Azc INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Azc

MÉXICO D.F. ABRIL DEL 2017

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

TITULO DEL TRABAJO:

“APLICACIÓN DE CÓDIGO ASME SECCIÓN VIII,

DIVISIÓN 1, EDICIÓN 2015 PARA EL DISEÑO DE UN

RECIPIENTE SUJETO A PRESIÓN INTERNA”

PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO

PRESENTA:

LUIS ALBERTO HERNÁNDEZ ESQUIVEL

ASESORES:

M. EN C. RICARDO SÁNCHEZ MARTÍNEZ

M. EN C. RICARDO CORTEZ OLIVERA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

H e r n á n d e z E s q u i v e l L u i s A l b e r t o P á g i n a 2 | 137




TABLA DE CONTENIDO

1.- GENERALIDADES ........................................................................................... 9

1.1 Agradecimientos ........................................................................................... 9

1.2 Presentación ............................................................................................... 10

1.2.1 Título del proyecto ................................................................................ 10

1.2.2 Objetivo ................................................................................................ 10

1.2.3 Justificación ......................................................................................... 10

1.3 Introducción ................................................................................................ 11

1.4 Conceptos .................................................................................................. 12

1.4.1 Norma Técnica ..................................................................................... 12

1.4.2 Código ASME ...................................................................................... 12

1.4.3 Sociedades e institutos ........................................................................ 28

1.4.4 Tipos de recipientes ............................................................................. 29

1.4.5 Materiales ............................................................................................ 32

1.4.6 Tipos de Cargas ................................................................................... 34

1.4.7 Criterios De Diseño En Recipientes ..................................................... 34

1.4.8 Gas L.P. ............................................................................................... 35

2. - PROCESO DE INGENIERIA.......................................................................... 36

3.-ANALISIS DEL DISEÑO DE INGENIERIA. ...................................................... 50

3.1 Cilindro ....................................................................................................... 50

3.2 Cabeza Semielíptica #2 .............................................................................. 53

3.3 Faldón De La Cabeza Semielíptica #2 ........................................................ 57

3.4 Cabeza Semielíptica #1 .......................................................................... 60

3.5 Faldón De La Cabeza Semielíptica #1 ........................................................ 63

3.6 Boquilla #1 (N1) .......................................................................................... 66

3.7 Boquilla #2 (N2) .......................................................................................... 76

3.8 Boquilla #3 (N3) .......................................................................................... 83

3.9 Boquilla #4 (N4) .......................................................................................... 91

3.10 Boquilla #5 (N5) ........................................................................................ 99

3.11 Análisis De Elemento Finito ............................................................... 105

3.11.1 Cuerpo ............................................................................................. 105




3.11.2 Cabezas ........................................................................................... 106

3.11.3 Medio Cople para Válvula de Máximo Llenado ................................ 107

3.11.4 Medio Cople para Válvula de Llenado .............................................. 108

3.11.5 Medio Cople para Válvula de Servicio .............................................. 109

3.11.6 Medio Cople para Válvula de Seguridad .......................................... 110

3.11.7 Medio Cople para Indicador de Nivel ................................................ 111

3.11.8 Soportes........................................................................................... 112

4.- ANALISIS Y EVALUACIÓN ECONOMICA DEL PROYECTO. ...................... 113

4.1 Insumos .................................................................................................... 113

4.2 Componentes ........................................................................................... 114

4.3 Gastos Complementarios ......................................................................... 117

ANEXOS (PLANOS) .......................................................................................... 118

Dibujo General................................................................................................ 118

Dibujos De Despiece ...................................................................................... 119

CONCLUSIÓN ................................................................................................... 133

GLOSARIO ........................................................................................................ 134

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 137




INDICE DE TABLAS

2.1 TABLAS DE BOQUILLAS .............................................................................. 37

2.10.1 Tabla de Lista de Materiales ..................................................................... 49

2.2.1 Tabla de Especificaciones ........................................................................... 37

2.2.2 Tabla de dimensiones ................................................................................. 37

2.2.3 Tabla de definiciones .................................................................................. 38

2.3 TABLAS DE COMPONENTES ....................................................................... 39

2.3.1 Resumen de Componentes ......................................................................... 39

2.3.2 Resumen de Capsula .................................................................................. 40

2.3.3 Notas para MDMT ....................................................................................... 40

2.4.1 Tabla De Datos De Diseño .......................................................................... 41

2.5.1 Tabla de Radiografiado ............................................................................... 43

2.6.1 Datos de componentes ............................................................................... 44

2.6.2 Definiciones ................................................................................................ 44

2.7 TABLA DE PESOS ........................................................................................ 44

2.7.1 Pesos (lb) Contribuidos por los elementos del recipiente ............................ 45

2.7.2 Peso (lb) Contribuido por accesorios ........................................................... 45

2.7.3 Resultados totales del recipiente ................................................................. 46

2.7.4 Condiciones de levantamiento del recipiente .............................................. 46

2.8.1 Prueba hidrostática horizontal en planta ..................................................... 47

2.9 Tabla de Vacío ............................................................................................... 48

3.1.1 Tabla del Cilindro ........................................................................................ 50

3.1.2 Resumen de resultados .............................................................................. 51

3.10.2 Tabla de Requerimientos de Tenacidad del Material de la Boquilla UCS-66 ....................................................................................................................... 100

3.10.3 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por MAWP ......... 101

3.10.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por MAEP ........... 102

3.2.1 Tabla de Cabeza Semielíptica #2 ................................................................ 53


3.2.3 Factor K ...................................................................................................... 54

3.3.1 Tabla de faldón de la cabeza Semielíptica #2 ............................................. 57





3.4.1 Tabla de cabeza Semielíptica #1 ................................................................ 60

3.4.2 Factor K ..................................................................................................... 61

3.5.1 Tabla de faldón de la cabeza Semielíptica #1 ............................................. 63

3.6.1 Tabla de boquilla #1 (N1) ............................................................................ 66

3.6.2 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por MAW ................ 67

3.6.3 UG-37 Resumen de Cálculos por Áreas (in2) en el plano paralelo .............. 70

3.6.7 UG-37 Resumen de Cálculos por Áreas (in2) por MAEP ............................. 72

3.7.1 Tabla de Boquilla #2 (N2) ........................................................................... 76

3.7.10 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37, por MAEP ............ 96

3.7.2 Tabla de Requerimientos de tenacidad del material a la intersección de la boquilla UCS-66. .............................................................................................. 77

3.7.3 Tabla de Requerimientos de Tenacidad del Material de la Boquilla UCS-66 77

3.7.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por MAEP ............... 80


3.8.1 Tabla de Boquilla #3 (N3) ............................................................................ 83

3.8.2 Tabla de Requerimientos de tenacidad del material a la intersección de la boquilla UCS-66 ............................................................................................... 84


3.8.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por MAWP ............. 85

3.8.5 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por MAEP ............... 87


3.9.2 Tabla de Requerimientos de tenacidad del material a la intersección de la boquilla UCS-66 ............................................................................................... 92


3.9.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por MAWP .............. 93

3.9.5 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por eje longitudinal .. 95

3.9.6 Tabla de Resumen del Análisis de la soldadura por falla, Pah UG-41 por eje longitudinal ....................................................................................................... 95

Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por MAWP ...................... 67




INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Nomenclatura y fórmulas para aberturas reforzadas (UG37.1) ............ 15

Figura 2. Cargas de soldadura en boquillas y Trayectos por tensión en soldadura a

ser considerados. (UG 41.1) ................................................................................ 16

Figura 3. Ilustración de localidades de las juntas soldadas Categorías A, B, C y D

(UW-3) ................................................................................................................. 17

Figura 4. Máximos Valores de eficiencias permisibles para juntas soldados por gas

y arco eléctrico ..................................................................................................... 18

Figura 5. Cabezas Adjuntas al cuerpo (UW-13.1) ............................................... 19

Figura 6. Tipos aceptables de boquillas soldadas y otras conexiones a Cuerpos,

Cabezas, etc. (UW-16.1) ...................................................................................... 20

Figura 7. Curvas de excepción para pruebas de impacto (UCS-66) .................... 21

Figura 8. Máximos esfuerzos permisibles para Materiales Ferrosos (Tabla 1A) .. 22

Figura 9. Máximos esfuerzos permisibles para Materiales Ferrosos (Tabla 1A) .. 23

Figura 10. Máximos esfuerzos permisibles para Materiales Ferrosos (Tabla 2A) 24

Figura 11. Máximos esfuerzos permisibles para Materiales Ferrosos (Tabla 2A) 25

Figura 12. Grafica Geométrica para componentes bajo presión externa o cargas

compresivas, para todos los materiales (Figura G) .............................................. 26

Figura 13. Grafica para determinar el espesor de cuerpos y componentes sujetos a

presión externa fabricados de acero al carbono o aleaciones bajas de acero con un

límite de cedencia superior a 30,000 (Figura CS-2) ............................................. 27




1.- GENERALIDADES

1.1 Agradecimientos

A MI MADRE

Por tus desvelos, por tus esfuerzos constantes, por tu apoyo y por la confianza

brindada en mi estancia de estudio en la ciudad de México, sin ti mi entrada y

permanencia en el Politécnico no hubieran sido posibles, ya que me diste la

seguridad y el empuje que yo necesitaba en ese momento de mi vida para poder

dar ese salto tan grande, de tener todo el confort en casa a estudiar en otra Ciudad

lejos de tus cuidados, regaños y palabras de amor.

A MI PADRE

Por compartirme tu sabiduría, temple y experiencia, por ser mí ejemplo a seguir, por

motivarme con tus consejos cada vez que los necesitaba, por corregirme duramente

en las ocasiones que me desviaba del camino, por inculcarme buenos valores y

ayudarme a formar como hombre en toda la extensión de la palabra, por llevar

siempre el pan a nuestro hogar y por asegurarte de que no nos faltara nunca lo

necesario para poder salir adelante.

A MI HERMANA DIANA

Por enseñarme una de las cosas más maravillosas que uno como hombre puede

aprender en la vida: a ser hermano, porque gracias a ti conocí lo que es la

responsabilidad, el trabajo en equipo y la preocupación. Por qué estando a tu lado

me di cuenta de que debía de cuidar cada uno de mis pasos ya que alguien muy

importante en mi vida los estaba siguiendo: tu. Sin tu amor, cariño y peleas

constantes no me hubiera podido formar plenamente como hombre. ¡Gracias!

A MI HERMANA DANIELA

Por regalarme la hermosa experiencia de volver a ser hermano a una edad más

madura, por obsequiarme la oportunidad de escuchar tus primeras palabras, de

reírme de tus viejitos y de verte crecer día a día, por enseñarme que cuyo alguien

se propone algo lo puede conseguir con esfuerzo y trabajo constante, por llenarme

de inolvidables momentos con tu vitalidad, carácter extrovertido y gran corazón por

el amor a los animales.




1.2 Presentación

1.2.1 Título del proyecto

APLICACIÓN DE CÓDIGO ASME SECCIÓN VIII, DIVISIÓN 1, EDICIÓN 2015

PARA EL DISEÑO DE UN RECIPIENTE SUJETO A PRESIÓN INTERNA

1.2.2 Objetivo

Especificar de manera detallada, precisa y comprensible como realizar el diseño de

un tanque sujeto a presión interna para almacenar gas LP, utilizando el Código

ASME, Sección VIII, División 1, Edición 2015.

1.2.3 Justificación

Debido a la gran importancia que tiene el diseño industrial hoy en día, se están

adoptando cada vez con mayor frecuencia estándares internacionales para sustituir

y en otros casos complementar a las normas nacionales ya existentes.

Dichas normatividades suelen ser en ocasiones confusas y poco claras, dejando

muchos cabos sueltos para el aseguramiento de un diseño completo, robusto y de

alta confiabilidad.

Por esta razón se pretende realizar este proyecto con el fin de elaborar un guía

completa de como diseñar un tanque, bajo Código ASME, Sección VIII, División 1,

Edición 2015 y otras normatividades complementarias para ofrecer un análisis

completo, rápido, puntual y eficaz de un Recipiente Sujeto a presión para el

almacenamiento de GLP.




