DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINCONTENIDO1.INTRODUCCIN1.1.Objetivo General:1.2.Contenido1.3.Bibliografa 2.CDIGOS Y NORMAS APLICABLES2.1.Recipientes a Presin2.2.Intercambiadores de Calor (concha y tubo):2.3.Calentadores de Fuego2.4.Complementarias2.5.Cdigo ASME2.6.ASME Seccin VIII, Divisin 1 - Alcance2.7.ASME Seccin VIII, Divisin 2 - Alcance3.ESPECIFICACIONES GENERALES3.1.Alcance3.2.Cdigos, Normas y Especificaciones3.3.Diseo3.4.Materiales3.5.Requerimientos de Servicio3.6.Soldadura3.7.Fabricacin3.8.Tratamiento Trmico Post Soldadura3.9.Pintura3.10.Aislamiento TrmicoDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN3.11.Placa de Identificacin3.12.Inspeccin y Pruebas3.13.Preparacin para despacho3.14.Planos de Taller3.15.Reporte de Fabricacin del Recipiente3.16.Garantas del Equipo4.CONCEPTOS BSICOS4.1.Recipientes a Presin:4.2.Diseo Mecnico de Recipientes a Presin5.ANLISIS DE ESFUERZOS5.1.Diseo por Reglas 5.2.Diseo por Anlisis 5.3.Esfuerzos Primarios (P)5.4.Esfuerzos Secundarios (Q)5.5.Esfuerzos Picos (F)5.6.Lmites de las Categoras de Esfuerzos6.DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN EXTERNA6.1.General6.2.Clculos6.3.Anillos Rigidizadores7.DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN INTERNA7.1.Esfuerzos por Presin Interna7.2.Espesor de Pared7.3.Esfuerzos Circunferenciales por Presin Interna7.4.Espesor de Pared por ASMEDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN7.5.Prueba Hidrosttica8.DISEO DE RECIPIENTES HORIZONTALES8.1.General 8.2.Diagrama8.3.Modelo8.4.Esfuerzos8.5.Diagrama de Momento Flector8.6.Esfuerzos Longitudinales8.7.Esfuerzos Tangenciales8.8.Esfuerzos Circunferenciales8.9.Influencia de Ubicacin de Sillas9.DISEO DE RECIPIENTES VERTICALES9.1.General9.2.Presin Interna / Externa9.3.Carga Esttica del Fluido9.4.Viento9.5.Sismo9.6.Cargas Excntricas9.7.Peso9.8.Vibraciones9.9.Cargas Combinadas9.10.Esfuerzos Permisibles10.SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN10.1.General10.2.Clasificacin:DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN10.3.Capacidad de Alivio10.4.Presin del Sistema de Alivio (P*)10.5.Sobrepresin Permitida10.6.Tolerancia de P*10.7.Vlvulas de Alivio de Presin11.MATERIALES11.1.General:11.2.Seccin II Materials del Cdigo ASME11.3.Parte D:11.4.Seleccin de Materiales11.5.Tipos de Materiales11.6.Gua de Seleccin - Planchas11.7.Gua de Seleccin Tuberas / Fittings11.8.Gua de Seleccin Piezas Forjadas11.9.Gua de Seleccin Pernos / Tuercas12.CONEXIONES12.1.Clasificacin12.2.Tuberas12.3.Refuerzos13.SOLDADURA13.1.General:13.2.Procedimientos de Soldadura13.3.Variables de un WPS13.4.Soldabilidad13.5.Restricciones de ServicioDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN13.6.Inspeccin Radiogrfica13.7.Eficiencia de Junta14.CONTROL DE CALIDAD14.1.Sistema de Control de Calidad14.2.Ensayos No Destructivos (NDE)14.3.Prueba Hidrosttica14.4.Ensayos DestructivosDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN1. INTRODUCCINDISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN1. INTRODUCCINInstructor: Marco Gonzlez De Len- Ingeniero Mecnico, USB 1983- Especialista en Gerencia de la Empresa, USB 1997- Magister Scientiarum en Ingeniera Mecnica, UCV 2004- Profesor Agregado del Dpto de Mecnica de la USB, desde 1991- Coordinador Tcnico de OPRINT, CA, desde 1991Curso dirigido a- Profesionales interesados en el diseo de recipientes a presin1.1. Objetivo General:- Lograr queel participanteadquieralosconocimientosbsicosylametodologa para elDiseo Mecnico de Recipientes a Presin, basado en el Cdigo ASME Seccin VIII Divisin 11.2. Contenido- Conceptos Bsicos- Cdigos y Normas Aplicables- Anlisis Bsico de Esfuerzos- Materiales- Soldadura- Recipientes a Presin Interna- Recipientes a Presin Externa- Recipientes Horizontales- Recipientes Verticales Altos- Conexiones- Especificaciones Generales de Recipientes1.3. Bibliografa - ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII. Division 1. - Megyesy, E.F. Pressure Vessel Handbook. 1992- Moss, D. Pressure Vessel Design Manual. 1987- Bednar, H. Pressure Vessel Design Handbook. 1986- ASCE-7. Minimum Design Loads for Building and Other Structures. 19959 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Farr, JR & Jawad, MH. Guidebook for the Design of ASME Section VIII. Pressure Vessels. 1996- Bernstein, MD&Yoder, LW. Power Boilers. AguidetoSectionI of theASME Boiler and Pressure Vessel Code. 1998- Zick, LP. Stresses in Large Horizontal Cylindrical Vessels on Two Saddles Supports. 195110 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN11 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN2. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES12 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN2. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES2.1. Recipientes a Presin- ASME Boiler & Pressure Vessel Code (EE.UU) Seccin VIII, Divisin 1. Rules for the Construction of Pressure Vessels - 2004 Seccin VIII, Divisin 2. Alternative Rules - 2004 SeccinVIII, Divisin3. AlternativeRulesfor Constructionof HighPressure Vessels - 2004- BS 5500. 2000. Specification for Unfired Fusion Welded Pressure Vessels (Gran Bretaa)- CSA B51.97, Part I Boiler,Pressure Vessel, and Pressure Piping Code (1997 edition) (Canad)- Australian Pressure Vessel Code, AS 1210 Unfired Pressure Vessels (Australia)- CODAP 95 French Code for Construction of Unfired Pressure Vessels (Francia)- The Dutch Pressure Vessel Code (Holanda)- A.D. Merkblatt Code (Alemania) Cdigo ASME Seccin VIII Divisin 1 es el ms conservador2.2. Intercambiadores de Calor (concha y tubo):- ASME Sec. VIII (Carcasa) + Estndares de TEMA (tipo de placas, tipos de cuerpo, partes del equipo) - ANSI/API STD660 Shell-and-tube Heat Exchangers for General Refinery Services 20012.3. Calentadores de Fuego- ASME Code Seccin III: Rules for Construction of Nuclear Power Plant Component 2004- ASME Code Seccin IV: Heating Boilers 2004- API STD 560 Fired Heaters for General Refinery Services 20012.4. ComplementariasASME- B16.4-1998: Gray Iron Threaded Fittings- B16.5-2003: Pipe Flanges and Flanged Fittings- B16.9-2001: Factory-Made Wroght Buttwelding Fittings- B16.11-2001: Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded13 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- B16.47 1996: Large Diameter Steel Flanges: NPS 26 Through NPS 60- B36.10M-2000: Welded and Seamless Wrought Steel Pipe- B36.19M-2004: Stainless Steel PipeMSS- SP-44-1996: Steel Pipeline Flanges- SP-75-1998: Specification for High Test Wrought Butt Welding Fittings API-STD 605: Large Diameter Carbon Steel Flanges (NPS 26 through 60; Classes 75, 150, 300, 400, 600 & 900)2.5. Cdigo ASME- I Power Boilers- II Materials: Part A: Ferrous Material Specifications Part B: Nonferrous Material Specifications Part C: Specifications for Welding Rods Part D: Properties (Customary) Part D: Properties (Metric)- III Rules for Construction of Nuclear Power Plant Components (Div 1 9 subd; Div 2 & Div 3)- IV Heating Boilers- V Nondestructive Examination- VI Recommended Rules for the Care and Operation of Heating Boilers- VII Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers- VIII Pressure Vessels: Division 1 Division 2: Alternatives Rules Division 3: Alternative Rules for Construction of High Pressure Vessels- IX Welding and Brazing Qualifications- X Fiber-Reinforcement Plastic Pressure Vessels- XI Rules for Inservice Inspection of Nuclear Power Plant Components- XII Rules for Construction and Continued Service of Transport Tanks14 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN2.6. ASME Seccin VIII, Divisin 1 - Alcance2.6.1. Definicin:Recipientes a Presin son envases para contener presin, interna o externa. La presin puede ser generada desde una fuente externa (Unfired) o por la aplicacin de calor desde fuentes directas o indirectas (Fired)2.6.2. Objetivos:Indica requerimientos mandatorios,prohibiciones especficas y recomendaciones no mandatorias para el diseo, seleccin de materiales, fabricacin, inspeccin, exmenes, pruebas y certificacin de recipientes a presinEl Cdigo no incluye todos los aspectos relacionados con estas actividades. Los aspectos no incluidos deben ser objeto de la aplicacin de criterios de ingeniera, siempre considerando la filosofa de este cdigo. En ningn caso, se deben utilizar criterios de ingeniera para obviar los requerimientos mandatorios y prohibiciones especficas del Cdigo. 