Clase I Recipientes a Presion.ppt

8/16/2019 Clase I Recipientes a Presion.ppt

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DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESION El calculo de un recipiente consiste, básicamente

en la determinación de los espesores de las

diferentes partes que lo forman, teniendo encuenta, la forma del equipo, sus dimensiones, el

material a utilizar, las condiciones de presión y

temperatura, Norma o Código que debe de

cumplir el diseño del recipiente.


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CODIGO ASMELlamado también como el código de la ASME; signifca AmericanSociety o Mechanical Engineers (Sociedad Americana de

Ingenieros Mecánicos).Es una sociedad subsidiada or el !obierno "orteamericano donde sereali#an una serie de ensayos o ruebas con todo lo relacionado a la$ngenier%a Mec&nica' y obteniéndose como resultados conclusionesimortant%simas ara la $ngenier%a Mec&nica.

Estas conclusiones son dadas como normas $nternacionales a traés desu código ASME. Manual al cual se deben basar todos los $ngenierosMec&nicos.ASME ha emitido el documento denominado ASME BOILER ANDPRESSURE VESSEL CODE ue consta de ** secciones ero las mas

imortantes son las siguientes+Sección $ , -alderas de otenciaSección $$ , Esecifcaciones de MaterialesSección $$$ , -alderas "uclearesSección $/ , -alderas de -alentamiento

Sección V al VIII Reci!ien"es a PresiónSección $0 , -alifcación de Soldaduras


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Para el calculo debemos de disponer de los datos básicos de diseño, tales como presión ytemperatura de diseño, velocidad o presión del

viento, coeficiente ssmico, tipo de material,margen o sobre espesor de corrosión, código o Norma a utilizar en el calculo, etc.


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Esta presión debe ser en todo caso mayor a lamá!ima que se pueda producir en cualquiermomento de la operación, su valor se puede fi"arcomo el mayor de#

Se recomienda dise1ar un reciiente ysus comonentes ara una resión mayorue la de oeración.

Es"e re#$isi"o se sa"is%ace $"ili&ando$na !resión de '( l)*!$lg+ o ,(-más #$e la !resión de "ra)a.o/


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$l igual que en el caso anterior debe de sersuperior a la má!ima que se produzca durante laoperación, y es %abitual adoptar como

temperatura de diseño el valor de# & ' (á!ima &emperatura de )peración * + C.


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-os materiales utilizados comnmente son# aceros alcarbono, aceros de ba"a aleación, $ceros /no!idablesy en menor medida otros materiales como $luminio,Plásticos reforzados, etc., la elección del material autilizar se realiza en base a tres factoresfundamentales#

• &emperatura de 0iseño,

• Presión de 0iseño y• Caractersticas corrosivas del fluido contenido en el

recipiente.


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Cuando los fluidos son medianamente corrosivos,normalmente no se recurre a la solución deutilizar aceros ino!idables, puesto que su costo es

muy superior a los aceros al carbono, por lo que para compensar la corrosión se diseñan con unsobreespesor . El valor de este sobreespesor esigual al má!imo espesor corrodo previstodurante 1 años, este valor en la practica oscilade de 1 a 2 mm.


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3ien por norma, código o requerimiento detransporte, etc., se debe de fi"ar un valor mnimodel espesor, como gua práctica se puede adoptar

que el espesor no sea menor que el mayor de# emin 4' 5+.6*0e781 * C 5mm7 emin 4' 9* C 5mm7 Según ASME VIII Div. 1 emin ' +.6 * C 5mm7


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La unión entre las planchas se realiza, normalmente pormedio de la soldadura. La realización de la soldadura y elcalentamiento y rápido enfriamiento al que esta sometido lazona próxima a la soldadura, dan pie a considerar la zonade soldadura como debilitada.

Teniendo en cuenta este hecho, en el calculo de losrecipientes se introduce una reducción en la tensiónmáxima admisible multiplicando a esta por un coeficientedenominado eficiencia de la soldadura (E.

Según ASME:

E ! ".#$% si se realiza un radio&rafiado por puntos a lasoldaduras. E ! '% si el radio&rafiado de las soldaduras es total.


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-a presión interna en un elemento cilndrico produce dos tipos de tensiones# circunferencialesy longitudinales, siendo el valor de las primeras

el doble de las segundas. Por lo tanto cuando lasdiferentes normas o códigos se incluyen lasformulas que definen el espesor e!igido, estasestán basadas en las tensiones circunferencialesque se producen.


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&odo recipiente sometido a presion debe ser comprobadoantes de su puesta en operación, la comprobaciónconsiste en ensayos no destructivos, tales comoradiografiados, comprobación con lquidos penetrantes,etc. de las soldaduras y una prueba %idráulica delrecipiente a una presion mayor que la de diseño.

-os valores mnimos de la presion de prueba %idráulica

varan segn los códigos de diseño.


