntes de Foucault e correntes induzidas. O cabo elétrico sendo percorrido por uma corrente terá sua temperatura elevada, até que esta se estabiliza num valor para o qual o calor dissipado é igual ao calor gerado. Do que foi dito, concluiu-se que a maior corrente que pode percorrer um condutor depende da temperatura máxima que o condutor pode atingir sem que seja afetado seu isolamento. É necessário determinar o valor da corrente nominal a circular e, para isto, é preciso conhecer a potência nominal de cada motor, dos demais aparelhos do circuito, da iluminação, etc., sendo necessário deixar uma margem para futuros aumentos de carga, devido a modificações
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introduzidas posteriormente, as quais, todavia, só poderão ser feitas depois de submetidas a inspeção e aprovação do BC.
9.10 - CORRENTE ADMISSÍVEL EM REGIME PERMANENTE As tabelas 9.2 e 9.3 nos dão, para os fios das bitolas padrão AWG, as correntes admissíveis em regime permanente (corrente nominal do fio), para uma temperatura ambiente de 30oC. (86o F). Todavia, estes valores de corrente deverão ser corrigidos para a mais alta temperatura dos locais por onde passará o condutor. As próprias tabelas 9.2 e 9.3 dão os fatores de correção para a temperatura ambiente. Para os cabos multi-condutores, empregam-se ainda os seguintes fatores de correção: Cabos com dois condutores ....... 0,8 e Cabos com 3 ou 4 condutores ...... 0,7 Quando for necessário fazer um agrupamento de cabos, correndo um ao lado do outro, mais um fator de correção deve ser aplicado ao valor de corrente retirado da tabela 9.2 ou 9.3; este será retirado da tabela 9.8.
9.11 - CORRENTE DE CURTO CIRCUITO É a corrente cuja duração é inferior a um segundo e que é produzida por um defeito numa parte qualquer da instalação. Os cabos elétricos devem ser capazes de suportar a mesma corrente de curto circuito que os demais equipamentos da instalação. Em geral, os cabos elétricos são capazes de suportar correntes de curto-circuito elevadas sem inconvenientes sérios. A corrente de curto-circuito que pode circular num cabo é limitada pela temperatura máxima que este cabo pode suportar. Em geral, pode-se admitir uma temperatura máxima de 120oC nos condutores e de 100o C nas capas de chumbo dos mesmos.
9.12 - CAPAS E ISOLAMENTOS DOS CONDUTORES E CABOS Exceto para os cabos previstos claramente nestas regras, o BC exige que todos os condutores tenham isolamento adequado para tensões de serviço de 600 Volts. Conforme as condições de emprego e a natureza do material isolante, o isolamento dos condutores deverá ter uma ou várias coberturas protetoras contra a umidade, o calor, corrosão e contra avarias mecânicas. De uma maneira geral, os materiais isolantes deverão ter uma condutibilidade tão baixa que o fluxo de corrente através dele possa ser desprezado (corrente de fuga). O valor da corrente de fuga, como regra ampla, determina o material que pode ser empregado como isolante. Os materiais isolantes são classificados, para efeitos práticos, como segue:
CLASSES DE MATERIAIS ISOLANTES
CLASSE MATERIAL TEMP. MÁX. DE TRABALHO 0 Algodão, seda, papel e materiais orgânicos similares impregnados e imersos em dielétrico líquido 90 oC A Algodão, seda, papel e materiais orgânicos similares, impregnados ou imersos em dielétricos líquidos; materiais moldados ou laminados. Com “celulose filler”, resina fenólica e outras resinas de propriedades similares vernizes esmaltados quando aplicados aos condutores. 5 oC B Mica, amianto, lã de vidro e outros materiais inorgânicos similares, compostos com materiais de ligação. Uma pequena proporção de material de classe A poderá entrar na composição para fins estruturais, somente. 30 oC H Os mesmos materiais de classe B, com substâncias de ligação compostas de produtos de silicone ou materiais com produtos compostos de silicone ou ainda materiais com propriedades equivalentes; composto de silicone sob a forma de borracha ou resina ou materiais com propriedades equivalentes. Podem ter, para fins estruturais, somente, pequeníssima proporção de materiais da classe A durante a fabricação,
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Seja qual for o isolamento empregado, ele deverá ser aplicado concentricamente sobre o condutor, ao qual deverá ficar perfeitamente justa posto; deverá apresentar superfície exterior lisa, cilíndrica, isenta de lesões, fendas, falhas e outros defeitos. A resistência de isolamento deverá ser sempre dada em megohms/km e nunca deverá ser menor ou igual a 1 megohm/km. Para a seleção, de um isolamento, além de atender ao limite de elevação de temperatura (tabela IX), o BC exige que o material satisfaça, basicamente, às propriedades que se seguem.
9.12.1 - Mecânicas: tração, compressão, cisalhamento, choque mecânico, porosidade, absorção de umidade, dureza, fragilidade, manuseabilidade, efeitos de expansão e de contração.
9.12.2 - Elétricas: resistência do isolamento, rigidez dielétrica, resistência ao impulso, perda de potência, resistência ao arco.
9.12.3 - Químicas: estabilidade, resistência aos ácidos, álcalis, óleos, luz solar, e umidade; ponto de fulgor e de inflamação, combustibilidade.
9.12.4 - Térmicas: resistência térmica, calor específico, amolecimento, temperatura de fusão e viscosidade.
9.13 - APLICAÇÃO DE CABOS 9.13.1 - Cabos com Isolamento de Algodão Envernizado ou de Algodão de Amianto Envernizado - Os cabos feitos com isolamento de algodão envernizado ou de algodão de amianto envernizado, podem ser usados por todo navio e devem ser empregados em todos os compartimentos cujas temperaturas ambientes excedem 50oC. Onde for usado isolamento de algodão envernizado, a bitola do fio não deve ser inferior à do número 12 AWG. Isto torna necessário o uso do fio número 12 AWG nos sub-ramais, em vez do número 14 AWG. No caso de algodão de amianto envernizado, poderá ser empregado fio número 14 AWG nos sub-ramais. Os cabos feitos com isolamento de algodão de amianto envernizado são conhecidos normalmente como cabos à prova de calor e chama, e são mais próprios para instalação em lugares de alta temperatura, ou para circuitos em espaços onde a elevada resistência do cabo ao fogo ou ao superaquecimento poderá reduzir o perigo de acidentes e de danificações.
9.13.2 - Fios e Cabos de Comunicação Interior - Para os circuitos de campainhas de chamada de 25 volts ou menos, nas acomodações dos passageiros e da tripulação, poderá ser usado um fio de campainha de condutor simples, se for devidamente instalado em duto ou calha. Nos aparatos de comunicação interior, operando em potenciais que excedem 300 volts, tais como alarmes de incêndio, telégrafos, telemotores, circuitos de sinalização, circuitos de controle, etc, que requerem dois ou mais fios, o cabo de comunicação interior deve ser blindado com um revestimento de chumbo, ou blindado de acordo com o descrito nos itens procedentes, exceto os cabos de condutores duplos de iluminação e força que podem ser substituídos por cabos de condutor duplo de comunicação interior. Os telefones e sistemas de telefones, com exceção daqueles instalados para a conveniência dos passageiros, e não essenciais para a operação do navio, deverão ter cabos blindados ou com revestimento de chumbo, como descrito acima.
9.13.3 - Condutores de Aparelhos Portáteis a) Revestidos de borracha - os condutores de aparelhos portáteis, ferramentas portáteis, à prova
d’água ou não, luzes de sinalização e todos os aparelhos portáteis ou semi-portáteis que estiverem fora das acomodações de pessoal, deverão ser revestidos de borracha.
b) Blindados - cabos blindados poderão ser usados nas aplicações acima e devem ser empregados quando o cabo ficar continuamente em contato com óleo.
c) Trançados - os cabos de equipamentos portáteis ou semi-portáteis de posição fixa, tais como luzes de mesa usadas nas acomodações de pessoal, deverão ter três condutores trançados. Os cabos de ferro de engomar, ou de outras cargas resistivas, destinados ao uso de passageiros, poderão ser de dois condutores trançados.
9.13.4 - Cabo com Isolamento Mineral, Revestido de Metal
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Pode ser usado em qualquer serviço até 600 volts. O cabo com isolamento mineral, revestido de metal, poderá ser usado em circuitos principais, alimentadores, em ramais, em trabalhos tanto expostos com embutidos, em lugares secos ou úmidos. Poderá ser usado onde estiver exposto ao tempo ou à umidade contínua, exposto ao óleo, à gasolina ou outras condições que não tenham um efeito de deterioração no revestimento de metal. O revestimento do cabo de isolamento mineral, revestido de metal, exposto a condições destruidoras, deve ser protegido por materiais apropriados para estas condições.
9.14 - INSTALAÇÃO DOS CONDUTORES E CABOS
É impossível fazer neste texto referências a todos os tipos de aplicações de condutores, pois a variedade é muito grande. O que será dito neste item aplicar-se-á, de uma maneira ampla, a todos os casos em que são instalados condutores, especificando-se ou ressalvando-se os casos especiais. As aqui mencionadas regras diferem das que são utilizadas em instalações de terra. A instalação dos cabos deve ser a mais retilínea e acessível possível, evitando-se: Calor excessivo ou gases; Óleo, condensações e projeção de água, possibilidade de alagamento; Avarias decorrentes de choque por carga ou armamento; Porões e tanques; Excessivo cruzamento de cabos; e Possibilidade de formação de ninhos de ratos. Quando os cabos devem atravessar anteparas ou conveses estanques, o BC exige que isto se faça através de buchas (prensa-cabos) estanques. Quando atravessam obstáculos não estanques, é exigida apenas uma bucha para protegê-los dos extremos afiados (Se a chapa tiver uma espessura maior que 1/", um orifício de passagem arrendondado será satisfatório). Quando os cabos atravessam conveses, estanques ou não, devem fazê-lo dentro de “tubos de passagem”. Esses tubos deverão ter 25cm de comprimento, convés abaixo, e 45 cm, convés acima. Isto para proteger os cabos de avarias mecânicas ou de água acumulada nos conveses. Os cabos se tiverem que correr ao longo das anteparas, deverão fazê-lo afastados delas, suportados por calhas suportes ou braçadeiras, a fim de evitar acúmulo de poeira, sujeira ou umidade. Isto também facilitará inspeções, limpeza e pintura dos cabos, bem como proporcionará melhor manuseio dos cabos. As calhas suportes ou braçadeiras deverão estar dispostas em intervalos não maiores de 50cm, embora específicas recomendações possam alterar esses intervalos. Os cabos revestidos de chumbo não poderão ser dobrados em curvas com raios menores que 8 vezes o seu diâmetro. O raio de curvatura para as curvas dos cabos sem revestimento de chumbo não poderá ser menor que 7 vezes o diâmetro dos cabos. As pontas dos cabos deverão estar seladas para evitar a entrada de umidade durante a instalação. Assim, quando for aberta uma bobina, selada pelo fornecedor, as pontas dos cabos deverão ser protegidas, pintando-se com um composto apropriado, como vernizes e tinta de asfalto ou material semelhante. As emendas e junções serão executadas de modo a assegurar um perfeito e permanente contato mecânico e elétrico por meio de um conector adequado ou por meio de solda de estanho. O isolamento das emendas e junções será feito com fita de borracha (condutores isolados com borracha) ou com fita de cambraia (todos os tipos de isolamento), de modo a assegurar um isolamento, no mínimo, equivalente ao original dos condutores; esse isolamento será, então, completo e protegido mecanicamente com fita isolante adesiva. O isolamento das emendas e junções dos condutores isolados com papel impregnado será feito com fita de cambraia, sem o emprego de fita isolante adesiva. Nas soldas empregadas nas emendas ou junções, não poderão ser usadas substâncias fundentes que sejam, pelos seus constituintes, corrosivas ou ácidas. Os cabos para transporte de corrente contínua devem ser instalados de modo que os campos magnéticos se anulem. Assim, o par de condutores - positivo e negativo - deve ser instalado junto (um condutor adjacente ao outro), a fim de eliminar os efeitos de um campo magnético incompensado, a bordo. Cada condutor singelo de um circuito de CA deve estar tão próximo do outro quanto possível. Os condutores de 3 fases devem estar próximos uns dos outros, sem entreferro. Os eletrodutos devem ser instalados de forma a evitar o acúmulo de água de condensação e, conforme a necessidade, pode-se provê-los com orifícios para ventilação e drenagem. Os eletrodutos e as caixas de inspeção devem ser eletricamente contínuos e ligados ao casco. Os eletrodutos não devem conter cabos revestidos de chumbo, sem que tenham um outro revestimento de proteção. Quando tiverem que atravessar compartimentos sujeitos a grandes variações de temperatura, os eletrodutos devem ser providos de juntas de expansão, para que as contrações e dilatações não provoquen avarias.
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A seção de um eletroduto para cabos elétricos é calculada de acordo com a equação abaixo:
Es / S = 0,5
Es = somatório das seções transversais dos diversos cabos; e S = seção transversal do eletroduto. Em um mesmo eletroduto não se deve colocar cabos de sistemas de controle, ou de rádio, junto com condutores de luz e força. Os cabos de luz e força (de CA ou CC) de sistemas de 600V ou menos, podem ocupar o mesmo eletroduto, desde que os condutores estejam com isolamento igual ao do cabo de maior tensão. Não se colocará em um mesmo conduto metálico cabos armados com outros que não tenham uma proteção igual. Quando se colocam cabos para circuito CA em um eletroduto metálico, estes devem ser colocados no eletroduto de forma a evitar o aquecimento do eletroduto por indução. As conexões dos terminais dos condutores às diversas partes do circuito elétrico devem ser feitas por meio de conectores de pressão, parafuso de pressão, terminais soldados ou junções flexíveis soldadas, exceto para os condutores número 8 AWG, ou menores, e condutores de fios trançados de número 10 AWG, ou menores, que podem ser conectados por meio de braçadeiras ou parafusos.
9.15 - MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
Máquinas elétricas rotativas devem ser instaladas em locais os mais secos e ventilados possível, onde não seja possível o acúmulo de gases inflamáveis. Não devem ser instaladas próximas a canalizações de água ou vapor e devem ser protegidas contra respingos de água e óleo. As máquinas elétricas devem ser igualmente protegidas contra avarias mecânicas. As máquinas elétricas devem estar o mais possível separadas de materiais inflamáveis, devendo haver uma separação mínima de 0,50 metros entre as partes sob tensão e materiais inflamáveis, quando estas máquinas não forem blindadas. Deve haver, no mínimo, uma separação de 50 cm entre um gerador e os objetos que o circundam, para facilitar o acesso. Deve haver, também, espaço suficiente para permitir todas as inspeções necessárias durante a operação, a fácil remoção das partes rotativas e demais partes que possam necessitar de reparo. Devem ser tomadas precauções para ficarem protegidas contra contatos acidentais todas as partes sob tensão acima de 250V CC ou 130V CA. Quando se tratar de motor cuja instalação não possa satisfazer às recomendações desta seção, a alternativa escolhida deverá ser submetida à aprovação do BC. Os eixos das máquinas elétricas devem, sempre que possível, ser instalados paralelamente ao plano longitudinal do navio, e as máquinas devem poder funcionar, mesmo com uma banda permanente de 15o , um trim de 5o e um balanço de 22,5o. Os geradores de emergência devem poder funcionar com uma banda permanente de até 22,5o. Todas as máquinas elétricas girantes disporão de meio para assegurar uma eficaz lubrificação das partes que a requerem, sob quaisquer condições de funcionamento do navio, dentro dos limites de inclinação citados anteriormente. Motores para montagem em convés aberto deverão ser do tipo à prova d’água ou com forro metálico que lhes dê a mesma proteção. Nenhuma máquina motriz de gerador CC ou CA poderá, em hipótese alguma, provocar vibrações no gerador. Todos os geradores deverão ter suas carcaças aterradas e deverão ter eficaz contato elétrico com suas máquinas motrizes, a não ser que estejam ligadas à terra de uma maneira eficaz. Do mesmo modo, os jazentes dos geradores deverão ser aterrados. A fim de prevenir os efeitos da corrosão, os parafusos, estojos, porcas, pinos e todas as pequenas partes, onde sérios perigos podem surgir por efeito da corrosão, devem ser feitos com material resistente à corrosão ou aço suficientemente protegido contra corrosão. Todo o equipamento de importância vital ao navio deve ter duas alimentações distintas, devendo essas serem feitas por cabos distintos, passando por caminhos diferentes, a fim de evitar avarias simultâneas dos cabos de alimentação (dupla alimentação).
9.16 - QUANTIDADE E TAMANHO
Quanto ao número e tamanho dos geradores, cuidadosas considerações devem ser feitas: se a energia elétrica é o único meio de assegurar o funcionamento de equipamentos vitais do navio, deve haver, no mínimo, dois geradores, e a capacidade de cada um deles deve ser tal que seja
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capaz de, por si só (isto é, com o outro gerador parado), suprir toda a demanda de energia necessária para uma operação eficiente do navio, tanto no porto como em viagem. A capacidade do gerador deve ser, no mínimo, igual à carga máxima requerida pelo navio em viagem, com todos os equipamentos vitais funcionando.
9.17 - GERADORES DE EMERGÊNCIA
Todos os navios devem possuir um gerador de emergência, acionado por motor diesel, ou um grupo de baterias de emergência, localizadas em compartimentos acima do plano normal de flutuação, para alimentar as luzes e sistemas de força de emergência. Motores a gasolina não são recomendados para máquinas acionadoras dos geradores de emergência, bem como não se deve usar óleo combustível com ponto de fulgor esteja abaixo de 65o. Os geradores de emergência ou o grupo de baterias de emergência, devem ter capacidade que os tornem capazes de alimentar todos os circuitos de luz e força de emergência, durante os tempos previstos na Tabela 9.9. Qualquer que seja a fonte de energia elétrica de emergência, deve ter partida automática.
9.18 - FUSÍVEL / DISJUNTOR
Os geradores de tensão constante, exceto os alternadores e suas excitatrizes, deverão ser protegidos contra correntes excessivas, por disjuntores. Os alternadores deverão ser protegidos, de modo que uma sobrecarga excessiva provoque uma queda de tensão suficiente para limitar a corrente e a potência de saída, a valores que não possam prejudicá-los durante um curto espaço de tempo. O BC determinará a necessidade, ou não, de equipamentos automáticos de proteção contra correntes excessivas para os alternadores. De maneira geral, não se deve usar excitatrizes com proteção contra correntes excessivas, de modo a não possibilitar o desligamento do alternador devido a aberturas acidentais dos fusíveis ou disjuntores da excitatriz. Os geradores de CC, a dois fios, poderão ter proteção contra correntes excessivas num condutor, somente se o dispositivo de proteção é atuado pela corrente total gerada, exceto nos campos “shunt” (os dispositivos de proteção não deverão interromper os campos “shunt”, porque se o circuito for aberto com o campo com excitação máxima, uma força eletromotriz muito alta pode ser induzida, rompendo o isolamento do enrolamento do campo). Os geradores de CC, a três fios, compound ou de campo shunt, deverão ser equipados com dispositivos de proteção contra correntes excessivas, um de cada condutor de armadura, de modo a serem atuados pela corrente total da armadura.
9.19 - LIGAÇÃO À TERRA
Os geradores que operam com uma tensão nos terminais de 150V ou mais, deverão ter suas carcaças ligadas à terra. Se não forem aterrados, a carcaça deverá estar permanente e eficazmente isolada de terra.
9.20 - LIMITAÇÃO DE VELOCIDADE DE GERADORES
Os geradores de CC, acionados por turbinas, deverão ser protegidos pelos reguladores de velocidade das turbinas, para que possam ser ligados em paralelo com outros geradores. Esses reguladores de velocidade deverão atuar, quando operarem no sentido de parar a turbina, abrindo contatos normalmente fechados, isolando eletricamente os geradores das barras.
9.21 - LIMITAÇÃO DA TEMPERATURA
Todos os geradores elétricos deverão operar dentro dos limites de temperaturas dados nas tabelas 9.10, para geradores de CC, e 9.11, para geradores de CA.
9.22 - REGULADORES DE TENSÃO
Além dos reguladores de velocidade constante, de que devem estar dotadas as máquinas motrizes dos alternadores, estes devem estar equipados com reguladores automáticos de tensão, a fim de manter constante a tensão nas barras (o BC aceita uma variação máxima de 2,5%). A regulação de tensão para cada tipo de gerador obedece à seguinte norma:
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9.22.1 - Gerador Shunt ou Gerador Shunt Estabilizado - Deve ser projetado de acordo com o regulador de velocidade de sua máquina motriz e do seu próprio regulador, de modo que sua regulação permita um funcionamento na temperatura correspondente, a plena carga, no qual não possa haver uma elevação de tensão superior a 8%, quando a carga for gradualmente reduzida de 100% para 20%, e não possa haver também uma queda de tensão superior a 12%, quando a carga for gradualmente aumentada de 20% para 100%. Nota: Para o teste, o reostato de campo, para cada condição, deverá ser ajustado para a tensão nominal no início da prova. 9.22.2 - Geradores Compound - Devem ser projetados de acordo com o regulador de velocidade da máquina motriz, composição e regulação do gerador, para que, com o gerador funcionando na temperatura a plena carga, e começando com uma carga de 20% para uma tensão dentro de uma tolerância de 1% da tensão nominal, possa alcançar a carga máxima com uma tensão que não ultrapasse 1,5% da tensão nominal. Além de satisfazer os requisitos já mencionados, a regulação de um gerador de CC, a 3 fios, deve ser tal que, quando operando com a corrente nominal, com a tensão nominal, os fios positivo e negativo, e uma corrente no fio neutro de 25% da corrente nominal do gerador, a diferença resultante da tensão entre o positivo e o neutro e entre o negativo e o neutro, não deve ser maior que 2% da tensão nominal, entre o positivo e o negativo. 9.22.3 - Alternadores - Os alternadores serão sempre providos de reguladores automáticos de tensão, exceto os do tipo compound. As características de tensão dos alternadores, considerando a regulação de velocidade de suas máquinas motrizes, deverão ser tais que a tolerância máxima de 2,5% da tensão nominal seja admitida para qualquer carga, desde a condição de sem carga até a carga máxima, mantendo o fator de potência nominal. No caso de ser aplicada bruscamente uma carga de 50%, ou retirar-se também bruscamente 25% da carga nominal, a variação máxima de tensão permissível, em qualquer dos dois casos, será de 20% da tensão nominal, no período máximo de 3 segundos, findos os quais volta a subsistir, para a tensão, a tolerância de 2,5% do valor da tensão nominal. 9.22.4 - Operação em Paralelo - Considera-se uma operação em paralelo bem sucedida, aquela em que a carga em qualquer dos geradores não difere de 15%, a mais ou a menos, da carga que lhe ficaria afeta na divisão proporcional de carga total, segundo a capacidade de cada um dos geradores, na faixa de 20 a 102% da carga total. Para a verificação de funcionamento normal em paralelo, deve ser observado o seguinte: a) Os geradores devem estar na temperatura normal de operação; b) A velocidade dos geradores deve ser constante, ou levemente decrescente com o aumento da
carga; c) O ponto de partida para o teste deve ser 75% da carga total, com cada gerador funcionando com
a carga que lhe corresponder na divisão proporcional de carga; d) Para os geradores compound, as quedas de tensão, para uma carga total normal através dos
circuitos de campo série de todos os geradores (incluindo o campo e os cabos para a barra principal), devem ser igualadas, pela inserção de resistência, se necessário.
No caso de instalação onde a carga não flutua apreciavelmente, geradores shunt sem reguladores de tensão ou geradores shunt estabilizados, podem ser usados no lugar de geradores compound. No caso de instalações onde a carga pode flutuar apreciavelmente, geradores shunt com reguladores de tensão, ou geradores compound, devem ser usados para manter a tensão constante. A menos que se especifique de outro modo, todos os geradores de CC, a 3 fios, devem ser projetados para 25% de flutuação. 9.22.5 - Excitatrizes - As excitatrizes dos geradores de corrente alternada deverão ser fabricadas de modo a que atendam às diversas condições de excitação exigidas pelo gerador.
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Todos os reguladores de velocidade constante (quer sejam do tipo hidráulico, quer do tipo de massas), reguladores de tensão e limitadores de velocidade, devem ser fabricados de modo a operar eficientemente sob quaisquer condições de funcionamento ou de navegabilidade do navio. Os motores elétricos deverão operar dentro dos limites de temperatura (Tabelas 9.12, para motores de corrente contínua e 9.13, para motores de corrente alternada). Motores situados nas praças de máquinas ou nas praças de caldeiras, excetuando-se os motores de ferramentas e máquinas portáteis, devem ser projetados e adquiridos, considerando temperatura ambiente de 50o C. Os motores para ferramentas, motores localizados em compartimentos da máquina do leme ou qualquer outro compartimento onde o ar de resfriamento não excede, nunca, 40oC, podem ser selecionados na base de temperatura ambiente de 40oC. Os motores que são instalados em compartimentos onde a temperatura ambiente excede normalmente 50oC, devem ser considerados como motores especiais e devem ser arranjados de modo que se ajuste à temperatura ambiente em que vão trabalhar. Deve ser dada especial atenção à lubrificação adequada para as altas temperaturas de operação.
9.23 - ARRANJOS DE TERMINAIS Todos os motores, exceto aqueles à prova d’água e de explosão, devem estar providos de caixas de terminais à prova de respingos, ter as guias de terminais à prova de respingos e presas à carcaça do motor. As extremidades desses terminais devem estar ajustadas com conectores aprovados, próprios para uso com os terminais para cabos de entrada. Todas as conexões com o interior dos motores, assim como o fornecimento da corrente, devem estar providas de um mecanismo de travamento eficiente. As guias de motores à prova d’água devem ser trazidas para fora, através de caixas de junção resistentes à pressão da água. O BC permitirá não haver a caixa de terminais, desde que, e somente neste caso, os terminais sejam levados diretamente a uma caixa de junção que não esteja a mais do que 1,5m do motor, assim mesmo se forem satisfeitos os seguintes requisitos: a) O condutor formar um cabo armado ou estar dentro de um condutor metálico, rígido e flexível; b) O condutor deve ser, no máximo, número 18 AWG; c) O condutor deve ser, se dentro de um conduto metálico rígido ou flexível, no máximo, número 10 AWG. De qualquer maneira, se o condutor estiver num conduto ou for cabo armado, ou tiver qualquer outro envoltório metálico, deverá haver, sempre uma ligação metálica fazendo continuidade elétrica efetiva, dos envoltórios e dos cabos. Contudo, os condutos, tubos ou qualquer outro tipo de envoltório, deverão estar isolados da carcaça do motor.
9.24 - MOTORES NA PRAÇA DE MÁQUINAS Os motores a serem instalados na praça de máquinas ou outros espaços abaixo do convés, onde poderão estar sujeitos a danos mecânicos, gotejo de água ou óleo etc., devem ser ou do tipo à prova de água, ou do tipo de refrigeração fechada, à prova de respingos ou à prova de gotejos. Podem ser do tipo aberto, protegidos contra gotejo, por capas, especialmente em casos em que as exigências de força e do serviço requeridos resultarem num motor excessivamente grande, se feito totalmente blindado. Os motores para trabalho intermitente devem ser selecionados e projetados para a classificação especial sob a qual irão operar. Nas praças de máquinas, onde a atmosfera pode estar saturada de vapores de óleo, que se acumulariam nas grades de ventilação dos motores e nos enrolamentos, deve ser dada consideração especial ao uso de ventilação completamente fechada ou ao encanamento da ventilação nos motores blindados e auto-ventilados, de modo a impedir o acumulo de óleo nos enrolamentos. Todos os motores localizados abaixo do piso das praças de máquinas devem ser à prova de água, ou convenientemente protegidos.
9.25 - BOMBAS Os motores que operam bombas de cilindro de compressão ou de acoplamento fechado, deverão ter a extremidade propulsora inteiramente blindada, ou planejada para impedir a entrada de líquido
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no motor. Os motores para bombas devem, geralmente, estar providos de um enrolamento de campo “Shunt”, estabilizado, e para as bombas do tipo centrífugo é recomendado controle de, no mínimo, 10% da velocidade por campo “Shunt”.
9.26 - ESPAÇOS REFRIGERADOS
Geralmente recomenda-se que os motores não sejam instalados nestes espaços, mas se isto se der, deve ser dada consideração especial ao efeito da condensação.
9.27 - MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA
Todos os motores devem ser projetados para tensão, fase e freqüência do sistema de abastecimento. A construção e o tipo de enrolamento devem ser determinados pelas condições nas quais o motor terá de operar. Podem ser de indução de rotor enrolado, indução com rotor em curto-circuito, ou do tipo de comutador síncrono. Motores do tipo em curto-circuito são recomendados para quase todos os usos. Para se alcançar o maior fator de potência possível, os motores devem ser escolhidos visando a atender aos requisitos da carga nominal. Os enrolamentos em delta, abertos, devem ser evitados, no caso de motores de indução de múltiplas velocidades, por causa das inúmeras dificuldades associadas ao grande número de cabos de condutores.
9.28 - QUADROS ELÉTRICOS - LOCALIZAÇÃO
Os quadros elétricos deverão ser instalados em locais secos, bem ventilados, onde não possa haver acúmulo de gases, longe de combustíveis e de respingos d’água, e de modo que a ele só tenham acesso pessoas qualificadas para tal. Se o quadro tiver de ser localizado em local úmido, mediante aprovação do BC, terá de possuir um invólucro à prova d’água. Os quadros elétricos deverão ser instalados de modo a não haver possibilidade de comunicarem chamas, através de centelhas, a materiais facilmente inflamáveis. Se o quadro tiver algum equipamento ou fiação que seja acessível por trás dele, deverá haver um intervalo de 35cm entre o equipamento ou fiação e a parede do painel, se o quadro for de 1 painel só, não excedendo de 1,05 metro de largura ou, no mínimo, de 60cm, se o quadro tiver um painel mais largo ou tiver mais de um painel. Se o espaço atrás do quadro tiver acesso somente por um lado, os intervalos dados acima deverão ser acrescidos de 15cm. Os espaços atrás dos quadros não deverão ser usados para armazenamento de material de qualquer espécie. Se as condições do navio permitirem, os espaços mínimos atrás dos quadros deverão ser aumentados, a fim de se aumentar a acessibilidade e o espaço de trabalho. Na frente dos quadros deverão existir corrimãos, a fim de evitar-se acidentais aberturas ou fechamentos de circuitos, por esbarros de pessoas desavisadas. Todos os quadros elétricos deverão ser do tipo de frente morta. Às carcaças e molduras dos quadros elétricos, bem como as estruturas que suportam equipamentos de interrupção de circuitos, devem ser ligadas à terra. Todos os envoltórios de instrumentos, relés, medidores e transformadores de instrumentos, devem ser ligados à terra. Os secundários dos transformadores dos instrumentos, de corrente ou de potencial, devem ser ligados à terra. Todo quadro operando com tensão acima ou igual a 150 volts, em corrente alternada ou 230 volts, CC, deverá ter, para proteção do operador, um capacho de borracha ou de material de qualidades isolantes idênticas, colocado na frente e atrás (onde possa o operador estar). Este capacho deverá estar sempre seco. Em todos os quadros elétricos deverão ser postos diagramas esquemáticos de ligações. Esses diagramas poderão estar desenhados em plaqueta a ser afixada ao quadro, ou pintados diretamente em parte visível da chapa de um painel, mas, em qualquer dos casos, o diagrama deverá estar protegido contra esbarros acidentais, e executado com tinta indelével. Em todos os painéis e portas de acesso, devem ser colocadas plaquetas indicando a máxima tensão. Em todos os instrumentos de medida de controle, deverão ser colocadas placas que os identifiquem claramente.
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Também devem ser colocadas placas indicadoras em todos os fusíveis ou interruptores automáticos, com indicação do circuito e corrente a plena carga. Os quadros deverão ser construídos de materiais incombustíveis. Esses materiais não deverão absorver umidade. Todos os aparelhos instalados nos quadros obedecerão ao seguinte critério: a) Fixados diretamente na estrutura dos quadros - sua armação deverá ser de material isolante,
com grande rigidez dielétrica. b) Fixação não direta à estrutura dos quadros - sua fixação deverá ser feita através de
isolamento entre a armação e o painel ou o que for. Os materiais isolantes, empregados num e noutro caso, deverão ter as características exigidas para sua aplicação, características essas imutáveis sob as variações de temperatura a que possa estar sujeito o quadro. Todos os elementos componentes dos quadros deverão ter acessibilidade garantida, de modo a permitir, sob condições difíceis de navegabilidade do navio, substituição e reparos. Todos os condutores, contatos etc., empregados nos quadros, deverão ter proteção isolante, e não inflamável, a fim de se evitar a formação de arco. Deverão ser considerados como fazendo parte da proteção, os intervalos que devem existir entre os condutores, contatos, etc., bem como entre qualquer um deles e a massa. Todos os quadros deverão ser construídos de modo que as variadas condições de navegabilidade do navio não afetem sua operação. Aplicar-se-ão para os quadros, as mesmas exigências deste regulamento para as máquinas elétricas girantes, isto é, funcionamento assegurado, quando o navio apresentar uma banda permanente de 5o, e mesmo quando o balanço do navio atingir um ângulo de 22,5o . Para os quadros de emergência, exige-se um funcionamento adequado, mesmo com uma banda permanente de 22,5o . Deverão ser previstas pelo construtor, vibrações e choques, prováveis de ocorrência a bordo, incluindo-se as vibrações de velocidade crítica, não só do navio, como das diversas máquinas existentes no navio, isto a fim de que os quadros sejam montados de modo que essas vibrações e choques não venham prejudicar o funcionamento dos quadros e afrouxar ligações, porcas, parafusos, estojos ou prejudicar os diversos contatos de chaves, disjuntores, relés etc. Os quadros elétricos em geral poderão ser divididos em 2 tipos, a saber: a) De controle local. b) De controle remoto. Os quadros do tipo de controle local possuem todas as chaves, barras, medidores e todos os aparelhos, montados no quadro ou junto a ele. Os quadros do tipo de controle remoto possuem as barras, chaves, disjuntores e equipamentos semelhantes, em locais distantes deles, usualmente em compartimentos separados, tendo nos quadros apenas os aparelhos de controle de circuitos. O BC só exige quadros do tipo de controle remoto quando as tensões são superiores ou iguais a 750 volts. As barras dos quadros elétricos deverão ser, normalmente, feitas no formato de uma barra chata de cobre. Essas barras deverão ser construídas com base numa densidade de corrente de cerca de 1000 amp/pol 2. A tabela 9.14 dá as dimensões para as barras horizontais para vários valores de correntes. Nota: Quando a corrente é maior que os valores encontrados na Tabela 9.14, deve ser construída uma barra laminada, composta de várias barras finas, separadas umas das outras, de modo a garantir uma maior superfície radiante. A capacidade nominal da barra é calculada na base de 50% do fator de carga, para densidades que, sob condições médias de radiações, dão um aumento de temperatura de cerca de 10oC. Quando o fator de carga for de 100%, as densidades de corrente devem ser divididas por 2. Para as barras verticais, os valores de corrente devem ser reduzidos de 15 a 20%. Todas as extremidades das barras devem ser protegidas contra corrosão e oxidação (Estanhadas ou proteção similar). As conexões das barras deverão ser mecânicas e a continuidade elétrica garantida por meio de solda. Todas as barras coletoras e suas conexões nos quadros serão de cobre e com dimensões tais que não permitam um aumento de temperatura superior a 40oC acima da temperatura ambiente. Quando as barras operarem com mais de 2000 amp., o aumento máximo permitido será de 5oC. As barras coletoras devem poder resistir com segurança aos esforços mecânicos causados pelas variações de temperatura e por correntes de curto-circuito. Onde for necessário, colocar-se-á
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dispositivos que permitam a dilatação e contração das barras, sem que disto advenha avarias para as mesmas ou suas conexões. Deverá existir uma separação mínima de 20mm entre as barras, e de 16mm entre as barras e a massa, quando as barras não tiverem outro meio isolante a não ser o ar ambiente. As barras de equilíbrio e seus interruptores deverão ter uma seção tal que permita a passagem de uma corrente que seja, pelo menos, metade da corrente a plena carga do gerador.
9.29 - ACESSÓRIOS DOS QUADROS Todos os quadros elétricos de distribuição deverão estar dotados de meios indicadores de baixas nos diversos circuitos. Todos os fusíveis dos quadros deverão estar sempre na frente dos quadros, excetuando-se os quadros que possuem armação posterior, nos quais os fusíveis podem ser montados na parte posterior, porém bem separados das barras coletoras e demais partes energizadas. Interruptores e fusíveis de mesma polaridade devem ser dispostos de maneira tal que, estando o interruptor aberto, o fusível não fique sob tensão. Todos os instrumentos de medida e lâmpadas piloto ou de terra deverão estar protegidos em cada pólo isolado por um fusível, situado tão perto quanto possível da fonte de energia. Quando os instrumentos forem alimentados por um transformador de tensão, com fusíveis no primário e no secundário, não será necessário proteger os instrumentos e lâmpadas, com fusíveis. Deve evitar-se que as partes móveis dos disjuntores, chaves e contatores fiquem energizadas quando estes estiverem abertos.
9.30 - PROTEÇÃO ELÉTRICA As instalações devem ser protegidas contra as correntes excessivas, a fim de garantir continuidade nos serviços, segurança para o material e para o pessoal que as conduz. As correntes de curto-circuito deverão ser consideradas como correntes excessivas, prevendo, cada aparelho, acidentais ocorrências de correntes de tal natureza. Os equipamentos de proteção serão usados levando-se em conta certas características da instalação, e poderão ser: 1- Disjuntores; 2- Chaves automáticas; 3- Chaves manuais; 4- Fusíveis 9.30.1 - Corrente Contínua 9.30.1.1 - Sistemas Unifilares ou a 2 Fios, Sendo um Ligado à Terra - Para cada circuito: um disjuntor monopolar de intensidade máxima ou um fusível e uma nova chave monopolar, no pólo isolado. 9.30.1.2 - Sistemas a 2 Fios, Sem Ligação à Terra - Para cada circuito: um disjuntor bipolar de intensidade máxima ou um fusível em cada pólo e uma chave bipolar. 9.30.1.3 - Quando Forem Instalados Mais de Um Gerador Alimentando Barras Diferentes, Isto é, Que Não Possam Operar em Paralelo - Para cada circuito: comutadores multi-direcionais, a fim de que cada circuito possa ser alimentado por qualquer dos geradores, isoladamente. 9.30.1.4 - Sistemas a 3 Fios 9.30.1.4.1 - Para Cada Circuito com 3 Condutores - um disjuntor bipolar ou um fusível em cada condutor extremo e uma chave bipolar.3 9.30.1.4.2 - Para Cada Circuito de Saída com 2 Condutores (Tirados de condutor extremo e do condutor neutro). a) Com um condutor ligado à terra - um disjuntor monopolar com um fusível e uma chave
monopolar sobre o condutor isolado. b) Com dois condutores isolados - um disjuntor bipolar ou um fusível em cada pólo e uma chave
bipolar. 9.30.2 - Corrente Alternada
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a) Sistemas monofásicos - Os mesmos equipamentos mencionados em a), b) e c), para corrente contínua.
b) Para sistemas unifilares ou a dois fios, sendo um ligado à terra - um disjuntor monopolar para intensidade máxima ou uma chave monopolar manual e um fusível no pólo isolado de terra.
c) Para sistemas a três fios - um disjuntor tripolar, com proteção para sobrecarga em cada pólo extremo.
9.30.3 - Proteção para Geradores - DC
9.30.3.1 - Tipo Shunt a) Para sistemas unifilares ou a dois fios, sendo um ligado à terra - um disjuntor monopolar de
intensidade máxima, com desarme para inversão de corrente. b) Para sistemas a dois fios - um disjuntor bipolar de intensidade máxima, com desarme para
inversão de corrente. c) Para sistemas a três fios - um disjuntor tripolar, com proteção para sobrecarga em cada pólo
extremo, devendo haver proteção contra inversão de corrente em um dos condutores extremos. 9.30.3.2 - Tipo Compound Equilibrado - Como no tipo shunt, devendo ser instalada uma chave monopolar no fio de equilíbrio, de modo que se feche antes do disjuntor e se abra depois dele. O relé para proteção contra inversão de corrente será conectado no pólo positivo (a conexão de equilíbrio será ao pólo negativo). Se o sistema for a três fios, com geradores compound, com enrolamento em série dividido por cada pólo, deverá haver um disjuntor de cinco pólos (dois polos extremos, dois para os conectores de equilíbrio e um para o neutro), com relés de intensidade máxima nos pólos extremos e proteção contra inversão de correntes. Nota: Nos condutores neutros, para qualquer tipo de gerador (para operação em paralelo ou não), deverá haver um relé que acione um sistema de alarme, quando houver uma sobrecarga nestes condutores.
9.30.4 - Proteção para Alternador - CA (para cada alternador)
9.30.4.1 - Para Sistemas Trifásicos - um disjuntor tripolar, com réles de intensidade máxima em duas fases, pelo menos.
9.30.4.2 - Para Sistemas a Três Fios a) Com o Neutro Isolado de Terra - um disjuntor tripolar, com relés de intensidade máxima nas
duas fases. b) Com o Neutro Ligado à Terra - um disjuntor tripolar, com relés de intensidade máxima em cada
fase. c) Para Sistemas Trifásicos a Quatro Fios - um disjuntor tripolar, com relés de intensidade
máxima nas três fases. (Neste caso, deverá ser instalada uma chave que isole o neutro do alternador). Se os alternadores puderem operar em paralelo, seus disjuntores deverão ser equipados com proteção contra inversão de corrente, quando a potência dos alternadores for maior que 135 KVA.
9.30.5 - Proteção de Circuitos - Deste modo, os aparelhos de proteção poderão ter funções específicas de proteção contra sobrecargas ou contra correntes excessivas, nunca devendo ser usados fusíveis de 320A ou mais, como proteção para sobrecargas. Preferencialmente, devem ser usados disjuntores sempre que a intensidade nominal for maior que 200A. Contudo, fusíveis dessa capacidade poderão ser empregados como proteção contra correntes de curto circuito. Por outro lado, os disjuntores e as chaves automáticas, instaladas como proteção contra sobrecargas, terão de ter características de desarme apropriadas para os sistemas onde estão instalados. As correntes excessivas são ditas de sobrecargas, quando suas ocorrências não afetam os isolamentos. As correntes excessivas são ditas de curto-circuito quando suas ocorrências afetam os isolamentos. Todos os quadros elétricos disporão dos aparelhos de interrupçào de circuitos e de proteção, dados a seguir:
9.30.5.1 - Geradores de Corrente Contínua
a) Para um gerador instalado:
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1- Para sistemas unifilares ou a dois fios, sendo um ligado à terra - um disjuntor monopolar para intensidade máxima ou uma chave monopolar manual e um fusível no pólo isolado de terra.
2- Para sistemas de dois fios - um disjuntor bipolar de intensidade máxima, ou um fusível em cada pólo e uma chave bipolar manual.
b) Para mais de um gerador instalado, mas que não possam ser ligados em paralelo. 1- Para sistemas unifilares ou a dois fios, sendo um ligado à terra - um disjuntor monopolar para
intensidade máxima ou uma chave monopolar manual e um fusível no pólo isolado de terra. c) Sistemas Trifásicos 1- Circuitos de 3 fios - Para cada circuito, de um disjuntor tripolar de intensidade máxima ou um
fusível em cada fase e uma chave tripolar. 2- Circuitos de 2 condutores (uma fase e neutro), sendo um ligado à terra - um disjuntor monopolar
ou um fusível e uma chave monopolar no condutor isolado. 3- Circuitos a 2 fios (uma fase e neutro), sendo os dois isolados de terra - um disjuntor bipolar ou
um fusível em cada pólo e uma chave bipolar. 4- Circuitos a 4 fios - um disjuntor tripolar, de intensidade máxima para as três fases ou um fusível
em cada fase e uma chave tripolar. Os equipamentos de proteção mencionados acima são, também, os exigidos, tanto para os quadros principais quanto para os de emergência, e constituem, tanto para os quadros principais quanto para os de emergência, os mínimos aceitáveis. Os condutores mencionados abaixo não devem ser dotados de fusíveis, nem disjuntores ou chaves independentes, que não abram os circuitos simultaneamente: 1- Condutores neutros de circuitos a três fios, corrente contínua ou alternada monofásica. 2- Condutores neutros de circuitos trifásicos, a 4 fios. 3- Condutor de retorno de sistemas unifilares.
9.31 - PROTEÇÃO DOS QUADROS 9.31.1 - Generalidades Os desarmes para sobrecargas dos disjuntores deverão ser ajustáveis. Nos casos não especificados nessas regras, as proteções contra correntes de curto-circuito serão feitas por disjuntores ou fusíveis. Com autorização do BC, uma combinação de fusíveis e chaves automáticas poderá ser usada no lugar dos disjuntores. A capacidade nominal dos aparelhos de proteção contra corrente de curto-circuito não pode ser menor que a máxima corrente de curto-circuito que possa ocorrer na instalação no ponto considerado, no instante da separação dos contatos. Se o disjuntor fechar contatos pondo em curto equipamentos ou circuitos, sua capacidade nominal não pode ser menor que a máxima corrente de curto-circuito que possa ocorrer no ponto considerado da instalação. Quando a instalação for de corrente alternada, o ponto máximo da assimetria corresponderá ao máximo valor de corrente de curto-circuito. Quando os aparelhos de proteção contra correntes de curto-circuito não são projetados para interromper os circuitos, devem ser projetados para a máxima corrente de curto-circuito que possa ocorrer, levando-se em conta o tempo necessário para a remoção do curto-circuito. Quando os navios forem projetados para possuir auxiliares acionados por motores elétricos, deverão ser dotados de meios eficazes para garantir um suprimento contínuo de corrente elétrica para os motores que acionam auxiliares vitais. Se, em regime de viagem, for necessário acoplar-se dois ou mais geradores para assegurar a alimentação dos circuitos vitais, todos os equipamentos de proteção deverão ser adequados para, numa sobrecarga, interromper primeiramente as alimentações dos circuitos não vitais, permanecendo alimentados os circuitos vitais. Poderá, se necessário, ser feito um processo de desconexão de segundos, no mínimo, entre cada desconexão. Devem ser dotados de disjuntores ou fusíveis, como proteção para correntes de curto-circuito, os primários dos transformadores de força. Se dois ou mais transformadores forem instalados de modo a poderem operar em paralelo, deverão ser instalados meios para corte dos secundários, tais como disjuntores ou fusíveis, ambos de capacidade nominal não menor que o máximo valor da corrente de curto-circuito que possa ocorrer.
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Os circuitos alimentadores das máquinas de leme devem ser dotados de disjuntores, chaves automáticas, fusíveis ou qualquer outro aparelho de interrupção, como proteção para sobrecarga. Serão dotados, apenas, de um alarme da sobrecarga. Esses circuitos serão dotados, também, de proteção contra correntes de curto-circuito. Os circuitos que alimentam equipamentos com proteção para sobrecarga serão dotados, apenas, de proteção contra correntes de curto-circuito. As características dos equipamentos de proteção dos motores terão que ser compatíveis com suas características de operação, bem como com os serviços prestados pelos motores. Quando os motores forem de corrente alternada trifásica, deverão ser dotados de equipamentos de proteção que impeçam seus funcionamentos como motores monofásicos. Os aparelhos de proteção dos motores elétricos deverão ser construídos e ajustados de modo a permitir o excesso de corrente normal ocorrido durante o período de aceleração. Os motores vitais e os motores de potência nominal acima de 1/2 kW, deverão ser dotados de dispositivos de proteção para isolá-los, sempre que ocorra uma falta de tensão. Esse dispositivo será complemento do aparelho de proteção contra sobrecarga que, juntamente com o equipamento de proteção contra correntes de curto-circuito, faz parte de sua individual e obrigatória dotação de proteção. Nota: O equipamento de proteção contra correntes de curto-circuito do motor pode ser o mesmo dos seus condutores de alimentação. As correntes máximas permitidas a circular indefinidamente pelos aparelhos de proteção dos motores para serviço contínuo, não poderão ser maiores que 125% da corrente nominal. Os retardamentos dos aparelhos de proteção deverão ser introduzidos, quando for o caso, de modo que a interrupção produzida por eles no circuito seja feita antes de ser atingido o limite seguro da temperatura para o enrolamento do motor. Para os motores de serviço intermitente, as prescrições acima serão atendidas, considerando-se os fatores de carga dos motores. Quando não houver indicações, nem elementos ou dados precisos, podem ser tomados como valores de correntes de curto-circuito, 10, 6, 3 vezes a corrente de plena carga nominal, como correntes de curto-circuito para geradores, motores de CC, e motores de CA, respectivamente. Não poderão ser utilizados os disjuntores dos geradores como proteções secundárias dos equipamentos de proteção instalados nos circuitos de saída dos quadros elétricos. O BC permitirá o emprego de disjuntores ou fusíveis como proteções secundárias de disjuntores que não tenham capacidade nominal igual à máxima corrente de curto-circuito que possa ocorrer no ponto considerado, mas, para isso, esses disjuntores ou fusíveis deverão fazer a interrupção dos circuitos quando a corrente atingir 90% do valor de corrente para a qual foi ajustado o equipamento de corte principal. Todos os disjuntores, chaves manuais ou automáticas, serão construídos de modo que, havendo trepidação do navio, esbarros ou quaisquer outros acidentes, permaneçam abertos ou fechados (conforme a posição imposta pelo condutor). Os disjuntores, chaves manuais ou automáticas, deverão ser fabricados de modo que seus mecanismos de manuseio estejam protegidos das partes energizadas e sejam de materiais de alta resistência mecânica. Deverão ser, por outro lado, dotados de abafadores de arco, sempre que as tensões forem de 125V ou maiores, e as correntes nominais forem de 10 ampéres ou maiores (o material constituinte desses abafadores terá de ser resistente ao arco). Se forem envolvidos, em todo ou em parte, por capas ou carcaças metálicas, terão seus envolventes afastados suficientemente das partes energizadas, e se esses envolventes ficarem expostos aos arcos, terão de ser revestidos de isolamento constituído de material resistente ao arco. Os relés de inversão de potência ou de inversão de corrente deverão atuar com correntes na faixa de 5 a 15% da corrente nominal do gerador, com tensões normais nos enrolamentos de tensão, sob quaisquer temperaturas admissíveis nas condições de trabalho. Uma queda de tensão igual à metade da tensão aplicada, não deve deixar inoperante o mecanismo de inversão de corrente, porém poderá alterar a intensidade de corrente invertida necessária para desarmar o disjuntor (abrir o disjuntor). Deverão estar marcadas nos disjuntores as ajustagens feitas (a ajustagem para sobrecargas será sempre dada em ampéres). Os fusíveis empregados como proteção não poderão estar descobertos nas partes que se fundem; essas partes serão embutidas, a fim de evitar-se que o material fundido possa prejudicar algum material adjacente ao fusível. Os fusíveis deverão ser instalados de modo que acidentalmente, por contato ou vibrações, não se soltem de seus suportes. Cada fusível será dotado, na parte de manuseio, de um isolamento não inflamável, a fim de proteger a pessoa que o instalará ou substituirá (a mesma regra se aplica aos suportes dos fusíveis).
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Os fusíveis terão gravados na sua estrutura, de modo indelével, sua capacidade e as características que o identifiquem: a) Corrente nominal do circuito protegido; e b) Dimensões do fusível apropriado ou do elemento substituível. Os fusíveis devem ser adequados para temperatura ambiente de 45oC, e a elevação de temperatura nos terminais não pode ser maior que a temperatura máxima permitida para os cabos a eles conectados.
9.32 - APARELHOS DE MEDIDA NOS QUADROS ELÉTRICOS Os quadros elétricos serão dotados dos aparelhos de medida dados a seguir. Esses aparelhos deverão ter suas escalas de acordo com o quadro abaixo:
Instrumento Escala até Observação
Voltímetros 120 % da tensão nominal do circuito Limite superior
Amperímetros 150 % da corrente do circuito Limite superior. Se os amperímetros
forem usados para geradores de
corrente contínua, para operação em
paralelo, devem ter uma escala que
indique, pelo menos, 15% de
inversão de corrente.
Wattímetros compatível com a instalação Se forem usados para alternadores
que possam operar em paralelo,
devem ter uma escala que indique,
pelo menos, 15% de inversão
de potência.
Os aparelhos de medida exigidos para os geradores são os que seguem, como indicados: 9.32.1 - Corrente Contínua a) Geradores que não operem em paralelo - 1 voltímetro e 1 amperímetro, para cada um. b) Geradores que operem em paralelo - 1 amperímetro para cada 2 voltímetros, sendo um
voltímetro conectado às barras e o outro conectado a qualquer dos geradores, mediante uma chave seletiva.
c) Nos geradores compound, o amperímetro será ligado ao pólo positivo, isto é, ao pólo oposto ao da conexão do fio de equilíbrio.
d) Se o sistema for a três fios, o amperímetro deverá ser ligado como nos casos anteriores e deverá, também, ser ligado um voltímetro entre cada condutor e o neutro.
9.32.2 - Corrente Alternada a) Aternadores que não operem em paralelo - 1 voltímetro para cada um, 1 amperímetro capaz de
indicar a corrente em cada fase (mediante uma chave seletiva), um frequencímetro e um wattímetro. NOTA: O amperímetro acima poderá ser substituído por um amperímetro em cada fase.
b) Alternadores que operem em paralelo - cada alternador terá um wattímetro, 2 frequencímetros e um dispositivo de sincronia composto de um sincronoscópio e lâmpadas de sincronia (ou dispositivo equivalente). Um dos wattímetros será conectado às barras e outro conectado a qualquer dos alternadores por meio de uma chave seletiva. As ligações dos frequencímetros serão como as dos wattímetros.
