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DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN



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CONTENIDO

1.INTRODUCCIN

1.1.Objetivo General:

1.2.Contenido

1.3.Bibliografa

2.CDIGOS Y NORMAS APLICABLES

2.1.Recipientes a Presin

2.2.Intercambiadores de Calor (concha y tubo):

2.3.Calentadores de Fuego

2.4.Complementarias

2.5.Cdigo ASME

2.6.ASME Seccin VIII, Divisin 1 - Alcance

2.7.ASME Seccin VIII, Divisin 2 - Alcance

3.ESPECIFICACIONES GENERALES

3.1.Alcance

3.2.Cdigos, Normas y Especificaciones

3.3.Diseo

3.4.Materiales

3.5.Requerimientos de Servicio

3.6.Soldadura

3.7.Fabricacin

3.8.Tratamiento Trmico Post Soldadura

3.9.Pintura

3.10.Aislamiento Trmico


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3.11.Placa de Identificacin

3.12.Inspeccin y Pruebas

3.13.Preparacin para despacho

3.14.Planos de Taller

3.15.Reporte de Fabricacin del Recipiente

3.16.Garantas del Equipo

4.CONCEPTOS BSICOS

4.1.Recipientes a Presin:

4.2.Diseo Mecnico de Recipientes a Presin

5.ANLISIS DE ESFUERZOS

5.1.Diseo por Reglas

5.2.Diseo por Anlisis

5.3.Esfuerzos Primarios (P)

5.4.Esfuerzos Secundarios (Q)

5.5.Esfuerzos Picos (F)

5.6.Lmites de las Categoras de Esfuerzos

6.DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN EXTERNA

6.1.General

6.2.Clculos

6.3.Anillos Rigidizadores

7.DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN INTERNA

7.1.Esfuerzos por Presin Interna

7.2.Espesor de Pared

7.3.Esfuerzos Circunferenciales por Presin Interna

7.4.Espesor de Pared por ASME


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7.5.Prueba Hidrosttica

8.DISEO DE RECIPIENTES HORIZONTALES

8.1.General

8.2.Diagrama8.3.Modelo

8.4.Esfuerzos

8.5.Diagrama de Momento Flector

8.6.Esfuerzos Longitudinales

8.7.Esfuerzos Tangenciales

8.8.Esfuerzos Circunferenciales

8.9.Influencia de Ubicacin de Sillas

9.DISEO DE RECIPIENTES VERTICALES

9.1.General

9.2.Presin Interna / Externa

9.3.Carga Esttica del Fluido

9.4.Viento

9.5.Sismo

9.6.Cargas Excntricas

9.7.Peso

9.8.Vibraciones

9.9.Cargas Combinadas9.10.Esfuerzos Permisibles

10.SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN

10.1.General

10.2.Clasificacin:


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10.3.Capacidad de Alivio

10.4.Presin del Sistema de Alivio (P*)

10.5.Sobrepresin Permitida

10.6.Tolerancia de P*

10.7.Vlvulas de Alivio de Presin

11.MATERIALES

11.1.General:

11.2.Seccin II Materials del Cdigo ASME

11.3.Parte D:

11.4.Seleccin de Materiales

11.5.Tipos de Materiales

11.6.Gua de Seleccin - Planchas

11.7.Gua de Seleccin Tuberas / Fittings

11.8.Gua de Seleccin Piezas Forjadas

11.9.Gua de Seleccin Pernos / Tuercas

12.CONEXIONES

12.1.Clasificacin

12.2.Tuberas

12.3.Refuerzos

13.SOLDADURA

13.1.General:

13.2.Procedimientos de Soldadura

13.3.Variables de un WPS

13.4.Soldabilidad

13.5.Restricciones de Servicio


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13.6.Inspeccin Radiogrfica

13.7.Eficiencia de Junta

14.CONTROL DE CALIDAD

14.1.Sistema de Control de Calidad14.2.Ensayos No Destructivos (NDE)

14.3.Prueba Hidrosttica

14.4.Ensayos Destructivos


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1. INTRODUCCIN


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1. INTRODUCCIN

Instructor: Marco Gonzlez De Len

- Ingeniero Mecnico, USB 1983

- Especialista en Gerencia de la Empresa, USB 1997

- Magister Scientiarum en Ingeniera Mecnica, UCV 2004- Profesor Agregado del Dpto de Mecnica de la USB, desde 1991

- Coordinador Tcnico de OPRINT, CA, desde 1991

Curso dirigido a

- Profesionales interesados en el diseo de recipientes a presin

1.1. Objetivo General:

- Lograr que el participante adquiera los conocimientos bsicos y la metodologa

para el Diseo Mecnico de Recipientes a Presin, basado en el Cdigo ASMESeccin VIII Divisin 1

1.2. Contenido

- Conceptos Bsicos

- Cdigos y Normas Aplicables

- Anlisis Bsico de Esfuerzos

- Materiales

- Soldadura- Recipientes a Presin Interna

- Recipientes a Presin Externa

- Recipientes Horizontales

- Recipientes Verticales Altos

- Conexiones

- Especificaciones Generales de Recipientes

1.3. Bibliografa- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII. Division 1.

- Megyesy, E.F. Pressure Vessel Handbook. 1992

- Moss, D. Pressure Vessel Design Manual. 1987

- Bednar, H. Pressure Vessel Design Handbook. 1986

- ASCE-7. Minimum Design Loads for Building and Other Structures. 1995

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- Farr, JR & Jawad, MH. Guidebook for the Design of ASME Section VIII. Pressure

Vessels. 1996

- Bernstein, MD & Yoder, LW. Power Boilers. A guide to Section I of the ASME

Boiler and Pressure Vessel Code. 1998

- Zick, LP. Stresses in Large Horizontal Cylindrical Vessels on Two Saddles

Supports. 1951

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2. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES

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2. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES

2.1. Recipientes a Presin

- ASME Boiler & Pressure Vessel Code (EE.UU)

Seccin VIII, Divisin 1. Rules for the Construction of Pressure Vessels - 2004

Seccin VIII, Divisin 2. Alternative Rules - 2004

Seccin VIII, Divisin 3. Alternative Rules for Construction of High Pressure

Vessels - 2004

- BS 5500. 2000. Specification for Unfired Fusion Welded Pressure Vessels (Gran

Bretaa)

- CSA B51.97, Part I Boiler, Pressure Vessel, and Pressure Piping Code (1997

edition) (Canad)

- Australian Pressure Vessel Code, AS 1210 Unfired Pressure Vessels (Australia)

- CODAP 95 French Code for Construction of Unfired Pressure Vessels (Francia)

- The Dutch Pressure Vessel Code (Holanda)

- A.D. Merkblatt Code (Alemania)

Cdigo ASME Seccin VIII Divisin 1 es el ms conservador

2.2. Intercambiadores de Calor (concha y tubo):

- ASME Sec. VIII (Carcasa) + Estndares de TEMA (tipo de placas, tipos de cuerpo,

partes del equipo)

- ANSI/API STD 660 Shell-and-tube Heat Exchangers for General Refinery

Services 2001

2.3. Calentadores de Fuego

- ASME Code Seccin III: Rules for Construction of Nuclear Power Plant

Component 2004

- ASME Code Seccin IV: Heating Boilers 2004

- API STD 560 Fired Heaters for General Refinery Services 2001

2.4. Complementarias

ASME

- B16.4-1998: Gray Iron Threaded Fittings

- B16.5-2003: Pipe Flanges and Flanged Fittings

- B16.9-2001: Factory-Made Wroght Buttwelding Fittings

- B16.11-2001: Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded

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- B16.47 1996: Large Diameter Steel Flanges: NPS 26 Through NPS 60

- B36.10M-2000: Welded and Seamless Wrought Steel Pipe

- B36.19M-2004: Stainless Steel Pipe

MSS

- SP-44-1996: Steel Pipeline Flanges

- SP-75-1998: Specification for High Test Wrought Butt Welding Fittings

API

- STD 605: Large Diameter Carbon Steel Flanges (NPS 26 through 60; Classes 75,

150, 300, 400, 600 & 900)

2.5. Cdigo ASME

- I Power Boilers

- II Materials:

Part A: Ferrous Material Specifications

Part B: Nonferrous Material Specifications

Part C: Specifications for Welding Rods

Part D: Properties (Customary)

Part D: Properties (Metric)

- III Rules for Construction of Nuclear Power Plant Components (Div 1 9 subd;

Div 2 & Div 3)

- IV Heating Boilers

- V Nondestructive Examination

- VI Recommended Rules for the Care and Operation of Heating Boilers

- VII Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers

- VIII Pressure Vessels:

Division 1

Division 2: Alternatives Rules

Division 3: Alternative Rules for Construction of High Pressure Vessels

- IX Welding and Brazing Qualifications

- X Fiber-Reinforcement Plastic Pressure Vessels

- XI Rules for Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Components

- XII Rules for Construction and Continued Service of Transport Tanks

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2.6. ASME Seccin VIII, Divisin 1 - Alcance

2.6.1. Definicin:

Recipientes a Presin son envases para contener presin, interna o externa.

La presin puede ser generada desde una fuente externa (Unfired) o por la aplicacin

de calor desde fuentes directas o indirectas (Fired)

2.6.2. Objetivos:

Indica requerimientos mandatorios, prohibiciones especficas y recomendaciones no

mandatorias para el diseo, seleccin de materiales, fabricacin, inspeccin,

exmenes, pruebas y certificacin de recipientes a presin

El Cdigo no incluye todos los aspectos relacionados con estas actividades.

Los aspectos no incluidos deben ser objeto de la aplicacin de criterios de ingeniera,

siempre considerando la filosofa de este cdigo.En ningn caso, se deben utilizar criterios de ingeniera para obviar los requerimientos

mandatorios y prohibiciones especficas del Cdigo.

