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Tensão Admissível por Material
Calcule a tensão admissível de projeto conforme ASME VIII Div.1 ou EN 13445-3. Propriedades dependentes da temperatura, verificação de ruptura por fluência, fator de eficiência da junta soldada. Mais de 12 graus de material.
Tensão Admissível de Projeto
EN 13445-3 (Aços Ferríticos)
ASME VIII Div.1
Redução de Capacidade com a Temperatura
Tanto o limite de escoamento quanto a resistência última (UTS) diminuem com a temperatura. Esta calculadora usa curvas de redução de capacidade linearizadas com base em dados da EN 10028 / ASME II-D:
- Abaixo de 100°C: as propriedades estão nos valores de temperatura ambiente
- 100–400°C: redução gradual (o escoamento cai mais rápido que a UTS)
- Acima de 400°C: redução significativa; a fluência pode governar
Regime de Fluência
Quando a temperatura de projeto excede a temperatura de início da fluência, a tensão de ruptura dependente do tempo governa. Início típico da fluência:
| Tipo de Material | Início da Fluência (°C) | T de Projeto Máx. Típica |
|---|---|---|
| Aço carbono (S235, S355) | ~350 | 400°C |
| Aço C-Mn para pressão (P265GH, P355GH) | ~380 | 450°C |
| Aço Mo (16Mo3) | ~400 | 500°C |
| Aço CrMo (13CrMo4-5) | ~450 | 550°C |
| 2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10) | ~470 | 600°C |
| Aço inox austenítico (304, 316L) | ~500 | 700°C |
Exemplo Prático
Dados: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, solda E=1,0
Rp(250°C) ≈ 265 × 0.85 = 225.3 MPa (redução de capacidade para temperatura)
f_yield = 225.3 / 1.5 = 150.2 MPa
f_UTS = 410 / 2.4 = 170.8 MPa
f = min(150.2, 170.8) = 150.2 MPa (escoamento governa)
Com E=1,0: σ_allow = 150.2 MPa
Comparação de Materiais em Temperatura Ambiente
| Material | Rp0.2 | Rm | f (EN) | S (ASME) |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 235 | 360 | 150 | 103 |
| S355JR | 355 | 510 | 213 | 146 |
| P265GH | 265 | 410 | 171 | 117 |
| P355GH | 355 | 490 | 204 | 140 |
| 16Mo3 | 280 | 450 | 187 | 129 |
| 13CrMo4-5 | 295 | 460 | 192 | 131 |
| 10CrMo9-10 | 275 | 450 | 183 | 129 |
| 304 SS | 210 | 520 | 140 | 138 |
| 316L SS | 200 | 500 | 133 | 133 |
| 2205 Duplex | 450 | 620 | 258 | 177 |
⚠️ Nota: Esta calculadora fornece valores aproximados para projeto preliminar. Verifique sempre com as tabelas reais do código (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) para o seu grau de material específico, forma do produto, espessura e temperatura.
A tensão admissível é a tensão máxima permitida em um componente do projeto. É a resistência do material dividida por um fator de segurança definido pelo código. Seu uso garante que o componente não falhe sob carregamento normal (ou anormal), com uma margem de segurança adequada.
Códigos diferentes usam fatores de segurança diferentes, resultando em tensões admissíveis diferentes para o mesmo material.
ASME VIII usa um fator de segurança para UTS de 3.5 (era 4.0 antes de 2007), enquanto EN 13445 usa 2.4. Isso significa que ASME é mais conservador no critério de UTS. No entanto, ambos usam 1.5 para o limite de escoamento.
Para materiais de alta resistência nos quais o limite de escoamento é determinante (por exemplo, S355, 2205), ambos os códigos fornecem resultados semelhantes. Para materiais de menor resistência nos quais UTS é determinante, ASME é significativamente mais conservador.
Tanto o limite de escoamento quanto a UTS diminuem com a temperatura. O limite de escoamento diminui mais rapidamente. Acima da temperatura de início da fluência, a tensão de ruptura dependente do tempo pode se tornar o critério determinante.
Exemplo: S355 a 400°C tem Rp ≈ 297 MPa (contra 355 a RT), de modo que a tensão admissível cai de 213 para ~173 MPa (EN).
A fluência é significativa acima de: ~350°C para aço carbono, ~400°C para aço com Mo, ~450°C para CrMo, ~500°C para SS austenítico. Acima dessas temperaturas, a tensão de ruptura por fluência a 100.000h, dividida pelo seu fator de segurança, pode ser menor que a tensão admissível baseada no limite de escoamento.
A eficiência da junta soldada (E ou z) leva em conta possíveis defeitos de solda:
- E=1,0: Exame radiográfico ou ultrassônico completo de todas as soldas
- E=0,85: Exame radiográfico por amostragem (parcial)
- E=0,7: Sem NDE volumétrico (somente visual)
A tensão admissível efetiva = σ_allow × E. O uso de E=1,0 exige mais NDE, mas permite paredes mais finas.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipe da Vibromera utilizando o Balanset-1A, um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração para balanceamento de rotores no local.
Instrumentos profissionais de campo. Utilizados em mais de 50 países.
