DOU 25/10/2021 - Diário Oficial da União - Brasil

TEXTO OFICIAL · ÍNTEGRA

Documento assinado digitalmente conforme MP nº 2.200-2 de 24/08/2001, que institui a Infraestrutura de Chaves Públicas Brasileira - ICP-Brasil. Este documento pode ser verificado no endereço eletrônico http://www.in.gov.br/autenticidade.html, pelo código 05152021102500048 48 Nº 201, segunda-feira, 25 de outubro de 2021 ISSN 1677-7042 Seção 1 Este Regulamento Técnico não fornece formulação de projeto ou lista tensões e esforços admissíveis, mas exige a adequação do projeto estabelecido pelos cálculos apropriados e demonstrado consistentemente pelos ensaios que os cilindros são capazes de suportar, os ensaios de material, qualificação de projeto, produção e lote especificados neste Regulamento Técnico. O projeto deve assegurar um método de reprovação por "escoamento antes de colapso" por degradação das partes pressurizadas para as condições normais de operação. 9.2 Materiais 9.2.1 Requisitos gerais Os materiais utilizados devem ser apropriados às condições de serviço especificadas no item 4. O projeto não deve admitir que materiais incompatíveis entrem em contato. 9.2.2 Resinas O material para impregnação pode ser resina termoestável ou termoplástica. Exemplos de materiais adequados à matriz de compostos são o epóxi, o epóxi modificado, o poliéster e o viniléster entre os plásticos termoestáveis, polietileno e a poliamida entre os materiais termoplásticos. A temperatura de transição vítrea dos materiais de resina será determinada de acordo com a norma ASTM D 3418-99. 9.2.3 Fibras Os tipos de material para filamento de reforço estrutural podem ser a fibra de vidro, a fibra de aramida ou fibra de carbono. Caso seja utilizado o reforço em fibra de carbono, o projeto deve incorporar recursos para prevenir a corrosão galvânica dos componentes metálicos do cilindro. O fabricante deve manter, em arquivo e disponíveis, as especificações publicadas dos materiais compostos, as recomendações dos fabricantes quanto à armazenagem, condições e período de armazenamento, e a certificação do fabricante do material para cada carregamento atestando sua conformidade com as especificações requeridas. O fabricante da fibra deve certificar que as propriedades do material da fibra estão em conformidade com a especificação fabricante do produto. 9.2.4 Liner fabricados em plástico Materiais poliméricos devem ser compatíveis com as condições de serviço especificadas no item 4. 9.2.5 Bocais metálicos Os bocais metálicos conectados aos revestimentos não-metálicos devem ser de material compatível com as condições de serviço especificadas no item 4. 9.3 Requisitos de projeto 9.3.1 Pressão de ensaio A pressão mínima de ensaio usada na fabricação deve ser de 30 MPa (1,5 vezes a pressão de serviço). 9.3.2 Pressão de ruptura e coeficiente de tensão da fibra A mínima pressão de ruptura real não deve ser menor que os valores especificados na tabela 9. O composto de revestimento externo deve ser dimensionado para elevada segurança sob carga sustentada e ciclos de carregamento. Esta segurança e confiabilidade são obtidas com o coeficiente de tensão do composto de reforço atingindo ou superando os valores apresentados na tabela 9. O coeficiente de tensão é definido como a tensão da fibra na pressão mínima de ruptura dividida pela pressão na fibra na pressão de trabalho. O coeficiente de ruptura é definido como a real pressão de ruptura do cilindro dividida pela pressão de trabalho. Para o dimensionamento do tipo GNV-4, o coeficiente de tensão é igual ao coeficiente de ruptura. A verificação da razão de tensão também pode ser realizada utilizando-se medidores de tensão ("strain-gauges"), neste caso deve ser aplicado o método indicado no Apêndice G. Tabela 9 - Valores mínimos de pressão de ruptura real e o coeficiente de tensão para cilindros tipo GNV-4 . Tipo de fibra Razão de tensão Pressão de ruptura (Mpa) . Vidro 3,65 73 . Aramida 3,10 62 . Carbono 2,35 47 . Hibrida a) . a) Coeficiente de tensão e pressão de ruptura serão calculadas em conformidade com o item 9.3.2 9.3.3 Análise de tensão Uma análise de tensão deve ser executada para justificar a espessura mínima de parede do projeto. Isto inclui a determinação das tensões nos revestimentos e fibras dos compostos utilizados. As tensões nas direções tangencial e longitudinal do cilindro de composto e do revestimento devem ser calculadas. As pressões usadas para esses cálculos devem ser 0 bar, 200 bar, pressão de ensaio e pressão de ruptura projetada. Os cálculos devem usar técnicas de análise adequadas para estabelecer a distribuição de tensão através do cilindro. 