2.6.3. Reglas para el uso del estampado ASME U

2.6.4. Presin de Diseo:

Interna o Externa mayor a 15 Psig

Generalmente hasta 3000 Psig.

Para presiones mayores, se generan desviaciones a las consideraciones planteadasen esta divisin.

Sin embargo, si las desviaciones son arregladas, y todava se cumplen con los

requerimientos de la divisin, el recipiente se puede estampar bajo esta divisin

Incluye previsiones para el diseo de dispositivos de alivio de presin requeridos por

esta divisin

Partes presurizadas incluidas

- Tuberas externas:

Conexiones soldadas: la primera junta circunferencial

Conexiones roscadas: la primera junta roscada

Conexiones bridadas: la cara de la primera brida

- Partes no presurizadas que son soldadas directamente al recipiente: orejas de

levantamiento, soportes

- Cubiertas de boquillas: Boca de visita

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- Para conexin de instrumentos, la primera superficie que se pueda sellar

Recipientes Adicionales Incluidos:

- Los siguientes recipientes en los que se genera vapor:

Evaporadores e Intercambiadores de Calor

Generadores de vapor por el uso de calor proveniente de la operacin desistemas de procesamiento de qumicos o productos petroleros

Recipientes cuyo vapor es slo para uso interno del mismo

- Recipientes sujetos a fuego directo de la combustin de combustibles, no incluidos

en las Secciones I, III y IV.

Recipientes No Incluidos:

- Aquellos incluidos en otra Seccin

- Calentadores tubulares de fuego

- Envases presurizados que son parte de equipos rotativos o reciprocantes, donde

las consideraciones o esfuerzos de diseo provienen de los requerimientos

funcionales de los equipos (bombas, compresores, turbinas)

- Sistemas de tuberas

- Componentes de tuberas (tuberas, bridas, codos, empacaduras, pernos,

vlvulas)

- Partes de componentes presurizados (strainers)

- Dispositivos varios (medidores de flujo, separadores, mezcladores)- Recipientes con presin de operacin interna o externa menor a 15 Psi|

- Recipientes que contienen agua a presin, que no exceda las siguientes

limitaciones:

Presin de Diseo: 300 Psi

Temperatura de Diseo: 210 F

- Tanques suplidores de agua caliente calentado por medios indirectos (ejemplo:

vapor), cuando no exceda las siguientes limitaciones: Calor agregado: 200000 BTU/hr

Temperatura del agua: 210F

Capacidad: 120 gal

- Recipientes cuya dimetro interno, ancho, alto o longitud diagonal, sea menor a 6

pulg

- Recipientes a presin para uso humano

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Sub-Seccin A:

- Parte UG: Requerimientos Generales aplicables a todos los recipientes

Sub-Seccin B: Requerimientos para distintos mtodos de fabricacin

- Parte UW: por soldadura

- Parte UF: forjado

- Parte UB: por soldadura de brazing (latn)

Sub-Seccin C: Requerimientos relacionados a Clases de Materiales

- Parte UCS: Aceros al Carbono y Aceros de Baja Aleacin

- Parte UNF: Materiales No Ferrosos

- Parte UHA: Aceros de Alta Aleacin

- Parte UCI: Hierro Fundido

- Parte UCL: Material con Clad planchas soldadas (Lined)

- Parte UCD: Hierro fundido dctil

- Parte UHT: Aceros ferrticos con propiedades mejoradas por tratamiento trmico

- Parte ULW: Construccin Layered

- Parte ULT: Materiales con alta resistencia a baja temperatura

Apndices Mandatorios y No Mandatarios

2.7. ASME Seccin VIII, Divisin 2 - Alcance

Esta divisin provee reglas alternativas a los requerimientos mnimos de la Divisin 1

Cubre slo recipientes que tengan las siguientes caractersticas:- A ser instalados en un sitio fijo

- Para un servicio especfico

- Control de la operacin y el mantenimiento es realizado durante la vida til del

recipiente por el usuario que prepar o gener las especificaciones de diseo

Presin de Diseo:

- Mxima: No tiene definido un lmite.

- Para presiones muy altas, se generan desviaciones a las consideraciones

planteadas en esta divisin,

Reglas para el Estampado ASME U2

2.7.1. Comparacin con la Divisin 1:

- Reglas ms restrictivas en la seleccin de materiales

- Procedimientos de diseo ms precisos

- Ciertos esquemas de diseo muy comunes en la Divisin 1 estn prohibidos

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- Procedimientos de fabricacin permitidos estn claramente definidos

- Los requerimientos de inspeccin, pruebas y ensayos no destructivos son ms

rigurosos

- Permite el uso de un mayor valor de esfuerzo permisible: Factor de seguridad

menor a la Div. 1

- El diseo debe ser realizado por un ingeniero con comprobada experiencia en el

cdigo

- Permite el diseo de recipientes sometidos a fatiga

- Indica requerimientos de diseo, fabricacin, inspeccin, pruebas y certificacin de

recipientes a presin

- Presin interna o presin externa, generalmente mayor a 10.000 Psi

- Recipientes Fired o Unfired

- Cubre slo recipientes que tengan las siguientes caractersticas:

Para un servicio especfico

Control de la operacin y el mantenimiento es realizado durante la vida til del

recipiente por el usuario que prepar o gener las especificaciones de diseo

Requerimientos aplicables a materiales utilizados en la fabricacin de recipientes

- No establece lmites mximos de presin para las otras divisiones del cdigo, ni

lmites mnimos de presin para esta divisin

- El recipiente puede ser mudado de lugar, siempre y cuando cumpla el mismoservicio para el que fue diseado

- Reglas para el uso del estampado ASME U3

- Incluye previsiones para el diseo de dispositivos de alivio de presin requeridos

por esta divisin

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3. ESPECIFICACIONES GENERALES

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3. ESPECIFICACIONES GENERALES

Documento que indica los requerimientos que deben ser cumplidos por el Contratista

en el diseo, fabricacin, inspeccin, pruebas y suministro de equipos.

Solidario con los siguientes documentos:

- Orden de Compra- Requisicin

- Hoja de Datos de Equipos o Planos de Diseo

- Planos Tpicos del Cliente

- Cdigos y Normas

- Especificaciones relacionadas

Cualquier diferencia entre estos documentos debe ser indicada por el Contratista, y el

Cliente debe decidir.3.1. Alcance

Indica los aspectos que cubren las especificaciones, y los que no cubre

3.2. Cdigos, Normas y Especificaciones

Indica las referencias nacionales e internacionales y del cliente, que debe seguir el

Contratista para cumplir el trabajo contratado

3.3. Diseo

Indica las Bases y Criterios utilizados para el diseo del equipo: Presin, Temperatura,cargas de viento, cargas de sismo, condiciones de diseo, tolerancia por corrosin,

espesores de pared permitidos, cabezales, soportes, escaleras, plataformas,

elementos internos, ekementos externos, soportes de aislamiento, tubera interna

3.4. Materiales

- Indica las preferencias que tiene el cliente en cuanto a los materiales que deben

ser usados para fabricar las distintas partes del equipo

- Limitaciones de uso- Mtodo para sustituir materiales especificados

3.5. Requerimientos de Servicio

Indica exigencias especiales para el diseo de equipos que operarn bajo condiciones

extremas: manejo de fluidos corrosivos, baja temperatura de operacin, sustancias

letales.

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3.6. Soldadura

- Indica tipo de soldadura por categora de junta

- Materiales de aporte, procesos de soldadura permitidos, exigencias para cada

proceso

- Requerimientos de radiografiado y otros ensayos no destructivos permitidos y

ensayos no permitidos

3.7. Fabricacin

- Tolerancias de fabricacin

- Ubicacin de soldaduras longitudinales y circunferenciales entre si, y con respecto

a otros elementos a ser soldados

- Precalentamiento de planchas antes del rolado

- Requerimientos para los refuerzos de conexiones

- Boquillas de procesos, de Inspeccin y Acceso: tipo de unin: bridada, roscada;

longitud externa e interna; uniones no permitidas; pernos; empacaduras.

3.8. Tratamiento Trmico Post Soldadura

- Requerimientos indiucados por el cdigo respectivo, de acuerdo al espesor y al

uso del equipo

- Exigencias de procedimientos de tratamiento

3.9. Pintura

- Exigencias de preparacin de superficie: mtodo, grado de limpieza

- SSPC-SP-5: Metal blanco

- SSPC-SP-10: Casi metal blanco

- SSPC-SP-6: Comercial

- Tipo de pintura para cada capa, de acuerdo a las condiciones ambientales:

- Fondo: rojo con plomo: xido de hierro o alqudico; cromato de zinc

- Acabado:Pintura alqudica o fenlica, del color exigido por el servicio

3.10. Aislamiento Trmico

Tipo de aislamiento que puede ser utilizado, de acuerdo a la temperatura de servicio y

al requerimiento del proceso

3.11. Placa de Identificacin

Tipo de material, ubicacin e informacin a ser indicada en la placa

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3.12. Inspeccin y Pruebas

- Cliente tiene derecho a inspeccionar el equipo en el momento que lo crea

conveniente

- La aprobacin del equipo no libera al Contratista de su responsabilidad

- Inspeccin de materiales, soldadura, tolerancias- Especificaciones de prueba hidrosttica: presin de prueba, duracin, personal

que debe presenciarla

- Otros ensayos: aplicaciones

3.13. Preparacin para despacho

- Limpieza, proteccin de superficies, proteccin de boquillas: tapones para

conexiones roscadas, planchas para conexiones bridadas

- Despacho de Internos, sillas, pernos y tuercas, partes sueltas- Identificacin

3.14. Planos de Taller

- Procedimientos para su elaboracin: tipo de planos, contenido, lista de materiales,

soldadura

- Esquemas de emisin, revisin, cambios y aprobacin para construccin

- Planos como construido: as built

3.15. Reporte de Fabricacin del Recipiente- Contenido: Planos, pruebas, resultados de inspeccin, certificados de materiales,

no conformidades, carta de prueba hidrosttica, registro de tratamiento trmico,

copia de placa de identificacin, clculos

- Inspector debe aprobar con su firma lo que corresponda

- Nmero de copias exigidas

3.16. Garantas del Equipo

- El equipo debe ser garantizado que est libre de fallas

- La garanta cubre la integridad fsica

- El Contratista debe acordar que reparar o reemplazar cualquier defecto

concerniente a la fabricacin que se presente durante el primer ao de operacin

- La reparacin la ejecutar sin costo para el Cliente

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4. CONCEPTOS BSICOS

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4. CONCEPTOS BSICOS

Equipos Mecnicos en Plantas de Procesos:

