Guia del codigo asme seccion viii division 1 tomo 1

61,572 views
61,650 views

Published on

Este texto Interpreta las principales reglas y requerimientos del código ASME sección VIII división 1; así como da a conocer sus relaciones con otras especificaciones, normas; sirve para preparar las especificaciones de diseño, informes y otros documentos, los ingenieros sabrán poner en práctica los aspectos claves del código para aplicarlo de la manera más eficaz posible ante distintas situaciones de diseño y fabricación

Published in: Education
10 Comments
36 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
61,572
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
626
Actions
Shares
0
Downloads
4,087
Comments
10
Likes
36
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Guia del codigo asme seccion viii division 1 tomo 1

  1. 1. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 1
  2. 2. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 2PROLOGOLamentablemente en México no se ha logrado establecer una vinculación eficiente entre el sectorindustrial y el sector académico; esto es debido a las diferentes interacciones, protocolos y tratos delsector industrial al académico y viceversa; si esto se llegara a superar, los egresados y pasantes deingeniería tendrían más herramientas para resolver los problemas que necesitan solucionar lasindustrias en la cual se sustenta el desarrollo social mediante actividades de colaboración entre elgobierno, las instituciones académicas y la industria, sería favorable en el desempeño económico deMéxico si hubiera un desarrollo considerable de actividades de vinculación entre los sectoresacadémico e industrial; bajo esa premisa el presente trabajo trata de explicar las normas vigentes de laaplicación a la ingeniería de una de las asociaciones mas prestigiosas de Ingeniería Mecánica que rigeel diseño mecánica estructural, específicamente me refiero al código ASME Sección VIII División 1.Este trabajo está dirigido principalmente dirigido a inspectores de control de calidad, personal deingeniería, supervisores de montaje, inspectores de soldadura, personal deensayos no destructivos, inspectores de obra y de contrato, de empresas que realizan el diseño, lafabricación y montaje, mantenimiento y operación de equipos bajo presión; así mismo a losestudiantes de los últimos semestres de Ingeniera, a fin de brindarles las herramientas de aplicación delos diversos temas que dicta el código ASME Sección VIII división 1; se ha tratado de relacionar almáximo de manera explícita las experiencias obtenidas en talleres y obras, direccionadas a laaplicación que se da a los estudiantes dentro del aula de clases; también espero brindar a losprofesionales vinculados al ramo de las refinerías plantas de procesos una actualización y unafamiliarización con el uso y aplicación del Código ASME SECCIÓN VIII división 1. Debido a que elCódigo ASME SECCIÓN VIII es bastante extenso, en este trabajo no se encuentra toda la informacióndel referida al código, será necesario consultar el segundo tomo donde abarca análisis de silletas,accesorios y muchos ejemplos y ejercicios de aplicación.
  3. 3. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 3CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 1TEMARIO1.-BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DEL CODIGO ASME.2.- SISTEMA ASME2.1.- ¿Quiénes lo integran?2.2.- ¿Cómo es desarrollado?2.3.- Organización de los Comités de revisión de los Códigos y NormasASME.2.4.- Códigos del ASME actualmente en existencia.2.5.- Adendas.2.6.- Interpretaciones.2.7.- Casos Código.2.8.- Como se deben leer los Códigos ASME.3.- QUE SON LOS RECIPIENTES A PRESIÓN.3.1.- Definición3.2.- Clasificación3.3.- Componentes Principales.4.- CONTENIDO DEL CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 14.1.- Subsección A.4.2.- Subsección B.4.3.- Subsección C.4.4.- Apéndices Mandatorios.4.5.- Apéndices No Mandatorios.5.- REQUERIMIENTOS DE ASME SECCION VIII DIV. 1.5.1.- Sistema De Control de Calidad.5.2.- Diseño.5.3.- Materiales.5.4.- Fabricación.5.5.- Tratamiento Térmico.5.6.- Pruebas No Destructivas.5.7.- Pruebas Finales de Validación.5.8.- Certificación del Producto.5.9.- Envio de Reportes de Datos al National Board.