1.3 Introducción

Los recipientes sujetos a presión y las calderas forman parte fundamental de la vida

cotidiana de muchas empresas y hogares.

Se utilizan en diversos equipos de trabajo, como en los compresores que sirven de

contenedores de aire con la finalidad de inflar llantas de vehículos, o llevándolos al

sector industrial son usados como tanques pulmón.

Los tanques hidroneumáticos que se emplean para bombear el agua desde una

cisterna hasta un tanque elevado, las marmitas que se utilizan para la cocción de

los alimentos en el comedor de empresas; un reactor, una torre de enfriamiento o

un intercambiador de calor, entre otros.

La caldera, por su parte, suele utilizarse para servicios tales como el agua caliente

de las duchas, o para la alimentación de las máquinas lavaplatos, sin considerar

todos los procesos en los que se requiere de vapor seco o húmedo para la

transformación de materias primas en productos o subproductos terminados.

Por la importancia de estos mismos, se ha desarrollado este proyecto que consta

de los siguientes apartados:

I. GENERALIDADES

II.-PROCESO DEL DISEÑO DE INGENIERIA

III.- ANALISIS DEL DISEÑO DE INGENIERIA

IV.- ANALISIS Y EVALUACIÓN ECONOMICA DEL PROYECTO.




1.4 Conceptos

1.4.1 Norma Técnica

Es un documento aprobado por un organismo reconocido que establece

especificaciones basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo

tecnológico, que hay que cumplir en determinados productos, procesos o servicios.

Las normas resultan fundamentales para programar los procesos de producción.

Se crean con el consenso de todas las partes interesadas e involucradas en

una actividad (fabricantes, administración, consumidores, laboratorios, centros de

investigación).

Deben aprobarse por un Organismo de Normalización reconocido.

Se identifican por siglas según el Organismo que lo apruebe:

ISO: International Organization por Standarization

EN: Norma europea aprobada por algún Organismo de Normalización europeo:

CEN, CENELEC, ETSI

UNE: Una norma española de AENOR

ASME: American Society of Mechanical Engineers

1.4.2 Código ASME

ASME es el acrónimo de American Society of Mechanical Engineers (Sociedad

Americana de Ingenieros Mecánicos). Es una asociación de profesionales, que ha

generado un código de diseño, construcción, inspección y pruebas para equipos,

entre otros, calderas y recipientes sujetos a presión. Este código tiene aceptación

mundial y es usado en todo el mundo. Hasta el 2006, ASME tenía 120.000

miembros.

https://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimo

https://es.wikipedia.org/wiki/Recipientes_sujetos_a_presi%C3%B3n




CLASIFICACIÓN DEL CÓDIGO A.S.M.E.

Sección I Calderas de Potencia

Sección II Especificación de Materiales

Sección III Requisitos generales para División 1 y División 2

Sección IV Calderas para Calefacción

Sección V Pruebas no Destructivas

Sección VI Reglas y Recomendaciones para el cuidado y operación de las

Calderas de Calefacción

Sección VII Guía y recomendaciones para el cuidado de Calderas de

Potencia

Sección VIII Recipientes a Presión

Sección IX Calificación de Soldadura

Sección X Recipientes a Presión de Plástico reforzado en fibra de Vidrio

Sección XI Reglas para Inspección en servicio de Plantas Nucleares

http://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAS

http://www.monografias.com/trabajos5/plasti/plasti.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtml




CODIGO ASME SECCION VIII DIVISION 1

Subsección A. Parte UG que cubre los requerimientos generales.

Subsección B. Requerimientos de fabricación

Parte UW.- Para recipientes que serán fabricados por soldadura.

Parte UF.- Para recipientes que serán fabricados por forjado

Parte UB.- Para recipientes que serán fabricados utilizando un material de relleno

no ferroso a este proceso se le denomina "brazing"

Subsección C. Requerimientos de materiales

Parte UCS.- Para recipientes construidos con acero al carbón y de baja aleación.

Parte UNF.- Para los construidos con materiales no ferrosos.

Parte UCI.- Para los construidos con fierro fundido.

Parte UCL.- Para los construidos con una placa "clad" integral o con recubrimiento

tipo "lining".

Parte UCD.- Para los construidos con fierro fundido dúctil.

Parte UNT.- Para los construidos con aceros ferriticos con propiedades de tensión

mejoradas por tratamiento térmico.

Parte ULW.- Para los fabricados por el método de multicapas.

Parte ULT.- Para los construidos con materiales con esfuerzos permisibles más

altos a bajas temperaturas.

LIMITACIONES DE LA DIVISIÓN 1

La presión deberá ser menor a 3000 psi.

Calentadores tubulares sujetos a fuego.

Recipientes a presión que son parte integral de componentes de sistemas de

tubería

Sistemas de tuberías.

Componentes de tubería.

Recipientes para menos de 454.3 litros (120 galones) de capacidad de agua,

que utilizan aire como elemento originador de presión.

Tanques que suministran agua caliente bajo las siguientes características:

Suministro de calor no mayor de 58,600 W (200,000 Btu/h)

Temperatura del agua de 99° c (210°f)

Capacidad de 454.3 litros (120 galones)

Recipientes sujetos a presión interna o externa menor de 1.0055 Kg./cm²

(15psi)

Recipientes que no excedan de 15.2 cm (6 in) de diámetro.

http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml




Figura 1. Nomenclatura y fórmulas para aberturas reforzadas (UG37.1)




Figura 2. Cargas de soldadura en boquillas y Trayectos por tensión en soldadura a ser considerados. (UG 41.1)




Figura 3. Ilustración de localidades de las juntas soldadas Categorías A, B, C y D (UW-3)




Figura 4. Máximos Valores de eficiencias permisibles para juntas soldados por gas y arco eléctrico




Figura 5. Cabezas Adjuntas al cuerpo (UW-13.1)




Figura 6. Tipos aceptables de boquillas soldadas y otras conexiones a Cuerpos, Cabezas, etc. (UW-16.1)




Figura 7. Curvas de excepción para pruebas de impacto (UCS-66)




Figura 8. Máximos esfuerzos permisibles para Materiales Ferrosos (Tabla 1A)




Figura 12. Grafica Geométrica para componentes bajo presión externa o cargas compresivas, para todos los materiales (Figura G)




Figura 13. Grafica para determinar el espesor de cuerpos y componentes sujetos a presión externa fabricados de acero al carbono o aleaciones bajas de acero con un límite de cedencia superior a 30,000 (Figura CS-2)




1.4.3 Sociedades e institutos

A.W.S. (American Welding Society)

Proporciona la información fundamental de soldadura, diseño de soldadura,

calificación, pruebas e inspección de soldaduras, así como una Guía de la aplicación

y uso de la soldadura.

A.I.S.C. (American Institute of Steel Construction)

Fundado en 1921, su primer manual surgió en 1926, proporciona una Guía y código

para maximizar la eficiencia del diseño de acero estructural y seguridad.

El código A.I.S.C. contiene ecuaciones de diseño, criterios de diseño y diseños

prácticos para acero estructural. Su uso es recomendado para el diseño de edificios,

puentes o cualquier estructura de acero, incluyendo aquellas que sirvan como

soportes rígidos de tubería.

A.N.S.I. (American National Standards Institute)

Inicialmente establecida en 1918 como A.S.A. (American Standards

Association) cambio su nombre en 1967 a U.S.A.S.I. (U.S.A. Standards Institute) y

en 1969 cambio a A.N.S.I.

No todos los estándares de U.S. son directamente resueltos por A.N.S.I. El

A.S.M.E., A.W.S., y numerosas organizaciones definen los estándares y códigos

aplicables a la tubería.

A.S.M.E. (American Society of Mechanical Engineers)

En 1913, en comité editó el primer reporte preliminar de 2000 ingenieros mecánicos,

profesionales e inspectores de seguros.

En 1914, se editó la sección 1 del código A.S.M.E., uno de los primeros códigos y

estándares en U.S.

El comité recomienda del código para calderas y recipientes a presión así como el

estándar para construcción y código de inspección.

A.S.T.M. (American Society por Testing y Materials)

Fue fundada en 1898 para desarrollar los estándares de la característica y eficiencia

de los materiales, productos, suministros de servicios y producir lo

http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/sumato/sumato.shtml#SOLUCION

http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO

http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/napro/napro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/segu/segu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/verific-servicios/verific-servicios.shtml




1.4.4 Tipos de recipientes

1. RECIPIENTES ABIERTOS.

2. RECIPIENTES CERRADOS.

2.1 Tanques cilíndricos verticales, fondo plano.

2.2 Recipientes cilíndricos horizontales y verticales con cabezas formadas.

2.3 Recipientes esféricos.

1. RECIPIENTES ABIERTOS

Los recipientes abiertos son comúnmente utilizados como tanque igualador o de

oscilación como tinas para dosificar operaciones donde los materiales pueden ser

decantados como: desecadores, reactores químicos, depósitos, etc.

Obviamente este tipo de recipiente es más que el recipiente cerrado de una misma

capacidad y construcción. La decisión de que un recipiente abierto o cerrado es

usado dependerá del fluido a ser manejado y de la operación. Estos recipientes son

fabricados de acero, cartón, concreto… Sin embargo en los procesos industriales

son construidos de acero por su bajo costo inicial y fácil fabricación.

2. RECIPIENTES CERRADOS

Fluidos combustibles o tóxicos o gases finos deben ser almacenados en recipientes

cerrados. Sustancias químicas peligrosas, tales como ácidos o sosa cáustica son

menos peligrosas si son almacenadas en recipientes cerrados.

http://www.monografias.com/trabajos/histoconcreto/histoconcreto.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costo

http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo

http://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtml




TAPAS DE RECIPIENTES BAJO PRESION INTERNA

Figura 8. Dimensiones Principales de Cabezas típicas (1-4)

Los recipientes sometidos a presión pueden estar construidos por diferentes tipos

de tapas o cabezas. Cada una de estas es más recomendable a ciertas condiciones

de operación y costo monetario.

Tapas planas:

Se utilizan para recipientes sujetos a presión atmosférica, generalmente,

aunque en algunos casos se usan también en recipientes a presión. Su costo

entre las tapas es el más bajo. Se utilizan también como fondos de tanques

de almacenamiento de grandes dimensiones.

Tapas Toriesférica:

Son las de mayor aceptación en la industria, debido a su bajo costo y a que

soportan grandes presiones manométricas, su característica principal es que

el radio del abombado es aproximadamente igual al diámetro. Se pueden

fabricar en diámetros desde 0.3 hasta 6 m. (11.8 - 236.22 in).

http://www.monografias.com/trabajos16/industria-ingenieria/industria-ingenieria.shtml




Tapas Semielíptica:

Son empleadas cuyo el espesor calculado de una tapa toriesférica es

relativamente alto, ya que las tapas Semielíptica soportan mayores presiones

que las toriesférica. El proceso de fabricación de estas tapas es troquelado,

su silueta describe una elipse relación 2:1, su costo es alto y en México se

fabrican hasta un diámetro máximo de 3 m.

Tapas semiesféricas:

Utilizadas exclusivamente para soportar presiones críticas, como su nombre

lo indica, su silueta describe una media circunferencia perfecta, su costo es

alto y no hay límite dimensional para su fabricación.

Tapa 80:10:

Ya que en México no se cuentan con prensas lo suficientemente grandes,

para troquelar tapas Semielíptica 2:1 de dimensiones relativamente grandes,

hemos optado por fabricar este tipo de tapas, cuyas características

principales son: El radio de abombado es el 80% de diámetro y el radio de

esquina o de nudillos es igual al 10% del diámetro. Estas tapas las utilizamos

como equivalentes a la Semielíptica 2:1.

Tapas cónicas

Se utilizan generalmente en fondos donde pudiese haber acumulación de

sólidos y como transiciones en cambios de diámetro de recipientes

cilíndricos. Su uso es muy común en torres fraccionadoras o de destilación,

no hay límites en cuanto a dimensiones para su fabricación y su única

limitación consiste en que el ángulo de vértice no deberá de ser calculado

como tapa plana.