9.33 - DISTRIBUIÇÃO
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A distribuição a bordo dos navios será feita por um dos sistemas dados no início desta seção, excetuando-se os casos de embarcações de pequeno porte. Qualquer que seja o sistema de distribuição adotado, terá sempre origem num quadro principal. A distribuição far-se-á de modo que todos os utilizadores tenham suas alimentações garantidas em situações normais e, se for um utilizador vital, sua alimentação estará também assegurada através de um quadro de emergência, numa situação anormal. Os utilizadores serão alimentados diretamente, por circuitos partindo dos quadros ou serão alimentados através de painéis de distribuição, de caixas de distribuição, de caixas de derivação ou de caixas de fusíveis. Os circuitos que alimentem os utilizadores terão suas proteções nos quadros ou nos painéis de distribuição, caixas de derivação, caixas de seções ou de fusíveis. Os cabos dos vários circuitos, para os efeitos desta Regra, serão designados de acordo com o quadro que se segue:
Cabos Circuitos Observações
Alimentadores Partem dos geradores principais ou de emergência, Podem alimentar diretamente
alimentando as barras utilizador ou transformador.
Alimentadores Partem dos quadros principais alimentando Podem alimentar diretamente
painéis de distribuição. utilizador ou transformador.
Principais Partem de painéis de distribuição, alimentando Podem alimentar diretamente
caixas de distribuição. utilizador ou transformador.
Sub-principais Partem de caixas de distribuição alimentando Podem alimentar diretamente
caixas de derivação. utilizador ou transformador.
Ramais Podem alimentar diretamente
utilizador ou transformador.
Sub-ramais Partem de caixas de fusíveis ou de seções Cada sub-ramal poderá alimentar
alimentado utilizadores. mais do que um utilizador se sua
capacidade nominal não exceder
a 15A.
Alimentador Partem dos quadros principais alimentando
de retorno quadros de emergência ou vice-versa. Quando se fizer distribuição de CC, a 3 fios, os utilizadores deverão ser alimentados por um condutor de polaridade negativa ou positiva e pelo condutor neutro, de modo que a carga fique dividida igualmente pelos condutores ativos. A divisão das cargas parciais será feita, obedecendo sempre ao que está dito neste ítem, desde os circuitos alimentadores até os sub-ramais, admitindo-se uma variação de 15%. Se nessa distribuição, a tensão nominal for maior do que 250V, deverá ser feita conexão do neutro à terra, em um ou mais pontos. Para que, em situações anormais, a conexão à terra possa suportar as variações não eqüitativas de carga, será sempre escolhido um condutor de seção transversal compatível com os geradores. Se a distribuição for a 3 ou 4 fios, para sistemas de corrente alternada, os utilizadores serão alimentados ou pelas três fases - utilizadores trifásicos - ou serão alimentados de maneira que haja uma divisão eqüitativa de carga pelas diferentes fases, permitindo-se uma variação de 15%. O condutor neutro, nessa distribuição, poderá ser ligado à terra, e essa ligação será feita por meio de uma impedância ou diretamente. Para que, em situações anormais, a conexão à terra possa suportar as variações não eqüitativas de carga, será sempre escolhido, para esse fim, um condutor de seção transversal compatível com os geradores e transformadores do sistema. Quando se fizer distribuição com retorno pelo casco, os condutores que fazem a ligação ao casco terão as mesmas seções transversais dos condutores isolados. No caso de CC, os pólos negativos
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dos geradores ou dos acumuladores serão conectados ao casco (essas conexões serão feitas em locais de fácil acesso). Os circuitos a bordo serão designados de acordo com o serviço que prestam, porém serão também classificados como principais ou de emergência. Serão chamados de circuitos principais aqueles que fazem as alimentações normais dos vários utilizadores. Serão chamados de circuitos de emergência aqueles que partem dos quadros de emergência para os diversos utilizadores vitais. Os utilizadores vitais podem ser alimentados por um quadro principal ou pelo quadro de emergência. A alimentação pelo quadro de emergência pode ser feita pelas barras deste quadro alimentadas por gerador de emergência ou alimentadas pelo quadro principal. Para isso, do quadro principal sairá um cabo alimentador de retorno conectado às barras do quadro de emergência e este cabo disporá de um disjuntor, chave ou qualquer dispositivo de desconexão, no painel de emergência do quadro principal. Todas as embarcações disporão de tomadas de energia de terra, com a finalidade de permitir que, quando necessário, a instalação de bordo possa ser alimentada por uma fonte de energia externa (do cais, de dique ou de outro navio). Essas tomadas de terra permitirão também o fornecimento de energia para outro navio. As tomadas de terra estarão ligadas permanentemente ao quadro principal através de um disjuntor ou de uma chave com fusíveis, para o caso de fornecimento de energia a outro navio. Antes do disjuntor será conectada uma lâmpada piloto que indicará, quando acessa, que o navio está fornecendo energia elétrica ou recebendo energia de uma fonte externa. As dimensões e características do navio determinarão o número de tomadas de terra que deva existir a bordo. As tomadas de terra deverão ter dispositivos para proteção dos cabos de ligação, de modo que os esforços mecânicos sofridos pelos cabos portáteis sejam transmitidos somente às estruturas metálicas das tomadas de terra. Cada tomada de terra disporá de uma chave automática com fusíveis, e deve ter, não obrigatoriamente, uma lâmpada piloto, antes da chave automática, a fim de indicar que a tomada está energizada, isto é, o navio, através da tomada de terra, cuja lâmpada está acesa recebendo ou fornecendo energia elétrica. A tomada de terra disporá de um fasímetro conectado antes da chave automática, se a instalação for de corrente alternada trifásica. Esse fasímetro indicará troca de fases, quando se fizer ligações incorretas dos cabos portáteis e poderá ser dispensado se houver no quadro principal um fasímetro instalado antes do disjuntor. Nesse caso, os pólos das tomadas de terra deverão ter marcações em cores (preto, vermelho, e branco), idênticas à marcações que devem dispor os cabos portáteis utilizados. Esta Regra exige que haja nas praças de máquinas uma distribuição de lâmpadas alimentadas por circuitos dispostos de maneira que as praças não fiquem às escuras, por uma interrupção qualquer (por fusíveis ou disjuntores), em ponto intermediário, permanecendo fechado o disjuntor correspondente do quadro principal. O que é exigido no ítem anterior para as praças de máquinas, será também exigido para os corredores ou quaisquer outras vias de acesso às baleeiras de salvamento, quando se tratar de navios de passageiros. Nos circuitos de iluminação de CA, trifásica, a iluminação em vários pontos de um mesmo compartimento, corredor ou via de acesso, estará alimentada por fases diferentes. Os transformadores dos sistemas trifásicos de iluminação serão monofásicos, ligados em estrela ou triângulo, de modo a garantir-se a iluminação, conforme exigido nos dois itens anteriores. Nos circuitos de iluminação, cada sub-ramal, de capacidade nominal menor ou igual a 15A, não deve alimentar mais do que 10, 14 e 18 pontos de iluminação, nos sistemas de 24 a 55V, 110 a 127V e 220 a 250V, respectivamente. Nos casos em que se tratar de cornijas ou quaisquer outros grupos muito próximos de lâmpadas, e a máxima corrente de regime não ultrapasse 10A, não se aplica a exigência acima. Os sub-ramais dos circuitos de iluminação não devem alimentar também circuitos de força ou de sistemas de aquecimento. Todos os compartimentos de carga deverão ter iluminação controlada por chaves localizadas em compartimento, passagem ou corredor a eles adjacentes. Essas chaves deverão possuir dispositivos para tratamento quando desligadas. Todos os motores vitais deverão ser alimentados por sub-ramais próprios e independentes. Nos passadiços, ou em outro local, bem próximo e de fácil acesso, deverá existir um painel de distribuição para as luzes de navegação, de onde partirão os circuitos de alimentação das diversas luzes, circuitos esses protegidos no painel, por chaves e fusíveis ou disjuntores. No painel ou em
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local ao alcance do pessoal de quarto, deverão existir alarmes, visuais ou audíveis (ou combinação de ambos), automáticos, para cada lâmpada, a fim de avisar uma falha ocorrida na lâmpada. Os painéis de distribuição poderão ter alimentação direta dos quadros principais ou através de transformadores, e a alimentação do painel deverá ser feita por dois circuitos alternados, de transferência fácil. As máquinas de leme deverão ser alimentadas por 2 grupos de cabos diferentes, ambos partindo do quadro principal ou um partindo do quadro de emergência que tenha alimentação de retorno. Esses grupos de cabos deverão correr o mais afastado possível um do outro (sempre que possível um por BE e outro por BB). a) Os motores deverão ter alimentação pelo quadro de emergência; b) Todos os cabos deverão ser do tipo adequado para serviço permanente de imersão, capazes de,
juntamente com suas ligações ou conexões, suportar alturas de carga iguais às quotas negativas dos motores, tendo como plano de referência o convés principal;
c) Os cabos de alimentação deverão ser contínuos, do convés principal aos terminais do motor; d) Os motores acionadores devem possuir meios para, sob quaisquer condições, serem controlados
de locais acima do convés principal. Os motores acionadores de bomba de incêndio devem ter alimentação direta dos quadros, com interrupção somente pelos quadros, e a alimentação deve ser por dois circuitos alternados, de fácil transferência. Os sistemas de ventilação das praças de máquinas deverão ser controlados, também, de compartimentos adjacentes, corredores ou conveses.
9.34 - TRANSFORMADORES Serão considerados aqui os transformadores de capacidades nominais iguais ou superiores a 1 KVA. As características dos transformadores devem ser tais que, aplicando-se no primário a tensão nominal, com a freqüência nominal, a elevação de temperatura dos enrolamentos dos transformadores do tipo seco, durante serviço contínuo, na máxima capacidade para os isolamentos da classe A e B, não deve ultrapassar de 50 a 70oC, respectivamente. Devem ser especialmente considerados os transformadores resfriados por meio de óleo ou outro líquido qualquer. A regulação dos transformadores, mesmo monofásicos, não deve exceder de 5%, para um fator de potência igual a 0,8. O BC admite uma tolerância de 0,5%. Os transformadores, além disso, devem ser capazes de, durante 3 segundos, suportar nos terminais de qualquer enrolamento, os efeitos mecânicos e térmicos de correntes de curto circuito. Os transformadores devem ser localizados em locais afastados de materiais combustíveis ou inflamáveis de qualquer espécie, e se a tensão aplicada nos terminais dos primeiros for igual ou maior que 250V, deverão ser instalados de modo que não possam estar sujeitos a contatos acidentais, levando carcaças metálicas, as quais devem protegê-los de quaisquer outros agentes externos. Essas carcaças devem ser ligadas à terra. De acordo com a localização a bordo, um transformador será à prova de jato d’água, de respingos etc. Sempre que utilizadores vitais tiverem alimentação através de transformadores, estes deverão ser instalados com capacidade e em número suficiente para garantir a alimentação desses utilizadores, mesmo com um dos transformadores retirado por qualquer motivo. Se forem usados transformadores monofásicos, tanto para iluminação como para suprimento de utilizadores vitais, a instalação deverá possuir, pelo menos, um transformador de reserva. A transferência de alimentação para o transformador de reserva deve ser fácil e de rápida manobra. Todos os transformadores deverão ser construídos para terem seus enrolamentos concêntricos, devendo os núcleos ser ligados à terra, exceto os transformadores que se destinam à partida de motores. Os transformadores resfriados a líquidos terão de ter suas carcaças com juntas de expansão, ou com outros meios quaisquer para acomodar a dilatação do líquido resfriador e dela própria. Além disso, deverão existir respiradores nas carcaças. Esses transformadores deverão, sob quaisquer condições de tempo e de navegabilidade do navio, operar sem derramar o líquido resfriador, mesmo quando houver uma banda permanente de 15o ou um trim de 5o. Deverão operar, igualmente, com balanços de 22o 30'. Se o transformador estiver num circuito de emergência, deverá obedecer às regras acima para uma banda permanente de 22o 30'. As placas identificadoras dos transformadores deverão ser colocadas em locais bem visíveis e conter, escrito de modo indelével, suas características nominais. As características de queda de tensão de transformadores que devem operar em paralelo devem ser tais que a corrente induzida no secundário de cada um deles não tenha uma variação maior que 10% do seu valor nominal.
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9.35 - BATERIAS
As prescrições desta regra, no que se refere a baterias, aplicam-se às baterias fixas das instalações elétricas, e não às baterias portáteis ou pilhas secas. Todas as baterias de um navio devem ser localizadas num compartimento próprio, destinado unicamente para isso e para a guarda de baterias de reserva e, desde que observadas certas medidas de segurança, quando autorizado pelo BC para a carga de baterias. Contudo, se o navio possuir, na instalação, baterias alcalinas e ácidas, deverá dispor de dois compartimentos, um para cada tipo de bateria. O compartimento de baterias deve ser localizado no navio, de modo que não fique exposto ao calor irradiado ou transmitido por condução através de anteparas, pisos e conveses de praças de máquinas, de praça de caldeiras, de cozinhas ou de lavanderias etc. Não deverão, por outro lado, ser localizadas de modo a ficarem expostas a frios intensos, nem a condensações. Se, pelo projeto de um navio, o compartimento de baterias for obrigado a localizar-se de maneira que fique exposto a colisões, a incêndio ou a outro qualquer acidente, ou a seus efeitos, não deverão ser instaladas nesse compartimento as baterias que alimentem motores de arranque de motores Diesel de emergência. Nesse caso, tais baterias deverão ser localizadas em locais adequados e, se no convés ou outro lugar exposto ao tempo, deverão ser instaladas de modo a ficarem protegidas por uma ou mais caixas especialmente fabricadas para esse fim. Um compartimento de baterias deverá, além do que foi dito acima, satisfazer aos requisitos enumerados abaixo: a) Todo o interior do compartimento deverá ser pintado com tinta resistente à corrosão. b) O compartimento deverá ter dimensões tais que permitam o acesso a pessoas habilitadas, para
conservação das baterias. c) O sistema de ventilação do compartimento deverá ser exclusivo para a sua ventilação, com
capacidade para renovação constante de ar ambiente, numa média de 40 vezes em cada hora. d) Se o teto do compartimento puder ficar em franca comunicação com o ar livre de atmosfera,
através de dutos diretos e exclusivos, poderá ser usada ventilação natural. Nesse caso, os dutos não poderão ter inclinação maior ou igual 45o da vertical, e seus interiores deverão ser pintados com a mesma tinta resistente à corrosão, empregada na pintura do interior do compartimento.
e) Não deverão ser localizados num compartimento de baterias, equipamentos de quaisquer tipos e para quaisquer fins, desde que tais equipamentos sejam capazes de provocar arco ou centelhamento.
f) Se for necessário fazer qualquer abertura em convés ou antepara de um compartimento de baterias para um fim qualquer diferente de ventilação, deverá ser feita uma selagem com o fim de evitar a fuga de gases emanados das baterias, para compartimentos adjacentes ou conveses.
g) As baterias deverão ser instaladas em prateleiras gradeadas, devendo essas grades ser forradas com chumbo, se suportarem baterias ácidas. Além disso, por baixo dessas grades, sob as baterias, deverão ser colocadas bandejas de chumbo ou de madeira forrada com chumbo, a fim de aparar qualquer gota ou derramamento de ácido. Se as prateleiras gradeadas suportarem baterias alcalinas, as proteções ditas acima deverão ser feitas com chapas de aço, em vez de chumbo.
h) Se for realizável, as proteções mencionadas em g poderão ser substituídas (com exceção do que foi dito para as prateleiras) por uma forração de chumbo ou aço, sobre todo o piso do compartimento, fazendo-se também um rodapé de 20cm de altura em todas as anteparas. O forro deverá ser estanque, bem como sua junção com o rodapé.
i) A iluminação dos compartimentos não poderá ser feita por meio de lâmpadas descobertas e o controle da iluminação deverá ser feito de compartimento adjacente.
j) Em local bem visível, deverá existir, com dizeres gravados ou escritos com tinta indelével, uma placa de aviso, proibindo o fumo no interior do compartimento. Nesse aviso poderá constar, também, proibição para uso de lâmpadas descobertas.
Todas as vezes que baterias tiverem de ser localizadas, por não haver outra solução, em caixas no convés ou em compartimentos, tais caixas deverão satisfazer aos requisitos para os compartimentos, no que lhes diz respeito, devendo ser, tal como os compartimentos, estanques à água. As baterias empregadas a bordo deverão ser de fabricação segura, com suas placas bem resistentes, prevendo-se um desprendimento mínimo de materiais ativos. Os elementos das baterias deverão ser fabricados de modo a não haver possibilidade de transbordo de eletrólito sob quaisquer condições de navegabilidade do navio. Esses elementos, ou suas cubas, devem ser dispostos de modo a garantir-se acessibilidade a eles, pelos topos e por um dos lados, no mínimo.
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Todas as baterias e elementos serão fixados nas suas prateleiras, de modo a não poderem sofrer deslocamentos com o jogo do navio. Se preciso for, deverão ser usados calços, isolados adequadamente, para garantir a imobilidade das baterias. Sempre que forem empregadas baterias para partidas de motores Diesel principais, deverão ser empregados grupos de 2 baterias com suficiente capacidade combinada para satisfazer ao número de partidas exigidas pelo BC. Para esse caso, a instalação deve dispor de meios para recarregamento das baterias. Todas as baterias deverão ser protegidas contra correntes de curto-circuito, por meio de disjuntores ou fusíveis em cada condutor isolado, e essas proteções deverão se localizadas em compartimento adjacente ao de baterias. Excetuam-se do que foi aqui prescrito, as baterias dos grupos de partida de motores Diesel. Se forem instalados resistores em série para o carregamento de baterias, usando-se a tensão de linha do sistema, deverão ser instaladas proteções contra inversão de corrente, desde que a tensão empregada seja maior que 15% da tensão de linha.
9.36 - FOGÕES, FORNOS E APARELHOS DE AQUECIMENTO
9.36.1 - Os fogões elétricos e outros aparelhos de cozinha instalados nos navios deverão satisfazer, além das exigências do serviço a que são destinados, às exigências que se seguem: a) Devem ser localizados longe de materiais inflamáveis de qualquer espécie. b) Devem ser instalados de modo que, quando operando em suas mais altas temperaturas
permissíveis, não causem aquecimento demasiado ao convés onde estão apoiados, ou que lhes cobrem, nem de antepara a eles próxima.
c) Todas as partes destinadas ao manuseio dos cozinheiros e ajudantes deverão ser de material não condutor de eletricidade e de calor, não inflamável e não higroscópico.
d) Devem ser construídos de modo que os pontos a serem manipulados pelos cozinheiros e ajudantes não ultrapassem a 50oC, em operação sob qualquer regime de trabalho.
e) As partes metálicas que não fiquem energizadas deverão ser ligadas à terra. 9.36.2 - Os aparelhos de aquecimento deverão satisfazer às exigências que se seguem: a) Devem ser localizados longe de materiais inflamáveis de qualquer espécie, a uma distância
mínima de 1,0 metro de beliches e cortinas. b) Devem ser instalados, como os aparelhos de cozinha, de modo que, quando operando nas suas
mais altas temperaturas permissíveis, não causem aquecimento demasiado dos conveses ou das anteparas.
c) Devem ser construídos de modo que apresentem uma constituição mecânica forte. d) Todas as partes destinadas à manipulação devem ser de material não condutor de eletricidade e
de calor, não inflamável, não higroscópico e não podendo ultrapassar 50o C, quando ativados sob qualquer regime de trabalho.
e) As partes metálicas que não fiquem energizadas devem ser ligadas à terra. f) Somente com autorização do BC, nos compartimentos de grande cubagem poderão ser
instalados aquecedores elétricos que não sejam do tipo de convecção. g) Se os aquecedores tiverem de ser localizados em locais onde possam ficar sujeitos a choques
mecânicos deverão ser do tipo blindado.
9.37 - COMUNICAÇÕES INTERIORES
Os circuitos de comunicações interiores poderão ser alimentados pelo sistema de força e luz do navio, por conversores rotativos ou estáticos, por baterias ou por pilhas, usando tensões até 220V de corrente contínua e 250V de corrente alternada. Quando o circuito de comunicações interiores tiver alimentação com tensões superiores a 50V de corrente alternada ou 60V de corrente contínua, ou tenha alimentação de sistemas de força e luz, terá de ter seus acessórios e proteções (desde o quadro de distribuição) de acordo com o que prescreve esta seção para os circuitos de força e luz. Da mesma maneira que para os circuitos de força e luz, os cabos dos circuitos de comunicações interiores devem ser selecionados, atendendo-se à tensão nominal, à intensidade nominal e à queda de tensão. Por outro lado, deverão ser instalados da mesma maneira que os cabos de força e luz, mas devem ser independentes destes, a não ser que tanto uns como outros tenham forros metálicos. Desde que os circuitos de comunicações interiores não tenham alimentação por pilhas, deverão ter proteção contra sobrecarga e correntes de curto-circuito, em cada pólo isolado.
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Todos os aparelhos de comunicações interiores, tais como telégrafos de máquinas, alarmes de incêndio e alarmes das praças de máquinas, deverão ter, para suas indicações visuais e sonoras, características de tal ordem que os identifiquem, clara e individualmente, uns dos outros e de ruídos gerais. Os navios de passageiros deverão ser dotados de alarmes gerais para chamada dos passageiros para atendimento dos postos de salvamento. Deverão ser instalados avisos nos camarotes e em passagens, de modo que cada passageiro tenha pleno conhecimento das características desses alarmes. Os controles de tais alarmes devem ser localizados no passadiço. Todos os circuitos e aparelhos de comunicações interiores deverão ser projetados e construídos de modo que satisfaçam às exigências desta seção, no que lhes são aplicáveis, devendo, por outro lado, dispor de marcações que tornem fácil qualquer localização de efeitos, bem como a realização de quaisquer reparos, sem causar transtornos nos demais circuitos, ou, pelo menos, reduzindo-os a um mínimo. As proteções que devem possuir, tanto os aparelhos como os circuitos, contra choques mecânicos, umidade, etc.., devem ser selecionadas de acordo com a localização.
9.38 - RETIFICADORES
Os retificadores semi-condutores ou simplesmente retificadores empregados nos navios poderão ser dos tipos de cobre, de germânio ou de selênio, montados em bancadas e selecionados de acordo com as condições de utilização. Na associação de células retificadoras, estas serão ligadas em série, formando um elemento retificador, montado numa bancada que, por sua vez, será instalada no equipamento, de tal modo que, sendo necessária sua remoção, não seja necessária a desmontagem de todo o equipamento. As características dos retificadores deverão ser tais, que, normalmente, estejam submetidos às temperaturas máximas de 45, 65 e 70oC para as células retificadoras de cobre, germânio e selênio, respectivamente, sob a temperatura ambiente de 45oC. Além disso, conforme o caso, os retificadores devem possuir meios para proteção contra uma elevação de tensão de corrente contínua devida a uma alimentação restabelecida. Se os retificadores forem de germânio ou de selênio, ainda se exigirá que eles sejam capazes de suportar elevações de tensão muito altas, esporádicas e transitórias, com origem no sistema do navio. Todas as células retificadoras deverão ter resfriamento, tanto por circulação natural de ar como forçada. Contudo, no caso de resfriamento por circulação forçada, a bancada deve ser construída de tal modo que o retificador não permaneça alimentado, se cessar o resfriamento efetivo. O resfriamento também poderá ser por imersão em óleo, sendo este resfriado, por sua vez, por meio de circulação de água ou ar. Os retificadores não deverão ser instalados perto de aquecedores, tubulações de vapor, ou qualquer fonte de calor irradiante. Todavia, se for necessário fazer uma instalação nessas condições, deverão ser isolados suficientemente, para que sejam respeitados os limites de elevação de temperatura. Não se deve usar produtos básicos de mercúrio nas proximidades de retificadores de selênio.
9.39 - APARELHOS DE CONTROLE
Todos os motores elétricos deverão ser dotados de controladores, que lhes dêem meios eficazes de partida e parada, bem como de aceleração, quando for o caso. Os controladores deverão estar instalados em lugar acessível e de fácil manuseio pelo condutor. Os controladores dos motores deverão ser construídos de modo que atendam aos seguintes requisitos: a) Elevação máxima de temperatura.
1- Contatos - 60oC; se forem de prata, 75oC; 2- Condutores nus - 45oC; 3- Conexões - 45oC; 4- Resistores - 400oC; 5- Bobinas - com isolamento da classe A- 60oC; Bobinas - com isolamento da classe E- 75oC; Bobinas - com isolamento da classe B- 90oC; 6- Os núcleos de ferro terão, como limites máximos de temperatura, os mesmos das bobinas.
Todavia, se os núcleos não tiverem contato com as bobinas, poderão ter elevações de temperatura de modo a não serem afetadas as partes a eles adjacentes. A mesma observação se aplica às demais partes dos controladores.
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b) Os controladores deverão ser construídos de modo que os motores de que são acessórios não partam indevidamente, se tiverem sido parados por queda de tensão.
c) Os controladores disporão de meios para travamento na posição de desligado; d) Os fusíveis existentes deverão estar instalados de modo que possam ser substituídos, fácil e
seguramente; e) Com exceção dos motores de máquinas de leme, os motores deverão ter meios para ficarem
desalimentados quando ocorrerem correntes excessivas devido a sobrecargas mecânicas; f) Se os controladores pertencerem a motores de corrente alternada trifásica, disporão de meios
eficazes para evitar o funcionamento monofásico; e g) Os controladores deverão ser construídos de modo que os circuitos de campo shunt não sejam
desconectados sem uma descarga adequada. Os controladores fabricados com “starters” para mais de um motor, devem ter proteções para baixas tensões e correntes excessivas, de tal modo que não sejam deficientes em relação aos controladores individuais. Se os controladores pertencerem a utilizadores vitais, disporão de meios que permitam, fácil e rapidamente, a para a alimentação de reserva ou de emergência.
9.40 - ACESSÓRIOS
Todos os acessórios das instalações elétricas dos navios serão fabricados obedecendo ao que, no que lhes concerne, prescreve esta Regra, para os equipamentos, de uma maneira geral. Obedecerão, também, às regras aqui mencionadas: Todos os envoltórios dos aparelhos e acessórios serão de metal (latão, ferro fundido, aço) ou de material não propagador de chama e isolante. Se forem de metal, terão que possuir um revestimento de material isolante, não propagador de chama e que os proteja da corrosão. Os envoltórios, caixas ou carcaças deverão ser fabricados de modo que dêem aos equipamentos a proteção no grau exigido. Porém, se nenhuma proteção for exigida, os envoltórios deverão dar uma proteção mínima contra a umidade. Por outro lado, permitirão, de maneira fácil e rápida, meios para inspeção e limpeza, e serão fabricados de modo que não permitam acúmulo de poeira. A fabricação dos acessórios deverá prever uma montagem e instalação no sistema, de tal modo que não possa haver esforço mecânico nos terminais, desde que não sejam os previstos e considerados como normais. Nos conveses expostos ao tempo ou em compartimentos onde a umidade seja de valor absoluto muito grande, tais como praças de máquinas, cozinhas e lavanderias, os punhos e tomadas deverão ser instalados, de tal modo que não permitam a penetração de água, isto é, devem ter proteção contra respingos, borrifamentos e jatos d’água. Essa proteção deve persistir sempre que, por qualquer motivo, um punho for retirado de uma tomada. As tomadas de corrente nominal de 15A e acima, deverão ser dotadas de uma chave interruptora com travamento, isto é, com um dispositivo que impeça a retirada do punho, quando a chave estiver na posição de ligada. Os punhos e tomadas terão, como limites máximo de temperatura, 30oC acima da temperatura ambiente. Os interruptores ou comutadores de lâmpadas de iluminação deverão ser fabricados de material não propagador de chamas e não poderão ser instalados em lugares sujeitos à possibilidade, mesmo remota, de acúmulo de gases inflamáveis.
9.41 - EXIGÊNCIAS ESPECIAIS PARA BALSAS-TANQUE
São, para os efeitos desta Regra, considerados como navios-tanque, os navios destinados ao transporte de gasolina, álcool, óleos ou quaisquer líquidos de ponto de inflamação igual ou inferior a 65°C. Para as balsas-tanque, somente serão adotados os sistemas de distribuição a dois fios, isolados de terra, para corrente contínua ou alternada monofásica e, a três fios, isolados de terra, para corrente alternada trifásica. Nenhuma parte energizada do sistema poderá ter ligação à terra, salvo as ligações feitas através de capacitadores ou indicadores de terra, empregados na eliminação de interferência. Não poderão ser instalados geradores de corrente contínua, alternadores e quadros principais, fora das praças de máquinas, a não ser em compartimentos separados dos tanques por espaços vazios ou coferdantes. Nesse caso, os compartimentos deverão ter ventilação eficaz. Nos navios-tanque, não serão instalados equipamentos elétricos de qualquer natureza nos tanques e nos compartimentos vazios ou coferdames que separem tanques de carga, ou separem tanques de carga de outros compartimentos, nas praças de bombas de carga, ou quaisquer outros compartimentos fechados, adjacentes aos tanques de carga ou nos compartimentos onde possa haver acúmulo de gases.Só poderão ser instalados, nos conveses ou cobertas, equipamentos
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elétricos de qualquer natureza, a 3 metros ou mais, de respingos ou dportas de visita ou de inspeção, ou de qualquer outra abertura de um tanque de carga. Para o que é prescrito no item acima, o BC poderá autorizar instalações de equipamentos elétricos a menos de 3 metros, se forem satisfeitas as condições abaixo: a) For imprescindível, tecnicamente; b) O equipamento for construído de material anti-detonante (antideflagrante); e c) O equipamento for à prova de chama ou de explosão. Nos compartimentos adjacentes e acima dos tanques de carga, não poderão ser instalados outros dispositivos que não os de iluminação construídos de materiais à prova de chamas, devendo seus controles ser instalados em locais seguros, dispondo de chaves com manobra local ou à distância. Esses compartimentos deverão ser ventilados, com renovação de todo ar na base de 40 vezes por hora. Os acessórios do sistema de iluminação dos compartimentos mencionados no item anterior podem ser instalados entre conveses adjacentes e acima dos tanques de carga, se houver entre o tanque e o convés uma separação por espaço vazio ou coferdam, havendo estanqueidade a gás. Os planos da instalação aqui mencionados terão de ser aprovados pelo BC. Quando os cabos elétricos estiverem contidos em dutos, estes não poderão provocar roçaduras nos cabos. O mesmo se aplica a qualquer suporte de cabo elétrico, a entradas de caixas de junção ou a quaisquer ligações dos cabos. Por outro lado, as ligações dos cabos, onde quer que seja, devem ser projetadas de modo que numa desmontagem ou substituição não possa haver avaria de qualquer espécie nos cabos. Equipamentos de sondagem de odômetros de fundo (pirômetros), devem ser instalados em compartimentos separados dos tanques de carga por espaços vazios ou coferdames, possuindo tais compartimentos estanqueidade ao ar e gases. Esses compartimentos deverão ser localizados por ante-a-vante dos tanques de carga. Os compartimentos de bombas obedecerão às exigências que se seguem: a) Devem ser subdivididos por anteparas estanques aos gases, no caso de possuírem bombas
acionadas por motores elétricos, ficando as bombas em subdivisão distinta da dos motores. Esta subdivisão dos compartimentos também poderá ser feita por um convés estanque. Em ambos os casos deverão existir acoplamentos adequados das bombas e de suas máquinas motrizes, submetidos à aprovação do BC, devendo ser mantida a estanqueidade entre as duas subdivisões dos compartimentos;
b) Os acessórios ou equipamentos adicionais dos motores elétricos acionadores de bombas serão instalados na mesma subdivisão estanque onde estiverem localizados os motores;
c) As iluminações dos compartimentos de bombas se fará por meio de lâmpadas nas anteparas ou tetos, separadas do compartimento por vidros estanques ao gás, de grande resistência;
d) Todos os acessórios de iluminação deverão ser à prova de chama; e) A iluminação deverá ser projetada de modo que cada ponto de iluminação seja alimentado por
dois circuitosdistintos, com cabos blindados, com forração mineral, ou com cabos armados, com forração de chumbo ou ainda através de dutos estanques aos gases. De qualquer maneira, os cabos estarão tão afastados quanto possível das anteparas mais próximas ao tanque de carga mais próximo. Por outro lado, a iluminação terá controle remoto, de outros compartimentos ou de outros conveses, e o controle disporá de chaves com fusíveis nos dois pólos. O reparo de um sub-ramal alimentador de um ponto de iluminação terá de ser feito de modo que o outro sub-ramal continue energizado, provendo alimentação para a iluminação do compartimento;
f) Só poderão ser usadas lâmpadas portáteis de tipo aprovado e testado pelo BC; g) Não serão instaladas caixas de junção, de seção, etc., nos compartimentos de bombas; h) Todo acessório elétrico autorizado pelo BC, para instalação em compartimentos de bombas, terá
um certificado gravado no envoltório ou em plaqueta a ele presa, ou presa em local adjacente, com o seguinte dizer: “Autorizado para uso em compartimento de bombas”. Todos os espaços fechados, adjacentes aos tanques de carga, terão iluminação igual à dos compartimentos de bombas. Todas as carcaças e envoltórios de todos os equipamentos elétricos, instalados em navios-tanque, serão de metal e, sempre que possível, revestidos de material isolante, não inflamável e não higroscópico. Nos casos de iluminação e seus acessórios, admite-se a substituição do metal por material não inflamável, mediante aprovação do BC. Por outro lado, a fabricação dos equipamentos elétricos será feita de modo que lhes dê uma estrutura de metal e mecanicamente robusta. Todos os casos não previstos nesta Regra terão de ter aprovação do BC, para o que deverão ser remetidos planos com detalhes, incluindo especificações de segurança.
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As embarcações de passageiros deverão ter suas instalações elétricas projetadas de modo que fique garantida a segurança, o funcionamento e o rendimento da instalação. A instalação elétrica de uma embarcação de passageiros será feita com distribuição por dois quadros principais, de modo que a embarcação mantenha sua operação eficaz, com todas as manobras possíveis com alimentação por um dos quadros, independentemente do outro. Se, todavia, o tipo de embarcação considerando-se suas dimensões, não suportar a instalação de dois quadros, a distribuição poderá ser feita apenas por um, devendo esse único quadro ser dividido em duas partes, de modo que os equipamentos sejam alimentados alternadamente por uma ou por outra parte, mantendo a manobra completa e eficaz da embarcação. Os geradores de emergência devem ter partida automática. Para isso, suas máquinas motrizes terão motores de arranque de partida automática, com queda ou falha de tensão no sistema principal, dispondo, também, de partida manual. As máquinas motrizes serão constituídas de motores Diesel que disporão de baterias próprias para partida de seus motores de arranque. Se forem usados grupos de baterias de socorro, serão instalados dispositivos automáticos que permitirão às baterias alimentarem os circuitos de socorro no caso de falta de alimentação principal. Os motores Diesel dos geradores de emergência e dos geradores de socorro terão um tanque próprio de combustível. O BC faculta-se ao direito de exigir outros detalhes de segurança não previstos nessas Regras.
9.43 - PROVAS DAS MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
Os motores e geradores elétricos deverão ser submetidos aos testes abaixo mencionados, de preferência ainda nos respectivos fabricantes. 9.43.1 - Prova de Aquecimento - Nesta prova, as máquinas elétricas devem funcionar com suas respectivas cargas nominais, durante um período de tempo suficientemente longo para que seja alcançado o equilíbrio térmico da máquina, no qual a temperatura da máquina se estabilizará ou subirá no máximo de 1 grau por hora. Esta temperatura de equilíbrio deve ser menor que a temperatura máxima permissível para funcionamento do equipamento em causa. 9.43.2- Prova de Funcionamento - Durante a prova de funcionamento serão aplicadas as sobrecargas abaixo indicadas e serão observados os comportamentos das máquinas elétricas testadas, não devendo elas apresentar avarias ou deformações nas bobinas, nem grandes variações nas tensões e freqüências nominais. Os geradores e motores que se destinam a serviço contínuo deverão suportar as seguintes sobrecargas de corrente: a) Geradores - Deverão suportar uma sobrecarga de 50%, durante um minuto, e uma sobrecarga
contínua de 25%, durante um intervalo de tempo de: Uma hora, para geradores de 7,5 KW ou mais. Meia hora, para geradores de 3 a 7,5 KW. Quinze minutos, para geradores com menos de 3 KW.
b) Motores - Deverão suportar uma sobrecarga de 50%, durante um minuto, e uma sobrecarga contínua de 25%, durante um intervalo de tempo de: Uma hora, para motores de 10 HP ou mais. Meia hora, para motores de 3 a 10 HP. Quinze minutos, para motores de menos de 3 HP. Não se aplicam sobrecargas contínuas nas máquinas elétricas totalmente fechadas e nas que se destinam a serviços de curta duração. Os comutadores com um ângulo fixo de calagem nas escovas devem funcionar satisfatoriamente com uma sobrecarga de 20%, durante uma hora.
9.43.3 - Prova de Dielétrico - Nesta prova se aplicará às máquinas elétricas rotativas novas, depois da prova de aquecimento, uma alta tensão alternada de freqüência compreendida entre 25 e 100 ciclos; esta tensão será aplicada de forma progressiva até atingir o valor indicado a seguir, o qual deverá ser aplicado, durante um minuto, entre cada enrolamento e a massa a que estão ligados os demais enrolamentos que não estão em prova. a) Máquina de potência menor que 3HP, KW ou KVA: se aplicará uma tensão nominal, num mínimo
de 2 000V. b) Máquina de potência superior a 3HP, KW ou KVA: se aplicará uma tensão de 1 000V + o dobro
da tensão nominal, num mínimo de 2 000V. c) Enrolamentos de excitação e enrolamentos de excitatrizes dos geradores síncronos: se aplicará
uma tensão nominal, num mínimo de 1 500V e num máximo de 3 500V. d) Enrolamentos de excitação dos motores síncronos e comutatrizes que arrancam como motores
assíncronos: se aplicará uma tensão de 10 vezes a tensão de excitação, num mínimo de 1 500V
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e num máximo de 3 500V, quando o circuito indutor for aberto, com Y dividido; no caso do Y não ser dividido, se aplicará uma tensão de 500 volts, quando a voltagem de excitação for de até 275 volts, e uma tensão 8 000 volts, quando a voltagem de excitação for maior que 275V.
9.43.4 - Prova de Isolamento - Será feita com a máquina em sua temperatura normal de funcionamento, de preferência depois da prova dielétrica. Durante a prova, se aplicará à máquina uma corrente contínua de 500 volts. A resistência do isolamento não será menor que: Tensão Nominal / 1000 megohms 9.43.5 - Provas Abreviadas - Quando há máquinas em duplicatas, se estas forem de menos de 50KW ou HP podem ser feitas provas abreviadas, fazendo-se apenas uma prova de funcionamento sem carga, para observar-se o comportamento, tanto mecânico como elétrico, da máquina, e, em seguida, será feita a prova de dielétrico e a de resistência de isolamento.
9.44 - PROVA DE MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
As máquinas elétricas estáticas, tais como as máquinas elétricas rotativas, serão submetidas, ainda no fabricante, na presença de um inspetor do BC, aos seguintes testes: 9.44.1 - Prova de Aquecimento - Nesta prova, as máquinas elétricas estáticas devem funcionar com as suas respectivas cargas nominais, durante um período de tempo suficientemente longo para que seja atingido o equilíbrio térmico, no qual a temperatura da máquina se estabilizará ou não variará mais de 10o C, em um intervalo de tempo de 1 (uma) hora. Esta temperatura de equilíbrio não deverá ser superior aos valores limites na tabela que se segue:
Aumento médio de temperatura em °C, medido pela variação de resistência dos enrolamentos, conectados entre os bornes
Tipo Circulação de óleo Resfriado Classe do Isolante A B
Seco - Ar 50oC 70oC
Submerso em Óleo Natural Ar 55oC - Forçada Ar 60oC - Forçada Ar 65oC -
Para os tipos submersos em óleo, temos um aumento de temperatura de 45o C, por termômetro. O aquecimento medido com termômetro, na superfície externa não deve ser maior que o aquecimento permitido para os adjacentes. Os limites de aumento de temperatura, dados na tabela anterior, são aumentos de temperatura sobre as temperaturas do ar, para os resfriados a ar, e sobre a temperatura da água, para os resfriados a água; considera-se como sendo as temperaturas nominais de ar e da água, 45oC e 30oC, respectivamente. 9.44.2 - Prova de Dielétrico - Nesta prova se aplicarão às máquinas elétricas estáticas, de preferência logo depois da prova de aquecimento, uma alta tensão alternada, de freqüência compreendida entre 25 e 100 ciclos. Deve-se, porém, quando possível tomar a freqüência de serviço do transformador. O valor da tensão de prova será de 1000 + 2 x Tensão de regime, entre condutores. A tensão de prova será aplicada, durante um minuto, entre o enrolamento em prova e os outros enrolamentos ligados entre si e à cuba ou enrolamento do transportador que será ligado à terra. 9.44.3 - Prova de Tensão Induzida - Nesta prova, será utilizada uma fonte exterior de tensão, com um valor igual ao dobro da tensão nominal com o mesmo número de fases que o transformador em prova e com uma freqüência, também o dobro da freqüência nominal, a fim de não sobrepassar a indução usual. Esta prova proporciona testar o isolamento entre um enrolamento separado e os pares adjacentes, bem como o isolamento entre espirais e bobinas. Aplica-se alta tensão, durante um minuto. Se, porém, o valor da freqüência da fonte exterior for maior que o dobro da freqüência nominal, a duração da prova, em segundos, será:
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60 x (2 x freqüência nominal / freqüência de prova),
com uma duração mínima de 15 segundos.
9.45 - PROVAS DOS QUADROS ELÉTRICOS Os quadros elétricos, ainda no fabricante, serão submetidos às provas dielétricas de todos os seus circuitos e de resistência de isolamento. 9.45.1 - Prova Dielérica - Todos os circuitos de um quadro elétrico devem ser submetidos, nesta prova, a uma alta tensão de freqüência compreendida entre 25 a 100 ciclos, cujo valor é de 100 volts + 2 x voltagem nominal.
A alta tensão, com o valor acima especificado será aplicada, durante um intervalo de tempo de 1 minuto, entre cada um dos pólos de um circuito e o conjunto dos demais pólos deste circuito; entre todos os outros pólos dos demais pólos deste circuito, e entre todos os outros pólos dos demais circuitos, unidos entre si e a massa. Durante a prova, estarão ligados todos os aparelhos de corte e proteção e desligados os aparelhos de medida. Quando a tensão nominal for de 50 volts ou menos, se aplicará uma alta tensão de 450 volts.
9.45.2 - Prova de Resistência de Isolamento - Esta prova será feita logo em seguida à prova dielétrica. Ela será feita com as proteções automáticas e interruptores abertos; aparelhos de medida e lâmpadas-piloto, desmontados. Nessa prova, será aplicada uma corrente contínua de 500 volts e se medirá a resistência de isolamento entre cada barra isolada e a terra, bem como entre cada barra isolada e a barra conectada ao outro pólo ou pólos. As resistências de isolamento encontradas não devem ser inferiores a um megohm.
9.46 - PROVA DOS CABOS ELÉTRICOS
Os cabos elétricos devem ser submetidos, ainda nas oficinas do fabricante, às provas que se seguem na presença de um inspetor do BC, toda vez que for julgado conveniente.
9.46.1 - Prova de Dielétrico - Nesta prova, que será feita em todo o comprimento do cabo, será aplicada, na temperatura ambiente, uma tensão alternada de freqüência compreendida entre 25 e 100 ciclos, durante quinze minutos, entre o fio e a água na qual o condutor deve estar mergulhado, pelo menos, uma hora antes da prova. Uma exceção é feita aos cabos com forro metálico, que necessitam ser submersos. Neste caso a tensão é aplicada entre os condutores. O valor da tensão de prova tira-se da tabela que se segue:
Tensão Nominal Tensão da Prova
250 V 1 500 V
660 V 3 000 V
1 100 V 3 500 V
3 300 V 10 000 V
6 600 V 16 000 V Se for necessário usar na prova uma tensão contínua em vez de alternada, os valores de tensão de prova dados acima devem ser duplicados. 9.46.2 - Medida de Resistência de Isolamento - Em seguida à prova de rigidez elétrica, deve ser feita em todos os cabos elétricos uma prova de medida de resistência de isolamento. Nesta prova, será aplicada ao cabo uma tensão contínua de 500 volts, da mesma forma como foi aplicada na prova anterior, durante um intervalo de tempo não menor que um minuto e, em seguida, será feita a medida de resistência de isolamento entre os fios dos vários condutores e a água na qual estão submersos ou a armação metálica, no caso de cabos com forro metálico.
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No caso de cabos com isolamento termoplástico, a tensão deve ser aplicada, no mínimo, durante 5 minutos para obter-se melhores resultados. Os valores da resistência de isolamento encontrados devem estar de acordo com a tabela que se segue:
Temperatura Fator Temperatura Fator
10 0.77 16 1.02
11 0.81 17 1.06
12 0.85 18 1.11
13 0.89 19 1.17
14 0.94 20 1.23
15 0.97 21 1.29 De acordo com a temperatura da água em que foi submerso o cabo durante a prova, a qual deve estar compreendida entre 10 e 20oC, aplica-se à resistência de isolamento encontrada uma correção para corrigi-la para a temperatura padrão de 15,6oC. As provas dos elementos constituintes dos cabos elétricos obedecerão às normas da ABNT.
9.47 - TESTES FINAIS
Independentemente dos testes já citados, e que devem ser feitos nas oficinas dos fabricantes, toda instalação elétrica nova ou reformada deve ser testada, cuidadosamente, pelo inspetor do BC, antes de ser posta em operação. O inspetor medirá a resistência de isolamento dos diferentes circuitos e equipamentos, aplicando uma tensão de corrente contínua de 500 volts, e devem ser encontrados valores compatíveis com os dados que se seguem. 9.47.1 - Circuito de Luz e Força - Cada circuito deve ter uma resistência de isolamento entre cada condutor e a terra de, não menos que: Cargas até : 5 amperes, aterramento de : 2 megohms Cargas até : 10 amperes, aterramento de : 1 megohms Cargas até : 25 amperes, aterramento de : 0.4 megohms Cargas até : 50 amperes, aterramento de : 0.25 megohms Cargas até : 100 amperes, aterramento de : 0.1 megohms Cargas até : 200 amperes, aterramento de : 0.05 megohms Cargas de mais de : 200 amperes, aterramento de : 0.025 megohms Se necessário para obter resistência desejada, cada um dos dispositivos ligados pode ser desligado, subdividindo-se a instalação para a prova. 9.47.2 - Circuitos de Comunicações Interiores
a) Resistência de Isolamento - Nos circuitos com 115 volts ou mais, a resistência de isolamento encontrada entre condutores ou entre cada condutor e a terra, não deve ser menor que 1 (um) megohm. Nos circuitos com menos de 115 volts, a resistência de isolamento encontrada entre condutores ou entre cada condutor e a terra, deve ser, no mínimo, de 1/3 de megohm. Se necessário, pode-se, igualmente, sub-dividir a instalação para obter-se a resistência de isolamento desejada.
b) Grupos geradores - Deve ser testada a operação do dispositivo para evitar velocidade excessiva, do regulador de velocidade do motor, dos dispositivos sincronizadores, desconectador de inversão de corrente ou de inversão de potência e de sobrecarga e todos os outros dispositivos de segurança. Cada grupo gerador deve ser posto em funcionamento e mantido em sua carga nominal até que seja alcançada uma temperatura de equilíbrio, na qual a temperatura do gerador
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se mantém constante ou varia, no máximo, de 1oC em uma hora. Esta temperatura de equilíbrio deve ser menor que a temperatura máxima permissível para o gerador em uso. O gerador deve funcionar continuamente, pelo menos, durante 4 horas. Em seguida, mede-se a resistência de isolamento do gerador, não sendo aceitável um valor menor que: Tensão nominal / 1000 megohms. Deve ser observado, igualmente, o funcionamento em paralelo dos geradores e a repartição da carga.
c) Motores - Todos os motores, com seus equipamentos de controle associados, devem ser postos em funcionamento em condições normais de operação, durante um espaço de tempo suficiente, que permita que se verifique o alinhamento correto, instalação, capacidade, velocidade, sentido de rotação e temperatura de funcionamento, a qual não deve ser maior que a máxima permissível para o motor em causa. Em seguida, será medida a resistência de isolamento do motor, a qual não deve ser menor que: Tensão nominal / 1000 megohms. Motores que acionam bombas, ventiladores e cargas semelhantes, devem ser postos em funcionamento em condições as mais próximas possíveis das condições de funcionamento individuais. Motores para guinchos de carga devem ser testados levantando e abaixando suas cargas especificadas. Circuito de iluminação - Devem ser testados todos os circuitos de iluminação, para que se verifique que todas as tomadas e outros dispositivos para a iluminação estão em perfeitas condições. Deve igualmente ser testado o sistema de iluminação de emergência.
d) Sistema de comunicações - Todos os sistemas de comunicações devem ser testados cuidadosamente para que verificadas suas perfeitas condições de funcionamento. Especial cuidado deve ser dado aos sistemas vitais, elétricos ou mecânicos.
e) Prova de terra em cabos armados - Quando usamos cabos armados ou forrados de chumbo, o forro metálico deve estar convenientemente ligado à terra, devendo esta ligação ser verificada por vistoriador do BC.
f) Utilizadores essenciais - Deverão ser testados, durante um tempo suficiente para comprovação de suas características, sob todas as condições de serviço, incluindo seus acessórios de controle e segurança.
g) Gerais - Deverão ser verificadas as temperaturas, sob os diversos regimes de carga ou de serviço, das junções, conexões, disjuntores fusíveis, bem como a continuidade dos condutores de ligação com a terra, quando for o caso.
h) Queda da tensão - A fim de comprovar as quedas de tensão exigidas por estas Regras, devem ser medidas as quedas de tensões impostas pelos cabos, resistores, aparelhos etc.
9.48 - SOBRESSALENTES
A relação de sobressalentes deve estar de acordo com o prescrito pelo fabricante.
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Tabela 9.1
Área e diâmetros para fios de cobre
AWG ÁREA DIÂMETRO NOMINAL
mm2 Circular Mils mm polegada
0000 107.2 211.600.000 11.68 0.46
000 85.03 167.800.000 10.40 0.409
00 67.43 133.100.000 9.266 0.3648
0 53.48 105.500.000 8.252 0.3249
1 42.41 83.694.000 7.348 0.2896
2 33.63 66.370.000 6.544 0.2570
3 26.67 52.630.000 5.827 0.2291
4 21.15 41.740.000 5.189 0.2043
5 16.77 33.100.000 4.621 0.1819
6 13.30 26.250.000 4.115 0.162
7 10.55 20.820.000 3.665 0.1443
8 8.366 16.510.000 3.264 0.1286
9 6.634 13.090.000 2.906 0.1144
10 5.261 10.380.000 2.588 0.1019
11 4.172 8.230.000 2.305 0.09074
12 3.309 6.530.000 2.053 0.08081
13 2.624 5.170.000 1.828 0.07190
14 2.081 4.107.000 1.628 0.06488
15 1.650 3.257.000 1.450 0.0570
16 1.309 2.583.000 1.291 0.050
17 1.038 2.048.000 1.150 0.04526
18 0.8231 1.624.000 1.024 0.04030
19 0.6527 1.288.000 0.9116 0.03589
20 0.5176 1.022.000 0.8118 0.03196
21 0.4105 810.000 0.7230 0.02846
22 0.3255 642.400 0.6438 0.02535
23 0.2582 509.500 0.5733 0.02257
24 0.2047 404.000 0.5106 0.02010
25 0.1624 320.400 0.4547 0.01790
26 0.1288 254.100 0.4049 0.01594
27 0.1021 201.500 0.3606 0.01420
28 0.08098 159.800 0.3211 0.01264
29 0.06422 126.700 0.2859 0.01126
30 0.05093 100.500 0.2546 0.01003
31 0.04039 79.700 0.2268 0.00892
32 0.03203 63.210 0.2019 0.00795
33 0.02540 50.130 0.1798 0.00708
34 0.02014 39.750 0.1601 0.00630
35 0.01597 31.520 0.1426 0.00561
36 0.01267 25.000 0.1270 0.005
37 0.01005 19.830 0.1131 0.00445
38 0.007967 15.720 0.1007 0.00396
39 0.006318 12.470 0.08969 0.00353
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40 0.005010 9.888 0.07987 0.00314 Tabela 9.2
Correntes nominais para condutores, no ar livre
(em Amperes, para a temperatura de 30 oC)
AWG CABOS COM ISOLAMENTO DE :
R, RW, RU,
T, TW RH TA, V, AVB AVA, AVL AI, AIA A, AA
SB, WP,
SPW
14 20 20 30 40 40 45 30
12 25 25 40 50 50 55 40
10 40 40 55 65 70 75 55
8 55 65 70 85 90 100 70
6 80 95 100 120 125 135 100
4 105 125 135 160 170 180 130
3 120 145 155 180 195 210 150
2 140 170 180 210 225 240 175
1 165 195 210 245 265 280 205
0 195 230 245 285 305 325 235
00 225 265 285 330 355 370 275
000 260 310 330 385 410 430 320
0000 300 360 385 445 475 510 370
250 340 405 425 495 530 ..... 410
300 375 445 480 555 590 ..... 460
350 420 505 530 610 655 ..... 510
400 455 545 575 665 710 ..... 555
500 515 620 660 765 815 ..... 630
600 575 690 740 855 910 ..... 710
700 630 755 815 940 1005 ..... 780
750 655 785 845 980 1045 ..... 810
800 680 815 880 1020 1085 ..... 845
900 730 870 940 ..... ..... .... 905
1000 780 935 1000 1165 1240 ..... 965
1250 890 1065 1130 ..... ..... ..... ....
1500 980 1175 1260 1450 ..... ..... 1215
1750 1070 1280 1370 ..... ..... ..... .....
2000 1155 1385 1470 1715 ..... ..... 1405
40 0.82 0.88 0.90 0.94 0.95 ..... .....
45 0.71 0.82 0.85 0.90 0.92 ..... .....
50 0.58 0.75 0.80 0.87 0.89 ..... .....
55 0.41 0.67 0.74 0.83 0.86 ..... .....