  4. 4. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 41.- BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DE LOS CODIGOS ASMEEl Código para Calderas y Recipientes a Presión emitido por la Sociedad Americana deIngenieros Mecánicos ( ASME ), se origina de la necesidad de proteger a la sociedad delas continuas explosiones de calderas que se tuvieron antes de reglamentar su diseño yfabricación.Fue el país de Inglaterra uno de los primeros países que sintió esta necesidad después deexplotar una caldera en 1915, causando un gran desastre al tener perdida de vidashumanas primordialmente y perdidas materiales. La investigación de las causas queprovocaron la explosión estableció que las principales causas del desastre fueron:Métodos de Fabricación inapropiados, Materiales inadecuados y Aumento gradual yexcesivo de la Presión a la cual se estaba operando.En los Estados Unidos de Norteamérica las personas dedicadas a la fabricación decalderas, se agruparon en una asociación en 1889. Esta asociación nombra un comité alque se le asigno preparar reglas y especificaciones las cuales deberían ser seguidas porlos diferentes talleres que fabricaran calderas. Después de haber realizado sus análisis,estudios y pruebas, este comité presento un informe en el cual cubrían temas talescomo especificaciones de materiales, armado por medio de remaches, factores deseguridad, tipos de tapas y bridas, así como reglas para la prueba hidrostática. Sinembargo, no obstante los dos intentos anteriores para evitar las explosiones de calderas,estas seguían sucediendo. A principios del Siglo XX, tan solo en los Estados Unidos deNortéamerica, ocurrieron entre 300 y 400 explosiones con sus consecuentes tremendasperdidas de vidas y propiedades. Llego a ser costumbre que la autorización para usaruna caldera la diera el cuerpo de Bomberos. Hasta la primera década del Siglo XX, lasexplosiones de calderas habían sido catalogadas como “ Actos de Dios ’’. Se haciapues necesaria la existencia de un Código Legal sobre Calderas.El 10 de Marzo de 1905, ocurrió la explosión de una caldera de una fabrica de zapatosen Cracktown Massachussets, matando a 58 personas e hiriendo a otras 117.Teniendotambién grandes perdidas materiales. Este catastrófico accidente motivo por imperiosanecesidad que los legisladores del estado de Massachussets se dieran a la tarea delegislar sobre la construcción de calderas que garantizaran la vida de la ciudadanía.Después de muchos debates y discusiones publicas, el estado promulgo en 1907, elPrimer Código Legal de un Reglamento para la Construcción de Calderas de Vapor. En1908, el estado de Ohio aprobó un reglamento similar.
  5. 5. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 5Otros estados de la Unión Americana que habían padecido explosiones similares, sedieron cuenta de que estas podían ser evitadas mediante un buen diseño y fabricaciónadecuados por lo que también se dieron a la tarea de formular reglamentos para estepropósito. Lo anterior ocasiono un verdadero caos para los fabricantes de calderas yaque los reglamentos de cada estado o aun más, de cada ciudad, diferían de un estado ociudad a otra y a menudo estaban en desacuerdo teniendo como consecuencia dificultadpara fabricar un equipo con el reglamento de un estado que pudiera ser aceptado porotro.Debido a esta falta de uniformidad los fabricantes de calderas apelaron en 1911ante el Concilio de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos para corregir estasituación. Este ultimo respondió nombrando un comité para que formularaespecificaciones uniformes para la construcción de Calderas de Vapor y otrosRecipientes a