- Bombas, Compresores

- Sistemas de Tuberas

- Recipientes a Presin- Tanques de Almacenamiento

4.1. Recipientes a Presin:

Envases, generalmente cilndricos o esfricos, con capacidad para soportar cargas

internas o externas, que son utilizados para procesar y/o almacenar diferentes tipos de

fluidos

Ejemplos de Recipientes a Presin:

- Separadores de Fluidos- Filtros

- Intercambiadores de Calor Concha - Tubo

- Calentadores de Fuego Directo

- Calentadores de Fuego Indirecto

- Columnas de Fraccionamiento

- Columnas de Destilacin

- Esferas de Almacenamiento

- K.O.D.

Partes de un Recipiente a Presin:

- Cuerpo

- Cabezales, placas tubulares

- Conexiones: proceso, instrumentacin, inspeccin

- Internos: demisters, filtros, ciclones, packings, baffles, trays

- Equipos Internos: haz tubular, quemadores

- Soportes: faldn, base, sillas

- Accesorios: Escaleras, plataformas

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Recipiente Horizontal Separador Vertical

Columna De-Propanizadora Elementos Internos

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Cabezal, Conexiones y Elemento Interno

4.2. Diseo Mecnico de Recipientes a Presin

Consiste en determinar y especificar de acuerdo con las normas que rigen la materia,

todos los requerimientos que se deben cumplir durante la construccin del recipiente,

para que la operacin del mismo, en un proceso determinado, sea confiable y segura

Presin de Operacin:

Mximo valor de la presin de servicio del equipo

Presin de Diseo:

Condicin ms severa de presin y temperatura de operacin, considerando la mayor

diferencia de presin entre el interior y el exterior del equipo

Mayor valor de:- Pdiseo = Poperacin + 30 Psi

- Pdiseo = 1.1 Poperacin

Mxima Presin Permisible de Operacin (MAWP):

- Valor de la presin permisible en el tope del recipiente en su posicin de operacin

normal a la temperatura de operacin especificada para dicha presin

- Menor de los valores de presin mxima determinado en cualquier parte del

recipiente, incluyendo todas las cargas impuestas sobre el mismoTemperatura de Operacin:

Mximo o mnimo valor de la temperatura de servicio del recipiente

Temperatura de Diseo:

- Mxima: Temperatura mxima media de la pared del recipiente

Tdiseo = Toperacin + 50 F

- Mnima: Temperatura mnima media de la pared del recipiente

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Tdiseo = Toperacin

Espesores de Pared de un Recipiente

- Requerido (t):

Mnimo valor de espesor que debe poseer una parte presurizada del equipo para

soportar las condiciones de presin y temperatura de diseo

- Tolerancia por Corrosin (tca):

Valor que se agrega al espesor requerido para compensar los efectos que el fluido

manejado pudiera tener sobre el material a lo largo de la vida til del recipiente

- Diseo:

tdiseo = t + tca

- Comercial (tcomercial):

Espesor de las planchas que existen en el mercado; se obtiene aproximando por

exceso el espesor de diseo calculado (tdiseo)

Se expresan en trminos de 1/16

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5. ANLISIS DE ESFUERZOS

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5. ANLISIS DE ESFUERZOS

Alcance del anlisis de esfuerzos depende de la filosofa de diseo que se adopte:

- Diseo por Reglas:

Esquema de diseo de recipientes a presin con geometras y cargas tpicas definidas

en un Cdigo o Norma, para las cuales se establecen unos clculos sencillos, quepermiten determinar el espesor de pared de los componentes de un recipiente a

presin.

- Diseo por Anlisis:

Esquema de diseo de recipientes a presin basado en cdigos que permiten

establecer un anlisis de los esfuerzos generados por las distintas cargas aplicadas

en el recipiente.

5.1. Diseo por Reglas- Diseo, de acuerdo a ecuaciones sencillas de: cuerpo cilndricos o esfricos,

cabezales de distinta concavidad, conexiones de boquillas, sometidos a presin

interna o externa.

- Exige el seguimiento estricto de las reglas indicadas en el cdigo para dicho

recipiente.

- Diseador no se involucra en el clculo de esfuerzos ni en la definicin de valores

permisibles de esfuerzos

- Cdigos: ASME Seccin VIII Divisin 1 o BS5500

- Utilizan la Teora de Fallas de Rankine (Esfuerzo mximo principal)

- Sin embargo, estos cdigos exigen la verificacin de todas las cargas que afectan

al recipiente, y considerar en el diseo los esfuerzos que estas generan.

Ventajas:

- Simplicidad para su aplicacin

- Ha funcionado bien para la industria de la calderera: los recipientes fabricados de

acuerdo a reglas han presentado pocas fallas.

5.2. Diseo por Anlisis

- Los cdigos utilizados definen unas categoras de esfuerzos que se identifican con

elementos del anlisis de esfuerzos, que permiten la comparacin en el marco de

la Teora de Fallas de Tresca (esfuerzo cortante mximo) con esfuerzos

permisibles.

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- Estos esfuerzos permisibles dependen de la categora del esfuerzo.

- Exige el seguimiento estricto de las reglas indicadas en el cdigo para dicho

recipiente.

- Cdigos: ASME Seccin VIII Divisin 2 o BS5500 Apndice A..

Desventajas:

- Requiere experiencia en el anlisis de esfuerzos

- Mayor tiempo de diseo

- Mayor costo de ingeniera

Aspectos a considerar en el diseo:

- Para cargas mecnicas, evitar que las paredes del recipiente lleguen al lmite

plstico, con el objeto de evitar grandes deformaciones del recipiente, y la

consiguiente falla

- Evitar deformaciones plsticas repetidas, bajo cargas trmicas

CDIGO ASME SECCIN VIII DIV. 2

General(Pm)

Local(Pl)

Membrana Flexin(Pb)

Primarios(No Auto-limitantes)

Cargas Trmicas Cargas Mecnicas

Secundarios (Q)(Auto-limitantes)

Picos (F)(Cclicos)

Clasificacin de Esfuerzos

CDIGO ASME SECCIN VIII DIV. 2

General(Pm)

Local(Pl)

Membrana Flexin(Pb)

Primarios(No Auto-limitantes)

Cargas Trmicas Cargas Mecnicas

Secundarios (Q)(Auto-limitantes)

Picos (F)(Cclicos)

Clasificacin de Esfuerzos

5.3. Esfuerzos Primarios (P)

Esfuerzos normales o esfuerzos de corte desarrollados por la aplicacin de cargas, los

cuales son necesarios para satisfacer las leyes de equilibrio entre fuerzas internas y

externas, y los momentos

Caracterstica bsica: Esfuerzos no auto-limitantes

Su valor no debe exceder la resistencia a la fluencia del material, debido a que

generaran la falla del recipiente o una gran deformacin

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Categoras:

- Membrana General (Pm): Cuerpo cilndrico sometido a presin interna o a cardas

vivas

- Membrana Local (Pl): En el cuerpo, producto de cargas y momentos externos

sobre soportes o boquillas

- Flexin (Pb): Centro de cabezal plano sometido a presin

5.4. Esfuerzos Secundarios (Q)

Esfuerzos normales o esfuerzos de corte desarrollados por la restriccin de partes

adyacentes sobre la estructura o por la propia restriccin que tenga la estructura

considerada

Cargas mecnicas o expansin trmica

Caracterstica bsica: Esfuerzos auto-limitantes

Fluencia local o deformaciones menores pueden satisfacer las condiciones que

causan el esfuerzo, haciendo poco probable la falla de la estructura

Ejemplos:

Esfuerzos trmicos generales :

- Distribucin axial de temperatura en un cuerpo cilndrico

- Diferencia de temperatura entre una boquilla y el cuerpo

Flexin en discontinuidades estructurales:

- Unin cuerpo cabezal

- Unin Brida Cuerpo / Cabezal / Tubera

- Unin cuerpos de diferente dimetro o espesor de pared

5.5. Esfuerzos Picos (F)

Caractersticas bsicas:

- No son relevantes en trminos de importancia, por lo que no causan distorsiones

apreciables en la estructura

- Son repetitivosEjemplos:

- Local (Esfuerzos trmicos): Material cladding con diferente coeficiente de

expansin trmica al metal base

- En el cuerpo de un recipiente, causado por un cambio repentino de temperatura

- En una discontinuidad estructural

33 de 93


35/92


5.6. Lmites de las Categoras de Esfuerzos

- Pm < kSm (Condiciones de diseo)

- Pl < 1.5kSm (Condiciones de diseo)

- Pl + Pb < 1.5kSm (Condiciones de diseo)

- Pl + Pb + Q < 3Sm (Condiciones de operacin)- Pl + Pb + Q + F < Sa (Condiciones de operacin)

Notas:

- k= 1.0, para las siguientes cargas: presin de diseo, peso del recipiente,

contenido del recipiente, cargas externas impuestas por equipos o dispositivos

- k=1.2, para cargas de viento y cargas ssmicas

- Sm, valor de resistencia del material indicado en las tablas de Seccin II

- Sa, valor de resistencia del material que se obtiene de curvas de fatiga

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35 de 93


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6. DISEO DE RECIPIENTES A

PRESIN EXTERNA

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38/92


6. DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN EXTERNA

6.1. General

La presin causa fuerzas compresivas que generan esfuerzos de membrana

Pueden causar buckling o colapso del equipo

Factores son geomtricos:

- Presin crtica de colapso (Pc)

- Inestabilidad (lc)

Fallas por debajo de Sy

Para cilindros largos (l > lc):

2/14/1

32

)()21(14.1

)()1(

2

tddl

dtEP

ooc

oc

=

=

Ecuaciones de buckling son de dificil aplicacin en diseo

Con el objeto de simplificar el diseo, se grafican resultados de ecuaciones en funcin

de.