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C$:C) ) C;E


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&$P$ E-/P:)/0$- +#1

CA P SE

D P t +

+×=

>.1+

− ××= t Dt E S P

>.1+


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0onde# Pd ' Presión de 0iseño 5-b8pulg+7 : ' esfuerzo del material 5-b8pulg+7 E ' Eficiencia de la "unta. < ' radio 5pulg7 0 ' 0iámetro 5pulg7 t ' espesor de la pared 5pulg7 C.$ ' (argen de espesor por

corrosión.


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DISE0O DE 1AN2UES APRESION


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2ES$3" $"4E2"A 2ES$3" E04E2"A ES56E278S E" 2E-$$E"4ES

982$78"4ALES !2A":ESS8824A:8S 82 S$LLE4AS

:$SE8 :E S$LLE4AS 2E!$S428S "82MAS


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*. resión de oeración.resión ue se reuiere en el roceso del ueorma arte el reciiente' a la cual traba? lb@ulg= o *?m&s ue la resión de traba


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>. M&Cima resión ermitida de oeración.La resión a la ue est& su


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:atos+

resión de >?? si >??lb@ulg=

resión de dise1o esdo F ( >?lb@ulg= ó *?o)

d>?? F >? >>?lb@ulg=

2adio *GH interiorS alor del esuer#o de la laca SA+I*IJK?GI?5 N *KI?? lb@ulg= er 31ABLA

N4 ,5

4AOLA " *


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4AOLA " *


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E ?.PI efciencias en la


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-alculando la resión m&Cima de traba6.,1?6,,

2., pulb

x

x x

t R

SxEx P t o =+=+=

-alculo ara la esera y la cabe#a hemisérica.

9.,1+6.,799,5+.,>6.,1?6,,+

71+6.12599,..+.,+.7.5 =+−=+−+= x x AC P xSx AC R P t t

6sar cabe#a de t ?.>*=IH I@*GH

resión m&Cima de traba.6?>91+6.,+.,12

91+6.,>6.,1?6,,+

+.,

+ pulb

x

x x x

t R

xSxEx P

t o =+

=+

=

El otimo ue tomaremos ser& el mayor esesor

t?.IH


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Los reciientes ue habr&n de abricarse ara

traba


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Los reciientes de una sola ared dise1ados araac%o o ac%o arcial' deber&n someterse a unarueba hidrost&tica interna' o cuando no seaosible hacer la rueba hidrost&tica' a una ruebaneum&tica. 6!,QQ(). -ualuiera de las dos ruebasdeber&n hacerse a una resión no menor de * Reces la dierencia entre la resión atmoséricanormal y la resión interna absoluta m%nima dedise1o. 6!,QQ().rueba neum&tica+ "orma 6!,*??El método de dise1o se a


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-alculo de long+ L

lg>=.1>2

,,,96.,

6.16

7?6.+5

@,==

seráoptimotamaño

@,

tablade lg1??=.,

>6.,1?6,,1+6.,99,

..

++

9

1

pu L

A

pies L

x

D

V L

piesV

pu F

x x xSxE AC P F

===

==

=

=

==−

π π

L *PG.PD ulg


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9allamos los siguientes ar&metros

226.,

99

22.699

>=.1>2

.

==

==

t

Do

Do

L

$ngresamos a la tabla "+>5actor A ?.???>I5actor O D=?? ara :o@t T *? resión maC.ermitida

+lg>=.>=

229

=+,,=

pu

lb

x

x Pa ==


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4abla ".>


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ESFUERZOS EN RECIPIENTES HORIZONTALES

GRANDES SOPORTADOS POR SILLETAS

U -arga sobre una silleta2 2adio de cascoS Esuer#o lb@ulg=ts Esuer#o de ared del cascoth Esuer#o de las cabe#as( sin margen decorrosión)V -teW Angulo de contacto de silleta.


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4AOLA "+D


32/51

-AL-6L8 :E L8S ES56E278" E" LASS$LLE4AS

++

++

+

1

++

l

lg@2.=@1>,

6.,6.12996.,

7

>=.1?69

6.12=1

>=.1?692>.9?+

6.126.12

>=.1?6

92>.9?1

1592>.9?+,,,,,

9

=1

+1

1

silletaslasenEsfuezo

pu

lb

x x

x

x

x x X

x xR K

L

H

xAxL

H R

L

A

QxA

S

al longitudindee flexionant EsfuezoS

S

l t =

+

−+−

−

=

+

−+−

−

=

=

-AL-6L8 :E L8S ES56E278" E"42E LASS$LLE4AS

++

++

1lg

9,.91@=6.,6.121=.9

>=.1?692>.9?=

>=.1?69

6.12=1

>=.1?69?92>+

6.126.12+1

>=.1?6+,,,,,

pu

lb

x x

x

x

x x x

x x

S =

−+

−

+

=


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Esuer#o debido a la resión interna

+lg

6==66.,+6.12.99,

+ pulb

xt PR

s

==

Suma de esuer#os de tensión

>*QD.> F IDDI PG>Q.> lb@ulg=La suma no es mayor ue elesuer#o en la costuracircunerencial

*KI?? C ?.PI *IKI?*IKI? N PG>Q.>8VX


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ES56E278 -824A"4E 4A"!E"-$AL( S=)AN (2@=) N >K.>GP N (*G.I@=)

V= :E 4AOLA " D

+

++

lg92.1=6,?