Presión especificados para su cuidado durante el servicio.El comité estaba formado por siete miembros, todos ellos de un reconocidoprestigio dentro de sus respectivos campos, estos fueron: Un Ingeniero de Seguro de Calderas. Un fabricante de Materiales. Dos fabricantes de Calderas. Dos profesores de Ingeniería. Un Ingeniero Consultor.Este comité fue asesorado por otro comité formado por 18 miembros en calidad deconsejero, que representaban varias fases de Diseño, Construcción, Instalación yOperación de Calderas.El Comité inicia su trabajo tomando como base los reglamentos deMassachussets, Ohio y otros datos de utilidad con los cuales emitió un informepreliminar el cual fue presentado en 1913. Se hicieron 2,000 copias del informe lascuales fueron enviadas a los Profesores de Ingeniería Mecánica, a los Departamentos deInspección de Calderas de Estados y Ciudades, a los Fabricantes de Calderas, a Editoresde revistas de Ingeniería y a todos los interesados en la Construcción y Operación deCalderas, con el propósito de obtener de parte de cada uno de ellos retroalimentación deexperiencias y comentarios.Después de tres años de innumerables reuniones y audiencias publicas fueadoptado en la primavera de 1915 el primer Código ASME, el cual fue denominado“Reglas para la Construcción de Calderas Estacionarias y para las presiones permisiblesde trabajo” conocido como la Edición 1914. Desde entonces el Código ha sufrido
  6. 6. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 6muchos cambios y se han emitido otros códigos de acuerdo a las necesidadescontractuales.Los códigos han sido emitidos en siguiente orden:1914 Sección I Calderas de Potencia.1923 Sección IV Calderas para Calentamiento de Agua.1924 Sección II Especificaciones de Materiales.1928 Sección VIII Recipientes A Presión no sometidos a FuegoDirecto.1937 Sección IX Calificaciones de Soldadura.1965 Sección III Componentes de Plantas Nucleares.1968 Sección VIII Div. 1 Código para Recipientes a Presión.1968 Sección VIII Div. 2 Reglas Alternativas para Recipientes a Presión.1969 Sección X Recipientes a Presión de Plástico con FibraReforzada.1971 Sección V Ensayos No Destructivos.1974 Sección IX Se incluyen las calificaciones para soldadurapor Brazing.1997 Sección VIII Div. 3 Reglas Alternativas para Recipientes aAlta Presión.1998 Sección III Div 3 Sistemas de Contención y Empacado paraTransporte de Combustible Nuclear Desgastadoy Desechos con Alto Nivel de Radioactividad.
  7. 7. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 72.0 SISTEMA ASME2.1 ¿QUIÉNES LO INTEGRAN?En los Estados Unidos, el negocio de la Construcción y Regulación de Equipo que estesometido a Presión involucra los esfuerzos de cuatro grupos principalmente :- El ASME ( Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos).- Los Fabricantes.- Las Jurisdicciones.- Las Agencias de Inspección Autorizadas.El ASMEProporciona la infraestructura ( Estructura del Comité, Secretarias de Apoyo,Programas de Acreditación, etc.) para desarrollar y mantener los Códigos y lasNormas. Ellos promueven un proceso de consenso abierto para el desarrollo de susEstándares. Voluntarios de la Industria ( Fabricantes, Duenos/Usuarios, Agencias deInspección, Jurisdicciones) son las personas que integran los Comités de ASME quemantienen actualizados los Códigos. La función del Comité de Calderas y Recipientes aPresión ASME es establecer reglas consideradas necesarias para la Fabricación deRecipientes a Presión y Calderas que se desarrollaran de manera segura y confiable, ypara interpretar estas reglas cuando surjan preguntas respecto al significado o intenciónde algún tema especifico.