Tapas Toriconicas

A diferencia de las tapas cónicas, este tipo de tapas tienen en su diámetro,

mayor radio de transición que no deberá ser menor al 6% del diámetro mayor

o 3 veces el espesor. Tiene las mismas restricciones que las cónicas a

excepción de que en México no se pueden fabricar con un diámetro mayor

de 6 más.

Tapas planas con ceja:

Estas tapas se utilizan generalmente para presión atmosférica, su costo es

relativamente bajo, y tienen un límite dimensional de 6 m De diámetro

máximo.

http://www.monografias.com/trabajos/histomex/histomex.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtml




1.4.5 Materiales

ESPECIFICACIONES DE LOS ACEROS.

Los aceros al carbón y de baja aleación son usualmente usados donde las

condiciones de servicio lo permitan por los bajos costos y la gran utilidad de estos

aceros.

Los recipientes a presión pueden ser fabricados de placas de acero conociendo las

especificaciones de SA-7, SA-113 C y SA-283 A, B, C, y D, con las siguientes

consideraciones:

1.- Los recipientes no contengan líquidos o gases letales.

2.- La temperatura de operación está entre -20 y 650°F.

3.- El espesor de la placa no exceda de 5/8"

4.- El acero sea manufacturado por horno eléctrico u horno abierto.

5.- El material no sea usado para calderas.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES EN CONDICIONES DE SERVICIO

PROPIEDADES MECANICAS.

Al considerar las propiedades mecánicas del material es deseable que tenga buena

resistencia a la tensión, alto nivel de cedencia, por cierto de alargamiento alto y

mínima reducción de área. Con estas propiedades principales se establecen los

esfuerzos de diseño para el material en cuestión.

PROPIEDADES FISICAS.

En este tipo de propiedades se buscará que el material deseado tenga coeficiente

de dilatación térmica.

PROPIEDADES QUIMICAS.

La principal propiedad química que debemos considerar en el material que

utilizaremos en la fabricación de recipientes a presión es su resistencia a la

corrosión.

http://www.monografias.com/trabajos4/costos/costos.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtml

http://www.monografias.com/Quimica/index.shtml




SOLDABILIDAD.

Los Materiales usados para fabricar recipientes a presión deben tener buenas

propiedades de soldabilidad, dado que la mayoría de los componentes son de

construcción soldada.

Para el caso en que se tengan que soldar Materiales diferentes entre él, estos

deberán ser compatibles en lo que a soldabilidad se refiere.

Un material, cuyo más elementos contenga, mayores precauciones deberán

tomarse durante los procedimientos de soldadura, de tal manera que se conserven

las características que proporcionan los elementos de aleación.

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml




1.4.6 Tipos de Cargas

TIPOS DE CARGAS

Cargas Estables

a. Presión

b. Peso propio

c. Carga de viento

d. Fluido

e. Escaleras, plataformas

f. Carga térmica

Cargas Inestables

a. Prueba Hidrostática

b. Sísmica

c. Transporte

d. Arranque y paro de equipo

e. Carga térmica

f. Montaje

g. Emergencia

1.4.7 Criterios De Diseño En Recipientes

Las unidades de equipo de proceso pueden fallar en servicio por diversas razones.

Las consideraciones por tipo de falla que pueda presentarse es uno de los criterios

que deben usarse en el diseño de equipo. La falla puede ser el resultado de una

deformación plástica excesiva o elástica o por termofluéncia (creep).

Las fallas pueden clasificarse:

1. Deformación Elástica excesiva

2. Inestabilidad elástica, Inestabilidad plástica.

3. Ruptura por fragilidad, Termofluéncia o Corrosión.

http://www.monografias.com/trabajos28/causas-paro-y-degeneracion-trabajo/causas-paro-y-degeneracion-trabajo.shtml




1.4.8 Gas L.P.

El término gas licuado de petróleo (GLP) describe a las mezclas de hidrocarburos

en la que los componentes principales son el propano, butano, isobutano, propileno

y butenos. Más comúnmente este término se aplica a mezclas de propano y butano.

Estos componentes y mezclas de los mismos son gaseosos a temperatura y presión

normal, pero pueden ser licuados por enfriamiento, compresión, o una combinación

de ambos procesos. El gas licuado de petróleo se produce a partir de dos fuentes

distintas.

La primera es por extracción a partir de corrientes de petróleo crudo y gas natural,

en o cerca del punto de la producción desde el depósito y contiene propano y

butano. Las cantidades de GLP en el líquido de fluido varían mucho dependiendo

de la naturaleza del depósito.

La producción puede ser (1) de gas natural a partir de un depósito de gas, (2) de

gas e hidrocarburos líquidos livianos desde un yacimiento de gas condensado o (3)

de petróleo crudo y gas de un yacimiento combinado de petróleo y gas.

El grado de recuperación de GLP e hidrocarburos más pesados a partir de gas

depende de la composición del gas producido y las especificaciones de calidad del

gas a ser transportado al consumidor.

Antes del almacenamiento o transporte del petróleo crudo en barcos cisterna, se

debe bajar su presión de vapor para que pueda estar contenido en el tanque de un

barco con seguridad.

PROPIEDADES DEL GAS LICUADO DE PETRÓLEO

Las propiedades físicas de los principales constituyentes del GLP se enumeran en

la Tabla 1. Además de estos componentes,

pueden estar presentes otras especies en

cantidades de traza.

Típicamente, se pueden producir

compuestos de azufre, agua, y,

ocasionalmente, aceites residuales y

alquitranes. Dependiendo del uso del GLP,

estos contaminantes deben reducirse a un

nivel aceptable, en consonancia con las

especificaciones de GLP aplicable en el país

de uso.




2. - PROCESO DE INGENIERIA




2.1 TABLAS DE BOQUILLAS

2.1.3 Tabla de dimensiones

Marca OD

(in)

tn

(in)

Req tn

(in) A1? A2?

Cuerpo

Pad de Refuerzo Corr

(in)

Aa/Ar

(%) Nom t

(in)

Diseño t

(in)

Usuario t

(in)

Ancho

(in)

tpad

(in)

N1 1.375 0.1625 0.0625 Yes Yes 0.104 0.0871 N/A N/A 0 100.0

N2 1.375 0.1625 0.0625 Yes Yes 0.104 0.0871 N/A N/A 0 100.0

N3 1.75 0.2175 0.0625 Yes Yes 0.104 0.0879 N/A N/A 0 100.0

N4 0.75 0.105 0.0625 Yes Yes 0.104 N/A N/A N/A 0 Exento

N5 1.375 0.1625 0.0625 Yes Yes 0.104 N/A N/A N/A 0 Exento

2.1.2 Tabla de Especificaciones

Marc

a

Identificado

r Tamaño Materiales

Prueba

de

Impacto

Normaliz

ado

Grano

Fino Brida Uso

N1 Boquilla #1 NPS 0.75 Clase

3000 - Roscada Boquilla

SA-

105 No No No N/A

Válvula de

Llenado


3000 - Roscada

Boquilla SA-

105 No No No N/A

Válvula de

Servicio

N3 Boquilla #3 NPS 1 Clase

3000 - Roscada

Boquilla SA-

105 No No No N/A

Indicador

de Nivel


3000 - Roscada

Boquilla SA-

105 No No No N/A

Válvula de

Max. Llen.


3000 - Roscada

Boquilla SA-

105 No No No N/A

Válvula de

Seguridad




2.1.4 Tabla de definiciones

tn Espesor de Boquillas

Req tn Espesor de boquillas requerido por UG-45/UG-16

Nom t Espesor de pared de cuerpo

Diseño

t Espesor de pared de cuerpo requerido + Corrosión permisible per UG-37

User t Espesor de pared local del recipiente (Cerca de alguna abertura)

Aa Área disponible por UG-37, Condición gobernante

Ar Área requerida por UG-37, Condición gobernante

Corr Corrosión permisible en la pared de la boquilla




2.3 TABLAS DE COMPONENTES

2.3.1 Resumen de Componentes

Identificador

P

Diseñ

o

(psi)

T

Dis

eño

(°F)

MAWP

(psi)

MAEP

(psi)

Te

extern

a

(°F)

MDMT

(°F)

MDMT

Excepció

n

Prueba de

Impacto

Cabeza Semielíptica

#2

312 650 376.81 86.45 650 -20 Note 1 No

Faldón en Cabeza

Semielíptica #2 312 650 373.52 73.96 650 -20 Note 2 No

Cilindro #1 312 650 317.49 73.96 650 -20 Note 2 No

Faldón en Cabeza

Semielíptica #1 312 650 373.52 73.96 650 -20 Note 2 No

Cabeza Semielíptica

#1 312 650 376.81 86.45 650 -20 Note 3 No

Boquilla #1 (N1) 312 650 312.38 73.96 650 -36.3 Note 4 No








2.3.2 Resumen de Capsula

Diseño MDMT -20 °F

Nominal MDMT -20 °F @ 312.38 psi

MAWP Caliente & Corroído 312.38 psi @ 650 °F

MAEP 73.96 psi @ 650 °

2.3.3 Notas para MDMT

Note # Excepción Detalles

1. El faldón gobierna MDMT

2. Pruebas de impacto exentas por UG-20(f) UCS-66 Espesor Gobernante =

0.104 in

3. El faldón gobierna MDMT

4.

Prueba de impacto de boquilla exento por Fig UCS-66

Curva B = -20°F

Fig UCS-66.1 MDMT reducción= 16.3°F, (Proporción de

coincidencia = 0.8372)

UCS-66 Espesor gobernante =

0.104 in




2.4 DATOS DE DISEÑO

2.4.1 Tabla De Datos De Diseño

ASME Sección VIII División 1, Edición 2015

Unidades U.S. in

Uso Gas Licuado de Petróleo

Implementación Vehículo Recreativo

Capacidad 12.2 gal

Localización de la línea de origen 0.00" desde costura

derecha

Modo de diseño del recipiente Espesor a partir de

presión

Espesor Mínimo 0.0625" por UG-16(b)

Diseño solo para apagado en frio. No

Diseño para servicio letal (Radiografiado 100% Requerido) No

Diseño de boquillas para Diseño solamente P

Pérdida de peso por corrosión 100% perdida teórica

UG-23 Incremento de la tensión 1.2000

Incremento de silletas 1.0

Proyección mínima de boquillas 0.1"

Cálculos de coyunturas para α > 30 solamente No

Precalentamiento p/Materiales P-No 1 > 1.2500" y <= 1.5000" de espesor No

UG-37(a) Cálculos de cuerpo, considerando el esfuerzo longitudinal tr No

Cuerpos cilíndricos fabricados de un tubo completo tomado como espesor mínimo. No

Boquillas fabricados de un tubo entero tomado como espesor mínimo No

ASME B16.9 Accesorios son tomados completamente como espesores mínimos. No

Soldaduras a tope Figura UCS-66.3(a)

No permitir el Apéndice 1-5, 1-8 cálculos menores de 15 psi No




Prueba Neumática/Hidrostática

Prueba hidrostática llevada a cabo en planta. 1.3 MAWP

Prueba de gravedad especifica liquida 1.0000

Máximo esfuerzo de cedencia permisible en la prueba. 90% de la cedencia

Marcado requerido por UG-116

UG-116(e) Radiografiado RT4

UG-116(f) Tratamiento térmico después de la soldadura. Ninguno

Casos del código \ Interpretaciones

Uso del código caso 2547 No

Uso del código caso 2695 No

Interpretación aplicada VIII-1-83-66 Si





Reducción UCS-66.1 MDMT No

Reducción UCS-68(c) MDMT No

No permitir excepciones UG-20(f) No

Cargas UG-22

UG-22(a) Presión de Diseño interna o externa Yes

UG-22(b) Peso del recipiente bajo condiciones de operación y de prueba. No

UG-22(c) Reacciones estáticas superpuestas dl peso del recipiente del equipo

adjunto (cargas externas)