2.6.3. Reglas para el uso del estampado ASME U2.6.4. Presin de Diseo:Interna o Externa mayor a 15 Psig Generalmente hasta 3000 Psig. Para presiones mayores, se generan desviaciones a las consideraciones planteadas en esta divisin. Sinembargo, si las desviaciones sonarregladas, y todavasecumplenconlos requerimientos de la divisin, el recipiente se puede estampar bajo esta divisin Incluye previsiones para el diseo de dispositivos de alivio de presin requeridos por esta divisinPartes presurizadas incluidas- Tuberas externas: Conexiones soldadas: la primera junta circunferencial Conexiones roscadas: la primera junta roscada Conexiones bridadas: la cara de la primera brida- Partesnopresurizadasquesonsoldadasdirectamenteal recipiente: orejasde levantamiento, soportes- Cubiertas de boquillas: Boca de visita15 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Para conexin de instrumentos, la primera superficie que se pueda sellar Recipientes Adicionales Incluidos:- Los siguientes recipientes en los que se genera vapor: Evaporadores e Intercambiadores de Calor Generadores devapor por el usodecalor provenientedelaoperacinde sistemas de procesamiento de qumicos o productos petroleros Recipientes cuyo vapor es slo para uso interno del mismo- Recipientes sujetos a fuego directo de la combustin de combustibles, no incluidos en las Secciones I, III y IV.Recipientes No Incluidos:- Aquellos incluidos en otra Seccin - Calentadores tubulares de fuego- Envases presurizados que son parte de equipos rotativos o reciprocantes, donde las consideraciones o esfuerzos de diseo provienen de los requerimientos funcionales de los equipos (bombas, compresores, turbinas)- Sistemas de tuberas- Componentes de tuberas (tuberas, bridas, codos, empacaduras, pernos, vlvulas)- Partes de componentes presurizados (strainers)- Dispositivos varios (medidores de flujo, separadores, mezcladores)- Recipientes con presin de operacin interna o externa menor a 15 Psi|- Recipientes que contienen agua a presin, que no exceda las siguientes limitaciones: Presin de Diseo: 300 Psi Temperatura de Diseo: 210 F- Tanquessuplidoresdeaguacalientecalentadopormediosindirectos(ejemplo: vapor), cuando no exceda las siguientes limitaciones: Calor agregado: 200000 BTU/hr Temperatura del agua: 210F Capacidad: 120 gal- Recipientes cuya dimetro interno, ancho, alto o longitud diagonal, sea menor a 6 pulg- Recipientes a presin para uso humano 16 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINSub-Seccin A: - Parte UG: Requerimientos Generales aplicables a todos los recipientesSub-Seccin B: Requerimientos para distintos mtodos de fabricacin- Parte UW: por soldadura- Parte UF: forjado- Parte UB: por soldadura de brazing (latn)Sub-Seccin C: Requerimientos relacionados a Clases de Materiales- Parte UCS: Aceros al Carbono y Aceros de Baja Aleacin- Parte UNF: Materiales No Ferrosos- Parte UHA: Aceros de Alta Aleacin- Parte UCI: Hierro Fundido- Parte UCL: Material con Clad planchas soldadas (Lined)- Parte UCD: Hierro fundido dctil- Parte UHT: Aceros ferrticos con propiedades mejoradas por tratamiento trmico- Parte ULW: Construccin Layered - Parte ULT: Materiales con alta resistencia a baja temperaturaApndices Mandatorios y No Mandatarios2.7. ASME Seccin VIII, Divisin 2 - AlcanceEsta divisin provee reglas alternativas a los requerimientos mnimos de la Divisin 1Cubre slo recipientes que tengan las siguientes caractersticas:- A ser instalados en un sitio fijo- Para un servicio especfico- Controlde laoperacinyel mantenimiento esrealizadodurante lavidatil del recipiente por el usuario que prepar o gener las especificaciones de diseoPresin de Diseo:- Mxima: No tiene definido un lmite. - Para presiones muy altas, se generan desviaciones a las consideraciones planteadas en esta divisin, Reglas para el Estampado ASME U22.7.1. Comparacin con la Divisin 1: - Reglas ms restrictivas en la seleccin de materiales- Procedimientos de diseo ms precisos- Ciertos esquemas de diseo muy comunes en la Divisin 1 estn prohibidos17 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Procedimientos de fabricacin permitidos estn claramente definidos- Losrequerimientosdeinspeccin, pruebasyensayosnodestructivossonms rigurosos - Permiteel usodeunmayor valor deesfuerzopermisible: Factor deseguridad menor a la Div. 1- El diseo debe ser realizado por un ingeniero con comprobada experiencia en el cdigo- Permite el diseo de recipientes sometidos a fatiga- Indica requerimientos de diseo, fabricacin, inspeccin, pruebas y certificacin de recipientes a presin - Presin interna o presin externa, generalmente mayor a 10.000 Psi- Recipientes Fired o Unfired- Cubre slo recipientes que tengan las siguientes caractersticas: Para un servicio especfico Controlde la operacin y el mantenimiento es realizado durante la vida til del recipiente por elusuario que prepar o gener las especificaciones de diseo Requerimientos aplicables a materiales utilizados en la fabricacin de recipientes- No establece lmites mximos de presin para las otras divisiones del cdigo, ni lmites mnimos de presin para esta divisin- El recipientepuedeser mudadodelugar, siempreycuandocumplael mismo servicio para el que fue diseado- Reglas para el uso del estampado ASME U3- Incluye previsiones para el diseo de dispositivos de alivio de presin requeridos por esta divisin18 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN19 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN3. ESPECIFICACIONES GENERALES20 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN3. ESPECIFICACIONES GENERALESDocumento que indica los requerimientos que deben ser cumplidos por el Contratista en el diseo, fabricacin, inspeccin, pruebas y suministro de equipos.Solidario con los siguientes documentos:- Orden de Compra- Requisicin- Hoja de Datos de Equipos o Planos de Diseo- Planos Tpicos del Cliente- Cdigos y Normas - Especificaciones relacionadasCualquier diferencia entre estos documentos debe ser indicada por el Contratista, y el Cliente debe decidir.3.1. AlcanceIndica los aspectos que cubren las especificaciones, y los que no cubre3.2. Cdigos, Normas y EspecificacionesIndica las referencias nacionales e internacionales y delcliente,que debe seguir el Contratista para cumplir el trabajo contratado3.3. DiseoIndica las Bases y Criterios utilizados para el diseo del equipo: Presin, Temperatura, cargas de viento,cargas de sismo, condiciones de diseo, tolerancia por corrosin, espesores de pared permitidos, cabezales, soportes, escaleras, plataformas, elementos internos, ekementos externos, soportes de aislamiento, tubera interna3.4. Materiales- Indica las preferencias que tiene el cliente en cuanto a los materiales que deben ser usados para fabricar las distintas partes del equipo- Limitaciones de uso- Mtodo para sustituir materiales especificados3.5. Requerimientos de ServicioIndica exigencias especiales para el diseo de equipos que operarn bajo condiciones extremas: manejodefluidoscorrosivos, bajatemperaturadeoperacin, sustancias letales.21 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN3.6. Soldadura- Indica tipo de soldadura por categora de junta- Materialesdeaporte, procesosdesoldadurapermitidos, exigenciasparacada proceso- Requerimientosderadiografiadoyotrosensayosnodestructivospermitidosy ensayos no permitidos3.7. Fabricacin- Tolerancias de fabricacin- Ubicacin de soldaduras longitudinales y circunferenciales entre si, y con respecto a otros elementos a ser soldados- Precalentamiento de planchas antes del rolado- Requerimientos para los refuerzos de conexiones- Boquillas de procesos, de Inspeccin y Acceso: tipo de unin: bridada, roscada; longitud externa e interna; uniones no permitidas; pernos; empacaduras.3.8. Tratamiento Trmico Post Soldadura- Requerimientos indiucados por elcdigo respectivo, de acuerdo alespesor y al uso del equipo- Exigencias de procedimientos de tratamiento3.9. Pintura- Exigencias de preparacin de superficie: mtodo, grado de limpieza - SSPC-SP-5: Metal blanco- SSPC-SP-10: Casi metal