  8. 8. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 8Las JurisdiccionesEn los Estados Unidos y Provincias de Canadá, el uso mandatorio de uno o masCódigos ASME es obligado por las Jurisdicciones. En los Estados Unidos, cada estadomas algunas grandes ciudades, son consideradas Jurisdicciones. Aproximadamente 34de los 50 estados adoptan la Sección VIII Div. 1 como su Ley para la fabricación deRecipientes a Presión, y 48 de 50 estados adoptan la Sección I como su Ley para lafabricación de Calderas.El Inspector en Jefe de cada jurisdicción es asignado con la responsabilidad de hacercumplir sus leyes en lo referente a Calderas y Recipientes a Presión que vayan a serinstaladas dentro de su jurisdicción. Los Inspectores en Jefe son miembros del NationalBoard.Las Agencias de Inspección AutorizadasEstas proporcionan la verificación de tercera parte independiente de que la fabricaciónde equipo nuevo de Calderas y Recipientes a Presión es realizada de acuerdo con elCódigo ASME. Actualmente una Agencia de Inspección Autorizada esta definida comouna Compañía Aseguradora regularmente involucrada en la practica de asegurarCalderas y Recipientes a Presión una o mas jurisdicciones que adoptan el CódigoASME como ley, o una Jurisdicción que proporciona Servicios de Inspección. LosInspectores Autorizados que trabajan para una Agencia de Inspección Autorizada,deben tener un Certificado de Comisión emitido por el National Board y mantener unendorso “A”(Inspector Autorizado) o “B”(Supervisor de Inspector Autorizado).Los FabricantesLos Fabricantes de cualquier parte del mundo, pueden adquirir las estampas del CódigoASME autorizándolos a fabricar y estampar Equipo sometido a Presión que a cumplidocon las reglas de los Códigos ASME. Un Fabricante puede poseer mas de una estampa,tal como la estampa “S”, la “PP”, la “U” , etc. Los Fabricantes son acreditados por unperiodo de tres anos. Un auditoria es realizada cada 3 anos para retener las estampas. Enmuchos casos, Consultores del National Board actúan como los Inspectores designadospor el ASME y conducen la Auditoria de Acreditación. Muchos Fabricantes patrocinanvoluntarios para trabajar en los Comités de ASME que mantienen el Código deCalderas y Recipientes a Presión.2.2 ¿CÓMO ES DESARROLLADO?El ASME promueve fuertemente un proceso de consenso abierto para el desarrollo ymantenimiento de sus códigos y normas. Esto significa que cualquier parte interesadapuede participar en el proceso , ya sea por participación directa o en un comité técnico,o por ejemplo dando sus comentarios durante el proceso de aprobación. De manera
  9. 9. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 9general, todas las reuniones técnicas son abiertas al publico, por lo que miembros queno son del comité también pueden participar en las discusiones.Un balanceo de miembros es mantenido en los subcomités y en el comité principal. Deeste manera, ningún grupo interesado como pueden ser los fabricantes, duenos/usuarios,jurisdicciones, agencias de inspección, puedan tener un control mayoritario en uncomité. Esto asegura que las propuestas reciban una justa e igual consideración en lorelativo a seguridad, economía , y confiabilidad.El desarrollo y mantenimiento del Código es desarrollado de manera general de lasiguiente manera:. Las partes interesadas( fabricantes, usuarios, agencias de inspección) pueden solicitaro sugerir una revisión al código, interpretación o caso código. La Sección I en elapéndice I; la Sección IV, apéndice 1, o la Sección VIII Div. 1, Apéndice 16, contieneninstrucciones para el envio de preguntas al ASME.. Las propuestas son revisadas y reconciliadas por los miembros del subgrupoapropiado para ganar la aceptación y acuerdos.Las propuestas acordadas son presentadas para su aprobación e implementación.Frecuentemente, las revisiones al Código resultan del proceso de responder unapregunta, donde un mejoramiento al Código es identificado, y una partida de trabajoabierta. Los Comités del ASME asignan un numero a cada partida de trabajo. En losúltimos anos, se han iniciado hasta 900 partidas de trabajo.El Código ASME para Calderas y Recipientes a Presión es escrito, revisado einterpretado por el Comité de Proceso.Las revisiones al Código son realizadas mediante el siguiente proceso:1.- La propuesta es desarrollada en los grupos de trabajo o a nivel subgrupo.2.- Las propuestas son revisadas y sometidas a voto en el Subcomité correspondiente y,si son aprobadas, la propuesta es sometida para su aprobación mediante el voto, delComité Principal.3.- Las propuestas enviadas al Comité Principal, también son revisadas por lasJurisdicciones y el Comité de Conferencia de la Marina.4.- Una revisión administrativa por la Junta sobre Tecnología de Presión, Códigos yEstándares.5.- Una revisión del Público en General.Todo lo anterior es realizado en un tiempo mínimo de 1 a 2 anos para que las nuevaspropuestas sean desarrolladas y aprobadas en todos los niveles de los comités.