No

UG-22(d)(2) Soportería No

UG-22(f) Reacciones por viento No

UG-22(f) Reacciones por sismo No

UG-22(j) Presión de prueba y carga estática actuante durante la prueba hidrostática: No

Nota: UG-22(b),(c) y (f) cargas solamente consideradas cuyo existe Soportería




2.5 RADIOGRAFIADO

2.5.1 Tabla de Radiografiado

Componente

Junta Lineal Junta circular

izquierda Junta circular derecha

Mar

ca Categ

oría

(Fig

UW-3)

Radiografia

do/Tipo de

junta

Categorí

a

(Fig UW-

3)

Radiografia

do/Tipo de

junta

Categorí

a

(Fig UW-

3)

Radiografia

do/Tipo de

junta

Cabeza

Semielíptica

#2

N/A Sin Costura

No RT N/A N/A B

Spot UW-

11(a)(5)(b) /

Type 2

RT2

Cilindro #1 A Spot UW-

11(b) / Tipo 1 B

Spot UW-

11(a)(5)(b) /

Type 2

B

Spot UW-

11(a)(5)(b) /

Type 2

RT4

Cabeza

Semielíptica

#1

N/A Sin Costura

No RT B

Spot UW-

11(a)(5)(b) /

Type 2

N/A N/A RT2

Boquilla Junta Lineal Boquilla a junta

circular

Extremo libre de

boquilla a junta

circular

Boquilla #1

(N1)

N/A Sin Costura

No RT D N/A / Tipo 7 N/A N/A N/A

Boquilla #2

(N2)

N/A Sin Costura

No RT D N/A / Tipo 7 N/A N/A N/A

Boquilla #3

(N3)

N/A Sin Costura

No RT D

N/A / Tipo 7 N/A N/A N/A

Boquilla #4

(N4)

N/A Sin Costura

No RT D


Boquilla #5

(N5)

N/A Sin Costura

No RT D


UG-116(e) Marcado Requerido: RT4




2.6 TABLA DE ESPESORES

2.6.1 Datos de componentes

Identificador

del componente Material

Diáme

tro

(in)

Longit

ud

(in)

Nominal

t

(in)

Diseño

t

(in)

Total

Corrosión

(in)

Junt

a

E

Carga

Cabeza

Semielíptica #2

SA-414 G 12 OD 3.052 0.104* 0.0864 0 1.00 Interna

Faldón de la

Cabeza

Semielíptica #2

SA-414 G 12 OD 1 0.104 0.087 0 1.00

Interna

Cilindro #1 SA-414 G 12 OD 20.5 0.104 0.1023 0 0.85 Interna

Faldón de la

Cabeza

Semielíptica #1

SA-414 G 12 OD 1 0.104 0.087 0 1.00

Interna

Cabeza

Semielíptica #1

SA-414 G 12 OD 3.052 0.104* 0.0864 0 1.00 Interna

*Espesor mínimo de cabeza después de formada

2.6.2 Definiciones

Nominal t Espesor Nominal de pared del recipiente

Diseño t Espesor requerido del recipiente debido a la carga gobernante + la

corrosión Junta E Eficiencia de junta de la costura longitudinal

Carga

Interna Esfuerzo circunferencial debido a la presión interna gobernante

Externa Presión externa gobernante

Por Viento Esfuerzo longitudinal combinado + peso + carga por viento gobernante

Sísmica Esfuerzo longitudinal combinado + peso + carga sísmica gobernante

2.7 TABLA DE PESOS




2.7.1 Pesos (lb) Contribuidos por los elementos del recipiente

Compon

ente

Meta

l

Nue

vo*

Metal

Corro

ído

Aislami

ento

Aislami

ento de

soporte

s

Revestim

iento

Tuber

ía

+Liqu

ido

Liquido en

servicio

Prueba

liquida Superf

icie

ft2 Nue

vo

Corro

ído

Nue

vo

Corro

ído

Cabeza

Semielíp

tica #2

5.9 5.9 0 0 0 0 0 0 11.7 11.7 1

Cilindro

#1

22.3 22.3 0 0 0 0 0 0 80.9 80.9 5

Cabeza

Semielíp

tica #1

5.9 5.9 0 0 0 0 0 0 11.7 11.7 1

TOTAL: 34.2 34.2 0 0 0 0 0 0 104.

3 104.3 8

*Cuerpos con boquillas adjuntas tienen un peso reducido debido al corte de las aberturas.

2.7.2 Peso (lb) Contribuido por accesorios

Componen

te

Bridas Boquillas y

bridas Packe

d

Beds

Oreja

s

Soporte

s

Ring

s &

Clip

s

Cargas

vertical

es

Superfic

ie

ft2 Nuev

a

Corroíd

a

Nuev

a

Corroíd

a

Cabeza

Semielíptic

a #2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Cilindro #1 0 0 0.9 0.9 0 0 0 0 0 0

Cabeza

Semielíptic

a #1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL: 0 0 0.9 0.9 0 0 0 0 0 0




2.7.3 Resultados totales del recipiente

Nuevo Corroído

Peso en operación (lb) 35 35

Peso vacío (lb) 35 35

Peso en la prueba hidrostática (lb) 139 139

Área (ft2) 8 -

Capacidad** (US gal) 12 12

**La capacidad del recipiente no incluye el volumen de boquillas, tubería ni accesorios.

2.7.4 Condiciones de levantamiento del recipiente

Peso de levantamiento del recipiente, Nuevo (lb) 35

Centro de gravedad desde el origen (in) 10.3018




2.8 PRUEBA HIDROSTÀTICA

Prueba hidrostática horizontal en planta basada en MAWP por UG-99(b)

Presión manométrica a 70°F = 1.3*MAWP*LSR

= 1.3*312.38*1

= 406.09 psi

Las condiciones de campo no han sido investigadas.

La temperatura de pruebas de 70 °F es más alta que la mínima recomendada de

10 °F por lo que se cumple con la provisión por fractura de acuerdo a UG-99(h).

2.8.1 Prueba hidrostática horizontal en planta

Identificador

Presión

Local de

prueba

(psi)

Carga

Estática

(psi)

UG-99(b)

Proporción

De esfuerzos

UG-99(b)

Factor de

Presión

Cabeza Semielíptica #2 (1) 406.518 0.426 1 1.30

Faldón de la cabeza Semielíptica

#2 406.518 0.426 1 1.30

Cilindro #1 406.518 0.426 1 1.30

Faldón de la cabeza Semielíptica

#1 406.518 0.426 1 1.30

Cabeza Semielíptica #1 406.518 0.426 1 1.30

Boquilla #2 (N2) 406.324 0.232 1.1236 1.30

Boquilla #1 (N1) 406.216 0.124 1.1236 1.30

Boquilla #3 (N3) 406.329 0.237 1.1236 1.30

Boquilla #4 (N4) 406.207 0.114 1.1236 1.30

Boquilla #2 (N5) 406.485 0.392 1.1236 1.30

(1) La cabeza Semielíptica #2 está limitada por la proporción de esfuerzos de acuerdo a G-99(b).

(2) La posición angular de 0° es asumida en la parte superior y la altura de la prueba liquida es

asumida en la boquilla que se encuentra a mayor altura.




2.9 VACIO

2.9 Tabla de Vacío

Componente Línea de Soporte Elevación por Encima

del origen(in)

Longitud Le

(in)

Cabeza Semielíptica #2 - 24.552 N/A

-

1/3 de la profundidad

de la cabeza

Semielíptica #2

22.4827 N/A

Faldón de la cabeza

Semielíptica #2 Izquierdo - 21.5 24.4653


Semielíptica #2 Derecho - 20.5 24.4653

Cilindro #1 Izquierdo - 20.5 24.4653

Cilindro #1 Derecho - 0 24.4653


Semielíptica #1 Izquierdo - 0 24.4653


Semielíptica #1 Derecho - -1 24.4653

-

1/3 de la profundidad

de la cabeza

Semielíptica #1

-1.9827 N/A

Cabeza Semielíptica #21 - -4.052 N/A




2.10 LISTA DE MATERIALES

2.10.1 Tabla de Lista de Materiales

Item # Tipo Material Esp. [in] Dia. [in] Peso [lb] Ctd.

H1 Cabeza Semielíptica

SA-414 G 0.104 (min.) 12 OD 5.9 2

S1 Cilíndro SA-414 G 0.104 (min) 12 OD 22.5 1

Noz1 NPS 0.75 Clase 3000 – Roscada

SA-105 0.1625 1.375 OD 2.9 1

Noz2 NPS 1 Clase 3000 – Roscada

SA-105 0.2175 1.75 OD 1.2 3

Noz3 NPS 0.25 Clase 3000 – Roscada

SA-105 0.105 0.75 OD 1.4 1

PV Protector de Válvulas

SA-414G N/E N/E N/E N/E

PD Placa de Datos

SA-240 N/E N/E N/E N/E

PT Placa Top SA-414G N/E N/E N/E N/E

VS Vena de Servicio

SAE-1008 N/E N/E N/E N/E

RO Rompeolas SAE-1008 N/E N/E N/E N/E

VSG Vena de Seguridad

SAE-1008 N/E N/E N/E N/E

BRA Soportes SA-414G N/E N/E N/E N/E




3.-ANALISIS DEL DISEÑO DE INGENIERIA.

3.1 Cilindro

3.1.1 Tabla del Cilindro

Componente Cilindro

Material SA-414 G (II-D p. 22, ln. 43)

Prueba de

Impacto Normalizado

Grano

Fino PWHT

Optimizar MDMT/

Encontrar MAWP

No No No No No

Presión

De diseño (psi)

Temperatura

De diseño (°F)

Diseño

MDMT (°F)

Interna 312 650

-20

Externa 15 650

Carga estática por liquido

Condición Ps (psi) Hs (in) SG

Prueba horizontal 0.43 11.792 1

Dimensiones

Diámetro externo 12"

Longitud 20.5"

Espesor Nominal 0.104"

Corrosión

Interna 0"

Externa 0"

Peso y capacidad

Peso (lb) Capacidad (US

gal)

Nuevo 22.33 9.69




Radiografiado

Junta lineal Spot UW-11(b) Tipo 1

Junta circular izquierda Spot UW-11(a)(5)(b) Tipo 2

Junta circular derecha Spot UW-11(a)(5)(b) Tipo 2

3.1.2 Resumen de resultados

Condición gobernante Presión interna

Espesor mínimo por UG-16 0.0625" + 0" = 0.0625"

Espesor de diseño debido a presión interna (t) 0.1023"

Espesor de diseño debido a presión externa(te) 0.0551"

Presión máxima de trabajo permisible (MAWP) 317.49 psi

Presión externa de trabajo permisible (MAEP) 73.96 psi

MDMT Estimado -20 °F

Espesor de diseño, (a 650 °F) Apéndice 1-1

T = P*Ro / (S*E + 0.4000*P) + Corrosión = 312*6 / (21,400*0.85 + 0.4000*312) + 0

= 0.1023"

MAWP, (a 650 °F) Apéndice 1-1

P = S*E*t / (Ro - 0.4000*t) - Ps

= 21,400*0.85*0.104 / (6 - 0.4000*0.104) - 0

= 317.49 psi

Presión externa, (Corroída & a 650 °F) UG-28(c)

L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.0551 = 217.8598 De la tabla G: A = 0.000200 De la tabla CS-2: B = 2,450.9106 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*2,450.91 / (3*(12 / 0.0551)) = 15 psi




Espesor de diseño debido a presión externa Pa = 15 psi

ta = t + Corrosión = 0.0551 + 0 = 0.0551"

MAWP, (Corroído & a 650 °F) UG-28(c)

L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.104 = 115.3846 De la tabla G: A = 0.000518 De la tabla CS-2: B = 6,400.6199 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*6,400.62 / (3*(12 / 0.104)) = 73.96 psi

% Elongación de la fibra extrema - UCS-79(d)

EF = (50*t / Rf)*(1 - Rf / Ro) = (50*0.104 / 5.948)*(1 - = 0.8742%

La elongación de la fibra extrema no excede 5%.