60 ..... 0.58 0.67 0.79 0.83 0.91 .....
70 ..... 0.35 0.52 0.71 0.76 0.87 .....
75 ..... ..... 0.43 0.66 0.72 0.86 .....
80 ..... ..... 0.30 0.61 0.69 0.84 .....
90 ..... ..... ..... 0.50 0.61 0.80 .....
100 ..... ..... ..... ..... 0.51 0.77 .....
120 ..... ..... ..... ..... ..... 0.69 ..... 140 ..... ..... ..... ..... ..... 0.59 .....
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Tabela 9.3
Correntes nominais para cabos com 3 (três) condutores, no máximo (em Amperes, para a temperatura ambiente de 30oC)
AWG CABOS COM ISOLAMENTO DE
R, RW, RU, T,
TW RH
Papel, TA, V,
AVB AVA, AVL AI, AIA A, AA
14 15 15 25 30 30 30
12 20 20 30 35 40 40
10 30 30 40 45 50 55
8 40 45 50 60 65 70
6 55 65 70 80 85 95
4 70 85 90 105 115 120
3 80 100 105 120 130 145
2 95 115 120 135 145 165
1 110 130 140 160 170 190
0 125 150 155 190 200 225
00 145 175 185 215 230 250
000 165 200 210 245 265 285
0000 195 230 235 275 310 340
250 215 255 270 315 335 .....
300 240 285 300 345 380 .....
350 260 310 325 390 420 .....
400 280 335 360 420 450 .....
500 320 380 405 470 500 .....
600 355 420 455 525 545 .....
700 285 460 490 560 606 .....
750 400 475 500 580 620 .....
800 410 490 515 600 640 .....
900 435 520 555 ..... ..... .....
1000 455 545 585 680 730 .....
1250 495 590 645 ..... ..... .....
1500 520 625 700 785 ..... .....
1750 545 650 735 ..... ..... .....
2000 560 665 775 840 ..... .....
40 0.82 0.88 0.90 0.94 ..... .....
45 0.71 0.82 0.85 0.90 ..... .....
50 0.58 0.75 0.80 0.87 ..... .....
55 0.41 0.67 0.74 0.83 ..... .....
60 ..... 0.58 0.67 0.79 0.91 .....
70 ..... 0.35 0.52 0.71 0.87 .....
75 ..... ..... 0.43 0.66 0.86 .....
80 ..... ..... 0.30 0.61 0.84 .....
90 ..... ..... ..... 0.50 0.80 ....
100 ..... ..... ..... ..... 0.77 .....
120 ..... ..... ..... ..... 0.69 ..... 140 ..... ..... ..... ..... 0.59 .....
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Tabela 9.4
Tipos de isolamentos usados nas Tabelas 9.2 e 9.3
Nome Comercial Sigla Isolamento Encapamento Aplicações
Code ( Código ) R Borracha Resistente à umidade não propagador de chama, encapamento fibroso
Uso geral
Resistente à umidade RW Borracha resistente à umidade
Como R Uso geral em locais úmidos
Resistente ao Calor RH Borracha resistente ao calor Como R Uso Geral
Isolamento de látex RU Borracha 90% pulverizada sem granulagem
Como R Uso geral (de preferência em construções civis)
Isolamento termoplástico
T Composto Termoplastico não propagador de chama
Sem encapamento Uso geral dos nos. 14 a 0000 AWG
Termoplástico Resistente à umidade
TW Termoplastico resistente à umidade e a propagação de chama
Sem encapamento Uso Geral e em locais úmidos dos nos. 14 a 0000 AWG
Termoplástico e amianto TA Termoplástico e amianto Cadarço de algodão não propagador de chama
Nos quadros elétricos somente
Cambraia envernizada V Cambraia envernizada Encapamento fibroso em forro de chumbo
Locais secos a não ser os de forro de chumbo. Menores que no. 6 AWG só com permissão especial
Cambraia envernizada e amianto
AVA AVL
Amianto impregnado e cambraia envernizada
AVA cadarço de amianto. AVL cadarço de amianto com forro de chumbo
- Locais secos somente - Locais úmidos.
Amianto e cambraia envernizada
AVB Amianto impregnado e cambraia envernizada
Cadarço de algodão resistente à propagação de chama (quadros elétricos)
Locais secos somente
Amianto A Amianto Sem cadarço de amianto Locais secos somente p/ aparelhos de tensão nominal de 300V
Amianto AA Amianto Com cadarço de amianto Para fios exteriores, da igual a A
Amianto AI Amianto impregnado Sem cadarço de amianto Como em A
Amianto AIA Amianto impregnado Com cadarço de amianto Como em AA
Queima lenta SB três cadarços impregnados de fio de algodão, retarda
Capa externa com acabamento liso e duro
P/uso somente em local onde a temperatura ambiente exceda os valores permitidos p/ condutores de encapamento de borracha ou cambraia envernizada
Queima lenta SBW Duas camadas impregnadas de fio de algodão
Cobertura externa retardadora de fogo
P/ uso somente em locais secos e fiação exterior
Resistente a variações de temperatura
WP No mínimo 3 camadas de cadarços de algodão impregnado ou equivalente
Pode ser usado para fração interior somente com permissão especial
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Tabela 9.5
Corrente Alternada (para valores dados em Amperes, para tensões de até 600 Volts)
NOTA: Para cabos até 700.000 circular mil, os valores nominais para corrente alternada são os mesmos que para corrente contínua.
Área em circular mils
Isolado com borracha
Isolado com cambraia
envernizada
Condutores anulares isolados com cambraia
envernizada
2.000.000 933 1020 1280 1.750.000 857 950 1160 1.500.000 770 890 1050 1.250.000 682 790 900 1.000.000 588 705 770 950.000 568 681 ..... 900.000 548 657 703 850.000 527 633 ..... 800.000 506 607 635 750.000 485 582 600 700.000 463 555 .....
OBS.: Para tensões maiores que 600 volts, os valores nominais devem decrescer de 2%, para cada 1.000 volts do aumento sobre 600 volts..
Tabela 9.6
Fator de Serviço de motores normais
Potência ( CV ) Fator de Serviço
1/20 1.40 1/12 1.40 1/8 1.40 1/6 1.35 1/4 1.35 1/3 1.35 1/2 1.25 x 3/4 1.25 x 1 1.25 x
1 1/2 1.20 x 2 1.20 x
3 e maiores 1.15 x
OBSERVAÇÕES: 1- Os fatores de serviço assinalados com um (x) não se aplicam - quando se tratar de motores de gaiola de esquilo polifásicos de média potência - aos motores de escorregamento alto (deslizamento alto); 2- Deve esperar uma pequena diferença entre o funcionamento com carga nominal e o funcionamento com a carga permissível indicada pelo fator de serviço.
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Tabela 9.7 Código de cores para identificação de condutores, adotada pela AIEE.
COR BASE COR DO TRAÇO COR DO TRAÇO
1 Preto 2 Branco
3 Vermelho
4 Verde 5 Laranja 6 Azul
7 Branco Preto 8 Vermelho Preto 9 Verde Preto
10 Laranja Preto 11 Azul Preto 12 Preto Branco
13 Vermelho Branco 14 Verde Branco 15 Azul Branco
16 Preto Vermelho 17 Branco Vermelho 18 Laranja Vermelho
19 Azul Vermelho 20 Vermelho Verde
21 Laranja Verde
22 Preto Branco Vermelho 23 Branco Preto Vermelho 24 Vermelho Preto Branco
25 Verde Preto Branco 26 Laranja Preto Branco 27 Azul Preto Branco
28 Preto Vermelho Verde 29 Branco Vermelho Verde 30 Vermelho Preto Verde
31 Verde Preto Laranja 32 Laranja Preto Verde 33 Azul Branco Laranja
34 Preto Branco Laranja 35 Branco Vermelho Laranja 36 Laranja Branco Azul
37 Branco Vermelho Azul 38 Marrom
39 Marrom Preto
40 Marrom Branco 41 Marrom Vermelho 42 Marrom Verde
43 Marrom Laranja 44 Marrom Azul
NOTA: O terceiro condutor (usado para ligação à terra) deverá ser verde, em lugar de vermelho, quando for usado o cordão flexível num círculo de corrente alternada ou de corrente contínua.
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Tabela 9.8
Fatores de correção para agrupamentos de cabos
Quantidade de Cabos Ao Ar Livre Em Espaço Confinado
3 1.0 0.85 6 0.9 0.75 9 0.82 0.67
12 0.78 0.60 OBS.: Os valores dos fatores dados por esta tabela são aproximados. O espaçamento entre os cabos considerados deve ser, no mínimo, igual ao diâmetro dos referidos cabos.
Tabela 9.9
Tempo de funcionamento para Geradores de Emergência
Tempo Mínimo ( Horas ) Navios de Passageiros Navios Cargueiros Navios de Longo curso ou Cabotagem de 100 até 1600 TPB. 12 (x) Acima de 1600 TPB 36 12 Lacustres ou Navios que naveguem mais de 3 milhas da costa 8 8 Navios que navegam a menos de 3 milhas da costa 3 3 Barcas de travessia acima de 1 hora 2 - Barcas de travessia até 1 hora 1 - Embarcações fluviais ou para navegação em estreitos e baias: - Barcas de travessia acima de 1 hora 2 - - Barcas de travessia até 1 hora 1 - - Outras embarcações 3 3
OBS.: (x) - Lanternas de segurança aprovadas pelo BC poderão ser usadas para iluminação de emergência.
Tabela 9.10 Limites de elevação de temperatura para geradores de Corrente Contínua
Isolamento Classe A Isolamento Classe B
Temperatura ambiente à 50oC Temperatura ambiente à 50oC Contínua No fim de 2 horas Contínua no fim de 2 hs de sobrecarga de sobrecarga 1)Todos os enrolamentos isolados, exceto os do item seguinte. 40 55 60 75 2)Enrolamentos de campo de simples camada com superfícies isoladas expostas e enrolamentos de cobre nu. 50 65 70 85 3)Núcleos e partes mecânicas em contato ou adjacentes a isolamento. 40 55 60 75 4)Comutadores e anéis coletores. 55 65 75 85 5)Prata germânio ou “grade shunt” nos enrolamentos de campo série. 175 175 6)Mancais 35 40
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Tabela 9.11
Limites de elevação de temperatura para alternadores (temperatura ambiente de 50oC)
Determi- Geradores de Pólos Geradores Tipo
nado Salientes Turbina
por Isolamento Isolamento Isolamento Isolamento
Classe A Classe B Classe A Classe B
1) Enrolamentos de armadura de
geradores de 1500 KVA e menos Termômetro 40 60
2) Idem para geradores de 750 KVA
e menos Termômetro 40 60
3) Enrolamentos de armadura com
2 lados de bobina por ranhura no Detector
estator dos geradores de 1500 KVA Embutido 50 20
4) Idem, dos geradores acima de Detector
750 KVA Embutido 50 70
5) Enrolamentos de campos isolados Resistência 50 70 80
6) Anéis Coletores Termômetro 55
7) Núcleo e partes mecânicas em
contato ou adjacentes a isolamento Termômetro 40 60 40 60
8) Mancais Termômetro 35 40 35 40
Obs.: Para geradores podendo operar durante 2 horas
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Tabela 9.12
Limites de elevação de temperatura para motores de Corrente Contínua (Método do termômetro)
Parte do Motor Tipo de Invólucro Limite de Observação
Isolamento Classe A Isolamento Classe B
40oC de 50oC de 40°C de 50°C de
Temp. Temp. Temp. Temp.
ambiente ambiente ambiente ambiente
Todos os enrolamentos
isolados, menos item Aberto e
seguinte Semi-fechado 50 40 70 60
Totalmente fechado 55 45 80 65
Enrolamento de campo
de simples camada,
com superfície isolada e Aberto e Semi-fechado 60 50 80 70
enrolamentos de cobre nú Totalmente fechado 65 55 85 75
Núcleos e partes
mecânicas em contato
com ou sem Aberto e Semi-fechado 50 40 70 60
adjacentes à isolamento Totalmente fechado 55 45 75 65
Comutadores e anéis
coletores. A classe de
isolamento se refere a
isolamento afetado pelo
calor do comutador, qual
isolamento é empregado
na construção do
comutador ou a ele adjacente Todos os Tipos 65 55 85 75
Mancais Aberto e semi-fechado 40 35 45 40
Totalmente fechado 45 40 50 45
NOTA: Quando for empregado isolamento da classe H os limites de elevação de temperatura são de 40oC a mais do que os valores dados para a classe B. As temperaturas dadas para isolamento da Classe H são baseadas unicamente considerando-se este tipo de isolamento. Sucessivas operações das máquinas nessas temperaturas requerem considerações especiais para mancais, buchas, lubrificação, etc., com 25% de sobrecarga, a temperatura no fim deste período de sobrecarga, não pode exceder de mais de 15oC dos valores, exceto para anéis coletores. Quando for empregado isolamento da Classe H os limites de elevação de temperatura são de 40oC a mais que os dados para a Classe B. As temperaturas dadas para isolamento da Classe H são baseadas unicamente considerando-se este tipo de isolamento. Sucessivas operações das máquinas nessas temperaturas requerem considerações especiais para mancais, buchas, lubrificação, etc...
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Tabela 9.13
Limites de elevação de temperatura para motores de Corrente alternada (Método do termômetro)
Parte do Motor Tipo de invólucro Limite de Observação oC Isolamento Isolamento Classe A Classe B
40oC de 50°C 40°C 50°C temp. temp. temp. temp. ambiente ambiente ambiente ambiente Enrolamentos esferas, núcleos e partes mecânicas Todos, exceto em contato com ou sem totalmente fechado 50 40 70 60 adjacente e isolamento Totalmente fechado 55 45 75 65 Anéis coletores, comutadores. A classe de isolamento se refere a isolamento afetado pelo calor do comutador qual isolamento é empregado na construção do comutador ou a ele adjacente Todos 65 55 85 75 Mancais Aberto e Semi-aberto 40 35 45 40 Totalmente Fechado 45 40 50 45
NOTA: - Enrolamentos de gaiola de esquilo e partes mecânicas não em contato com ou adjacente a
isolamento pode atingir tais temperaturas que não sejam lesados de maneira alguma. - Quando for empregado isolamento da classe H os limites de elevação de temperatura são de
40oC a mais do que os valores dados para a classe B. As temperaturas dadas para isolamento da classe H são baseadas unicamente considerando-se este tipo de isolamento. Sucessivas operações as máquinas nessas temperaturas requerem considerações especiais para mancais, buchas, lubrificação, etc.
Tabela 9.14
Dimensões de barras horizontais para várias correntes
Dimensões (pol) Amperes Amperes / pol2 Dimensões (pol) Amperes Amperes / pol2
1 x 1/4 433 1732 2 ½ x 1/2 1500 1200 1 ¼ x 1/4 530 1696 2 ½ x 5/8 1715 1097 1 ½ x 1/4 626 1669 2 x 1/2 1222 1222 1 ¾ x 1/4 725 1657 0000 AWG 267 1606 1 ¼ x 3/8 676 1442 ½ de circunferência 305 1552 1 ½ x 3/8 798 1418 5/8 de circunferência 426 1388 1 ¾ x 3/8 916 1395 ¾ de circunferência1 560 1267 2 x 3/8 1035 1380 1 de circunferência 861 1097
2 ¼ x 3/8 1154 1367
Obs.: a) Quando os valores de correntes forem maiores que os da Tabela, devem ser montadas barras
laminadas constituídas de barras delgadas, separadas uma das outras para dar uma maior superfície radiante.
b) As correntes nominais foram calculadas na base de 50% do fator de carga para densidades nas
quais, sob condições médias de radiação, dariam 10o C de elevação de temperatura. Com fator de carga de 100%, as densidades de corrente devem ser divididas por 2.
c) Para barras verticais os valores de corrente devem ser reduzidos de 15 a 20%.
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SEÇÃO 10
SOLDAGEM Será usada nestas Regras a terminologia de soldagem elétrica da norma ABNT NBR 5874 – “Soldagem elétrica – Terminologia”.
10.1 - SOLDAS DE TOPO
As dimensões e formas das bordas a serem unidas deverão ser de forma a assegurar fusão completa e penetração total na base da emenda. Nas soldas de topo com soldagem dupla, o metal é depositado em ambos os lados, quer a emenda seja do tipo simples ou de duplo chanfro. Na soldagem manual, o lado oposto deverá ser preparado, por esmerilhamento ou outra forma de limpeza, para assegurar soldagem correta na base do primeiro cordão colocado. A soldagem em cada lado da chapa deverá ser mais alta que a chapa, em 1,5 mm, pelo menos, nas chapas até 15 mm, e de 3 mm, para chapas acima de 15 mm de espessura. Nas soldas de topo com soldagem singela, é feito o chanframento de um só lado, com o metal depositado deste lado. As bordas a serem unidas devem estar cuidadosamente alinhadas e o aumento da espessura da chapa não deve ser menor do que 1,5 mm. Esse tipo de união é considerada equivalente a uma união de topo com soldagem dupla, quando for conseguida penetração completa e reforço em ambos os lados da união. No acabamento da união soldada, é de importância excepcional que não ocorram depressões ou sulcos ao longo da borda, ou no centro do cordão, e o metal depositado deve ser liso e uniformemente fundido junto à superfície da chapa. O aumento da espessura exigido para as soldas de topo, com soldagem dupla e soldagem simples destina-se a refinar a estrutura de soldagem e pode ser removido após a soldagem para dar um acabamento liso, plano com a chapa.
10.2 - SOLDAS SOBREPOSTAS
Onde são autorizadas, as uniões sobrepostas devem ser feitas com sobreposição de, não menos, quatro vezes a espessura da chapa mais fina, exceto para os casos de fundos soldados em cilindros.
10.3 - TAMPAS ABAULADAS
Tampas abauladas, côncavas para a pressão, a serem soldadas de topo, e tampas flangeadas de fornalha, a serem soldadas em ângulo, deverão ter um comprimento de flange não menor que 25mm, para tampas não acima de 600 mm de diâmetro externo, e não menor de 35mm, para tampas acima de 600 mm de diâmetro. As tampas abauladas, quando encaixadas externa ou internamente ao cilindro, deverão ter um ajuste apertado, antes da soldagem. Para formas permitidas de ligações soldadas de tampas a cilindros, ver figuras 11.1 e 11.2, da Seção de Caldeiras. O projeto de um reservatório soldado, tipo 1 ou 2, deve ser tal que a solda não seja submetida a esforços diretos de flexão. Juntas de quina deverão ser evitadas, a menos que as chapas que compõem os cantos sejam suportadas independentemente. Todas as soldas nas entradas de recipiente deverão ser equivalentes às necessárias uniões do recipiente a que estão ligadas. Nas figuras 11.1 e 11.2 estão especificados os tipos permitidos de conexões.
10.4 - TÉCNICAS DIFERENTES
A construção soldada por técnicas diferentes só é permitida de acordo com o uso a que se destine, bem como seguindo as instruções da seção referente a caldeiras. A fabricação deverá obedecer aos desenhos aprovados e de acordo com o estabelecido nestas Regras. Os fabricantes deverão ser responsáveis pela qualidade do serviço, e quando for necessária uma inspeção mais acurada, de acordo com as presentes prescrições, o perito deverá verificar se o método e a execução, bem como o material, cumprem as especificações e os projetos.
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10.5 - SOLDA POR FUSÃO
Perfis, chapas ou tubos a serem soldados por fusão devem ser cortados na medida correta, e quando for necessário curvá-los, não se deverá fazer por pancadas, e, sim, por pressão gradual. As bordas das emendas não deverão estar desniveladas por mais de uma quarta parte da espessura, e, no máximo, deverão ser de 3mm, para costuras longitudinais e, de 6mm, para costuras circunferenciais.
10.6 - CHAPAS DE ESPESSURA DESIGUAL Onde chapas de espessura desigual tiverem de ser unidas de topo, a borda da chapa mais grossa deverá ser biselada, a partir de quatro vezes a diferença de espessura, de forma que as chapas fiquem com a mesma espessura na emenda. O comprimento do biselado pode incluir a largura do cordão de solda.
10.7 - PREPARO DAS SUPERFÍCIES As superfícies das peças a soldar devem estar livres de ferrugem e graxa até, pelo menos, 15mm da borda de soldagem. Quando for necessário depositar metal sobre uma superfície já soldada anteriormente, toda a oxidação ou escória deverá ser retirada para evitar inclusão de impurezas. Se por alguma razão a soldagem for interrompida, deverá ser feita uma completa fusão no recomeço da solda.
10.8 - COMPOSIÇÃO E FALHAS O projeto deverá ser seguido na construção, devendo os materiais obedecerem às especificações. Na soldagem usual o aço carbono não deverá ter acima de 0,35% de carbono, a não ser em caso de aprovação especial. Furos, rachaduras e outras falhas, deverão ser reparados somente por corte, usinagem ou corte, por maçarico, e ressoldando. Os cilindros de caldeiras e de recipientes que necessitem eliminação de tensão deverão ser retratados depois que os consertos forem feitos. Após os consertos, o cilindro, recipiente ou tubo, será novamente aprovado hidrostaticamente, como da primeira vez. Eliminação de tensões em estruturas construídas em aço carbono comum deverá ser feita pelo aquecimento uniforme e lento, a 620oC ± 25oC, mantendo essa temperatura pelo período de, pelo menos, uma hora para cada 10mm de espessura do material, e fazendo um esfriamento lento numa atmosfera parada, até uma temperatura não superior a 300oC. O tratamento pode ser feito pelo aquecimento da estrutura completa como um conjunto ou pelo aquecimento de uma seção completa contendo as partes a serem tratadas. A temperatura do processo deverá ser controlada, ao menos, por 2 pirômetros para evitar possibilidade de erro. A eliminação de tensões em recipientes ou em suas partes fabricadas com materiais resistentes à corrosão, aplicadas sobre a superfície ou já incorporadas ao material por laminação, deverá ter indicações especiais. O método de eliminação de tensões e de tratamento térmico em aços deverá ser comprovadamente adequado para o material usado. As conexões soldadas a aberturas podem ser usadas num recipiente, depois do tratamento para eliminação de tensões, nos casos em que as soldas de fixação externas e internas não excedem a 10mm de medida diagonal, ou quando o diâmetro da abertura no corpo do recipiente não exceder a permitida para uma abertura não reforçada, ou não exceder a 50mm, valendo o valor menor. Niples ou outras ligações soldadas para as quais a eliminação de tensões é necessária, podem ser tratados localmente pelo aquecimento de uma faixa circular em volta do recipiente, tendo a conexão no meio da faixa, que deverá ter, pelo menos, 12 vezes a espessura da chapa do recipiente, e de tal maneira que a faixa inteira seja levada à temperatura especificada e mantida conforme necessário. Solda de vedação por meio de um cordão fino, sem posterior eliminação de tensão, pode ser aplicada para assegurar vedação de conexões onde a construção é tal que a solda não receba esforço, mesmo que a estrutura em si deva sofrer eliminação de tensões de acordo com estas Regras. Soldagem intermitente, como descrita a seguir, pode ser permitida sem eliminação de tensões subseqüentes, mesmo que a estrutura deva ser tratada.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – SOLDAGEM ............................. SEÇÃO 10 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 408 10.9 - DIVISÕES INTERNAS
Solda intermitente para fixação de divisões internas e correlatos, bem como orelhas para suportes de revestimento, pode ser permitida, desde que a espessura da solda na diagonal não exceda a 6mm, e que os cortes de solda não tenham mais de 80mm de comprimento, com a distância de centro a centro não menor do que 150mm. Nota: Ver também ABNT - NBR 8420/84.
10.10 - PROVAS RADIOGRÁFICAS
A prova radiográfica de recipientes ou suas partes construídas de liga metálica, revestidos de material resistente à corrosão, por chapa metálica ou por aplicação posterior, será objeto de indicações especiais. Soldas de topo de niples embutidos deverão ser radiografadas quando usadas em recipiente, ou sua parte, para o qual seja necessária a radiografia, ou cujas uniões soldadas devam seguir os dados da seção de caldeiras e ampolas. Soldas de fixação de niples e aberturas de acesso, que não sejam soldadas de topo em ambos os lados, dispensam a radiografia. Uniões feitas na fabricação de niples, coletores, etc., deverão ser radiografadas quando destinadas à instalação em um recipiente, ou suas partes que necessitem de ser radiografadas, ou cujas uniões soldadas obedeçam as indicações da seção de caldeiras e ampolas, exceção feita a uniões de topo circunferenciais de niples e coletores, não maiores que 250mm de tamanho nominal, ou 28mm de espessura na parede, as quais não necessitam ser radiografadas. As provas radiográficas serão feitas seguindo a técnica adequada e deverão obedecer a padrões pré-fixados, conforme as normas da ABNT. Serão considerados de feitos eliminatórios: a) rachadura, falta de fusão ou falta de penetração; b) bolhas finas de ar ou de escória, cujo tamanho seja maior que 5mm, para espessura da chapa até 20mm, ou maior que 0,30 vezes a espessura, para chapas de 20mm até 60mm, ou maior do que 20mm, para espessuras acima de 60mm. Dever-se-à tomar a espessura da chapa mais fina a ser soldada; c) grupos de escória incluída, cujo comprimento somado seja maior do que a espessura da chapa, considerando um trecho de doze vezes a espessura da chapa, a menos que a sexta parte da menor distância entre as falhas seja maior que o comprimento da maior falha; d) porosidade superior à permitida pelas normas correspondentes do “Boiler and Pressure Vessel Code”, Seção VIII (da American Society of Mechanical Engineers - ASME). Resultados das provas deverão conter os seguintes dados:
Espessura de material; Método da Radiação: raios-x ou raios gama; Distância da fonte radiadora à superfície da união; Distância da película à mesma superfície ; Tipos de calibres ou medidores de penetração, usados; Tubos - Em casos de ligação de tubo, outra prova adequada poderá ser usada no lugar da radiografia.
10.11 - SOLDA POR FUSÃO PARA CALDEIRAS, etc.
Cilindros ou carcaças, outras partes de caldeiras, recipientes pressurizados, não aquecidos, tubos e conexões, etc., podem ser construídos por meio de um processo aprovado de solda por fusão, de acordo com as especificações que se seguem, desde que se obedeçam em todos os aspectos as recomendações de outros capítulos destas regras referentes a Bombas, Tubos, Caldeiras e recipientes sob pressão.
10.12 - CLASSIFICAÇÃO DE ELETRODOS E SOLDADORES
A soldagem de qualquer serviço deve ser precedida da comprovação por parte do fabricante de que os eletrodos e métodos são aprovados pelo BC e que seus soldadores estão devidamente qualificados. Para tanto, ver as especificações para provas de eletrodos, para métodos de soldagem e para soldadores. A finalidade do conjunto permite separar os tipos de trabalho de soldagem que deverão seguir prescrições especiais, além das regras gerais desta seção.
10.13 - SOLDAGEM DE CALDEIRAS
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Todas as uniões deverão ser de topo com soldagem dupla, com chanfro duplo ou singelo, exceto onde uma união de topo com soldagem simples for equivalente à de soldagem dupla. Niples e conexões diversas são permitidos. Chapas de fechamento de tampas de caldeiras e superaquecedores, e tampas planas para outros recipientes pressurizados, podem ser fixados por soldagem. As uniões longitudinais de fornalhas corrugadas podem ser soldadas por fusão. O exame radiográfico das soldas não é exigido, mas será aceito no lugar da prova normalmente necessária. Todos os cordões circunferenciais, longitudinais e da tampa, deverão ser examinados radiograficamente em todo o seu comprimento. Todas as uniões soldadas a serem radiografadas deverão ser preparadas para que as irregularidades e ondas da superfície em ambas as faces sejam removidas por qualquer processo mecânico, até que o contraste resultante na radiografia não encubra ou possa ser confundido com uma falha não permitida. Também a superfície da solda deverá concordar, sem ondulação, com a superfície da chapa. A superfície convexa, acabada, do cordão da solda poderá ter uma flexa uniforme e será, no máximo, de 1,5mm para chapas até 15mm, e de 2mm, para chapas de 15 a 25mm. Para chapas acima de 50mm, a flexa máxima será de 4mm. Todas as caldeiras serão aprovadas hidrostaticamente com, pelo menos, uma sobrecarga de 50% sobre a pressão máxima de trabalho.
10.14 - RECIPIENTE SOB PRESSÃO
Serão soldados, sob as indicações que se seguem, os recipientes com pressão máxima de 40 kg/cm2, aquecidos, no máximo, até 370oC. Uniões de topo soldadas de um lado, com ou sem cobrejuntas de arremate, devem obedecer às instruções referentes a caldeiras e ampolas. Os cobrejuntas de apoio durante a soldagem, quando usados, podem ser deixados no lugar ou retirados. A soldagem sobreposta com cordão completo, dupla ou singela, com ou sem solda de tampão, deverá obedecer às regras para as carcaças pressurizadas constantes da seção de caldeiras e ampolas. Recipientes ou suas partes deverão ser submetidos a tratamento de eliminação de tensões, quando a espessura da chapa, incluindo a compensação para corrosão, em qualquer união principal no corpo ou na tampa, exceda a certos valores. Quando a união soldada liga placas que sejam de diferentes espessuras, deverá ser considerada a chapa mais fina, tanto para soldas da carcaça à tampa, como no caso de soldagem de luvas ao corpo ou à tampa. Os valores mínimos são: a) 14mm, para chapas de aço carbono nos tipos E, F e G das chapas para caldeiras. Ver seção de
regras de material, para especificação para aço para caldeiras. b) para chapa de aço carbono, nos tipos C e D de chapas para caldeiras, 25mm. Ver a
especificação para aços. c) 30mm, para todas as demais chapas que podem ser usadas em construções soldadas. d) uma espessura maior que (D + 1250) / 120, em milímetros, onde D é igual ao diâmetro interno,
em milímetros, usado para determinar a espessura necessária do recipiente, ou 500mm, adotado o maior dos dois valores.
Aços não cobertos especificamente pela seção de materiais, estarão sujeitos a indicações especiais. Na aplicação das prescrições de eliminação das tensões, a composição química dos forjados ou fundidos de aço carbono deverá ser similar às especificadas para as chapas de aço no parágrafo correspondente. Em recipientes que não necessitem de eliminações de tensões, as conexões e outros acessórios, depois de soldados por fusão, não necessitam ser submetidos à eliminação de tensões. Ver também as indicações essenciais para eliminação de tensões para niples ou outros acessórios, para os quais a mesma é necessária. Recipientes pressurizados para transporte de líquidos ou gases para pressões acima de 7 kg/cm2, deverão ser submetidos à eliminação de tensões. Ver na seção de caldeiras e ampolas, item sobre provas de materiais. Uniões de topo, com soldagem dupla ou equivalente, deverão ser examinadas radiograficamente em toda a sua extensão, nas seguintes condições: a) onde o projeto do recipiente, ou sua parte, é baseado no uso da eficiência da união, conforme os
dados das regras referentes a caldeiras e ampolas; b) quando se tratar de cordões em ângulo e outros tipos de solda usados em niples e aberturas de
acesso semelhante, que não necessitem radiografia completa; c) quando o recipiente possuir somente uniões circunferenciais entre seções (cilindros ou tampas)
sem costura, e onde as seções estão projetadas para o uso de 80% do valor da tensão
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admissível para o material, conforme a tabela correspondente do capítulo de caldeiras e ampolas.
10.15 - SOLDAGEM DE TUBOS SOB PRESSÃO ACIMA DE 10 kg/cm2
Soldagem para ligação de dois tubos, ou um tubo a um acessório, válvula ou flange: deverá ser do tipo chanfrado, para tubos acima de duas polegadas, exceção feita no caso do parágrafo seguinte. Na união de topo com soldagem singela, a penetração completa na base do cordão é necessária, o que será demonstrado pela qualificação do método adotado. Se não puder ser plenamente assegurada a penetração, a soldagem deverá incluir reforço por trás. A profundidade da solda não deverá ser inferior à espessura mínima permitida pelas especificações aplicáveis ao material, de acordo com o diâmetro e espessura do tubo usado. Reforço por trás é sempre indicado para tubos de diâmetro de 1”e superior, quando soldados de topo, união singela. Soldagem para ligar duas seções de tubos até 50mm, inclusive, pode ser feita com luvas colocadas em volta da junta e solda, e soldadas com cordões em ângulo, ou pelo uso de macho e fêmea, com soldagem de ângulo. O cobrejuntas por trás, para uniões chanfradas, pode ser dispensado em tubos abaixo de 25mm. A soldagem em tubos deverá ser feita, sempre que possível, na oficina, e as uniões executadas a bordo deverão estar em posição que permita uma soldagem correta. Pré-aquecimento - Toda tubulação de 15mm ou mais, em aço carbono, deverá ser pré-aquecida e mantida a, pelo menos, 60oC, quando a temperatura ambiente estiver abaixo de 10oC. Tubos em outros aços-liga estão sujeitos a outras indicações. Seguirão estas indicações os tubos para óleo combustível, acima de 65oC, e, para óleo lubrificante, acima de 90oC. Os tubos para água, acima de 140oC, e, para gases, acima de 250oC, também estão incluídos. Toda a tubulação de aço carbono cuja espessura seja superior a 10 mm, deverá ser submetida a eliminação de tensões, e o serão também os demais tubos de aço-liga. No caso de ligações soldadas de tubos que devam sofrer eliminações de tensões, os tubos ou acessórios adjacentes deverão ser aquecidos numa faixa circular com menos 3 vezes a largura da parte mais larga do chanfro da solda, e não menor que o dobro do reforço da solda. Em tubos de 80mm ou mais, soldas feitas seguindo as indicações deste tipo, deverão ser submetidas a exame radiográfico ou a outro método de prova permitido, caso não seja possível radiografia. As uniões soldadas na tubulação deverão ser provadas a uma pressão hidrostática, preferivelmente antes da instalação, uma vez e meia a pressão máxima de serviço. Uniões de tubulações soldadas a bordo e ligadas a caldeiras, e possível isolá-las para prova, serão provadas à mesma pressão hidrostática da prova das caldeiras, feita após a instalação. Obedeça-se também as instruções para tubulações de óleo combustível da seção de bombas e tubulação.
10.16 - SOLDAGEM DE TUBO SOB PRESSÃO ABAIXO DE 10 kg/cm2
Na soldagem de topo, com chanfros de um só lado, não é necessário cobrejuntas por trás, em todos os tamanhos, se a solda é cortada ou esmerilhada à face no lado da base. Em suspiros de tanque, tubos de drenagem e semelhantes, também se dispensa o reforço por trás. Soldagem sem execução de chanfro poderá ser usada em vez de solda com V simples, para suspiros de tanques e tubos de drenagem onde a espessura do tubo não seja maior que 5mm. Luvas colocadas sobre a união e fixadas por cordões de ângulo, ou uniões por macho e fêmea com um cordão de ângulo, poderão ser aceitos em todos os tamanhos. A soldagem destes tubos não necessita sofrer eliminação de tensões. As uniões soldadas destes tubos não necessitam de exames radiográficos. As provas de tubos, fabricados depois de curvados, e fixação de flanges, etc., deverão ser feitas de acordo com as indicações da parte de bombas e tubulações referentes a provas de material.
10.17 - CONSTRUÇÃO SOLDADA EM GERAL SOB PRESSÕES ACIMA DE 40 kg/cm2
Todas as construções deste tipo deverão sofrer eliminação de tensões, e deverão obedecer às indicações para caldeiras. Estão incluídos neste capítulo as carcaças de compressores, turbinas, resfriadores, tubos de descarga, etc. Quando não houver solda longitudinal, não se farão os corpos de prova.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO III – SOLDAGEM ............................. SEÇÃO 10 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 411 10.18 - CONSTRUÇÃO SOLDADA SOB PRESSÃO ABAIXO DE 40 kg/cm2
A necessidade de eliminação de tensões neste tipo de construções dependerá de sua finalidade e forma, e o caso deverá ser submetido à consideração especial na apreciação do projeto. As construções soldadas não necessitam ser radiografadas, quer completamente, quer em pontos ao acaso, nas uniões soldadas.
10.19 - CLASSIFICAÇÃO DE SOLDADORES Os ensaios se destinam a diferentes tipos de uniões. Serão dadas instruções adequadas de acordo com o material e posição de soldagem. Nos casos em que o serviço de soldagem não influi com sua ruptura ou risco para a embarcação ou para o estaleiro, não será necessário submeter os soldadores à prova, de acordo com aceitação por parte do vistoriador. A equipe responsável pela execução dos serviços deverá ter boas condições de trabalho, bem como deverá conhecer o método de soldagem. A verificação será feita por meio de ensaios para qualificação, conforme as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Para soldas feitas em posição horizontal, serão feitos os ensaios de dobramento de raiz e de face, conforme o método ABNT no. P-MB-262, figuras 14 e 15. No caso de tubos, operar o ensaio segundo a mesma norma figuras 17 e 18, mas fechando as extremidades do tubo para que seja feito um ensaio de pressão hidrostática. Para soldagem em posição vertical e horizontal, serão feitas provas de dobramento com os corpos de prova soldados, de posição vertical. A prova de dobramento será feita também sobre-cabeça, e as provas para tubos serão executadas também na horizontal. As provas em tubos de espessura menor que 5mm constarão de verificação de estanqueidade sob pressão hidrostática, calculada pela fórmula:
(4400 x espessura do tubo, em cm ) / diâmetro interno do tubo, em cm. A prova de tubos de 3 a 19mm poderá ser completada por exame macro-gráfico. A união deverá mostrar integridade, com ausência de escória inclusa, porosidade, rachadura, falhas, etc., com penetração em todo o contorno. Não será permitida a eliminação de tensões nos corpos de prova, a não ser como indicado nestas Regras. No ensaio para chapas de espessura maior do que 19mm, deverá ser feito alívio de tensões a 620oC (erro máximo de 20oC), durante 2 horas e com resfriamento lento, pelo menos, até 260oC, antes da usinagem. Para os ensaios de tubos entre 9,5 e 19mm de espessura de parede, poderá ser feito o mesmo tratamento do item anterior, desde que ele pertença à rotina de fabricação.
10.20 - QUALIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM As provas aqui indicadas serão feitas para qualquer tipo de soldagem, a menos que haja alguma indicação em contrário. As provas mínimas são especificadas a seguir. · Prova de Redução de Seção - Dois corpos de prova deverão ser soldados em cada posição de
soldagem a usar. · Prova de flexão - Dois corpos deverão ser feitos para cada posição de soldagem. · Prova de Flexão Guiada - Para materiais de até 20mm de espessura, serão necessárias duas
flexões da parte superior da solda e duas da parte inferior; para materiais mais grossos, deverão ser feitas quatro provas para cada parte.
· Prova de Cordão a 90 graus (de ângulo) - Quando métodos novos ou não usuais ou ainda novos materiais são propostos, os corpos de prova deverão ser feitos sob as condições de trabalho e com os materiais a serem usados.
As instruções para a realização dos ensaios, preparação dos corpos de prova e dos resultados necessários para a aceitação em cada caso, são dadas nestas regras. A determinação do tipo de eletrodo permitido será tal que resulte em material soldado em boas condições de ductibilidade e resistência, de acordo com a obra a executar, o material usado e sua finalidade. A pedido dos fabricantes poderá ser feita a aceitação mediante uma série de provas iniciais e de provas de controle de marcas comerciais de eletrodos. Na ocasião será expedida uma aprovação indicando onde eles poderão ser usados. A relação das marcas aprovadas será estabelecida para uso de vendedores e compradores, e para informação dos Vistoriadores. Na relação do item anterior serão incluídas as marcas para as quais os fabricantes fornecem documentação idônea para justificar a aceitação de provas feitas por outras entidades dignas de
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crédito. Em tais casos, os vistoriadores do BC terão acesso às provas de controle posteriores, conforme a rotina das referidas entidades. Os vistoriadores podem, por sua própria iniciativa, aprovar num Estaleiro ou Oficina os eletrodos que já tenham sido usados para serviço semelhante, em condições idênticas. O BC emitirá aprovação específica a pedido de Fabricantes de eletrodos que satisfaçam aos padrões e nomenclatura da ABNT, a fim de facilitar aqueles que devam por instruções de regulamento, usar somente eletrodos dessas normas. Os vistoriadores poderão exigir o ensaio e de solda em ângulo, nas posições usadas para soldagem do casco.
10.21 - CALDEIRAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO ACIMA DE 40 kg/cm2
Para caldeiras, deverão ser feitos os ensaios: de tração, de flexão livre, de flexão guiada e o ensaio radiográfico (seguir as instruções desta seção). Para chapas de até 20mm. o ensaio de flexão guiada poderá ser substituído por um ensaio adicional de dobramento de face. A soldagem, sem interrupção, de uniões longitudinais e de corpos de provas é obtida pelo ponteamento do corpo de prova ao lado da peça a soldar, de forma que o cordão de solda, em ambas as peças, fique na mesma linha reta. A placa para prova terá comprimento suficiente para obter dois corpos de prova para cada uma das provas de tração e de flexão livre e guiada, sendo que o corpo de prova excedente servirá para contraprova, se necessário. Não é necessário fazer corpos de prova para uniões circunferenciais de caldeiras ou recipientes pressurizados, a não ser no caso de não existir união soldada longitudinal. Nesse caso, o corpo de prova será soldado em separado. No caso em que vários cilindros ou recipientes iguais em modelo e material sejam fabricados sucessivamente, poderá ser feita uma série de corpos de prova para cada 15 metros de união soldada longitudinal ou cada 15 metros de união transversal, quando não haja união longitudinal, desde que seja usado sempre o mesmo método de solda e os mesmos operadores. Recipientes sem união longitudinal poderão ser considerados como de mesmo modelo se as chapas tiverem diferença, na espessura, menor que 5mm, e os diâmetros, diferença menor que 150mm. Em fornalhas corrugadas podem se usar as indicações deste tipo de soldagem, desde que o corpo de prova seja obtido do próprio material da fornalha em um de seus lados e a prova seja de flexão guiada.
10.22 - TRATAMENTO TÉRMICO DE CORPO DE PROVA E DE CONTRAPROVAS
Em todos os casos os corpos de prova terão tensões internas eliminadas e outros tratamentos da mesma maneira que a peça que eles representam. Se uma das provas falhar, uma contraprova será feita para cada falha. Se a contraprova falhar, a solda correspondente deverá ser retirada e ressoldada em preparação de novos corpos de prova.
10.23 - RECIPIENTES PARA PRESSÃO ACIMA DE 40 kg/cm2
Provas de trabalho de soldagem em serviços deste tipo serão feitas, podendo a prova de flexão guiada ser dispensada . No caso em que vários cilindros ou recipientes iguais em modelo e material sejam fabricados sucessivamente, poderá ser feita uma série de corpos de prova para cada 80 m de união soldada, consideradas as longitudinais e as transversais, desde que seja usado sempre o mesmo método de solda e os mesmos operadores. Todos os recipientes deste tipo poderão ser considerados como de mesmo modelo se as chapas tiverem diferença, na espessura, menor que 5mm, e os diâmetros, diferença menor que 150mm.
10.24 - RECIPIENTES PARA PRESSÕES ABAIXO DE 40 kg/cm2
Não serão necessárias provas de controle de soldagem para este tipo. A prova radiográfica será efetuada quando indicado para os recipientes tipos 1 e 2, para recipientes revestidos de chapa, e para niples e nos casos apontados nas indicações para Provas Radiográficas. 10.24.1- SOLDAGEM DE TUBOS PARA PRESSÕES ACIMA DE 10 kg/cm2
Em tubos de 70mm e acima, serão feitos os ensaios radiográficos ou prova equivalente, se a radiografia não puder ser usada.
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10.24.2 - SOLDAGEM DE TUBOS PARA PRESSÕES ABAIXO DE 10 kg/cm2
Não serão necessárias provas para controle de soldagem.
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SEÇÃO 11
MÁQUINAS DE LEME E MOLINETE 11.1 - MÁQUINAS DE LEME
11.1.1 - Generalidades A posição real do leme sempre deve ter indicação na casa do leme. Se o momento aplicado ao eixo do leme for maior que 250 kg.m, deverá ser usado o sistema de força adequado ao seu funcionamento e controle de operação. Neste caso, deverá ser providenciado um sistema auxiliar para o controle do leme, quando o sistema principal sofrer avaria ou deixar de operar. 11.1.2 - Potência da Máquina do Leme A máquina do leme deve ser projetada para operar o leme na condição de plena carga com raio de ação de 35o BB e 35 o BE e vice-versa. Caso o acionamento do leme seja normal, para operar o leme de 35 o BB e 35 o BE e vice-versa, devem ser dadas até 25 voltas na roda do leme. A força desenvolvida no leme não deve ser maior que 15 kg.
11.2 - MOLINETES 11.2.1 - Generalidades No caso de âncoras cujo peso seja maior 400 kg, deverá ser usado sistema de acionamento de força adequada ao molinete. Recomenda-se o uso das Normas ABNT - NBR 8551 e NBR 10800. 11.2.2 - Potência do Molinete O dimensionamento do prime-mover do molinete deverá ser tal que a velocidade de recolhimento das amarras seja de 0,20 m/s. A capacidade de tração do molinete deve ser:
Tmol = K 2 . D amarra K = 40, para amarras de grau 1 K = 45, para amarras de grau 2
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SEÇÃO 12
CALDEIRAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO 12.1 - CONDIÇÕES DE INSTALAÇÃO
Caldeiras e recipientes pressurizados deverão ser montados de forma que todas suas partes externas possam ser examinadas e reparadas. Os recipientes e caldeiras deverão ser colocados e fixados na embarcação sobre jazentes devidamente projetados e aprovados. A separação entre a caldeira e o piso ou o teto do fundo duplo não deverá ser menor do que 200 mm na parte inferior de caldeiras cilíndricas, nem menor que 450 mm em relação a suportes de caldeiras aquatubulares. A distância entre as caldeiras e tanques de óleo deverá ser tal que permita o serviço de manutenção do local e impeça que a temperatura do óleo se eleve até à proximidade do ponto de fulgor. Os suportes de caldeiras aquatubulares a óleo deverão impedir que haja vazamento nos porões, e deverão ter revestimento refratário de tijolo ou outro material aprovado. No caso de queima de óleo combustível pulverizado, não é aconselhável o uso de registro em chaminé ou condutor, e, se usados, não deverão, quando fechados, reduzir a menos de um terço a seção de escoamento, e deverão ter dispositivo de fixação na posição aberta. Todo registro deverá indicar o quanto está aberto e a sua posição.
12.2 - ESPECIFICAÇÕES DE CONSTRUÇÃO
12.2.1 - O material usado na fabricação de recipientes não aquecidos, para líquidos e gases não venenosos, com uma pressão maior que 7 kg/cm2 e menor que 40 kg/cm2, cuja temperatura não ultrapasse 200oC, não necessitará ser ensaiado, devendo, contudo, seguir as regras da Seção de Materiais. Serão aceitos, mediante garantia do fabricante, quanto às suas propriedades físicas e adequação para o uso previsto. O mesmo critério será aplicado aos recipientes não aquecidos, sob pressão de até 7 kg/cm2 e volume interno superior a 140 litros. 12.2.2 - Todas as caldeiras com pressão acima de 2 kg/cm2, todos os recipientes para transporte de líquidos ou gases a mais de 7 kg/cm2, não aquecidos, e os recipientes para fluidos venenosos a mais de 40 kg/cm2, não aquecidos, ou com temperatura acima de 200 oC, e todos os recipientes necessários à propulsão da embarcação, serão projetados, fabricados e instalados sob a supervisão dos vistoriadores do BC com a aprovação prévia de seus desenhos. Os materiais a utilizar na fabricação obedecerão às recomendações da Seção de Materiais destas Regras. 12.2.3 - A fabricação de caldeiras e recipientes sob pressão deverá ser precedida da apresentação do projeto completo com especificação de método de execução, materiais e formas. As indicações destas normas são as mínimas, e serão consideradas aquelas exigidas por outras entidades normativas que satisfaçam ao mínimo necessário.
12.3 - INDICADORES DE NÍVEL DE ÁGUA
Cada caldeira terá, pelo menos, 2 indicadores de nível d’água, sendo um deles de vidro. Em caldeiras flamatubulares de duas frentes haverá, pelo menos, um indicador de nível de vidro em cada frente. Os indicadores deverão possuir válvulas de passagem em cima e em baixo, e válvulas de purgação. As válvulas de passagem deverão ser do tipo de passagem direta e as usadas para coluna d’água serão ligadas diretamente às caldeiras, e os tubos ligados às colunas não deverão passar por chaminés ou caixas de fumaça, a não ser que completamente protegidos por tubulações de extremidades abertas e de diâmetro suficientes para dar boa ventilação em volta dos tubos.
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Os indicadores de vidro serão colocados de forma que a parte visível mais baixa não esteja a menos de 50 mm acima do nível mínimo de água permitido. Quando usadas torneiras de prova, elas terão que ser ligadas diretamente à caldeira, com exceção para caldeiras aquatubulares, onde poderão ser ligadas à coluna d’água. A torneira inferior deverá estar 50 mm acima da parte visível mais baixa do indicador de vidro. As torneiras não são consideradas como sendo um dos dois meios obrigatórios de verificação de nível d’água. O nível d’água mais baixo permitido será definido como: a) Em caldeiras aquatubulares: o nível d’água mais baixo permitido por ocasião da aprovação dos
desenhos; b) Em caldeiras horizontais de chama invertida: 50 mm acima da fila superior de tubos; c) Em caldeiras flamatubulares aquecidas internamente, com câmara de combustão inteiriça à
caldeira: 50 mm acima da parte mais alta da câmara de combustão; d) Em caldeiras verticais de tubos submersos: 25 mm acima da chapa superior; e) Em caldeiras verticais flamatubulares: metade do comprimento dos tubos, medido acima da
chapa inferior.
12.4 - INDICADORES DE PRESSÃO
Cada caldeira terá um indicador de pressão de vapor que deverá medir pressões até 50% acima da pressão de descarga das válvulas de segurança. Caldeiras de duas frentes terão um indicador de pressão em cada frente. A pressão permitida deverá ser marcada e o indicador deverá estar colocado de forma a ser lido com facilidade.
12.5 - VÁLVULAS DE SEGURANÇA
As válvulas de segurança serão ajustadas com vapor, na presença do vistoriador, e, no caso de não haver superaquecedor, deverão descarregar a não mais do que 3% acima da pressão máxima da caldeira; a pressão de descarga não poderá ser maior do que aquela para a que foi prevista a tubulação e a maquinaria. No caso de haver superaquecedor, a válvula de segurança deste deverá ser ajustada para uma pressão que não ultrapasse a pressão permitida para a tubulação e máquinas colocadas depois dele. As válvulas de segurança da caldeira serão ajustadas não abaixo da pressão da válvula do superaquecedor, mais 0,4 kg/cm2, mais a queda de pressão no superaquecedor sob carga normal. Essa pressão deverá ser, sempre, menor do que as permitidas para a caldeira ou superaquecedor. No caso em que a pressão a ajustar seja menor do que a prevista para a válvula de segurança, a capacidade de descarga das válvulas sob a pressão menor deverá ser superior à capacidade de vaporização da caldeira. Para esse fim, será aceita uma declaração do fabricante de que a capacidade das válvulas é suficiente para as novas condições, ou será feita uma prova de que a pressão não se elevará a mais de 6% da pressão de serviço, com aquecimento forçado de 15 minutos para caldeiras flamatubulares e de 7 minutos para caldeiras aquatubulares. Durante a prova, todas as saídas de vapor deverão ser fechadas, a não ser as necessárias para o funcionamento da caldeira. Cada caldeira deverá ter uma válvula de segurança. Se a superfície de aquecimento da água for maior do que 460.000 cm2, duas ou mais válvulas de segurança deverão ser instaladas. As válvulas deverão ser de igual tamanho, se possível, e sua capacidade de descarga, em conjunto, não será menor do que a capacidade de vaporização da caldeira sob condições máximas de operação. Os diâmetros de entrada das válvulas de segurança não poderão ser menores do que 38 mm nem maiores do que 100 mm. Na saída do superaquecedor também haverá uma válvula de segurança de capacidade adequada. Na ausência de informação do fabricante da caldeira quanto à capacidade máxima de vaporização, a capacidade mínima de descarga das válvulas de segurança será determinada pelo peso de vapor gerado por hora e por metro quadrado de superfície da caldeira e de aquecimento d’água. Para caldeiras a óleo será considerado o peso de 50 kg/h.m2 de vapor de superfície da caldeira, e de 80 kg/h.m2 de superfície de aquecimento. As válvulas de segurança serão ligadas diretamente à caldeira ou poderão ser ligadas numa conexão comum ligada à caldeira, mas não deverão ligar conexões comuns à saída de vapor principal ou auxiliar. Isso não se aplica à válvula de segurança do superaquecedor, que poderá ser ligada à conexão de saída do vapor superaquecido. A seção do tubo de descarga será, pelo menos, igual à soma das áreas de todas das válvulas a ele concorrentes. Deverá ser colocado de forma a evitar acúmulo de condensado. Deverá haver drenagem de um ponto superior à sede das válvulas para o tanque adequado. Os tubos de
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descarga deverão ser colocados de forma que o corpo da válvula de segurança não sofra esforços apreciáveis. Cada válvula de segurança será dotada de meios mecânicos pelos quais o disco de vedação seja levantado da sede com firmeza. Esse mecanismo deverá permitir que as válvulas sejam operadas da casa de máquinas ou da casa de caldeiras, manualmente ou por dispositivo adequado e aprovado. No caso em que o superaquecedor faz parte da caldeira, sem válvula entre o superaquecedor e a caldeira, a capacidade de descarga da válvula de segurança do superaquecedor, baseada na pressão reduzida, deverá ser incluída na determinação da capacidade total de descarga das válvulas de segurança da caldeira, em conjunto, mas a capacidade de descarga da válvula de descarga do superaquecedor não deverá corresponder a mais do que 1/4 da capacidade total necessária. As válvulas de segurança deverão ser dimensionadas de forma que, ao descarregarem, vapor suficiente seja enviado ao superaquecedor para evitar dano ao aquecedor. Válvulas do superaquecedor de descarga completa, operadas à distância, com comando pela caldeira, poderão ser usadas seguindo normas especiais.