  10. 10. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 102.3 ORGANIZACION DE LOS COMITES DE REVISIÓN DE LOSCODIGOS ASME.El Comité principal de Calderas y Recipientes a Presión de ASME esta integrado portreinta miembros representando las 11 Secciones del Código. Cada Código deConstrucción, Código en Servicio y Código de Referencia, tiene subcomités los cualesson responsables de sus propias secciones. Debajo de cada Subcomité existen diversossubgrupos y grupos de trabajo los cuales son responsables para áreas especificas decada Código, tales como Requerimientos Generales, Diseño, Fabricación o Inspección.2.4 CODIGOS DEL ASME ACTUALMENTE EN EXISTENCIA.Las Secciones del Código actuales(Emisión 2007, Adenda 2008) son :SECCIONES DESCRIPCIÓNI Reglas para la Fabricación de Calderas de Potencia.II Materiales.Parte A : Especificaciones de Materiales Ferrosos.Parte B : Especificaciones de Materiales No Ferrosos.Parte C : Especificaciones para varillas, electrodos, y alambresUtilizados para soldar.Board of Pressure Technology Codes and StandardsConference CommitteeB& PV Main CommitteeTask GroupSubcommittee SubcommitteeSubgroup SubgroupWorking Group Working GroupSubgroup SubgroupWorking Group
  11. 11. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 11Parte D : Propiedades de los Materiales.III Subseccion NCA : Requerimientos Generales para la División 1 yDivisión 2.III División 1Subseccion NB : Componentes Clase 1.Subseccion NC : Componentes Clase 2.Subseccion ND : Componentes Clase 3.Subseccion NE : Componentes Clase MC.Subseccion NF : Soportes.Subseccion NG : Estructuras de Soporte del Núcleo.Subseccion NH : Componentes Clase 1 en Servicio deTemperaturas Elevadas.ApéndicesDivisión 2 : Código para Contenedores de Concreto.División 3 : Sistemas de Contención para Almacenaje y Paquetes dede Transporte de Material Nuclear Desgastado yMaterial Radioactivo de Alto Nivel y Desechos.IV Reglas para la Fabricación de Calderas Calefactoras de Agua.V Examinaciones No Destructivas.VI Reglas Recomendadas para el Cuidado y Operación de Calderaspara Calentamiento de Agua.VII Guías Recomendadas para el Cuidado de Calderas de Potencia.VIII Reglas para la Fabricación de Recipientes a Presión.División 1 : Recipientes a Presión.División 2 : Reglas Alternativas.División 3 : Reglas Alternativas para la Fabricación de Recipientesa Presión sometidos a Presiones Elevadas.IX Calificaciones de Soldadura y Soldadura por Brazing.X Recipientes a Presión Fabricados de Plástico de Fibra Reforzada.XI Reglas para la Inspección en Servicio de Componentes de PlantasNucleares.2.5 ADENDAS.Las Adendas son paginas de colores, las cuales incluyen las adiciones y revisiones alas secciones individuales del Código, estas son publicadas anualmente y enviadasautomáticamente a los Compradores de la Secciones aplicables hasta la publicación dela siguiente emisión del Código. Las nuevas ediciones de los Códigos de ASME sonpublicadas cada 3 anos. Durante los anos intermedios, revisiones, erratas y adiciones alos Códigos son publicados vía Adenda en Julio 1. Estas revisiones/adiciones llegan a
  12. 12. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 12ser mandatorias seis meses después de la publicación, es decir, en Enero del anosiguiente de la emisión. Sin embargo, estas revisiones pueden ser usadas para laFabricación de Equipos de Código tan pronto como sean publicadas las adendas.2.6 INTERPRETACIONES.Los usuarios del código pueden solicitar una aclaración de un requerimiento del Códigoenviando una solicitud al Comité. Las interpretaciones nunca introducen unrequerimiento nuevo al Código. Las interpretaciones son respuestas a preguntas deusuarios del Código que el ASME emite respecto a la interpretación de aspectostécnicos del Código. Las interpretaciones de cada sección individual serán publicadasseparadamente y serán incluidas como parte de la actualización para esa sección. Ellasserán emitidas cada seis meses (Julio y Diciembre) hasta la publicación de la siguienteemisión del Código. Los usuarios deberán tener precaución cuando sean usadasinterpretaciones publicadas con antigüedad, ya que el párrafo interpretado puede habersido revisado desde su publicación.2.7 CASOS CODIGO.Frecuentemente, solicitudes urgentes son hechas para que se acepte el uso de un nuevomaterial no incluido en el Código para la fabricación de Equipos Código. Para atendertales solicitudes, un caso código es preparado para adoptar el nuevo material para lafabricación de equipos Código. Debido a que los Casos Código son publicados cuatroveces por ano, este es un método rápido para introducir materiales nuevos o reglasalternativas. Los Casos Código son aprobados en un ciclo de 3 anos ; al final de los 3anos, se debe decidir si:1).- Se incorpora el Caso Código dentro del Código respectivo.2).- Reafirmar el Caso Código por otros tres anos.3).- Anular el Caso Código porque ya no se necesitara más.Para que un Caso Código sea aprobado para su uso, se toma un tiempo mínimo de 6 a 9meses.2.8 PRINCIPIOS BÁSICOS PARA LEER E INTERPRETAR LOS CÓDIGOSASME.El Código ASME puede llegar a ser difícil de leer y sobre todo de interpretar.El éxito enel uso del Código depende de manera muy importante en la habilidad que se tenga paralocalizar la información apropiada. A continuación se proporcionan algunos tips que leayudaran a mejorar la lectura y sobre todo la interpretación de los Códigos.
