GPASI-IT-0002

PEMEX-REFINACIÓNGERENCIA DE PROTECCIÓNAMBIENTAL Y SEGURIDAD

INDUSTRIAL

DOCUMENTO NORMATIVO

FECHA: 16 de abril 1979

PROCEDIMIENTO PARA

CÁLCULO POR PRESIÓN

INTERNA DEL ESPESOR MÍNIMO

REQUERIDO EN RECIPIENTES.

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Rev. 1

Hoja 1 de 12

1. Objetivo.

Facilitar los cálculos que son necesarios efectuar para comprobar que los

espesores de los recipientes se encuentran dentro de los márgenes de seguridad.

2. Alcance.

Estos cálculos serán obligatorios en el caso de recipientes que cambien de servicio

o condiciones de operación, así como los recipientes nuevos.

3. Modo de usar los formatos.

3.1. El procedimiento incluye 3 formatos:

A. Cálculo de casquetes de recipientes cilíndricos SGIS-1-71

B. Cálculo de envolventes de recipientes cilíndricos SGIS-1-72

C. Cálculo de recipientes esféricos SGIS-1-73.

3.2. Los cálculos por estabilidad se harán según el procedimiento GPEI-IT-3003

en los siguientes casos:

3.2.1. Recipientes cilíndricos verticales sujetos a carga de viento (torres).

3.2.2. Recipientes cilíndricos verticales sujetos a carga por sismo (torres)

3.3. Los recipientes esféricos se calcularán por sismo.

Este cálculo no está incluido en el procedimiento.

3.4. Los recipientes horizontales largos se calcularán por pandeo. Este cálculo

no está incluido en el procedimiento.


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Hoja 2 de 12

3.5. Se registrarán los datos correspondientes al centro de trabajo, planta, así

como la clave y servicio del equipo.

3.6. A continuación, se registrarán los datos correspondientes al recipiente

usando los planos de diseño y verificando las condiciones de operación en

el campo.

3.7. Es importante registrar la fecha en que se hace el cálculo para fines

estadísticos y de control.

3.8. A continuación se aplicarán las fórmulas correspondientes de acuerdo con

las instrucciones que aparecen en el instructivo de los formatos, utilizando el

espacio en blanco para hacer los cálculos.

3.9. Los datos se transformarán a sistema métrico antes de vaciarse a la forma.

Los resultados se anotarán en sistema métrico.

Estos cálculos se archivarán en la carpeta correspondiente al equipo de que

se trate.


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Hoja 3 de 12

RECIPIENTES CILINDRICOS A PRESION INTERNA CALCULO DE

CASQUETES.

INSTRUCTIVO (SGIS-1-71)

1. Para casquetes elípticos el valor "k" depende de la relación "D/2h", donde "h" es la

altura del casquete. El factor "k" se encuentra en la tabla UA-4.1 del Código ASME,

sección VIII, Div. 1. Ver anexos.

2. Para casquetes torisféricos el valor de "L" es el radio mayor y el valor de "M"

depende de la relación "L/r" donde "r " es el radio menor del casquete. El valor del

factor "M" se encuentra en la tabla UA-42 del código ASME, Sección VIII Div. 1.

Ver anexos.

3. Cuando el casquete sea de una sola pieza, la eficiencia de soldadura será de: 1.

4. Cuando se desconozca la presión de diseño del recipiente se tomará como tal la

presión de calibración de su válvula de seguridad. Si esto también se desconoce, a

la presión usual de operación, se sumará la cantidad de 1.75kg/cm2. (25PSI) o se

multiplicará por 1.2 y la que resulte mayor, será la presión de diseño. (Pag 209

"Safety", 2a. Edición).

5. El esfuerzo máximo permisible se tomará de preferencia de las tablas del Código

ASME, Sección VIII, Div. 1 Tabla UCS-23 (en el caso de aceros especiales se

aplicarán los códigos del país correspondiente, incluyendo las fórmulas que

pueden ser diferentes de las anotadas).

