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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.

ASME VIIIEN 13445σ_allowVerificação de FluênciaFator de Solda
Predefinições rápidas

Tensão Admissível de Projeto

Tensão Admissível σ_allow × E
—
Rp0.2(T) / Fator de Segurança
—
Rm(20°C) / Fator de Segurança
—
σ_allow (antes do fator de solda)
—
Critério Governante
—
Verificação de Faixa de Fluência
—
Tensão Admissível Ajustada à Carga
—
Propriedades do Material em T
—

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 MaterialInício da Fluência (°C)T de Projeto Máx. Típica
Aço carbono (S235, S355)~350400°C
Aço C-Mn para pressão (P265GH, P355GH)~380450°C
Aço Mo (16Mo3)~400500°C
Aço CrMo (13CrMo4-5)~450550°C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)~470600°C
Aço inox austenítico (304, 316L)~500700°C

Exemplo Prático

Exemplo — P265GH a 250°C, EN 13445

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

MaterialRp0.2Rmf (EN)S (ASME)
S235JR235360150103
S355JR355510213146
P265GH265410171117
P355GH355490204140
16Mo3280450187129
13CrMo4-5295460192131
10CrMo9-10275450183129
304 SS210520140138
316L SS200500133133
2205 Duplex450620258177

⚠️ 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.

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