12.6 - VÁLVULA DE EXTRAÇÃO DE FUNDO
Cada caldeira deverá ter, pelo menos, uma válvula de extração, quer na parte mais baixa da caldeira, quer ligada a um tubo interno até lá. Quando o esgotamento é feito na superfície, a válvula deverá estar dentro da faixa do nível d’água ou deverá ter uma bandeja coletora ou tubo nesse nível. No caso em que duas ou mais caldeiras são ligadas a uma descarga comum, para cada tubo de caldeira deverá haver uma válvula de retenção. Os tubos de esgotamento, sujeitos a receberem calor direto, deverão ser protegidos.
12.7 - VÁLVULAS DE COMUNICAÇÃO DE VAPOR
Em cada caldeira deverão ser instaladas válvulas principais e auxiliares de comunicação de vapor. Se a caldeira possui superaquecedor, as válvulas principais e auxiliar de comunicação de vapor deverão ser colocadas na saída do superaquecedor, de forma a assegurar, sempre, a passagem de vapor pelo superaquecedor, a menos que a temperatura do superaquecedor seja baixa e essa disposição sujeita a estudo especial. Se não houver cuidados especiais para a construção do equipamento auxiliar para o uso de vapor superaquecido, deverá haver um arranjo que não permita o superaquecimento. Se as válvulas de comunicação forem maiores do que 150 mm, em diâmetro, deverão ser dotadas de válvulas de “by pass”.
12.8 - VÁLVULAS DE ALIMENTAÇÃO
Cada caldeira, exceto caldeiras pequenas, auxiliares, deve ser equipada com duas ligações para alimentação de água. Essas ligações, sempre que possível, devem ser feitas em aberturas independentes. Serão colocadas em cada rede, válvulas de passagem de água de alimentação, que deverão ser ligadas diretamente à caldeira ou ao economizador, se este fizer parte da caldeira. Poderão, contudo, estar localizadas próximo à plataforma de operação, desde que sejam ligadas ao economizador por tubo de aço sem costura, com juntas soldadas e não flangeadas. Cada linha de alimentação deverá ter uma válvula de retenção de fechamento por rosca junto à válvula de passagem ou tão perto quanto possível. Um regulador de alimentação de água de tipo aprovado poderá ficar entre essas válvulas. Para caldeira com pressão de 28 g/cm2 ou mais, as ligações da linha de água de alimentação deverão ser feitas com luvas ou dispositivos semelhantes, para reduzir os efeitos da diferença de temperatura dos tubos de alimentação e da carcaça ou tampa da caldeira. A água de alimentação não deverá ser lançada dentro da caldeira, de forma que caia diretamente em superfícies expostas a gases quentes e ao calor radiante do fogo ou junto a uma união rebitada. No caso em que o economizador tem um “by pass”, deverá receber uma válvula de descarga, a menos que o “by pass” seja feito de forma a evitar a subida da pressão. Em caldeiras dotadas de economizadores, uma válvula de retenção deverá ser colocada entre a tubulação de vapor e o economizador.
12.9 - SUPERAQUECEDORES E ECONOMIZADORES As normas para fabricação de superaquecedores, economizadores, etc, serão as mesmas para caldeiras.
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No caso em que a pressão da bomba de alimentação incide sobre o economizador, ele deverá ser previsto para esse acréscimo de pressão. No caso de superaquecedores previstos para a pressão total da caldeira, mas onde a pressão na saída é menor devido à queda no aquecedor, a tubulação poderá obedecer a normas de pressão menores, e o flange de saída do superaquecedor poderá acompanhar essa pressão menor. Deverão ser aprovados todos os desenhos com os detalhes de funcionamento. No caso de superaquecedores ou economizadores instalados, vinculados a caldeiras aquatubulares, eles poderão ser considerados como pertencendo à caldeira, desde que a ligação com a caldeira seja feita por tubos de aço sem costura e conexões de aço, de acordo com as regras para tubos de vapor. Nesse caso especial, a válvula de comunicação de vapor poderá ser colocada na saída do superaquecedor e a válvula de alimentação poderá estar no economizador, e não diretamente na caldeira. Os superaquecedores deverão ter válvulas ou torneiras para fazer a purgação dos coletores. O superaquecedor deverá ter suspiro. Deverá também ser prevista a circulação de vapor no superaquecedor no início de funcionamento da caldeira.
12.10 - VÁLVULAS DE PASSAGEM
Todas as ligações de água e vapor da caldeira deverão ter válvulas de passagem ligadas diretamente às caldeiras, em lugares visíveis e de fácil acesso, e de forma que fechem contra a ação da pressão da caldeira, a não ser, nos casos em que nas ligações de alimentação haja válvulas de passagem que fechem por ação da pressão de alimentação. Se for necessário colocar um distanciador entre a caldeira e qualquer válvula, ele deverá ser de aço fundido ou forjado, e deverá ser o mais curto possível.
12.11 - LIGAÇÃO DE ACESSÓRIOS À CALDEIRA
Todas as válvulas ligadas a uma caldeira, seja diretamente ou por distanciador, deverão ser de aço forjado ou fundido. Quando a temperatura não exceder a 200oC, poderão ser feitas de bronze, ou quando a temperatura não ultrapassar 280oC, poderá ser usado bronze para alta temperatura. Em caldeira para aquecimento com pressões somente até 2 kg/cm2, as válvulas poderão ser de ferro fundido. As válvulas operadas por haste roscada deverão fechar com o movimento do volante na direção dos ponteiros do relógio, quando olhando a parte superior da haste. Todos os acessórios para caldeira de mais de 32 mm de diâmetro deverão ser ligados à caldeira por solda de fusão ou por flange. No caso em que a chapa da caldeira é maior do que 10 mm ou quando a chapa é reforçada por flanges ou calços rebitados ou soldados, os acessórios de até 32 mm de diâmetro poderão ser fixados por niples extrafortes, roscados. No caso de furos roscados para estojos que não atravessem a chapa da caldeira, a profundidade da rosca deverá ser de, pelo menos, 1,7 vezes o diâmetro do estojo.
12.12 - SOBRESSALENTES
Para cada caso, a relação de sobressalente deverá ser apresentada para aprovação, sendo obrigatório constar da relação os seguintes elementos: 01 jogo de molas, para cada válvula de segurança de tamanho diferente; 12 tubos para indicador de nível de vidro, com gaxeta, para cada caldeira; 02 indicadores de nível de vidro, para cada caldeira, e um suporte, para cada duas caldeiras, se o
indicador é do tipo de lâminas planas; 01 filtro de cada tamanho do sistema de óleo combustível; ¼ do conjunto de pulverizadores de queimador para caldeira a óleo; 01 manômetro para caldeira; 5% dos tubos de cada tamanho e tipo, para caldeira flamatubular; 5% dos tubos para caldeira aquatubular; 24 bujões para tubo, para cada tamanho e tipo de tubo, para caldeira, superaquecedor ou
economizador; Ferramentas apropriadas.
12.13 - PROVA HIDROSTÁTICA
As provas hidrostáticas das peças que trabalham sob pressão deverão ser presenciadas pelo vistoriador do BC. A prova de pressão aplicada não deverá ter sobrecarga menor do que 50% da pressão de serviço, para recipientes construídos com chapa ou tubos. Para carcaças fundidas, a
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sobrecarga será de 100%. Em qualquer caso, a pressão de prova nunca será menor do que 1kg/cm2. Caldeiras e recipientes pressurizados, fabricados com solda elétrica, deverão atender às provas da Seção de soldagem. Pelo menos uma válvula deverá ser colocada em cada caldeira para prova d’água. Deverão ser ligadas diretamente à caldeira, em local próprio, mas não à coluna ou indicador de nível de água.
12.14 - TAMPAS Tampas sem estais, de caldeiras ou outros recipientes, poderão ser planas ou recurvadas e poderão ser inteiriças ou soldadas. As tampas para caldeiras deverão ser de aço forjado. 12.14.1 - Tampas Planas - A espessura mínima para tampas planas sem estais será determinada pela fórmula:
e = D . √ √ √ √ P / (C . t) e = espessura mínima da chapa, em [cm] D = diâmetro ou vão menor, em [cm] P = pressão máxima permitida de serviço, em [kg/cm2] t = tensão máxima admissível de trabalho, em [kg/cm2] C = coeficiente dado a seguir :
C = 6, para chapas aparafusadas a carcaças, flanges ou chapas laterais C = 6, para tampas planas, inteiriças, onde D não excede 60 cm e a relação entre a
espessura da tampa e a medida D é igual ou maior do que 0,05 C = 4, para tampas inteiriças ou soldadas de topo à carcaça, tubos ou condutores em
que o raio interno não seja menor que 3 vezes a espessura do flange adjacente, com eliminação de tensões e radiografia.
C = 2, para chapas soldadas à parte interna de um cilindro, tubo ou condutor, e satisfazendo o estipulado para a soldagem por fusão de caldeiras e recipientes, com eliminação de tensões, quando necessário, e sem prova radiográfica. O tamanho do cordão soldado não será menor do que duas vezes a espessura necessária de uma carcaça sem solda, ou menor do que 1,25 vezes a espessura da chapa da carcaça, e não será maior do que a espessura da tampa. A solda será depositada num chanfro cujo fundo deverá estar na face interna da tampa.
C = 2, para tampas com diâmetro interno não acima de 450 mm, embutidas na carcaça, tubo ou condutor, e soldadas e satisfazendo as normas para caldeiras soldadas, com eliminação de tensões, quando necessário, e sem provas radiográficas. A ponta da carcaça deverá ser virada para dentro, entre 30 e 45 graus. A solda terá diagonal, pelo menos, igual à maior espessura, da tampa ou da carcaça.
C = 13, para tampas aparafusadas em carcaças, tubos ou condutores, com D não acima de 300mm, ou para tampas com flange inteiriço aparafusado a uma carcaça, com diâmetro interno não acima de 300 mm, e onde a rosca estiver prevista para resistir à ruptura devida à pressão, com um fator de segurança de, pelo menos, 5, para caldeiras, e de 4, para recipientes pressurizados, sendo a rosca, pelo menos, tão resistente como a rosca padronizada para tubos do mesmo diâmetro. Solda de vedação poderá ser usada.
C = 3,2, para chapas embutidas nas extremidades de carcaças, tubos ou condutores, e presas por fechamento mecânico, para que a ruptura por cisalhamento, tração ou compressão, devido à pressão, seja prevista com um coeficiente de segurança de, pelo menos, 5, para caldeiras, e de 4, para recipientes. Solda de vedação poderá ser usada.
C = 3,2, para tampas presas por parafusos de regulagem com gaxeta, no caso em que o dispositivo tenha um fator de segurança, de, pelo menos, 5, para caldeiras, e 4, para recipientes sob pressão, para resistir à tração, compressão ou cisalhamento, e as roscas serão, pelo menos, tão fortes como as padronizadas de tubo de mesmo diâmetro.
C = 2, para chapas chanfradas com diâmetro interno de até 45 mm, embutidas em carcaças, tubos ou condutores, cujas extremidades sejam rebatidas sobre o chanfro. O rebatido deverá ser feito em toda a volta do cilindro uniformemente aquecido a,
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pelo menos, 700oC. A relação entre a espessura da carcaça e seu diâmetro não deverá ser menor do que a relação (P/t) nem menor do que 0,05.
12.14.2- Tampas Recurvadas - A espessura mínima de tampas sem porta de acesso ou de manobra, tendo a pressão no lado côncavo, será determinada pela fórmula:
0,75 . R . P + R . P . (R/16 . r) e = _____________________________ + 2 [mm]
2 . (t . E - 0,1 . P) e = espessura mínima de tampa, em [mm] P = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] t = tensão admissível máxima, em [kg/cm2] , segundo a tabela de tensões admissíveis para
aços a temperaturas de - 29oC até 500oC. E = eficiência mais baixa de qualquer união na tampa (neste caso também as uniões tampa-
carcaça), para tampas sem solda; E = 1, menos para tampas hemisféricas sem saia, onde se considerará a solda à carcaça
R = raio interno da tampa, em [mm] r = raio da tampa na junção, em [mm] O raio sob o qual a tampa é estampada não deverá ser maior do que o diâmetro externo de sua parte flangeada. O raio interno do flange de qualquer tampa, a fim de fixá-lo à carcaça, não deverá ser menor do que três vezes a espessura da tampa, e no caso de tampas recurvadas, não menos do que 6 % do diâmetro externo da parte flangeada da tampa. A tensão admissível máxima deverá ser a indicada na tabela de tensões para aços, entre, 29oC e 500oC, exceto no caso de recipientes pressurizados onde não é feita a prova radiográfica em pontos ao acaso, quando a tensão de serviço não passará de 0,8 do valor tabelado. 12.14.3 - Tampas Elipsoidais - Uma tampa inteiriça de forma semi-elíptica em que a metade do eixo menor, ou a profundidade da tampa, não incluindo o flange, seja 25% do diâmetro interno do flange da tampa, deverá ter a espessura segundo a fórmula anterior, fazendo,
√√√√R / (16 . r) = 0,2 , sendo R o raio interno do flange da tampa 12.14.4 - Aberturas - Quando a tampa recurvada tem abertura de acesso com mais de 150 mm, em qualquer dimensão, e que não seja reforçada de acordo com 12.17, a espessura deverá ser determinada pela fórmula dada em 12.14.2, fazendo-se :
√√√√R / (16 . r) = 1 , e multiplicando o resultado obtido por 1,15 Se uma abertura de visita flangeada é feita numa tampa elipsoidal, a espessura deverá ser a mesma de uma tampa esférica com um raio de curvatura de 0,8 vezes o diâmetro interno da carcaça, e com espessura aumentada para compensar a abertura de visita, como indicado no item anterior. Uma abertura de visita flangeada numa tampa abaulada deverá receber um flange de, pelo menos, três vezes a espessura necessária à chapa da tampa, até 35 mm. Para chapas acima dessa espessura, a profundidade será a da espessura necessária da chapa, mais 75 mm. O flange deverá ter sua profundidade medida da parte externa da abertura na direção de seu eixo maior. Quando a abertura de acesso é reforçada de acordo com as indicações desta norma, a espessura da tampa poderá ser igual à espessura da tampa sem a abertura.
12.15 - TUBOS PARA CALDEIRA Deverão ser do tipo de aço sem costura ou soldados por resistência, os tubos para caldeiras aquatubulares, superaquecedores, etc. A espessura mínima será determinada por:
e = d / 200 + p / (p + 2 t ) . d
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e = espessura mínima da parede do tubo, em [mm] d = diâmetro externo do tubo, em [mm]
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2]. Se a pressão calculada excede uma unidade
inteira de dez, por mais de 1, use-se a unidade de dez seguinte, mais alta; t = tensão máxima admissível, em [kg/cm2], para a temperatura média da parede do tubo. Esta
temperatura nunca é considerada abaixo de 370oC para tubos de absorção de calor. Para tubos que não absorvam calor, a temperatura poderá ser a do fluido contido no tubo, mas não abaixo da temperatura de saturação.
A espessura das extremidades de tubos soldados aos condutos ou cilindros não necessita ser maior do que a espessura do restante do tubo, como obtida anteriormente, mas nenhum tubo, depois de alargado dentro dos apoios, poderá ter, aí, espessura menor do que a da tabela de pressões máximas admissíveis para tubos em cada diâmetro a que corresponde uma pressão. A espessura mínima de tubos ou niples para expansão, dentro de apoios de tubos, poderá ser calculada pela fórmula anterior, desde que a espessura na ponta dos tubos a serem alargados seja, no mínimo, de:
2,42 mm, para tubos de diâmetro externo de 30 mm; 2,67 mm, para tubos acima de 30 mm e até 50 mm de diâmetro externo, inclusive 3,00 mm, para tubos de mais de 50 mm e até 75 mm de diâmetro externo, inclusive; 3,40 mm, para tubos acima de 75 mm e até 100 mm de diâmetro externo, inclusive; 3,80 mm, para tubos acima de 100 mm e até 120 mm de diâmetro externo, inclusive.
As extremidades de todos os tubos e niples usados em caldeiras aquatubulares deverão deixar uma projeção, além da placa, entre 5 e 10 mm. Deverão ser alargados na placa ou então abertos em boca de sino ou revirados. A fixação dos tubos na placa, por soldagem, poderá ser aceita, mas deverá ser estudada em cada caso.
12.16 - CARCAÇAS
Os cabeçotes cilíndricos deverão seguir as normas para carcaças de caldeiras. Se não for possível o cálculo da resistência de um cabeçote com suficiente precisão, a pressão máxima admissível deverá ser determinada por prova de deformação hidrostática em uma peça em tamanho natural ou por fórmulas empíricas baseadas em dados de provas correspondentes. Carcaças sem costura ou soldadas por fusão, obedecerão às seguintes condições para a pressão P e para a espessura e:
P = (1/D). [2. (e-0,25). t. E]
P = pressão máxima de trabalho, em [kg/cm2] t = tensão máxima admissível de trabalho devida à pressão interna, em [kg/cm2] E = eficiência mínima da união longitudinal ou das ligações entre furos dos tubos ou outras
aberturas, considerada a de menor valor; e = espessura mínima do cilindro, em [cm] D = diâmetro interno, em [cm] Quando se usar o valor máximo de t em qualquer caldeira ou recipiente, deverá ser considerada a pressão hidrostática para o cálculo da espessura mínima, e cargas impostas à estrutura deverão ser levadas em conta, com o peso próprio, o peso do conteúdo e a maneira de apoio. A espessura mínima para caldeiras de até 900 mm de diâmetro externo é de 6 mm. Para diâmetro superiores, é de 8 mm. A espessura mínima para outros recipientes é de 2,5 mm, após o dobramento, sem previsão de acréscimo para corrosão.
12.17 - ABERTURAS E REFORÇOS
As indicações abaixo se aplicam a todas as aberturas em carcaças, condutos ou tampas. A necessidade de reforço se aplica a aberturas que não excedam as seguintes dimensões: Para diâmetros de carcaças de até 1500mm: metade do diâmetro da carcaça, mas não mais que 500mm; Para diâmetro acima de 1 500mm: 1/3 do diâmetro, mas não mais que 1 000mm.
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Cálculo deve ser feito, demonstrando que os reforços para todas as aberturas estão em conformidade com as regras do BC. Qualquer abertura autorizada pelas regras do BC poderá ser sobre uma união soldada, desde que tenha tido suas tensões aliviadas e tenha sido radiografada. Tubos podem ser rebatidos e alargados em furos não reforçados, desde que as soldas da região tenham sido examinadas pelo método de pó magnético, em ambos os lados, com resultado favorável. Mas furos não reforçados não podem ser colocados a menos de 5mm até à borda do metal soldado. Os reforços deverão ser distribuídos e feitos em uma quantidade tal que as necessidades de área para reforços sejam satisfeitas em todos os planos em relação ao centro da abertura e perpendicularmente à superfície do recipiente. A área total da seção do reforço em qualquer plano não deverá ser menor que;
S = e.d / C S = reforço necessário, em [cm2] d = diâmetro acabado da abertura em um plano dado, em [cm] C = 1, para tampas e para carcaças, se o plano em consideração está no eixo longitudinal da
carcaça. Para outros planos numa carcaça ou conduto, o valor de C deverá ser determinado pela Tabela 12.1 abaixo, utilizando, quando necessário, interpolação linear.
Ângulo em Graus Coeficiente C
90 2.00
70 1.56
50 1.28
30 1.10
10 1.01
0 1.00
Tabela 12.1 e = espessura, em [cm], se necessária à carcaça, tampa cega ou conduto menos: a) em tampas abauladas se a abertura e seu reforço estão completamente dentro da parte esférica.
Neste caso, a espessura necessária será a dada pela fórmula para tampas recurvadas (item 12.14.2) usando-se :
√√√√R / (16 . r) = 0,25 b) em tampas elípticas, quando a abertura e o reforço ficam inteiramente dentro de um círculo cujo
centro coincida com o centro da tampa e cujo diâmetro seja 0.8 do diâmetro interno da carcaça. Neste caso, a espessura necessária será dada pela formula definida em 12.14.3 para tampas elipsoidais, com R igual a 0,9 do diâmetro interno da carcaça.
Nas tampas planas que tenham uma abertura com um diâmetro não excedendo meio diâmetro da tampa ou metade do vão menor, deverá existir uma seção total de reforço não menor que:
S = e . d / 2, S = reforço necessário, em [cm2] d = diâmetro acabado da abertura no plano dado, em [cm2] e = espessura mínima necessária da placa, em [cm], de acordo com o determinado em 12.14. Como alternativa, a espessura das tampas planas poderá ser aumentada dando o reforço necessário. Para tal, substitui-se na fórmula definida em 12.14.1, C por 0,5.C.
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Tampas planas que têm abertura com diâmetro maior que meio diâmetro da tampa ou metade do vão menor, deverão ser consideradas como flanges, seguindo a norma para flanges aparafusados. Na direção da parede do recipiente, os limites do reforço deverão estar a uma distância, de cada lado do eixo da abertura, de um valor maior que uma vez o diâmetro da abertura acabado, ou de uma vez o raio da abertura acabada mais a espessura da chapa do recipiente, mais a espessura da parede do niple. Na direção perpendicular à parede do recipiente, os limites do reforço deverão seguir o contorno da superfície, estendendo-se a uma distância da superfície interna ou externa da parede do recipiente, conforme o caso, de uma distância menor que duas vezes e meia a espessura da carcaça ou duas vezes e meia a espessura do niple mais a espessura de qualquer reforço colocado. O excesso na espessura da carcaça, além da necessidade em relação à pressão, poderá ser considerado como reforço dentro dos limites anteriormente definidos. A área da parede da carcaça disponível como reforço é o maior valor S, dado por:
S = d . [ E . e - (et / C) ] S = [E . e - (et / C) ] . [ (e + et ) / 0,5 ]
S = área resultante do excesso de espessura na carcaça ou na tampa, disponível como reforço, em [cm2]
E = eficiência. E = 1, para uma abertura na chapa inteiriça ou quando a abertura passa por uma união circunferencial na carcaça (exceto tampa da carcaça) ou E é igual à eficiência da união, se qualquer parte da abertura passa por outra união soldada qualquer;
e = espessura da carcaça ou da tampa, em [cm] et = espessura da carcaça ou da tampa necessária para resistir à pressão, em [cm] en = espessura da parede do niple, em [cm] d = diâmetro no plano em consideração, da abertura acabada, em [cm] C = coeficiente obtido na Tabela 12.1 A espessura de um pescoço de niple não deverá ser menor do que:
a) a espessura da carcaça ou da tampa; b) a espessura do tubo padronizado para niples ou; c) a espessura mínima necessária de um niple para tubos sob 40 [kg/cm2] de pressão interna.
A espessura em excesso sobre a necessária para resistir à pressão poderá ser considerada como reforço dentro dos limites da necessidade de reforço. Nesse caso, a espessura necessária poderá ser determinada pela mesma fórmula usada para carcaças, dispensando, no caso de caldeiras, a espessura adicional de 2,5 mm. O metal colocado como reforço e metal em soldas de fixação poderão ser considerados como reforços dentro dos limites correspondentes. A tensão admissível do material usado no reforço deverá ser igual ou maior e que a do material da carcaça, mas, se for menor, a área de reforço deverá ser aumentada para haver compensação. Para reforço com tensões maiores que as da carcaça, não haverá redução. Em cada lado de um plano normal ao recipiente, e passando pelo centro da abertura, a resistência da ligação da chapa ao reforço ou da ligação entre quaisquer partes do reforço, deverá ser, pelo menos, igual à resistência da área da abertura não acabada, incluindo qualquer furo para rebite ou estojo na carcaça ou tampa, considerando (et), menos a resistência da ligação deverá ser considerado para seu comprimento total em cada lado do plano. Deverá ser executada solda suficiente em cada lado plano, através do centro da abertura, paralelamente ao eixo longitudinal da carcaça, para dar resistência às partes reforçadas ao cisalhamento ou à tração, conforme o caso. A resistência das soldas feitas em chanfro deverá ser calculada em relação à área submetida a cisalhamento ou à tração. A resistência de soldas em ângulo será baseada na área sob cisalhamento (calculando pela menor dimensão de apoio). O diâmetro interno de uma solda em ângulo deverá ser usado para representar seu comprimento. Os valores admissíveis para as tensões para soldas feitas em chanfros e em ângulo, e para cisalhamento em golas de niples, deverão ser os seguintes, em relação ao material base: niples - cisalhamento da parede - 70%; chanfro - tração na solda - 74%; chanfro - cisalhamento na solda - 60% ;ângulo - cisalhamento na solda - 49%. Duas aberturas adjacentes deverão ter uma distância entre centros não menor do que um e um terço de seu diâmetro médio. Quando aberturas adjacentes têm seus limites de reforço sobrepondo-se, a abertura deverá ser reforçada de forma tal que a área de reforço seja a área combinada das aberturas em separado.
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Nenhuma parte da seção será considerada como válida, para mais de uma abertura. No cálculo da área combinada, nenhuma parte da seção pode ser usada mais de uma vez. Quando a carcaça tem uma série de furos em disposição definida, a área líquida da seção entre duas aberturas acabadas, entre os limites da chapa, excluindo a parte do reforço não unida à parede, deverá ser de, pelo menos, (0,7/C) da seção obtida pelo produto da distância de centro a centro das aberturas, pela espessura necessária para uma carcaça sem solda. O coeficiente C é obtido na Tabela 12.1 para o plano considerado. Todas as caldeiras serão dotadas de portas de acesso ou portas de manobras para inspeção de limpeza. Recomenda-se que portas de acesso não sejam menores do que 300 x 400mm e que as portas para manobra não sejam menores que 60 x 90mm, sendo preferíveis as aberturas maiores. No caso de ser impossível a colocação de uma porta de acesso, duas ou mais portas de manobras serão colocadas, de modo que o interior possa ser vistoriado.
Para recipientes de até 900mm de diâmetro, e não submetidos à chama, serão aceitas aberturas de inspeção vedadas por bujões roscados de 50mm e, para diâmetros até 450 mm, serão aceitas aberturas fechadas por bujões roscados de 40mm. Aberturas de inspeção de tamanhos maiores são recomendadas.
12.18 - EFICIÊNCIA O coeficiente de eficiência E, a ser usado nas expressões anteriores, deverá seguir as normas abaixo: 12.18.1 - Carcaças Sem Solda - O coeficiente máximo será E = 1,0, para carcaças sem solda; 12.18.2 - Carcaças Com Solda - O valor máximo para E será 0,95, se o excesso de solda for retirado até ficar rente com a superfície, em carcaças soldadas. Em outros casos usar E = 0,90 12.18.3 - Recipientes de Pressão Não Submetidos à Chama - Para uniões de topo soldadas em ambos os lados, em recipientes sob pressão, sem calor, o valor de E será 0,70. Se a união sofrer prova radiográfica em pontos tomados ao acaso, ou quando o recipiente só tiver soldas circunferenciais entre seções sem costura, e o valor de t (tensão) seja, no máximo, 0,80 do tabelado, E poderá ser tomado como 0,85. No caso de exame radiográfico total, E = 1,00. Nos recipientes para uniões de topo soldadas em um só lado, E = 0,65. Se for efetuada prova radiográfica em pontos tomados ao acaso, E = 0,80; com prova radiográfica completa, E = 0,90. Todas as soldas deverão ter cobrejuntas de encosto na parte não soldada. E = 0,60, quando a união soldada no item anterior não tiver cobrejunta na parte posterior, até a espessura de 15 mm, o diâmetro externo até 600 mm. Nas uniões longitudinais de espessura até 10 mm, e circunferenciais de espessura até 15 mm, e para todos os demais casos, E = 0,55, exceto para tampas semi-esféricas. Em uniões sobrepostas com soldagem em apenas um lado, E = 0,45. No caso de ser usada solda de bujão, E = 0,50. 12.18.4 - Eficiência da Ligação do Tubo - A eficiência de ligação longitudinal na chapa da caldeira cortada por uma única fileira de tubos ou várias fileiras de tubos muito separadas, deverá ser determinada pela seguinte fórmula: E = ( P - d ) / P , sendo : P = distância de centro a centro dos tubos, em mm. d = diâmetro dos furos para os tubos, em mm. Se as fileiras de tubos são agrupadas e a furação é feita em diagonal, a eficiência será obtida pela Tabela 12.2, onde p’ é a distância, em mm, tomada na diagonal, de centro a centro do tubo.
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( p / d) Valor de p’ / p ( % )
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
1.3 - - - - - 22 1.5 - - - - 25 34 1.7 - - - 24 36 41 1.9 - - 21 34 46 47 2.1 - - 29 42 52 52 2.3 - 24 36 49 56 56 2.5 20 31 42 56 60 60 2.7 26 36 48 61 63 63 2.9 31 41 53 66 66 66 3.1 36 45 57 68 68 68 3.3 39 49 61 69 69 69 3.5 43 52 65 71 71 71 3.7 46 55 68 73 73 73 3.9 49 58 71 74 74 74 4.1 51 61 74 76 76 76 4.3 53 64 77 77 77 77 4.5 55 66 78 78 78 78 4.7 57 68 79 79 79 79 4.9 59 70 79 79 79 79 5.1 60 72 80 80 80 80
Tabela 12.2
Para cálculo da espessura da carcaça será usado o menor valor (Ver 12.17). Quando o espaçamento de tubos ou furos é assimétrico, a eficiência média não deverá ser menor que as dadas pelas indicações abaixo, relativas a ligamentos entre furos de tubos e, não, a aberturas simples. Esse método poderá dar valor menor, em alguns casos, do que aquele para grupos simétricos que se estendam a uma distância maior do que o diâmetro interno da carcaça. Nesse caso, a eficiência que será adotada é a dada pela fórmula anterior. a) Para um comprimento igual ao diâmetro interno da carcaça, na posição que dá a eficiência
mínima, ela não será menor do que aquela adotada para referência da pressão máxima permitida. Quando o diâmetro for maior do que 1.500mm, esse será o comprimento a aplicar.
b) Para um comprimento igual ao raio interno da carcaça, na posição para dar a eficiência mínima, ela não poderá ser menor do que 80% daquela que serve de base para a pressão máxima permitida. No caso de raios acima de 750mm, será sempre usado o valor de 7.50mm para o comprimento.
c) Para furação localizada longitudinalmente ao longo da carcaça, mas não em linha reta, as indicações anteriores (a e b) são válidas, sendo que a largura longitudinal equivalente de um ligamento diagonal é que será usada. Para obter a largura equivalente, o passo longitudinal de dois furos com ligamento diagonal, será multiplicado pela eficiência do ligamento diagonal, conforme a Tabela 12.3.
A eficiência para ligamentos circunstanciais será determinada da mesma maneira como para ligamentos longitudinais do parágrafo anterior e deverá ser igual, pelo menos, à metade da sua eficiência.
12.19 - CALDEIRAS FLAMATUBULARES
O projeto e a fabricação de caldeiras flamatubulares deverão seguir as Regras desta Seção e, onde não forem tratados, deverão seguir as Regras para caldeiras aquatubulares. O raio interno do flange formado por qualquer tampa para sua fixação à carcaça não deverá ser menor que três vezes a espessura da tampa e, no caso de tampas sem estais, não deverá ser menor do que 6% do diâmetro interno da carcaça.
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Ângulo da diagonal Relação entre o passo diagonal e diâmetro do furo do tubo
com longitudinal (graus) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 3.0 5.0
0 17 29 38 44 50 67 80
10 15 27 36 43 49 67 81
20 13 25 35 42 49 67 82
30 12 23 34 43 49 69 86
40 12 24 35 44 51 73 93
50 13 27 37 47 55 81 104
60 14 30 42 53 62 91 118
70 18 36 51 63 73 105 130
80 24 45 62 76 86 120 145
90 33 58 75 88 100 132 158
- Fator de conversão do passo diagonal para o passo longitudinal equivalente.
Tabela 12.3 O raio interno do flange fixando a fornalha à chapa posterior dos tubos, não deverá ter menos de que três vezes a espessura da chapa flangeada e, no flange de fixação da fornalha à tampa dianteira, não deverá ter menos que duas vezes a espessura da chapa flangeada. O raio interno dos flanges que formam a ligação entre as chapas da câmara de combustão e o duto de gases não deverá ser menor que 1,5 vezes a espessura da chapa flangeada. A espessura mínima ou a pressão máxima de serviço para carcaças cilíndricas serão calculadas como para caldeiras aquatubulares rebitadas (ver 12.25). A resistência mínima de uniões circunferenciais entre tampa e carcaça de caldeiras será de 50% da necessária para uniões longitudinais da carcaça, se nenhum apoio à carga é dado por tubos ou estais. A resistência de uniões circunferenciais ligando partes da carcaça não deverá ser menor que 75% da necessária para uniões longitudinais da carcaça. Se a espessura da chapa da carcaça for maior que 35 mm, para caldeira de uma frente, e de 30 mm, para caldeiras de duas frentes, as uniões circunferenciais ligando partes da carcaça deverão ter, no mínimo, rebitagem tripla.
12.20 - ESTAIS EM CALDEIRAS FLAMATUBULARES
Os furos para estais roscadas deverão ser feitos a broca, macheados, limpos e certos, e deverão ter filetes completos. Os furos para tubos ou estais passantes em chapas de 15 mm de espessura ou menos, podem ser feitos por puncionamento até 75% do diâmetro do furo acabado, desde que o puncionamento seja perfeitamente centrado. Estais passantes diretos ou longitudinais e estais roscados, deverão ter a seguinte relação entre a pressão máxima de serviço e a área de seção mínima.
P = K.v
P = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2]
s = área suportada pelos estais, em [cm2]
S = área mínima de seção transversal dos estais, em [cm2] v = s / S K = Coeficiente baseado na resistência mínima do material à tração, de acordo com o Seção de materiais: - para estais de aço maciço, passantes : K = 700 - para estais de aço articulados K = 620
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- para estais-parafusos, em aço maciço ou oco, e rosqueados, menores que 25mm de diâmetro K = 560
- para estais ou estais parafusos de ferro forjado para diâmetros de 25mm ou mais K = 560 - para estais de aço fabricados de chapas sem soldagem K = 560 - para estais de ferro forjado ou de aço K = 520 - para estais-parafusos roscados flexíveis K = 520 - para estais-parafusos roscados, ou ferro-forjado refinado com diâmetros abaixo de 25mm K =
520 - para estais soldados de ferro forjado K = 400 Estais diagonais deverão ter uma seção transversal não menor do que a dada pela fórmula
sd = B.s
sd = seção transversal mínima do estai diagonal, em [cm2] s = área necessária para o estai direto, determinada pela fórmula anterior B = L / c L = comprimento do estai diagonal; c = comprimento equivalente do estai direto perpendicular à chapa suportada; Estais de ligação, feitos de chapas triangulares presas a perfis laminados (simples ou duplos), pelos dois lados, deverão ter uma seção transversal 10% maior do que a determinada pela fórmula anterior para estais diagonais. O aumento de seção nas extremidades de tubos ou barras dos estais não deverá ser obtido por soldagem e, sim, por encalcamento seguido de recozimento. A soldagem de partes de um mesmo estais não será permitida por nenhum processo. Estais devem ser construídos de peças inteiras. Orelhas, suportes ou flanges, a serem rebitados, deverão ter no furo do rebite uma largura maior do que o diâmetro da cabeça do rebite, e sua seção transversal, excluindo a furação para o rebite, não será menor do que 1,25 vezes a seção transversal do corpo do estais. No caso em que há dois ou mais rebites no eixo longitudinal do estai, a resistência do suporte ou orelha no segundo furo, e subsequentes, poderá ser reduzida a não menos que 1,25 vezes a resistência combinada dos rebites, incluindo o da seção. Cada ramificação de um estai ramificado deverá suportar, pelo menos, dois terços da carga total. A seção mínima de um pino submetido a cisalhamento duplo deverá ser de, pelo menos, 80% da seção transversal do estai. Olhais para conexão de pinos deverão ser formados integralmente com o corpo do estai. O diâmetro externo mínimo do olhal será de 1,75 vezes o do pino. A espessura mínima de um olhal simples será igual ao diâmetro do pino. A seção transversal total, em qualquer seção de um olhal simples, deverá ser igual a, pelo menos, 1,25 vezes a seção do corpo do estai e, no caso de olhal em forquilha, de 1,50 vezes. A resistência dos rebites unindo qualquer reforço será de 1,50 vezes a resistência do estai de ligação. Todos os parafusos-estais, exceto os de tipo flexível, terão no centro de cada extremidade um furo indicador, com diâmetro mínimo de 5 mm e comprimento tal que se prolongue a, pelo menos, 15 mm além da parte interna da placa. Eles não são necessários em estais ou em parafusos- suporte fixados por soldagem. No cálculo da área transversal líquida de parafusos-suportes ocos ou broqueados, a seção transversal do furo deverá ser subtraída se o diâmetro for maior que 5 mm. Seu comprimento não deverá exceder a vinte diâmetros. No caso em que a caldeira tem mais do que 5 metros de comprimento, os estais deverão ser suportados no meio. Extremidades rebitadas de parafusos-estais não deverão ter menos do que 5 mm além da superfície da placa, para dar material suficiente para a rebitagem. Não será permitido construir as cabeças de parafusos estais rebitados, por enchimento com solda. Colares soldados, usados em substituição a porcas deverão ter diâmetros de, pelo menos, duas vezes o diâmetro dos parafusos-estais e alturas de, pelo menos, meio diâmetro. A espessura mínima de porcas usadas em estais rosqueados deverá ser metade do diâmetro do estai, mas nunca menos que 20 mm. Deverão ser as seguintes as relações entre a pressão máxima de serviço, a espessura mínima e a altura das vigas, para tetos de câmaras de combustão:
P = 10.000 . e . h2 / K . (C-1) . C . D
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P = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2]
C = comprimento da viga entre os suportes, da parte interna da chapa para tubos até a interna câmara de combustão, em [mm]
D = distância entre as vigas, de centro a centro, em [mm] L = distância entre parafusos de suportes, em mm, não mais do que o passo máximo admissível
para a espessura de chapa com estais; h = altura da viga, em [mm] e = espessura da viga, em mm (espessura somada quando a viga tiver duas chapas). K = coeficiente com os seguintes valores:
K = 1,47, para vigas fixadas com um só parafuso K = 0,97, para vigas fixadas com dois ou três parafusos K = 0,87, para vigas fixadas com quatro ou cinco parafusos K = 0,82, para vigas fixadas com seis ou mais parafusos
12.21 - SUPERFÍCIES ESTAIADAS DE CALDEIRAS FLAMATUBULARES
Superfícies que deverão receber estais são aquelas que não se suportam, tais como tampas ou parte de tampa, chapas de revestimento de fornalhas, de tubo, etc..As chapas terão 8 mm ou mais de espessura. A pressão máxima de serviço e a espessura mínima de chapas apoiadas por estais, serão determinadas pelas fórmulas que seguem. Superfície com reforço: p = K . e2 / Q ; {no caso de haver reforço, somar a espessura da chapa com o reforço, para achar e . Nunca p deverá ser menor do que (P/2)}
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura da chapa, em [cm], incluindo a espessura do reforço, se usado;
Q = p2 + p2, sendo : p = passo dos estais em uma direção, em [cm]; p = passo dos estais em outra direção, em [cm] K = coeficiente correspondente à resistência mínima à tração da chapa (não menos do que
3.900 kg/ cm2), ao tipo de serviço e ao método de fabricação; a) Para chapas expostas aos produtos da combustão: K = 4.250, para chapas menores que 10 mm com estais aparafusados com porcas ou colares
soldados; K = 4.500, para chapas de 10 mm e mais, da mesma forma; K = 3.050, para chapas de 10 mm e mais, fixadas por estais aparafusados com cabeças
rebitadas; K = 3.410, para todas as chapas com estais fixados por rebite; K = 4.960, para chapas fixadas com tubos aparafusados e alargados em armações; K = 5.760, para chapas fixadas com tubos aparafusados, alargados por suas bordas reviradas
em armações; K = 3.350, para chapas fixadas com tubos aparafusados e alargados em fileiras de limitação; K = 4.070, para chapas fixadas por tubos aparafusados, alargados e suas bordas reviradas em
fileiras de limitação. b) Para chapas não expostas aos produtos de combustão: K = para chapas menores que 10mm, fixadas com estais rosqueados com roscas ou colares
soldados (ver nota); K = 5.230, para chapas de 10mm ou mais, com estais roscados com porcas ou colares
soldados; K = 3.430, para chapas de 10mm ou mais, com estais roscados e cabeças cravadas; K = 3.820, para todas as chapas com estais fixados por rebite; K = 6.120, para chapas de estais passantes com porcas por fora e por dentro;
K = 900, para placa tendo uma resistência à tração de, pelo menos, 3.850 kg/cm2 ou tensão admissível à compressão;
K = 3.170, para chapas com estais passantes com porcas por fora e por dentro, e tendo chapas de reforço cobrindo a área suportada completa;
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K = 2.160, para chapas com estais passantes, com porcas por dentro e por fora, reforçadas por arruelas externamente rebitadas com eficiência à chapa, com diâmetros não menores que 2/3 do passo dos estais;
K = 2.790, para chapas com estais passantes, porcas por dentro e por fora, e reforçadas por tiras onde os estais se fixam, devendo a tira ter largura mínima de 2/3 do passo dos estais;
K = 2.430, no caso de chapas com estais rosqueados e tiras de reforço entre fileiras de estais, devendo as tiras ter 2/3 do passo dos estais.
NOTA - Estais aparafusados em chapa de espessura de menos que 10 mm não deverão ter cabeças rebitadas, mas, sim, fixados com parafusos ou por colares soldados. No caso da superfície ser suportada por vários tipos de estais, com coeficiente diferente, deverá ser usada a média entre os valores de K. Para chapas de tubo, com ligamento sob esforços de compressão, assim como chapas de tubo de câmaras de combustão com a parte superior suportada por vigas, a pressão máxima de serviço e a espessura mínima deverão ter valores conforme a seguinte fórmula:
p = e . k / L . (1- d/P)
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] P = passo horizontal dos tubos, em [mm] L = comprimento total da câmara de combustão, além da chapa de tubos e do chapeamento
posterior, em [mm] e = espessura da chapa de tubos, em [mm] d = diâmetro interno dos tubos, em [mm]. No caso em que os tubos são defasados, a distância
vertical entre as linhas de centro dos tubos em fileiras adjacentes não deverá ser menor que:
42
2 pdd ⋅+
K = 1.870, para chapas com resistência à tração de, pelo menos, 38,7 kg/mm2 Chapas curvas de proteção de fornalha e chapas de fundo de câmaras de combustão, deverão ser consideradas com superfícies planas e receberão estais de acordo com os itens anteriores. Para chapas curvas de fundo de câmaras de combustão, não apropriadas para uso de estais, a pressão máxima de serviço e a espessura mínima das chapas sem reforço deverão ser determinadas pela fórmula:
p = (549 . e - 1.885 . L) / L
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura da chapa, em [mm] R = Raio externo em que a chapa é virada, em [mm] L = comprimento da chapa entre suportes, medido numa linha paralela ao eixo da caldeira, em
[mm] No caso em que as chapas recebem reforço, usar a fórmula:
p = (90 . e) 2 / R . L
Reforços estruturais nos fundos de câmaras de combustão, tais como cantoneira ou barras T, deverão ter uma espessura mínima igual a 80 % da espessura da chapa a ser reforçada, e a altura da alma não deverá ser menor do que a metade do passo dos reforços. O espaçamento e tamanho dos rebites ligando reforços a chapas serão calculados da mesma forma como para estais de chapas planas.
12.22 - FORNALHAS E CONDUTORES PARA CALDEIRAS FLAMATUBULARES Fornalhas e condutores deverão ter pressão máxima de serviço e espessura mínima de chapa, conforme a fórmula abaixo, mas não deverão ser menores que 8 mm ou maiores que 20 mm. Para fornalhas nervuradas ou corrugadas:
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p = K . (e / d)
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura mínima da chapa, em [mm] d = diâmetro externo da fornalha do fundo do corrugado, em [mm] K = 1.033, para corrugado de 200mm ou menos, entre centros, e não menos que 40mm de
profundidade; K = 1.104, para corrugado de 200mm ou menos, entre centros, e não menos que 40mm de
profundidade. Para fornalhas cilíndricas lisas com ou sem anéis de reforço, e condutos circulares rebitados:
p = 7,28 . (75 . U - 0,26 . Q)
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] R = raio externo da carcaça da caldeira, em [mm] L = comprimento de uma seção ou conduto, em [mm] T = espessura da chapa, em [mm] U = e/R) Q = (L/R) Condutos sem costura ou caldeados:
p = 0,87 . [ ( e/de ) – 1]
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura do conduto, em [mm] de = diâmetro externo do conduto, em [mm] No caso em que fornalhas são fabricadas com uniões rebitadas, a eficiência dessas uniões não deverá ser menor que 50% da chapa original. Fornalhas e outras partes cilíndricas expostas à pressão externa, e que necessitem de apoio, deverão ser suportadas por estais seguindo as normas dadas. A pressão de serviço não deverá exceder ao valor obtido pela fórmula para fornalhas cilíndricas lisas, mais 50% do obtido para superfície apoiada por estais em fornalhas rebitadas, e também não deverá exceder à pressão dada pela fómula de fornalhas cilíndricas lisas.
12.23 - TUBOS PARA CALDEIRAS FLAMATUBULARES
Tubos para caldeiras flamatubulares poderão ser de ferro ou aço maleável, soldados por sobre-posição, sem costura, ou soldados por resistência. A pressão máxima de serviço e a espessura mínima deverão obedecer à fórmula:
p = 980 / d . (e – 1,7)
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura máxima do tubo, em [mm] d = diâmetro externo do tubo, em [mm]. A espessura de tubos de estais deverá ser calculada como para estais longitudinais passantes. A espessura de tubos de estais marginais deverá ser, não menos que 6 mm, e a dos outros tubos de estais, não abaixo de 5 mm. As extremidades de tubos comuns deverão ser alargadas até ficarem justas na placa e, no caso de necessidade para o apoio da chapa do tubo, deverão ser calafetadas sobre ambas as extremidades. Tubos de estais deverão ser aparafusados em chapas de tubo e rebatidos justos, podendo ser dobrados em volta; o recalcamento de tubos de estais não é permitido.
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Os cabeçotes deverão ser de aço maleável, ferro forjado, aço fundido ou outro material aprovado, e sua pressão máxima de serviço e sua espessura mínima estão relacionadas pelas Regras que se seguem: - Cabeçotes cilíndricos deverão obedecer às normas para carcaças cilíndricas. - Faces planas de ferro forjado, aço forjado ou aço fundido, em cabeçotes, deverão obedecer à
seguinte fórmula para pressão e para espessura:
p = K . t . [ (e-2,39) / D] 2
p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] e = espessura, em [mm] t = resistência mínima do material, em [kg/cm2] D = distância entre apoios das faces planas, em [mm] K = 1,4 para aço forjado ou ferro forjado K = 1,1 para aço fundido
12.25 - CALDEIRAS AQUATUBULARES REBITADAS E RECIPIENTES SOB PRESSÃO REBITADOS
Uniões longitudinais rebitadas deverão ser do tipo tapa-junta duplo, de ambos os lados. As uniões circunferenciais de extremidade de chapas de carcaça, acima de 15 mm de espessura, e uniões circunferenciais ligando seções da carcaça, em chapas acima de 12mm, serão, pelo menos, duplamente rebitadas. Todos os furos para rebite serão feitos com broca e, sempre que possível, furados no lugar. Quando os furos não puderem ser feitos no lugar, eles deverão ser examinados depois da montagem e ajustados por meio de alargadores, se necessário. Não serão permitidos furos deslocados. Depois do broqueamento, as peças a rebitar deverão ser separadas e os cavacos e cantos vivos dos furos deverão ser retirados; isto não será necessário no caso de tampas com superfície de rebitagem usinada e montadas sob pressão. As bordas de recalque de todas as chapas e tapa-juntas de uniões rebitadas deverão ser usinadas e chanfradas a aproximadamente 70 graus em relação à chapa. Todas as rebarbas deverão ser retiradas. Na usinagem deverão ser retirados, pelo menos, 3 mm ou 25% da espessura da chapa, o que for maior. Chapas e tapa-juntas deverão ser bem ajustados entre si para evitar excesso de recalcamento. A encalcagem interrompida não será aprovada. O passo dos rebites, em qualquer união, será tal que permita obter estanqueidade sem excesso de encalcamento. A distância mínima do centro do furo de rebite até à borda da chapa, antes do encalcamento, é de 1,5 a 1,8 vezes o diâmetro do furo do rebite, a não ser no caso de furos nas extremidades dos tapa-juntas. A distância entre centros de duas fileiras de rebites, medida perpendicularmente à união, não deverá ser menor do que duas vezes o diâmetro do furo do rebite, quer medindo na chapa antes de virar, quer medindo na linha média da chapa, após a viragem. Tampas sem estais, planas ou abauladas, deverão obedecer ao indicado para caldeiras soldadas. Para as tampas planas sem estais, deverão ser usadas as expressões dadas em 12.14 com os seguintes valores para C: C = 6,2, para chapas rebitadas ou aparafusadas rigidamente à carcaça, flange ou chapas laterais,
onde o diâmetro interno não seja mais do que 600mm, e a relação entre a espessura da tampa e D seja, pelo menos, igual ou superior a 0,05;
C = 3,3, para chapas com flanges fixados às carcaças, tubos ou cabeçotes por uniões sobrepostas rebitadas, quando o raio da aresta interna não é menor que três vezes a espessura do flange imediatamente adjacente, e onde a rebitagem obedece ao exigido para uniões circunferenciais.
Os tubos para caldeiras aquatubulares, superaquecedores e outras partes de uma caldeira, onde estejam expostas à pressão interna, deverão ser de aço sem costura ou soldados por solda elétrica. A pressão máxima de serviço e a espessura mínima, serão calculados pela fórmula adequada para caldeiras soldadas, de acordo com 12.15. Tapa-juntas de uniões de topo deverão ser curvadas ao raio da carcaça, por calandragem ou por prensamento, e terão espessura suficiente para permitir recalcamento de suas bordas e satisfarão às normas abaixo: A espessura do tapa-juntas externo não será menor do que 5 mm, conforme abaixo:
( )( )dfP
dpeee
⋅−⋅−⋅= 6,1
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ee = espessura do tapa-juntas externo, em [cm] e = espessura necessária da carcaça, em [cm] p = passo dos rebites na segunda fileira, em [cm] P = passo dos rebites nas fileiras externas, em [cm] d = diâmetro dos furos de rebite, em [cm] f = relação entre o passo dos rebites na fileira externa e o passo mínimo das fileiras internas. A espessura do tapa-juntas interno será igual à do tapa-juntas externo, mais 3 mm, mas não necessitará ser maior do que a espessura da carcaça. A espessura de tapa-juntas que são interceptados por tubos será aumentada, se necessário, para manter a eficiência em que se baseou o cálculo da pressão de serviço. Quando não forem feitas indicações nestas normas, para caldeiras rebitadas, serão usadas as correspondentes para caldeiras aquatubulares. O fator de eficiência deverá ter o menor valor determinado como segue: Chapas: E = (P - d) / P Rebites: E = (ns . tc) / Pt . e Para eficiência combinada da chapa na segunda fileira e cisalhamento dos rebites na fileira externa:
etp
tcSm
p
dPE
⋅⋅
⋅⋅+
−=
Para eficiência combinada da chapa na segunda fileira e de compressão do tapa-juntas em frente a rebites na fileira externa:
etp
jdcm
p
dPE
⋅⋅
⋅⋅⋅+
−=
P = passo dos rebites na fileira externa, em [cm] p = passo dos rebites na segunda fileira, em [cm] d = diâmetro dos furos dos rebites, em [cm] n = número de rebites por passo P; m = número de rebites na fileira externa por passo P; S = área da seção do rebite cravado, em [cm2] e = espessura da chapa, em [cm] j = espessura do cobre-juntas, em [cm] c = 6.500 kg/cm2 ou a resistência à compressão da chapa, em [kg/cm2] t = resistência à tração mínima da chapa, em [kg/cm2] t = resistência ao cisalhamento, mínima, para os rebites, em [kg/cm2] com os seguintes valores:
rebites de aço doce sob simples cisalhamento ......... 2671 idem de duplo cisalhamento ..................................... 5300 rebites de aço sob simples cisalhamento.................. 30000 idem de duplo cisalhamento ..................................... 60000
Os valores acima se baseiam numa resistência à tração mínima de 3.200 kg/cm2, para rebites de aço, e de 30.000 kg/cm2, para rebites de ferro. A resistência mínima de uniões circunferenciais entre as tampas e carcaças de caldeiras ou outros recipientes, será de 50% da necessária para as uniões longitudinais da carcaça, se nenhuma parte da carga sobre a tampa for suportada, quer por tubos, quer por estais. As uniões circunferenciais de trechos da carcaça deverão ter uma resistência não inferior a 75% da necessária para as uniões longitudinais. Na determinação de eficiência da chapa pelos ligamentos em carcaças cilíndricas, cortadas por uma fileira simples, ou por mais de uma fileira de tubos bem separados, usar as fórmulas:
a) Para chapa singela: E = (P - d) / P b) Para chapa reforçada ou no caso dos tubos estarem numa união de topo, com duplo cobre-juntas:
eP
dPeE s
⋅
−⋅=
)(
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P = passo dos tubos, em [cm] d = diâmetro dos furos de tubo, em [cm] es = espessura da carcaça , em [cm] e = a espessura somada da carcaça e da chapa de reforço ou dos dois cobre-juntas, em [cm] O espaçamento dos rebites dentro da linha de recalque das placas de reforço será determinado da mesma maneira que para estais em superfícies planas. A resistência de cisalhamento dos rebites será, pelo menos, igual à necessária para os ligamentos. NOTA - Quando o passo dos furos para tubos em qualquer fileira não é uniforme, o cálculo deverá ser feito com o passo médio em qualquer comprimento de fileira, não excedendo o diâmetro da carcaça. A eficiência de ligamentos circunferenciais será calculada de maneira semelhante à dos ligamentos longitudinais, e deverá ser igual, pelo menos, à metade da eficiência daqueles. No caso em que os furos de tubos não são perpendiculares à chapa, a espessura da chapa deverá ser suficiente para dar um apoio paralelo de, pelo menos, 10 mm de profundidade entre os planos perpendiculares ao eixo do tubo, para tubos até 60 mm, e um apoio de, pelo menos, 15 mm para tubos de diâmetro acima de 60 mm. Carcaças cilíndricas deverão obedecer as relações dadas abaixo, a menos que as chapas não sejam menores que 5 mm de espessura:
p = (H. t. E) / D - Do p = pressão máxima de serviço, em [kg/cm2] t = resistência à tração da chapa, em [kg/cm2] e = espessura mínima da chapa, em [cm] E = espessura mínima da união longitudinal ou da ligação em furos de tubos ou outras
aberturas, usando-se o valor mínimo; D = diâmetro interno da parte maior da carcaça, em [cm] Do = diâmetro externo da parte maior da carcaça, em [cm] H = coeficiente que deverá ser:
- 0,50, para carcaças não expostas ao fogo ou a produtos da combustão, e que tenham uniões longitudinais rebitadas de topo, com cobre-juntas duplo;
- 0,47, para depósitos d’água em caldeiras aquatubulares não expostos ao fogo ou seus produtos (ver a seguir); - 0,45, para o tipo acima, que não depósitos d’água em caldeiras aquatubulares expostos ao fogo e seus produtos, desprotegidos ou recobertos com material refratário, e também para cilindros soldados eletricamente para qualquer uso; - 0,20, para carcaças de aço fundido; - 0,16, para carcaças de ferro fundido;
Não usar aço fundido para peças sob pressão, onde a espessura necessária seja maior do que 50mm. Não usar ferro fundido em recipientes para mais de 230oC de temperatura de serviço nem em caldeiras com pressão acima de 2 kg/cm2. No caso em que a espessura ultrapassar a 0,20 vezes o diâmetro interno, calcular por:
p = (H. t. E. A) / 2.B A = (Do
2 / 4) - (D2 / 4) B = (Do
2 / 4) + (D2 / 4 )
12.26 - CALDEIRAS PARA MÁQUINAS AUXILIARES As caldeiras para máquinas auxiliares deverão ter, pelo menos, dois circuitos de alimentação e suas bombas de óleo combustível serão em número de duas.