  13. 13. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 13I. Reglas BásicasA Las reglas del Código ASME establecen los requerimientos mínimos.B Si no esta prohibido, entonces esta permitido.C La fabricación de los equipo sometidos a presión esta basado en dimensiones yunidades calculadas.1. No establecen tolerancias de fabricantes. El fabricante debe realizar para lodesconocido buenas practicas de fabricación.2.D Existen reglas en el Código, las cuales permiten excepciones. Por ejemplo:todos, deberán, quizás, excepto, teniendo en cuenta que, etc.II. Procedimiento( paso por paso)Paso 1Escribir la pregunta que esta siendo solicitada y la información soporte.Paso 2Delinear las subsecciones mandatoriasA Introducción (Alcance).B ¿ Es algún tema administrativo ? (Parte UG y apéndice 110).C Tipo de Recipiente1) Servicio Criogénico – Parte ULT2) Recipientes No Circulares – Apéndice 13.3) Recipientes Enchaquetados – Apéndice 9.4) Ninguno de los anteriores – Parte UG.D Tipo de Construcción1) Soldado. – Parte UW.2) Forjado – Parte UF.3) Braced – Parte UB.4) Por Capas – Parte ULW.5) Clad o Revestido – Parte UCL.6) Remachado – Edición 1971.7) Ninguno de los anteriores – Parte UG.
  14. 14. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 14E Clases de Materiales1) Acero al Carbón o Baja Aleación – Parte UCS.2) Materiales No Ferrosos – Parte UNF.3) Aceros de Alta Aleación – Parte UHA.4) Fundición de Hierro Gris – Parte UCI.5) Fundición de Hierro Dúctil – Parte UCD.6) Materiales Ferriticos mejorados mediante Tratamiento Térmico – Parte UHT7) Ninguno de los anteriores – Parte UG.Paso 3Extender el esquema para incluir todos los párrafos aplicables. Usar tabla decontenidos.Paso 4Suplementar el esquema con el contenido de los subparrafos.Paso 5Explorar el texto para visualizar párrafos no aplicables.1) Eliminar lo no aplicable del esquema.2) Si es eliminado el esquema entero, ver U-2 en Introducción.Paso 6Suplementar el esquema con artículos de referencia.Paso 7Leer todas las Secciones Aplicables del Código.A Palabras Clave1) Shall y Will = Mandatorio.2) Should = Mandatorio, pero con opciones.3) May y Can = Guia no mandatoria.B Enfatizar1) Numero de párrafo.2) La puntuación de la oración.3) Las notas de pie se deberán tratar de la misma manera como May y Can.