blanco- SSPC-SP-6: Comercial- Tipo de pintura para cada capa, de acuerdo a las condiciones ambientales:- Fondo: rojo con plomo: xido de hierro o alqudico; cromato de zinc- Acabado:Pintura alqudica o fenlica, del color exigido por el servicio3.10. Aislamiento TrmicoTipo de aislamiento que puede ser utilizado, de acuerdo a la temperatura de servicio y al requerimiento del proceso3.11. Placa de IdentificacinTipo de material, ubicacin e informacin a ser indicada en la placa22 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN3.12. Inspeccin y Pruebas- Cliente tiene derecho a inspeccionar el equipo en el momento que lo crea conveniente- La aprobacin del equipo no libera al Contratista de su responsabilidad- Inspeccin de materiales, soldadura, tolerancias- Especificacionesdepruebahidrosttica: presindeprueba, duracin, personal que debe presenciarla- Otros ensayos: aplicaciones3.13. Preparacin para despacho- Limpieza, proteccin de superficies, proteccin de boquillas: tapones para conexiones roscadas, planchas para conexiones bridadas- Despacho de Internos, sillas, pernos y tuercas, partes sueltas- Identificacin3.14. Planos de Taller- Procedimientos para su elaboracin: tipo de planos, contenido, lista de materiales, soldadura- Esquemas de emisin, revisin, cambios y aprobacin para construccin- Planos como construido: as built3.15. Reporte de Fabricacin del Recipiente- Contenido: Planos, pruebas, resultados de inspeccin, certificados de materiales, no conformidades,carta de pruebahidrosttica,registro detratamiento trmico, copia de placa de identificacin, clculos- Inspector debe aprobar con su firma lo que corresponda- Nmero de copias exigidas3.16. Garantas del Equipo- El equipo debe ser garantizado que est libre de fallas- La garanta cubre la integridad fsica - El Contratista debe acordar que reparar o reemplazar cualquier defecto concerniente a la fabricacin que se presente durante el primer ao de operacin- La reparacin la ejecutar sin costo para el Cliente23 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN4. CONCEPTOS BSICOS24 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN4. CONCEPTOS BSICOSEquipos Mecnicos en Plantas de Procesos:- Bombas, Compresores- Sistemas de Tuberas- Recipientes a Presin- Tanques de Almacenamiento4.1. Recipientes a Presin:Envases, generalmentecilndricosoesfricos, concapacidadparasoportar cargas internas o externas, que son utilizados para procesar y/o almacenar diferentes tipos de fluidosEjemplos de Recipientes a Presin:- Separadores de Fluidos- Filtros - Intercambiadores de Calor Concha - Tubo- Calentadores de Fuego Directo- Calentadores de Fuego Indirecto- Columnas de Fraccionamiento- Columnas de Destilacin- Esferas de Almacenamiento- K.O.D.Partes de un Recipiente a Presin:- Cuerpo- Cabezales, placas tubulares- Conexiones: proceso, instrumentacin, inspeccin- Internos: demisters, filtros, ciclones, packings, baffles, trays- Equipos Internos: haz tubular, quemadores - Soportes: faldn, base, sillas- Accesorios: Escaleras, plataformas25 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN

Recipiente Horizontal Separador Vertical

Columna De-PropanizadoraElementos Internos26 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINCabezal, Conexiones y Elemento Interno4.2. Diseo Mecnico de Recipientes a PresinConsiste en determinar y especificar de acuerdo con las normas que rigen la materia, todos los requerimientos que se deben cumplir durante la construccin del recipiente, para que la operacin del mismo, en un proceso determinado, sea confiable y seguraPresin de Operacin:Mximo valor de la presin de servicio del equipoPresin de Diseo:Condicin ms severa de presin y temperatura de operacin, considerando la mayor diferencia de presin entre el interior y el exterior del equipo Mayor valor de: - Pdiseo = Poperacin+30 Psi- Pdiseo = 1.1PoperacinMxima Presin Permisible de Operacin (MAWP):- Valor de la presin permisible en el tope del recipiente en su posicin de operacin normal a la temperatura de operacin especificada para dicha presin- Menor delosvalores depresinmximadeterminadoencualquier partedel recipiente, incluyendo todas las cargas impuestas sobre el mismoTemperatura de Operacin: Mximo o mnimo valor de la temperatura de servicio del recipienteTemperatura de Diseo:- Mxima: Temperatura mxima media de la pared del recipienteTdiseo = Toperacin+50 F- Mnima: Temperatura mnima media de la pared del recipiente27 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINTdiseo = ToperacinEspesores de Pared de un Recipiente - Requerido (t):Mnimo valor de espesor que debe poseer una parte presurizada del equipo para soportar las condiciones de presin y temperatura de diseo- Tolerancia por Corrosin (tca):Valor que se agrega al espesor requerido para compensar los efectos que el fluido manejado pudiera tener sobre el material a lo largo de la vida til del recipiente- Diseo:tdiseo = t + tca- Comercial (tcomercial):Espesor de las planchas que existen en el mercado; se obtiene aproximando por exceso el espesor de diseo calculado (tdiseo)Se expresan en trminos de 1/16 28 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN29 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN5. ANLISIS DE ESFUERZOS30 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN5. ANLISIS DE ESFUERZOSAlcance del anlisis de esfuerzos depende de la filosofa de diseo que se adopte: - Diseo por Reglas: Esquema de diseo de recipientes a presin con geometras y cargas tpicas definidas en un Cdigo o Norma,para las cuales se establecen unos clculos sencillos, que permitendeterminar el espesor depareddeloscomponentesdeunrecipientea presin. - Diseo por Anlisis: Esquema de diseo de recipientes a presin basado en cdigos que permiten establecer un anlisis de los esfuerzos generados por las distintas cargas aplicadas en el recipiente. 5.1. Diseo por Reglas - Diseo, deacuerdoaecuaciones sencillasde: cuerpocilndricosoesfricos, cabezales de distinta concavidad, conexiones de boquillas, sometidos a presin interna o externa. - Exigeel seguimientoestrictodelasreglasindicadasenel cdigoparadicho recipiente. - Diseador no se involucra en el clculo de esfuerzos ni en la definicin de valores permisibles de esfuerzos- Cdigos: ASME Seccin VIII Divisin 1 o BS5500- Utilizan la Teora de Fallas de Rankine (Esfuerzo mximo principal)- Sin embargo, estos cdigos exigen la verificacin de todas las cargas que afectan al recipiente, y considerar en el diseo los esfuerzos que estas generan.Ventajas: - Simplicidad para su aplicacin- Ha funcionado bien para la industria de la calderera: los recipientes fabricados de acuerdo a reglas han presentado pocas fallas.5.2. Diseo por Anlisis - Los cdigos utilizados definen unas categoras de esfuerzos que se identifican con elementos del anlisis de esfuerzos, que permiten la comparacin en el marco de la Teora de Fallas de Tresca (esfuerzo cortante mximo) con esfuerzos permisibles. 31 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Estos esfuerzos permisibles dependen de la categora del esfuerzo.