9.3.4 Aberturas Aberturas devem ser permitidas apenas nos bocais da extremidade principal. A linha de centro das aberturas deve coincidir com o eixo longitudinal do cilindro. 9.3.5 Proteção contra fogo O cilindro, de acordo com seu projeto, deve contar com dispositivos de alívio de pressão (DAP). O cilindro, seus materiais, DAPs e qualquer isolamento ou material de proteção devem ser projetados conjuntamente para garantir a adequada segurança nas condições de fogo, no ensaio especificado em A.15. O fabricante pode especificar locais alternativos de DAP em instalações especiais no veículo para otimizar esquemas de segurança. Os dispositivos de alívio de pressão devem ser aprovados de acordo com o Regulamento Técnico MERCOSUL correspondente. 9.4 Construção e acabamento 9.4.1 Geral Os cilindros compostos devem ser fabricados a partir de um revestimento envolto por filamentos contínuos. A operação de enrolamento das fibras deve ser controlada mecanicamente ou por computador. As fibras devem ser aplicadas sob tensão controlada durante o enrolamento. Após finalizado o enrolamento, as resinas termoestáveis devem ser transição vitreadas por aquecimento, submetendo-as a um perfil pré-determinado de tempo e temperatura. 9.4.2 Roscas no pescoço As roscas devem ter bom acabamento, sem superfícies descontínuas, e devem atender aos requisitos estabelecidos neste Regulamento Técnico. A rosca no pescoço do cilindro, que tiver a forma cônica, deverá atender aos requisitos técnicos estabelecidos na norma ISO 10920. A rosca no pescoço do cilindro que tiver a forma paralela, deverá atender aos requisitos técnicos estabelecidos na norma ISO 15245-1. 9.4.3 Transição vítrea das resinas termoestáveis A temperatura de transição vítrea das resinas termoestáveis deve ser pelos menos 10ºC inferior à temperatura de amolecimento do revestimento plástico. 9.4.4 Proteção ao ambiente externo A parte externa dos cilindros deve atender aos requisitos do ensaio em solução ácida de acordo com A.14. A proteção externa deve ser conseguida da seguinte forma: a) dando acabamento superficial para uma adequada proteção (por exemplo, metalização no alumínio, anodização); ou b) utilizando a fibra adequada e a matriz do material (por exemplo, fibra de carbono na resina); ou c) usando revestimento de proteção (por exemplo, proteção orgânica, pintura). Se o revestimento externo for exigência de projeto, o requisito de A.9 deve ser atendido; ou d) revestimento impermeável à solução ácida mencionada em A.14. Qualquer revestimento aplicado aos cilindros deve ser tal que seu processo de aplicação não prejudique as propriedades mecânicas do cilindro. O revestimento deve ser projetado para facilitar subsequente inspeção em serviço e o fabricante deve prover instruções referentes à aplicação do revestimento durante essas inspeções, para assegurar a integridade do cilindro. O ensaio de desempenho ambiental que avalia a capacidade da proteção externa deve ser conduzido conforme apresentado no Apêndice F. 9.5 Procedimento de ensaio de protótipo 9.5.1 Geral Ensaios de protótipos devem ser realizados em cada novo projeto em cilindros acabados que sejam representativos de produção normal e com as devidas marcações. O OAC deve selecionar os cilindros ou liner e testemunhar os ensaios realizados de acordo com o item 9.5.2. Se forem testadas mais unidades do que as requeridas por este Regulamento Técnico, todos os resultados devem ser documentados. 9.5.2 Ensaio do protótipo 9.5.2.1 Ensaio exigido No decurso da aprovação do tipo, o OAC selecionará o número apropriado de cilindros ou liners e deve testemunhar os seguintes ensaios: - ensaio especificado em 9.5.2.2 (ensaio de material), em um liner; - ensaio especificado no item 9.5.2.3 (ensaio hidrostático de pressão de ruptura), em três cilindros; - ensaio especificado em 9.5.2.4 (ensaio de pressurização cíclica à temperatura ambiente), em dois cilindros; - ensaio especificado em 9.5.2.5 (ensaio escoamento antes do colapso), em três cilindros; - ensaio especificado em 9.5.2.6 (ensaio de fogueira), em um ou dois cilindros como apropriado; - ensaio especificado em 9.5.2.7 (ensaio de penetração), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.8 (ensaio de ambiente ácido), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.9 (ensaio de tolerância a fenda), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.10 (ensaio de fluência a alta temperatura), quando apropriado, em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.11 (ensaio de tensão de ruptura acelerada), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.12 (ensaio de pressurização cíclica em temperatura extrema), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.13 (ensaio de resistência da resina ao cisalhamento), em uma amostra representativa do composto de revestimento; - ensaio especificado em 9.5.2.14 (ensaio de dano por queda), em pelo menos um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.15 (ensaio de torque do bocal ), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.16 (ensaio de permeabilidade), em um cilindro; - ensaio especificado em 9.5.2.17 (ensaio de ciclagem com GNV), em um cilindro. 