- Longitud

- dimetro

- espesor del cuerpo o cabezal

ASME adopt este procedimiento para casi todos sus cdigos

6.2. Clculos

6.2.1. Cilindros Do/t 10:- Se obtiene A (elongacin mnima de colapso), en funcin de Do, L y t.

Se asume t, y se calculan las relaciones L/Do y Do/t

Se entra en la Fig UGO 28.0 (A vs L/Do, con curvas Do/t)

- Se obtiene B (Resistencia del material a compresin en Psi, bajo condiciones

geomtricas dadas)

Se tienen el valor de A y la Tdiseo del recipiente

Se entra a los Diagramas de Materiales UCS 28.1 a 28.6

- Se calcula Pa con las ecuaciones (1) o (2), depende de si se puede determinar B

- Si el valor de Pa no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el

valor de t y se reinicia el proceso

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39/92


)2()(3

2;)1(

)(3

4

tD

AEP

tD

BP

o

a

o

a ==

6.2.2. Cilindros 4 Do/t < 10:- Se obtienen A y B de igual forma al caso anterior

- Se calcula Pa1 y Pa2 con las ecuaciones (1) o (2), y se selecciona el menor valor

- Si el valor de Pa seleccionado no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces

se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso

)2()1

1(5.2

;)1(0833.0)(

167.221

tD

tD

P

tD

BP

oo

a

o

a =

=

6.2.3. Cilindros Do/t < 4:

- Se obtienen A por la ecuacin (1):

- B se obtiene de igual forma al caso anterior

- Se calcula Pa1 y Pa2 con las ecuaciones (2) o (3), y se selecciona el menor valor

- Si el valor de Pa seleccionado no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces

se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso

)1()/(

1.12tDo

A=

)3()1

1(5.2

;)2(0833.0)(

167.221

tDtDP

tD

BP

oo

a

o

a =

=

6.2.4. Cilindros Do/t > 1000:

- La presin admisible del cuerpo se calcula por la siguiente ecuacin emprica

5.2)/)((

866.0

tDDL

EP

oo

=

6.2.5. Cuerpos Esfricos

- Se obtiene A por la Ecuacin (1), asumiendo el valor de t

- Se obtiene B (Resistencia del material a compresin en Psi, bajo condiciones

geomtricas dadas)

Se tienen el valor de A y la Tdiseo del recipiente

Se entra a los Diagramas de Materiales UCS 28.1 a 28.6

- Se calcula Pa con las ecuaciones (2) o (3), depende de si se puede determinar B

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40/92


- Si el valor de Pa no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el

valor de t y se reinicia el proceso

)1()/(

125.0

tRA

o

=

)3()(

0625.0;)2()( 2t

R EPt

RBP oa

o

a ==

6.2.6. Cabezales

- Esfricos: Igual a procedimiento de Cuerpos esfricos

- Elpticos 2:1: Se supone Ro = 0.9 Do, y se repite el procedimiento para cuerpos

esfricos

- Toriesfricos ASME: Se supone Ro = Do, y se repite el procedimiento para

cuerpos esfricos- Cnicos: Se ejecuta el mismo procedimiento al cuerpo cilndrico, con los

siguientes clculos previos:

- El espesor viene dado por te = t Cos

- La longitud viene dada por Le= (L/2) (1+Ds/Dl). Siendo L la longitud del cono,

Ds el dimetro externo menor del cono y Dl el dimetro externo mayor

- El dimetro externo Do es Dl

6.3. Anillos Rigidizadores- Espesor t de un cuerpo sometido a presin externa puede ser reducido

disminuyendo la longitud efectiva del mismo, mediante anillos

- Anillos permiten rigidizar el cuerpo, otorgndole de esta manera una mayor

capacidad para soportar cargas externas

- Se recomienda instalar los anillos, de tal manera que se divida la longitud efectiva

del recipiente en partes iguales

- Los anillos tambin se utilizan para disminuir los esfuerzos en recipientes

horizontales largos soportados en dos sillas.

- Los anillos pueden ser instalados tanto en la parte externa como en la parte

interna del cuerpo, de acuerdo a la conveniencia de su instalacin.

- El diseo de los anillos se basa en el momento de inercia que aportan al cuerpo

que van a fortalecer.

39 de 93


41/92


- Preferiblemente se deben utilizar planchas. Los perfiles estructurales generan

problemas en el doblado y en su ajuste a la forma del cuerpo.

- Soldadura de anillos: Se puede soldar al cuerpo en forma continua o intermitente

- El momento de inercia del anillo es determinado por las ecuaciones (1) y (2)

donde:

- Is... momento de inercia requerido para la seccin transversal del anillo, pg4

- Is... momento de inercia requerido para la seccin transversal del anillo, que

incluye el momento de inercia de una seccin que aporta el cuerpo, pg4. El

ancho wde la seccin del cuerpo viene dada por: 1.10 (Do/t)0.5

- L... la suma de la mitad de la longitud a cada lado del anillo, desde su lnea

central

- As... rea transversal del anillo, pg2

- t... espesor mnimo requerido del cuerpo, pg

)2(14

)(;)1(

9.10

)(

2

0

2

0A

L

AtLD

IA

L

AtLD

I s

ss

ss

ss

s

+=

+=

6.3.1. Procedimiento:

- Seleccionar el tipo de anillo, y calcular el rea transversal As

- Determinar Ls, en funcin de la configuracin definitiva seleccionada para el

cuerpo: Nmero de anillos y ubicacin- Calcular el momento de inercia del anillo I, o del anillo ms el ancho de la seccin

del cuerpo I

- Calcular Is e Is

- El valor de A viene dado por el siguiente procedimiento:

- Calcular factor B de resistencia del material a compresin por (1)

- El Factor A se obtiene utilizando los valores de B y la temperatura de diseo en

las tablas UCS28.1 a 28.6. Si A < 2500 Psi, entonces A se obtiene de la

ecuacin:A=2B/E . E es el mdulo de Young en Psi

- Si I Is o I IsClculo es adecuado. Si no, debe ser incrementado Io I.

)1(

)(4

3

s

s

o

L

At

PDB

+=

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42/92


41 de 93


43/92


7. DISEO DE RECIPIENTES A

PRESIN INTERNA

42 de 93


44/92


7. DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN INTERNA

7.1. Esfuerzos por Presin Interna

Ecuacin de Navier en Elasticidad Lineal

0)()(

0)(

2

,,

=+++

=+++

Biuu

Buu ikikjji

Relacin Esfuerzo - Deformacin

)(2

1,, ijjiij uu +=

Ecuacin Constitutiva

kkijijij += 2

Ecuaciones de LamEsfuerzos Radiales

222

2122

22

22

12

)(

)(

rab

PPba

ab

PbParr

=

Esfuerzos tangenciales o circunferenciales (hoop stress)

222

2122

22

22

12

)(

)(

rab

PPba

ab

PbPa

+

=

Esfuerzos Longitudinales

22

22

12

ab

PbPazz

=

43 de 93


45/92


46/92


Comparacin de es fuerzos circunferenciales en e l es pesor

de pared. R= 72 pg, t= 1pg

17.850

17.900

17.950

18.000

18.050

18.100

18.150

18.200

18.250

72,0 72,2 72,4 72,6 72,8 73,0

Radio del recipiente (pg)

(Lpc)

Ecuacin de Lam

MEC- Modelo 1

MEC- Modelo 2

Comparacin de esfuerzos circunferenciales en el

espesor de pared. R= 72 pg, t= 36 pg

400

450

500

550

600

650

700

72 76 80 84 88 92 96 100 104 108

Radio del recipiente (pg)

(Lpc)

Ecuacin de Lam

MEC- Modelo 1

MEC- Modelo 2

7.4. Espesor de Pared por ASME

7.4.1. Cuerpos Cilndricos


- Clculo de espesor requerido (t) excluyendo corrosin

- Vlida para: t 0.5 R y P 1.25 SEc

PSE

PRt

c 4.02 +=

Donde:

- P... Presin de diseo, Psi

- R... Radio interno del recipiente, pg

- S... Valor mximo de esfuerzo permisible, Psi

45 de 93


47/92


- Ec... Eficiencia de junta circunferencial

7.4.2. Cuerpos Esfricos

Esfuerzos tangenciales

- Clculo de espesor requerido (t) excluyendo corrosin

- Vlida para: t 0.356 R y P 0.665 SE

PSE

PRt

2.02 =

Donde:

- P... Presin de diseo, Psi

- R... Radio interno del recipiente, pg

- S... Valor mximo de esfuerzo permisible, Psi

- E... Eficiencia de junta

7.4.3. Cabezales

Elpticos 2:1 (h=D/4)

PSE

PDt

2.02 =

Toriesfricos ASME (h D/6)

- Rad. interno corona (L)=Dim. ext. cabezal (Do)

- Radio Empalme (r) = 6% L

PSE

PLt

1.0

885.0

=

Cnicos

- D...Dimetro interno del cabezal en el punto bajo consideracin, pg

- ... Mitad del ngulo del cono. 30.

