Numerical analysis of a high-pressure vessel with threaded end closure

Na qualificação de materiais utilizados na indústria de exploração de petróleo e gás, torna-se necessária a reprodução de ambientes de alta pressão. Para simular esses ambientes extremos, o desenvolvimento de vasos de alta pressão que atendam a essas demandas de forma eficiente e segura é de suma importância. Com o objetivo de diminuir a massa e melhorar a operacionalidade (montagem e desmontagem), este trabalho apresenta o projeto e validação de um vaso de pressão cilíndrico com tampo plano rosqueado. No tampo utilizou-se o padrão de rosca acme curta (stub acme) e a metodologia do projeto e análise estrutural dos componentes basearam-se na norma ASME Seção VIII-Divisão 2. Essa validação consistiu em cálculos analíticos e análise elasto-plástica por elementos finitos com auxílio do software Abaqus/CAE. Os resultados mostraram que apesar do modelo sofrer deformações plásticas localizadas, o mesmo atendeu aos critérios de proteção contra colapso plástico e falha local impostos pela norma.In the qualification of materials used in the oil and gas exploration industry, it is necessary to reproduce high pressure environments. To simulate these extreme environments, the development of high-pressure vessels that meet these demands efficiently and safely is of paramount importance. With the objective of reducing the mass and improving the operability (assembly and disassembly), this work presents the design and validation of a cylindrical pressure vessel with a flat threaded end closure. The stub acme pattern was used in the end closure, and the design methodology and structural analysis of the components were based on ASME Section VIII-Division 2. This validation consisted of analytical calculations and elastic-plastic analysis by finite elements using the software Abaqus/CAE. The results showed that although the model had suffered localized plastic deformations, it attended the criteria of protection against plastic collapse and local failure imposed by the standard