9.5.2.2 Ensaio de material para revestimentos plásticos A tensão limite de escoamento e o alongamento final devem ser determinados de acordo com A.22, e devem atender os requisitos lá contidos. A temperatura de amolecimento deve ser determinada de acordo com A.23, e deve atender os requisitos lá contidos. A resistência a fluência em alta temperatura deve ser determinada de acordo com A.18, e deve atender os requisitos lá contidos. 9.5.2.3 Ensaio hidrostático de pressão de ruptura Três cilindros devem ser pressurizados hidrostaticamente até a falha, em conformidade com o A.12. A pressão de ruptura do cilindro deve exceder a pressão mínima de ruptura estabelecida pela análise de tensão do projeto, de acordo com a tabela 9 e, em nenhum caso inferior ao valor apropriado para atender ao requisito do coeficiente de tensão do item 9.3.2. 9.5.2.4 Ensaio de pressurização cíclica à temperatura ambiente Dois cilindros devem ser pressurizados ciclicamente à temperatura ambiente de acordo com A.13 até falhar, ou até o mínimo de 45.000 ciclos. Os cilindros não podem falhar antes de atingirem o período de vida, em anos, multiplicado por 1.000 ciclos. Cilindros que excederem o período de vida, em anos, multiplicado por 1.000 ciclos devem vazar, e não romper. Cilindros que não falharem quando atingir 45.000 ciclos devem ser destruídos; seja por continuar sendo ciclados até que a falha ocorra, seja por pressurização hidrostática até sua ruptura. Cilindros que excederem 45.000 ciclos podem romper. O número de ciclos até a falha e o local que a mesma se iniciou devem ser registrados. 9.5.2.5 Ensaio de escoamento antes do colapso (V.A.C) O ensaio de escoamento antes do colapso deve ser conduzido em conformidade com A.6 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.6 Ensaio de fogueira Um ou dois cilindros, como apropriado, deve(m) ser submetido(s) ao ensaio de fogueira conduzido em conformidade com A.15 e deve(m) atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.7 Ensaio de penetração Um cilindro deve ser ensaiado em conformidade com A.16 e deve atender aos requisitos lá apresentados. 9.5.2.8 Ensaio de ambiente ácido Um cilindro deve cumprir os requisitos descritos em A.14 ou ensaiado conforme descrito no Apêndice F. 9.5.2.9 Ensaio de tolerância a defeitos Um cilindro deve ser ensaiado em conformidade com A.17 e deve atender aos requisitos lá apresentados. 9.5.2.10 Ensaio de fluência a alta temperatura (fluência) Nos projetos em que a temperatura de transição vítrea da resina não ultrapasse 102ºC, um cilindro deve ser testado em conformidade com A.18 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.11 Ensaio de tensão de ruptura acelerada Um cilindro ser ensaiado em conformidade com A.19 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.12 Ensaio de pressurização cíclica em temperatura extrema Um cilindro deve ser ensaiado em conformidade com A.7 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.13 Ensaio de resistência da resina ao cisalhamento O material de resina ser ensaiado em conformidade com A.26 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.14 Ensaio de impacto por queda Um ou mais cilindros acabados deve(m) ser testado(s) a dano por queda em conformidade com A20 e deve(m) atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.15 Ensaio de torque do bocal Um cilindro deve ser ensaiado em conformidade com A25 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.16 Ensaio de permeabilidade Um cilindro deve ser ensaiado à permeabilidade em conformidade com A21 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.2.17 Ensaio de ciclagem com GNV Um cilindro deve ser ensaiado em conformidade com A27 e deve atender aos requisitos lá contidos. 9.5.3 Mudanças de projeto Considera-se uma mudança de projeto qualquer modificação na seleção do material estrutural ou no dimensionamento não atribuíveis às tolerâncias normais de fabricação.