CosPSE

PDt

)6.0(2

=

Planos

- d... Dimetro interno del cuerpo, pg

- C... Factor que depende del mtodo de conexin del cabezal, de las dimensiones

del cuerpo y del tipo de construccin del cabezal. Fig UG-34 del ASME VIII. Div.1

ES

PCdt=

actualt

tmmC == ;33.0

46 de 93


48/92


7.5. Prueba Hidrosttica

- Los recipientes o equipos deben ser objeto de una prueba hidrosttica

- Se debe lograr que todas las partes presurizadas estn sometidas a una presin

mnima de 1.3 veces la mxima presin permisible de trabajo o la presin de

diseo- La presin de prueba debe ajustarse a la temperatura de diseo:

diseoTS

cahidrosttipruebaTSMAWPP

diseoTS

cahidrosttipruebaTSPP

ph

ph

@

@3.1

@

@3.1

=

=

47 de 93


49/92


8. DISEO DE RECIPIENTES

HORIZONTALES

48 de 93


50/92


8. DISEO DE RECIPIENTES HORIZONTALES

8.1. General

- Los recipientes a presin horizontales estn apoyados en dos sillas

- Estas sillas estn ubicadas cerca de los extremos del equipo

- Cargas:

- Presin Interna o Presin Externa

- Reacciones de las Sillas

- Cargas de Viento o Cargas Ssmicas

- Cargas de Impacto

- Clculos se realizan mediante el mtodo de Zick, publicado en 1951 por L.P. Zick

- Recomendado por el cdigo ASME y el cdigo BS5500

- Utilizado por la mayora de fabricantes y diseadores- Ha sido comparado con otros mtodos de anlisis y resultados experimentales, y

ha dado buenos resultados

- Excepcin: esfuerzos circunferenciales en el contacto cuerpo sillas en el extremo

de las sillas

8.2. Diagrama

8.3. Modelo

- Viga de seccin circular apoyada en dos puntos

- Diferencias relevantes.

- Condiciones de carga dependen del volumen de fluido contenido

- Esfuerzos dependen de la configuracin fsica de las sillas (puntos de apoyo)

- Sobre el recipiente existen diferentes cargas distintas al peso

49 de 93


51/92


8.4. Esfuerzos

- Adicionales a los esfuerzos ocasionados por presin, el equipo debe resistir los

siguientes esfuerzos generadospor la reaccin de las sillas:

- Longitudinales:

- Plano de las sillas

- Centro del recipiente

- Tangenciales de Corte

- Cuerpo

- Cabezales

- Circunferenciales

- Extremo de las sillas

- Fondo del equipo

8.5. Diagrama de Momento Flector

Momento Flector

en las Sillas (M1)

Momento Flector

en el Centro (M2)

L/2 L/2

8.6. Esfuerzos Longitudinales

8.6.1. Plano de Sillas

tRK

L

HAL

HR

L

A

AQ

s2

22

13

41

21

1

+

+

=

50 de 93


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8.6.2. Centro del Equipo

tR

L

A

L

HL

HRLQ

ctr2

2

22

1

4

3

41

21

4

+

+

=

8.6.3. Permisibles a Tensin:

- K = K1

- Si el cuerpo est rigidizado K = 3.14

cll

clPIll

SEt

RPSE

+=

+=

21

1

8.6.4. Permisibles a Compresin:- K = K1

- Si el cuerpo est rigidizado K = 3.14

- Si t/R 0.005 l a compresin no es relevante

+=

R

t

R

tE

o

S

l

YPIlll

3

200

229

2

1

1

8.7. Esfuerzos Tangenciales

8.7.1. A> R/2

- Esfuerzos en el Cuerpo

- K2 para cuerpo no rigidizado

- K3 para cuerpo rigidizado

- 2 0.8 S

+

=HL

AL

tR

QK

3

4

222

+

=HL

AL

tR

QK

3

4

232

51 de 93


53/92


8.7.2. A R/2- 2 0.8 S

- 3 + PI 1.25 S

- t= t + twp

tR

QKCuerpoelEn

42 =

cabtR

QKCabezalesEn

42 =

cabtR

QKCabezalesensAdicionale

53 =

8.8. Esfuerzos Circunferenciales

8.8.1. Deformacin Radial

R

.

8.8.2. En Extremos de Sillas

- L 8R

2

64

2

3

)56.1(4 t

QK

tRbt

Q +

=

- L < 8R

2

64

12

)56.1(4 tL

RQK

tRbt

Q +

=

- 4 1.5 S

8.8.3. En Fondo del Cuerpo

- 5 0.5 Sy

)56.1(

75

tRbt

QK

+=

52 de 93


54/92


8.9. Influencia de Ubicacin de Sillas

1000

3000

5000

7000

10 20 30 40 50 60 70

Longitud (pies)

(L

pc)

Zick

MEC

Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 0.5

X

Y

Z

X

0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 160. 180. 200. 220. 240. 260. 280. 300. 320.

Y

0.

20.

40.

60.

80.

100.

120.

140.

5123.

4804.

4486.

4167.

3848.

3530.

3211.

2892.

2574.

2255.

1936.

1618.

1299.

980.5

661.9

343.2

24.59

V1

OutputS et: PLACE LEGEND HERE :LOAD

Deformed (0.117): Total Transla tion

Contour: PATRAN Node Output 1

.


X

Y

Z

X

0.20.40.60.80.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.

Y

0.

20.

40.

60.

80.

100.

120.

140.

5123.

4804.

4486.

4167.

3848.

3530.

3211.

2892.

2574.

2255.

1936.

1618.

1299.

980.5

661.9

343.2

24.59

V1

OutputSet: PLACE LEGEND HERE : LOADDeformed(0.117): Total TranslationContour: PATR AN Node Output1


53 de 93


55/92


1000

6000

11000

16000

21000

10 20 30 40 50 60 70

Longitud (pies)

(

Lpc)

Zick

MEC


X

Y

Z

X

0. 15. 30. 45. 60. 75. 90. 105. 120. 135. 150. 165. 180. 195. 210. 225. 240. 255. 270. 285. 300.

Y

0.

15.

30.

45.

60.

75.

90.

105.

120.

135.

9571.

8976.

8382.

7787.

7192.

6598.

6003.

5409.

4814.

4219.

3625.

3030.

2435.

1841.

1246.

651.4

56.79

V1

OutputSet: PLACE LEGEND HERE : LOADDeformed(0.0489): Total TranslationContour: PATR AN Node Output1


X

Y

Z

X

0.15.30.45.60.75.90.105.120.135.150.165.180.195.210.225.240.255.270.285.300.

Y

0.

15.

30.

45.

60.

75.

90.

105.

120.

135.

9571.

8976.

8382.

7787.

7192.

6598.

6003.

5409.

4814.

4219.

3625.

3030.

2435.

1841.

1246.

651.4

56.79

V1

OutputSet: PLACE LEGEND HERE : LOADDeformed(0.0489): Total TranslationContour: PATRAN Node Output1


54 de 93


56/92


0

2000

4000

6000

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

ngulo de Contacto ()

(

Lpc)

Zick

MEC

Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo L = 40 pies

X

Y

Z

X

0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.100.110.120.130.140.150.160.170.180.

Y

0.

10.

20.

30.

40.

50.

60.

70.

80.

90.

100.

110.

120.

130.

140.

1398.

1312.

1227.

1141.

1056.

970.1

884.6

799.

713.4

627.8

542.3

456.7

371.1

285.5

200.

114.4

28.82

V1

OutputSet:PLACE LEGEND HERE : LOADDeformed(0.0167):Total TranslationContour: PATRAN Node Output1

Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo = 180

55 de 93


57/92


9. DISEO DE RECIPIENTES

VERTICALES

56 de 93


58/92


9. DISEO DE RECIPIENTES VERTICALES

9.1. General

Cargas:

Presin Interna o Presin Externa

Esttica de Fluido

Viento o Sismo

Peso Propio

Excntricas

Esfuerzos longitudinales importantes

Normas Complementarias:

ASCE 7 1995

UBCPDVSA J-222

COVENIN

Condiciones del recipiente:

Ereccin

Operacin

Prueba Hidrosttica

Arranque

9.2. Presin Interna / Externa

Esfuerzos Circunferenciales

t

RPc =


t

RPl

2=

9.3. Carga Esttica del Fluido

Fluido genera esfuerzos similares a la presin:

HgPfluido 000145.0=

donde:

- Pfluido: presin del fluido (Psi)

- : Densidad del fluido (kg/m3)

57 de 93


59/92


- g: Aceleracin de la gravedad. 9.81 m/s2

- H: Altura de fluido sobre el punto de elevacin (m)

Esfuerzos:

t

RPfluidocfluido =

t

RPfluidocfluido

2=

9.4. Viento

9.4.1. Modelo utilizado:

- Viga de seccin circular empotrada en un extremo

- Sometida a un sistema de cargas distribuidas constantes por tramos

- Cargas son una funcin de H y del dimetro

9.4.2. Norma:

- ASCE 7 1995: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

9.4.3. Clasificacin:

- No Flexibles: H/D < 4 o T < 1 seg

- Flexible: H/D 4 o T 1 seg

9.4.4. Fuerza de Viento

No Flexible:

Fi = qzi G CfAi

Flexible:

Fi = qzi GfCfAi

- Fi : Fuerza de diseo del viento en cada seccin i del recipiente (lbf)

- qzi:Presin de velocidad evaluada a una altura Z respecto a tierra (lbf / pie 2)

- G: factor de rfagas de viento para recipientes no flexibles

- Gf: factor de rfagas de viento para recipientes flexibles

- Cf : Coeficiente de Forma del recipiente

- Ai: rea proyectada del recipiente (pie2

)9.4.5. Velocidad de Presin

Clculo de qzi :

qzi = 0.00256 Kzi Kzti V2

- Kzi : Coeficiente presin de velocidad evaluado a la altura z.