9

6.12=

>=.1?2

92>.9?+>@.1?6

6.,6.12

+,,,,,1?9.1

9

=

7+5

pu

lb

x

x

x

x

H

L Rx

A L xQ K S

st

=

+

−=

+

−=

S= no es mayor ue el alor de esuer#o delmaterial del cascomultilicando or ?.PI*KI??C?.PI *DPKIlb@ulg=*IKI? N *DPKI 8VX


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ES56E278 -$2-6"5E2E"-$ALEsuer#o en el cuerno de la silleta (sD)ara ts *

-on L N P2*PG.PD N P(*G.I) N *PG.PD N *>=

VG?.?I> de tabla " I

LA ormula es+

+=

+=

+2

=

lg1+>6.+,++616@,,1+>6.=9+6

715+

+,,,,,,69.,9

6.,12662.12=.1>756.,5=

+,,,,,

+

9

762.15=

pu

lbS

S

Q K

Rb

QS

s s s t t t

=−−=

×××−×+−=

−+

−=


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4AOLA "+ I

SD no es mayor ue el alor de esuer#o del material


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SD no es mayor ue el alor de esuer#o del materialdel casco

multilicado or *.I*KI?? C *.I =I=I? lb@ulg=

=G=I? N =?==I 8VX

+

?

lg2.2,>6

16.1262.11>2=51

+,,,,,?2.,

62.15 pu

lb

Rb

Q K S

s s

s t t −=

×+

×−=

×+

×=

Esuer#o en la arte inerior del casco (Ss)

Ss no es mayor ue el unto de cadencia orcomresión or ?.I>P??? C ?.I *Q???lb@ulg=

G?PI.G Y *Q??? 8VX


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:$SE8 :E S$LLE4AS

:atos+

U =?????lb N eso del reciiente *?????lbMaterial de la silleta SA I*IJK?GI?W &ngulo de contacto *=?2u ?.=?D de la tabla "+ 6

6.69

6.12

9 == R

Esesor de la laca del alma * ulg.5uer#a 5 Vu C U ?.=?D C=?????D?P?? lb

ara soortar esta uer#a el &reaeectia de la laca del alma debe ser

+

+

lg

1>.?=1>

6.6

=,>,,

lg6.616.619

pu

lb

pu R

=

=×⇒×

σ

Esuer#a ermitido

@+,,9

19>,,+=

×

Q=?? N KD*P.*P 8VX


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4AOLA " G


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4AOLA "+ K


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REGIS1ROS582MA :E L8S 2E!$S428SLos registros de insección en los reciientessu


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ESES82 :EL -6ELL8 :E 6"A O8U6$LLAara reciientes su


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4AOLA " Q

4AOLA " *?


44/51

4AOLA " *?


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SELECCI7N DE LA BRIDA

:e la tabla " Q seleccionamos una brida de clase >??lb

a una temeratura de K?? 5 ' de la tabla " Q deldiametro interior del reciiente de *= Y*G.I Y*P ulg.seleccionamos dos aberturas con tubo roscado de * Rulg de diametro segZn la norma 6!,DG(c):e tablas diametro interior *Gulg y a un tama1onominal * R obtenemos una distancia de enetración dela bouilla en el casco de ?.?G=I

4AOLA " *=


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S8L:A:62A :E 2E-$$E"4ES S8ME4$:8S A 2ES$3"

2euisitos de las normas.:e acuerdo al tio de


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NORMAS : ESPECI;ICACIONES

2E-$$E"4ES A 2ES$3"' -AL:E2AS

ASME' Ooiler and ressure essel code' *QPG$ -alderas de central eléctrica.$$ Esecifcaciones de materiales.$$$ Elementos de la lanta de energ%a.$/ -alderas ara almacenamientos./ ECamen no destructio./$ 2eglas recomendadas ara el cuidado y la oeración de lascalderas ara el -alentamientos./$$ 2eglas recomendadles ara el cuidado de calderas decentral eléctrica./$$$ 2eciientes su


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CODIGO ASME SECCION VIII DIVISION

En esta arte del código se establecen los

reuerimientos m%nimos ara el dise1o'abricación e insección y ara obtener lacertifcación autori#ada de la ASME aralos reciientes a resión.En base a esto se ha diidido en+

Subsección A. arte 6! ue cubre losreuerimientos generales.Subsección O. 2euerimientos deabricación

arte 6\., ara reciientes ue ser&nabricados or soldadura.arte 65., ara reciientes ue ser&nabricados or or


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Subsección -. 2euerimientos demateriales

arte 6-S., ara reciientes construidos con

acero al carbón y de ba


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L$M$4A-$8"ES :E LA :$/$S$3" *

La resión deber& ser menor a >??? si.-alentadores tubulares su litros (*=? galones) decaacidad de Agua' ue utili#an aire como elementooriginador de resión.

4anues ue suministran agua caliente ba lt (*=? galones)2eciientes su

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