3.2 Cabeza Semielíptica #2

3.2.1 Tabla de Cabeza Semielíptica #2

Componente Cabeza Semielíptica


Prueba De impacto Normalizado Grano Fino PWHT Optimizar MDMT/

No No No No No

Presión (psi) T (°F) MDMT (°F)

Interna 312 650 -20

Externa 15 650

Carga estática debido al liquido




Proporción de cabeza 2

Espesor Mínimo 0.104"

Corrosión Interna 0"

Externa 0"

Longitud Lsf 1"

Espesor Nominal tsf 0.104"

Peso y Capacidad

Peso (lb)1 Capacidad (US gal)1

Nuevo 5.92 1.4

Corroído 5.92 1.4

Radiografiado

Junta Categoría A Sin Costura No RT

Cabeza a costura del cuerpo Spot UW-11(a)(5)(b) Tipo 2

1 Incluye faldón





Condición gobernante Presión Interna

Espesor mínimo per UG-16 0.0625" + 0" = 0.0625"





MDMT Gobernante en faldón -20°F

3.2.3 Factor K

K = (1/6)*[2 + (D / (2*h))2]

Corroído K = (1/6)*[2 + (11.792 / (2*2.948))2] 1

Nuevo K = (1/6)*[2 + (11.792 / (2*2.948))2] 1

Espesor de diseño por presión interna, (Corroído a 650 °F) Apéndice 1-4(c)

t = P*Do*K / (2*S*E + 2*P*(K - 0.1)) + Corrosión = 312*12*1 / (2*21,400*1 + 2*312*(1 - 0.1)) + 0

= 0.0863"

MAWP, (Corroído a 650 °F) Apéndice 1-4(c)

P = 2*S*E*t / (K*Do - 2*t*(K - 0.1)) - Ps = 2*21,400*1*0.104 / (1*12 - 2*0.104*(1 - 0.1)) - 0

= 376.81 psi

Espesor de diseño por presión Externa, (Corroído a 650 °F) UG-33(d)

Equivalente a el radio externo de abombado (Ro)

Ro = Ko*Do

= 0.8847*12

= 10.616 in

A = 0.125 / (Ro / t)




= 0.125 / (10.616 / 0.033132)

= 0.00039

De la

tabla

CS-2:

B = 4,806.1907 psi

Pa = B / (Ro / t)

= 4,806.1907 / (10.616 / 0.0331)

= 15 psi

t = 0.0331" + Corrosión = 0.0331" + 0" = 0.0331"

Verificación de la Presión externa por UG-33(a) (1) Apéndice 1-4(c)

t = 1.67*Pe*Do*K / (2*S*E + 2*1.67*Pe*(K - 0.1)) + Corrosión = 1.67*15*12*1 / (2*21,400*1 + 2*1.67*15*(1 - 0.1)) + 0 = 0.007"

Espesor de diseño de la cabeza por presión externa (te) es 0.0331".

MAWP (Corroído a 650 °F) UG-33(d)

Radio de abombado externo equivalente (Ro)

Ro = Ko*Do = 0.8847*12 = 10.616 in A = 0.125 / (Ro / t) = 0.125 / (10.616 / 0.104)

= 0.001225

De la

tabla

CS-2:

B = 8,824.5937 psi

Pa = B / (Ro / t) = 8,824.5937 / (10.616 / 0.104) = 86.4505 psi

Verificación de la Presión externa por, UG-33(a) (1) Apéndice 1-4(c)

P = 2*S*E*t / ((K*Do - 2*t*(K - 0.1))*1.67) = 2*21,400*1*0.104 / ((1*12 - 2*0.104*(1 - 0.1))*1.67) = 225.64 psi

MAEP is: 86.45 psi.




% Elongación de la fibra externa - UCS-79(d)

EF

E = (75*t / Rf)*(1 - Rf / Ro)

= (75*0.104 / 2.0566)*(1 - = 3.7926%

La elongación de la fibra extrema no excedel5%.




3.3 Faldón De La Cabeza Semielíptica #2

3.3.1 Tabla de faldón de la cabeza Semielíptica #2

Componente Cilindro


Prueba D.I.

Normalizado Grano Fino PWHT Optimizar

No No No No No

P (psi) T (ºF) MDMT (°F)

Interna 312 650 -20

Externa 15 650




Dimensiones


Longitud 1"

Espesor Nominal 0.104"


Externa 0"

Peso y capacidad

Peso (lb) Capacidad (US gal)

Nueva 1.1 0.47

Corroída 1.1 0.47

Radiografiado

Junta longitudinal Sin costura No RT

Junta circular derecha Spot UW-11(a)(5)(b) Type 2





Condición gobernante Presión Interna

Espesor mínimo per UG-16 0.0625" + 0" = 0.0625"





MDMT Estimada -20 °F

UCS-66 Requerimientos de dureza del material

Espesor gobernante, tg = 0.104"

MDMT = -20°F

El material está exento de prueba de impacto por UG-20(f) a una MDMT de -20°F.

Espesor de diseño, (a 650 °F) Apéndice 1-1

t = P*Ro / (S*E + 0.4000*P) + Corrosión = 312*6 / (21,400*1.00 + 0.4000*312) + 0 = 0.087"

MAWP, (a 650 °F) Apéndice 1-1

P = S*E*t / (Ro - 0.4000*t) - Ps = 21,400*1.00*0.104 / (6 - 0.4000*0.104) - 0

= 373.52 psi

Presión Externa, (Corroído & a 650 °F) UG-28(c)

L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.0551 = 217.8598 De la tabla G: A = 0.000200 De la tabla CS-2: B = 2,450.9106 psi

Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*2,450.91 / (3*(12 / 0.0551))

= 15 psi




Espesor de diseño por Presión externa Pa = 15 psi

ta = t + Corrosión = 0.0551 + 0 = 0.0551"

MAWP (Corroído & a 650 °F) UG-28(c)

L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.104 = 115.3846 De la tabla G: A = 0.000518 De la tabla CS-2: B = 6,400.6199 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*6,400.62 / (3*(12 / 0.104))

= 73.96 psi

% Elongación de la fibra extrema - UCS-79(d)

EFE

= (50*t / Rf)*(1 - Rf / Ro)

= (50*0.104 / 5.948)*(1 - = 0.8742%

La elongación de la fibra extrema no excede 5%.




3.4 Cabeza Semielíptica #1

3.4.1 Tabla de cabeza Semielíptica #1

Componente Cabeza Semielíptica


Prueba de Impacto Normalizado Grano Fino PWHT Optimizar MDMT

No No No No No

P (psi) T (°F) MDMT (°F)

Interna 312 650 -20

Externa 15 650




Dimensiones


Proporción de cabeza 2

Espesor Mínimo 0.104"


Externa 0"

Longitud Lsf 1"

Espesor Nominal tsf 0.104"

Peso y Capacidad

Peso (lb)1 Capacidad(US gal)1

Nuevo 5.92 1.4

Corroído 5.92 1.4

Radiografiado

Junta Categoría A Sin Costura No RT

Cabeza a costura del cuerpo Spot UW-11(a)(5)(b) Type 2




3.4.2 Factor K

K = (1/6)*[2 + (D / (2*h))2]

Corroído K = (1/6)*[2 + (11.792 / (2*2.948))2] 1

Nuevo K = (1/6)*[2 + (11.792 / (2*2.948))2] 1

Espesor de Diseño por Interna Presión, (Corroído a 650 °F) Apéndice 1-4(c)

t =P*Do*K / (2*S*E + 2*P*(K - 0.1)) + Corrosión

=312*12*1 / (2*21,400*1 + 2*312*(1 - 0.1)) + 0

=0.0863"

Maximum allowable working Presión, (Corroído a 650 °F) Apéndice 1-4(c)

P = 2*S*E*t / (K*Do - 2*t*(K - 0.1)) - Ps

= 2*21,400*1*0.104 / (1*12 - 2*0.104*(1 - 0.1)) - 0

= 376.81 psi

Espesor de Diseño por Presión Externa, (Corroído a 650 °F) UG-33(d)

Equivalent outside spherical radius (Ro)

Ro = Ko*Do = 0.8847*12 = 10.616 in

A = 0.125 / (Ro / t)

= 0.125 / (10.616 / 0.033132)

=

0.00039

De la tabla CS-2: B = 4,806.1907 psi

Pa = B / (Ro / t) = 4,806.1907 / (10.616 / 0.0331) = 15 psi t = 0.0331" + Corrosión = 0.0331" + 0" = 0.0331" Check the Presión Externa per UG-33(a) (1) Apéndice 1-4(c) t = 1.67*Pe*Do*K / (2*S*E + 2*1.67*Pe*(K - 0.1)) + Corrosión = 1.67*15*12*1 / (2*21,400*1 + 2*1.67*15*(1 - 0.1)) + 0 = 0.007"




Espesor para Presión Externa Espesor de Diseño (Te) es 0.0331".

Presión Externa Máxima Permisible, (Corroído a 650 °F) UG-33(d)

Equivalent outside spherical radius (Ro)

Ro = Ko*Do = 0.8847*12 = 10.616 in A = 0.125 / (Ro / t) = 0.125 / (10.616 / 0.104) = 0.001225

De la

tabla

CS-2:

B = 8,824.5937 psi

Pa = B / (Ro / t) = 8,824.5937 / (10.616 / 0.104) = 86.4505 psi

Check the Maximum Presión Externa, UG-33(a) (1) Apéndice 1-4(c)

P = 2*S*E*t / ((K*Do - 2*t*(K - 0.1))*1.67) = 2*21,400*1*0.104 / ((1*12 - 2*0.104*(1 - 0.1))*1.67) = 225.64 psi

Presión Externa Máxima Permisible (MAEP) es 86.45 psi.

% Elongación de la fibra externa- UCS-79(d)

EFE

= (75*t / Rf)*(1 - Rf / Ro)

= (75*0.104 / 2.0566)*(1 - = 3.7926%





3.5 Faldón De La Cabeza Semielíptica #1

3.5.1 Tabla de faldón de la cabeza Semielíptica #1

Componente Cilíndro


Prueba de Impacto Normalizado Grano Fino PWHT Optimizar MDMT

No No No No No

Diseño

Presión (psi)

Diseño

Temperatura

(°F)

Diseño

MDMT (°F)

Interna 312 650

-20

Externa 15 650

Carga Estática por Líquido


Prueba Horizontal 0.43 11.792 1

Dimensiones

Diámetro Externo 12"

Longitud 1"

Nominal Espesor 0.104"

Corrosión

Interna 0"

Externa 0"

Peso y Capacidad

Peso (lb) Capacidad (US gal)

Nuevo 1.1 0.47

Corroído 1.1 0.47

Radiografiado

Junta Longitudinal Sin costura No RT

Junta Circunferencial Derecha Spot UW-11(a)(5)(b) Type 2




UCS-66 Requerimientos de Tenacidad del Material

Espesor Gobernante, tg = 0.104"

MDMT = -20°F

El material está exento de pruebas de impacto por UG-20(f) a una MDMT de diseño de -20°F.

