Planificação de Anel de Reforço

O que é

O anel de reforço é a chapa que se solda em volta de um bocal, por fora da virola, para devolver à parede o metal que o furo tirou. Ele é calandrado no diâmetro externo da virola e furado no diâmetro externo do bocal, e por isso a chapa plana não é uma coroa redonda: é a coroa que, enrolada na virola, assenta em volta do bocal. Na volta da virola ela é mais larga que o diâmetro do anel; ao longo da virola, mede o diâmetro dele, ou mais, com o bocal inclinado.

Onde se usa

Bocais e bocas de visita de vasos de pressão, tanques, colunas e trocadores de calor; derivações de tubulação de diâmetro grande, onde o colar de reforço substitui a peça forjada; furos em chaminés e em dutos de parede fina que precisam de rigidez.

Medidas que o cálculo pede

• D2 Diâmetro externo da virola
• D Diâmetro externo do bocal (furo do anel)
• DP Diâmetro do anel (visto pelo eixo do bocal)
• ANG Ângulo entre o bocal e o eixo da virola
• DV Divisões
• THK Espessura do anel

Calcule com as suas medidas

Sem conta: informe as medidas em milímetros e veja os números e o desenho. O gabarito em PDF na escala, o DXF para a máquina de corte e o modelo 3D pedem uma conta gratuita.

Diâmetros e lados são medidas externas, de fora a fora. A planificação já desconta a espessura, pela linha média.

Diâmetro externo da virola D2 (mm)

Diâmetro externo do bocal (furo do anel) D (mm)

Diâmetro do anel (visto pelo eixo do bocal) DP (mm)

Ângulo entre o bocal e o eixo da virola ANG (°)

Divisões DV

Espessura do anel THK (mm)

Calcular grátis

Como se desenvolve: as fórmulas

Largura na volta da virola

L = (D2 + e) × asen(Dp / D2) O arco que o anel ocupa sobre a virola, medido na linha média dele. No exemplo (D2 = 600, Dp = 400, e = 8): L = 608 × asen(0,667) = 443,7 mm.

Comprimento ao longo da virola

C = Dp / sen(α) α é o ângulo entre o bocal e o eixo da virola. A prumo (α = 90°), C = Dp = 400 mm; a 60°, 461,9 mm.

O furo

na volta: (D2 + e) × asen(D / D2) ; ao longo: D / sen(α) As mesmas contas com o diâmetro do bocal. No exemplo, 206,6 por 200,0 mm.

Ponto a ponto, com o bocal a prumo

na volta = (D2 + e)/2 × asen(r × sen φ / R) ; ao longo = r × cos φ r é o raio do círculo (Dp/2 para a borda, D/2 para o furo), R = D2/2, e φ o ângulo em volta do eixo do bocal. É assim que se marca a coroa à mão, por coordenadas a partir do centro.

Exemplo resolvido

Valores que já vêm preenchidos no formulário, calculados pela própria ferramenta:

Diâmetro externo da virola	600 mm
Diâmetro externo do bocal (furo do anel)	200 mm
Diâmetro do anel (visto pelo eixo do bocal)	400 mm
Ângulo entre o bocal e o eixo da virola	90°
Divisões	32
Espessura do anel	8 mm
A planificação cabe em uma chapa de	444 × 400 mm

Resultado do exemplo

Chapa	444 × 400 mm
Área e peso	0,10 m² · ≈ 6,5 kg em aço de 8 mm

Notas de montagem

Calandre o anel no diâmetro externo da virola, 600 mm, antes de assentá-lo: ele se desenvolve no raio médio dele, por fora da virola. Assente-o com o furo em volta do bocal e confira que a borda encosta na virola em toda a volta. O furo de teste vai no ponto mais baixo do anel, depois de calandrado.

Como riscar na chapa

1. Divida o círculo do anel e o do furo em partes iguais em volta do eixo do bocal, e calcule para cada ponto a distância na volta e a distância ao longo da virola.
2. Trace na chapa duas linhas pelo centro — a da volta e a do eixo da virola — e marque cada ponto pelas duas distâncias; ligue os pontos da borda e os do furo.
3. Corte, calandre no diâmetro externo da virola e confira o anel assentado: a borda tem de encostar na virola em toda a volta.

Erros comuns e tolerâncias

Cortar uma coroa redonda, de Dp por D

Enrolada na virola, ela fica estreita na volta e a borda abre. No exemplo a chapa tem de medir 443,7 mm na volta e 400 ao longo, e não 400 nos dois sentidos.

Desenvolver no diâmetro de dentro da virola

O anel assenta por fora dela, e a chapa dele se enrola no diâmetro externo da virola mais a própria espessura. Desenvolvido por dentro, o anel sai curto na volta.

Perguntas frequentes

Qual diâmetro e espessura usar no anel?

Os do projeto: o anel repõe a área do furo, e o cálculo de reforço da norma do equipamento (no ASME VIII, a compensação de área do UG-37) diz quanto. O Planichapa não dimensiona o reforço; ele desenvolve o anel que o projeto pede. Na prática é comum o diâmetro ficar perto do dobro do furo e a espessura igual à da virola.

De onde se mede o diâmetro do anel?

Visto de cima, ao longo do eixo do bocal, como a folha de dados do vaso o especifica. Esse diâmetro não aparece em nenhuma medida da chapa plana: ao longo da virola o anel mede Dp / sen(ângulo), e na volta dela, o arco que Dp ocupa sobre a virola — 443,7 mm no exemplo, para um anel de 400 numa virola de 600.

O furo do anel é o diâmetro externo do bocal?

É: o anel abraça o bocal por fora. A folga e o chanfro da solda entre os dois ficam com quem prepara a junta; se quiser a folga no gabarito, some-a ao diâmetro do bocal antes de calcular.

Para que serve o furo de teste?

É um furo pequeno no anel, rosqueado (1/4" é o usual), para testar as soldas do anel com ar e espuma antes do teste hidrostático do vaso. Ele fica aberto em serviço, para mostrar se a solda vaza. Fure no ponto mais baixo do anel, depois de calandrado.

Funciona com o bocal inclinado, ou em tampo e cone?

Inclinado, sim: de 30° a 90° entre o bocal e o eixo da virola, e o anel se alonga ao longo dela. Em tampo e em cone, ainda não: só sobre virola cilíndrica.