- Exigeel seguimientoestrictodelasreglasindicadasenel cdigoparadicho recipiente. - Cdigos: ASME Seccin VIII Divisin 2 o BS5500 Apndice A..Desventajas: - Requiere experiencia en el anlisis de esfuerzos- Mayor tiempo de diseo- Mayor costo de ingenieraAspectos a considerar en el diseo:- Paracargasmecnicas, evitar quelasparedesdel recipientelleguenal lmite plstico, con el objeto de evitar grandes deformaciones del recipiente, y la consiguiente falla- Evitar deformaciones plsticas repetidas, bajo cargas trmicasCDIGO ASME SECCIN VIII DIV. 2General(Pm)Local(Pl)Membrana Flexin(Pb)Primarios(No Auto-limitantes)Cargas Trmicas Cargas MecnicasSecundarios (Q)(Auto-limitantes)Picos (F)(Cclicos)Clasificacin de EsfuerzosCDIGO ASME SECCIN VIII DIV. 2General(Pm)Local(Pl)Membrana Flexin(Pb)Primarios(No Auto-limitantes)Cargas Trmicas Cargas MecnicasSecundarios (Q)(Auto-limitantes)Picos (F)(Cclicos)Clasificacin de Esfuerzos5.3. Esfuerzos Primarios (P)Esfuerzos normales o esfuerzos de corte desarrollados por la aplicacin de cargas, los cuales son necesarios para satisfacer las leyes de equilibrio entre fuerzas internas y externas, y los momentosCaracterstica bsica: Esfuerzos no auto-limitantesSuvalor nodebeexceder laresistenciaalafluenciadel material, debidoaque generaran la falla del recipiente o una gran deformacin32 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINCategoras:- Membrana General (Pm): Cuerpo cilndrico sometido a presin interna o a cardas vivas - MembranaLocal (Pl): Enel cuerpo, productodecargasymomentosexternos sobre soportes o boquillas- Flexin (Pb): Centro de cabezal plano sometido a presin5.4. Esfuerzos Secundarios (Q)Esfuerzosnormalesoesfuerzosdecortedesarrolladospor larestriccindepartes adyacentessobrelaestructuraopor lapropiarestriccinquetengalaestructura consideradaCargas mecnicas o expansin trmicaCaracterstica bsica: Esfuerzos auto-limitantesFluencia local o deformaciones menores pueden satisfacer las condiciones que causan el esfuerzo, haciendo poco probable la falla de la estructura Ejemplos: Esfuerzos trmicos generales :- Distribucin axial de temperatura en un cuerpo cilndrico- Diferencia de temperatura entre una boquilla y el cuerpo Flexin en discontinuidades estructurales:- Unin cuerpo cabezal- Unin Brida Cuerpo / Cabezal / Tubera- Unin cuerpos de diferente dimetro o espesor de pared5.5. Esfuerzos Picos (F)Caractersticas bsicas: - No son relevantes en trminos de importancia, por lo que no causan distorsiones apreciables en la estructura- Son repetitivosEjemplos:- Local (Esfuerzos trmicos): Material cladding con diferente coeficiente de expansin trmica al metal base- En el cuerpo de un recipiente, causado por un cambio repentino de temperatura- En una discontinuidad estructural33 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN5.6. Lmites de las Categoras de Esfuerzos- Pm < kSm (Condiciones de diseo)- Pl < 1.5kSm (Condiciones de diseo)- Pl + Pb < 1.5kSm (Condiciones de diseo)- Pl + Pb + Q< 3Sm (Condiciones de operacin)- Pl + Pb + Q+ F < Sa (Condiciones de operacin)Notas:- k= 1.0, para las siguientes cargas: presin de diseo, peso del recipiente, contenido del recipiente, cargas externas impuestas por equipos o dispositivos- k=1.2, para cargas de viento y cargas ssmicas- Sm, valor de resistencia del material indicado en las tablas de Seccin II - Sa, valor de resistencia del material que se obtiene de curvas de fatiga 34 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN35 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN6. DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN EXTERNA36 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN6. DISEO DE RECIPIENTES A PRESIN EXTERNA6.1. GeneralLa presin causa fuerzas compresivas que generan esfuerzos de membranaPueden causar buckling o colapso del equipoFactores son geomtricos:- Presin crtica de colapso (Pc)- Inestabilidad (lc)Fallas por debajo de SyPara cilindros largos (l > lc):2 / 1 4 / 132) ( )21 ( 14 . 1) () 1 (2tdd ldtEPoo coc Ecuaciones de buckling son de dificil aplicacin en diseoCon el objeto de simplificar el diseo, se grafican resultados de ecuaciones en funcin de.- Longitud- dimetro - espesor del cuerpo o cabezal ASME adopt este procedimiento para casi todos sus cdigos6.2. Clculos6.2.1. Cilindros Do/t 10:- Se obtiene A (elongacin mnima de colapso), en funcin de Do, L y t. Se asume t, y se calculan las relaciones L/Do y Do/tSe entra en la Fig UGO 28.0 (A vs L/Do, con curvas Do/t)- SeobtieneB(Resistenciadel material acompresinenPsi, bajocondiciones geomtricas dadas)Se tienen el valor de A y la Tdiseo del recipienteSe entra a los Diagramas de Materiales UCS 28.1 a 28.6 - Se calcula Pa con las ecuaciones (1) o (2), depende de si se puede determinar B- Si elvalor de Pa no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso37 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN) 2 () ( 32; ) 1 () ( 3 4tDAEPtDBPoaoa 6.2.2. Cilindros 4 Do/t < 10:- Se obtienen A y B de igual forma al caso anterior- Se calcula Pa1 y Pa2 con las ecuaciones (1) o (2), y se selecciona el menor valor- Si el valor de Pa seleccionado no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso) 2 ( )11 (5 . 2; ) 1 (0833 . 0 ) (167 . 22 1tDtDPtDBPo oaoa 6.2.3. Cilindros Do/t < 4:- Se obtienen A por la ecuacin (1):- B se obtiene de igual forma al caso anterior- Se calcula Pa1 y Pa2 con las ecuaciones (2) o (3), y se selecciona el menor valor- Si el valor de Pa seleccionado no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso) 1 () / (1 . 12t DoA) 3 ( )11 (5 . 2; ) 2 (0833 . 0 ) (167 . 22 1tDtDPtDBPo oaoa 6.2.4. Cilindros Do/t > 1000:- La presin admisible del cuerpo se calcula por la siguiente ecuacin emprica5 . 2) / )( (866 . 0t D D LEPo o6.2.5. Cuerpos Esfricos- Se obtiene A por la Ecuacin (1), asumiendo el valor de t- SeobtieneB(Resistenciadel material acompresinenPsi, bajocondiciones geomtricas dadas)Se tienen el valor de A y la Tdiseo del recipienteSe entra a los Diagramas de Materiales UCS 28.1 a 28.6 - Se calcula Pa con las ecuaciones (2) o (3), depende de si se puede determinar B38 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Si elvalor de Pa no es adecuadamente mayor a Pdiseo, entonces se ajusta el valor de t y se reinicia el proceso) 1 () / (125 . 0t RAo) 3 () (0625 . 0; ) 2 () (2tREPtRBPoaoa 6.2.6. Cabezales- Esfricos: Igual a procedimiento de Cuerpos esfricos- Elpticos 2:1: Se supone Ro = 0.9 Do, y se repite el procedimiento para cuerpos esfricos- Toriesfricos ASME: SesuponeRo=Do, y serepiteel procedimientopara cuerpos esfricos- Cnicos: Se ejecuta el mismo procedimiento al cuerpo cilndrico, con los siguientes clculos previos:- El espesor viene dado por te = t Cos- La longitud viene dada por Le= (L/2) (1+Ds/Dl). Siendo L la longitud del cono, Ds el dimetro externo menor del cono y Dl el dimetro externo mayor- El dimetro externo Do es Dl6.3. Anillos Rigidizadores- Espesor t de un cuerpo sometido a presin externa puede ser reducido disminuyendo la longitud efectiva del mismo, mediante anillos- Anillos permiten rigidizar el cuerpo, otorgndole de esta manera una mayor capacidad para soportar cargas externas- Se recomienda instalar los anillos, de tal manera que se divida la longitud efectiva del recipiente en partes iguales- Los anillos tambin se utilizan para disminuir los esfuerzos en recipientes horizontales largos soportados en dos sillas.- Losanillospuedenser instaladostantoenlaparteexternacomoenlaparte interna del cuerpo, de acuerdo a la conveniencia de su instalacin. - El diseo de los anillos se basa en el momento de inercia que aportan al cuerpo que van a fortalecer.39 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Preferiblementesedebenutilizar planchas. Los perfiles estructurales generan problemas en el doblado y en su ajuste a la forma del cuerpo.- Soldadura de anillos: Se puede soldar al cuerpo en forma continua o intermitente - El momento de inercia del anillo es determinado por las ecuaciones (1) y (2)donde:- Is... momento de inercia requerido para la seccin transversal del anillo, pg4 - Is... momento de inercia requerido para la seccin transversaldelanillo, que incluyeel momentode inercia deunaseccinqueaportael cuerpo, pg4.El ancho w de la seccin del cuerpo viene dada por: 1.10 (Do/t)0.5- L... la suma de la mitad de la longitud a cada lado delanillo, desde su lnea central- As... rea transversal del anillo, pg2 - t... espesor mnimo requerido del cuerpo, pg) 2 (14) (; ) 1 (9 . 10) (2020ALAt L DIALAt L DIssssssss++6.3.1. Procedimiento: - Seleccionar el tipo de anillo, y calcular el rea transversal As- Determinar Ls, enfuncindelaconfiguracindefinitivaseleccionadaparael cuerpo: Nmero de anillos y ubicacin- Calcular el momento de inercia del anillo I, o del anillo ms el ancho de la seccin del cuerpo I- Calcular Is e Is- El valor de A viene dado por el siguiente procedimiento:- Calcular factor B de resistencia del material a compresin por (1)- El Factor A se obtiene utilizando los valores de B y la temperatura de diseo en lastablasUCS28.1a28.6. Si A R/2- Esfuerzos en el Cuerpo- K2 para cuerpo no rigidizado- K3 para cuerpo rigidizado- 2 0.8 S

,_

+H LA Lt RQ K342 22

,_