6. El valor de la eficiencia de soldadura será el marcado en el mismo código ASME,

sección VIII, Div. 1 (Tabla UW-12).


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Hoja 4 de 12

7. El espesor mínimo actual será el obtenido directamente en la calibración más

cercana a la fecha del cálculo.

8. Se deberá tomar en cuenta el valor del márgen de corrosión en el criterio del

cálculo. Dicho márgen de corrosión será de preferencia tomado de la velocidad

real de desgaste en un tiempo de vida util determinado, o bien el marcado en el

diseño.

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REICIPIENTES CILINDRICOS A PRESIONCALCULO DE CASQUETES

SGIS-1-71

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Hoja 6 de 12

RECIPIENTES CILINDRICOS A PRESION INTERNA.-CALCULO DE LA

ENVOLVENTE


1. Cuando se desconozca la presión de diseño del recipiente se tomará como tal la

presión de calibración de su válvula de seguridad.

Si esto también se desconoce, a la presión usual de operación, se sumará la

cantidad de 1.75 kg/cm2 (25 PSI) o se multiplicará por 1.2 y la que resulte mayor,

será la presión de diseño. (Pag. 209 "Safety" 2a. edición).

2. El esfuerzo máximo permisible se tomará de preferencia de las tablas del código

ASME, Sección VIII, Div. 1 Tabla UCS-23. (En caso de aceros especiales se

aplicarán los Códigos del país correspondiente, incluyendo las fórmulas que


3. El valor de la eficiencia de soldadura será el marcado en el mismo código ASME,

Sección VIII, Div. 1 (Tabla UW-12), ó cálculo aplicable.

4. El espesor mínimo actual será el obtenido directamente de la calibración más

cercana a la fecha del cálculo.

5. Estas fórmulas son válidas cuando el espesor no sea mayor a 15 veces el radio o

cuando la presión no exceda al valor: 0.385SE.

6. Se deberá tomar en cuenta el valor del margen de corrosión en el criterio del


real de desgaste en el tiempo de vida útil determinado o bien el marcado en el

diseño.


REICIPIENTES CILINDRICOS A PRESIONCALCULO DE LA ENVOLVENTE

SGIS-1-72

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Hoja 8 de 12

CALCULO DE ESFERAS SUJETAS A PRESION INTERNA


NOTAS:

1. La fórmula (1) se usará para calcular el espesor requerido por diseño. La fórmula

(2) se usará para verificar las condiciones en que se encuentra un recipiente. La

altura "H" se tomará de arriba hacia abajo, y el punto considerado será a 12

pulgadas arriba de cada línea de soldadura horizontal. Para el casquete inferior

"H" será igual al diámetro de la esfera.

2. El valor del esfuerzo se tomará de la tabla UCS-23 del Código ASME, Sección VIII,

Div. 1, a la temperatura usual de operación (En el caso de aceros especiales se

aplicarán los códigos del país correspondiente, incluyendo las formulas, que


3. Los espesores mínimos requeridos son variables en cada anillo de la esfera,

debido a la columna de líquido, en estos cálculos se supone la esfera totalmente

llena.

4. En el anillo donde se apoyan las "patas" (normalmente el central) pueden tenerse

espesores adicionales por sismo, siendo más gruesas aún las láminas donde

directamente se solden dichas patas.

5. El espesor mínimo actual será el obtenido directamente en la calibración más

cercana a la fecha del cálculo. Setomará el mínimo únicamente después de

eliminar las calibraciones "disparadas" y aquellas que representen zonas de

corrosión localizada o con laminaciones.


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Hoja 9 de 12

6. El valor de la eficiencia de soldadura será el marcado en el código ASME, Sección

VIII, Div. 1 (tabla UW-12) u otro código aplicable.

7. Estas fórmulas son válidas solamente cuando el espesor no exceda del valor 0.356

R ó cuando la presión no exceda de 0.665 SE.

8. Se deberá tomar en cuenta el valor del márgen de corrosión en el criterio del


real de desgaste en un tiempo de vida útil determinado, o bien el marcado en el

diseño.