Espesor de Diseño, (a 650 °F) Apéndice 1-1

t = P*Ro / (S*E + 0.4000*P) + Corrosión = 312*6 / (21,400*1.00 + 0.4000*312) + 0

= 0.087"

Presión Máxima de Trabajo Permisible (a 650 °F) Apéndice 1-1

P = S*E*t / (Ro - 0.4000*t) - Ps = 21,400*1.00*0.104 / (6 - 0.4000*0.104) - 0

= 373.52 psi


L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.0551 = 217.8598 De Tabla G: A = 0.000200 De Tabla CS-2: B = 2,450.9106 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*2,450.91 / (3*(12 / 0.0551)) = 15 psi

Espesor de Diseño por Presión Externa Pa = 15 psi

ta = t + Corrosión = 0.0551 + 0 = 0.0551"

Resumen de Resultados

Condición Gobernante Interna Presión

Espesor Mínimo per UG-16 0.0625" + 0" = 0.0625"

Diseño de espesor debido a presión interna(t) 0.087"

Diseño de espesor debido a presión externa(te) 0.0551"

Presión de Trabajo Máxima Permisible(MAWP) 373.52 psi

Presión Externa Máxima Permisible(MAEP) 73.96 psi

Estimada MDMT -20 °F




Presión Externa Máxima Permisible, (Corroído & a 650 °F) UG-28(c)

L / Do = 24.4653 / 12 = 2.0388 Do / t = 12 / 0.104 = 115.3846 De Tabla G: A = 0.000518 De Tabla CS-2: B = 6,400.6199 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*6,400.62 / (3*(12 / 0.104)) = 73.96 psi

% Elongación de la fibra externa- UCS-79(d)

EFE

= (50*t / Rf)*(1 - Rf / Ro)

= (50*0.104 / 5.948)*(1 - = 0.8742%





3.6 Boquilla #1 (N1)

3.6.1 Tabla de boquilla #1 (N1)

Localización Y Orientación


Localizada en Cilíndro #1

Orientación 90°

Distancia del centro de la boquilla a la línea de origen 13.21"

Fin de la boquilla el centro del cuerpo 5.9657"

Equidistancia del centro, Lo -3"

Pasa a través de una junta Categoría A No

Boquilla

Descripción NPS 0.75 Clase 3000 - Roscada

Abertura de Acceso No

Especificación del Material SA-105 (II-D p. 18, ln. 23)

Diámetro Interno, Nuevo 1.05"

Espesor Nominal de pared 0.1625"

Corrosión Permisible 0"




Longitud del cordón de la Abertura 1.2188"

Proyección externa del recipiente disponible, Lpr 0.4293"

Espesor mínimo local del recipiente 0.104"

Carga estática por líquido incluida 0 psi

Eficiencia de la junta longitudinal 1

Soldaduras

Filete Interno, Pierna41 0.125"

Boquilla a la soldadura a tope del recipiente 0.104"

Cálculos de Refuerzos por MAWP

El espesor de pared del recipiente gobierna la MAWP de esta boquilla

3.6.2 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por

MAWP

UG-45

Resumen(in)

Por P = 373.53 psi @ 650 °F

La abertura esta adecuadamente reforzada

Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A

Disponible A1 A2 A3 A5

A

Soldaduras treq tmin

0.0662 0.1389 0.0605 0.0654 -- -- 0.013 0.0625 0.1625




Cálculos por presión Interna 373.53 psi @ 650 °F

Límite de refuerzo paralelo por UG-40

L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.2188, 0.6094 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.2188 in

Límite Normal externo de reforzamiento por UG-40

L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in

Espesor de boquilla requerido por UG-27(c) (1)

trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 373.5331*0.525 / (17,800*1 - 0.6*373.5331) = 0.0112 in

Espesor Requerido tr de UG-37(a)

tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 373.5331*6 / (21,400*1 + 0.4*373.5331) = 0.104 in

Espesor Requerido tr Por la interpretación VIII-1-07-50

tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 373.5331*6 / (21,400*0.85 + 0.4*373.5331)

= 0.1222 in

La abertura N1 está muy cerca de acuerdo a UG-36(c) (3) (d), para poder

exentar por UG-36(c) (3) (a). Cálculos de Reforzamiento realizados.

Área requerida porUG-37(c)

Esfuerzos Permisibles: Sn = 17,800, Sv = 21,400 psi fr1 = el menor of 1 o Sn / Sv = 0.8318 fr2 = el menor of 1 o Sn / Sv = 0.8318

A = d*tr*F + 2*tn*tr*F*(1 - fr1) = 1.2188*0.104*0.5 + 2*0.1625*0.104*0.5*(1 - 0.8318) = 0.0662 in2




Área Disponible de FIG. UG-37.1

A1 = El más grande de los siguientes= 0.0605 in2 = d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.2188*(1*0.104 - 0.5*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 0.5*0.104)*(1 - 0.8318)

= 0.0605 in2

= 2*(t + tn)*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1)

= 2*(0.104 + 0.1625)*(1*0.104 - 0.5*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 0.5*0.104)*(1 - 0.8318)

= 0.0249 in2

A2 = El más pequeño de los siguientes= 0.0654 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.1625 - 0.0112)*0.8318*0.104 = 0.0654 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.1625 - 0.0112)*0.8318*0.1625 = 0.1023 in2

A4

1 = Pierna2*fr2

= 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0.0605 + 0.0654 + 0.013 = 0.1389 in2

As Área >= A El refuerzo es adecuado.

UW-16(c) Verificación de la soldadura

Filete de soldadura: tmin = el menor of 0.75 o tn o t = 0.104 in

tc (min) = el menor of 0.25 o 0.7*tmin = 0.0728 in

tc (actual) = 0.7*Pierna = 0.7*0.125 = 0.0875 in

El tamaño de filete de soldadura es satisfactorio.

Los cálculos de resistencia de soldadura no son requeridos conforme al detalle de

Fig. UW-16.1, dibujo (c-e).




ASME B16.11 Verificación de espesor de pared de Cople

Espesor de pared requerido por ASME B16.11 2.1.1: tr1 = 0.0143 in (E =1)

Espesor de pared por UG-16(b): tr3 = 0.0625 in

Espesor nuevo de pared de boquilla disponible, tn = 0.1625 in El espesor de boquilla del cuello es adecuado.

La verificación de refuerzo es en el plano paralelo del eje longitudinal


Refuerzos disponibles por UG-37 MAWP Gobernante en esta boquilla

3.6.3 UG-37 Resumen de Cálculos por Áreas (in2) en el plano

paralelo

UG-45

Resumen(in)

Por P = 312.38 psi @ 650 °F


Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A


A


0.0962 0.0962 0.0169 0.0663 -- -- 0.013 0.0625 0.1625


L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.05, 0.525 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.05 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0)

= 0.26 in


trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P)

= 312.3788*0.525 / (17,800*1 - 0.6*312.3788) = 0.0093 in





tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 312.3788*6 / (21,400*1 + 0.4*312.3788)

= 0.0871 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 312.3788*6 / (21,400*0.85 + 0.4*312.3788) = 0.1023 in

La abertura N1 está muy cerca de acuerdo a UG-36(c) (3) (d), para poder

exentar por UG-36(c) (3) (a). Cálculos de Reforzamiento realizados.



A = d*tr*F + 2*tn*tr*F*(1 - fr1) = 1.05*0.0871*1 + 2*0.1625*0.0871*1*(1 - 0.8318) = 0.0962 in2


A1 = El más grande de los siguientes= 0.0169 in2

= d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.05*(1*0.104 - 1*0.0871) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.0871)*(1 - 0.8318) = 0.0169 in2


= 2*(0.104 + 0.1625)*(1*0.104 - 1*0.0871) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.0871)*(1 - 0.8318)

= 0.0081 in2


= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.1625 - 0.0093)*0.8318*0.104 = 0.0663 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.1625 - 0.0093)*0.8318*0.1625 = 0.1035 in2




A4

1 = Pierna2*fr2

= 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0.0169 + 0.0663 + 0.013 = 0.0962 in2

Área >= A El refuerzo es adecuado.




Espesor nuevo de pared de boquilla disponible, tn = 0.1625 in

El espesor de boquilla del cuello es adecuado.

Cálculos de Reforzamiento por MAEP

3.6.7 UG-37 Resumen de Cálculos por Áreas (in2) por MAEP UG-45

Resumen(in)

Por Pe = 73.96 psi @ 650 °F


Boquilla porUG-

45

A

Requerido

A


A


0.0662 0.0792 -- 0.0662 -- -- 0.013 0.0625 0.1625

Cálculos por Presión Externa 73.96 psi @ 650 °F


L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.2182, 0.6091 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.2182 in





L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in

Espesor de boquilla requerido por UG-28 trn = 0.0094 in

De UG-37(d) (1) Espesor Requerido TR = 0.104 in

La abertura N1 está muy cerca de acuerdo a UG-36(c) (3) (d), para poder exentar

por UG-36(c) (3) (a). Cálculos de Reforzamiento realizados.

Área requerida porUG-37(d) (1)


A = 0.5*(d*tr*F + 2*tn*tr*F*(1 - fr1)) = 0.5*(1.2182*0.104*1 + 2*0.1625*0.104*1*(1 - 0.8318)) = 0.0662 in2


A1 = El más grande de los siguientes= 0 in2

= d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.2182*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318) = 0 in2


= 2*(0.104 + 0.1625)*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318)

= 0 in2


= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.1625 - 0.0094)*0.8318*0.104 = 0.0662 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.1625 - 0.0094)*0.8318*0.1625 = 0.1035 in2




A4

1 = Pierna2*fr2

= 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0 + 0.0662 + 0.013 = 0.0792 in2






-El tamaño de filete de soldadura es satisfactorio.

-Los cálculos de resistencia de soldadura no son requeridos conforme al detalle de


UG-45 Verificación del espesor del cuello de boquilla

ta UG-28 = 0.0094 in

ta = max[ ta UG-28 , ta UG-22 ] = máx.[ 0.0094 , 0 ] = 0.0094 in

tb2 = P*Ro / (S*E + 0.4*P) + Corrosión = 73.9627*6 / (21,400*1 + 0.4*73.9627) + 0 = 0.0207 in

tb2 = máx.[ tb2 , tb UG16 ] = máx.[ 0.0207 , 0.0625 ] = 0.0625 in

tb = min[ tb3 , tb2 ]

= min[ 0.1225 , 0.0625 ] = 0.0625 in

tUG-45 = máx.[ ta , tb ] = máx.[ 0.0094 , 0.0625 ] = 0.0625 in







L / Do = 1.2326 / 1.375 = 0.8965 Do / t = 1.375 / 0.0094 = 145.8657 De Tabla G: A = 0.000858 De Tabla CS-2: B = 8,091.5837 psi Pa = 4*B / (3*(Do / t)) = 4*8,091.58 / (3*(1.375 / 0.0094)) = 73.96 psi

Espesor de Diseño por Presión Externa Pa = 73.96 psi

ta = t + Corrosión = 0.0094 + 0 = 0.0094"





3.7.1 Tabla de Boquilla #2 (N2)


Localización y Orientación


Orientación 90°


Fin de la boquilla a el centro del cuerpo 6.75"


Boquilla

Descripción NPS 0.75 Clase 3000 -

Roscada













Soldaduras



3.7.3 Tabla de Requerimientos de Tenacidad del Material de la Boquilla UCS-66

tr = 312.38*0.525 / (20,000*1 - 0.6*312.38) = 0.0083"

Relación de Esfuerzos= tr*E* / (tn - c) = 0.0083*1 / (0.1625 - 0) = 0.0509

Relación de Esfuerzos≤ 0.35, MDMT per UCS-66(b)(3) = -155°F

El material está exento de pruebas de impacto a una MDMT de diseño de -20°F.

3.7.2 Tabla de Requerimientos de tenacidad del material a la intersección de la

boquilla UCS-66.


Temperatura exenta de la fig. UCS-66 Curva B= -20°F

tr = 312.38*6 / (21,400*1 + 0.4*312.38) = 0.0871"


Reducción en MDMT, TR de Fig UCS-66.1 = 16.3°F

MDMT = max[ MDMT - TR, -55] = max[ -20 - 16.3 , -55] = -36.3°F









L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.05, 0.525 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.05 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in


trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 312.3788*0.525 / (17,800*1 - 0.6*312.3788) = 0.0093 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 312.3788*6 / (21,400*1 + 0.4*312.3788) = 0.0871 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 312.3788*6 / (21,400*0.85 + 0.4*312.3788) = 0.1023 in

La abertura N2 está muy cerca de acuerdo a UG-36(c) (3) (d) para exentar por

UG-36(c) (3) (a). Se realizaran los cálculos de reforzamiento.