+H LA Lt RQ K342 32 51 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN8.7.2. A R/2- 2 0.8 S- 3 + PI 1.25 S- t= t + twpt RQ KCuerpo el En42 cab t R Q KCabezales En42 cab t R Q KCabezales en s Adicionale53 8.8. Esfuerzos Circunferenciales8.8.1. Deformacin RadialR.8.8.2. En Extremos de Sillas- L 8R26423) 56 . 1 ( 4 t Q Kt R b tQ+ - L < 8R26412) 56 . 1 ( 4 t LR Q Kt R b tQ+ - 4 1.5 S8.8.3. En Fondo del Cuerpo- 5 0.5 Sy) 56 . 1 (75t R b tQ K+ 52 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN8.9. Influencia de Ubicacin de Sillas100030005000700010 20 30 40 50 60 70Longitud (pies)(Lpc)ZickMECEsfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 0.5 XYZX0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 160. 180. 200. 220. 240. 260. 280. 300. 320.Y0.20.40.60.80.100.120.140.5123.4804.4486.4167.3848.3530.3211.2892.2574.2255.1936.1618.1299.980.5661.9343.224.59V1Output Set: PLACE LEGEND HERE : LOADDeforme d(0.117): Total Transla tionContour: PATRAN NodeOutput 1 .Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 0.5 XYZX0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 160. 180. 200. 220. 240. 260. 280. 300. 320.Y0.20.40.60.80.100.120.140.5123.4804.4486.4167.3848.3530.3211.2892.2574.2255.1936.1618.1299.980.5661.9343.224.59V1OutputSet: PLACE LEGEND HERE :LOADDeformed(0.117): Total TranslationContour: PATRAN Node Output1 Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 0.5 53 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN1000600011000160002100010 20 30 40 50 60 70Longitud (pies) (Lpc)ZickMECEsfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 1.17 XYZX0. 15. 30. 45. 60. 75. 90. 105. 120. 135. 150. 165. 180. 195. 210. 225. 240. 255. 270. 285. 300.Y0.15.30.45.60.75.90.105.120.135.9571.8976.8382.7787.7192.6598.6003.5409.4814.4219.3625.3030.2435.1841.1246.651.456.79V1OutputSet: PLACE LEGEND HERE :LOADDeformed(0.0489):Total TranslationContour: PATRAN Node Output1 Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 1.17 XYZX0. 15. 30. 45. 60. 75. 90. 105. 120. 135. 150. 165. 180. 195. 210. 225. 240. 255. 270. 285. 300.Y0.15.30.45.60.75.90.105.120.135.9571.8976.8382.7787.7192.6598.6003.5409.4814.4219.3625.3030.2435.1841.1246.651.456.79V1OutputSet: PLACE LEGEND HERE :LOADDeformed(0.0489):Total TranslationContour: PATRAN Node Output1 Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo A/R = 1.17 54 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN0200040006000100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200ngulo de Contacto ()

(Lpc)ZickMECEsfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo L = 40 pies XYZX0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100. 110. 120. 130. 140. 150. 160. 170. 180.Y0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.100.110.120.130.140.1398.1312.1227.1141.1056.970.1884.6799.713.4627.8542.3456.7371.1285.5200.114.428.82V1OutputSet:PLACE LEGENDHERE :LOADDeformed(0.0167):Total TranslationContour:PATRANNodeOutput1 Esfuerzos Circunferenciales en Unin Silla / Cuerpo = 180 55 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN9. DISEO DE RECIPIENTESVERTICALES56 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN9. DISEO DE RECIPIENTES VERTICALES9.1. GeneralCargas:Presin Interna o Presin ExternaEsttica de Fluido Viento o SismoPeso PropioExcntricasEsfuerzos longitudinales importantesNormas Complementarias:ASCE 7 1995UBCPDVSA J-222COVENINCondiciones del recipiente:EreccinOperacinPrueba HidrostticaArranque9.2. Presin Interna / ExternaEsfuerzos CircunferencialestR Pc Esfuerzos LongitudinalestR Pl2 9.3. Carga Esttica del FluidoFluido genera esfuerzos similares a la presin:H g Pfluido 000145 . 0 donde:- Pfluido: presin del fluido (Psi)- : Densidad del fluido (kg/m3)57 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- g: Aceleracin de la gravedad. 9.81 m/s2- H: Altura de fluido sobre el punto de elevacin (m)Esfuerzos:t R Pfluidocfluido tR Pfluidocfluido2 9.4. Viento9.4.1. Modelo utilizado:- Viga de seccin circular empotrada en un extremo- Sometida a un sistema de cargas distribuidas constantes por tramos- Cargas son una funcin de H y del dimetro9.4.2. Norma: - ASCE 7 1995: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures9.4.3. Clasificacin:- No Flexibles: H/D < 4 o T < 1 seg- Flexible: H/D 4 o T 1 seg9.4.4. Fuerza de VientoNo Flexible:Fi = qzi G Cf AiFlexible:Fi = qzi Gf Cf Ai- Fi : Fuerza de diseo del viento en cada seccin i del recipiente (lbf)- qzi:Presin de velocidad evaluada a una altura Z respecto a tierra (lbf / pie2)- G: factor de rfagas de viento para recipientes no flexibles- Gf: factor de rfagas de viento para recipientes flexibles -Cf : Coeficiente de Forma del recipiente- Ai: rea proyectada del recipiente (pie2)9.4.5. Velocidad de PresinClculo de qzi :qzi = 0.00256 Kzi Kzti V2 - Kzi : Coeficiente presin de velocidad evaluado a la altura z. Depende del tipo de exposicin a la que estar sometido el equipo: A, B, C o D Tabla 6-3 ASCE 7-9558 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Kzti:Factor topogrfico. Figura 6-2Kzti= (1 + k1 K2 k3)2- V: Velocidad del viento @ 10 m de altura (mph)- : Factor de Importancia de la estructura.Se define en funcin del uso o de las consecuencias de una falla de la estructura9.4.6. Clasificacin de ExposicinTipo A:Centros Urbanos: 50% de construcciones con h> 20 mreas cercanas: entre 800 m o 15 Hequipo, mayor valorTipo B:reas Urbanas, Sub Urbanas: Hpromedio = 10 mreas cercanas: entre 500 m o 10 Hequipo, mayor valorTipo C:Planicies, sabanas y campos abiertos, con H< 10 mTipo D:reas Costeras, sin obstruccionesreas cercanas: entre 500 m o 10 Hequipo, mayor valor9.4.7. Categoras de la EstructuraCategora 1:Construcciones o estructuras con baja probabilidad de presencia humana en momento de fallaCategora 2:Edificaciones no cubiertas por las otras tres categorasCategora 3:Edificaciones que contengan suficiente cantidad de sustancias txicas o explosivas, que puedan ser peligrosas para el pblicoCategora 4:Estructuras de Servicios Esenciales en Emergencias: Hospitales, Estaciones de Bomberos, Centros de Rescate9.4.8. Rfagas de Viento (G o Gf):Recipientes No Flexibles (G):- Exposicin: A o B: 0.8- Exposicin: C o D: 0.8559 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINRecipientes Flexibles (Gf):- Clculoconbaseenunanlisisqueincorporelaspropiedadesdinmicasdel equipoCf: Tabla 6-7rea proyectada(Ai):Ai=Doi Cefect Li:- Doi: Dimetro externo del equipo (pies)- Cefect: Factor de obstculos- Li: Longitud de la seccin evaluada del equipo (pies)Rango CefectDo < 36 1.5036 Do < 60 1.4060 Do < 84 1.3084 Do < 104 1.20Do 104 1.189.4.9. Esfuerzos:- Longitudinales nicamente- Mviento = f ( Fi, zi)- Esfuerzos disminuyen a medida que se aumenta la altura del punto de evaluacinIc Mvientoviento l 300R tR Mvientoviento l 204D tMvientoviento l 9.5. Sismo9.5.1. Modelo utilizado:- Viga de seccin circular empotrada en un extremo- Sometida a un sistema de cargas distribuidas 9.5.2. Mtodos de Anlisis:- Esttico Equivalente: Peso Uniforme: Cargas distribuidas en forma triangularPeso No Uniforme: Fuerzas horizontales son funcin del peso de cada sector del equipo- Dinmico9.5.3. Seleccin del Mtodo:- Altura total del equipo60 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Grado de riesgo de la instalacin- Comportamiento del terreno ante un sismo9.5.4. Norma: - ASCE 7 1995: Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures9.5.5. Fuerza Lateral (V):V = Z K C S Wequipo- Z: Coeficiente de Localizacin Geogrfica- : Factor de Importancia. = 1.15o =1.00- K: factor de Fuerza Horizontal. K=1.33- C: Factor de Flexibilidad de la Estructura- S: Factor de Suelo - Wequipo: Pesodel Equipo, considerandoel pesopropioyel pesodel fluido contenido (Lbf)Factor de Localizacin GeogrficaZona Ssmica Z4 1z3 2 3/81 3/160 1/89.5.6. Factor de Flexibilidad de la EstructuraTC151nii inii if gT1122 tDDHT20000265 . 0

,_