Depende del tipo de exposicin a la que estar sometido el equipo: A, B, C o D

Tabla 6-3 ASCE 7-95

58 de 93


60/92


- Kzti:Factor topogrfico. Figura 6-2

Kzti= (1 + k1 K2 k3)2

- V: Velocidad del viento @ 10 m de altura (mph)

- : Factor de Importancia de la estructura.

Se define en funcin del uso o de las consecuencias de una falla de la estructura

9.4.6. Clasificacin de Exposicin

Tipo A:

Centros Urbanos: 50% de construcciones con h> 20 m

reas cercanas: entre 800 m o 15 Hequipo, mayor valor

Tipo B:

reas Urbanas, Sub Urbanas: Hpromedio = 10 m


Tipo C:

Planicies, sabanas y campos abiertos, con H< 10 m

Tipo D:

reas Costeras, sin obstrucciones


9.4.7. Categoras de la Estructura

Categora 1:

Construcciones o estructuras con baja probabilidad de presencia humana en momento

de falla

Categora 2:

Edificaciones no cubiertas por las otras tres categoras

Categora 3:

Edificaciones que contengan suficiente cantidad de sustancias txicas o explosivas,

que puedan ser peligrosas para el pblico

Categora 4:Estructuras de Servicios Esenciales en Emergencias: Hospitales, Estaciones de

Bomberos, Centros de Rescate

9.4.8. Rfagas de Viento (G o Gf):

Recipientes No Flexibles (G):

- Exposicin: A o B: 0.8

- Exposicin: C o D: 0.85

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Recipientes Flexibles (Gf):

- Clculo con base en un anlisis que incorpore las propiedades dinmicas del

equipo

Cf: Tabla 6-7

rea proyectada(Ai):

Ai=Doi Cefect Li:

- Doi: Dimetro externo del equipo (pies)

- Cefect: Factor de obstculos

- Li: Longitud de la seccin evaluada del equipo (pies)

Rango CefectDo < 36 1.50

36 Do < 60 1.40

60 Do < 84 1.3084 Do < 104 1.20

Do 104 1.18

9.4.9. Esfuerzos:

- Longitudinales nicamente

- Mviento = f ( Fi, zi)

- Esfuerzos disminuyen a medida que se aumenta la altura del punto de evaluacin

I

cMvientovientol

=

30

0

Rt

RMvientovientol

=

20

4

Dt

Mvientovientol

=

9.5. Sismo

9.5.1. Modelo utilizado:

- Viga de seccin circular empotrada en un extremo

- Sometida a un sistema de cargas distribuidas

9.5.2. Mtodos de Anlisis:

- Esttico Equivalente:Peso Uniforme: Cargas distribuidas en forma triangular

Peso No Uniforme: Fuerzas horizontales son funcin del peso de cada sector del

equipo

- Dinmico

9.5.3. Seleccin del Mtodo:

- Altura total del equipo

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- Grado de riesgo de la instalacin

- Comportamiento del terreno ante un sismo

9.5.4. Norma:

- ASCE 7 1995: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

9.5.5. Fuerza Lateral (V):V = Z K C S Wequipo

- Z: Coeficiente de Localizacin Geogrfica

- : Factor de Importancia. = 1.15 o =1.00

- K: factor de Fuerza Horizontal. K=1.33

- C: Factor de Flexibilidad de la Estructura

- S: Factor de Suelo

- Wequipo: Peso del Equipo, considerando el peso propio y el peso del fluidocontenido (Lbf)

Factor de Localizacin Geogrfica

Zona Ssmica Z

4 1

z3

2 3/8

1 3/16

0 1/8

9.5.6. Factor de Flexibilidad de la Estructura

TC

15

1==

==n

i ii

n

i ii

fgT

1

1

2

2

t

D

D

HT

2

0000265.0

=

- T: Perodo de vibracin de la estructura (seg)

- i: fuerza distribuida por seccin (lbf/pie)

- i : Deflexin con respecto a la vertical de cada seccin (pies)- f i: fuerza concentrada lataral por seccin (lbf/pie)

- g: aceleracin de la gravedad: 32.2 pie/s2

- H: Altura total del equipo (pies)

- D: Dimetro del equipo (pies)

- : Peso total del equipo por unidad de altura (lb/pie)

- t: espesor de pared del equipo (pulg)

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9.5.7. Factor de Suelo:

- Tipo S1: Suelos rocosos; condiciones de suelo rgido

- Tipo S2: Suelos con depsitos o arcillas duras no cohesivas

- Tipo S3: Suelos con arenas y arcillas de rigidez suave a media

Tipo de Suelo S

S1 1.0

S2 1.2

S3 1.5

9.5.8. Valores lmites de los Factores

- C mximo : 0.12

- (KC) mnimo: 0.12

- (KCS) mximo :

0.23 para Zona Ssmica 3 o 4, y suelo S30.29, para los otros casos

- (CS) mximo :

0.11 para Zona Ssmica 3 o 4, y suelo S3

0.14, para los otros casos

9.5.9. Distribucin de la Fuerza Lateral:

- Si T > 0.7 seg se considera que parte de V se traslada al extremo superior del

equipo, y se denomina Ft.

Ft = 0.07 TV

Ft mximo = 0.25 V

- Si T 0.7 seg se considera que Ft = 0

9.5.10.Momento de Volcamiento - Peso Uniforme:

2

2)()(H

ZFVZq t= )(

3)2(

3)(

2

3

tt FVH

ZZVFV

HZM ++=

- Q(Z): Fuerza distribuida (lbf / pie)- M (Z): Momento de volcamiento en el punto z de evaluacin (lbf pie)

- Z: altura de evaluacin (pies)

- H: altura total del equipo (pies)

9.5.11.Momento de Volcamiento - Peso No Uniforme:

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=

=n

i

ii

xxx

h

hFtVF

1

)(

+==

n

xixiixtx hhFhHFF )()(

- Fx: Fuerza concentrada en la seccin en evaluacin (lbf)

- Wx: carga distribuida en la seccin en evaluacin (lbf/pie)

- hx: altura de aplicacin de carga Fx (pies)

- Wi: carga distribuida en cada seccin i en la que se dividi el equipo (lbf/pie)

- Fi: Fuerza concentrada en cada seccin i en la que se dividi el equipo (lbf)

- hi: altura de aplicacin de carga Fi (pies)

- Mx: Momento de volcamiento en la seccin en evaluacin (lbf pie)

- H: altura total del equipo (pies)

Esfuerzos:

- Esfuerzos Longitudinales nicamente- Msismo = f ( Fi, Z)

- Esfuerzos disminuyen a medida que se aumenta la altura del punto de evaluacin

I

cMsismosismol =

3

0

0

Rt

RMsismosismol

=

2

0

4

Dt

Msismosismol

=

9.6. Cargas Excntricas

- Sistemas de tuberas u otros equipos pueden generar cargas excntricas en el

equipo, si son aplicadas en un eje distinto a su eje axial

- Esfuerzos similares a los generados por viento o sismo

ECM ee = 20

.4

Dt

Meexcntl

=

Ce: Carga excntrica (lbf)

E: Brazo de aplicacin de carga (pies)

9.7. Peso

- El peso del equipo genera esfuerzos de compresin longitudinales, los cuales

dependen de la altura de la seccin evaluada

m

xpesol

Dt

W

=

Wx: Peso de la seccin del cuerpo arriba del punto en evaluacin (lbf)

9.8. Vibraciones

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- Velocidad del viento ocasiona vibraciones en los recipientes verticales

- T debe ser limitado, ya que se pudieran presentar fallas por Fatiga

- Perodo de Vibracin mximo:

gV

HWT 80.0max =

V: Carga lateral (lbf)

g: aceleracin de gravedad: 32.2 pie/s2

W: Peso Total del equipo (lbf)

H: Altura total del equipo (pies)

9.9. Cargas Combinadas

- El equipo debe ser evaluado para:

Todas las cargasTodas las condiciones en las que se puede encontrar.

- Se considera que las condiciones de diseo de viento y de sismo no suceden

simultneamente, por lo que se selecciona el valor de esfuerzo mayor

- Aplicando el principio de superposicin de efectos de cargas:

PfluidocPIcc +=pesolexclsismovientolPfluidolPIll += /

9.10. Esfuerzos Permisibles- Se generan esfuerzos a tensin y esfuerzos a compresin

- Se requiere la comparacin con los respectivos valores de resistencia del material:

Tensin: mximo 1.2 SE

Compresin: mximo B

- El cdigo ASME permite incrementar el valor de la resistencia del material a

tensin en un 20%, nicamente cuando se considere los efectos del viento o del

sismo

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10. SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN

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10. SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN

10.1. General

Dispositivos que se abren a una determinada presin, para permitir el paso de

suficiente cantidad de fluido que permita prevenir que la presin en el equipo, exceda

la mxima sobrepresin permitida por encima de la presin de diseo o la MAWP.