REICIPIENTES ESFÉRICOS A PRESIONCALCULO DE LA ENVOLVENTE

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SGIS-1-73


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Hoja 11 de 12

NOTA: VEASE CODIGO ASME, SECCION VIII-DIV. 1 PÁG. 304.

SECTION VIII - DIVISION 1

UA-4 FORMULAS FOR THE DESIGN OF FORMEDHEADS UNDER INTERNAL PRESSURE(a) The formulas of this paragraph provide forthe design of formed heads of proportions otherthan those given in UG-32, in terms of insideand outside diameter.(b) The symbols defined below are used in theformulas of this paragraph (see Fig.UA-4):t= minimum required thickness of head afterforming, in (mm) (exclusive of corrosion allowan-ce, see UG-25)P= design pressure, psi (kPa) (see UG-21) (ormaximum allowable working pressure forexisting vessels, see UG-98)D= inside diameter of the head skirt: or insidelength of the major axis of an ellipsoidal head; orinside diameter of a cone head at the pointunder consideration measured perpendicular tothe longitudinal axis; in. (mm) (measurements tobe taken before corrosion allowance is added)Do= outside diameter of the head skirt; oroutside length of the major axis of an ellipsoidalhead; or outside diameter of a cone head at thepoin under consideration measured perpedi-cular to the longitudinal axis, in. (mm)

S= maximum allowable working stress, as givenin Subsection C, psi (Mpa) except as limited byfootnote 1 to UA-4 (c) and (d), UG-24, UG-32(e), and UW-12.E= lowest efficiency of any joint in the head (forhemispherical heads this includes head-to-shelljoint). For welded vessels, use the efficiencyspecified in UW-12.r= inside Knuckle radius, in. (mm)L= inside spherical or crown radius fortorispherical and hemispherical heads, in (mm)L=K1D for ellipsoidal heads in which K1 isobtained from Table UG-37, in (mm)Lo= outside spherical or crown radius, in (mm)L/r= ratio of the inside crown radius to the insideKnuckle radius, used in Table UA-4.2M= a factor in the formulas for torisphericalheads depending on the head proportion, L/rh= one-half of the length of the minoraxis ofthe ellipsoidal head, or the inside depth of theellipsoidal head measured from the tangent line(head-bend line), in. (mm).

FIG. UA-4 PRINCIPAL DIMENSIONS OF TYPICAL HEADS


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Hoja 12 de 12

NOTA: VEASE CÓDIGO ASME, SECCIÓN VIII-DIV. 1 PÁG. 306.

UA-4-UA-5 SECTION VIII - DIVISION 1TABLE UA-4.1

VALUES OF FACTOR K(Use Nearest Value of D/2h, Interpolation Unnecessary)

D/2h

K

3.0

1.83

2.9

1.73

2.8

1.64

2.7

1.55

2.6

1.46

2.5

1.37

2.4

1.29

2.3

1.21

2.2

1.14

2.1

1.07

2.0

1.00

D/2h

K

1.9

0.93

1.8

0.87

1.7

0.87

1.6

0.76

1.5

0.71

1.4

0.66

1.3

0.61

1.2

0.57

1.1

0.53

1.0

0.50

TABLE UA-4.2values of factor M

(Use Nearest Value of L/r; Interpolation Unnecessary)

L/r

M

1.0

1.00

1.25

1.03

1.50

1.06

1.75

1.08

2.00

1.10

2.25

1.13

2.50

1.15

2.75

1.17

3.00

1.18

3.25

1.20

3.50

1.22

L/r

M

4.0

1.25

4.5

1.28

5.0

1.31

5.5

1.34

6.0

1.36

6.5

1.39

7.0

1.41

7.5

1.44

8.0

1.46

8.5

1.48

9.0

1.50

L/r

M

9.5

1.52

10.00

1.54

10.5

1.56

11.0

1.58

11.5

1.60

12.0

1.62

13.0

1.65

14.0

1.69

15.0

1.72

16.0

1.75

16 2/31

1.77

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