  15. 15. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 15SI EL PARRAFO PRINCIPAL NO APLICA, ENTONCES LOS SUBPARRAFOSNO APLICAN3 ¿QUÉ SON LOS RECIPIENTES A PRESION?3.1 DEFINICIONEl Código ASME Sección VIII Div. 1, define como Recipiente a Presión, cualquiercontenedor cerrado capaz de almacenar un fluido a Presión Manométrica, sea estainterna o externa . Esta Presión puede ser obtenida desde una fuente interna o externa, opor la aplicación de calor desde una fuente directa o indirecta, o cualquier combinaciónde ellas.1.- Recipientes que contengan agua bajo presión incluyendo aquellos que contenganaire la compresión de los cuales sirva únicamente como amortiguador que excedan:- Una Presión de Diseño mayor a 300 PSI.- Una temperatura de Diseño mayor a 210 ° F.2.- Tanques de agua caliente calentados por vapor u otros medios indirectos queexcedan:- Una entrada de calor de 200,000 BTU’s/hr.- Una temperatura del agua de 210° F.- Una capacidad nominal de 120 Galones.3.- Recipientes que tengan un Diámetro Interior,Ancho, Altura o Sección Transversalmayor a 6” sin limitación en longitud o Presión.4.- Recipientes que tengan una Presión de Operación interna o externa mayor a 15 PSI.sin limitación en medidas.5.- Recipientes que tengan una Presión de Diseño que no exceda los 3,000 PSI.
  16. 16. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 163.2 CLASIFICACIONLos Recipientes a Presión se pueden clasificar por su utilización y por su forma.Por su utilización, se pueden reclasificar en Recipientes de Almacenamiento yRecipientes de Proceso. Por su forma se clasifican como Cilíndricos y Esféricos.Los Recipientes para Almacenamiento son comúnmente conocidos como tanques dedia, tanques de mes, tanques acumuladores, etc. Los Recipientes de Proceso sonaquellos utilizados en la industria petroquímica principalmente, entre ellos seencuentran los Intercambiadores de Calor, Reactores, Torres Fraccionadoras, Torres deDestilación, Separadores de Gas, etc.Recipientes Cilindricos a su vez se pueden reclasificar en Horizontales y Verticales. LosRecipientes Esféricos son usados generalmente como Tanques de Almacenamiento paragrandes volúmenes y presiones elevadas.AlmacenamientoPor su utilizaciónProcesoRecipientesaPresiónHorizontalesCilíndricosVerticalesPor su formaEsféricos
  17. 17. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 173.3 COMPONENTES PRINCIPALESA continuación se mencionan los componentes principales de algunos tipos deRecipientes a Presión, sin que esto sea limitativo.3.3.1.- Recipientes Cilíndricos Horizontales.a).- Cascaron Cilíndrico, Cuerpo o Envolvente.b).- Tapas o Tapas.c).- Boquillasd).- Refuerzos de Boquillas.e) .- Registros- Hombre.f).- Anillos Atiezadores.g).- Soportes o Silletas.3.3.2 Recipientes Cilíndricos Verticales.a).- Cascaron Cilíndrico, Cuerpo o Envolvente.b).- Tapas o Tapas.c).- Boquillasd).- Refuerzos de Boquillas.e) .- Registros- Hombre.f).- Anillos Atiezadores.g).- Faldón.h).- Placa Base.i).- Orejas de Montaje.3.3.3 Recipientes Esféricosa).- Tapa Superior.b).- Tapa Inferior.c).- Anillo Superior.d).- Anillo Central.e).- Anillo Inferior.f).- Boquillas.g).- Estructura Soporte.
  18. 18. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 184 CONTENIDO DEL CÓDIGO ASME SECCION VIII DIV. 1Este Código tiene incluidos los siguientes temas:- Requerimientos mandatorios.- Prohibiciones especificas- Guías no mandatorias para Materiales, Diseño, Fabricación, Examinación,Inspección, Pruebas, Certificación y Dispositivos de Relevo de la Presión.Este Código esta dividido como se establece a continuación:- Subsección A.- Subsección B.- Subsección C.- Apéndices Mandatorios.- Apéndices No Mandatorios.