TOMO IV
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO TOMO IV – FABRICAÇÃO E DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA ENSAIO DE MATERIAIS ............................... SEÇÃO 1 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 439
SEÇÃO 1
FABRICAÇÃO E ENSAIO DE MATERIAIS
1.1 - APLICAÇÃO
1.1.1 - As Regras para Materiais se aplicam aos materiais e produtos que se destinam à construção, reparo e equipamentos de navios classificados. 1.1.2 - A aplicação destas Regras inclui todos os produtos e materiais a cuja utilização se referem as Regras para Construção. 1.1.3 - Esta seção contém os princípios que regem os materiais metálicos e as formas nas quais estes são produzidos, como, por exemplo, chapas, barras chatas e redondas, tubos, forjados e fundidos, bem como componentes para fundeio e amarração, os quais devem ser aplicados no decorrer da fabricação e dos ensaios. Estes princípios gerais devem ser aplicados em conjunto com as Regras específicas prescritas nas Seções seguintes para cada produto em particular. 1.1.4 - Caso existam diferenças entre estas Regras e as Normas ou as especificações apropriadas com relação ás suas exigências, os testes devem ser realizados tomando em consideração as exigências mais severas.
1.2 - EXIGÊNCIAS APLICÁVEIS AOS FABRICANTES
1.2.1 - Os fabricantes devem estar equipados com instalações que permitam que os materiais sejam fabricados adequadamente, conforme as mais modernas práticas e técnicas. 1.2.2 - Os fabricantes devem, por seus próprios mecanismos de controle de qualidade, assegurar que os produtos sejam fabricados e processados habilmente e que eles atendam às exigências especificadas. Os ensaios presenciados pelo BC não desobrigam o fabricante dessa responsabilidade. 1.2.3 - Como parte de seu próprio sistema interno de controle de qualidade, os fabricantes devem manter um registro constante da fabricação e do ensaio dos materiais e produtos. 1.2.4 - Os requerimentos para a homologação devem ser submetidos ao BC por escrito e conter obrigatoriamente as seguintes informações: a) Os materiais e produtos para os quais a homologação é pretendida, incluindo o método de
fabricação, valores de referência para a composição química, condições nas quais os materiais e os produtos devem ser fornecidos, propriedades e dimensões; e
b) Uma lista das instalações de fabricação e dos equipamentos de ensaio disponíveis, juntamente com descrições do sistema de controle de qualidade, bem como dados das pessoas responsáveis pela inspeção. Quando os testes forem realizados por entidades estranhas, o respectivo pessoal e os equipamentos de ensaio disponíveis devem ser também relatados.
1.2.5 - Uma vez emitida, a homologação de um fabricante é normalmente válida por 2 (dois) anos. Sua validade pode subseqüentemente ser estendida de ano para ano, desde que o fabricante seja capaz de provar por testes contínuos que as condições para a sua homologação continuam a ser cumpridas.
1.3 - EXIGÊNCIAS GERAIS RELATIVAS AOS MATERIAIS
1.3.1 - Fabricação
1.3.1.1 - Todos os materiais devem ser fabricados por técnicas suficientemente comprovadas que assegurem que as propriedades exigidas sejam alcançadas. Quando novos processos forem empregados, devem ser submetidas ao BC provas preliminares de sua adequabilidade. De acordo
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com decisão do BC, isto deve tomar a forma de testes de procedimento especial e/ou apresentação de documentação de fábrica dos testes realizados ou de pareceres de especialistas de entidades independentes de ensaio. 1.3.1.2 - Nas aciarias, como técnicas comprovadas mencionadas em 1.3.1.1, entendem-se a fabricação de aço em fornos LD, fornos Siemens-Martin 1.3.2 - Composição Química e Propriedades Mecânicas
Os materiais e os produtos devem satisfazer às exigências com relação à composição química e às propriedades mecânicas especificadas nesta Regra para Materiais ou, quando for o caso, nas especificações aplicáveis e documentos. Como norma, a composição química é considerada aquela da corrida. 1.3.3 - Condição de Fornecimento e Tratamento Térmico
1.3.3.1 - Os produtos devem ser fornecidos conforme o tratamento térmico prescrito. Quando o tratamento térmico for realizado pelo cliente, deve ser claramente estabelecida nos certificados a condição na qual o material é fornecido. 1.3.3.2 - Todos os tratamentos térmicos devem ser realizados em fornos apropriados, os quais devem ser eficientemente mantidos. Os fornos devem ser providos de dispositivos para o controle e a indicação da temperatura. 1.3.4 - Ausência de Defeitos
1.3.4.1 - Todos os materiais e produtos devem estar isentos de defeitos cujos efeitos possam influir significativamente na sua utilização ou em trabalho posterior apropriado. Defeitos superficiais insignificantes podem ser removidos mecanicamente, desde que nesses casos não sejam ultrapassadas as tolerâncias dimensionais permitidas. 1.3.4.2 - Defeitos no material podem ser reparados por soldagem, somente quando isto for pelas especificações relativas ao produto em questão e caso o inspetor tenha dado seu consentimento e a técnica de soldagem tenha sido aprovada pelo BC. 1.3.5 - Soldabilidade
Materiais destinados à fabricação de estruturas soldadas devem ser capazes de serem soldados por técnicas comuns de caldeiraria. Quando a soldagem for possível somente em condições especiais, estas devem ser determinadas em acordo com o BC e devem ser validadas por um teste de procedimento. 1.3.6 - Homologação
1.3.6.1 - O fabricante deve primeiramente provar que as propriedades dos materiais e dos produtos fabricados por ele preenchem as exigências estipuladas. Como regra, isto requer um teste de adequabilidade realizado em produtos selecionados, cuja abrangência deve ser decidida pelo BC em cada caso. Com o consentimento do BC, podem ser levados em consideração, para esta finalidade, pareceres de especialistas de outras entidades independentes de ensaio.
1.4 - CONDIÇÕES GERAIS DE TESTE
1.4.1 - Os testes de recepção devem ser normalmente realizados nas fábricas na presença do Inspetor. Para esta finalidade, o fabricante deve dar ao Inspetor acesso aos departamentos de fabricação e laboratórios correspondentes e tornar disponível a ele todos os registros relacionados ao controle de qualidade, durante todo o tempo necessário para o cumprimento de suas funções. O Inspetor terá também direito a testemunhar o processo da fabricação, embora isto não deva interferir no andamento do trabalho. 1.4.2 - Quando forem especificados testes não destrutivos para os diversos tipos de produtos, estes devem ser realizados pelo fabricante, e os resultados, juntamente com os detalhes do método de teste, devem ser declarados em um certificado. O inspetor terá direito de presenciá-los. Para os testes realizado pelo BC, devem ser obtidos acordos especiais concernentes aos mesmos.
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Ver Norma ABNT NB-189, Certificado de Ensaio. 1.4.3 - A composição química dos materiais deve ser normalmente demonstrada pelo fabricante por análise da corrida, cobrindo todos os elementos para os quais são prescritos limites de valores nestas Regras para Materiais ou em outras especificações aplicáveis e documentos ou que sejam adicionados a fim de garantir as propriedades mecânicas exigidas. O certificado do fabricante é geralmente reconhecido como prova da composição química. Quando existir dúvida com relação a composição, o BC pode exigir adicionalmente a realização de analise por peça. Possíveis desvios entre as análises por peça e da corrida devem estar de acordo com Normas ou Especificações apropriadas. 1.4.4 - Todos os produtos devem ser verificados pelo fabricante quanto à concordância com as dimensões especificadas. Os produtos devem também ser por eles inspecionados quanto a possíveis defeitos e devem, quando isto for requerido, ser apresentados ao Inspetor. Para esta finalidade, os produtos devem estar normalmente na condição de tratamento térmico e de embarque prescritas e devem ter uma superfície limpa, preparada para ensaio sem tinta ou outros meios de proteção que prejudiquem a detecção de defeitos. Salvo especificado em contrário nas Seções seguintes ou especialmente acordado, o Inspetor deve realizar um teste aleatório das dimensões e acabamento da superfície, como julgar conveniente. Os produtos que não atenderam às exigências devem ser de imediato colocado à parte pelo fabricante. 1.4.5 - Quando, em casos excepcionais, por razões técnicas, não puderem ser realizados ensaios de acordo com estas Regras podem, com o consentimento do BC, ser aplicados outros métodos de testes ou técnicas equivalentes. 1.4.6 - Quando os produtos forem fabricados em grandes linhas por técnicas de fabricação em série e/ou por utilização de processos contínuos com condições monitoradas constantes, o BC pode, ao invés de presenciar os testes, reconhecer aqueles realizados pelo controle de qualidade da fábrica, utilizando um sistema de qualidade assegurada (Q.A.) aprovado pelo BC.
1.5 - IDENTIFICAÇÃO E MARCAÇÃO DOS PRODUTOS
1.5.1 - Identificação do Material
O fabricante deve utilizar um sistema de identificação e marcação que permita que cada produto seja remontado ao lingotamento original. Mediante pedido, deve ser dadas ao Inspetor todas as facilidades para rever o processo de fabricação. 1.5.2 - Marcação
1.5.2.1 - Antes do ensaio de recepção, os produtos devem ser apresentados pelo fabricante no mínimo em uma posição com a marcação necessária conforme descrito nas seções seguintes. A marcação deve concordar com os detalhes dados nos certificados de fabricação ou programas de entrega. 1.5.2.2 - A marcação deve ser normalmente impressa com uma punção, a menos que tal marcação seja impedida por se tratar de materiais com uma superfície sensível ou muito fina. Em tais casos, a marcação pode ser feita com tinta, carimbo de borracha, etiqueta adesiva ou eletrogravação. 1.5.2.3 - Todas as marcações devem ser aplicadas de tal forma que sua legibilidade não possa ser prejudicada pelo transporte ou estocagem do produto. Quando usinagem posterior dos produtos ocasionar a remoção das marcações existentes, o fabricante envolvido deve aplicá-las em um ponto diferente. 1.5.2.4 - Como regra geral, todo produto deve ser marcado. No caso de peças pequenas do mesmo tipo e tamanho, que embaladas firmemente em caixas, tambores ou similares, e também no caso de barras de aço e perfis pesando até 20 Kg/mm e embaladas em feixes, com o consentimento do Inspetor, é suficiente marcar somente a unidade mais alta ou uma etiqueta forte afixada de maneira segura. 1.5.2.5 - Sempre que possível, as marcas devem ser destacadas por meio de marcação, com tinta. No caso de forjados e fundidos, a área a ser marcada deve ser esmerilhada.
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1.5.3 - Utilização dos Sinetes BC
1.5.3.1 - Os corpos de provas e os produtos dos quais os corpos de prova tenha sido retirados devem ser marcados com o sinete de corpo de prova. 1.5.3.2 - Caso fique demonstrado durante testes subseqüentes ou durante a usinagem posterior dos produtos testados, que estes possuam defeitos ou de alguma forma não mais atendam à exigências, os sinetes BC devem ser cancelados de uma forma conveniente.
1.6 - DOCUMENTOS REFERENTES AOS TESTES E CERTIFICADOS
1.6.1 - Por ocasião dos ensaios o fabricante deve apresentar ao Inspetor documentos referentes aos materiais ou produtos a serem testados. Estes documentos devem conter, no mínimo, o seguinte: a) Quantidade, tipo do produto, dimensões, tipo de material, condição em que é fornecido e peso; b) Nome do comprador, juntamente com números de Ordem de Compra e de fabricação; c) Número do projeto de construção, número do casco ou nome do navio, quando conhecido; e d) Aplicação, onde necessário. 1.6.2 - Quando, de acordo com as Regras para Construção ou arranjos especiais, a tarefa de ensaio dos materiais for delegada ao fabricante, este deve emitir um certificado apropriado, o qual, além, das informações listadas em 1.6.1, contenha também os seguintes detalhes: a) Método de fabricação, número da corrida e composição química; b) Condição em que é fornecido, com detalhes do tratamento térmico; c) Marcas de identificação; e d) Resultados dos testes de materiais realizados. O tipo de certificado exigido está especificado nas Regras para Construção. 1.6.3 - Quando as Regras para Construção exigirem somente um certificado geral de qualidade cobrindo os produtos em questão, o fabricante do material deve emitir um certificado contendo as seguintes informações: a) Quantidade, tipo do produto, dimensões, tipo de material, condição em que é fornecido e peso
dos produtos; b) Método de fabricação; c) Valores de referência para a composição química, quando os materiais não forem fabricados
conforme Normas; e d) Marcas de identificação. Os produtos devem ser marcados de tal forma que possam ser identificados. 1.6.4 - Se, mediante teste, as exigências especificadas forem satisfeitas, o resultado é atestado pelo Inspetor. A prova disto normalmente, é em forma de um certificado de teste BC. Por acordo, os resultados podem ser também atestados das seguintes maneiras alternativas: 1.6.4.1 - Pela confirmação dos resultados de teste nos relatórios de recepção (certificação conjunta pelo fabricante e pelo Inspetor), na forma de carimbo e assinatura do Inspetor. 1.6.4.2 - No caso de produtos produzidos em grande quantidade e sujeitos a ensaio por corrida ou lote, por confirmação do Inspetor, o qual apõe seu carimbo e sua assinatura no certificado do fabricante, confirmando que os testes realizados conforme as Regras atenderam às exigências. Em adição, o fabricante deve também declarar e confirmar nos certificados que os produtos listados nos mesmos foram fabricados de acordo com as Regras do BC.
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SEÇÃO 2
ENSAIOS MECÂNICOS 2.1 - APLICAÇÃO
2.1.1 - Esta Seção contém as Regras para os métodos de Ensaios Mecânicos e para as formas dos corpos de prova a serem utilizados no ensaio do material dos produtos em geral. Para certos produtos, os testes especiais descritos nas Seções seguintes também devem ser realizados. 2.1.2 - É exigência fundamental que todos os testes sejam realizados de acordo com as normas nacionais estabelecidas e de conformidade com estas Regras. Exemplos de normas também aplicáveis são dados abaixo.
2.2 - MÁQUINAS DE TESTE E PESSOAL TÉCNICO
2.2.1 - Todos os testes devem ser realizados por pessoal treinado utilizando máquinas de teste calibradas. As máquinas de testes devem ser mantidas pelos proprietários em boas condições de trabalho e devem ser calibradas a intervalos regulares por uma autoridade de ensaio oficial ou por um instituto de teste independente. Os registros de calibração devem ser mantidos disponíveis no laboratório de teste.
2.3 - RETIRADA E CONFECÇÃO DE CORPOS DE PROVA
2.3.1 - Definições
2.3.1.1 - Amostra
Amostra é o termo aplicado ao produto como, por exemplo, a chapa ou o tubo selecionado do lote de teste para a retirada de corpos de prova. 2.3.1.2 - Lote de Teste
Lote de teste é o termo utilizado para aquela quantidade de peças de um fornecimento à qual se refere o resultado de um teste. O termo pode ser utilizado, por exemplo, para um número determinado de peças iguais de uma mesma corrida ou para um comprimento de material laminado (chapa ou barra) ou para uma só peça (uma peça grande forjada ou fundida). 2.3.1.3 - Seção de Teste
Seção de teste descreve a parte do material (por exemplo, tira da chapa) retirada da amostra para a confecção de um ou mais corpos de prova. 2.3.1.4 - Corpo de Prova (CP)
Corpo de prova é a Seção de teste que serve, usinada ou não, para a realização dos respectivos ensaios (por exemplo, CP para teste de tração, teste de impacto, teste de dobramento, etc.). 2.3.2 - Marcação de Seções de Teste e Corpos de Prova
2.3.2.1 - Seções de teste e corpos de prova devem ser representativos da amostra. 2.3.2.2 - As seções de teste e os corpos de prova devem ser marcados de tal maneira que, após a sua retirada e usinagem, seja possível verificar de qual amostra foram retirados e como eram as suas posições na mesma. Quando na usinagem de seções de teste ou corpos de prova sumir a marcação inicial, a mesma deve se transferida previamente para outras regiões.
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2.3.2.3 - Geralmente as seções de teste e corpos de prova devem ser marcados com o sinete de corpo de prova pelo Inspetor, antes de serem retirados da amostra. 2.3.3 - Retirada e Dimensões das Seções de Teste
2.3.3.1 - As seções de teste devem ser retiradas da amostra na posição especificada. As dimensões devem ser tais que permitam a retirada dos corpos de prova prescritos para os ensaios, inclusive a retirada adicional para eventuais re-testes. 2.3.3.2 - Em geral, as seções de teste podem ser retiradas da amostra somente após complementação de todos os tratamentos mecânicos e/ou térmicos previstos para o produto. Neste contexto, podem ser desconsiderados tratamentos térmicos que não provoquem alterações das propriedades mecânicas. 2.3.4 - Retirada e Dimensões de Corpos de Prova
Os eixos geométricos longitudinais dos corpos de prova devem ser orientados em relação à direção principal de deformação da maneira prescrita nas Seções seguintes. Não obstante, o fabricante pode, no sentido de poupar material de teste e após acordo com o Inspetor, retirar corpos de prova transversais ao invés de longitudinais, desde que exigências correspondentes sejam especificadas para corpos de prova transversais. 2.3.5 - Confecção dos Corpos de Prova
2.3.5.1 - Todos os corpos de prova devem ser usinados mecanicamente nas dimensões prescritas. São exceções, para estas exigências, aqueles corpos de prova como, por exemplo, tubos e barras de pequenos diâmetros, os quais podem ser submetidos ao ensaio de tração com a seção integral. 2.3.5.2 - Quando da retirada de placas de teste ou de corpos de prova, devem ser evitadas deformações do material, tanto quanto possível. Quando as seções de teste ou os corpos de prova forem retirados por corte oxiacetilênico ou guilhotina, deve haver uma folga suficiente para serem usinadas as linhas de corte. 2.3.5.3 - Devem ser eliminados defeitos que ocorram durante a usinagem dos corpos de prova e que possam afetar os resultados dos testes como, por exemplo, entalhes, fendas e rebarbas. Neste caso, devem ser respeitadas as tolerâncias dimensionais e geométricas do respectivo corpo de prova.
2.4 - TESTE DE TRAÇÃO
2.4.1 - Tipos de Corpos de Prova
2.4.1.1 - Designações
A seguinte designação é utilizada para especificar as dimensões dos corpos de prova: do = diâmetro do corpo de prova de seção reta cilíndrica a = espessura de corpo de prova plano b = largura no corpo de prova plano L o = comprimento de referência inicial Lc = comprimento de referência paralelo So = seção transversal inicial r = raio do ressalto D = diâmetro externo do tubo t = espessura do produto 2.4.1.2 - Dimensões
2.4.1.2.1 - Preferivelmente, devem ser utilizados corpos de prova proporcionais curtos, com comprimento de referência inicial de Lo = 5,65.(So)
1/2 , uma vez que as exigências relacionadas ao alongamento nas Seções seguintes se referem a este comprimento de referência. 2.4.1.2.2 - Para forjados e fundidos com exceção do ferro fundido cinzento, devem ser utilizados os corpos de prova de tração cilíndricos, conforme Tabela 2.1 e Figura 2.1 .
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Dimensões Corpo de prova tipo A: CP para tração, cilíndrico 14
mm de diâmetro
Corpo de prova tipo B : CP de tração alternativo
do 14 mm - Lo 70 mm 5 do
Lc 85 mm Lo + do
r 14 mm 10 mm Para ferro fundido nodular e todos os materiais com alongamento mínimo A5 ≤ 10%, o raio deve ser r = 20 mm (CP tipo A) ou r = 1,5.d (CP tipo B), respectivamente. De preferência, deve ser utilizado CP tipo A. Quando isso não for possível, as dimensões devem ser determinadas conforme as indicações para CP tipo B
Corpos de prova de tração cilíndricos
Tabela 2.1
Figura 2.1 2.4.1.2.3 - Para vergalhões laminados a quente e produtos similares devem ser utilizados corpos de prova como em 2.4.1.2.2. 2.4.1.2.4 - Para chapas, barras chatas e perfis, devem ser utilizados corpos de prova de tração planos, conforme mostrado na Tabela 2.2 e na Figura 2.2. Nos CP’s devem ser preservadas as camadas de laminação. Quando, em ensaio de chapas espessas, a capacidade da máquina de tração for insuficiente, os corpos de prova devem ser usinados em apenas um lado, para redução de espessura.
Dimensões Corpo de prova tipo C:
CP proporcional Corpo de prova tipo D:
CP de 200 mm a T t b 25 mm Lo 5,65 . S1/2 10 mm Lc Lo + b 225 mm
r 25 mm 25mm
Corpos de prova de tração planos Tabela 2.2
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Figura 2.2
Chapas de espessura acima de 30 mm podem ser testadas também com corpos de prova de tração, cilíndricos, conforme 1.3.2. Neste caso, os corpos de prova devem ser retirados da seção de teste, de tal maneira que o eixo esteja a 1/4 da espessura, medido a partir de uma face ou o mais perto possível desta posição. 2.4.1.2.5 - Em tubos, os testes de tração podem ser realizados com um comprimento suficientemente longo do próprio tubo. Para isso, devem ser colocados tampões metálicos nas extremidades dos tubos, a fim de conseguir boa fixação do corpo de prova na máquina de tração, conforme a Tabela 2.3 e a Figura 2.3, corpo de prova tipo E. Quando o diâmetro do tubo não permitir, devem ser retirados e usinados corpos de prova tipo F da parede do tubo (ver Tabela 12.3).
Dimensões Corpo de prova tipo E
(tração do próprio tubo)
Corpo de prova tipo F
(plano retirado da parede do tubo)
a - t
b - 12 mm
Lo 5,65. S1/2 5,65. So1/2
Lc Lo + D Lo + 2 .b mm
r - 10 mm 1) Este valor determina também a distância mínima entre as garras da máquina de teste.
Corpos de Prova de Tração para Tubos Tabela 2.3
Quando a espessura da parede do tubo o permitir, podem ser utilizados, também, corpos de prova de tração cilíndricos, conforme 2.4.1.3.2. Neste caso, os eixos dos corpos de prova retirados devem estar na metade da parede. Tubos com diâmetros grandes podem ser testados, também, com corpos de prova de tração, planos ou cilíndricos, retirados transversalmente ao eixo do tubo.
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Figura 2.3
2.4.1.2.6 - Para ferro fundido cinzento, devem se utilizados corpos de prova conforme Figura 2.4, retirados de uma barra de teste cilíndrica, fundida separadamente, com um diâmetro bruto de 30mm.
Corpos de prova de tração para ferro fundido cinzento Figura 2.4
2.4.2 - Realização dos Testes
Os teste devem ser realizados de acordo com Normas estabelecidas. 2.4.3 - Averiguação dos Resultados dos Testes
Com os símbolos e unidades de medição estabelecidos a seguir, os resultados dos testes devem ser averiguados da seguinte maneira: 2.4.3.1 - Limite de Escoamento Re (N/mm2)
Em geral, deve ser determinado o limite superior de escoamento (ReH) que é a tensão máxima que precede a queda inicial da carga de tração com o aumento do alongamento. Para se determinar o limite de escoamento à temperatura ambiente, a velocidade de aplicação da tensão não deve ultrapassar 30 N/mm2.σ, para aço, e 10 N/mm2.σ, para metais não ferrosos. O resultado do teste deve ser indicado com precisão de 1 N/mm2. 2.4.3.2 - Limite de Proporcionalidade Rp (N/mm2)
Em materiais sem limite de escoamento definido, deve ser determinado o limite de proporcionalidade pelo qual se entende normalmente o limite proporcional a 0,2% da deformação correspondente à tensão de ruptura ou resistência à tração (R p0,2). Para materiais austeníticos, pode ser determinado o limite de proporcionalidade a 1,0% (Rp1,0) ao invés de, ou em complementação ao, limite R p0,2 Para a velocidade de aplicação da tensão e indicação dos resultados, prevalece o item 2.4.3.1. 2.4.3.3 - Resistência à Tração Rm (N/mm2)
Para se determinar a resistência à tração, a velocidade de alongamento, uma vez ultrapassado o limite de escoamento ou o limite de proporcionalidade, não deve ser maior que 40% por minuto no teste de materiais dúteis. Em materiais frágeis como, por exemplo, ferro fundido cinzento, a velocidade de aplicação de tensão pode ser, no máximo, 2,5 N/mm2.σ . O resultado do teste deve ser indicado com precisão de 1 N/mm2. 2.4.3.4 - Alongamento A5 (%)
O alongamento A5 refere-se a corpos de prova proporcionais curtos. Em corpos de prova com outra relação entre comprimento de referência e seção transversal, o alongamento exigido Ao deve ser conforme os valores mínimos especificados para os produtos em questão, isto é, para comprimentos de referência Lo = 200 mm ou com valor mínimo calculado segundo a fórmula:
5
22 5 ⋅⋅⋅=
o
o
L
SAA
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Fórmula esta que só pode ser utilizada em aços ferríticos com resistência R ≤ 700 N/mm2 e que não tenham sido deformados a frio. Vide, também, Norma ISO/DIS 2566 O valor obtido para o alongamento será válido somente se a ruptura ocorrer a uma distância das marcas de referência de comprimento de, no mínimo, 1,25 x o diâmetro para corpos de prova cilíndricos ou maior que a soma das larguras e espessuras, no caso de corpo de tração plano. O resultado do teste deve ser indicado com uma precisão de 0,5%. Se o alongamento não for determinado utilizando-se corpos de prova proporcionais curtos, o cumprimento de referência (em mm) deve então ser indicado no certificado, como, por exemplo, alongamento Ao com Lo = 200 mm. 2.4.3.5 - Estricção Z (%)
Em geral, a estricção na seção de ruptura dos corpos de prova cilíndricas deve ser determinada somente se for requerida nas Seções subseqüentes destas Regras para Materiais. O resultado deve ser indicado com uma precisão de 1%.
2.5 - TESTES DE IMPACTO
2.5.1 - Generalidades
2.5.1.1 - Conforme especificado nas Seções seguintes destas Regras para Materiais, testes de impacto podem ser realizados tanto em corpos de prova tipo ISO-V (por exemplo, conform DIN 50115 ou ISO/R 148) como em corpos de prova tipo ISO-U (por exemplo, conforme DIN 50115 ou ISO/R 83). Não obstante, todos os produtos cuja utilização for prevista a uma temperatura abaixo da temperatura ambiente normal (+20 oC) deverão ser testados utilizando-se corpos de prova tipo ISO-V. 2.5.1.2 - Para produtos com espessuras inferiores a 10 mm e quando nenhum valor for especificado para a espessura do corpo de prova, estes deverão ser confeccionados com a máxima espessura possível. No caso de espessura de material ou de corpos de prova inferior a 5 mm, o teste de impacto é geralmente dispensado. O eixo longitudinal do entalhe deve situar-se perpendicular à superfície do produto. 2.5.2 - Dimensões dos Corpos de Prova
2.5.2.1 - Os corpos de prova devem ser confeccionados de acordo com as dimensões mostradas na Tabela 2.5 ou 2.6, devendo ser verificados para assegurar que as tolerâncias especificadas foram atingidas. 2.5.2.2 - As dimensões mostradas na Tabela 2.5 e Figura 2.5 se aplicam aos corpos de prova tipo ISO-V.
Dimensões Valores Nominais Tolerância Comprimento 55 mm ± 0,60 mm
Largura 10 mm ± 0,11 mm Espessura 10 mm ± 0,06 mm
Ângulo de Entalhe 45° ± 2o Espessura na Base do Entalhe 8 mm ± 0,06 mm
Raio da raiz do entalhe 0,25 mm ± 0,025 mm Distância do centro do entalhe
à extremidade do CP 27,5 mm ± 0,42 mm Ângulo entre os eixos do entalhe e
o longitudinal do CP 90° ± 2o
Corpo de Prova Tipo ISO-V Tabela 2.5
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Figura 2.5
2.5.2.3 - As medidas mostradas na Tabela 2.6 e Figura 2.6 se aplicam aos corpos de prova tipo ISO-U.
Dimensões Valores Nominais Tolerância
Comprimento 55 mm ± 0,60 mm
Largura 10mm ± 0,11 mm
Espessura 10 mm ± 0,11 mm
Espessura na Base do entalhe 5 mm ± 0,09 mm
Raio da raiz do entalhe 1 mm ± 0,07 mm
Distância do centro do entalhe
à extremidade do CP 27,5 mm ± 0,42 mm
Ângulo entre os eixos do entalhe e
o longitudinal do CP 90° ± 2°
Corpo de Prova Tipo ISO-U Tabela 2.6
Figura 2.6
2.5.3 - Máquinas de Teste
Sempre que possível, devem-se utilizar máquinas de teste pendular, com energia de impacto de 300 J (nunca menos de 150 J) e velocidade de impacto de 5 a 5,5 m/s. A distância entre os suportes (batentes) deve ser 40 mm, e o ângulo do perfil do bordo de ataques do martelo, 30 graus ± 1 grau. A Aresta de ataque do martelo deve ser arredondada, com um raio de 2 a 2,5 mm, conforme mostrado na Figura 2.7.
Máquina de teste de impacto Figura 2.7
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2.5.4 - Averiguação dos Resultados dos Testes 2.5.4.1 - A energia absorvida pelo impacto deve ser normalmente estabelecida em Joules (J), arredondando-se o resultado ao inteiro mais próximo. Os símbolos abaixo devem ser utilizados em conjunto com os resultados: KV, para corpos de prova tipo ISO-V, conforme Tabela 2.5 KCU, para corpos de prova tipo ISO-U, conforme Tabela 2.6
2.6 - ENSAIOS MECÂNICOS EM TUBOS 2.6.1 - Teste de Amassamento 2.6.1.1 - Para este teste, um trecho de tubo de comprimento igual a 1,5 vezes seu diâmetro, não inferior a 10 mm e não superior a 100 mm, é achatado entre duas placas até uma distância H pré-estabelecida ou, até que ocorra a fratura (vide Figura 2.8). No caso de tubos soldados (com costura), salvo acordo em contrário, o corpo de prova deve ser colocado entre as placas, de maneira tal que a costura fique posicionada a 90 graus em relação à direção de prensagem.
Exemplo de Norma a ser aplicada: NBR 6/54/80 Ensaio de Achatamento 2.6.1.2 - Após o achatamento, os corpos de prova devem ser inteiramente examinados quanto à existência de defeitos com acuidade visual normal. O teste será considerado satisfatório se o corpo de prova, achatado até a distância estabelecida, estiver isento de fissuras.
Teste de amassamento de tubo Figura 2.8
2.6.2 - Teste de Bordelamento 2.6.2.1 - Neste teste, uma punção cônica é forçada para dentro do corpo de prova até que seu diâmetro externo atinja o valor estabelecido ou até a ocorrência de fissuras (vide Figura 2.9). O comprimento do corpo de prova e o ângulo de conicidade da punção devem estar de acordo com a Tabela 2.9.
Material Comprimento do corpo de prova Ângulo de Conicidade
Aço ≤ 2 D
≤ 1,5 D;
30 graus
45 e 60 graus
Cobre e suas ligas 50 mm/min
2D
ou 120 graus
45 graus
Teste de Bordelamento
Tabela 2.9
Exemplo de Norma a ser aplicada: NBR 6206/80 Ensaio de Alargamento para Tubos de Aços
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Figura 2.9
2.6.2.2 - Após o bordelamento, os corpos de prova devem ser inteiramente examinados quanto à existência de defeitos, com acuidade visual normal. O teste será considerado satisfatório se o bordelamento especificado tiver sido realizado sem ocorrência de fissuras. 2.6.3 - Teste de Expansão Anelar 2.6.3.1 - Neste teste, anéis de tubo medindo de 10 a 16mm de comprimento são expandidos até que o diâmetro especificado seja atingido ou até a ocorrência de fraturas, com a utilização de uma punção (mandril) com conicidade aproximada de 1 : 5. Se necessário, deverá ser realizado mais de um teste com punções de diâmetro crescente. É permitida a superposição de vários corpos de prova de mesmo diâmetro e material (vide Figura 2.10).
Teste de expansão anular Figura 2.10
Exemplos de Normas a serem aplicadas: DIN 50137 Teste de Expansão Anelar em Tubos ISO/R 374 Teste de Expansão Anelar em Tubos de Aço 2.6.3.2 - A ductilidade dos tubos deverá ser avaliada com base na expansão atingida e, se for o caso, pela aparência da fratura e sua superfície. 2.6.4 - Teste de Tração Anelar 2.6.4.1 - Neste teste, anéis de tubo medindo cerca de 15 mm de comprimento são tracionados em uma máquina de ensaio de tração até a ocorrência de ruptura, utilizando dois pinos com diâmetro igual a, pelo menos, três vezes a espessura da parede do tubo. No caso de tubos soldados (com
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costura), o corpo de prova deverá ser colocada na máquina de tração de maneira tal que a costura fique posicionada a 90 graus em relação à direção de aplicação da carga de tração. Exemplo de Norma a ser aplicada: DIN 50138 - Teste de Tração Anelar em Tubos 2.6.4.2 - O teste será considerado satisfatório se o corpo de prova não apresentar quaisquer defeitos inaceitáveis tais como, crostas, dobras, trincas, ranhuras ou defeitos de laminação e, se tiver ocorrido deformação visível na região da fratura.
2.7 - INSTRUÇÕES PARA O TESTE DE DOBRAMENTO, TESTE DE DUREZA E TESTE DE QUEDA DE PESO 2.7.1 - Teste de Dobramento 2.7.1.1 - O teste de dobramento é utilizado para verificar a ductibilidade de metais e, de acordo com as Regras para Materiais, deve ser realizado somente em aços fundidos não ligados e, se for o caso, em bronze fundido para hélices. Para esta finalidade, devem ser preparados corpos de prova de espessura a de 20mm (± 5 mm) e largura b de 25 a 500mm (±5mm). A face a ser tracionada poderá ter suas bordas arredondadas com um raio de 2mm. Se a espessura do produto for inferior a 20 mm, a espessura do corpo de prova deve ser a mesma. 2.7.1.2 - Para realizar este teste, o corpo de prova deve ser dobrado continuamente até um ângulo de dobramento de 180 graus (90 graus, no caso de bronze fundido) ou, até a ocorrência de fratura superficial incipiente. O procedimento está ilustrado na Figura 2.11. O teste será considerado satisfatório se for conseguido o ângulo de dobramento prescrito, sem fratura superficial. Se, após a retirada da punção, o corpo de prova apresentar recuperação elástica, a operação de dobramento não necessita ser repetida, desde que tenha sido atingido um ângulo permanente de dobramento de, no mínimo, 170 graus. Exemplo de Norma a ser aplicada: NBR 6338/82 - Ensaio de dobramento para Tubos de Aço de Seção circular.
Teste de dobramento
Figura 2.11
2.7.2 - Teste de Dureza 2.7.2.1 - Os testes devem ser realizados de acordo com a especificação para determinar as durezas Brinell, Vickers ou Rockwell, utilizando métodos padronizados; vide, por exemplo, Normas ABNT MB-60 - Dureza Brinell, MB-358 - Dureza Rockwell e MB-359 - Dureza Vickers
2.8 - REPETIÇÃO DE TESTES 2.8.1 - Generalidades 2.8.1.1 - Se as seções de teste ou corpos de prova especificados para um determinado teste não forem adequadamente retirados e confeccionados, os resultados dos testes obtidos com os mesmos serão invalidados. Os testes deverão ser repetidos utilizando-se corpos de prova adequadamente confeccionados.
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2.8.1.2 - Se o resultado insatisfatório de um teste for devido a defeitos óbvios na execução do teste ou a uma falha evidente no corpo de prova, o resultado deve ser desconsiderado e o teste em questão repetido em um corpo de prova similar, o qual deve ser retirado da mesma placa de teste. 2.8.2 - Corpos de Prova de Tração ou Dobramento que Tenham Apresentado Resultados Insatisfatórios (Exceto Tubos) 2.8.2.1 - Teste Individuais Para cada corpo de prova de tração ou dobramento para o qual o resultado do ensaio tenha sido insatisfatório, devem ser testados dois corpos de prova substitutos, os quais devem ser retirados da mesma seção de teste que o corpo de prova original ou da mesma amostra. Em qualquer caso, ambos os corpos de prova devem satisfazer às exigências. 2.8.2.2 - Ensaios por Corridas ou Lotes Fica a critério do fabricante a opção de separar a amostra que apresentou resultados insatisfatórios ou de continuar a considerá-la como parte do lote de teste. 2.8.3 - Corpo de prova de impacto que tenham apresentado resultados insatisfatórios (exceto tubos) 2.8.3.1 - Teste Individuais Se a média dos resultados de ensaio de três corpos de prova de impacto não satisfizer aos requisitos ou, se um dos valores individuais for inferior a 70% do valor médio, deverão ser retirados e testados três corpos de prova da mesma placa de teste. O valor médio dos 6 testes individuais assim obtido deverá satisfazer aos requisitos. Entretanto, daqueles 6 valores individuais apenas dois poderão ser inferiores ao mínimo valor médio exigido e, dos quais apenas um, poderá se menor que 70% daquele valor médio; caso contrário, a amostra em questão deverá ser rejeitada. 2.8.3.2 - Ensaio por Corridas ou Lotes Se o valor médio de 3 corpos de prova de impacto não satisfizerem às exigências ou, se um único valor for menor que 70% do valor médio, então deve ser inicialmente aplicado o procedimento descrito em 2.8.3.1. Se o reteste também produzir um resultado insatisfatório, a amostra testada deve ser rejeitada e duas outras amostras do lote de mesma espessura ou da menor mais próxima devem ser testadas. Se novamente as amostras não satisfizerem às exigências, então o lote inteiro deve ser rejeitado. Com o consentimento do Inspetor, a quantidade de amostras restantes no lote de teste pode, no entanto, ser submetida a ensaios individuais. 2.8.4 - Corpos de prova de queda de peso que tenham apresentado resultados de ensaios insatisfatórios. 2.8.4.1 - Testes Individuais Se um ou ambos corpos de prova falhar, dois corpos de prova similares poderão ser retirados da mesma amostra e testados, em substituição. Ambos os corpos de prova substitutos deverão satisfazer aos requisitos, caso contrário, a amostra em questão deverá se rejeitada. 2.8.4.2 - Testes por Corridas Se um ou ambos corpos de prova retirados da amostra de maior espessura da corrida falhar, deverão então ser retirados e testados dois corpos de prova da mesma amostra e dois de outra amostra de mesma espessura ou, caso não haja disponível, de amostra de espessura inferior mais próxima. Os quatro corpos de prova deverão satisfazer aos requisitos, caso contrário, a corrida correspondente deverá ser rejeitada. Com o consentimento do Inspetor, a quantidade de amostras restante do lote poderá ser submetida a ensaios individuais.
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2.8.5 - Resultados Insatisfatórios no Ensaio de Tubos
2.8.5.1 - Ensaio por Lotes
Se, quando submetidos ao teste de tração, ao teste de alargamento ou ao teste de impacto, os tubos não satisfizerem às exigências, devem ser repetidos os testes que produziram os resultados insatisfatórios na mesma extremidade do tubo selecionado para o teste. Se o novo teste não satisfizer às exigências, o tubo em questão deve ser rejeitado. Em seu lugar, devem ser tomados dois outros tubos do lote envolvido e estes submetidos à toda a seqüência dos testes. Se, durante o ensaio, uma das exigências não for satisfeita, então o lote inteiro deverá ser considerado inaceitável.
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SEÇÃO 3
CHAPAS, PERFIS E BARRAS DE AÇO 3.1 - REGRAS GERAIS
3.1.1 - Aplicação 3.1.1.1 - Esta parte contém as Regras Gerais a serem aplicadas na fabricação e no ensaio dos produtos mencionados nas partes subseqüentes destas Regras, tais como, chapas lamimadas a quente, placas, tiras, perfis e barras de aço. 3.1.1.2 - Os aços cujas características satisfazem a normas nacionais ou especificações de material de fabricante podem ser aprovados, se suas propriedades forem consideradas equivalentes àquelas dos tipos de aços mencionados nestas Regras ou se tiver sido obtida aprovação especial para sua utilização. As indicações dos materiais padronizados, cuja utilização é permitida, estão contidas nas partes seguintes. 3.1.2 - Dimensões, Tolerâncias Dimensionais e Geométricas 3.1.2.1 - Salvo especificação em contrário, as tolerâncias inferiores mostradas na Tabela 3.1 são permitidas na espessura nominal de chapas. As exigências especificadas nas normas devem ser preenchidas em relação a todas as outras tolerâncias dimensionais e geométricas.
Espessura nominal t (1)
[mm]
Tolerância máxima na espessura (2)
[mm]
5 = t < 8 - 0,4
8 = t < 15 - 0,5
15 = t < 25 - 0,6
25 = t < 40 - 0,8
40 = t - 1,0
(1) As espessuras < 5 mm estão sujeitas às normas
(2) Estes dados se aplicam a pontos de medição localizados a 25 mm das bordas do produto
Tolerância na espessura
Tabela 3.1 3.1.2.2 - Os perfis e barras de aço devem satisfazer às dimensões e às tolerâncias dimensionais e geométricas especificadas nas Normas. 3.1.3 - Instruções Gerais para Ensaio 3.1.3.1 - Ensaio de Composição Química O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida (ou de cada panela) e submeter ao Inspetor um certificado correspondente. A composição química especificada para o tipo de aço em questão deve constar no certificado. Na eventualidade de qualquer dúvida com relação à composição dos produtos, deverá ser realizada uma análise do produto, a pedido do Inspetor.
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3.1.3.2 - Ensaio de Propriedades Mecânicas 3.1.3.2.1 - De cada lote de ensaio deverá ser retirado e ensaiado, pelo menos, um corpo de prova de tração. Por lote de teste se entenderá: o comprimento de laminação ou o número de itens de mesma corrida, conforme especificado nas partes seguintes. 3.1.3.2.2 - No caso e chapas e tiras largas com largura ≥ 600mm, os corpos de prova de tração devem ser retirados transversalmente; em todos os outros produtos, paralelamente à direção de laminação. a) Chapas, tiras largas ≥ 600mm de largura: a meia distância entre a linha de centro e sua borda
longitudinal; b) Tiras largas e planos < 600mm de largura: a uma distância situada a 1/3 da largura do produto, a
partir da borda longitudinal; c) Perfis: sempre que possível, de uma aba a uma distância correspondente a 1/3 da largura da
aba, a partir da borda longitudinal da mesma. No caso de perfis U e I, as seções de teste podem ser também retiradas da alma a uma distância correspondente a 1/4 da altura da alma, a partir da linha de centro da mesma;
d) Perfis-bulbo: da alma, a uma distância de 1/4 da altura do perfil, a partir da borda da mesma; e e) Barras: de uma posição situada à distância de 1/6 do diâmetro ou da diagonal, a partir da
superfície ou do canto, respectivamente. 3.1.3.2.3 - Normalmente, as seções de teste poderão ser retiradas dos produtos apenas após o tratamento térmico final. Quando produtos tiverem que ser subseqüentemente submetidos a trabalho a quente e for exigido o teste das propriedades na condição pós-tratamento térmico final, as seções de teste poderão ser submetidas a tratamento térmico separadamente.
Exemplos Mostrando a Localização das Seções de Ensaio
Figura 3.1 3.1.3.3 - Determinação do Limite de Proporcionalidade de 0,2% a Temperaturas Elevadas Para produtos destinados à operação em temperaturas elevadas, projetos com base em suas características mecânicas a altas temperaturas, o limite de proporcionalidade de 0,2% ou de 1% deverá ser determinado e comprovado, através de um teste de tração a alta temperatura, realizado em, pelo menos, um corpo de prova por corrida. A temperatura de teste deverá ser de 300oC, caso não seja especificada qualquer outra. O ensaio poderá ser dispensado no caso de aços fornecidos de acordo com normas reconhecidas, cujas características mecânicas a altas temperaturas sejam consideradas comprovadas.
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3.1.3.4 - Ensaio de Impacto 3.1.3.4.1 - Nos casos em que houver exigência, os corpos de prova deverão ser retirados paralela ou transversalmente à direção de laminação, conforme requisitos específicos destas Regras, e de acordo com as outras condições estabelecidas no item 8.2. O ensaio deverá ser realizado normalmente em corpos de prova tipo ISO-V com entalhe perpendicular à superfície do produto. Se a espessura do produto for ≤ 40 mm, os corpos de prova deverão ser retirados próximos à superfície laminada. Se a espessura for > 40 mm, os corpos de prova devem ser localizados de tal forma que seus eixos longitudinais estejam situados a 1/4 da espessura do produto, a partir da superfície. Os corpos de prova devem ser também retirados a uma distância suficiente da borda de corte, nos casos de corte oxiacetilênico ou por guilhotina. 3.1.3.4.2 - Quando, nos casos de espessuras inferiores a 10 mm, forem necessários corpos de prova de dimensões reduzidas (corpo de prova tipo ISO-V), os mesmos ficam sujeitos, no que se refere à energia de impacto, aos seguintes requisitos:
Seção Transversal do CP (CP tipo ISO-V)
Valor médio da energia de impacto
10 x 10 mm E 10 x 7,5 mm (5/6) . E 10 x 5 mm (2/3).E
Para produtos de espessura inferior a 5 mm, o ensaio é dimensionado. 3.1.3.5 - Inspeção Superficial e Verificação de Dimensões 3.1.3.5.1 - A inspeção superficial e a verificação de dimensões de todos os produtos devem ser realizadas pelo fabricante. Quaisquer defeitos superficiais podem ser removidos por esmerilhamento dentro das tolerâncias permitidas (conforme parágrafo 5). Quaisquer produtos que não atendam às exigências com relação ao acabamento superficial e tolerâncias dimensionais devem ser rejeitados pelo fabricante. 3.1.3.5.2 - Salvo especificação em contrário, todas as chapas sujeitas a ensaio individual devem ser submetidas ao Inspetor para o ensaio final. O Vistoriador do BC pode, ainda, exigir que produtos sujeitos a ensaio por lotes lhe sejam apresentados individualmente para inspeção. 3.1.3.6 - Ensaios Não-Destrutivos Ver Normas ABNT (CB-151); (MB-1722); (TB-181); (TB-198); (TB-191); (TB-71); (TB-187); (MB-2174) e (TB-1786). 3.1.3.6.1 - Quando for estipulado nas partes seguintes desta seção ou especificado na Ordem de Compra, o fabricante deverá submeter os produtos a ensaios não destrutivos, preferivelmente por ultra-som. Este ensaio deverá ser realizado de acordo com uma norma reconhecida. A natureza do ensaio (ensaio de superfície, ensaio bordas ou total), os detalhes do método, o tamanho e o número das indicações (falhas) permitidas, dependem da particular aplicação do produto e devem ser estabelecidos com o BC. Deverá ser apresentada prova de qualificação do operador. Mediante solicitação, deve ser permitido ao Inspetor tomar parte no ensaio. 3.1.3.6.2 - Independentemente das estipulações contidas no item 8.6.1, o Vistoriador do BC pode exigir a repetição dos ensaios por ultra-som nos produtos, caso existam motivos razoáveis para se colocar em dúvida a sanidade interna dos mesmos. 3.1.3.6.3 - O fabricante deverá preparar um relatório do ensaio por ultra-som, o qual deve conter detalhes do método de ensaio, os resultados e um lançamento das indicações, devendo o mesmo ser entregue ao Inspetor.
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3.1.4 - Marcação dos Produtos 3.1.4.1 - Com exceção dos produtos com dimensões pequenas especificações no item 9.2, todos os ítens deverão ser claramente identificados pelo fabricante em, no mínimo, um lugar, com as seguintes marcas: a) Tipo de Aço (Grau) b) Marca do fabricante c) Número de corrida, número de série (fabricação) d) Número do corpo de prova As chapas e os perfis devem ser marcados por punção. Os produtos com superfícies sensíveis ou com espessura de parede ≤ 10 mm podem ser marcados por um método diferente, ou seja, com um sinete de borracha ou impressão colorida. Mediante acordo com o Vistoriador do BC, os produtos podem ser também marcados com números de código, cujos significados devem ser explicados no certificado. 3.1.5 - Certificados 3.1.5.1 - Para cada fornecimento, o fabricante deve entregar ao Inspetor um certificado ou lista de fornecimento, contendo o seguinte: a) Cliente e número da Ordem de Compra (pedido) b) Se conhecido, o número do navio em construção (obra) c) Quantidade, dimensões, formato e peso dos produtos d) Tipo do aço ou especificação do material e) Números das corridas f) Composição química g) Condição de fornecimento, se esta diferir da condição “laminado” h) Números dos corpos de prova O certificado deverá também apresentar os resultado dos ensaios especiais realizados pelo fabricante, por ex., ensaios por ultra-som e ensaios de resistência à corrosão intercristalina, juntamente com detalhes do método de ensaio utilizado. 3.1.5.2 - Quando os aços não forem fundidos e laminados pelo mesmo fabricante, deverá ser fornecido ao Vistoriador um certificado da Siderúrgica, contendo, pelo menos, os números de corrida e as respectivas composições químicas. 3.1.5.3 - Quando, excepcionalmente, produtos forem inspecionados nas instalações de distribuidores, estes deverão manter registros claros quanto à origem dos produtos, os quais deverão estar marcados (identificados) conforme estipulado em 9.1. Além disso, deve ser submetido ao Inspetor um certificado do fabricante do aço, contendo o seguinte: a) Quantidade, dimensões, formato e peso dos produtos b) Tipo do aço ou especificação do material c) Números das corridas d) Composição química e) Condição de fornecimento f) Marcação dos produtos g) Confirmação, pelo fabricante de quaisquer ensaios especiais, quando estes forem exigidos para
o produto em questão.
3.2 - AÇOS NAVAIS COMUNS E DE ALTA RESISTÊNCIA 3.2.1 - Aplicação 3.2.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos aços navais comuns e de alta resistência, cujos graus constam na Tabela 3.3 e com espessura do produto até 50 mm, inclusive. Para espessuras maiores, as exigências devem ser especialmente acordadas com o BC, com base nas circunferências técnicas correspondentes.
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Grau Tratamento
de grão fino
Espessura do produto
do produto [mm]
Condição
de fornecimento ou
tratamento térmico (1)
BC-A - todos -
BC-B - todos -
BC-D
-
-
com
≤ 25
≤ 25
> 35
-
N, TG
N, TG
BC-E com todos N
BC-A32/A36
BC-D32/D36 com Nb/V
≤ 12,5
> 12,5
-
N, TG
BC-A32/A36
BC-D32/D36 sem Nb/V
≤ 19
> 19
N, TG
-
BC-E32/E36 com todos N (1) N = normalizado; TG = laminado com temperaturas controladas ; (2) Com aprovação especial do BC, os graus BC-A32/A36 e BC-D/32/D36, com espessuras, respectivamente, até 35 mm e 25 mm, podem ser fornecidos na condição laminado, desde que o aço não tenha sido tratado com Nb/V.
Condições em que são fornecidos os aços navais
Tabela 3.2 3.2.2 - Isenção de Defeitos e Reparo de Defeitos Superficiais 3.2.2.1 - Características Gerais Os defeitos superficiais podem ser removidos não apenas por esmerilhamento, mas, também, por soldagem, desde que os mesmos sejam isolados, de dimensões limitadas, e que a soma das áreas defeituosas não cubra mais que 2% da superfície característica do produto. 3.2.2.2 - Reparos por Esmerilhamento O fabricante pode, a seu critério, recondicionar a superfície dos produtos pela eliminação de defeitos por esmerilhamento, desde que a espessura final do produto não resulte, por isso, menor que 93% da espessura nominal, e que a profundidade do esmerilhamento não exceda a 3 mm em relação à mesma espessura nominal. A transição entre a parte esmerilhada e a superfície contígua do produto deverá ser suave. 3.2.2.3 - Reparos por Soldagem Com o consentimento do Inspetor, os defeitos que não puderem ser simplesmente reparados por esmerilhamento podem ser reparados por goivagem mecânica e/ou por esmerilhamento, com soldagem subsequente, desde que sejam atendidas as seguintes exigências: 3.2.2.3.1- Após a remoção mecânica dos defeitos, a espessura remanescente deve se igual ou superior a 80% da espessura nominal. A espessura restante poderá ser menor que este valor limite somente em casos excepcionais, nos quais a aplicação específica do produto não fique, por isso, prejudicada.