Área requerida por UG-37(c)


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

= 1.05*0.0871*1 + 2*0.1625*0.0871*1*(1 - 0.8318)

= 0.0962 in2





A1 = El más grande de los siguientes= 0.0169 in2 = d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.05*(1*0.104 - 1*0.0871) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.0871)*(1 - 0.8318) = 0.0169 in2


= 2*(0.104 + 0.1625)*(1*0.104 - 1*0.0871) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.0871)*(1 - 0.8318)

= 0.0081 in2

A2 = El más pequeño de los siguientes= 0.0663 in2 = 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.1625 - 0.0093)*0.8318*0.104 = 0.0663 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.1625 - 0.0093)*0.8318*0.1625

= 0.1035 in2

A4

1 = Pierna2*fr2

= 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0.0169 + 0.0663 + 0.013

= 0.0962 in2


















3.7.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37 por

MAEP

UG-45

Resumen(in)

Por Pe = 73.96 psi @ 650 °F


Boquilla porUG-

45

A

Requerido

A


A


0.0574 0.0795 -- 0.0665 -- -- 0.013 0.0625 0.1625



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.05, 0.525 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.05 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in


De UG-37(d) (1) Espesor Requerido tr = 0.104 in








A = 0.5*(d*tr*F + 2*tn*tr*F*(1 - fr1)) = 0.5*(1.05*0.104*1 + 2*0.1625*0.104*1*(1 - 0.8318)) = 0.0574 in2



= d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.05*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318) = 0 in2


= 2*(0.104 + 0.1625)*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.1625*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318)

= 0 in2


= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.1625 - 0.0086)*0.8318*0.104 = 0.0665 in2

= 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.1625 - 0.0086)*0.8318*0.1625

= 0.104 in2

A41 = Pierna2*fr2 = 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0 + 0.0665 + 0.013 = 0.0795 in2













ta UG-28 = 0.0086 in


tb2 = P*Ro / (S*E + 0.4*P) + Corrosión = 73.9627*6 / (21,400*1 + 0.4*73.9627) + 0

= 0.0207 in

tb2 = máx.[ tb2 , tb UG16 ]

= máx.[ 0.0207 , 0.0625 ] = 0.0625 in

tb = min[ tb3 , tb2 ]

= min[ 0.1225 , 0.0625 ] = 0.0625 in

tUG-45 = máx.[ ta , tb ]

= máx.[ 0.0086 , 0.0625 ] = 0.0625 in






ta = t + Corrosión = 0.0086 + 0 = 0.0086"









Orientación 90°


Fin de la boquilla a el centro del cuerpo 7"


Boquilla

Descripción NPS 1 Clase 3000 -

Roscada


Especificación del Material SA-105 (II-D p. 18, ln.

23)







Proyección externa del recipiente disponible, Lpr 1"




Soldaduras




boquilla UCS-66


Temperatura exenta de la fig. UCS-66 Curve B= -20°F

tr = 312.38*6 / (21,400*1 + 0.4*312.38) = 0.0871"









tr = 312.38*0.6575 / (20,000*1 - 0.6*312.38) = 0.0104"






3.8.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37 por

MAWP

UG-45

Resumen(in)

Por P = 315.3 psi @ 650 °F


Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A


A


0.122 0.122 0.02 0.089 -- -- 0.013 0.0625 0.2175



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.315, 0.6575 + (0.2175 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.315 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.2175 - 0) + 0) = 0.26 in





trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 315.2984*0.6575 / (17,800*1 - 0.6*315.2984) = 0.0118 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 315.2984*6 / (21,400*1 + 0.4*315.2984) = 0.0879 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 315.2984*6 / (21,400*0.85 + 0.4*315.2984) = 0.1033 in





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

= 1.315*0.0879*1 + 2*0.2175*0.0879*1*(1 - 0.8318)

= 0.122 in2


A1 = El más grande de los siguientes= 0.02 in2

= d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.315*(1*0.104 - 1*0.0879) - 2*0.2175*(1*0.104 - 1*0.0879)*(1 - 0.8318) = 0.02 in2 = 2*(t + tn)*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1)

= 2*(0.104 + 0.2175)*(1*0.104 - 1*0.0879) - 2*0.2175*(1*0.104 - 1*0.0879)*(1 - 0.8318)

= 0.0092 in2


= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.2175 - 0.0118)*0.8318*0.104 = 0.089 in2 = 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.2175 - 0.0118)*0.8318*0.2175




= 0.1861 in2

A41 = Pierna2*fr2 = 0.1252*0.8318 = 0.013 in2

Área

= A1 + A2 + A41

= 0.02 + 0.089 + 0.013 = 0.122 in2
















MAEP

UG-45

Resumen(in)

Por Pe = 73.96 psi @ 650 °F


Boquilla porUG-

45

A

Requerido

A


A


0.0722 0.1023 -- 0.0893 -- -- 0.013 0.0625 0.2175






L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.315, 0.6575 + (0.2175 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.315 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.2175 - 0) + 0) = 0.26 in







A = 0.5*(d*tr*F + 2*tn*tr*F*(1 - fr1))

= 0.5*(1.315*0.104*1 + 2*0.2175*0.104*1*(1 - 0.8318))

= 0.0722 in2



= d*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1) = 1.315*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.2175*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318) = 0 in2 = 2*(t + tn)*(E1*t - F*tr) - 2*tn*(E1*t - F*tr)*(1 - fr1)

= 2*(0.104 + 0.2175)*(1*0.104 - 1*0.104) - 2*0.2175*(1*0.104 - 1*0.104)*(1 - 0.8318)

= 0 in2





= 5*(tn - trn)*fr2*t = 5*(0.2175 - 0.0111)*0.8318*0.104 = 0.0893 in2 = 5*(tn - trn)*fr2*tn = 5*(0.2175 - 0.0111)*0.8318*0.2175 = 0.1867 in2

A41 = Pierna2*fr2

= 0.1252*0.8318

= 0.013 in2

Área = A1 + A2 + A41 = 0 + 0.0893 + 0.013 = 0.1023 in2










ta UG-28 = 0.0111 in


tb2 = P*Ro / (S*E + 0.4*P) + Corrosión

= 73.9627*6 / (21,400*1 + 0.4*73.9627) + 0 = 0.0207 in





tb = min[ tb3 , tb2 ] = min[ 0.1269 , 0.0625 ] = 0.0625 in







ta = t + Corrosión = 0.0111 + 0 = 0.0111"









Orientación 90°



Equidistancia del centro, Lo -3"


Boquilla

Descripción NPS 0.25 Clase 3000

- Roscada


Especificación del Material SA-105 (II-D p. 18, ln.

23)







Longitud del cordón de la Abertura 0.626"





Soldaduras




boquilla UCS-66



tr = 312.38*6 / (21,400*1 + 0.4*312.38) = 0.0871"









tr = 312.38*0.27 / (20,000*1 - 0.6*312.38) = 0.0043"







MAWP

UG-45

Resumen(in)

Por P = 373.53 psi @ 650 °F Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A


A


Esta boquilla está exenta de cálculos por área de acuerdo a

UG-36(c)(3)(a) 0.0625 0.105



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(0.626, 0.313 + (0.105 - 0) + (0.104 - 0)) = 0.626 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.105 - 0) + 0) = 0.26 in





trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 373.5331*0.27 / (17,800*1 - 0.6*373.5331) = 0.0057 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 373.5331*6 / (21,400*1 + 0.4*373.5331) = 0.104 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 373.5331*6 / (21,400*0.85 + 0.4*373.5331) = 0.1222 in

Esta abertura no requiere refuerzo de acuerdo a UG-36(c) (3) (a)













La verificación de refuerzo es en el plano paralelo del eje longitudinal







eje longitudinal

UG-45

Resumen(in)

Por P = 373.53 psi @ 650 °F Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A


A


Esta boquilla está exenta de cálculos por área de acuerdo a UG-

36(c)(3)(a) 0.0625 0.105

3.9.6 Tabla de Resumen del Análisis de la soldadura por falla, Pah UG-41 por eje

longitudinal

La boquilla está exenta de cálculos de resistencia de soldadura por UW-15(b)(2)


L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(0.54, 0.27 + (0.105 - 0) + (0.104 - 0)) = 0.54 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.105 - 0) + 0) = 0.26 in


trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 373.5331*0.27 / (17,800*1 - 0.6*373.5331) = 0.0057 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 373.5331*6 / (21,400*1 + 0.4*373.5331) = 0.104 in





tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 373.5331*6 / (21,400*0.85 + 0.4*373.5331) = 0.1222 in








3.9.7 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37, por

MAEP

UG-45

Resumen(in)

Por Pe = 73.96 psi @ 650 °F Boquilla

porUG-45

A

Requerido

A


A



UG-36(c)(3)(a). 0.0625 0.105



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(0.6257, 0.3129 + (0.105 - 0) + (0.104 - 0)) = 0.6257 in





L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.105 - 0) + 0) = 0.26 in












ta UG-28 = 0.0061 in




tb = min[ tb3 , tb2 ] = min[ 0.0954 , 0.0625 ] = 0.0625 in




tUG-45 = máx.[ ta , tb ]

= máx.[ 0.0061 , 0.0625 ] = 0.0625 in




L / Do = 1.2892 / 0.75 = 1.7190

Do / t = 0.75 / 0.0061 = 123.2850

De Tabla G: A = 0.000553

De Tabla CS-2: B = 6,837.9199 psi

Pa = 4*B / (3*(Do / t))

= 4*6,837.92 / (3*(0.75 / 0.0061))

= 73.95 psi


ta = t + Corrosión = 0.0061 + 0 = 0.0061"









Orientación 135°




Boquilla

Descripción NPS 0.75 Clase 3000 -

Roscada













Soldaduras



UCS-66 Requerimientos de tenacidad del material a la intersección de la boquilla



tr = 312.38*6 / (21,400*1 + 0.4*312.38) = 0.0871"






tr = 312.38*0.525 / (20,000*1 - 0.6*312.38) = 0.0083

"









3.10.3 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas (in2) UG-37

por MAWP

UG-45

Resumen(in)

Por P = 373.53 psi @ 650 °F Boquilla porUG-

45

A

Requerido

A


A


Esta boquilla está exenta de cálculos por área de acuerdo a UG-

36(c)(3)(a) 0.0625 0.1625



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.05, 0.525 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.05 in


L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in


trn = P*Rn / (Sn*E - 0.6*P) = 373.5331*0.525 / (17,800*1 - 0.6*373.5331) = 0.0112 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P) = 373.5331*6 / (21,400*1 + 0.4*373.5331) = 0.104 in


tr = P*Ro / (S*E + 0.4*P)

= 373.5331*6 / (21,400*0.85 + 0.4*373.5331) = 0.1222 in


















3.10.4 Tabla de Resumen de Cálculos por Áreas(in2) UG-37

por MAEP

UG-45

Resumen(in)

Por Pe = 73.96 psi @ 650 °F Boquilla porUG-

45

A

Requerido

A


A



UG-36(c)(3)(a) 0.0625 0.1625



L

R = MAX(d, Rn + (tn - Cn) + (t - C))

= MAX(1.05, 0.525 + (0.1625 - 0) + (0.104 - 0)) = 1.05 in





L

H = MIN(2.5*(t - C), 2.5*(tn - Cn) + te)

= MIN(2.5*(0.104 - 0), 2.5*(0.1625 - 0) + 0) = 0.26 in












ta UG-28 = 0.0081 in




tb = min[ tb3 , tb2 ] = min[ 0.1225 , 0.0625 ] = 0.0625 in








L / Do = 0.5395 / 1.375 = 0.3924

Do / t = 1.375 / 0.0081 = 170.2685

De Tabla G: A = 0.001696

De Tabla CS-2: B = 9,445.4234 psi

Pa = 4*B / (3*(Do / t))

= 4*9,445.42 / (3*(1.375 / 0.0081))

= 73.96 psi


ta = t + Corrosión = 0.0081 + 0 = 0.0081"




3.11 Análisis De Elemento Finito

3.11.1 Cuerpo Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.2 Cabezas Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.3 Medio Cople para Válvula de Máximo Llenado Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.4 Medio Cople para Válvula de Llenado Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.5 Medio Cople para Válvula de Servicio Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.6 Medio Cople para Válvula de Seguridad Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.7 Medio Cople para Indicador de Nivel Mallado Esfuerzos Resultantes




3.11.8 Soportes Mallado Esfuerzos Resultantes




4.- ANALISIS Y EVALUACIÓN ECONOMICA DEL PROYECTO.