- T: Perodo de vibracin de la estructura (seg)- i: fuerza distribuida por seccin (lbf/pie)- i : Deflexin con respecto a la vertical de cada seccin (pies)- f i: fuerza concentrada lataral por seccin (lbf/pie)- g: aceleracin de la gravedad: 32.2 pie/s2- H: Altura total del equipo (pies)- D: Dimetro del equipo (pies)- : Peso total del equipo por unidad de altura (lb/pie)- t: espesor de pared del equipo (pulg)61 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN9.5.7. Factor de Suelo:- Tipo S1: Suelos rocosos; condiciones de suelo rgido- Tipo S2: Suelos con depsitos o arcillas duras no cohesivas- Tipo S3: Suelos con arenas y arcillas de rigidez suave a mediaTipo de Suelo SS1 1.0S2 1.2S3 1.59.5.8. Valores lmites de los Factores- C mximo : 0.12- (KC) mnimo: 0.12- (KCS) mximo : 0.23 para Zona Ssmica 3 o 4, y suelo S30.29, para los otros casos- (CS) mximo : 0.11 para Zona Ssmica 3 o 4, y suelo S30.14, para los otros casos9.5.9. Distribucin de la Fuerza Lateral:- Si T > 0.7 seg se considera que parte de V se traslada al extremo superior del equipo, y se denomina Ft.Ft = 0.07 TVFt mximo = 0.25 V- Si T 0.7 seg se considera que Ft = 09.5.10.Momento de Volcamiento - Peso Uniforme:22) ( ) (HZF V Z q t ) (3) 2 (3) (23t t F VHZZV F VHZ M + + - Q(Z): Fuerza distribuida (lbf / pie)- M (Z): Momento de volcamiento en el punto z de evaluacin (lbf pie)- Z: altura de evaluacin (pies)- H: altura total del equipo (pies)9.5.11.Momento de Volcamiento - Peso No Uniforme:62 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINnii ix xxh h Ft VF1) ( + nx ix i i x t x h h F h H F F ) ( ) (- Fx: Fuerza concentrada en la seccin en evaluacin (lbf)- Wx: carga distribuida en la seccin en evaluacin (lbf/pie)- hx: altura de aplicacin de carga Fx (pies)- Wi: carga distribuida en cada seccin i en la que se dividi el equipo (lbf/pie)- Fi: Fuerza concentrada en cada seccin i en la que se dividi el equipo (lbf)- hi: altura de aplicacin de carga Fi (pies)- Mx: Momento de volcamiento en la seccin en evaluacin (lbf pie)- H: altura total del equipo (pies)Esfuerzos:- Esfuerzos Longitudinales nicamente - Msismo = f ( Fi, Z)- Esfuerzos disminuyen a medida que se aumenta la altura del punto de evaluacinIc Msismosismo l 300R tR Msismosismo l 204D tMsismosismo l 9.6. Cargas Excntricas- Sistemasdetuberasuotros equipospuedengenerarcargas excntricasenel equipo, si son aplicadas en un eje distinto a su eje axial- Esfuerzos similares a los generados por viento o sismoE C M e e 20.4D tMeexcnt l Ce: Carga excntrica (lbf)E: Brazo de aplicacin de carga (pies) 9.7. Peso- El pesodel equipogeneraesfuerzosdecompresinlongitudinales, loscuales dependen de la altura de la seccin evaluadamxpeso lD tW Wx: Peso de la seccin del cuerpo arriba del punto en evaluacin (lbf)9.8. Vibraciones63 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Velocidad del viento ocasiona vibraciones en los recipientes verticales- T debe ser limitado, ya que se pudieran presentar fallas por Fatiga- Perodo de Vibracin mximo:g V H WT 80 . 0 max V: Carga lateral (lbf)g: aceleracin de gravedad: 32.2 pie/s2 W: Peso Total del equipo (lbf)H: Altura total del equipo (pies)9.9. Cargas Combinadas- El equipo debe ser evaluado para:Todas las cargas Todas las condiciones en las que se puede encontrar.- Seconsideraquelascondicionesdediseodevientoydesismonosuceden simultneamente, por lo que se selecciona el valor de esfuerzo mayor- Aplicando el principio de superposicin de efectos de cargas:Pfluido c PI c c + peso l exc l sismo viento l Pfluido l PI l l t t + /9.10. Esfuerzos Permisibles- Se generan esfuerzos a tensin y esfuerzos a compresin- Se requiere la comparacin con los respectivos valores de resistencia del material:Tensin: mximo 1.2 SECompresin: mximo B- El cdigoASMEpermiteincrementar el valor delaresistenciadel material a tensin en un 20%, nicamente cuando se considere los efectos del viento o del sismo64 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN65 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN10. SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN66 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN10. SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESIN10.1. GeneralDispositivos queseabren aunadeterminadapresin, para permitir el pasode suficiente cantidad de fluido que permita prevenir que la presin en el equipo, exceda la mxima sobrepresin permitida por encima de la presin de diseo o la MAWP.Cada cdigo de equipos tiene su propios requerimientos de diseo de dispositivos de seguridadAPI RP 520API RP 521Procedimiento de diseo:- Determinar las fuentes potenciales de sobrepresin- Calcular la rata de flujo que debe ser liberada para mantener la presin dentro de los lmites permitidos- Seleccionar el dispositivo de alivio ms apropiado Cdigos especifican todo lo relacionado con estos dispositivos:- Diseo- Manufactura- Certificacin de capacidad- Seleccin- Aplicacin10.2. Clasificacin:10.2.1.Retornan a la posicin de cerrado: - Vlvulas de alivio de presin con Resorte Precargado (Secciones I, IV, VIII, X)- Vlvulas de alivio de presin Operada por Piloto (Sec VIII, X)- Vlvulasdealiviodepresinactuadadesdeel exterior delavlvula: sistemas electricos, neumticos o hidraulicos (Secc. I)10.2.2.No retornan a la posicin de cerrado: - Discosderuptura(SeccionesVIII, X; SeccinI lopermite+vlvuladeretorno automtico) - Vlvulas de alivio de presin de retorno manual (Seccin VIII)- Pin de ruptura a tensin (Seccin VIII)- Pin de ruptura a compresin (Seccin VIII)67 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN10.3. Capacidad de AlivioDefinicin:La rata de flujo que debe ser liberada del equipo durante la condicin de emergencia para mantener un valor seguro de presinFuentes de energa que deben ser evaluadas: Calor, fuego, reaccin qumica, trabajo mecnicoFuentes de flujo que deben ser evaluadas:Compresores, bombas, mal funcionamiento de vlvulas de control, vlvulas reguladorasenposicinabierta, activacindevlvulasdebloqueo, fallasenalgn interno Caso de diseo:Se determina elpeor caso que pueda suceder, y se disea elsistema de alivio de presin para el mismo10.4. Presin del Sistema de Alivio (P*)10.4.1.ASME Seccin I:- Una vlvula: P* MAWP- Ms de una vlvula: P* hasta 103 % de MAWP 10.4.2.ASME Seccin VIII Div. 1 y 2:- General: P* MAWP- Varios dispositivos de alivio: - Una vlvula: P* MAWP- Vlvulas adicionales: P* hasta 105 % de MAWP - Dispositivos extras contra fuego: Hasta 110 % de MAWP- Dispositivos para proteger equipos de almacenamiento de gas comprimido licuado (Div. 1): P* MAWP10.5. Sobrepresin Permitida10.5.1.ASME Seccin I: - Pmxima: 106% de PD o de MAWP10.5.2.ASME Seccin VIII Div. 1 y 2:- General: Pmxima 110 % de PD o de MAWP o ms 3 psi, el mayor valor- Varios dispositivos de alivio: Pmxima 116 % de PD o de MAWP o ms 4 psi, el mayor valor68 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Dispositivos extras contra fuego: Pmxima 121 % de PD o de MAWP- Dispositivos para proteger equipos de almacenamiento de gas comprimido licuado (Div. 1): Pmxima 120 % de PD o de MAWP10.6. Tolerancia de P*10.6.1.ASME Seccin I: - Para P* 70 psi t2 % de P*- Para 70 psi < P* 300 psi t3 % de P*- Para 300 psi < P* 1000 psi t10 psi respecto a P*- Para P* >1000 psi t1 % de P*10.6.2.ASME Seccin VIII Div. 1 y 2:- Para P* 70 psi t2 % de P*- Para P* >70 psi t3 % de P*- Dispositivos para proteger equipos de almacenamiento de gas comprimido licuado (Div. 1): - 0 % de P* + 10 % de P*10.7. Vlvulas de Alivio de Presin10.7.1.Guas de Instalacin:- Deben ser instaladas lo ms cerca posible del equipo que est protegiendo- rea de flujo de la boquilla debe ser igual al rea disponible de la vlvula- Posicin vertical- La lnea de descarga debe tener una conexin de drenaje- Nosedebencolocar vlvulas entrelaVAPyel equipo, peropuedenexistir excepciones- ASME Seccin I: Dirige al ASME B31.1 Power Piping, que tiene el Apndice II - No Mandatorio: Rules for the Design of Safety Valve Installations- ASME Seccin VIII Div. 1: Dirige al Apndice M No Mandatorio Installations and Operations 69 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN11. MATERIALES70 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN11. MATERIALES11.1. General:- Sistemas de designacin: ASTM, AISI, ASME, SAE- ASME adopta la designacin delmaterialde ASTM:Plancha ASTM-A-516-70 vs SA-516-70- Contenido de una Especificacin de Materiales:- Proceso de manufactura, tratamiento trmico, Condicin de la superficie, Composicin qumica, Pruebas, Identificacin- Certificado del Material: Compromiso del Vendedor (fabricante) con el Comprador11.2. Seccin II Materials del Cdigo ASME- Part A: Ferrous Material Specifications- Part B: Nonferrous Material Specifications- Part C: Specifications for Welding Rods, Electrodes and Filler Metals- Part D: Properties (Customary)- Part D: Properties (Metric)11.3. Parte D:Informacin:- Composicin Nominal, St, Sy, especificacin y grado o tipoMximo Valor Permisible de Esfuerzos (S)- Se reporta en KSI (103 Psi), y se obtiene S= St/3.5, donde St es la resistencia mxima del material- Depende de la temperatura de diseoPropiedades Fsicas- Coeficiente de expansin trmica, mdulo de Young, conductividad trmica, relacin de PoissonCartas de presin externa11.4. Seleccin de Materiales- Compatibilidad con el fluido- Resistencia a las condiciones de presin y temperatura- Costo- Disponibilidad en el mercado:Cantidad71 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINTiempo de Entrega- Rango de espesores manejabels11.5. Tipos de Materiales- Planchas- Tuberas y Fittings- Piezas Forjadas- Pernos y Esprragos- Tuercas y Arandelas- Barras- Piezas Fundidas11.6. Gua de Seleccin - PlanchasEspecificacin AplicacinSA-516-70-20 F a 775F-21 F a 49 F: Requiere Sharpy SA-20SA-285-C 32 F a 775F, pero para t < 11/16SA-283-CRecipientes a Presin sin CdigoTanques de AlmacenamientoSA-36Acero estructuralSe usa en tanques de almacenamiento11.7. Gua de Seleccin Tuberas / FittingsEspecificacin AplicacinSA-106-B/SA-234-WPB-20 F a 775FSin costuraSA-53-B/SA-234-WPBServicio general (mejor sin costura)60 F a 660FSA-333-B/SA-420-WPL8Bajas Temperaturas -150 F a -21F(3-1/2 % Ni)72 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN11.8. Gua de Seleccin Piezas ForjadasEspecificacin AplicacinSA-105 -20 F a 775FSA-181 Cl.80 y Cl 70Servicio general5 F a 775FSA-350-LF3Bajas Temperaturas -150 F a 4F(Baja aleacin)SA-182-F1Altas Temperaturas 775 F a 1100F(Baja aleacin)11.9. Gua de Seleccin Pernos / TuercasEspecificacin AplicacinSA-193-B7 /SA-194-2H-20 F a 850FSA-307-B /SA-307Servicio general60 F a 450F73 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN12. CONEXIONES74 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN12. CONEXIONES12.1. Clasificacin12.1.1.FuncinProcesos: Entrada y salida de fluidosDrenajesInstrumentacin:Manmetros y Termo PozosVlvula de AlivioMedidor de Nivel (Level Glass)Control de NivelInterruptores de Nivel o de PresinInspeccin:Bocas de VisitaBocas DesmontablesBocas de Mantenimiento o Montaje12.1.2.Tipo de ConexinBridadas: (Dimetro 2)- Diseo de la brida: De acuerdo a ASME B16.5 (Hasta NPS 24) o ASME B16.47 (NPS 26 NPS 60). Tipos de Bridas: Welding Neck WN (Cuello soldable); Slip onSO; LapJoint; Socket WeldSW(Enchufe); Threaded(Roscada); Blind (Ciega)- Cara: Raised Face (RF), Flat Face (FF), Ring Joint (RTJ)- Clases o Rating: 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 Roscadas: (Dimetro < 2)- Half Coupling o Coupling- Clases o Rating: 1500, 3000 y 6000Soldadas: Tuberas unidas por soldadura a tope75 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESINASME B16.5: Rating de Bridas - MAWP (Psi)ClaseF 150 300 400 600 900 1500 2500-20 a 100 285 740 990 1480 2220 3705 6170200 260 675 900 1350 2025 3375 5625300 230 655 875 1315 1970 3280 5470400 200 635 845 1270 1900 3170 5280500 170 600 800 1200 1795 2995 4990Material Grupo 1.1: A-105, A-216WCB, A515-70, A-516-70, A-350-LF2, A-537-CL112.1.3.FormaCircular:Eje de Boquilla coincide con el centro del recipienteTpica configuracin en recipientes a presinElptica:Eje de la boquilla no pasa por el centro del recipienteTpica en Medidores de Nivel o Controladores de Nivel en recipientes horizontalesObround (Ranura):Seccin rectangular cerrada en sus extremos por dos secciones semi - circulares12.1.4.Tamao: Cuerpos CilndricosNo existen limitacionesReglas UG-36 a UG-43 aplican para:- Equipos i 60boq (rec / 2)Mxima boq 20 - Equipos i > 60boq (rec / 3)Mxima boq 40Si no se cumplen los lmites adems se deben cumplir Reglas Suplementarias 1-7 12.1.5.Tamao: Cuerpos Esfricos y CabezalesNo existen limitacionesSi boq > (rec / 2) no se deben utilizar cabezales.Opciones:76 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Secciones Cnicas- Conos con radios de empalme adecuados- Secciones curvas contrariasBoquillas de InspeccinTamao Requerimientos Mnimos del ASMEi 122 conexiones roscadas =0.75 12 3/877 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Conexiones roscadas:agujero 2.375 Basadoenel suministrodematerial paracompensar el material extraidopor la instalacin de la boquillaNo se requiere reemplazar todo el material extraido.Se consideran los siguientes aportes:- Espesor adicional de la plancha del cuerpo o cabezal- Espesor adicional del cuello de la conexin- Proyeccin interna del cuello- SoldadurasLmites de las dimensiones del refuerzo:- Distancia medida entre la lnea centralde la conexin y elextremo delrefuerzo (X) Mayor Valor:X d X d/2 + tboq + tcuerpo /cabezal- Distancia medida entre la pared externa delrecipiente y elextremo superior del refuerzo o entre la pared externa del recipiente y la proyeccin interna del cuello (Y) Menor valor:Y 2.5tcuerpo /cabezalY 2.5 tboqEl rea extraida (A):A = d tr F + 2 tn tr F (1-fr1)- d: dimetro de tubera en condicin corroda (pg)- tr: Espesor requerido del cuerpo o cabezal (pg)- F: Factor de correccin de esfuerzos con respecto al eje del equipo- tn: Espesor de tubera (pg)- fr1=Sn/Sv; para conexiones insertas en parad- fr1= 1.0; para conexiones a tope con pared de equipo- Sn : Resistencia del material de la tubera - Sv: Resistencia del material del cuerpo o cabezalEl rea de aporte (Ai): debe ser mayor o igual al rea extraida (A):Ai = A1 + A2 + A3 + A4- A1 : Aporte de cuerpo o cabezal (pg2)78 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- A2 : Aporte de tubera (pg2)- A3 : Aporte de proyeccin interna (pg2)- A4 : Aporte de soldadura (pg2) Si Ai < A Se requiere Refuerzo Se recalcula Ai:Ai = A1 + A2 + A3 + A4 + ArefAref= (Dp d 2 tn) te fr4- Dp: Dimetro externo del refuerzo- Te: espesor del refuerzo- fr4=Sp/Sv- Sp : Resistencia del material del refuerzo Se determinan las dimensiones del refuerzo de:Ai AOtras variables:- c: tolerancia por corrosin (pg)- E: Eficiencia de soldadura de tubera. E=1- E1: Eficiencia de soldadura del lugar donde se instalar la boquilla.E1= 1, si boquilla no intercepta soldadura o corta soldadura categora BE1= valor utilizado en clculos de equipo, si corta soldadura categora A- h: distancia de proyeccin interna de tubera (pg)- fr2 =Sn/Sv- fr3 = menor valor de Sn/Svo Sp/Sv79 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN13. SOLDADURA80 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN13. SOLDADURA13.1. General:- Mtodo de fabricacin de recipientes / tanques- Se requiere un control estricto del proceso de soldar- Objetivo: la soldadura debe tener propiedades almenos similares almetalbase unido por ella- ASME Seccin IX Welding and Brazing Qualifications - Similar al API 1104- Inicialmente contenida en la Seccin VIII- Se public separada por primera vez en 1941- El cdigoexigequelassoldadurasseanejecutadaspor soldadorescalificados siguiendo procedimientos calificados13.2. Procedimientos de Soldadura- Toda soldadura debe ser ejecutada por un soldador calificado, usando un procedimiento aprobado- Dos documentos bsicos: Welding Procedure Specification (WPS) y Procedure Qualification Record (PQR)- WPS: - Instrucciones de ejecucin de soldadura para el soldador y para el inspector- Definicin de Variables; Esenciales, No Esenciales y Esenciales Suplementarias- Refiere a uno o varios PQR- PQR:- Registro de datos histricos: resultados de procedimientos- Demuestra que un WPS ha generado soldaduras con propiedades requeridas13.3. Variables de un WPS13.3.1.Esenciales:- Espesor del material- Nmero P: categora del material base- N 1: Acero al carbono- N 3: Aceros de baja aleacin: hasta .75% de Mn, Ni, Mo.