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3.2.3 - Exigências Aplicáveis ao Material
3.2.3.1 - Composição Química e Método de Desoxidação
A composição química e o método de desoxidação utilizado em aços navais devem satisfazer à Tabela 3.3. Quando houver exigência quanto ao carbono equivalente, este deverá ser calculado com valores da análise da corrida, pela aplicação da seguinte fórmula:
Mn Cr = Mo + V Ni + Cu C
eq = C + _____ + _______________ + ___________ %
6 5 15 3.2.3.2 - Propriedades Mecânicas
Os valores exigidos para limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento, constantes na Tabela 3.4, devem ser atendidos através de ensaio de tração.
Grau Método de
desoxidação
Composição Química
C
(max) Si Mn
P
(max)
S
(max) Al
Elem.
Residuais
BC-A R (qualquer, p/
espessura 12,5 mm) 0,23 ≤ 0,35 ≥ 2,5 x C 0,040 0,040 - -
BC-B R 0,21 ≤ 0,35 ≥ 0,80 0,040 0,040 - -
BC-D R (RR para
espessura 25 mm) 0,21 ≤ 0,35 ≥ 0,60 0,040 0,040 ≥ 0,015 -
BC-E RR 0,18 0,10-0,35 ≥ 0,70 0,040 0,040 ≥ 0,015 -
BC-A32 R 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 - -
BC-D32 R (Semi acalmado
espessura 25 mm) 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 - Cu ≤ 0,35
BC-E32 RR 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 ≥ 0,015 -
BC-A36 R 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 - (9)
BC-D36 R (semi acalmado p/
espessura ≤ 25 mm) 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 - (9)
BC-E36 RR 0,18 0,15-0,50 0,90-1,60 0,040 0,040 ≥ 0,015 (9) 1) R = acalmado (incluindo semi-acalmado); RR = especialmente acalmado (tratamento de grão
fino). 2) C + 1/6 Mn ≤ 0,40% 3) O teor de manganês pode ser ≥ 0,60%, se o aço for acalmado com, no mínimo, 0,15% de Si, ou
quando a energia de impacto for também verificada, para espessura < 25 mm. 4) Teor de alumínio solúvel em ácido. Quando determinado o teor total, este deve ser, no mínimo,
0,020%. 5) O alumínio pode ser total ou parcialmente substituído por nióbio ou vanádio, desde que não
sejam ultrapassados os seguintes teores: nióbio-0,05%; vanádio-0,10%; soma de (nióbio + vanádio) - 0,12%.
6) No caso dos graus BC-A32/D32 e BC-A36/D36, semi-acalmados, o limite inferior para o teor de silício não se aplica.
7) Para os graus BC-A32 e BC-A36, nas espessuras ≤ 12,5 mm, o teor mínimo de manganês 8) Somente aplicável para espessura > 25 mm. 9) Cr ≤ 0,20 ; Ni ≤ 0,40 ; Mo ≤ 0,08
Composição Química e Método de Desoxidação para Aços Navais
Tabela 3.3
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3.2.3.3 - Energia de Impacto
Devem ser atendidos os valores de energia de impacto exigidos, conforme Tabela 3.4.
Grau Rm
N/mm2
ReH
N/mm2
(min)
AS
5
(min)
Ensaio de Impacto KV
Temperatura
(oC)
Long.
J (min)
Trans.
J (min)
BC-A 400-490 235 22 - (2) - -
BC-B 400-490 235 22 0 27 20
BC-D 400-490 235 22 - 10 27 20
BC-E 400-490 235 22 - 40 27 20
BC-A32 470-490 (3) 315 22 0 31 22
BC-D32 470-490 (3) 315 22 -20 31 22
BC-E32 470-490 (3) 315 22 -40 31 22
BC-A36 400-490 355 21 0 34 24
BC-D36 400-490 355 21 -20 34 24
BC-E36 400-490 355 21 - 10 34 24 (1) Quando forem utilizados corpos de prova de tração planos, com comprimento de referência de 200 mm, o alongamento ficará sujeito às seguintes exigências mínimas.
Grau Espessura do produto em mm
≤ 5 > 5 > 10 > 15 > 20 > 25 > 35
- 10 15 ≤ 20 ≤ 25 ≤ 35 ≤ 50
BC-A, BC-B, BC-D, BC-E 14% 16% 17% 18% 19% 20% 21%
BC-A32, BC-D32, BC-E32 15% 16% 17% 18% 19% 20% 21%
BC-A36, BC-D36, BC-E36 14 % 15% 16% 17% 18% 19% 20%
(1) O ensaio de impacto pode ser dispensado no caso do grau BC-B, até uma espessura de 25 mm (conf. item 6.3.2) (2) Pode ser tolerado um resultado de até 30 N/mm abaixo do valor limite inferior da resistência à tração.
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Propriedades Mecânicas dos Aços Navais Tabela 3.4
3.2.4 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.2.4.1 - Ensaio de Tração
As propriedades mecânicas devem ser comprovadas através de ensaio de tração. Para a finalidade de retirada de corpos de prova, os produtos devem ser agrupados em lotes de ensaio, de acordo com a Tabela 3.5. Deve ser retirado, pelo menos, um corpo de prova de cada lote de ensaio. Quando o ensaio for realizado por corridas, deve ser retirado um corpo de prova adicional para cada variação de 10 mm em diâmetro ou espessura. 3.2.4.2 - Ensaio de Impacto 3.2.4.2.1 - Com exceção do grau BC-A e também do grau BC-B com espessuras de produto 25 mm, todos os aços devem ser submetidos ao ensaio de impacto. Para esta finalidade, deve ser retirado um conjunto de corpos de prova tipo ISO-V de cada lote de ensaio especificado na Tabela 3.5. Salvo prescrição em contrário, o eixo longitudinal dos corpos de prova deve ficar paralelo à direção de laminação. Quando o ensaio for realizado por corridas, os corpos de prova devem ser retirados do item mais espesso do lote de ensaio.
Tipo do produto Grau Lote de Ensaios
Chapas, Perfis e Barras BC-A, BC-B, BC-D
BC-A32, BC-D32
BC-A36, BC-D36
50 t; em materiais laminados com
temperaturas controladas, 25 t da mesma corrida
Chapas BC-E, BC-E32, BC-E36 Comprimento laminado
Perfis e Barras BC-E, BC-E32, BC-E36 25 t da mesma corrida
Lotes de ensaio para aços navais Tabela 3.5
3.2.4.2.2 - No caso de grau BC-B, com espessuras 25 mm, poderá ser dispensado o ensaio de impacto somente se o aço for suficientemente acalmado (vide nota de rodapé na Tabela 3.3). 3.2.4.3 - Inspeção Superficial e Verificação de Dimensões
A pedido do Vistoriador, os produtos devem, então, ser a ele submetidos para inspeção final. 3.2.5 - Marcação dos Produtos
O fabricante deve marcar os produtos de acordo com o item 3.1.4.1. 3.2.6 - Certificados Emitidos pelo Fabricante O fabricante deve preparar os certificados necessários e neles fazer constar os resultados dos ensaios mecânicos. Deve, ainda, confirmar que os produtos foram fabricados por um processo aprovado e que atenderam às exigências dos ensaios. Os certificados devem ser assinados pelo Inspetor.
3.3 - AÇOS ESTRUTURAIS EM GERAL 3.3.1 - Aplicação 3.3.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos tipos de aço-carbono-manganês mencionados na Tabela 3.6, com espessuras de produto de 3 mm até 100 mm, inclusive utilizados para estruturas soldadas de engenharia. Para espessuras maiores, as exigências devem ser especialmente estabelecidas. A utilização destes aços para outras finalidades pode ser também combinada.
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3.3.1.2 - Estas Regras não são aplicáveis a aços estruturais com tratamento de grão fino, com limites de escoamento nominal > 355 N/mm2 ou a aços estruturais especiais, por ex., aços temperados e revenidos, conforme especificações de fabricante. Estes aços são regulados pelas exigências estabelecidas nas especificações ou determinadas por ocasião os ensaios de recepção. 3.3.1.3 - Além dos tipos de aço mencionados na Tabela 3.7, estão também incluídos os seguintes aços: a) Aços navais comuns e de alta resistência; b) Chapas para caldeiras e vasos de pressão, com exceção dos aços ligados ao Mo e CrMo; e c) Aços conforme normas, pelas quais os mesmos são equivalentes aos descritos nestas Regras. 3.3.2 - Condições de Fornecimento e Tratamento Térmico As chapas e barras chatas largas (tiras) devem ser fornecidas nas condições e estados de tratamento térmico especificados na tabela 3.6. Todos os outros produtos podem ser fornecidos, tanto nas condições “tratados termicamente” como “apenas laminado”.
Tipo de Aço Espessura do produto (mm)
Condição de fornecimento / tratamento térmico
St 340.1 ≤ 25 - St 340.2 St 410.2 > 25 N, TG St 340.3 St 410.3 St490.3 todas N, TG
N = Normalizado; TG = Laminado com temperaturas controladas
Condições nas quais chapas e barras chatas largas devem ser fornecidas
Tabela 3.6 3.3.3 - Exigências Aplicáveis ao Material 3.3.3.1 - Composição Química e o Método de Desoxidação A composição química e o método de desoxidação devem satisfazer à Tabela 3.7.
Grau de
Aço
Método de
desoxidação
Composição Química %
Cmax Si Mn Pmax Smax Almin
St 340.1 R 0,20 0,35 0,40-1,00 0,040 0,040 -
St 340.2 R 0,20 0,35 0,40-1,00 0,040 0,040 -
St 340.3 R 0,17 0,10-0,35 0,40-1,00 0,040 0,040 0,015
St 410.2 R 0,22 0,40 0,50-1,30 0,040 0,040 -
St 410.3 RR 0,22 0,10-0,40 0,50-1,30 0,040 0,040 0,015
St 490.3 RR 0,22 0,10 - 0,50 0,90 - 1,60 0,040 0,040 0,015
1) R = acalmado (incluindo semi-acalmado); RR = especialmente acalmado (tratamento de grão fino) 2) Qualquer método ate 12,5mm de espessura. 3) Teor de alumínio solúvel em ácido. Quando for determinado o teor total, este deve ser pelo menos igual a 0,020%. O alumínio pode ser total ou parcialmente substituído por nióbio ou vanádio, desde que os seguintes teores não sejam ultrapassados: nióbio-0,05%; vanádio-0,10%; a soma de (nióbio + vanádio) - 0,12 %.
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Composição química e método de desoxidação para aços estruturais
Tabela 3.7 3.3.3.2 - Propriedades Mecânicas Os valores de limite de resistência, limite de escoamento e alongamento exigidos na Tabela 3.8 devem ser satisfeitos e verificados mediante ensaio de tração.
Tipo ReH ReH A5 Ensaio de Aço N/mm² N/mm² % (mínimo) de impacto
KV longitudinal
para espessura em [mm] para espessura Temp J (min)
em [mm] do p/
ensaio espessura
(°C) em [mm]
≤ 16 > 16 >40 >63 >80 ≤ 40 >40 >63 ≤ >63
≤ 40 ≤ 63 ≤ 80 ≤ 100 ≤ 63 ≤ 100 63 ≤100
St 340.1 235 225 215 205 195 - - -
St 340.2 340-370 235 225 215 215 215 26(24) 25(25) 24(22) 20 27 -
St 340.3 235 225 215 215 215 -20(2) 27 23
St 410.2 410-540 275 265 255 245 235 22(20) 21(19) 20(18) 20 27 -
St 410.3 20 (2) 27 23
St 410.3 490-630 355 345 335 325 315 22(20) 21(19) 20(18) 20 27 23
(1) Os valores entre parênteses ( ) se referem a corpos de prova transversais. (2) Para produtos que possam ser fornecidos na condição laminado (U), a temperatura de ensaio é 0 oC
Propriedades Mecânicas de Aços Estruturais
Tabela 3.8 3.3.3.3 - Energia de Impacto Devem ser satisfeitos os valores mínimos de energia de impacto indicados na Tabela 3.8 3.3.4 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.3.4.1 - Ensaio de Composição Química O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida e deve emitir um certificado correspondente. 3.3.4.2 - Ensaio de Tração 3.3.4.2.1 - As propriedades mecânicas devem ser comprovadas por ensaios de tração. Com o propósito de retirada de corpos de prova, produtos de mesmo formato, de acordo com suas corridas, e dentro das faixas de espessura relativas ao limite de escoamento (Tabela 3.8), devem ser agrupados em lote de ensaio de, no máximo, 40 t cada. Do item de maior espessura do lote
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}0.035 }0.030
}0.030 }0.035
}0.035 }0.035
deverá ser retirado um corpo de prova de tração. No caso de chapas e planos largos, com larguras ≥ 600 mm, o mesmo deverá ser posicionado transversalmente ao sentido de laminação. Em outros produtos, o corpo de prova poderá ser retirado de uma posição transversal ou paralela ao sentido de laminação. 3.3.4.3 - Ensaio de Impacto Todos os produtos feitos de aço com tratamento de grão fino (por ex., St-340.3, St-410.3 e St-490.3) deverão ser submetidos ao ensaio de impacto realizado em corpos de prova longitudinais tipo ISO-V, às temperaturas especificadas na Tabela 3.8. Quando, no caso de chapas, não tiver sido combinado ensaio individual, um conjunto de corpos de prova deverá ser retirado do item de maior espessura do lote de ensaio, de acordo com o parágrafo 6.2.1. O ensaio deverá ser normalmente realizado apenas em produtos com espessura ≥ 10 mm. Ensaios de impacto de produtos que não sejam de aço com tratamento de grão fino ou com espessuras menores que 10 mm, devem, quando necessário, ser especialmente combinados.
3.4 - CHAPAS PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO
3.4.1 - Aplicação
3.4.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos tipos de aço-carbono e carbono-manganês e aos aços 0,3 Mo, 1 Cr 0,5 Mo e 2,25 Cr 1 Mo especificados na Tabela 3.10, na forma de chapas e tiras com espessuras desde 3 mm até 100 mm, inclusive, e utilizados na fabricação de caldeiras e vasos de pressão. Estas Regras se aplicam, também, às chapas e tiras para a construção de vasos de pressão nos quais elas entram em contato com meios capazes de iniciar corrosão por fissuração sob tensão, como por ex., gás natural contendo ácido sulfídrico, desde que estes aços tenham sido modificados com relação à sua composição química, desoxidação, tratamento térmico, dureza, etc. e que o BC tenha dado aprovação especial para sua utilização. Os aços que satisfizerem a estas Regras podem ser utilizados a temperaturas ambientes e a temperaturas de operação elevadas, devendo ser selecionados de acordo com as Regras para Construção. Para espessuras de chapas > 100 mm, as exigências devem ser combinadas ou ser conforme especificado em normas reconhecidas. 3.4.2 - Condição de Fornecimento e Tratamento Térmico 3.4.2.1 - Os produtos devem ser fornecidos nas condições e estados de tratamento térmico indicados na Tabela 3.9, a menos que eles venham a ser submetidos subseqüentemente a trabalho a quente (conf. Parte I.).
Tipo do Composição Química % Aço C Si Mn P S Al Cr Mo Elem. max max
St 360 W 1 0,17 0,35 0,40-1,00 (1) - - (2)
St 410 W 1 0,20 0,35 0,50-1,30 - - Cr 0,25
St 460 W 1 0,20 0,40 0,60-1,40 - -
St 490 W 1 0,22 0,15-0,50 0,90-1,60 - -
St 360 W 2 0,16 0,35 0,40-1,20 0,015 - - Cr 0,30
St 410 W 2 0,20 0,35 0,50-1,30 a - - Ni0,30
St 460 W 2 0,20 0,40 0,90-1,40 0,065 - - Mo0,10
St 510 W 2 0,22 0,40-0,60 1,00-1,60 - -
St 0,3 Mo 0,12-0,20 0,15-0,35 0,40-0,90 0,015 0,25 0,25-0,35
St 1 Cr 0,5 Mo 0,08-0,18 0,15-0,35 0,40-1,00 0,065 0,70-1,10 0,40-0,60
St 2,25 Cr 1 Mo 0,06-0,18 0,15-0,50 0,40-0,70 0,065 2,00-0,25 0,90-1,10 (1)Os aços podem ser acalmados com alumínios (2) A soma dos teores de Cr, Cu, Ni e Mo, não pode ser maior que 0,70 %
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}20 }31
}31 }31
}31
}27
}27 }20
}0
Composição Química de Aços para Caldeiras e Vasos de Pressão
Tabela 3.10 3.4.3 - Exigências Aplicáveis ao Material 3.4.3.1 - Composição Química e Método de Desoxidação A composição química dos aços deve satisfazer à Tabela 3.10.Todos os aços devem ser acalmados. 3.4.3.2 - Propriedades Mecânicas Os valores de limite de resistência, limite de escoamento e alongamento exigidos, constantes na Tabela 3.11, devem ser satisfeitos e verificados mediante ensaio de tração. 3.4.3.3 - Energia de Impacto Quando submetidos ao ensaio de impacto, todos os aços devem atingir os valores exigidos de energia de impacto da Tabela 3.11.
Tipo ReH ReH A5 Ensaio
de Aço N/mm² N/mm² % de impacto KV
min. min. min.
para espessura para espessura para espessura Temp J (min)
em [mm] em [mm] em [mm] do p/
ensaio espessura
(°C) em [mm]
≤ 60 > 60 ≤16 ≤ 16 >40 > 60 ≤ 60 >60 ≤60 >60
≤ 100 ≤ 40 ≤ 60 ≤ 100 ≤ 100 ≤100
St 360 W 1 360-480 360-480 205 195 185 175 25 24
St 410 W 1 410-530 410-530 235 225 215 205 24 23
St 460 W 1 460-580 460-580 285 255 245 235 23 22
St 490 W 1 490-610 490-610 305 275 265 255 20 19
St 360 W 2 360-480 360-480 235 225 215 200 24 23
St 410 W 2 410-530 410-530 265 255 245 215 22 21
St 460 W 2 460-580 460-580 290 285 280 255 21 20
St 510 W 2 610-650 490-630 355 345 335 315 20 20
St 0,3 Mo 450-580 430-580 275 270 260 240 20 19
St 1 Cr 8,5 Mo 440-590 430-580 300 295 295 275 20 19
St 2,25 Cr 1 Mo 480-630 460-630 310 300 290 270 18 17 (1) As exigências se aplicam aos corpos de prova retirados transversalmente a direção de laminação
Propriedades Mecânicas de Aços para Caldeiras e Vasos de Pressão (1)
Tabela 3.11 3.4.3.4 - Propriedades a Altas Temperaturas
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O limite de proporcionalidade de 0,2% a temperaturas elevadas deve atender, no mínimo, às exigências especificadas na Tabela 3.12.
Aço Espessura Limite de proporcionalidade de 0,2 % [N/mm2] a
do produto temperatura de:
[mm] 200oC 250oC 300oC 350oC 400oC 450oC 500oC
St 36 W 1 ≤ 60 168 150 128 117 115 113
≤16 ≤ 40 162 144 124 117 115 113
> 40 ≤ 60 152 141 124 117 115 113
≤ 60 ≤ 100 144 136 124 117 115 113
St 410 W 1 ≤ 60 201 180 150 142 138 136
≤16 ≤ 40 191 171 150 142 138 136
> 40 ≤ 60 181 168 150 142 138 136
≤ 60 ≤ 100 170 162 150 142 138 136
St 460 W 1 ≤ 60 235 210 176 168 162 158
≤16 ≤ 40 200 198 176 168 162 158
> 40 ≤ 60 210 194 176 168 162 158
≤ 60 ≤ 100 197 188 176 168 162 158
St 490 W 1 ≤ 60 255 228 192 183 177 172
≤16 ≤ 40 237 214 192 183 177 172
> 40 ≤ 60 227 210 192 183 177 172
≤ 60 ≤ 100 212 203 192 183 177 172
St 360 W 1 ≤ 60 185 165 140 120 110 105
≤16 ≤ 40 180 165 135 120 110 105
> 40 ≤ 60 175 165 135 120 110 105
≤ 60 ≤ 100 165 155 125 115 105 100
St 410 W 2 ≤ 60 205 185 155 140 130 130
≤60 ≤ 100 195 175 145 135 125 125
≤ 60 205 185 155 140 130 125
≤ 60 ≤ 100 195 175 145 135 125 120
St 460 W 2 ≤ 60 245 225 205 175 155 135
≤60 ≤ 100 230 210 190 165 135 115
St 510 W 2 ≤ 60 265 245 225 205 175 155
≤60 ≤ 100 250 230 210 190 165 145
St 0,3 Mo ≤ 10 240 220 195 185 175 170 165
≤10 ≤ 40 225 205 180 170 160 155 150
> 40 ≤ 60 210 195 170 160 150 145 140
≤ 60 ≤ 100 200 185 160 155 145 140 135
St 1 Cr 0,5 Mo ≤ 10 255 245 230 215 205 195 190
≤10 ≤ 40 240 230 215 200 190 180 175
> 40 ≤ 60 230 220 205 190 180 170 165
≤ 60 ≤ 100 220 210 195 185 175 165 160
St 2,25 Cr 1 Mo ≤ 40 245 240 230 215 205 195 185
> 40 ≤ 60 235 230 220 205 195 185 175
≤ 60 ≤ 100 225 220 210 195 185 175 165
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Valores Mínimos de Proporcionalidade de 0,2 % a Temperatura Elevadas Tabela 3.12
3.4.4 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.4.4.1 - Ensaio de Composição Química O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida, e emitir um certificado correspondente. 3.4.4.2 - Ensaio de Tração 3.4.4.2.1 - As propriedades mecânicas devem ser comprovadas através de ensaios de tração. Os corpos de prova devem ser retirados dos produtos, transversalmente à direção da laminação, e nas seguintes quantidades: a) No caso de chapas, um corpo de prova de uma extremidade de cada comprimento laminado. No
caso de fundição em lingotes, o corpo de prova deverá ser retirado da extremidade correspondente originalmente ao topo do lingote. Se o comprimento laminado for superior a 7m, deverão ser retirados corpos de prova de ambas as extremidades.
b) No caso de chapas feitas a partir de tiras laminadas a quente, pelo menos um corpo de prova deve ser retirado de cada uma das extremidades interna e externa da bobina.
3.4.4.2.2 - Entre os valores de limite de resistência dos corpos de prova retirados das extremidades superior e inferior de uma chapa laminada, não pode haver uma diferença maior que: Comprimento laminados ≤ 10 metros: 60 N/mm2
Comprimento laminados > 10 metros: 70 N/mm2
3.4.4.3 - Ensaio de Impacto Todos os produtos com espessura ≥ 5mm devem ser submetidos a ensaio de impacto com corpos de prova tipo ISO-V, nas temperaturas indicadas na Tabela 3.11. Os corpos de prova devem ser retirados transversalmente à direção de laminação. O número de jogos (3 corpos de prova, cada) exigido para esse fim deve ser determinado da mesma maneira prescrita para o número de corpos de prova de tração visto no parágrafo 6.2.1. 3.4.4.4 - Ensaio de Tração a Temperaturas Elevadas 3.4.4.4.1 - Para produtos destinados a uma temperatura de trabalho ≥ 200oC, o limite de proporcionalidade de 0,2% deverá ser determinado por ensaio de tração a alta temperatura, se: a) O limite de proporcionalidade determinado por ensaio à temperatura ambiente não for, pelo
menos, 30 N/mm2 superior às exigências mínimas, b) Forem exigidos, para o limite de proporcionalidade de 0,2%, valores superiores àqueles
indicados na Tabela 3.12. 3.4.4.4.2 - O ensaio deve ser retirado em, pelo menos, um corpo de prova por corrida, à temperatura de ensaio de 300oC, caso não seja especificada qualquer outra. Quando itens de espessuras diferentes, de mesma corrida, forem submetidos a ensaio, este deverá ser realizado em corpos de prova retirados do item mais espesso. 3.4.4.5 - Inspeção Superficial e Verificação de Dimensões O acabamento superficial e as dimensões de todos os produtos devem ser verificados pelo fabricante. 3.4.4.6 - Ensaios Não-Destrutivos Quando especificado na ordem de compra ou exigido em casos especiais. Ver Normas ABNT (CB-74), (MB-731) - Ensaios não-destrutivos em chapas.
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3.4.5 - Marcação dos Produtos O fabricante deve marcar os produtos. No caso de chapas não fornecidas em fardos, as marcações devem ser aplicadas de 200 a 400mm da extremidade do fundo, de tal forma que, olhando-se da mesma extremidade, os caracteres estejam verticais e, em conseqüência, indiquem a direção de laminação. 3.4.6 - Certificados Emitidos pelo Fabricante O fabricante deve emitir os certificados necessários ou listas de fornecimento. 3.4.7 - Tensão de Ruptura por Fluência a Quente Para o projeto de elementos estruturais destinados a altas temperaturas de operação, pode-se utilizar os valores de referência para tensão de ruptura por fluência, após 100.000 horas, indicados na Tabela 3.13.
3.5 - AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS 3.5.1 - Aplicação 3.5.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos tipos de aços inoxidáveis austeníticos constantes da Tabela 3.18, até uma espessura de 50 mm, para utilização em equipamentos de carga e processamento de navios-tanque químicos e em outros equipamentos onde for exigida a estabilidade química. 3.5.1.2 - A Tabela 3.18 mostra apenas os tipos mais comuns de aços inoxidáveis. Outros tipos, de acordo com normas nacionais ou com especificações de fabricantes, também podem ser utilizados, desde que tenha sido comprovado que suas características são apropriadas para utilização proposta e haja consentimento do BC. Esses aços devem satisfazer às exigências estabelecidas para aços semelhantes especificados nestas Regras, devendo ser submetidos aos ensaios cuja aplicação está aqui especificada. 3.5.2 - Condição de Fornecimento e Tratamento Térmico Todos os produtos deverão ser recozidos em banho e temperados. 3.5.3 - Dimensões e Tolerâncias Estas estão sujeitas às exigências ou normas dimensionais constantes na especificação da Ordem de Compra (pedido). 3.5.4 - Exigências Aplicáveis ao Material 3.5.4.1 - Composição Química A composição química dos aços deve estar de acordo com a Tabela 3.18 ou, mediante acordo, com a norma ou especificação apropriada. 3.5.4.2 - Resistência à Corrosão Intercristalina Todos os produtos devem ser resistentes à corrosão intercristalina, na condição em que são fornecidos. Se forem soldados sem tratamento térmico subseqüente, somente aços estáveis nesta condição podem ser usados, tais como aços estabilizados com Ti ou Nb, ou aços com teor de C ≤ 0,03% (também conforme a Tabela 3.18). Além disso, contido nas normas (por ex., DIN 17440) também deve ser satisfeito.
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St 360 W 1 St 460W 1 St 0,3 Mo St 1 Cr 0,5 Mo St 2,25 Cr 1 Mo
St 410 W 1 St 490 W 1
St 360 W 2 St 460 W 2
St 410 W 2 St 510 W 2
380 165 227
390 148 203
400 132 179
410 118 157
420 103 136
430 91 117
440 79 100
450 69 85 245 285 221
460 59 73 209 251 205
470 50 63 174 220 188
460 42 55 143 190 170
490 47 117 163 152
500 41 93 137 135
510 74 116 118
520 59 94 103
530 47 78 90
540 61 78
550 49 68
560 40 58
570 33 51
580 44
590 38
600 34
Valores de Referência para Tensão de Ruptura por Fluência após 100.000h, a quente
Tabela 3.13
3.5.4.3 - Propriedades Mecânicas
Os valores exigidos de limite de resistência, limite de proporcionalidade de 0,2% ou 1%, e alongamento, indicados na Tabela 3.19 ou nas normas ou especificações pertinentes, devem ser satisfeitos e verificados mediante ensaio. 3.5.5 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.5.5.1 - Ensaio de Composição Química
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O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida, e emitir o certificado correspondente.
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3.5.5.2 - Ensaios de Resistência à Corrosão Intercristalina Todos os produtos devem ser ensaiados quanto à resistência à corrosão intercristalina. Com este propósito, pelo menos 2 corpos de prova devem ser retirados de cada corrida. O ensaio deve ser realizado de acordo com uma norma reconhecida, utilizando-se corpos de prova nas seguintes condições: a) Aços estabilizados e aços com teor de carbono ≤ 0,03%: na condição sensibilizada (recozidos a
700oC por 30 min. e temperados na água); b) Todos os outros aços: na condição na qual são fornecidos.
Tipo do Grau equivalente
aço cf. No do Designação C Si Mn P S Cr Ni Mo Outros
AISI Mat Conf. DIN max max max max max
304 L 1.4306 x 2 Cr No 189 0.03 18.0-20.0 8.0-12.0 -
316 L 1.4404 x 2 Cr Ni Mo 18 10 0.03 16.0-18.0 10.0-14.0 2.0-3.0
(316 L) 1.4435 x 2 Cr Ni Mo 18 12 0.03 16.5-18.0 12.5-14.0 2.5-3.0
316 Ti 1.4547 x 10 Cr Ni Mo 18 9 0.08 16.5-18.0 10.5-13.5 2.0-2.5 Ti ≥ 5 x %C
316 L + N 1.4429 x 2 Cr Ni Mo N 18 13 0.03 1.0 2.0 0.245 0.030 16.5-18.5 12.0-14.0 2.5-3.0 N 0.14-0.22
317 L 1.4428 x 2 Cr Ni Mo 18 16 0.03 18.0-20.0 11.0-15.0 3.0-4.0
321 1.4541 x 10 Cr Ni Ti 18 9 0.08 17.0-19.0 9.0-12.0 - Ti ≥ 5 x %C
- 1.4439 x 3 Cr Ni Mo N 17 13 5 0.08 16.5-18.0 10.5-13.5 2.0-2.5 N 0.10-0.20
Composição Química de Tipos Padrão de Aços inoxidáveis austeníticos Tabela 3.18
Tipo de Aço Rm Rp0,2 Rp1,0 A5 (% min.)
AISI e N/mm2 N/mm2 N/mm² Long. Transv.
(N° do 234-344
material) para espessura [mm]
≤ ≤ ≤ ≤ 10 > 10 ≤≤≤≤ 10 > 10
≤≤≤≤ 50 ≤≤≤≤ 50
304 L 450-700 175 215 50 45 37 34
316 L 450-700 195 235 45 40 34 30
(316 L) 450-700 195 235 45 40 34 30
316 Ti 500-750 225 265 40 35 30 26
316 L + N 600-800 300 340 40 35 30 26
317 L 500-700 195 235 45 40 34 30
321 L 500-750 205 245 40 35 30 26
(1.4439) 600-800 285 315 40 35 30 26
Propriedades Mecânicas de tipos de Aços Inoxidáveis Austeníticos
Tabela 3.19 3.5.5.3 - Ensaio de Tração 3.5.5.3.1 - De cada lote de ensaio, pelo menos um corpo de prova de tração deve ser retirado e ensaiado. Um lote de ensaio consiste de: a) Chapas ≥ 10 mm de espessura: o comprimento laminado; b) Chapas provenientes de tiras largas laminadas a quente: os corpos de prova devem ser
retirados de ambas as extremidades da bobina;
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c) Todas as outras formas de produto: produto de mesmas dimensões e originários de mesma corrida, em quantidades de até 10t.
3.5.5.3.2 - No caso de chapas e placas (planos), largos, com largura ≥ 600m, os corpos de prova devem ser retirados da direção transversal. Para todos os outros formatos, os corpos de prova podem ser retirados tanto da direção transversal quanto na longitudinal. Se não for expressamente solicitado ou especificado na Ordem de Compra, não é necessária, no ensaio, a determinação do limite de proporcionalidade de 1%. 3.5.5.4 - Ensaio de Impacto O ensaio de impacto deve ser realizado somente quanto exigido na Ordem de Compra. 3.5.5.5 - Inspeção Superficial e Verificação de Dimensões O acabamento superficial e as dimensões de todos os produtos devem ser verificados pelo fabricante de acordo com a Parte A., parágrafo 8.5. Eles deverão também ser submetidos ao Inspetor para inspeção final e, no caso de produtos planos, deve ser, sempre que possível, examinada também a face inferior.
3.6 - CHAPAS REVESTIDAS (CLAD)
3.6.1 - Aplicação
3.6.1.1 - Estas Regras são aplicáveis a chapas de aço revestidas em um ou ambos os lados com aços inoxidáveis austeníticos e destinadas à fabricação de contentores e tanques, como, por ex., para navios-tanque para produtos químicos. Pode-se estender, mediante acordo, a aplicação destas Regras a chapas revestidas com outros materiais, tais como aços-cromo-ferríticos e ligas de alumínio ou de níquel-cobre. 3.6.2 - Método de Fabricação e Condições de Fornecimento 3.6.2.1 - O método de revestimento pode ser por laminação, por explosão ou uma combinação dos 2 métodos. Deverá ser fornecida ao BC uma preliminar da adequabilidade do método de fabricação, bem como as propriedades mecânicas das chapas revestidas. 3.6.2.2 - Chapas revestidas com materiais austeníticos devem ser normalmente fornecidas na condição laminado. Quando, em casos especiais, for exigido o tratamento térmico, este será regulado pelo material base. Isto deve ser estabelecido na Ordem de Compra ou quando da aprovação do método de fabricação. 3.6.3 - Dimensões e Tolerâncias 3.6.3.1 - A espessura nominal do material de, revestimento deve ser de, pelo menos, 2mm. Caso tolerâncias mais apertadas não sejam especificadas na Ordem de Compra, poderão ser aplicadas as tolerâncias inferiores indicadas na Tabela 3.20 à espessura nominal do material de revestimento. Isto, no entanto, está sujeito ao cumprimento das exigências contidas no parágrafo 3.2.
Espessura nominal
[mm]
Tolerância
[mm]
≥ 2 < 2,5 - 0.20
≥ 2,5 < 3 - 0.25
≥ 3 < 3,5 - 0.35
≥ 3,5 < 4 - 0.45 ≥ 4 - 0.50
Tolerâncias na Espessura do Material de Revestimento
Tabela 3.20
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3.6.4 - Ligação
Os materiais-base e de revestimento devem ser adequadamente ligados um ao outro, para assegurar que o material de revestimento não se separe do metal-base quando são aplicados os processos de fabricação apropriados ou as cargas de serviço. A menos que sejam aplicáveis outras exigências mais rigorosas, a proporção de superfície ligada deve ser, no mínimo, 95%, e a área dos pontos isolados, onde a ligação não ocorreu, não pode ultrapassar 50cm2. Quando, em caso especiais, as áreas das chapas não puderem ter falhas de ligação, tais como em conexões soldadas, deve-se chegar a um acordo especial, se necessário, quanto ao tratamento permissível das áreas não ligadas 3.6.5 - Exigências Aplicáveis às Propriedades Mecânicas e Tecnológicas 3.6.5.1 - Resistência da Ligação ao Cisalhamento A resistência da ligação ao cisalhamento, em qualquer direção, não pode ser inferior aos seguintes valores: a) Materiais de revestimento com uma resistência à tração < 280 N/mm2: 50 % da resistência à
tração; b) Materiais de revestimento com uma resistência à tração ≥ 280 N/mm2: 140 N/mm2. 3.6.5.2 - Propriedades Mecânicas Quando submetida ao ensaio de tração, a chapa revestida deve satisfazer, no mínimo, às seguintes exigências:
pl
AAGGpl
S
SsSsd
⋅+⋅=
d pl = valor mínimo especificado da resistência à tração ou limite de proporcionalidade de 0,2% do
aço revestido, em N/mm2 s = valor mínimo especificado da resistência à tração ou limite de proporcionalidade de 0,2%,
em N/mm2 S = espessura nominal, em [mm] E os índices significam: G = material-base A = material de revestimento pl = aço revestido Se o ensaio de tração fornecer um valor mais baixo que aquele calculado pela fórmula, as exigências aplicáveis ao material-base podem ser verificadas em corpos de prova, dos quais o material de revestimento tenha sido removido por usinagem. O alongamento especificado para o material-base em questão deve ser verificado por ensaios realizados em corpos de prova revestidos. 3.6.5.3 - Propriedades Tecnológicas Quando submetida ao ensaio de dobramento lateral, a chapa revestida deve ser capaz de dobramento até 180 graus sobre um mandril com um diâmetro igual, a quatro vezes a espessura do corpo de prova, sem separação de material de revestimento ou formação de pequenas fissuras (trincas). 3.6.6 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.6.6.1 - Ensaio de Composição Química
O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida de material-base e de revestimento e emitir um certificado correspondente.
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3.6.6.2 - Teste de Resistência à Corrosão Intercristalina
No caso de materiais de revestimento austeníticos, a resistência à corrosão intercristalina deve ser verificada para cada lote de ensaio. Para esta finalidade, as chapas podem ser agrupados dentro de um lote de ensaio, desde que tenham sido revestidas no mesmo ciclo de fabricação, com materiais de revestimento que se tenham originado de uma mesma corrida. Durante o ensaio, o lado revestido deve ser tracionado. 3.6.6.3 - Ensaio de Tração
O ensaio de tração deve ser realizado sobre um corpo de prova transversal, de cada comprimento laminado. Salvo acordo em contrário, o material de revestimento deve permanecer no corpo de prova. As marcas de referência para medida do alongamento devem ser aplicadas no lado do material-base. 3.6.6.4 - Ensaio de Cisalhamento
De cada comprimento laminado, deve ser retirado um corpo de prova com seu eixo na direção transversal de laminação, devendo este ser submetido ao ensaio de cisalhamento. As dimensões do corpo de prova e o arranjo do ensaio estão mostrados na figura 3.2. 3.6.6.5 - Ensaio de Dobramento Lateral
De cada comprimento laminado deve ser retirado um corpo de prova com seu eixo perpendicular à direção de laminação, devendo este ser submetido ao ensaio de dobramento lateral. As dimensões do corpo de prova e o arranjo do ensaio estão mostrados na figura 3.3. Quando a espessura do produto ultrapassar 80mm, os corpos de prova podem ser reduzidos até 80mm, por usinagem do lado do material-base. Ensaio de Cizalhamento Ensaio de Dobramento Lateral
Figura 3.2 Figura 3.3
3.6.6.6 - Ensaios Não-Destrutivos
O fabricante deve realizar um ensaio por ultra-som nas faces e bordas de todas as chapas. Salvo acordo em contrário, o ensaio por ultra-som das faces deve ser realizado com uma calibração para 200mm. 3.6.7 - Marcação
Todas as chapas devem ser marcadas da maneira abaixo, do lado do material base. a) Marca do fabricante b) Designação abreviada dos tipos dos aços ou números dos materiais-base e de revestimento c) Números de corrida dos materiais-base e de revestimento
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3.7.1 - Aplicação Estas Regras complementam o conteúdo da Parte B. com relação a chapas, tiras e palcas (planos) largos com espessuras ≥ 12 mm, as quais, devido às solicitações a que são submetidas em serviço, devem atender a requisitos na direção de suas espessuras. Para espessuras de produto inferiores a 12 mm, os requisitos deverão ser especialmente combinados com o BC. 3.7.2 - Processo de Fabricação do Aço e Condição de Fornecimento Para satisfazer a estas Regras, os aços devem ser especialmente acalmados (desoxidação tipo RR). Todos os produtos devem estar na condição de tratamento térmico adequada. 3.7.3 - Exigências
3.7.3.1 - Estricção O valor médio da estricção medida em 3 corpos de prova de tração (corpos de prova Z), retirados na direção da espessura do produto, deve ser, no mínimo, 25 %, incluindo um resultado que pode ser inferior a 25 %, mas não menos que 15%. Um valor médio mais alto pode ser especificado para produtos que estejam sujeitos a solicitações de trabalho severas na direção da espessura. 3.7.3.2 - Isenção de Defeitos Todos os produtos devem estar isentos de defeitos que possam prejudicar as características exigidas na direção da espessura, tais como, dupla laminação, inclusões não-metálicas significativas, lascas e separações. 3.7.4 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios Em adição aos ensaios prescritos para os produtos em questão, deverão ser ainda realizados os seguintes: 3.7.4.1 - Ensaio de Tração de Corpos de Prova “Z” 3.7.4.1.1 - O ensaio deverá ser realizado em pelo menos 3 corpos de prova retirados de cada lote de ensaio, com seus eixos longitudinais perpendiculares à superfície do produto (corpos de prova Z). Para esta finalidade, um lote de ensaio é definido como: a) Chapas e placas (planos) largas, com largura < 600mm: o comprimento laminado; b) Chapas feitas a partir de tiras largas laminadas a quente: a bobina; c) Placas largas,com largura < 600mm: uma quantidade não superior a 10 t de mesmas dimensões,
tratamento térmico e corrida. No caso de chapas pesando mais que 7,5 toneladas ou que tenham um comprimento laminado de mais de 15 metros, e de bobinas pesando mais que 7,5t, deve ser retirado de cada extremidade do comprimento laminado um jogo de corpos de prova. 3.7.4.1.2 - Os corpos de prova devem ser retirados dos produtos de um ponto correspondente à metade da largura (conforme a Figura 3.4). Quando os produtos tiverem sido fabricados por lingotamento estático, os pontos dos quais os corpos de prova devem ser retirados devem corresponder ao topo original do lingote. 3.7.4.1.3 - Com espessuras de produto, D < 25mm, o diâmetro dos corpos de prova Z deve ser no mínimo, 6 mm e, sempre que possível, 10mm. Quando a espessura do produto, D for ≥ 25mm, o diâmetro do corpo de prova deve ser 10mm. Com espessuras de produto, D ≤ 40mm, o comprimento da parte cilíndrica dos corpos de prova deve corresponder à espessura do produto (conforme a Figura 3.5). Quando a espessura D for > 40mm, podem ser utilizados corpos de prova cujas extremidades estejam contidas dentro da espessura do produto. As peças de extensão exigidas no caso de espessura D ≤ 40mm devem ser ligadas aos corpos de prova Z por técnicas apropriadas, por exemplo, estojo soldado.
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Localização dos Corpos de Prova ‘Z’ Figura 3.4
Dimensões dos Corpos de Prova Figura 3.5
3.7.4.1.4 - Se o valor médio exigido não for alcançado no ensaio ou se um valor individual for menor que o permitido, 3 corpos de prova Z adicionais deverão ser retirados de local imediatamente adjacente ao local de onde foram retirados os 3 primeiros, devendo ser submetidos a novo ensaio de tração. Com base nos resultados obtidos, deverá ser calculado um novo valor médio para todos os 6 corpos de prova. O teste será considerado bem sucedido se o novo valor médio atender às exigências e nenhum valor individual produzido pelos 3 corpos de prova adicionais estiver abaixo do valor médio exigido. 3.7.4.2 - Ensaio por Ultra-Som O fabricante deve realizar um ensaio por ultra-som nas faces e bordas de cada produto, utilizando uma calibração para 50mm no ensaio das faces. Se forem observadas indicações que ultrapassem os limites de defeitos permissíveis, deverá ser obtida a aprovação do BC com relação à aplicação do produto. 3.7.5 - Marcação Os produtos que atenderem a essas exigências devem ser identificados pela inclusão do símbolo Z 25 à designação do material, por ex., o aço naval grau BC-E, obtém a designação BC-E Z 25.
3.8 - PEÇAS ACABADAS FEITAS DE CHAPAS
3.8.1 - Aplicação
3.8.1.1 - Estas Regras são aplicáveis ao ensaio de peças acabadas de vasos de pressão, por ex., fundos abaulados e partes de paredes feitas de chapa de aço ferrítico ou austenítico e fabricadas por conformação a frio ou a quente, seguida de tratamento térmico. As Regras se aplicam, também, aos processos de tratamento térmico que podem ser exigidos em seguida à operação de conformação. Se necessário, pode ser especificada pelo BC a aplicação destas Regras a outras peças acabadas, além daquelas mencionadas acima.
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3.8.2 - Condição de Fornecimento e Inspeção das Chapas Iniciais As chapas podem ser fornecidas com o tratamento térmico final especificado ou em outra condição apropriada para a subseqüente conformação. Neste caso, o ensaio das chapas iniciais, se exigido, deve ser realizado em corpos de prova que tenham sofrido o tratamento térmico a ser aplicado à peça acabada. A condição na qual as chapas são fornecidas e o tratamento térmico dos corpos de prova devem constar do certificado de ensaio. 3.8.3 - Exigências Aplicáveis ao Material As exigências especificadas para os vários tipos de aço, com relação às suas propriedades mecânicas e energia de impacto, devem ser satisfeitas durante o ensaio das peças acabadas. 3.8.4 - Princípios que Regem a Conformação a Quente e o Tratamento Térmico 3.8.4.1 - O fabricante da peça acabada deve dispor dos equipamentos apropriados à execução adequada dos tratamentos térmicos necessários. Uma prova preliminar disto deverá ser fornecida ao Inspetor. 3.8.4.2 - O equipamento de tratamento térmico deve ter um número suficiente de dispositivos de medição de temperatura, devidamente calibrados; os itens fixos da instalação devem estar adicionalmente equipados com instrumentos de registro automáticos, os quais devem ser recalibrados a intervalos regulares. 3.8.4.3 - Sempre que possível, todas as peças devem ser aquecidas ou recozidas por inteiro. Com o consentimento do Inspetor, esta Regra pode ser desconsiderada quando somente deformação local for realizada. Nestes casos, entretanto, o tratamento térmico deve abranger toda a região deformada 3.8.4.4 - As temperaturas, intervalos de patamar (encharque) e regimes de aquecimento e resfriamento, devem ser determinados em função dos dados contidos nas normas ou nas especificações do fabricante, de acordo com o material e com o componente envolvido. Ao fabricante é exigido garantir o cumprimento destas condições. 3.8.4.5 - Quando for permitida a realização do ensaio de peças acabadas em seções de teste separadas das mesmas, deve-se assegurar que estas recebam o mesmo tratamento térmico da peça acabada. Para isto, as seções de teste devem ser colocadas no topo das peças acabadas correspondentes, para o processo de tratamento térmico. 3.8.5 - Ensaios 3.8.5.1 - Ensaio das Propriedades Mecânicas e Tecnológicas 3.8.5.1.1 - O ensaio de peças acabadas deve consistir de ensaios de impacto e tração realizados em corpos de prova retirados de peças acabadas após o tratamento térmico final e transversalmente à direção de laminação original da chapa. Uma tolerância de até 20º na orientação exigida do corpo de prova pode ser admitida. As seções de teste necessárias, cuja quantidade está especificada na Tabela 3.21, deverão ser retiradas do material excedente nas bordas das peças acabadas ou de recortes. 3.8.5.1.2 - Quando for suficiente o tratamento de alívio de tensões após a conformação, a seção de teste pode ser removida da peça a ser ensaiada, antecipadamente, e submetida ao mesmo tratamento de recozimento. 3.8.5.1.3 - Quando a Tabela 3.21 especificar ensaios por lotes de produção, um lote de produção poderá compreender somente itens feitos de chapas iniciais de mesma corrida, e que tiverem sido conformadas e tratadas da mesma maneira. As espessuras de parede dos itens de um mesmo lote podem variar em 20% da espessura de parede média. O número de jogos de corpos de prova deve ser determinado da seguinte maneira: Até 10 itens: 1 jogo de corpos de prova Até 25 itens: 2 jogos de corpos de prova Além de 25 itens: 3 jogos de corpos de prova 3.8.5.1.4 - Quando forem prescritos ensaios individuais das peças acabadas, o ensaio do material inicial presenciado pelo BC pode ser dispensado.
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3.8.5.1.5 - Ao invés de ensaio individual das peças acabadas, o BC pode concordar com o ensaio por chapa laminada (1 jogo de corpos de prova por chapa inicial), desde que o fabricante das peças acabadas demonstre ao BC, por um ensaio preliminar do método de fabricação utilizado, que as exigências podem ser atendidas, e que produtos com características constantes podem se fabricados. Neste caso, as chapas iniciais devem ser ensaiadas.
Tipo de Aço Material base de Ensaio realizado Extensão dos
acordo com a Parte em ensaios em peças
acabadas
Todos os aços não ligados com um
limite de resistência ≤ 410 N/mm2 C,D Chapa inicial não exigido
Aços-manganês de baixa liga e não
ligados com um limite de resistência
mínima > 410 ≤ 510 N/mm2 e também Peça acabada e Ensaio por lotes de
aços com 0,3 % Mo C,D chapa inicial produção
Aços com granulação fina especiais Especificação Peça acabada 1 jogo de C. P por
ReH ≤ 355 N/mm2 em recozimento de material e chapa inicial comprimento
das chapas iniciais. laminado
Aços com granulação fina especiais Ensaio por lote de
ReH ≤ 355 N/mm2 de chapas iniciais produção
recozidas
Aços com granulação fina especiais Especificações Peça acabada 1 ligação de C. P de
ReH ≤ 355 N/mm2 de material cada peça acabada
Aços ligados ao Cr Mo para altas 1 jogo de C. P de
temperaturas D Peça acabada cada peça acabada
Aços dúcteis a baixas temperaturas
limite de resistência ≤ 410 N/mm2 E Peça acabada 1 jogo de C. P de cada
Aços Espessura ≤ 20 Chapa inicial Não exigido
inoxidáveis (mm) >20 F Peça acabada Não exigido
austeníticos de chapa inicial Ensaio por lote de
produção
Chapas revestidas G A extensão do ensaio depende do material-base
1) Ensaio por chapa laminada pode ser admitido se forem satisfeitas as condições especificadas no parágrafo 8.1.5
Aplicação dos Ensaios em Peças Acabadas Feitas de Chapas
Tabela 3.21 3.8.6 - Certificados 3.8.6.1 - No caso de peças acabadas tratadas termicamente após a conformação, o fabricante deve certificar a execução adequada do tratamento térmico, indicando as temperaturas, intervalo de patamar e o tipo de resfriamento aplicado. 3.8.6.2 - No caso de peças acabadas que possam ser fornecidas na condição prensada a quente, o fabricante deve certificar que a operação de conformação foi iniciada e terminada dentro dos limites de temperatura especificados e deve indicar a norma ou a especificação de material aplicável. Além disso, deve ser também estabelecido o método de resfriamento e a condição na qual o material inicial foi fornecido.
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3.9.1 - Aplicação 3.9.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos graus de aço para amarras mencionados na Tabela 3.23, os quais se destinam à fabricação de amarras soldadas. Os aços que satisfizerem a estas Regras poderão ser também utilizados para a fabricação de amarras para equipamentos de movimentação e outros aparelhos de levantamento de carga. 3.9.2 - Condições de Fornecimento e Tratamento Térmico As características dos aços para amarras se referem às condições de tratamento térmico especificadas na Tabela 3.22. Não obstante isto, os aços podem ser fornecidos na condição laminados, salvo quando houver especificação em contrário na Ordem de Compra. 3.9.3 - Exigências aplicáveis ao Material 3.9.3.1 - Composição Química e Método de Desoxidação A composição química e o método de desoxidação devem estar de acordo com a Tabela 3.23.
Grau Tratamento térmico (1)
BC-K 1 a U, N
BC-K 1 b U, N
BC-K 2 N
BC-K 3 V, N + A, N (2)
(1) U = não recozido (condição laminada,); N = normalizado, V = temperado e revenido ; A = revenido. (2) A natureza do tratamento térmico aplicado ao grau BC-K 3 deve ser determinada na ocasião do ensaio de recepção em conjunto com o fabricante da amarra.
Tratamento Térmico de Aços para Amarras
Tabela 3.22 3.9.3.2 - Propriedades Mecânicas e Tecnológicas Devem ser satisfeitas as exigências constantes da Tabela 3.24 para limite de resistência, limite de escoamento, alongamento e, quando exigido, para estricção e energia de impacto. 3.9.4 - Ensaios e Aplicação dos Ensaios Devem ser realizados os seguintes ensaios: 3.9.4.1 - Ensaio de Tração 3.9.4.1.1 - Para a retirada dos corpos de prova, as barras laminadas ou as bobinas deverão ser agrupadas por corrida dentro de lotes de ensaio de não mais que 40 t. De cada lote de ensaio deve ser retirado um corpo de prova de tração com seu eixo longitudinal paralelo à direção de laminação. Este deve ser submetido ao tratamento térmico aplicado à amarra acabada e, então, ensaiado. 3.9.4.1.2 - Para diâmetros de barra superiores a 40mm, os corpos prova devem ser retirados de tal forma que seus eixos longitudinais estejam localizados a uma distância de 1/6 do diâmetro, a partir da superfície ou próximo a este ponto (conf. Fig. 3.6). Quando um lote de ensaio consistir de barras de diâmetros diferentes, o corpo de prova deve ser retirado do item de maior diâmetro.
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Grau de
Aço
Composição Química % Tipo de
Desoxidação C
max Si Mn
P
max
S
max
Al
min
BC - K 1 a 0.12 0.03-0.25 0.40-0.60 0.040 0.040 - R
BC - K 1 b 0.17 0.03-0.25 0.40-0.60 0.040 0.040 - R
BC - K 2 0.24 0.30-0.55 1.10-1.60 0.040 0.040 ≥ 0.015 RR
BC - K 3 0.30 0.30-0.60 1.10-1.85 0.040 0.040 ≥ 0.015 RR
1) R = acalmado inclusive semi-acalmado; RR = especialmente acalmado (tratamento) de grão fino) Os números se referem aos teores de alumínio, solúvel em ácido. Quando o teor total for determinado, este deverá atingir no mínimo 0,020 %.
Composição Química e Método de Desoxidação de Aços para Amarras Tabela 3.23
3.9.5 - Certificados Emitidos pelo Fabricante O fabricante deve emitir os certificados necessários. Os certificados devem também conter o tratamento aplicado ao material do corpo de prova.