4.1 Insumos

ITEM FUNCIÓNPeso

(kg)/Pza

PRECIO

UNITARIO

COSTO

TOTAL

1 1 pza Cuerpo Cilíndrico 12" O.D. X 0.104" 10.5 $12.50 $1.19

2 2 pza Cabezas semielípticas 2:1,12" O.D. X 0.104" 2.42 $12.50 $5.17

3 1 pza Protector de Válvulas 17½" X 4½" X 0.089" 1.7 $11.00 $11.00

4 2 pza Soportes 8" X 2½" X 0.164" N/E $27.15 $54.30

5 1 pza Medio Cople 1-11.5 NPT N/E $17.46 $17.46

6 2 pza Medio Cople ¾-14 NPT N/E $19.83 $39.66

7 1 pza Medio Cople Campana ¾-14 NPT N/E $86.13 $86.13

8 1 pza Medio Cople ¼-18 NPT N/E $12.13 $12.13

9 1 pza Medidor de Nivel Rochester 8944-4012 N/E $240.70 $240.70

10 1 pza Válvula de Servicio 11052A ¾-14 NPT N/E

11 1 pza Válvula de Llenado 11048A ¾-14 NPT N/E

12 1 pza Válvula de Seguridad 1162A ¾-14 NPT N/E

13 1 pza Válvula de Máximo Llenado ¼-18 NPT N/E

14 1 pza Placa de Datos N/E $17.50 $17.50

15 1 pza Placa Top N/E $0.53 $0.53

16 0.24 m Tubo 1" D.E. X CED.18 N/E $19.53 $4.69

17 0.24 m Tubo ¾ D.E. X CED.18 N/E $14.65 $3.52

18 0.025 in Tubo 1¼ D.E. X CED.18 N/E $24.40 $0.61

19 0.32 kg Soldadura SAW N/E $24.15 $7.73

20 0.15 kg Soldadura GMAW N/E $26.78 $4.02

21 0.1 kg Soldadura SMAW N/E $25.62 $2.56

22 1 kit Kit de Calcomanias N/E $5.52 $5.52

23 4 ml Sellador de Válvulas N/E $0.69 $2.76

24 0.2 kg Pintura en polvo horneada N/E $81.00 $16.20

$1,043.37

INSUMOS

CANTIDAD/

TANQUE

$510.00 $510.00

TOTAL




4.2 Componentes

1.- CUERPO CILÍNDRICO 4.- SOPORTES

2.- CABEZA SEMIELÍPTICA 2:1 5.- MEDIO COPLE ROSCADO 1-11.5 NPT

3.- PROTECTOR DE VÁLVULAS 6.- MEDIO COPLE ROSCADO ¾-14 NPT




7.- MEDIO COPLE ROSCADO 1-11.5 NPT

10.- VÁLVULA DE SERVICIO

8.- MEDIO COPLE ROSCADO ¼-18 NPT

11.- VÁLVULA DE LLENADO

9.- MEDIDOR DE NIVEL 12.- VÁLVULA DE SEGURIDAD




13.- VÁLVULA DE MÁXIMO LLENADO 16.- VÁLVULA DE SEGURIDAD

14.- PLACA DE DATOS 17.- VÁLVULA DE SERVICIO

15.- PLACA TOP 18.- ROMPEOLAS




4.3 Gastos Complementarios

MANO DE OBRA DIRECTA $30.32

MANO DE OBRA INDIRECTA $18.29

GASTOS DE FABRICACIÓN $40.98

GASTOS DE EXPORTACIÓN $7.09

GASTOS DE ADMINISTRACIÓN $20.46

OTROS $28.92

SUBTOTAL $146.06

INSUMOS $1,043.37

TOTAL $1,189.43

TOTAL + 30% $1,546.26

GASTOS COMPLEMENTARIOS

Por seguridad de presupuesto, se considerara un 30% excedente para cubrir

posibles variantes en la cotización final.




ANEXOS (PLANOS)

Dibujo General




Dibujos De Despiece

Cabezas




Cuerpo




Protector De Válvulas




Soportes




Placa De Datos




Vena De Servicio




Vena De Seguridad




Rompeolas




Placa Top




Medio Cople Para Válvula De Máximo Llenado




Medio Cople Para Válvula De Llenado




Medio Cople Para Válvula De Servicio




Medio Cople Para Medidor De Nivel




Medio Cople Para Válvula De Seguridad




CONCLUSIÓN El correcto control y manejo de fluidos ha sido un tema primordial que se ha venido manejando de manera importante a partir de la revolución industrial, la sociedad que puso manos a la Obra fue ASME (American Society of Mechanical Engineers) Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, elaborando y poniendo en práctica un código aplicable para Calderas y Recipientes sujetos a presión para así poder evitar el gran número de incidentes que se habían suscitado antes de su creación. Hoy en día esta Norma se mantiene en constante actualización, renovando e innovándose cada 2 años a partir de la Edición 2013, eliminando así el uso de las Adendas, esto nos da mayor seguridad y confiabilidad en la etapa del diseño, así como en la fabricación de estos importantes elementos que se utilizan regularmente en posición horizontal o vertical dentro de la Industria. En todo el proyecto se tomó como referencia principal la Sección VIII del documento ya citado, el cual en todos sus apartados nos enlaza a otras secciones de igual importancia para la selección correcta de materiales, soldadura, métodos de fabricación e inspección para un diseño optimo y robusto. Al término de esta investigación se desarrolló, analizo y aprobó una memoria de cálculo, la cuál sustenta con un factor de seguridad de 3.5 la funcionalidad del recipiente sujeto a presión interna ya en campo. Con el fin de respaldar todo este cálculo aritmético también se llevó a cabo un FEA (Finit Element Analysis) Análisis por Elemento finito, para visualizar de manera gráfica donde se concentraran los esfuerzos y con ello tomar acciones preventivas en caso de así requerirlas. Todo esto se llevó acabo utilizando lo último en tecnología con un Software de diseño Industrial. Un aspecto importante en cualquier proceso de Ingeniería es el de obtener la mayor eficiencia y el mejor producto al menor costo posible, por lo que se llevó a cabo un Análisis y una evaluación económica, con el fin de garantizar que el proyecto es rentable, todo esto sin sacrificar las necesidades de calidad y seguridad del mismo.




GLOSARIO

Abrasión: Separación del material de la superficie en cualquier sólido mediante la fricción de otro sólido, un líquido o un gas, o una combinación de estos.

Acero con alto contenido de elementos de aleación: Acero que contiene grandes porcentajes de elementos diferentes al carbono.

Acero con bajo contenido de elementos de aleación: Acero al carbono

que acepta temple que contiene generalmente no más del 1% de carbono y no o más de los siguientes componentes de aleación: <2% Manganeso, <4% de Níquel, <2% de Cromo, < 0.6% de molibdeno y <0.2% de Vanadio.

Acero Muerto: Acero completamente desoxidado (por ejemplo, debido a la adición de aluminio o silicio) en el que se suprime la reacción entre el carbono y el oxígeno durante la solidificación.

Aleación: Substancia con propiedades metálicas formada por dos o más elementos; con pocas excepciones, los componentes son generalmente elementos metálicos.

Biselado: Preparación de bordes; preparación del contorno en el borde de un miembro para soldar.

Buje: Accesorio de tubería para unir un tubo con un accesorio hembra de mayor tamaño.

Carga estática: Presión de los líquidos en reposo contra la pared del recipiente.

Casco: Elemento estructural hecho para circundar un espacio. La mayoría de los cascos son generados por la revolución de una curva plana.

Centroide de un área: Punto situado en el plano del área, de propiedades tales que el momento del área es cero respecto a cualquier eje que pase por él.

Ductilidad: Capacidad de un metal para estirarse y deformarse permanentemente sin romperse ni agrietarse.




Eficiencia de la junta: Valor numérico expresado como la relación de la resistencia de una junta remachada o soldad, a la resistencia del metal base.

Eficiencia de una junta soldada: La eficiencia o el rendimiento de una junta soldada se expresa como una unidad numérica y se usa en el diseño de una junta como multiplicador del valor de esfuerzo permitido.

Eje Neutro: La línea de esfuerzo cero en cualquier sección dada de un miembro sujeto a flexión; es la línea que se forma por la intersección de la superficie neutra con la sección.

Erosión-Corrosión: Ataque que se produce sobre la superficie de un metal como resultado de los efectos combinados de la erosión-corrosión

Esfuerzo de Membrana: La componente del esfuerzo normal que está

distribuida uniformemente y es igual al valor medio del esfuerzo que obra transversalmente al espesor de la sección bajo consideración.

Esfuerzos que obran en los recipientes a presión: Esfuerzo longitudinal (meridional) S1 y S2 se conocen como esfuerzos de membrana (de diafragma) para los recipientes que tienen figura de revolución. Esfuerzo cortante, flexionante, de discontinuidad en un cambio brusco de espesor o de forma del recipiente.

Galvanizado: Aplicación de un recubrimiento de zinc a substancias ferrosas. Dicha aplicación puede hacerse por inmersión en caliente o por electrólisis.

Hierro Dulce: Hierro refinado a un estado plástico en un horno de pudelado. Se caracteriza por la presencia del alrededor 3 por ciento de escoria mezclada en forma irregular con hierro puro y alrededor de 0.5 por ciento de carbón.

Isotrópico: Que tiene las mismas propiedades en todas direcciones.

Material de aporte: Material que se agrega al hacer una soldadura.

Metal de Soldadura: El metal resultante de la fusión del metal base y el metal de aporte.

Módulo de elasticidad (Módulo de Young): Razón de cambio del esfuerzo unitario de tensión o compresión respecto a la deformación unitaria por




tensión o compresión para las condiciones de esfuerzo monoaxial dentro del límite de proporcionalidad.

Módulo de Rigidez (Módulo de elasticidad al esfuerzo cortante): La razón de cambio del esfuerzo cortante unitario respecto a la deformación unitaria debida al esfuerzo cortante.

Módulo de sección: Se refiere a la sección de una viga.

Normalizado: Calentamiento hasta alrededor de 100ºF arriba de la temperatura crítica y enfriada a la temperatura ambiente en aire tranquilo.

Presión absoluta: La presión medida desde el cero absoluto de presión que, teóricamente, se obtiene en vacío o al cero absoluto de temperatura, para distinguirla de la presión manométrica.

Presión de diseño: La presión que se usa para determinar el espesor mínimo permitido o las características físicas de las diferentes partes del depósito.

Presión de operación: La presión ha la que está sometido normalmente un depósito y que se localiza en su parte superior, no debe exceder de la presión máxima de trabajo permitida.

Presión manométrica: La cantidad por la cual es mayor la presión absoluta que la presión atmosférica.

Presión máxima de trabajo permisible: La presión manométrica máxima que se permite en la parte superior de un recipiente terminado en su posición de trabajo para una temperatura dada.




BIBLIOGRAFÍA

1. Manual de Recipientes sujetos a presión Diseño y Cálculo Eugene F. Megysey Editorial Limusa Quinta Impresión

2. Código ASME Sección VIII

Reglas para la construcción de Recipientes sujetos a presión División 1, Edición 2015.

3. Código ASME Sección II-A Especificaciones para materiales ferrosos Edición 2015.

4. Código ASME Sección II-C Especificaciones para varillas de soldadura, electrodos y materiales de aporte, Edición 2015.

5. Código ASME Sección II-D Propiedades de los materiales (Sistema Ingles) Edición 2015.

6. ASME B 1.20.1-2013 Tubos Roscados- Temas Generales

Revision de ASME B1.20.1-1983 (R2006)

7. ASME B16.11 -2001 Accesorios forjados, Sockets soldados y roscados Revision de ASME B16.11-2009

8. ASME B36.10M-2004 Tubos de acero soldados y forjados sin costura Revision de ASME B36.10M-2000

9. NFPA 1192 Norma para Vehículos Recreativos Edición 2005

10. Diseño y Cálculo de Recipientes sujetos a presión

Ing. Juan Manuel de León Estrada 1992.

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