Cada cdigo de equipos tiene su propios requerimientos de diseo de dispositivos de

seguridad

API RP 520

API RP 521

Procedimiento de diseo:

- Determinar las fuentes potenciales de sobrepresin

- Calcular la rata de flujo que debe ser liberada para mantener la presin dentro delos lmites permitidos

- Seleccionar el dispositivo de alivio ms apropiado

Cdigos especifican todo lo relacionado con estos dispositivos:

- Diseo

- Manufactura

- Certificacin de capacidad

- Seleccin

- Aplicacin

10.2. Clasificacin:

10.2.1.Retornan a la posicin de cerrado:

- Vlvulas de alivio de presin con Resorte Precargado (Secciones I, IV, VIII, X)

- Vlvulas de alivio de presin Operada por Piloto (Sec VIII, X)

- Vlvulas de alivio de presin actuada desde el exterior de la vlvula: sistemas

electricos, neumticos o hidraulicos (Secc. I)10.2.2.No retornan a la posicin de cerrado:

- Discos de ruptura (Secciones VIII, X; Seccin I lo permite + vlvula de retorno

automtico)

- Vlvulas de alivio de presin de retorno manual (Seccin VIII)

- Pin de ruptura a tensin (Seccin VIII)

- Pin de ruptura a compresin (Seccin VIII)

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10.3. Capacidad de Alivio

Definicin:

La rata de flujo que debe ser liberada del equipo durante la condicin de emergencia

para mantener un valor seguro de presin

Fuentes de energa que deben ser evaluadas:

Calor, fuego, reaccin qumica, trabajo mecnico

Fuentes de flujo que deben ser evaluadas:

Compresores, bombas, mal funcionamiento de vlvulas de control, vlvulas

reguladoras en posicin abierta, activacin de vlvulas de bloqueo, fallas en algn

interno

Caso de diseo:

Se determina el peor caso que pueda suceder, y se disea el sistema de alivio de

presin para el mismo

10.4. Presin del Sistema de Alivio (P*)

10.4.1.ASME Seccin I:

- Una vlvula: P* MAWP

- Ms de una vlvula: P* hasta 103 % de MAWP

10.4.2.ASME Seccin VIII Div. 1 y 2:

- General: P* MAWP

- Varios dispositivos de alivio:

- Una vlvula: P* MAWP

- Vlvulas adicionales: P* hasta 105 % de MAWP

- Dispositivos extras contra fuego: Hasta 110 % de MAWP

- Dispositivos para proteger equipos de almacenamiento de gas comprimido licuado

(Div. 1): P* MAWP

10.5. Sobrepresin Permitida10.5.1.ASME Seccin I:

- Pmxima: 106% de PD o de MAWP


- General: Pmxima 110 % de PD o de MAWP o ms 3 psi, el mayor valor

- Varios dispositivos de alivio: Pmxima 116 % de PD o de MAWP o ms 4 psi, el

mayor valor68 de 93


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- Dispositivos extras contra fuego: Pmxima 121 % de PD o de MAWP


(Div. 1): Pmxima 120 % de PD o de MAWP

10.6. Tolerancia de P*

10.6.1.ASME Seccin I:

- Para P* 70 psi 2 % de P*

- Para 70 psi < P* 300 psi 3 % de P*

- Para 300 psi < P* 1000 psi 10 psi respecto a P*

- Para P* > 1000 psi 1 % de P*


- Para P* 70 psi 2 % de P*

- Para P* > 70 psi 3 % de P*


(Div. 1): - 0 % de P* + 10 % de P*

10.7. Vlvulas de Alivio de Presin

10.7.1.Guas de Instalacin:

- Deben ser instaladas lo ms cerca posible del equipo que est protegiendo

- rea de flujo de la boquilla debe ser igual al rea disponible de la vlvula- Posicin vertical

- La lnea de descarga debe tener una conexin de drenaje

- No se deben colocar vlvulas entre la VAP y el equipo, pero pueden existir

excepciones

- ASME Seccin I: Dirige al ASME B31.1 Power Piping, que tiene el Apndice II -

No Mandatorio: Rules for the Design of Safety Valve Installations

- ASME Seccin VIII Div. 1: Dirige al Apndice M No Mandatorio Installations and

Operations

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11. MATERIALES

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11. MATERIALES

11.1. General:

- Sistemas de designacin: ASTM, AISI, ASME, SAE

- ASME adopta la designacin del material de ASTM:Plancha ASTM-A-516-70 vs

SA-516-70

- Contenido de una Especificacin de Materiales:

- Proceso de manufactura, tratamiento trmico, Condicin de la superficie,

Composicin qumica, Pruebas, Identificacin

- Certificado del Material: Compromiso del Vendedor (fabricante) con el Comprador

11.2. Seccin II Materials del Cdigo ASME

- Part A: Ferrous Material Specifications

- Part B: Nonferrous Material Specifications

- Part C: Specifications for Welding Rods, Electrodes and Filler Metals

- Part D: Properties (Customary)

- Part D: Properties (Metric)

11.3. Parte D:

Informacin:

- Composicin Nominal, St, Sy, especificacin y grado o tipo

Mximo Valor Permisible de Esfuerzos (S)- Se reporta en KSI (103 Psi), y se obtiene S= St/3.5, donde St es la

resistencia mxima del material

- Depende de la temperatura de diseo

Propiedades Fsicas

- Coeficiente de expansin trmica, mdulo de Young, conductividad trmica,

relacin de Poisson

Cartas de presin externa11.4. Seleccin de Materiales

- Compatibilidad con el fluido

- Resistencia a las condiciones de presin y temperatura

- Costo

- Disponibilidad en el mercado:

Cantidad

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Tiempo de Entrega

- Rango de espesores manejabels

11.5. Tipos de Materiales

- Planchas

- Tuberas y Fittings- Piezas Forjadas

- Pernos y Esprragos

- Tuercas y Arandelas

- Barras

- Piezas Fundidas

11.6. Gua de Seleccin - Planchas

Especificacin AplicacinSA-516-70

-20 F a 775F

-21 F a 49 F: Requiere Sharpy SA-20SA-285-C 32 F a 775F, pero para t < 11/16

SA-283-CRecipientes a Presin sin Cdigo

Tanques de Almacenamiento

SA-36Acero estructural

Se usa en tanques de almacenamiento

11.7. Gua de Seleccin Tuberas / Fittings

Especificacin AplicacinSA-106-B/

SA-234-WPB

-20 F a 775F

Sin costuraSA-53-B/

SA-234-WPB

Servicio general (mejor sin costura)

60 F a 660FSA-333-B/

SA-420-WPL8

Bajas Temperaturas -150 F a -21F

(3-1/2 % Ni)

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11.8. Gua de Seleccin Piezas Forjadas

Especificacin Aplicacin

SA-105 -20 F a 775FSA-181 Cl.80

y Cl 70

Servicio general

5 F a 775F

SA-350-LF3Bajas Temperaturas -150 F a 4F

(Baja aleacin)

SA-182-F1Altas Temperaturas 775 F a 1100F

(Baja aleacin)

11.9. Gua de Seleccin Pernos / Tuercas

Especificacin AplicacinSA-193-B7 /

SA-194-2H -20 F a 850FSA-307-B /

SA-307

Servicio general

60 F a 450F

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12. CONEXIONES

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12. CONEXIONES

12.1. Clasificacin

12.1.1.Funcin

Procesos:

Entrada y salida de fluidos

Drenajes

Instrumentacin:

Manmetros y Termo Pozos

Vlvula de Alivio

Medidor de Nivel (Level Glass)

Control de Nivel

Interruptores de Nivel o de Presin

Inspeccin:

Bocas de Visita

Bocas Desmontables

Bocas de Mantenimiento o Montaje

12.1.2.Tipo de Conexin

Bridadas: (Dimetro 2)

- Diseo de la brida: De acuerdo a ASME B16.5 (Hasta NPS 24) o ASME B16.47

(NPS 26 NPS 60). Tipos de Bridas: Welding Neck WN (Cuello soldable); Slip

on SO; Lap Joint; Socket Weld SW (Enchufe); Threaded (Roscada); Blind

(Ciega)

- Cara: Raised Face (RF), Flat Face (FF), Ring Joint (RTJ)

- Clases o Rating: 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500

Roscadas: (Dimetro < 2)

- Half Coupling o Coupling- Clases o Rating: 1500, 3000 y 6000

Soldadas: Tuberas unidas por soldadura a tope

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ASME B16.5: Rating de Bridas - MAWP (Psi)

ClaseF 150 300 400 600 900 1500 2500

-20 a 100 285 740 990 1480 2220 3705 6170

200 260 675 900 1350 2025 3375 5625

300 230 655 875 1315 1970 3280 5470

400 200 635 845 1270 1900 3170 5280500 170 600 800 1200 1795 2995 4990

Material Grupo 1.1: A-105, A-216WCB, A515-70, A-516-70, A-350-LF2, A-537-CL1

12.1.3.Forma

Circular:

Eje de Boquilla coincide con el centro del recipiente

Tpica configuracin en recipientes a presin

Elptica:

Eje de la boquilla no pasa por el centro del recipiente

Tpica en Medidores de Nivel o Controladores de Nivel en recipientes horizontales

Obround (Ranura):

Seccin rectangular cerrada en sus extremos por dos secciones semi - circulares

12.1.4.Tamao: Cuerpos Cilndricos

No existen limitaciones

Reglas UG-36 a UG-43 aplican para:

- Equipos i 60

boq (rec / 2)

Mxima boq 20

- Equipos i > 60

boq (rec / 3)

Mxima boq 40

Si no se cumplen los lmites adems se deben cumplir Reglas Suplementarias 1-7

12.1.5.Tamao: Cuerpos Esfricos y Cabezales

No existen limitaciones

Si boq > (rec / 2) no se deben utilizar cabezales.

Opciones:

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- Secciones Cnicas

- Conos con radios de empalme adecuados

- Secciones curvas contrarias

Boquillas de Inspeccin

Tamao Requerimientos Mnimos del ASME

i 12 2 conexiones roscadas =0.7512 3/8

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- Conexiones roscadas:

agujero 2.375

Basado en el suministro de material para compensar el material extraido por la

instalacin de la boquilla

No se requiere reemplazar todo el material extraido.