Grau Rm
N/mm2
A5 (% min) Z (% min) Ensaio de Impacto
Temp. de ensaio
BC-K 1 a 330-450 30 - - -
BC-K 1 b 400-520 25 - - -
BC-K 2 490-640 22 - 0 27
BC-K 3 690-540 17 40 0 59
Propriedades Mecânicas e Tecnológicas de Aços para Amarras Tabela 3.24
Localização dos Corpos de Prova em Aços para Amarras com Diâmetro > 40 mm Tabela 3.6
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SEÇÃO 4
TUBOS DE AÇO 4.1 - REGRAS GERAIS
4.1.1 - Aplicação 4.1.1.1 - Esta parte contém Regras Gerais a serem aplicadas na fabricação de tubos de aço sem costura, tubos de aço com costura (soldados) e acessórios para tubos. 4.1.1.2 - Tubos de acordo com Normas nacionais ou especificações do fabricante podem ser aprovados desde que suas propriedades possam ser reconhecidas como equivalentes às propriedades estipuladas nestas Regras ou quando aprovação especial tenha sido dada para seu uso. Referências a materiais padronizados, cujo uso é permitido, estão contidas nas partes seguintes. 4.1.1.3 - Tubos de acordo com estas Regras podem ser projetados também de acordo com Normas importantes e com os símbolos mostrados nas tabelas. Em último caso, tubos feitos de aço-carbono e aço- carbono-manganês serão identificados pela sua tensão mínima de resistência e, quando aplicável, pela adição da letra W, significando aço de alta temperatura, ou T, significando aço resistente a baixa temperatura, enquanto aços ligados, com exceção de graus austeníticos, serão identificados por símbolos indicando seu conteúdo de liga. 4.1.2 - Características Gerais dos Tubos 4.1.2.1 - Os tubos não devem mostrar quaisquer trincas, rebarbas, crosta dupla laminação ou qualquer outro defeito que possa causar mais que um insignificante efeito na sua aplicação ou posterior tratamento. Defeitos superficiais pouco profundos podem ser removidos por esmerilhamento, dentro da espessura mínima de parede permissível. Reparos com solda não são permitidos. Esta Regra pode ser omitida no caso de tubos com costura soldadas por fusão. 4.1.2.2 - Os tubos devem ter superfície externa e interna suaves, de acordo com o método de fabricação. Pequenas depressões ou crateras longitudinais de pouca profundidade, devido ao processo de fabricação, podem ser toleradas, desde que não prejudiquem a utilidade dos tubos e a espessura de parede permaneça dentro das tolerâncias permitidas. 4.1.2.3 - O metal excedente no lado de fora de tubos soldados sob pressão deve ser movido. Em tubos tendo um diâmetro interno de 20mm ou mais, a altura do metal excedente no interior não deve exceder de 0,3 mm. 4.1.2.4 - Em tubos soldados por fusão, o reforço de solda no interior e exterior do tubo não deve exceder um valor de 1 + 0,1 x largura do cordão de solda [mm]. 4.1.3 - Dimensões, Tolerâncias Dimensionais e Geométricas As dimensões ou tolerâncias dimensionais e geométricas dos tubos devem estar de acordo com o especificado pelas normas. As normas aplicadas devem ser especificadas e levadas ao conhecimento do Vistoriador do BC. As extremidades dos tubos devem ser cortadas perpendicularmente ao eixo do tubo e devem estar livre de irregularidades superficiais. Exceto os tubos que são fornecidos na forma de serpentinas, todos os tubos devem ser retilíneos.
4.1.4 - Requisitos Gerais, Aplicáveis ao Material 4.1.4.1 - Propriedades Mecânicas
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A resistência à tração, limite de escoamento ou limite de elasticidade, elongação e, quando requerido, o limite de elasticidade a 0,2% ou 1%, a elevadas temperaturas, e a energia de impacto à temperatura ambiente, devem estar de acordo com as tabelas contidas nesta seção ou, quando aplicável, em normas reconhecidas. Além do prescrito nas normas, os tubos feitos de aço resistente a baixas temperaturas devem, pelo menos, alcançar os valores especificados em 4.4 para energia de impacto na temperatura de teste especificada. 4.1.5 - Instruções Gerais para Testes 4.1.5.1 - Teste de Composição Química 4.1.5.2 - Teste de Propriedades Mecânicas 4.1.5.2.1 - Para teste, os tubos agrupados pelo grau do aço e dimensões - tubos de aço ligado também pela corrida quando possível - em lotes de 100 tubos. Quantidades residuais de até 50 tubos podem ser eventualmente alocadas em vários lotes de testes. Para tubos soldados (com costura), um tubo é aquele que deve ser cortado num comprimento máximo de 30 mm. 4.1.5.2.2 - Para realização de testes de tensão, cada dois tubos serão tirados dos dois primeiros lotes e um tubo de cada lote subseqüente. Quando um lote compreende somente 10 tubos ou menos, será suficiente tirar somente um tubo. Normalmente, corpos de prova longitudinais serão tirados de uma amostra de tubos. Quando o diâmetro for 200mm ou mais, corpos de prova transversais ao eixo do tubo também deverão ser tirados. Corpos de prova serão tirados também de tubos com costura, de modo que eles estejam alternadamente sem costura e com costura de solda no meio do corpo de prova. O excedente de solda deverá ser retirado da área de tração do corpo de prova. 4.1.5.3 - Determinação do Limite de Elasticidade a 0,2% a Elevadas Temperaturas Quando os tubos são projetados para uso a elevadas temperaturas com base nas suas características de resistência a alta temperaturas, o limite e elasticidade a 0,2% e 1% será provado por um teste de tensão a quente realizado num corpo de prova por corrida e por tamanho de tubo. O teste deve ser realizado a um nível de temperatura, em estágios de 50oC que mais se aproxime da temperatura de operação. Com a permissão do Inspetor, o teste pode ser dispensado no caso de tubos de normas reconhecidas, nas quais as propriedades mecânicas a altas temperaturas são consideradas como provadas. 4.1.5.4 - Teste de Impacto Quando este teste está especificado, o número de jogos de corpos de prova (cada um compreendendo 3 corpos) será determinado do mesmo modo que para os testes de tensão especificado no parágrafo 8.2. O teste será normalmente realizado em corpos de prova ISO-V, à temperatura ambiente, ou, quando os tubos são feitos de aço para baixas temperaturas prescritas em 4.4. 4.1.5.5 - Testes Tecnológicos 4.1.5.5.1 - Os tubos selecionados para teste serão submetidos a um dos testes anelar especificados na Tabela 4.1, desde que a espessura da parede do tubo não exceda a 40mm. O número de corpos de prova depende da aplicação dos tubos e é estipulado nas partes seguintes destas Regras.
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Diâmetro externo
do tubo (mm)
Espessura nominal da parede t em mm
t < 2 2 ≤ ≤ ≤ ≤ t ≤ ≤ ≤ ≤ 16 16 < t ≤ ≤ ≤ ≤ 40
≤ 21,3 Teste de amassamento
anelar(1)
Teste de amassamento
anelar(1) -
> 21,3 ≤ 146 Teste de amassamento
anelar(1)
Teste de amassamento
anelar(1)
Teste de amassamento
anelar
> 146 - Teste de amassamento
anelar(1)
Teste de amasamento
anelar (1) O teste de bordelamento pode ser aplicado para tubos com costura (2) No lugar do teste de tração anelar, o teste de amassamento é aplicado para tubos com diâmetro interno 100 mm
Tipos de testes anelares
Tabela 4.1 4.1.5.5.2 - No teste de amassamento anelar, os corpos de prova são comprimidos entre as placas da máquina de teste até as placas ficarem separadas por uma distância calculada H, a que é fornecida pela aplicação da seguinte fórmula:
)/(
)1(
DaC
aCH
+
⋅+=
H = distância entre as placas em [mm] a = espessura nominal da parede em [mm] D = diâmetro externo do tubo em [mm] C = constante determinada pelo grau do aço (veja o prescrito nos testes tecnológicos contidos
nas partes subseqüentes).
Quando os corpos de prova anelares de tubos com costura são testados, a solda deve ser colocada a uma direção 90 graus da direção de compressão.
4.1.5.5.3 - No teste de expansão anelar, a variação no diâmetro do corpo de prova expandido no ponto de fratura deve ser medida. Dependendo do material, esta variação no diâmetro deve ser, pelo menos, igual às percentagens mostradas na Tabela 4.2.
4.1.5.5.4 - Quando o teste de tração anelar é aplicado em corpos de prova de tubos com costura, a solda deve ficar a 90 graus da direção da carga de tensão.
4.1.5.5.5 - Quando se aplica o teste de bordelamento em tubos de aço austeníticos, uma expansão de 20% deve ser alcançada. Quando os tubos são feitos de outros aços, os requisitos serão submetidos a aprovação.
Material do tubo
Expansão mínima (%) para raio ID/OD
≥ 0,9 ≥ 0,8
< 0,9
≥ 0,7
< 0,8
≥ 0,6
< 0,7
≥ 0,5
< 0,6 < 0,5
Aços C e CMn 8 10 12 20 25 30
Aços Mo, CrMo e Ni 6 8 10 15 20 30
Aços Austeníticos 30
Variação de Diâmetro nos Testes de Expansão Anelar
Tabela 4.2
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4.1.5.6 - Teste de Estanqueidade
4.1.5.6.1 - Todos os tubos deverão ser testados quanto a vazamento pelo fabricante, através da aplicação de um teste de pressão interna ou, quando o BC der o consentimento, por um método adequado de teste não destrutivo, isto é, por corrente induzida ou técnicas de dispersão de fluxo (conforme Steel-Iron Test Specification 1925), ABNT TB-71. 4.1.5.6.2 - O teste de pressão interna será normalmente realizado com um teste de pressão hidráulica padrão de 80 bar. Quando os tubos são destinados para uma pressão de operação inferior a 25 bar, a pressão de teste pode ser reduzida para um valor padrão de 50 bar. No caso de tubos de parede fina com diâmetros externos muito grandes, a pressão de teste deve ser limitada de forma que assegure que o limite de escoamento ou o limite de elasticidade a 0,2% do material do tubo a temperatura ambiente não seja excedido. Quando, em casos excepcionais, o teste com água não é possível, outro meio de teste pode ser usado após aprovação do Inspetor. 4.1.5.6.3 - Quando um método não destrutivo de teste é usado no lugar de um teste de pressão hidráulica interno, ele deve ser capaz de cobrir toda a superfície do tubo. Em adição, o método de teste deve estar de acordo com norma reconhecida ou alguma especificação de teste, aprovada. A eficiência do método deve ser demonstrada ao BC como medida preliminar. 4.1.5.7 - Testes Não Destrutivos
4.1.5.7.1 - Os tubos serão submetidos a testes não destrutivos. Quando testes de maior abrangência são prescritos na ordem de compra ou em normas importantes ou especificações, esses requisitos deverão ser cumpridos. 4.1.5.7.2 - Quando possível, os testes não destrutivos serão realizados continuamente usando métodos de ultra-som ou corrente induzidas. Ver Normas ABNT (TB-191) - Ensaio por Radiações Penetrantes ; e (TB-187) - Ensaio por Ultra-Som 4.1.5.7.3 - O equipamento de teste usado para inspeção contínua dos tubos deverá ser calibrado regularmente usando tubos com defeitos artificiais. A eficiência do equipamento deverá ser demonstrada para o BC. 4.1.6 - Marcação dos Tubos 4.1.6.1 - O fabricante marcará cada tubo como se segue em pelo menos uma posição a cerca de 300mm da extremidade do tubo. a) Pequena designação do grau do aço ou número do material b) Marca do fabricante c) O número de corrida em código, para tubos de aço ligado, se o diâmetro do tubo for ≥ 159 mm. 4.1.6.2 - As marcações devem normalmente ser aplicadas com punções. Produtos com superfícies sensíveis ou com paredes de pequena espessura, que possam ser danificados pelas punções, poderão ser marcados por outro método, como, por exemplo, impressão colorida, gravação elétrica ou sinetes de borracha. 4.1.7 - Certificados
4.1.7.1 - Para cada encomenda o fabricante deve fornecer ao Inspetor um certificado contendo os seguintes detalhes: a) Número de ordem e compra b) Número de projeto do navio, se for conhecido c) Número, dimensões e peso dos tubos d) Grau do aço ou especificação do material e) Método de fabricação do tubo f) Número da corrida e análise g) Condição na qual o tubo vai ser entregue ou tratamento térmico aplicado. 4.1.7.2 - O fabricante deve, também certificar que todos os tubos foram sucessivamente testados quanto a estanqueidade e, quando aplicável, têm sido submetidos a testes não-destrutivos e a teste de resistência à corrosão intercristalina.
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4.1.7.3 - Se o aço para o qual o tubo foi fabricado não foi produzido na fábrica de tubos, um certificado do fabricante do aço deve ser entregue ao Inspetor, indicando o número e análises das corridas. O fabricante do aço deve ser aprovado para os diversos tipos de graus de aço relativos a fabricação dos tubos. No caso de dúvida, o Inspetor deve ter facilidades para realização de uma verificação. 4.1.7.4 - Quando, em casos excepcionais, os tubos são testados nas instalações do estoquista, o mesmo deve manter um controle claro através de relatórios da origem dos tubos, os quais deverão ser marcados com o grau do aço do tubo e, em caso de tubos para caldeira, também com o selo do Inspetor do fabricante. Além disso, ao Inspetor deverá ser fornecido um certificado emitido pelo fabricante do tubo, contendo os seguintes detalhes: a) Número, dimensão e peso dos tubos fornecidos b) Grau do aço do tubo ou especificação do material c) Método de fabricação do tubo e condição na qual está sendo fornecido. d) Número da corrida e análise e) Confirmação que o teste de estanqueidade e, quando especificado, o teste não destrutivo e o
teste de resistência a corrosão intercristalina. f) Marcação
4.2 - TUBOS DE AÇO FERRÍTICO SEM COSTURA
4.2.1 - Aplicação
4.2.1.1 - Estas Regras se aplicam para tipos de tubos de aço carbono sem costura, aço carbono-manganês, Mo e CrMo mencionados na Tabela 4.4, para uso em caldeiras a vapor, vasos de pressão, equipamentos e linhas de tubulações, como também para acumuladores e cilindros de pressão. Tubos em acordo com essas Regras são destinados para uso a temperatura ambiente e para temperatura de operação elevadas. 4.2.1.2 - Dependendo das condições de operação tubos em conformidade com estas Regras serão categorizados em classes de inspeção mostradas na Tabela 4.3. 4.2.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material
4.2.2.1 - Composição Química
A composição química dos aços para tubos devem estar de acordo com o especificado na Tabela 4.4 ou, quando apropriado, em normas ou especificação importantes. 4.2.2.2 - Propriedades Mecânicas
Os valores requisitos de resistência à tração, limite de escoamento e elongação especificado na Tabela 4.5 ou, quando apropriado, em normas importantes ou especificações.
Classe de
Inspeção
Diâmetro externo do tubo
≤ ≤ ≤ ≤ 63,5 > 63,5
Temperatura °C Pressão de trabalho
admissível bar Temperatura °C
Pressão de trabalho
admissível bar
1 ≤450 ≤80 ≤450 ≤32
2 >450 >80 >450 >32
1) Quando os valores de temperatura e pressão não caem na mesma classe de Inspeção, o valor de Inspeção de Classe mais alto é aplicado. 2) O valor médio de temperatura que flui através do tubo.
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}0,040 }0,040 }≤ 0.30
}0,035 }0,035
Classes de Inspeção para Tubos sem Costura
Tabela 4.3 Grau de Composição Química %
Aço do tubo C Si Mn P (max) S (max) Cr Mo
R-320 ≤ 0.16 £ 0.35 0.30-0.70
R-360 W ≤ 0.17 0.10-0.35 0.40-0.80
R-410 W ≤ 0.21 0.10-0.35 0.40-1.20
R-460 W ≤ 0.22 0.20-0.40 0.80-1.40
R-510 W ≤ 0.23 0.30-0.60 0.80-1.50
R-0,3 Mo 0.12-0.20 0.40-0.35 0.40-0.80 - 0.25-0.35
R-1 Cr 0,5 Mo 0.10-0.18 0.10-0.35 0.40-0.70 0.70-1.10 0.45-0.65
R-2,25 Cr 1 Mo 0.08-0.15 0.40-0.70 0.30-0.70 2.00-1.10 0.90-1.20
1) Não aplicável para linhas quente 2) Tubo de aço de grau R - 320 pode se fornecida na condição de semi-acalmado. 3) O silício contido pode se menor que o mínimo especificado se os aços foram acalmados com alumínio ou desoxidação sob vácuo.
Composição Química de Tubos sem Costura
Tabela 4.4 4.2.2.3 - Energia de Impacto Os tubos devem, pelo menos, satisfazer à energia de impacto especificada na Tabela 4.5. 4.2.2.4 - Características a Altas Temperaturas O limite de elasticidade a 0,2% a elevadas temperaturas deve, pelo menos, satisfazer os requisitos especificados na Tabela 4.6.
Grau do Rm R
eH mínimo[N/mm2] A5 mínimo KV mínimo
Aço do Tubo para espessura em mm de transvers.
N/mm2 ≤ 16 > 16 ≤ 40 > 40 ≤ 60 longitud. transvers.
R-320 320-440 215 205 195 25 23
R-360 360-400 235 225 215 23 23
R-410 W 410-530 255 245 235 21 19 27(3)
R-460 W 460-580 270 270 260 23 21
R-510 W 510-610 310 310 300 19 17
R-0,3 Mo 450-600 270 270 260 22 20
R-1 Cr 0,5 Mo 440-590 290 290 280 22 20 27 (3)
R-2,25 Cr 1 Mo 450-600 280 280 270 20 18 1) Para tubos com diâmetro externo de ≤ 30 mm e uma espessura de parede ≤ 3 mm os valores mínimos são 10 N/mm2 mais baixo.2) Quando a espessura de parede é > 60 mm, os valores estao sujeitos a concordância.
3) Para corpos de prova longitudinais, pelo menos 41 J.
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Propriedades Mecânicas dos Tubos Com Costura Tabela 4.5
Grau do aço Espessura Limite elástico a 0,2 %
do tubo da parede [mm] [N/mm2]
200oC 250oC 300oC 350oC 400oC 450oC 500oC
R-360 W ≤ 16 185 165 140 120 110 105 -
16 < s ≤ 40 180 160 135 120 110 105 -
40 < s ≤ 60 (1) 175 155 130 115 110 105 -
R-410 W ≤ 16 205 185 160 140 130 125 -
16 < s ≤ 40 195 175 155 135 130 125 -
40 < s ≤ 60 (1) 190 170 150 135 130 125 -
R-460 W ≤ 40 235 215 175 155 145 135 -
40 < s ≤ 60 225 205 165 150 140 130 -
R-510 W ≤ 40 255 235 205 180 160 150 -
40 < s ≤ 60 (1) 245 225 195 170 155 145 -
R-0,3 Mo ≤ 40 (1) 225 205 180 170 160 155 150
40 < s ≤ 60 210 195 170 160 150 145 140
R-1 r 0,5 Mo ≤ 16(2) 240 230 215 200 190 180 175
40 < s ≤ 60 230 220 205 190 180 170 165
60 < s ≤ 80 (1) 220 210 195 180 170 160 155
R-2,25 Cr 1 Mo ≤ 40 245 240 230 215 205 195 185
40< s ≤ 60 235 230 220 205 195 185 175
60 < s ≤ 80 225 220 210 195 185 175 165
1) Quando a espessura da parede é > 60 mm, os valores estão sujeitos a concordância. 2) Para espessura de paredes ≤ 10 mm, o valor mínimo do coef. de elasticidade a 0,2 % são 15 N/mm2 maiores a todas temperaturas.
Valor Mínimo do Limite de Elasticidade de Tubos a 0,2%
Tabela 4.6 4.2.3 - Testes e Abrangência dos Testes 4.2.3.1 - Teste de Composição Química O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida de acordo com a Parte A., parágrafo 8.1. 4.2.3.2 - Teste de Tração
Corpos de prova de amostras de tubos selecionados de acordo com a Parte A., parágrafo 8.2, serão submetidos a testes de tração. 4.2.3.3 - Testes Tecnológicos
4.2.3.3.1 - Os tubos devem ser submetidos a um dos testes anelares especificados na Parte A., Tabela 4.1 como se segue: a) Tubos com Classe de Inspeção 1 Em uma das extremidades de cada tubo amostra de acordo com a Parte A., parágrafo 8.2 b) Tubos com Classe de Inspeção 2 i) Tubos com diâmetro externo de ≤ 51mm: em uma das extremidades de 20% do comprimento
laminado.
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ii) Tubos com um diâmetro externo de > 51 mm: em ambas as extremidades de cada comprimento laminado.
Nota: Quando os tubos são submetidos em comprimentos parciais, sem referência ao comprimento laminado, pelo menos um corpo de prova será tirado de uma das extremidades de cada comprimento parcial. 4.2.3.3.2 - Para calcular a distância entre as chapas no teste de amassamento, os seguintes valores serão assumidos para a constante C na fórmula dada na Parte A., parágrafo 8.5.2: a) Tubos de aço grau R-320 e R-360 W : C = 0,09 b) Tubos de aço com os outros graus mostrado na Tabela 4.4: C = 0,07 4.2.3.4 - Teste de Impacto Em tubos para coletores e serpentinas de vasos de pressão, o teste de impacto será realizado a temperatura ambiente se a espessura de parede é > 30mm. Com diâmetro externo ≥ 200mm, o teste será realizado em corpos de prova transversais ISO V. Com diâmetros externos < 20mm, o teste será realizado em corpos de prova longitudinais. 4.2.3.5 - Teste de Tração a Alta Temperatura Quando determinado na Parte A., parágrafo 8.3 ou na ordem de compra, o limite de elasticidade a 0,2% será determinado pelo teste de tração a alta temperatura. 4.2.4 - Limite de Ruptura a Alta - Temperatura (Resistência a Fadiga) Os valores padrões para o limite de ruptura a 100.000 h dado na Tabela 4.7 pode ser usado no projeto de tubulações para operação a alta temperaturas.
Temperatura Limite de ruptura (fadiga) a 100 000 horas, em [N/mm2] para tubos de aço grau oC R-360 W R-460 W R-0,3 Mo R-1 Cr 0,5 Mo R-2,25 Cr Mo R-410 W R-510 W 380 165 227 390 148 203 400 132 179 410 118 157 420 103 136 430 91 117 440 79 100 450 69 85 245 205 221 460 59 73 209 251 205 470 50 63 174 220 188 480 42 55 143 190 170 490 47 117 163 152 500 41 93 137 135 510 74 116 118 520 59 94 103 530 47 78 90 540 (38) 61 78 550 (31) 49 68 560 40 58 570 33 51 580 44 590 38 600 34
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Valores Padrões para Limite de Ruptura (Fadiga) a Elevadas Temperaturas
Tabela 4.7 4.3 - TUBOS DE AÇO FERRÍTICO COM COSTURA (SOLDADOS)
4.3.1 - Aplicação 4.3.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos graus de aço carbono para tubos soldados eletricamente sob pressão aço carbono-manganês e aço Molibidênio especificado na Tabela 4.9 e usados para caldeiras a vapor, vasos de pressão, equipamentos e tubulações. Os tubos de acordo com estas Regras são destinados para aplicação à temperatura ambiente e a elevadas temperaturas. 4.3.1.2 - Dependendo das condições de temperatura, tubos de acordo com estas Regras deverão ser classificados em classes de inspeção como mostrado na Tabela 4.8. 4.3.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material 4.3.2.1 - Composição Química A composição química do tubo de aço deve estar de acordo com o prescrito na Tabela 4.9 ou, quando apropriado, apropriado, em normas importantes ou especificações. 4.3.2.2 - Propriedades Mecânicas Os valores requeridos de resistência à tração, limite de escoamento e elongação, indicados na Tabela 4.10 ou, quando apropriado, em normas importantes ou especificações, devem ser alcançadas nos testes de tração. 4.3.2.3 - Propriedades Tecnológicas Os tubos devem possuir capacidade requerida para deformação quando sujeitos a testes anelares correspondentes como especificado na Parte B. Tabela 4.6. 4.3.2.4 - Características a Altas Temperaturas O limite de elasticidade a 0,2% a temperaturas elevadas, deve, pelo menos, alcançar o estipulado na Parte B., Tabela 4.6.
Classes de
Inspeção
Diâmetro externo do tubo
≤ ≤ ≤ ≤ 63,5 > 63,5
Temperatura Pressão de trabalho
permissível (bar) Temperatura °C
Pressão de trabalho
admissível (bar)
1 ≤ 450 ≤ 80 ≤ 450 ≤ 32
2 ≤ 450 ≤ 80 ≤ 450 ≤ 32
(1) Quando a pressão não caem na mesma inspeção de classe a inspeção de classe mais alta é aplicada. (2)Temperatura média que flui através do tubo.
Classes de inspeção para tubos com costura
Tabela 4.8 4.3.3 - Testes e Abrangência dos Testes 4.3.3.1 - Teste de Composição Química
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O fabricante do tubo ou o fornecedor do material deve determinar a composição química de cada corrida, de acordo com a Parte A., parágrafo 8.1, e emitir um certificado correspondente. 4.3.3.2 - Testes de Tração
Os testes de tração serão realizados em corpos de prova de amostras de tubos selecionados, de acordo com a Parte A., parágrafo 8.2. 4.3.3.3 - Testes Tecnológicos
4.3.3.3.1 - Os tubos serão submetidos a um dos testes anelares especificados na Parte A. Tabela 4.1, como segue: a) Tubos de Inspeção Classe 1 Em uma extremidade de cada tubo-amostra selecionado de acordo com a Parte A., parágrafo 8.2 b) Tubos de Inspeção Classe 2 i) Para tubos com diâmetro externo ≤ 51 mm, um na extremidade de 20 % do comprimento de corte. Para tubos-amostra com diâmetro externo > 51 mm, em ambas extremidades de cada comprimento de corte. Nota: Quando os tubos são apresentados em comprimentos parciais, pelo menos um corpo de prova de cada extremidade dos tubos com cortes parciais deverá ser tirado. 4.3.3.3.2 - Para calcular a distância entre as placas que serão usadas no teste de amassamento de tubo, os seguintes valores para a constante C serão assumidos na fórmula dada na Parte A., parágrafo 8.5.2: a) Tubos de grau R-320 e R-360 W : C = 0,09 b) Outros graus : C = 0,07
Grau do aço do
tubo
Rm
N/mm2
R eH mínimo
N/mm2
A5 mínimo (%)
long. Trans.
R-320 320-440 215 25 23
R-360 W 360-480 235 25 23
R-410 W 410-530 255 21 19
R-460 W 460-580 270 23 21
R-0,3 Mo 450-600 270 (3) 22 20
1) Aplicável para espessura de parede até 16 mm. Para espessuras de paredes maiores, os valores estão sujeitos a concordância. 2) Para tubos com diâmetro externo ≤ 30 mm e uma espessura de parede ≤ 3 mm, os valores são 10 N/mm2 menores. 3) Para espessuras de parede ≤ 10 mm num valor de 15 N/mm2 maior que o valor minimo e aplicável.
Propriedades Mecânicas de Tubos com Costura Tabela 4.10
4.3.3.4 - Teste de tração a alta temperatura
Se requerido na Parte A., parágrafo 8.3 ou estipulado na ordem de compra, o limite de elasticidade a 0,2% será determinado por um teste de tração a alta temperatura. 4.3.3.5 - Testes Não-Destrutivos
Todos os tubos serão submetidos pelo fabricante a um teste não destrutivo em todo o seu comprimento. No caso de tubos de classes de inspeção 2, este teste deve abranger toda a seção do tubo. Com tubos de classe de inspeção classe 1, é suficiente o teste abranger somente a costura soldada. 4.3.3.6 - Teste de Estanqueidade
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Todos os tubos devem ser testados quanto à estanqueidade pelo fabricante, de acordo com a Parte A., parágrafo 8.8.
4.4 - TUBOS DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO 4.4.1 - Aplicação 4.4.1.1 - Estas Regras são aplicáveis a tubos de aço inoxidável austenítico sem ou com costura, para serem usados em equipamentos de carregamento e processamento em navios-tanque químicos e para outras tubulações, vasos e equipamentos onde a estabilidade química é requerida. 4.4.1.2 - Graus de tubos serão selecionados levando em conta as subseqüentes operações de fabricação, como, por exemplo, soldagem, se eles possuem estabilidade química exigida pela aplicação a que se destinam. 4.4.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material 4.4.2.1 - Composição Química A composição química dos tubos de aço deve estar de acordo com normas ou especificações reconhecidas. 4.4.2.2 - Resistência a Corrosão Intercristalina Na condição na qual eles são fornecidos, todos os tubos devem ser resistentes à corrosão intercristalina. Quando os tubos são soldados sem o subseqüente tratamento térmico, somente os graus de tubos resistentes à corrosão nesta condição podem ser usados como, por exemplo, tubos feitos de aços estabilizados com Ti ou Nb ou aços com teor de carbono de C ≤ 0,03 %. 4.4.2.3 - Propriedades Mecânicas e Tecnológicas Os valores requeridos de resistência à tração limite de elasticidade a 1 elongação, como também a capacidade para deformação estabelecida pelos testes anelares, devem ser satisfeitos de acordo com as normas ou especificação reconhecida. 4.4.2.4 - Características a Altas-Temperaturas Quando os tubos são usados em elevadas temperaturas, os valores requeridos para o limite de elasticidade a 0,2% e 1% prescritos em normas importantes ou especificações reconhecidas devem ser alcançados ao nível correspondente de temperatura. 4.4.3 - Testes 4.4.3.1 - Teste de Composição Química. 4.4.3.2 - Teste de Resistência a Corrosão Intercristalina Dependendo da aplicação e/ou do grau dos tubos, um teste de resistência à corrosão intercristalina será realizado nos seguintes tubos. a) Tubos para uso em navios-tanque químicos para qualquer grau de material; b) Tubos que não alcancem os requisitos relativos a estabilização ou a teor limite de carbono
especificado no parágrafo 3.2; e c) Tubos feitos de aços estabilizados ou aços com teor de carbono limitado, destinados para
aplicação não coberta por a), são testados especialmente em vista de um ataque corrosivo antecipado.
4.4.3.3 - Teste de Tração Os tubos de tração serão realizados em corpos de prova de amostras de tubos selecionados de acordo com a Parte A., parágrafo 8.2.
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4.4.3.4 - Teste de Tração a Alta-Temperatura Quando especificado na Parte A., parágrafo 8.3 ou estipulado na ordem de compra, o limite de elasticidade a 0,2% ou 1% será determinado por um teste de tração a alta-temperatura. 4.4.3.5 - Testes Não-Destrutivos A solda de todos os tubos com costura serão submetidas pelo fabricante a um teste não destrutivo como segue: a) com um fator de solda v = 1.0 : 100 % testado b) com um fator de solda v = 0,85 : 10 % testado 4.4.3.6 - Teste de Estanqueidade Todos os tubos serão testados quanto à estanqueidade pelo fabricante, de acordo com a Parte A., parágrafo 8.8.
4.5 - ACESSÓRIOS DOS TUBOS 4.5.1 - Aplicação Estas Regras se aplicam à soldabilidade de acessórios dos tubos de aço teníticos ou ferríticos feitos de seções de tubos ou chapas, como, por exemplo, redutores, peças em T, curvas e etc. 4.5.2 - Materiais 4.5.2.1 - Os materiais iniciais, tubos ou chapas, serão selecionados, de acordo com a aplicação, tendo que alcançar os requisitos especificados nas Partes A. - E. nestas Regras, e, em caso de chapas, os requisitos afins contidos na Seção 3. 4.5.2.2 - O material inicial deve ter sido submetido pela Sociedade à inspeção, de acordo com a abrangência especificada. Com o consentimento da Sociedade, certificados de aceitação do trabalho pode ser reconhecido como prova das características do material inicial. 4.5.3 - Teste e Aplicação dos Testes 4.5.3.1 - Quantidade das Unidades de Teste Para realização de teste mecânicos e tecnológicos prescritos nos parágrafos 6.2 - 6.4, os acessórios de tubos serão escolhidos de acordo com sua forma, grau do material e condição de tratamento térmico, e no caso de aços ligados, de acordo com a corrida, quando possível, e serão grupados em grupos de teste de 100 unidades, 200 unidades, se o diâmetro nominal for < 100mm. 4.5.3.2 - Teste de Tração Quando o diâmetro nominal do acessório for ≥ 100mm, dois corpos de prova de tração para cada quantidade de unidade de teste. Com diâmetros nominais ≥ 200mm, serão retirados corpos de prova transversais e, no caso de acessórios soldados, a solda deve estar localizada no centro do corpo de prova. Quando o número de unidades for 10 ou menos,um corpo de prova de tração é suficiente. 4.5.3.3 - Teste para Evitar Confusão de Material Acessórios de aço-liga serão testados pelo fabricante, a fim de evitar confusão de materiais. A natureza do teste será acordada com o Inspetor.
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SEÇÃO 5
FORJADOS 5.1 - REGRAS GERAIS
5.1.1 - Aplicação 5.1.1.1 - Esta parte contém as Regras Gerais a serem aplicadas na fabricação e no ensaio de forjados. Esta parte, em conjunto com as que se seguem, é também aplicável às barras laminadas e lingotes, desde que eles sejam utilizados no lugar de forjados e barras de aço laminadas para usinagem de eixos, pinos, parafusos e peças similares. 5.1.2 - Propriedades Gerais dos Forjados 5.1.2.1 - Todos os forjados devem estar isentos de defeitos, tais como, descascamento, fissuras, cavidades de contração, separação, poros de superfície e inclusões não-metálicas maiores, capazes de prejudicar significativamente o tratamento e a utilização. Os forjados fornecidos na condição em bruto devem ter uma superfície lisa, compatível com o método de fabricação. 5.1.2.2 - Os defeitos menores de superfície podem ser removidos por goivagem ou esmerilhamento. A completa remoção dos defeitos deve ser comprovada por um ensaio de partículas magnéticas ou de líquido penetrante. Com o consentimento do Inspetor, depressões ou irregularidades rasas podem ser permitidas, desde que elas sejam esmerilhadas para adaptá-las à área circunvizinha e que suas profundidades, no caso de superfícies que venham a ser posteriormente usinadas, se situem dentro da tolerância de sobremetal. 5.1.2.3 - O reparo por soldagem é permitido somente em casos excepcionais, com aprovação do BC, e quando os defeitos forem de extensão limitada, e ocorrerem em pontos pouco solicitados, quando em operação. Nestes casos, os detalhes completos do reparo proposto e do método de ensaio subseqüente devem ser submetidos ao BC para aprovação, antes do início do reparo. Além disso, o relatório de ensaio deve ser submetido com uma descrição ou desenho mostrando a posição e a extensão de todos os reparos, juntamente com os detalhes do tratamento térmico subseqüente, a dos ensaios não-destrutivos realizados. 5.1.3 - Dimensões, Tolerâncias Dimensionais e Geométricas As dimensões e as tolerâncias dimensionais e geométricas são regidas pelos valores contidos nos desenhos relativos à Ordem de Compra ou, quando for o caso, nas Normas aplicáveis. Instruções nesse sentido devem constar nos documentos anexos à Ordem de Compra, e transmitidas ao Inspetor. 5.1.4 - Estanqueidade Forjados ocos sujeitos a pressão interna pelo fluido operante devem ser estanques à pressão de ensaio especificada. 5.1.5 - Requisitos Gerais Aplicáveis ao Material 5.1.5.1 - Composição Química 5.1.5.1.1 - A composição química dos aços forjados deve satisfazer aos valores-limite indicados nas tabelas desta seção e/ou nas Normas ou especificações aplicáveis. Se forem utilizados aços padroniza dos cujos teores de carbono satisfazem aos valores-limite indicados nas tabelas, os
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limites especificados nas normas correspondentes podem ser adotados. Os aços devem, ainda, conter os teores de desoxidantes necessários para acalmá-los. Para aços que foram desoxidados pelo método vácuo-carbono, os limites inferiores para o Si e o Al não aplicáveis, em todas as regras que especificam a composição química. 5.1.5.1.2 - O fabricante deve tomar as medidas necessárias para assegurar que elementos capazes de prejudicar as características dos produtos não entrem na corrida através da sucata ou de outros materiais utilizados no processo de produção do aço. 5.1.6 - Instruções Gerais para Ensaio 5.1.6.1 - Ensaio de Composição Química O fabricante deve determinar a composição química de cada corrida e apresentar ao Inspetor o certificado correspondente. Este deverá indicar a composição química da característica de corrida do tipo do aço em questão. Caso haja alguma dúvida quanto à composição ou quando não puder ser comprovada a conexão entre o certificado e os forjados, deverá ser realizada uma análise de produto. 5.1.6.2 - Ensaio de Propriedades Mecânicas e Seleção de Corpos de Prova 5.1.6.2.1 - As propriedades mecânicas deverão ser verificadas por ensaio de tração, a fim de se determinar a resistência à tração. O limite de escoamento ou o limite de proporcionalidade de 0,2%, o alongamento e a estricção. Se não houverem entendimentos diferentes com relação ao nível de ensaio, e se não for estabelecido o ensaio individual, forjados de mesmo formato, que se tenham originado de uma mesma corrida e que tenham sido submetidos ao mesmo tratamento térmico, podem ser agrupados em lotes de ensaio da maneira indicada a seguir. Os corpos de prova necessários para o ensaio mecânico deverão ser retirados de uma unidade (peça) de cada lote de ensaio.
Peso unitário Número de unidades em cada lote de ensaio Max.
≤ 25 200 > 25 ≤ 50 100 > 50 ≤ 100 50 > 100 ≤ 200 25 > 200 ≤ 500 10
> 500 ≤ 1.000 5 Salvo especificação em contrário, a energia de impacto deverá ser determinada por ensaio de corpos de prova entalhados em cada forjado ou em cada lote de ensaio, conforme seja o caso. 5.1.6.2.2 - Os corpos de prova deverão ser normalmente retirados de material excedente, forjado juntamente com a peça com este propósito. Esta seção de ensaio pode, normalmente, ser separada do forjado somente após este ter sido submetido a tratamento térmico final. A separação prévia é permitida somente quando o processo de fabricação a torna inevitável. Nestas circunstâncias, tanto o forjado como a seção de ensaio deverão ser submetidos, juntos, a quaisquer tratamentos térmicos. 5.1.6.2.3 - Não obstante o requisito contido em 5.1.6.2.2 caso de produtos fabricados em série, os corpos de prova podem ser retirados de unidades excedentes ou de seções de ensaio, forjados separadamente, desde que estas se tenham originado da mesma corrida e tenham sido submetidas a tratamento térmico juntamente com o lote de ensaio correspondente. 5.1.6.2.4 - Todas as seções de ensaio devem ser forjadas com o mesmo grau de deformação em relação à uma seção transversal correspondente à seção transversal característica do forjado. As seções de ensaio devem ser suficientemente grandes para fornecer material não apenas para a confecção dos corpos de prova requeridos para o ensaio inicial, mas, também, para os corpos de prova necessários em caso de repetição dos ensaios. Todas as seções de ensaio e amostras
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devem ser identificadas (marcadas) de forma tal que possam ser inequivocamente relacionadas com os forjados ou com os lotes de ensaio que as mesmas representam. 5.1.6.2.5 - Os corpos de prova deverão, normalmente, ser retirados de uma posição na seção de teste ou amostra, posição essa localizada a uma distância de 1/10 do diâmetro ou da espessura abaixo da superfície. Quando os corpos de prova tiverem que ser retirados de posições situadas a maiores distâncias da superfície, poderão, quando necessário, ser feitos entendimentos especiais com o BC com respeito às características exigidas. 5.1.6.2.6 - As referências nas Tabelas para orientação longitudinal, tangencial e transversal, se referem à posição dos corpos de prova de tração e impacto, em relação à direção do fibramento. Os termos são utilizados da seguinte maneira: a) Longitudinal - O eixo longitudinal do corpo de prova é paralelo à direção principal de
estiramento de um padrão de fibramento não curvo. b) Tangencial - O eixo longitudinal do corpo de prova corta um padrão curvo de fibramento, na
forma de uma corda. c) Transversal - O eixo longitudinal do corpo de prova corta perpendicularmente um padrão de
fibramento, curvo ou não. Quando, em caso especiais, a posição do corpo de prova for determinada pela geometria do forjado, as propriedades mecânicas exigidas devem, se necessário, ser especialmente definidas. 5.1.6.3 - Determinação do Limite de Proporcionalidade de 0,2% a Temperaturas Elevadas. Quando os forjados forem destinados a solicitações a temperaturas elevadas, o limite de proporcionalidade de 0,2% ou de 1% deve ser determinado através de um ensaio de tração a quente sobre, no mínimo, um corpo de prova por corrida. Salvo acordo feito em contrário, o ensaio deve ser realizado a um nível de temperatura, estabelecido em faixas de 50°C que mais se aproxime da temperatura de operação. O ensaio pode ser dispensado no caso de aços atendendo às normas ou especificações reconhecidas, cujas características a altas temperaturas possam ser consideradas como comprovadas. 5.1.6.4 - Inspeção Superficial e Verificação de Dimensões 5.1.6.4.1 - A superfície dos forjados deve ser limpa e devidamente preparada para a inspeção. Os defeitos de superfície devem ser removidos. Quando necessário, esta condição deve ser obtida por decapagem, esmerilhamento local, jateamento de granalha ou areia, limpeza com escovas de aço ou por meios químicos, a menos que as peças sejam apresentadas desbastadas (usinagem bruta). 5.1.6.4.2 - Se, visualmente, houverem indícios de terem sido realizadas soldas no forjado, o inspetor pode exigir um ataque para revelar possíveis soldas. 5.1.6.5 - Ensaios Não-Destrutivos 5.1.6.5.1 - Quando forem requeridos nas Regras para Construção ou nas partes seguintes desta seção, ou quando exigido na aprovação de procedimento quanto às soldas de fabricação, o fabricante deve submeter os forjados em questão aos ensaios não-destrutivos necessários. Para esta finalidade, o fabricante deve providenciar equipamentos apropriados e pessoal competente, suficientemente treinado, devendo tomar as providências necessárias para assegurar que as superfícies dos forjados estejam em um estado adequado ao ensaio. 5.1.6.5.2 - Quando tiverem que ser realizados ensaios para detectar fissuras superfíciais, sempre que possível deve ser utilizado o método de partículas magnéticas, exceto no caso de aços austeníticos. Os ensaios devem ser normalmente realizados nos forjados que já tenham sido submetidos ao tratamento térmico final e, sempre que possível, após usinagem. Se for aplicada uma corrente elétrica, deve ser tomado o cuidado para assegurar que o contato dos eletrodos com a peça não provoque marcas de queima. A intensidade tangencial de campo na superfície das peças deve ser de, no mínimo, 2 kA/m (25 Oe). A magnetização deve ser efetuada em duas direções diferentes e que sejam tanto quanto possível perpendiculares entre si. Salvo combinação feita em contrário, os ensaios devem ser realizados na presença do Inspetor. O fabricante deve emitir um certificado de ensaio contendo os detalhes do mesmo, tais como, método
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utilizado, tipo de equipamento, magnetização e intensidade de campo. Não são permitidas fissuras. Caso existam dúvidas quanto à natureza de alguma indicação, devem ser realizados ensaios complementares como, por exemplo, utilizando o método de líquido penetrante. 5.1.6.5.3 - Os ensaios de fissuras superfíciais pelo método de líquido penetrante devem ser realizados nos aços austeníticos, não-magnetizáveis e, com o consentimento do Vistoriador, em outros aços, em substituição ao ensaio de partículas magnéticas. O ensaio deve ser realizado na presença do Inspetor, utilizando uma combinação de agentes consistindo de líquido penetrante, removedor e revelador, da maneira prescrita pelo fabricante do material de ensaio. Áreas onde tenham ocorrido indicações de fissuras deverão ser reparadas. O fabricante deve emitir um certificado contendo os resultados dos ensaios e a combinação dos agentes (material de ensaio) utilizados. 5.1.6.5.4 - Ensaios por ultra-som devem ser, normalmente, realizados após o tratamento térmico final. Quando a forma e o tamanho do forjado o permitirem, as ondas devem se transmitidas nas direções radial e axial. Os detalhes do ensaio, isto é, método utilizado, tipo de equipamento, cabeçote, ajustagem do instrumento, ecos de resposta e margens de erros, devem ser especificados pelo fabricante e informados ao BC, quando aplicável, com referência a uma norma ou especificação de ensaio reconhecida. A qualificação do pessoal empregado no ensaio deve ser comprovada ao BC. Mediante solicitação, deve ser permitido ao Inspetor tomar parte no ensaio. O fabricante deve preparar e entregar ao Inspetor um relatório do ensaio por ultra-som, contendo os detalhes anteriormente citados sobre o procedimento do ensaio e uma avaliação das indicações. 5.1.7 - Identificação e Marcação
5.1.7.1 - O fabricante deve implantar e manter um sistema de controle que permita que todos os forjados possam ser rastreados de volta à corrida original, devendo isto ser demonstrado ao Vistoriador, se solicitado. 5.1.7.2 - Antes da inspeção final, todos os forjados devem ser sinetados pelo fabricante em, no mínimo, um local, com as seguintes marcações: a) Tipo de aço b) Marca do fabricante c) Número da peça ou da corrida ou outra marcação que o processo de fabricação seja rastreado
até o início d) Número do corpo de prova e) Data do ensaio A área a ser sinetada deve ser esmerilhada 5.1.7.3 - No caso de pequenos forjados produzidos em série, poderá ser combinada com o Inspetor a aplicação de outras marcas que não as especificadas em 5.1.7.2. 5.1.8 - Certificados Para cada fornecimento, o fabricante deve fornecer ao Inspetor um certificado contendo, no mínimo, os seguintes detalhes: a) Comprador e número da Ordem de Compra b) Natureza do forjado e tipo do aço c) Método de forjamento d) Números dos itens e número de unidades (quantidades) e) Números das corridas e análises químicas f) Resultados dos ensaios mecânicos g) Detalhes de tratamento térmico h) Resultados de quaisquer ensaios especiais realizados, como por exemplo, ensaio de resistência
à corrosão intercristalina, determinação do limite de escoamento a temperaturas elevadas ou ensaios não destrutivos.
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO IV – FORJADOS ................................ SEÇÃO 5 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 498 5.2 - FORJADOS PARA CONSTRUÇÃO NAVAL
5.2.1 - Aplicação 5.2.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos forjados feitos de aço-carbono e carbono-manganês, tendo as características mecânicas indicadas na Tabela 5.3 e destinados à utilização como membros e componentes estruturais em construção naval, como, por exemplo, rodas de proa e cadastes, madres e pinos do leme, âncoras e acessório. Os mesmos podem ser soldados ao casco ou a membros estruturais, conforme o caso. O tipo necessário do aço deve ser escolhido de acordo com as Regras para Construção. 5.2.1.2 - As resistências à tração, graduadas em faixas de 40 N/mm2, indicadas na Tabela 5.3, não representam limites inferiores de resistência à tração de determinados tipos de aço forjado, mas têm por finalidade fornecer meios de se determinar, por interpolação, as demais características mecânicas (limite de escoamento, alongamento, estricção e energia de impacto) em correspondência com cada limite de resistência à tração especificado. 5.2.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material 5.2.2.1 - Composição Química 5.2.2.1.1 - A composição química dos aços-carbono e carbono-manganês para construção naval deve satisfazer aos dados da Tabela 5.2. 5.2.2.1.2 - Quando a soldabilidade for sujeita a requisitos especiais, pode-se considerar o carbono equivalente definido pela seguinte fórmula:
%1556
CuNiVMoCrMnCCeq
++
++++=
5.2.2.2 - Propriedades Mecânicas Devem ser satisfeitos os valores exigidos para limite de escoamento, estricção e alongamento especificado na Tabela 5.3, correspondentes ao limite de resistência à tração estabelecido. Se forem retirados dois corpos de prova de forjados grandes, os valores de resistência à tração obtidos não podem diferir de mais de 70 N/mm2.
Composição (1) % Elementos residuais permitidos % max.
Cmax 0,30 (2) Cu 0.30
Si 0,15-0,45 Cr 0.30
Mn 0,40-1,50 Ni 0.40 Pmax 0,035 Mo 0.15 Smax 0,035
(1) Quando necessário, podem ser adicionados elementos de refino de grão, por ex., alumínio. (2) Em aços para estruturas soldadas, o teor de carbono da corrida não pode exceder a 0,22%
Composição Química de Aços Forjados para Construção Naval
Tabela 5.2
BUREAU COLOMBO BRASIL REGRAS PARA CONSTRUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE EMBARCAÇÕES DE AÇO PARA TOMO IV – FORJADOS ................................ SEÇÃO 5 NAVEGAÇÃO EM MAR ABERTO PÁGINA .................................................................. 499
Limite
de
resist.
tração (1) (2)
Diâmetro
significativo
de
tratamento
térmico
ReH
N/mm2
min.
A5 mínimo %
Z mínimo
%
Energia de Impacto
mínima
Rm
N/mm2
mm (3) KV (J) KCU (J)
Long. Trans Long. Trans Long. Trans Long. Trans
360 ≤ 250
> 250 ≤ 500
180 28 20 50 35
32
45
18
25
30
40
20
25
400 ≤ 250
> 250 ≤ 500
200 29 19 50 35
32
45
18
25
30
40
20
25
440 ≤ 250
> 250 ≤ 500
220 24 18 50 35
32
45
18
25
30
40
20
25
480 ≤ 250
> 250 ≤ 500
240 22 16 45 30
32
45
18
25
30
40
20
25
520 ≤ 250
> 250 ≤ 500
260 21 15 45 30
32
45
18
25
30
40
20
25
(1) Quando o limite de resistência a tração de um tipo de aço estiver entre dois dos valores indicados na tabela, os demais requisitos devem ser determinados por interpolação (2) A resistência a tração determinada por ensaio não poderá ultrapassar o limite mínimo estabelecido em mais que 120 N/mm2 (3) Quando o diâmetro característico de tratamento térmico for superior a 500 mm, os requisitos deverão ser estabelecidos dos especialmente com o BC.
Propriedades Mecânicas de Forjados para Construção Naval na Condição Normalizados ou Temperados ao Ar e Revenidos
Tabela 5.3
5.2.2.3 - Energia de Impacto
5.2.2.3.1 - Devem ser satisfeitos os valores exigidos para energia de impacto especificados na Tabela 5.3, correspondentes ao limite de resistência. 5.2.3 - Ensaios e Campo de Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 5.2.3.1 - Ensaio de Composição Química
O fabricante deve fornecer prova da composição química de cada corrida, conforme 5.1.6.1. Na eventualidade de dúvida, deve-se realizar uma análise do produto. 5.2.3.2 - Ensaio de Tração
As propriedades mecânicas devem ser verificadas por meio de ensaio de tração. Para tanto, deve ser retirado, no mínimo, o seguinte número de corpos de prova: a) Quando o ensaio for realizado por lotes de ensaio, um corpo de prova para cada 5000kg de peso
total. O número e o peso dos itens que podem constituir um lote de ensaio devem ser determinados de acordo com 5.1.6.2.1.
b) No caso de forjados com peso unitário maior que 1000kg, e todas as madres de leme, deve ser retirado um corpo de prova de cada unidade. Se um forjado tiver mais que 3000mm de comprimento e pesar mais que 4000kg, deve ser retirado um corpo de prova de cada extremidade. Estes números se aplicam às unidades na condição forjado bruto, excluindo-se as seções de ensaio.
5.2.3.3 - Ensaio de Impacto
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Todos os forjados devem ser submetidos ao ensaio de impacto. O número de jogos de corpo de prova (cada jogo consistindo de 3 corpos de prova) deve ser determinado da mesma forma utilizada para a determinação do número de corpos de prova de tração, de acordo com 5.2.3.2.
5.3 - FORJADOS PARA CONSTRUÇÃO DE MÁQUINAS EM GERAL
5.3.1 - Aplicação
5.3.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos forjados em aços-carbono, carbono-manganês e de baixa liga, com as características mecânicas especificadas nas Tabelas 5.5 e 5.6, destinados para utilização na construção de máquinas em geral, cuja classificação e aplicação são basicamente determinadas por suas propriedades mecânicas à temperatura ambiente. Estão incluídas, por exemplo, peças da instalação propulsora principal e das auxiliares. Os tipos de aço devem ser selecionados de acordo com as Regras para Construção. 5.3.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.3.2.1 - Composição Química
5.3.2.1.1 - A composição química dos aços forjados está sujeita aos valores-limite indicados na Tabela 5.4. 5.3.2.1.2 - Quando os forjados forem destinados a construções soldadas, a composição deve ser especialmente determinada de acordo com o método de soldagem utilizado e deve ser submetida ao BC para aprovação.
Aços C e CMn Aços ligados (1) (2)
Composição Química % Elementos residuais permitidos
% max. Composição Química %
Cmax 0,50 (3) Cu .030 Cmax 0,45 (3)
Si 0,15-0,45 Cr 0.30 Si 0,15-0,45
Mn 0,30-1,50 Ni 0.40 Pmax 0,035
P 0,035 Ni 0.40 Pmax 0,035
Smax 0,035 Smax 0,035 (1) Quando necessário, podem ser adicionados elementos de refino de grão, por.: alumínio. (2) Para os elementos de liga, são aplicáveis os dados contidos nas normas ou nas especificações aprovadas. (3) A utilização de aços com teores de carbono C > 0,50 % e > 0,45 %, respectivamente, devem ser especialmente autorizados pelo BC.