- N 8: Aceros inoxidables austenticos81 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Nmero F: metal de aporte: electrodo, bare wire, cored wire- Uso de backing strip- Precalentamiento- Tratamiento trmico post - soldadura13.3.2.No Esenciales:- Diseo de garganta- Espaciamiento de extremos- Mtodo de limpieza de unin- Cambios en tamao de electrodos- Posicin de soldadura- NmeroA: Clasificacindel metal aser soldadodeacuerdoasucomposicin qumica13.3.3.Esenciales Complementarias:- Depende de cada cdigo- Requerimientos adicioneales para la soldadura, tales comopruebas de impacto13.4. SoldabilidadSe dice que los materiales tienen una buena soldabilidad cuando:- Pueden ser unidos- Si no se produce cracking en la soldadura- Si las soldaduras tienen propiedades mecnicas similaresal material baseContenido de carbono mximo: 0.35%:- Puedengenerarsezonasdealtadurezaquegeneraranaltasusceptibilidadal crackingCarbono Equivalente (CE): Expresin emprica que se utiliza como:10%50%40%10%20%4% %V Mo Cu Cr Ni MnC CE + + + + - Indicador de la soldabilidad del acero- Tendencia al cracking- Precalentamiento - Tratamiento trmico post soldaduraCategoras de Juntas Soldadas- Define la localizacin de la junta en un equipo- Categora A:82 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Juntas longitudinales en cuerpos cilndricos, cambios de dimetro o en boquillas- Juntas en cuerpos esfricos o en cabezales- Juntas circunferenciales que unan cabezales esfricos al cuerpo- Categora B:- Juntas circunferenciales en cuerpos cilndricos, cambios dedimetrooen boquillas- Unin de cabezales con cuerpo, excepto esfricos- Categora C:- Juntas debridas, placas tubulares ocabezales planos acuerpoprincipal, cambios de dimetro o boquillas- Categora D:- Juntas de boquillas a cuerpo o cabezalesTipos de Juntas Soldadas- Define la configuracin de una junta soldada- Tipo 1: Doble a tope para Juntas A, B, C y D- Tipo 2: Sencilla a tope con backing strip para Juntas A, B, C y D- Tipo 3: Sencilla sin backing strip para Juntas A, B y C - Tipo 4: Doble de filete para Juntas: A, B, C y D- Tipo 5: Sencilla de filete con solape de planchas con soldadura para Juntas: B y C- Tipo 6: Sencilla de filete con solape de planchas sin soldadura para Juntas: A y B13.5. Restricciones de ServicioSustancias Letales:- Juntas a Tope: 100% radiografiadas- Para aceros al carbono, se requiere PWHT- Tipos:- Cat A: 1- Cat B y C: 1 o 2- Cat D: Penetracin completaTemperatura de Operacin Baja- Tipos:- Cat A: 1- Cat B : 1 o 2- Cat C: Penetracin completa83 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Cat D: Penetracin completa13.6. Inspeccin RadiogrficaClasificacin:- 100% RT- Spot RT- No RTEl cdigo exige en algunos casos especiales el grado radiografiado del equipoSi no existen requerimientos del cdigo, el diseador decide a conveniencia el grado de inspeccin radiogrfica del equipoNoserequiere inspeccin radiogrficas para recipientes diseados parapresin externaEn conjunto conel tipodejunta,defineel valordelaeficiencia ocalidaddejunta soldada13.7. Eficiencia de JuntaTipo 100 %RT Spot RT No RT1 1.00 0.85 0.702 0.90 0.80 0.653 - - 0.604 - - 0.555 - - 0.506 - - 0.4513.7.1.Factores de Eficiencia de Junta Caso 1A (RT-1):- Cat A: Tipo 1 + Full RT- Cat B: Tipo 1 + Full RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=1.00 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=1.00 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=1.00Caso 1B (RT-2):- Cat A: Tipo 1 + Full RT84 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Cat B: Tipo 1 + Spot RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=1.00 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=1.00 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=0.85Caso 3A:- Cat A: Tipo 1 + Spot RT- Cat B: Tipo 1 + Spot RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=0.85 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=1.00 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=0.85Caso 3B:- Cat A: Tipo 1 + Spot RT- Cat B: Tipo 1 + No RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=0.85 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=0.85 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=0.70Caso 5A:- Cat A: Tipo 2 + No RT- Cat B: Tipo 3 + No RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=0.65 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=0.85 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=0.60Caso 5B:- Cat A: Tipo 2 + Spot RT85 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Cat B: Tipo 3 + Full o Spot RT- Cabezales Elpticos o Toriesfricos: Sin costura- - Clculos Cuerpo: E=0.80 (Eficiencia de Junta)- Clculos Cabezal: E=0.85 (Factor de Calidad)- Clculos longitudinales: E=0.6086 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN87 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN14. CONTROL DE CALIDAD88 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN14. CONTROL DE CALIDAD14.1. Sistema de Control de CalidadObjeto:Controlar el proceso de manufactura del recipiente desde la etapa de diseo hasta las pruebas finales y su certificacinAlcance y Contenido: Cada empresa define el formato de su sistema de control de calidadPrcticas permitidas:Cadaempresatienesuspropiasprcticasdeconstruccin, ysernaceptablessi desarrolla un sistema de documentacin que demuestre que todo lo que se ejecuta est de acuerdo al ASMECertificado de Autorizacin ASME:Juntaqueincluyeal Inspector autorizadoASMErevisael SistemadeControl de Calidad del fabricante Inspector est autorizado para requirir cambios en el sistemaInspector recomienda la emisin del CertificadoAplica para la renovacin del certificado cada tres aosAplicacin:La empresa debe cumplir con el sistema de calidad que adoptDebe mantenerlo actualizado:- Eliminando procedimientos no utilizados- Incorporando nuevos procedimientosLineamientos Generales: - Existenciadeorganizacindecontrol decalidad, consusnivelesdeautoridad establecidos- Lder de CC debe tener autoridad suficiente- Debe tener procedimientos para el control de planos, clculos y especificaciones- Sistema de manejo de materiales: correcta identificacin y certificados- Programa de Pruebas e Inspeccin, que provea procedimientos para NDE- Procedimientos para corregir No Conformidades- Procedimientos de soldadura, calificacin de soldadores - Control de Tratamiento Trmico Post Soldadura- Sistema de calibracin de equuipos de medicin89 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Un sistema de registro de Radiografas y Reportes de equipos- Procedimientos de Prueba Hidrosttica- Procedimientos para sub-contratos: radiografa, PWHT14.2. Ensayos No Destructivos (NDE)Son exmenes que se realizan al equipo con el objeto de detectar defectos ocultos en el material o en las soldadurasSeccin V Nondestructive ExaminationEnsayos:- Radiografa (RT)- Ultrasonido (UT)- Partculas Magnticas (MT)- Lquidos Penetrantes (PT)- Visual (VT)Calificacin:Personal ejecutanteyel personal evaluador debenser calificados, deacuerdoal Sistema de Control de Calidad14.3. Prueba HidrostticaObjetivos:Establecer que el equipo ha sido fabricado apropiadamente, y que tiene un significativo margen de diseo o de seguridad, por encima de la MAWPDemostrar la validez del diseo realizadoDetectar fugasPresin Mnima de Prueba: 1.3 MAWP o PD Presin Mxima de Prueba:Aquelvalor que permita que elEsfuerzo PrincipalMximo no alcance un 90 % del valor de Resistencia a la Fluencia del MaterialEste lmite es un criterio que debe ser confirmado por el clientePrevencin de Fractura Frgil- Debe usarse agua a una temperatura por encima de la temperatura ambiente, con Tmnima = 70 F- Se minimiza la posibilidad de una fractura frgil catastrfica de partes presurizadas de gran espesor de pared90 de 93DISEO MECNICO DE RECIPIENTES A PRESIN- Presencia de defectos, muescas o discontinuidades potencian los esfuerzos presentes- Fracturafrgil puedeocurrir cuandounmetal estsometidoaesfuerzos de tensin a una temperatura menor o igual al valor del nil ductility transition temperature (NDTT) del metal- Se prefiere usar SA-516 que SA-515, debido a que tiene una mayor resistencia a la fractura- Por seguridad laboral, Tmxima = 120 FSoldadura despus de PHHasta 1980, la prueba era la ltima actividad de fabricacin del equipoSe generaban demoras en la entrega del equipo, si algunas partes no presurizadas no estaban fabricadas a tiempo (p.e., internos)Ahorasepermitesoldar partesnopresurizadasapartespresurizadas, siemprey cuando se cumplan ciertos requisitos impuestos por el cdigo14.4. Ensayos DestructivosDefinicin:Ensayos realizados con el objetivo de determinar las caractersticas de resistencia a los esfuerzos de un recipiente o partes del mismo hasta su falla, sea por deformacin permanente o por falla catastrficaEjemplos:- Prueba Hidrosttica de un equipo modelo- Ensayos a tensin de una probeta91 de 93