Se consideran los siguientes aportes:

- Espesor adicional de la plancha del cuerpo o cabezal

- Espesor adicional del cuello de la conexin

- Proyeccin interna del cuello

- Soldaduras

Lmites de las dimensiones del refuerzo:

- Distancia medida entre la lnea central de la conexin y el extremo del refuerzo

(X) Mayor Valor:

X d

X d/2 + tboq + tcuerpo /cabezal

- Distancia medida entre la pared externa del recipiente y el extremo superior del

refuerzo o entre la pared externa del recipiente y la proyeccin interna del cuello

(Y) Menor valor:

Y 2.5 tcuerpo /cabezal

Y 2.5 tboq

El rea extraida (A):

A = d trF + 2 tn tr F (1-fr1)

- d: dimetro de tubera en condicin corroda (pg)

- tr: Espesor requerido del cuerpo o cabezal (pg)

- F: Factor de correccin de esfuerzos con respecto al eje del equipo

- tn: Espesor de tubera (pg)

- fr1=Sn/Sv; para conexiones insertas en parad- fr1= 1.0; para conexiones a tope con pared de equipo

- Sn : Resistencia del material de la tubera

- Sv: Resistencia del material del cuerpo o cabezal

El rea de aporte (Ai): debe ser mayor o igual al rea extraida (A):

Ai = A1 + A2 + A3 + A4

- A1 : Aporte de cuerpo o cabezal (pg2)

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- A2 : Aporte de tubera (pg2)

- A3 : Aporte de proyeccin interna (pg2)

- A4 : Aporte de soldadura (pg2)

Si Ai < A Se requiere Refuerzo

Se recalcula Ai:Ai = A1 + A2 + A3 + A4 + Aref

Aref = (Dp d 2 tn) te fr4

- Dp: Dimetro externo del refuerzo

- Te: espesor del refuerzo

- fr4=Sp/Sv

- Sp : Resistencia del material del refuerzo

Se determinan las dimensiones del refuerzo de:

Ai A

Otras variables:

- c: tolerancia por corrosin (pg)

- E: Eficiencia de soldadura de tubera. E=1

- E1: Eficiencia de soldadura del lugar donde se instalar la boquilla.

E1= 1, si boquilla no intercepta soldadura o corta soldadura categora B

E1= valor utilizado en clculos de equipo, si corta soldadura categora A

- h: distancia de proyeccin interna de tubera (pg)

- fr2 =Sn/Sv

- fr3 = menor valor de Sn/Sv o Sp/Sv

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13. SOLDADURA

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13. SOLDADURA

13.1. General:

- Mtodo de fabricacin de recipientes / tanques

- Se requiere un control estricto del proceso de soldar

- Objetivo: la soldadura debe tener propiedades al menos similares al metal base

unido por ella

- ASME Seccin IX Welding and Brazing Qualifications

- Similar al API 1104

- Inicialmente contenida en la Seccin VIII

- Se public separada por primera vez en 1941

- El cdigo exige que las soldaduras sean ejecutadas por soldadores calificados

siguiendo procedimientos calificados

13.2. Procedimientos de Soldadura

- Toda soldadura debe ser ejecutada por un soldador calificado, usando un

procedimiento aprobado

- Dos documentos bsicos: Welding Procedure Specification (WPS) y Procedure

Qualification Record (PQR)

- WPS:

- Instrucciones de ejecucin de soldadura para el soldador y para el inspector- Definicin de Variables; Esenciales, No Esenciales y Esenciales

Suplementarias

- Refiere a uno o varios PQR

- PQR:

- Registro de datos histricos: resultados de procedimientos

- Demuestra que un WPS ha generado soldaduras con propiedades requeridas

13.3. Variables de un WPS13.3.1.Esenciales:

- Espesor del material

- Nmero P: categora del material base

- N 1: Acero al carbono

- N 3: Aceros de baja aleacin: hasta .75% de Mn, Ni, Mo.

- N 8: Aceros inoxidables austenticos

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- Nmero F: metal de aporte: electrodo, bare wire, cored wire

- Uso de backing strip

- Precalentamiento

- Tratamiento trmico post - soldadura

13.3.2.No Esenciales:- Diseo de garganta

- Espaciamiento de extremos

- Mtodo de limpieza de unin

- Cambios en tamao de electrodos

- Posicin de soldadura

- Nmero A: Clasificacin del metal a ser soldado de acuerdo a su composicin

qumica

13.3.3.Esenciales Complementarias:

- Depende de cada cdigo

- Requerimientos adicioneales para la soldadura, tales como pruebas de impacto

13.4. Soldabilidad

Se dice que los materiales tienen una buena soldabilidad cuando:

- Pueden ser unidos

- Si no se produce cracking en la soldadura

- Si las soldaduras tienen propiedades mecnicas similares al material base

Contenido de carbono mximo: 0.35%:

- Pueden generarse zonas de alta dureza que generaran alta susceptibilidad al

cracking

Carbono Equivalente (CE): Expresin emprica que se utiliza como:

10%

50%

40%

10%

20%

4%%

VMoCuCrNiMnCCE ++++=

- Indicador de la soldabilidad del acero

- Tendencia al cracking

- Precalentamiento

- Tratamiento trmico post soldadura

Categoras de Juntas Soldadas

- Define la localizacin de la junta en un equipo

- Categora A:

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- Juntas longitudinales en cuerpos cilndricos, cambios de dimetro o en boquillas

- Juntas en cuerpos esfricos o en cabezales

- Juntas circunferenciales que unan cabezales esfricos al cuerpo

- Categora B:

- Juntas circunferenciales en cuerpos cilndricos, cambios de dimetro o en

boquillas

- Unin de cabezales con cuerpo, excepto esfricos

- Categora C:

- Juntas de bridas, placas tubulares o cabezales planos a cuerpo principal,

cambios de dimetro o boquillas

- Categora D:

- Juntas de boquillas a cuerpo o cabezales

Tipos de Juntas Soldadas

- Define la configuracin de una junta soldada

- Tipo 1: Doble a tope para Juntas A, B, C y D

- Tipo 2: Sencilla a tope con backing strip para Juntas A, B, C y D

- Tipo 3: Sencilla sin backing strip para Juntas A, B y C

- Tipo 4: Doble de filete para Juntas: A, B, C y D

- Tipo 5: Sencilla de filete con solape de planchas con soldadura para Juntas: B y C

- Tipo 6: Sencilla de filete con solape de planchas sin soldadura para Juntas: A y B13.5. Restricciones de Servicio

Sustancias Letales:

- Juntas a Tope: 100% radiografiadas

- Para aceros al carbono, se requiere PWHT

- Tipos:

- Cat A: 1

- Cat B y C: 1 o 2

- Cat D: Penetracin completa

Temperatura de Operacin Baja

- Tipos:

- Cat A: 1

- Cat B : 1 o 2

- Cat C: Penetracin completa

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- Cat D: Penetracin completa

13.6. Inspeccin Radiogrfica

Clasificacin:

- 100% RT

- Spot RT- No RT

El cdigo exige en algunos casos especiales el grado radiografiado del equipo

Si no existen requerimientos del cdigo, el diseador decide a conveniencia el grado

de inspeccin radiogrfica del equipo

No se requiere inspeccin radiogrficas para recipientes diseados para presin

externa

En conjunto con el tipo de junta, define el valor de la eficiencia o calidad de junta

soldada

13.7. Eficiencia de Junta

Tipo 100 %RT Spot RT No RT

1 1.00 0.85 0.70

2 0.90 0.80 0.65

3 - - 0.60

4 - - 0.55

5 - - 0.50

6 - - 0.45

13.7.1.Factores de Eficiencia de Junta

Caso 1A (RT-1):

- Cat A: Tipo 1 + Full RT

- Cat B: Tipo 1 + Full RT

- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura

- - Clculos Cuerpo: E=1.00 (Eficiencia de Junta)

- Clculos Cabezal: E=1.00 (Factor de Calidad)

- Clculos longitudinales: E=1.00

Caso 1B (RT-2):

- Cat A: Tipo 1 + Full RT

84 de 93


86/92


- Cat B: Tipo 1 + Spot RT


-

- Clculos Cuerpo: E=1.00 (Eficiencia de Junta)



Caso 3A:

- Cat A: Tipo 1 + Spot RT

- Cat B: Tipo 1 + Spot RT


-




Caso 3B:


- Cat B: Tipo 1 + No RT


-

- Clculos Cuerpo: E=0.85 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=0.85 (Factor de Calidad)


Caso 5A:

- Cat A: Tipo 2 + No RT

- Cat B: Tipo 3 + No RT


- - Clculos Cuerpo: E=0.65 (Eficiencia de Junta)



Caso 5B:


85 de 93


87/92


- Cat B: Tipo 3 + Full o Spot RT


-




86 de 93


88/92


87 de 93


89/92


14. CONTROL DE CALIDAD

88 de 93


90/92


14. CONTROL DE CALIDAD

14.1. Sistema de Control de Calidad

Objeto:

Controlar el proceso de manufactura del recipiente desde la etapa de diseo hasta las

pruebas finales y su certificacin

Alcance y Contenido:

Cada empresa define el formato de su sistema de control de calidad

Prcticas permitidas:

Cada empresa tiene sus propias prcticas de construccin, y sern aceptables si

desarrolla un sistema de documentacin que demuestre que todo lo que se ejecuta

est de acuerdo al ASME

Certificado de Autorizacin ASME:Junta que incluye al Inspector autorizado ASME revisa el Sistema de Control de

Calidad del fabricante

Inspector est autorizado para requirir cambios en el sistema

Inspector recomienda la emisin del Certificado

Aplica para la renovacin del certificado cada tres aos

Aplicacin:

La empresa debe cumplir con el sistema de calidad que adopt

Debe mantenerlo actualizado:

- Eliminando procedimientos no utilizados

- Incorporando nuevos procedimientos

Lineamientos Generales:

- Existencia de organizacin de control de calidad, con sus niveles de autoridad

establecidos

- Lder de CC debe tener autoridad suficiente

- Debe tener procedimientos para el control de planos, clculos y especificaciones

- Sistema de manejo de materiales: correcta identificacin y certificados

- Programa de Pruebas e I

93015421 Diseno de Recipientes a Presion

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