Composição Química de Aços Forjados para Construção de Máquinas Tabela 5.4
5.3.2.2 - Propriedades Mecânicas
Devem ser satisfeitos os valores exigidos de limite de escoamento, estricção e alongamento, indicados nas Tabelas 5.5 e 5.6, correspondentes ao limite de resistência à tração especificado. Quando forem retirados dois corpos de prova de forjados grandes, a diferença entre os valores de resistência à tração deles obtidos não pode ultrapassar as seguintes grandezas:
Limite de resistência à tração
[N/mm2] Máxima diferença permitida entre valores de
resistência a tração obtidos, em [N/mm2]
< 600 70
≤ 600 < 900 100
< 900 120 5.3.2.3 - Dureza
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5.3.2.3.1 - Os valores de dureza estabelecidas nos desenhos de aprovação ou nas especificações dos forjados são obrigatórios. Os mostrados nas Tabelas 5.5 e 5.6 são apenas valores de referência. 5.3.2.3.2 - Quando for estipulado um ensaio de dureza, a diferença entre os valores medidos em pontos distintos de um forjado ou em unidades diferentes, dentro de um lote de ensaio, não poderá exceder às seguintes grandezas:
Limite de resistência à tração
[N/mm2] Máxima diferença permitida entre valores de
resistência a tração obtidos, em [N/mm2]
< 600 70
≤ 600 < 900 100
< 900 120 Se a dureza for medida em outras unidades, os valores devem ser convertidos em Unidades Brinell correspondentes.
Limite
de resist. tração Rm
[N/mm2]
Diâmetro caract. de tratamento térmico
(3)
[m]
ReH
Mínimo [N/mm2]
A5 mínimo (4)
%
Z mínimo (4)
%
Energia de Impacto mínima (4)
Dureza Brinell
HB valores da ref.
KV [J]
KCU [J]
long tran long long tan Trans long tan Tran long tan. trans
360 ≤ 250 > 250 ≤ 500
180 28 24 20 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
95-125
400 ≤ 250 > 250 ≤ 500
200 26 23 19 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
110-150
440 ≤ 250 > 250 ≤ 500
220 24 21 18 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
125-160
480 ≤ 250 > 250 ≤ 500
240 22 19 16 45 38 30 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
135-175
520 ≤ 250 > 250 ≤ 500
260 21 18 15 45 38 30 32 25
25 20
18 15
30 25
25 21
20 17
150-185
560 ≤ 250 > 250 ≤ 500
280 20 17 14 40 34 27 32 25
25 20
18 18
30 30
25 25
20 20
160-200
600 ≤ 250 > 250 ≤ 500
300 18 16 13 40 34 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
175-215
640 ≤ 250 > 250 ≤ 500
320 17 15 12 40 34 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
185-230
680 ≤ 250 > 250 ≤ 500
340 16 14 12 40 32 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
200-240
720 ≤ 250 > 250 ≤ 500
360 15 13 11 40 32 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
210-250
(1) Quando o limite de resistência à tração de um tipo de aço estiver entre dois dos valores tabelados, os requisitos deverão ser determinados por interpolação. (2) A resistência à tração determinada pelo ensaio não poderá exceder mais que 120 N/mm2 o limite de resistência à tração especificado, se este for menor que 600 N/mm2. Esta tolerância passará a ser de 150 N/mm2, se o limite de resistência à tração especificado for maior que 600 N/mm2. (3) Quando o diâmetro característico de tratamento térmico for > 500 mm, os requisitos deverão ser combinados com o BC. (4) Conforme 5.1.6.2.6
Propriedades Mecânicas de Forjados em Aço Carbono-Manganês e Aço-Carbono
nas Condições: Normalizados ou Temperados e Revenidos Tabela 5.5
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5.3.3 - Ensaio e Campo de Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios:
5.3.3.1 - Ensaio de Tração
As propriedades mecânicas devem ser verificadas através de ensaio de tração. Para tanto, deve ser retirado, no mínimo, o seguinte número de corpos de prova: a) Quando o ensaio for feito por lotes, um corpo de prova para cada 5000Kg. O número e o peso
dos elementos que podem constituir um lote de ensaio devem ser determinados de acordo com a 5.1.6.2.1.
b) No caso de forjados pesando mais que 1000Kg, um corpo de prova de cada forjado. Se um forjado tiver mais que 3000 mm de comprimento e pesar mais que 4000kg, deverá ser retirado um corpo de prova de cada extremidade. Estes números se aplicam a unidades na condição de forjado bruto, excluindo-se as seções de ensaio.
c) No caso de barras forjadas ou laminadas com diâmetros de até 250 mm que são divididas em comprimentos parciais para a fabricação de eixos sem flange, tirantes e componentes similares, é suficiente um corpo de prova po r comprimento laminado ou forjado.
Com relação à direção do fibramento, os corpos de prova podem ser retirados das amostras nas direções longitudinal, tangencial ou transversal (conforme Figuras 5.1 a 5.3).
Localização de Corpos de Prova em Hastes e Eixos sem Flanges
Figura 5.1
Localização de Corpos de Prova em Eixos Flangeados Figura 5.2
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Localização dos Corpos de Prova em Eixos Flangeados com Flange de Escora
Figura 5.3
Limite
de resist. tração Rm
[N/mm2]
Diâmetro caract. de tratamento térmico
(3)
[m]
ReH
Mínimo [N/mm2]
A5 mínimo (4)
%
Z mínimo (4)
%
Energia de Impacto mínima (4)
Dureza Brinell
HB valores da ref.
KV [J]
KCU [J]
long tran long long tan Trans long tan Tran long tan. trans
360 ≤ 250 > 250 ≤ 500
180 28 24 20 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
95-125
400 ≤ 250 > 250 ≤ 500
200 26 23 19 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
110-150
440 ≤ 250 > 250 ≤ 500
220 24 21 18 50 42 35 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
125-160
480 ≤ 250 > 250 ≤ 500
240 22 19 16 45 38 30 45 32
38 25
25 18
40 30
35 25
25 20
135-175
520 ≤ 250 > 250 ≤ 500
260 21 18 15 45 38 30 32 25
25 20
18 15
30 25
25 21
20 17
150-185
560 ≤ 250 > 250 ≤ 500
280 20 17 14 40 34 27 32 25
25 20
18 18
30 30
25 25
20 20
160-200
600 ≤ 250 > 250 ≤ 500
300 18 16 13 40 34 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
175-215
640 ≤ 250 > 250 ≤ 500
320 17 15 12 40 34 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
185-230
680 ≤ 250 > 250 ≤ 500
340 16 14 12 40 32 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
200-240
720 ≤ 250 > 250 ≤ 500
360 15 13 11 40 32 27 25 18
18 15
12 12
25 20
20 18
15 15
210-250
(1) Quando o limite de resistência à tração de um tipo de aço estiver entre dois dos valores tabelados, os requisitos deverão ser determinados por interpolação. (2) A resistência à tração determinada pelo ensaio não poderá exceder de mais que 150 N/mm2 ao limite de resistência à tração especificado, se este for menor que 900 N/mm2. Esta tolerância passará a ser de 200 N/mm2 se o limite de resistência à tração especificado for ≥ 900 N/mm2. (3) Quando o diâmetro característico de tratamento térmico for > 500 mm, os requisitos deverão ser combinados com o BC. (4) O valor exigido para o limite de escoamento ou para o limite de proporcionalidade a 0,2%, conforme o caso, deverá ser de, no mínimo 60%, do limite de resistência à tração especificado, se este for ≤ 800 N/mm2, ou de, no mínimo, 70% do limite de resistência à tração especificado, se este for > 800 N/mm2. Independentemente disto, será suficiente um valor de 60% do limite de resistência à tração especificado para o caso de aços cementados, para qualquer valor de resistência à tração.
Propriedades Mecânicas de Forjados em Aços Ligados, Temperados e Revenidos
Tabela 5.6
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5.3.3.2 - Ensaio de Impacto
Todos os forjados devem ser submetidos ao ensaio de impacto. O número de jogos de corpos de prova (cada jogo consistindo de 3 corpos de prova) deve ser determinado da mesma forma utilizada para a determinação do número de corpos de prova de tração, de acordo com 5.3.3.1. Devem ser utilizados corpos de prova ISO-V para o ensaio dos eixos de propulsor de navios com símbolos de classe E3 e E4 para navegação no gelo. Em todos os outros casos, o tipo de corpo de prova a ser utilizado deve ser de opção do fabricante. 5.3.3.3 - Ensaio de Dureza
Quando os forjados forem fabricados em aços temperados e revenidos e puderem ser agrupados em lotes de ensaio, o fabricante deve realizar um ensaio de dureza em, no mínimo, 10% dos forjados. Para outros forjados somente é exigido um ensaio de dureza quando este for especificado no desenho de aprovação ou nos documentos da Ordem de Compra. 5.3.3.4 - Ensaios Não-Destrutivos
5.3.3.4.1 - Os seguintes componentes devem ser submetidos a um ensaio de fissuras superficiais, de acordo com 5.1.6.5.2.
Eixos de propulsor (região cônica e do rasgo de chaveta) Eixos de escora (ambos os lados do flange de escora) Eixos de motores elétricos para propulsão principal Hastes de pistão (êmbolo) e bielas de motores diesel
e também os seguintes componentes de motores diesel com diâmetro de cilindro acima de 400 mm: Parte superior de pistões (êmbolos) Pinos de pistão (êmbolo) Parafusos de ancoragem (tirantes, parte roscada) Cabeçote de cilindro Engrenagem para acionamento de eixos de cames Parafusos para mancais principais, hastes de pistão, cruzetas e cabeçote de cilindro.
Os ensaios em componentes de motores diesel devem ser realizados em pontos aceitos pelo Inspetor e o fabricante, nos quais a experiência demonstra ser mais freqüente a ocorrência de defeitos.
5.3.3.4.2 - Os seguintes componentes devem ser submetidos a um ensaio por ultra-som, conforme 5.1.6.5.4:
Eixos de motores principais com diâmetros maiores que 250mm Parte superior (coroas) de pistões (êmbolos) Cabeçotes de cilindros Hastes de pistão e bielas de motores diesel com diâmetro de cilindro acima de 400 mm.
5.4 - FORJADOS PARA EIXOS DE MANIVELAS
5.4.1 - Aplicação
5.4.1.1 - Estas Regras são aplicáveis a eixos de manivelas forjados numa só peça e às manivelas (cambotas), braços e pinos forjados para eixos de manivelas montados, em aços-carbono e de baixa liga. Para estas peças, especificações e/ou desenhos contendo suas composições químicas, tratamentos térmicos e características mecânicas deverão ser submetidos à Sociedade para aprovação. Os requisitos mínimos estabelecidos nestas Regras deverão ser satisfeitos. 5.4.1.2 - Eixos de manivelas fabricados de acordo com estas Regras podem ser fornecidos com qualquer limite de resistência à tração compreendido entre os limites especificados nas Tabelas 5.5 e 5.6, Parte C. os valores tabelados em faixas de 40 a 50 N/mm2 não representam limites de resistência à tração de determinados tipos de aço, mas têm por finalidade fornecer meios de se determinar, por inteRpolação, as características mecânicas exigidas (limite de escoamento, alongamento, estricção e energia de impacto) em correspondência ao limite de resistência à tração estabelecido.
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5.4.2 - Fabricação e Condições de Fornecimento
5.4.2.1 - Quando as peças forem forjadas por estampagem (drop forging) ou por uma técnica de fluxo de fibra, será exigido um ensaio especial de aprovação de procedimento, cuja abrangência será determinada pelo BC em cada caso. Os detalhes do procedimento devem ser relatados ao BC para aprovação. 5.4.2.2 - Sempre que possível, as manivelas (cambotas) para eixos de manivelas montados devem se pré-forjadas como um produto semi-acabado plano e, então, dobrados em uma prensa para produzir um forjado bruto, tendo um padrão de fibramento com características favoráveis de carregamento. No entanto, podem ser utilizados outros procedimentos, caso estes conduzam às propriedades exigidas. O BC deve ser comunicado sobre o método de fabricação. 5.4.2.3 - Quando os braços dos eixos de manivelas forem produzidos por corte térmico de forjados ou laminados planos, a área termicamente afetada nas faces de corte devem ser completamente removidas por usinagem. Esta Regra não se aplica aos braços que são cortados do material inicial antes da aplicação do tratamento térmico especificado. 5.4.2.4 - Os eixos de manivelas devem ser normalmente fornecidos temperados e revenidos. No entanto, os eixos de manivelas e seus componentes que forem feitos de aços-carbono e carbono-manganês podem também ser normalizados ou normalizados e revenidos. Onde os eixos de manivelas devem ter superfícies endurecidas por cementação ou nitretação, a natureza do tratamento térmico deve ser estabelecida na especificação do fabricante. 5.4.3 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.4.3.1 - A composição química dos aços para eixos de manivelas deve se situar dentro dos limites especificados na Tabela 5.7.
Aços C e CMn Aços ligados
Composição (%) (1) Elementos residuais permitidos (% máxima) Composição (%)(1) (2)
C.0,50 (3) Cu 0,30 C 0,45 (3)
Si 0,15-0,35 Cr 0,30 Si 0,15-0,35
Mn.0,40-1,50 Ni 0,40 P 0,035
P.0,035 Mo 0,15 P 0,035
S.0,035 Cu 0,30 S 0,035 1) Quando necessário, podem ser adicionados elementos de refino de grão, por ex., alumínio. 2) Para os elementos de liga, são aplicáveis dados mencionados nas normas ou em especificações aprovadas. 3) A utilização de aços com teores de carbono de C > 0,50% e > 0,45%, respectivamente, deve ser especialmente autorizada pelo BC.
Composição Química de Aços Forjados para Eixos de Manivelas
Tabela 5.2
5.4.3.2 - Propriedades Mecânicas Os eixos de manivelas devem ter um limite de resistência à tração mínimo de 400 N/mm2. Devem ser atendidos os valores exigidos para limite de escoamento, alongamento e estricção correspondentes ao limite de resistência à tração prescrito. Quando as exigências estabelecidas na especificação forem mais altas, estas últimas devem então ser aplicadas. Se forem retirados dois corpos de prova de eixos de manivelas grandes, a diferença entre os valores de resistência à tração obtidos nos ensaios não pode ultrapassar aos seguintes valores:
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Limite de resistência à tração
[N/mm2] Máxima diferença permitida entre valores de
resistência a tração obtidos, em [N/mm2]
< 600 70
≤ 600 < 900 100
< 900 120
5.4.3.3 - Dureza
5.4.3.3.1 - São obrigatórios os valores de dureza prescritos para os forjados nas especificações. Os valores indicados nas Tabelas 5.5 e 5.6, são valores de referência. Caso devam ser considerados como requisitos no ensaio de recepção, isto deve ser especificado na Ordem de Compra. 5.4.3.3.2 - Quando estiver estipulado um ensaio de dureza, a diferença entre os valores medidos em diferentes pontos de um forjado ou em unidades diferentes dentro de um lote de ensaio não poderá ultrapassar os seguintes valores:
Limite de resistência à tração [N/mm2] Diferença nos valores de dureza (Unidade Brinell)
< 600 até 25
≤ 600 < 900 até 35
< 900 até 42 5.4.4 - Ensaio e Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 5.4.4.1 - Ensaio de Tração
As propriedades mecânicas devem ser verificadas através de ensaio de tração. Os corpos de prova devem ser retirados, para esta finalidade, de acordo com o 5.4.4.1.1 a 5.4.4.1.4. 5.4.4.1.1 - Independentemente da seleção dos corpos de prova, de acordo com os lotes de ensaio prescritos em 5.4.4.1.3, pelo menos um corpo de prova longitudinal deve ser retirado do lado do acoplamento de cada eixo de manivelas. Se um eixo de manivelas forjado por inteiro pesar mais de 3000 kg, deverão ser retirados corpos de prova de ambas as extremidades. O peso a ser considerado é o peso do eixo de manivelas na condição tratado termicamente, menos o peso das seções de ensaios. 5.4.4.1.2 - Nos casos em que as manivelas (cambotas) forem usinadas ou cortadas com maçarico de um eixo de manivelas pré-forjado, deverá ser retirado um segundo jogo de corpos de prova na direção transversal, do material removido da manivela (cambota) mais afastada do acoplamento (conforme Figura 5.4). No caso de eixos de manivelas temperados em líquido, deve ser feita uma distinção entre aqueles que tiverem sido preparados para o tratamento térmico com um pequeno sobremetal para usinagem e aqueles cujo pré-forjado por inteiro é temperado e revenido. No primeiro caso, os corpos de prova devem ser retirados da parte inclinada externa do braço da manivela e, no segundo caso, do material entre os braços da manivela, próximo ao pino móvel do eixo de manivelas. As seções de ensaio não podem ser removidas antes da têmpera e do revenido (conforme Figura 5.4).
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Localização dos Corpos de Prova nos Eixos de Manivelas Figura 5.4
5.4.4.1.3 - Eixos de manivelas de mesmas dimensões, até um peso unitário de 500kg, que tenham se originado da mesma corrida e formado uma mesma carga de tratamento térmico, podem ser agrupados dentro de lotes de ensaio, conforme abaixo especificado. Deve ser retirado um jogo de corpos de uma peça de cada lote de ensaio.
Peso unitário [kg] Número máximo de peças em um lote de ensaio
≤ 50 50
> 50 ≤ 100 30
> 100 ≤ 200 15
> 200 ≤ 300 10
> 300 ≤ 500 5 5.4.4.1.4 - Das manivelas (cambotas) forjadas devem ser retirados corpos de prova transversais. Salvo acordo em contrário feito com o BC, um corpo de prova deve ser retirado de cada unidade. 5.4.4.2 - Ensaios Não-Destrutivos
Os eixos de manivelas forjados em uma só peça e as manivelas (cambotas), braços e pinos forjados devem ser submetidos a um ensaio por partículas magnéticas e por ultra-som, de acordo com 5.1.6.5.2 e 5.1.6.5.4, o que for aplicável. Deve ser preparada pelo fabricante uma especificação abrangendo o método de ensaio e o tamanho das indicações permitidas, devendo a mesma ser submetida ao BC para aprovação. 5.4.5 - Marcação dos Forjados
O fabricante deve marcar cada forjado de acordo com 5.1.7.
5.5 - FORJADOS PARA ENGRENAGENS
5.5.1 - Aplicação
5.5.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos forjados feitos em aços de baixa liga, aços-carbono-manganês e aços-carbono, destinados à fabricação de aros e coroas para engrenagens de motores principais e geradores elétricos. Devem ser submetidas ao BC para aprovação as especificações com desenhos dessas peças, abrangendo suas composições químicas, tratamento térmico e características mecânicas, devendo também ser cumpridas as exigências mínimas estabelecidas nestas Regras. A aplicação destas Regras a outras peças, além das engrenagens citadas acima, está sujeita a entendimento especial.
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5.5.2 - Tratamento Térmico
5.5.2.1 - Os forjados para os quais não for especificado um endurecimento superficial após o corte dos dentes, deverão ser temperados e revenidos. Os aços-carbono e carbono-manganês podem ser, também, normalizados e revenidos. 5.5.2.2 - No caso de forjados que são submetidos a endurecimento superficial após o corte dos desenhos, o tratamento térmico depende da natureza do processo de endurecimento superficial, como segue: 5.5.2.2.1 - Após cementação, os aços para cementação devem ser endurecidos e, então, revenidos a baixa temperatura. As profundidades da cementação, o ciclo térmico versus tempo e a dureza mínima, devem ser estabelecidos em especificação. 5.5.2.2.2 - Os aços para têmpera (endurecimento por indução) devem ser normalmente temperados e revenidos antes do endurecimento. Os aços-carbono e carbono-manganês podem também ser normalizados, ao invés de temperados e revenidos. A natureza do tratamento térmico, a profundidade da camada endurecida, as temperaturas de endurecimento, os meios (ambientes) de têmpera e a dureza mínima devem ser estabelecidos na especificação. 5.5.2.2.3 - Os aços para nitretação devem ser temperados e revenidos antes da nitretação. Sempre que possível, a nitretação deve ser efetuada pela ação de gases. A natureza do tratamento térmico, a profundidade de nitretação e a dureza mínima devem ser estabelecidas na especificação. 5.5.2.3 - Os processos de tratamento térmico e endurecimento superficial mencionados em 5.5.2.2 devem ser realizados de tal forma que produzam um endurecimento uniforme, de profundidade e dureza estipuladas na especificação. O BC se reserva o direito de exigir a preparação de amostras para comprovação da profundidade e da dureza da camada superficial. 5.5.3 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.5.3.1 - Composição Química
5.5.3.1.1 - A composição química de aços forjados para engrenagens deve se situar dentro dos limites especificados na Tabela 5.8 5.5.3.1.2 - A composição dos aços forjados a serem utilizados em montagens de coroas soldadas deve ser especialmente determinada para condizer com o método de soldagem, e ser submetida ao BC para aprovação. 5.5.4 - Ensaio e Campo de Aplicação dos Ensaios - Devem ser realizados os seguintes ensaios:
5.5.4.1 - Ensaio de Tração em Forjados com Tratamento Térmico, Temperados por Indução e Nitretados As propriedades mecânicas devem ser verificadas através de ensaio de tração. Os corpos de prova devem ser retirados da seguinte maneira:
Aços C e CMn Aços ligados Composição (%) (1) Elementos residuais permitidos (% máximos) Composição (%)(1) (2)
C 0,60 Cu 0,30 C 0,45 Si 0,15 a 0,35 Cr 0,30 Si 0,15 a 0,45 Mn 0,30 a 1,65 Ni 0,40 P 0,035
P 0,035 Mo 0,15 P 0,035 S 0,035
(1) Quando necessário, podem ser incluídos elementos de refino de grão, por ex., alumínio (2) Para os elementos de liga, são aplicáveis os dados citados nas normas ou em especificações aprovadas.
Composição Química de Aços Forjados para Engrenagens Tabela 5.8
5.5.4.1.1 - Pinhões Acima de 200mm de Diâmetro
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Se o diâmetro na área dos dentes for maior que 200 mm, deve ser retirado um corpo de prova tangencial de uma posição adjacente à área dentada (vide Figura 5.5). Se as dimensões da peça em bruto não permitirem que seja retirado um corpo de prova desta posição, então pode ser retirado um corpo de prova transversal de um prolongamento do munhão do mancal. Se o diâmetro do munhão do mancal for 200mm ou menos, então pode ser retirado um corpo de prova longitudinal. Se o comprimento da parte dentada acabada for maior que 1.250mm, devem ser retirados corpos de prova de ambas as extremidades da peça em bruto. 5.5.4.1.2 - Pinhões de Até 200 mm de Diâmetro:
No corpo de pinhões pequenos com diâmetros de até 200 mm na área dos dentes, deve ser retirado um corpo de prova longitudinal do munhão do mancal (vide Figura 5.5). 5.5.4.1.3 - Rodas Dentadas (Coroas):
Deve ser retirado um corpo de prova tangencial das peças em bruto de coroas (vide Figura 5.6).
Pinhão Figura 5.5
Coroa
Tabela 5.6 5.5.4.1.4 - Aros Dentados
No caso de aros dentados normalmente fabricados por perfuração de uma barra e ampliação do furo por forjamento ou laminação, deve ser retirado um corpo de prova tangencial (vide Figura 5.7). L = Comprimento do sistema dentado D = Diâmetro do sistema dentado d = Diâmetro do munhão do mancal
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Aro Dentado
Figura 5.7
Pinhão Oco em bruto Figura 5.8
Se o diâmetro da parte dentada ultrapassar 2.500mm ou se a peça em bruto, excluindo o material para ensaio, pesar mais que 3000kg, deverão ser retirados do aro dois corpos de prova situados em posição diametralmente opostas. 5.5.4.1.5 - Peças em Bruto para Pinhão
Das peças em bruto para pinhão oco, cujo comprimento da parte dentada acabada for 1.250mm ou menos, deve ser retirado um corpo de prova de uma extremidade, em ângulo reto com o eixo longitudinal da peça em bruto. Quando o comprimento da parte dentada for maior que 1250mm, deverão ser retirados corpos de prova de ambas as extremidades. Aqui deve ser feita uma distinção, conforme a peça em bruto tenha sido forjada como um tarugo sólido e então furado (broqueado), ou tenha sido produzido por perfuração de um forjado em bruto e então aberto o furo sobre um mandril. Caso a peça tenha sido furada, os corpos de prova são considerados como transversais; no entanto, quando a peça em bruto tiver sido alargada sobre um mandril, os corpos de prova são considerados como tangenciais.
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5.5.4.2 - Ensaio de Tração em Aço para Cementação
5.5.4.2.1 - Nos casos de forjados que serão submetidos a cementação após usinagem, devem ser realizados ensaio de tração, tanto no forjado em bruto como após a cementação. Para esta finalidade, deve ser retirado o dobro do número de seções de ensaio dos forjados, nas posições estabelecidas em 5.5.4.1.1 a 5.5.4.1.5. No entanto, caso os limites dimensionados e de peso especificados sejam ultrapassados, não há necessidade de se retirarem corpos de prova da segunda posição. No caso de pinhões com munhões de mancais forjados integralmente, são suficientes corpos de prova longitudinais. As seções de ensaio devem ser usinadas até um diâmetro correspondente ao menor dos dois valores seguintes: 0,25 x diâmetro da parte dentada, ou 63 mm de diâmetro. Se isto resultar em um diâametro do corpo de prova menor que 63 mm, deve ser combinado com o Inspetor para se utilizar um corpo de prova com dimensões padronizadas. 5.5.4.2.2 - Para o ensaio preliminar na forjaria, as seções de ensaio devem ser submetidas ao tratamento de endurecimento em separado, utilizando ciclos térmicos (tempo-temperatura) correspondentes àqueles empregados no componente de engrenagem em questão ou à norma pertinente. De uma seção de ensaio deve ser retirado e ensaiado um corpo de prova de tração. 5.5.4.2.3 - Para o ensaio de recepção, a segunda seção de ensaio deve ser tratada termicamente como um corpo de prova de cementação de peça em bruto, junto com o componente de engranagem correspondente ou lote de ensaio. Da seção de ensaio deve então ser retirado e ensaiado um corpo de prova de tração. 5.5.4.2.4 - O fabricante dos forjados ou o fabricante da engrenagem tem a opção de produzir as seções de ensaio com uma seção transversal maior que aquela especificada 5.5.4.2.1 e de endurecê-las com ou sem cementação. No entanto, para o endurecimento e revenido finais devem ser dadas às peças as dimensões especificadas. 5.5.4.2.5 - Quando um método equivalente, diferente daquele descrito em 5.5.4.2.1 a 5.5.4.2.4 for utilizado para o ensaio de aços para cementação, este deve se submetido a exame e aprovação pelo BC. 5.5.4.3 - Ensaios Não-Destrutivos
5.5.4.3.1 - O fabricante deve realizar um ensaio por ultra-som sobre a área dentada de todos os forjados nos quais o diâmetro da mesma ultrapassar 200mm. Devem ser aplicadas as prescrições de 5.1.6.5.4. 5.5.4.3.2 - Todo o sistema dentado de engrenagens com dentes de superfície endurecida deve ser verificado quanto a fissuras, utilizando-se o método de partículas magnéticas ou o líquido penetrante. Devem ser aplicadas as prescrições de 5.1.6.5.2 e 5.1.6.5.3, conforme o caso. As soldas de engrenagens fabricadas a partir de peças separadas devem ser submetidas a ensaio não-destrutivo do campo de aplicação especificado por ocasião da aprovação do processo. 5.5.5 - Marcação de Forjados
O fabricante deve marcar cada forjado de acordo com 5.1.7.
Podem ser feitos entendimentos especiais relativos à marcação de peças pequenas para engrenagens fabricadas em série.
5.6 - FORJADOS PARA TURBINAS
5.6.1 - Aplicação
5.6.1.1 - Estas Regras são aplicáveis a forjados feitos em aços de baixa liga, tratáveis termicamente e utilizados para a fabricação de rotores, eixos e discos de turbinas a vapor para a instalação propulsora principal e de turbinas auxiliares. O fabricante da turbina deve submeter as especificações dessas peças ao BC, para aprovação, informando a composição e suas propriedades mecânicas, tratamento térmico e métodos de ensaio.
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5.6.1.2 - Com relação às suas composições, tratamento térmico e características mecânicas, os rotores, eixos e discos de turbinas a gás e sobre alimentadores turbo acionados por gases de descarga são regulados pelas especificações emitidas pelos fabricantes de turbina a gás, os quais devem submetê-las ao BC para exame e aprovação. Salvo entendimentos em contrário, as peças devem ser ensaiadas de acordo com estas Regras. 5.6.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.6.2.1 - Composição Química
A composição química é regida pelos dados contidos na especificação aprovada. Os materiais para turbinas a vapor devem atender aos seguintes valores-limite : (%)
C ≤ 0,35 Mn = 0,30 = 0,80 Si ≤ 0,30 P ≤ 0,020 S ≤ 0,020
Para as peças que venham a ser soldadas, pode se especificada um limite mais baixo para o teor de carbono. 5.6.2.2 - Propriedades Mecânicas
5.6.2.2.1 - Para o tipo de aço em questão, a resistência à tração, o limite de proporcionalidade a 0,2%, o alongamento, a estricção e a energia de impacto, devem estar de acordo com os valores indicados na especificação ou em normas reconhecidas. No entanto, materiais para turbinas a vapor devem atender aos requisitos mínimos indicados na Tabela 5.9. 5.6.2.2.2 - Quando não forem especificados nas normas, o fabricante deve indicar o limite de proporcionalidade a 0,2% e as características de fluência a temperaturas elevadas (limite de fluência de 1% e tensão de ruptura de fluência) e devem, quando necessário, submeter os resultados de ensaios pertinentes.
Resistência a tração (Rm)
Limite de proporcionalidade de 2% (R0,2)
N/mm2
De acordo com especificação ou normas reconhecidos
Orientação dos corpos de prova
Long. Tang. Trans.
Alongamento A5 (%) 17 15 12
Estricção Z (%) 50 45 35
Energia de Impacto (1) 31 24 16 (1) Ensaios em corpos de prova tipo ISO - V à temperatura ambiente.
Requisitos Mínimos para as Propriedades Mecânicas de Forjados para
Construção de Turbinas a Vapor Tabela 5.9
5.6.3 - Ensaio e Campo de Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 5.6.3.1 - Ensaio e Composição Química
O fabricante deve fornecer prova de composição química de cada forjada ou corrida, conforme o caso (conforme 5.1.6.1) Em caso de dúvida, deve ser realizada uma análise do produto.
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5.6.3.2 - Ensaio de Tração à Temperatura Ambiente
As propriedades mecânicas devem ser verificadas por ensaio de tração. Os corpos de prova devem ser retirados da seguinte maneira: 5.6.3.2.1 - No caso de rotores de tambor e rotores feitos em uma única peça, deve ser retirado um corpo de prova longitudinal do prolongamento do munhão do mancal e um segundo corpo de prova tangencial (transversal), de uma face da extremidade do tambor ou de um disco de extremidade (vide Figura 5.9). Quando o diâmetro D for > 500 mm, o corpo de prova é considerado como transversal; é considerado como tangencial, quando D > 500 mm. Os corpos de prova devem estar localizados no lado do forjado correspondente ao topo do lingote original. Quando o peso unitário ultrapassar 3.000 kg e quando o comprimento do tambor ou a distância entre os discos de extremidade for maior que 1.000 mm, devem ser retirados corpos de prova longitudinal e tangencial adicionais, do lado oposto. Adicionalmente, quando as dimensões do rotor o permitirem, deve ser retirado um corpo de prova radial de uma face de extremidade (topo do lingote) ou de ambas as faces de extremidade, no caso do peso unitário ultrapassar 3000 kg ou se o comprimento do tambor ou a distância entre os discos de extremidade for maior que 1.000 mm. 5.6.3.2.2 - No caso de discos de turbina, deve se retirado um corpo de prova tangencial ou transversal da área do cubo (vide Figura 5.10). 5.6.3.2.3 - No caso de eixos de turbina, deve ser retirado um corpo de prova longitudinal da extremidade correspondente ao topo do lingote. Se o peso ultrapassar 3000 kg, deve ser retirado um segundo corpo de prova da extremidade oposta. 5.6.3.2.4 - Forjados das mesmas dimensões e com pesos unitários ≤ 200 kg e que sejam fabricados em série podem ser agrupados dentro de lotes de ensaio, devendo, no mínimo, um forjado em cada lote ser submetido ao ensaio. O número de forjados em cada lote de ensaio deve ser estabelecido em entendimento com o BC.
Rotor de turbina
Figura 5.9
Discos de turbina
Figura 5.10
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5.6.3.3 - Ensaio de Tração a Temperaturas Elevadas
Quando o material de peças de turbina estiver sujeito a temperatura acima de 400oC, deve ser realizado um ensaio de tração a temperaturas elevadas, por corrida, para determinar o limite de proporcionalidade de 0,2%. Salvo entendimento feito em contrário, o ensaio deve ser realizado a um nível da temperatura, em faixas de 50oC, o mais próximo possível da temperatura de operação. Com o consentimento do Vistoriador do BC, o ensaio pode ser dispensado no caso de um aço forjado padronizado (conforme alguma norma), com características mecânicas a altas temperaturas, conhecidas, as quais tenham sido confirmadas pela experiência prática. 5.6.3.4 - Ensaio de Impacto
Cada forjado deve ser submetido ao ensaio de impacto. O número de jogos de corpos de prova (cada um consistindo de 3 corpos de prova) e a posição dos forjados dos quais eles são retirados estão sujeitos às prescrições de 5.6.3.2. O ensaio deve ser normalmente realizado em corpos de prova de entalhe tipo ISO-V à temperatura ambiente. Para motores de tambor de turbinas de baixa pressão com uma seção de ré, para discos de turbinas de ré, pode ser especificada uma temperatura de ensaio de 0oC ou -20oC Para estas temperaturas de ensaio, os valores mínimos de energia de impacto requeridos devem ser estabelecidos na especificação. L = comprimento do tambor ou distância entre os discos de extremidade D = diâmetro do tambor 5.6.3.5 - Ensaio Não-Destrutivos
5.6.3.5.1 - Cada forjado usinado (final) deve ser verificado quanto a fissuras, utilizando-se o método de partículas magnéticas conforme as cláusulas de 5.1.6.5.2. Este ensaio deve cobrir todas as áreas onde a experiência mostra que defeitos são mais frequentes, por ex., nas arestas das faces de extremidade dos rotores de tambor e nos cubos e nos furos dos discos. 5.6.3.6 - Ensaio de Corrida a Quente; Medida de Tensão Residual
5.6.3.6.1 - Os rotores de turbinas pertencentes à instalação propulsora principal, que forem forjados em uma só peça ou montados por soldagem, devem ser submetidos a um ensaio de corrida a quente para verificar se suas estabilidades térmicas são satisfatórias. Este ensaio deve também ser realizado em rotores de turbinas auxiliares, quando as temperaturas de operação e as dimensões do rotor indicarem sua necessidade em certos casos. 5.6.3.6.2 - O ensaio deve ser conduzido de acordo com a especificação do fabricante da turbina, a qual deve fornecer detalhes completos sobre o transcorrer do mesmo e o total de excentricidade permitida. A especificação deve ser aprovada pelo BC. 5.6.3.6.3 - A pedido do fabricante da turbina o BC pode, em casos especiais, como, por exemplo, no caso de aços suscetíveis à fragilização por têmpera, dispensar o ensaio de corrida a quente. Tal dispensa exige que o material do qual é feito o rotor seja possível de têmpera e revenido sobre toda a seção transversal e que as medições de tensão residual sejam realizadas de uma forma apropriada. Os resultados das medições das tensões residuais devem ser submetidos ao BC, para avaliação.
5.7 - FORJADOS PARA CALDEIRAS, VASOS DE PRESSÃO E TUBULAÇÕES
5.7.1 - Aplicação
5.7.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos tipos de aço indicados na Tabela 5.10 e destinados à fabricação de forjados e de peças conformadas à prensa para a fabricação de caldeiras a vapor, vasos de pressão e tubulação Classe I e Classe II, como, por exemplo, coletores, anéis tubulares, cilindros, fundos e tampas, flange e carcaças de válvulas. Estas Regras são igualmente aplicáveis a forjados e prensados para vasos de pressão e tubulações que entram em contato com meios que provocam fissuração por corrosão sob tensão, como, por exemplo, gás natural contendo sulfeto de hidrogênio, desde que os aços tenham sido modificados com relação à sua composição química, desoxidação, tratamento térmico, dureza, etc., e que o BC tenha concedido aprovação especial para sua utilização.
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Os aços-carbono e carbono-manganês e os aços ligados ao Mo e CrMo, indicados na Tabela 5.10, podem ser utilizados tanto à temperatura ambiente como a temperaturas elevadas. O tipo do aço deve ser selecionado em conformidade com as Regras para Construção. Os coletores feitos de tubos sem costura estão sujeitos às cláusulas da Seção 4, Parte B.
Composição Química %
Tipo de aço C Si Mn P max. S max. Cr Mo outros
elementos
S-410 W ≤ 0,23 0.15-0.35 0.30-0.60 - - Cr ≤ 0.30
S-460 W ≤ 0,23 0.20-0.40 0.60-1.40 }0.040 }0.040 - - Cu ≤ 0.30
S-490 W ≤ 0,25 0.40-0.60 0.90-1.60 - - }Ni ≤ 0.40
Mo ≤ 0.15
S-0,3 Mo 0.12-0.20 0.15-0.35 0.40-0.90 - 0.25-0.35 Al ≤ 0.012
}0.035 }0.035
met
S-1,25 Cr 0,5 Mo 0.10-0.18 0.15-0.35 0.40-1.00 0.70-1.10 0.40-0.65 Al ≤ 0.020
met
S- 2,5 Cr 1 Mo 0.06-0.15 0.06-0.15 0.40-0.70 2.00-2.50 0.90-1.10 Al ≤ 0.020 met
1) Os números se referem a elementos residuais permitidos. 2) Os tipos refinados, como aço de granulação fina, devem ter um teor de alumínio (met) de, no mínimo, 0,015%. O alumínio pode ser substituído totalmente ou em parte por outros elementos de refino de grãos 3) Quando forjados se destinarem à soldagem, o teor de carbono da corrida não pode ultrapassar 0,22%
Composição de Aços Forjados para Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações
Tabela 5.10 5.7.2 - Propriedades Mecânicas 5.7.2.1 - Os requisitos para resistência à tração, limite de proporcionalidade a 0,2%, alongamento e estricção especificados na Tabela 5.11, devem ser satisfeitos mediante ensaio à temperatura ambiente. 5.7.2.2 - Outros aços não incluídos na Tabela 5.11 são sujeitos aos valores fornecidos na norma pertinente ou na especificação do material. Independentemente disto, os seguintes valores mínimos para o alongamento (A5) devem ser satisfeitos:
Corpos de prova longitudinais : 16% Corpos de prova transversais : 14%
5.7.3 - Energia de Impacto 5.7.3.1 - Deve ser satisfeito o valor de energia de impacto requerido, indicado na Tabela 5.11, mediante ensaio à temperatura ambiente. Por opção do fabricante, tanto podem ser utilizados corpos de prova com entalhe tipo ISO-V como ISO-U. 5.7.3.2 - Outros aços não incluídos na Tabela 5.11 estão sujeitos aos requisitos estabelecidos na norma pertinente ou na especificação do material. Independentemente disto, os seguintes valores mínimos de energia de impacto devem ser satisfeitos:
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Tipo de corpo de
prova
Energia de Impacto mínima (J)
Long. Transv.
Entalhe ISO-V 39 27
Entalhe ISO-U 34 26
Tipo
de aço
Rm
N/mm2
ReH ou
R0,2
N/mm²
min.
A5 %
min.
Energia de Impacto
KV min. (J)
KCU min. (J)
long. trans. long. trans. long. trans.
S-410 W 410-520 230 25 19
S-460 W 460-580 245 22 20 39 27 34 26
S-490 W (N)2 490-610 260 22 20
S-490 W (V) 2 490-610 295 23 21
S-0,3 Mo 470-590 275 18 15
S-1,25 Cr 0,5 Mo 440-590 255 18 16 39 27 34 26
S-2,5 Cr 1 Mo 450-600 265 18 16 1) Aplicável até 250 mm de diâmetro ou até 200 mm de espessura de parede, para forjados ocos. Para dimensões maiores, os valores ficam sujeitos a entendimento especial. 2) N = normalizado, V = temperado e revenido (beneficiado) 3) Os valores a serem medidos nos corpos de prova transversais são também aplicáveis aos corpos de prova tangenciais (tang.)
Propriedades Mecânicas de Aços Forjados para Caldeiras e
Vasos de Pressão e Tubulações Tabela 5.11
5.7.4 - Ensaio e Campo de Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 5.7.4.1 - Ensaio de Tração à Temperatura Ambiente
As propriedades mecânicas devem ser verificadas através de ensaio de tração. Os corpos de prova devem ser retirados da seguinte maneira: 5.7.4.1.1 - De cada forjado oco deve ser retirado um corpo de prova tangencial de uma das extremidades. Quando o comprimento de um anel tubular forjado for maior que 4m, deverá ser retirado um corpo de prova de cada extremidade. Quando os forjados ocos são fechados por repuxamento (abaulamento), deve ser retirada uma seção de ensaio antes da operação de repuxamento. Esta seção deve, então, ser submetida ao tratamento térmico exigido juntamente com o forjado. Em carcaças forjadas abertas as seções de ensaio somente podem ser removidas após o tratamento térmico final. 5.7.4.1.2 - No caso de outros forjados, o fabricante pode especificar a posição dos corpos de prova mediante entendimento com o Inspetor, a menos que isto esteja estipulado na Ordem de Compra. Com exceção do ensaio prescrito em 4.1.3, deve ser retirado, no mínimo, um corpo de prova de cada peça. 5.7.4.1.3 - Os forjados pequenos do mesmo tipo, cujos pesos unitários não ultrapassem 1.000kg, podem ser agrupados dentro de lotes de ensaio de 5.000kg. O número e o peso dos forjados que podem ser agrupados para formar um lote de ensaio devem ser determinados de acordo com 5.1.6.2.1. Os corpos de prova podem ser retirados de forjados excedentes, de seções de ensaio forjados separadamente ou de refugos de fabricação. (por ex.; pedaços de sucata).
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5.7.4.2 - Ensaio de Tração a Temperaturas Elevadas
No caso de forjados projetados para utilização a temperaturas superiores a 200oC, com base em suas características a altas temperaturas, o limite de proporcionalidade a 0,2% deve ser verificado mediante ensaio de tração a temperaturas elevadas. Salvo entendimento em contrário, o ensaio deve ser realizado, para cada corrida, ao nível de temperatura, em faixas de 50oC que mais se aproximem da temperatura de operação. Com o consentimento do Vistoriador do BC, o ensaio pode ser dispensado no caso de um aço que satisfaça a normas reconhecidas, cujas características mecânicas a altas temperaturas possam ser consideradas como comprovadas. 5.7.4.3 - Ensaio de Dureza
No caso de forjados que possam ser agrupados dentro de lotes de ensaio, de acordo com o parágrafo 4.1.3, deve ser realizado um ensaio de dureza em cada forjado. A diferença entre os valores de dureza mais alto e mais baixo, dentro de um lote de ensaio, não pode exceder a 30 unidades Brinell. Para peças fabricadas em série, com mesmas dimensões, como, por exemplo, flanges, carcaças de válvulas e conexões, com um peso unitário de 50 kg ou menos, será suficiente realizar um ensaio de dureza em 10% dos forjados, respeitando um mínimo de 5 peças. 5.7.4.4 - Ensaios Não-Destrutivos
5.7.4.4.1 - Os anéis e tubulações forjados devem ser submetidos pelo fabricante a um ensaio por ultra-som, de acordo com 5.1.6.5.4. Nos tubulões e coletores com extremidades abauladas, a área das extremidades (abauladas) deve ser adicionalmente submetida a um ensaio por partículas magnéticas ou por líquido penetrante, de acordo com 5.1.6.5.2 e 5.1.6.5.3, respectivamente. 5.7.4.4.2 - As soldas de união de componentes fabricados separadamente devem ser submetidas, pelo fabricante, ao ensaio não-destrutivo de mesmo campo de aplicação especificado para o ensaio do procedimento de soldagem. 5.7.5 - Controle de Qualidade pelo Fabricante
No caso de forjados pequenos, fabricados em série, o controle de qualidade pode ser exercido pelo fabricante, desde que este tenha sido aprovado pelo BC, que sejam realizados os ensaios no campo de aplicação especificado em parágrafo 4 e que o resultado seja registrado em um certificado de qualidade do fabricante. Esta cláusula se refere às seguintes peças: a) Flanges, peças de conexão, capas e tampas feitas de aços não ligados, com diâmetros nominais
até 150 mm, inclusive, e caldeiras, parafusos de ancoragem e de estai com diâmetros até 100 mm, inclusive.
b) Carcaças de válvulas com diâmetros nominais até 250 mm, inclusive, se o produto entre a pressão de operação (bar) e dimensão nominal (mm) não for maior que 2500 e a temperatura de operação não for maior que 300oC.
c) Carcaças de válvulas com dimensões nominais até 32 mm, se a temperatura de operação não for maior que 300oC.
5.7.6 - Características a Altas Temperaturas para Serem Utilizadas em Cálculos de Projeto
Quando componentes forem destinados à utilização a temperaturas elevadas, os cálculos aplicáveis podem ser baseados nos valores de projeto de limite de proporcionalidade a 0,25% a temperaturas elevadas apresentados na Tabela 5.12. O BC pode autorizar valores de projeto mais altos quando for comprovada a validade dos mesmos.
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Tipo
de Aço
Rp0,2 em N/mm2 nas temperaturas em 0C
200 250 300 350 400 450 500
S-410 W 190 170 140 110 90
S-410 W 180 165 155 135 120
S-490 N (N) 210 190 170 150 130
S-490 N (V) 235 215 195 175 155
S-0,3 Mo 190 175 150 145 140 135 130
S-410 N 210 200 185 175 155 155 150
S-410 W 215 210 200 185 165 165 155
Valores de Projeto para Limite de Proporcionalidade
de 0,2 % a Temperatura Elevadas Tabela 5.12
5.8 - FORJADOS EM AÇOS RESISTENTES A BAIXAS TEMPERATURAS
5.8.1 - Aplicação
5.8.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos tipos de forjados listados na Tabela 5.13, feitos em aços-carbono-manganês, aços ligados ao níquel e aços austeníticos, e destinados a equipamento de carga e processamento em navios transportadores de gases liquefeitos, com temperaturas de projeto abaixo de 0oC. 5.8.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.8.2.1 - Composição Química
A composição química do aço forjado resistente a baixas temperaturas deve atender aos dados da Tabela 5.13. São permitidos pequenos desvios, somente no caso de materiais que estejam de acordo com normas reconhecidas, desde que sejam cumpridos os demais requisitos estabelecidos nestas Regras. 5.8.2.2 - Resistência à Corrosão Intercristalina
Os tipos austeníticos de aço, na condição em que são fornecidos, devem ser resistentes à corrosão intercristalina. Quando forjados forem utilizados em montagens soldadas (por ex., flanges e acessórios soldados) sem tratamento térmico subseqüente, devem ser escolhidos os tipos de aços que permaneçam resistentes à corrosão intercristalina nessa condição, como, por exemplo, aços estabilizados com Ti ou Nb, ou aços com teores de carbono não superiores a 0,03%. 5.8.2.3 - Soldabilidade
Quando necessário, os tipos de aço devem ser soldáveis pelos métodos usuais de caldeiraria. A soldagem e qualquer tratamento térmico subseqüente aplicado não devem prejudicar as características do material, incluindo, em particular, sua tenacidade a baixas temperaturas. Se solicitado, o fabricante deve fornecer prova da soldabilidade.
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Composição Química %
Tipo
de aço
C
Si Mn P S Cr Mo Ni outros
elementos
S410 T
S-460 T
S490 T
0.18 0.10-0.40 0.50-1.70 0.030 0.030 - - -
(1) (2) Al
met 0.015
S-0,5 Ni 0.18 0.15-0.50 0.70-1.65 0.030 0.025 - - 0.30-0.85 (1) (2) Al
met≥0.015
S-3,5 Ni 0.16 0.15-0.40 ≤0.80 0.030 0.020 - - 3.25-3.75 Almet
≥ 0.015
S9 Ni 0.13 0.150.40 ≤ 0.80 0.030 0.030 - - 8.510.0 Almet
0.015
AISI 304 0.07 17.0-19.0 - 8.0-12.0 -
AISI 304 L 0.03 17.0-19.0 - 8.0-12.0 -
AISI 316 0.07 ≤ 1.0 ≤ 2.0 0.045 0.030 16.0-18.0 2.0-3.0 10.0-14.0 -
AISI 316 L 0.03 16.0-18.0 2.0-3.0 11.0-15.0 -
AISI 321 0.08 17.019.0 - 9.0-13.0 Ti ≥ 5 x % C
max. 0.80%
AISI 347 0.08 17.019.0 - 9.0-13.0 Nb ≥ 10 x % C
max. 1.0% (1) O Al pode ser substituído, total ou parcialmente, por outros elementos de refino de grãos. (2) Elementos residuais: Cr ≤ 0,15; Ni ≤ 0,30; Cu ≤ 0,15, Mo ≤ 0,10 total ≤ 0,50 (%) (3) Elementos residuais: Cr ≤ 0,15; Cu ≤ 0,15; Mo ≤ 0,10; total ≤ 0,30 (%)
Composição Química de Forjados Feitos de Aços Dúcteis a Baixas Temperaturas
Tabela 5.13 5.8.3 - Ensaio e Campo de Aplicação dos Ensaios
Devem ser realizados os seguintes ensaios: 5.8.3.1 - Ensaio de Resistência à Corrosão Intercristalina
O fabricante deve verificar, através de ensaio, a resistência à corrosão intercristalina de forjados em aços austeníticos destinados a execuções soldadas e, quando especificado na Ordem de Compra, também de outros aços austeníticos. Os aços deverão ser ensaiados da seguinte maneira: a) Aços contendo C ≤ 0,03% e aços estabilizados: após o tratamento térmico de sensibilização
700oC, 30 min., temperado em água). b) Todos os outros aços : na condição em que eles são fornecidos. Devem ser ensaiados, no
mínimo, dois corpos de prova por corrida, e de acordo com uma norma reconhecida. 5.8.3.2 - Ensaio de Tração
Devem ser verificadas as propriedades mecânicas, através de ensaio de tração, para cuja finalidade deve ser retirado o seguinte número de corpos de prova: a) Ensaio por lotes de ensaio: um corpo de prova para cada 5.000 kg de forjados acabados. O
número e o peso dos forjados que podem ser agrupados para formar um lote de ensaio deve ser determinado de acordo com 5.1.6.2.1.
b) Forjados com pesos unitários acima de 1.000 kg: um corpo de prova de cada forjado.
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5.8.3.3 - Ensaios de Dureza
No caso de forjados que possam ser agrupados em lotes de ensaio de acordo com 5.8.3.2, deve ser realizado um ensaio de dureza em, no mínimo, 10% das peças. A diferença entre os valores de dureza mais alto e mais baixo, dentro de um mesmo lote de ensaio, não pode ser maior que 30 unidades Brinell. Em aços austeníticos não há necessidade de se realizar nenhum ensaio de dureza. 5.8.3.4 - Ensaios Não-Destrutivos
Os anéis de suporte, flanges, anéis de reforço e peças similares com espessuras de 100 mm ou maiores, devem ser submetidos pelo fabricante a um ensaio por ultra-som, de acordo com 5.1.6.5.4. O BC se reserva o direito de especificar este ensaio para espessuras de parede menores, no caso de componentes de vasos de pressão sujeitos a altas cargas. 5.8.4 - Controle de Qualidade pelo Fabricante
No caso de pequenos forjados fabricados em série, o controle de qualidade pode ser exercido pelo fabricante, desde que este tenha sido aprovado pelo BC, que sejam realizados os ensaios no campo de aplicação especificado em 5.8.3 e que o resultado seja registrado em um certificado de qualidade do fabricante. Esta cláusula se refere às seguintes peças: a) Flanges, peças de conexão e capas e tampas com diâmetros nominais até 150 mm, inclusive. b) Carcaças de válvulas com dimensões nominais até inclusive 250 mm, inclusive, desde que o
produto entre a dimensão nominal (mm) e a pressão de operação (bar) não ultrapasse um valor de 2500.
5.9 - FORJADOS EM AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS
5.9.1 - Aplicação
5.9.1.1 - Estas Regras são aplicáveis aos forjados em aços inoxidáveis austeníticos para utilização em equipamento de carga e processamento de navios transportadores de produtos químicos e para outros equipamentos para os quais se exige estabilidade química. Para esta finalidade, podem ser utilizados aços apropriados que atendam a normas pertinentes. 5.9.2 - Requisitos Aplicáveis ao Material
5.9.2.1 - Resistência à Corrosão Intercristalina
Na condição em que são fornecidos, todos os forjados devem ser resistentes à corrosão intercristalina. Quando forjados forem soldados sem tratamento térmico subseqüente, somente devem ser escolhidos os tipos de aço que permaneçam resistentes à corrosão intercristalina nesta condição, por ex., aços estabilizados com Ti ou Nb ou aços com teores de carbono C ≤ 0,03%. 5.9.3 - Ensaio
5.9.3.1 - Ensaio da composição química de cada corrida, pelo fabricante. 5.9.3.2 - Ensaio de resistência à corrosão intercristalina de cada corrida, pelo fabricante. 5.9.3.3 - Verificação das propriedades mecânicas através de ensaio de tração em, no mínimo, um corpo de prova por corrida e lote de tratamento térmico de até 5.000 kg. 5.9.3.4 - Ensaio de energia de impacto, somente nos casos em que este ensaio for especialmente requerido. 5.9.3.5 - Quando necessário, o ensaio hidráulico de estanqueidade. 5.9.4 - Controle de Qualidade pelo Fabricante
No caso de pequenos forjados fabricados em série, o controle de qualidade pode ser exercido pelo fabricante, desde que este tenha sido aprovado pelo BC, que sejam realizados os ensaios no campo de aplicação especificado em 5.9.3 e que o resultado seja registrado em um certificado de qualidade do fabricante. Esta cláusula se refere às seguintes peças: a) Flanges, peças de conexão, capas e tampas com diâmetros nominais até 150 mm, inclusive. b) Carcaças de válvulas com dimensões nominais até 250 mm, inclusive, desde que o produto entre a dimensão nominal (mm) e a pressão de operação (bar) não ultrapasse um valor de 2500.