  19. 19. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 194.1 Sub Sección AContiene la parte UG, la cual cubre los Requerimientos Generales aplicables a todoslos Recipientes. Consta de 195 párrafos, 30 figuras y 6 tablas los cuales se dividende la siguiente manera:
  20. 20. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 20
  21. 21. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 21
  22. 22. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 224.2 Sub Sección BCubre los Requerimientos específicos que son aplicables a los varios métodos utilizadosen la Fabricación de Recipientes a Presión. Consiste de las siguientes partes:- Parte UW que trata sobre los Recipientes fabricados mediante soldadura.- Parte UF define las reglas a seguir cuando se fabrican Recipientes que utilizanmaterial de forja.- Parte UB establece los lineamientos a seguir cuando se fabrican Recipientes dematerial No Ferrosos (Brazing).4.2.1 La parte UW, consta de 44 párrafos, 12 figuras y 2 tablas. Lo anterior se encuentradividido de la siguiente manera: (Ver siguiente hoja)
  23. 23. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 23
  24. 24. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 24
  25. 25. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 254.2.2 La parte UF consta de 26 párrafos y únicamente una tabla y se divide de lasiguiente manera:
  26. 26. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 264.2.3 La parte UB, consta de 36 párrafos, 2 figuras y 2 tablas, distribuidos de lasiguientemanera:
  27. 27. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 27
  28. 28. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 284.3 Sub sección CCubre los Requerimientos específicos que son aplicables a las clases de materialesutilizados en la Fabricación de Recipientes a Presión. Consiste de las siguientes partes:Parte UCS.Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para lafabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros al Carbón y de Baja Aleación.
  29. 29. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 29Parte UNF.Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para lafabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros al Carbón y de Baja Aleación.(colocar en este espacio la parte UNF, pags 201 y 202).Parte UHA.Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para lafabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros de Alta Aleación.(colocar en este espacio la parte UHA, pags 212 y 213).Parte UCI.Establece los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para lafabricación de Recipientes a Presión utilizando Fundición de Hierro Gris.(colocar en este espacio la parte UCI, pags 227 y 228).
  30. 30. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 30Parte UCL.Establece los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para lafabricación de Recipientes a Presión utilizando Clad Integral (revestimiento) Resistentea la Corrosión, Clad aplicado mediante soldadura(overlay),o Planchas de RellenoSoldadas (linning).(colocar en este espacio la parte UCL, pags 234).Parte UCDProporciona los requerimientos para Recipientes a Presión fabricados de fundición dehierro dúctil.(colocar en este espacio la parte UCD, pags 241).Parte UHTEstablece los requerimientos para Recipientes a Presión fabricados de aceros ferriticoscon propiedades a la tensión mejoradas por tratamiento térmico.(colocar en este espacio la parte UHT, pags 247 y 248).Parte ULWContiene los requerimientos para los Recipientes a Presión fabricados en capas.(colocar en este espacio la parte ULW, pags 261 y 262).Parte ULTProporciona reglas alternativas para fabricar Recipientes a Presión de materiales quetengan esfuerzos permisibles altos, a bajas temperaturas.(colocar en este espacio la parte ULT, pags 288 y 289).4.4 APÉNDICES MANDATORIOSTratan de temas específicos no incluidos en ningún lugar del Código ASME SecciónVIII Div. 1, y sus requerimientos son mandatorios cuando el tema cubierto es incluidoen la fabricación bajo este Código. Existen actualmente 24 Apéndices Mandatorios.(Incluir listado de Apéndices Mandatorios del Código en esta parte,PAG. 312)4.5 APÉNDICES NO MANDATORIOSSon temas únicamente informativos inherentes a la fabricación, diseño y documentaciónde Recipientes a Presión sugiriendo buenas practicas.Esta constituido por 22 Apéndices Mandatarios.(Incluir listado de Apéndices No Mandatorios del Código en esta parte) PAGINA495
  31. 31. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 315.- REQUERIMIENTOS DE ASME SECCION VIII DIV. 1.5.1.- Sistema De Control de Calidad.El Código ASME establece en su Apéndice 10 que el fabricante o ensamblador deberátener y mantener un Sistema de Control de Calidad estricto, en el cual se establezca quetodos los requerimientos del código incluyendo diseño, materiales fabricación, yexaminaciones (por el fabricante o ensamblador) e inspecciones (por el inspectorautorizado) sean cumplidos, tanto para Recipientes a Presión como para partes de ellos.Por otra parte, establece que el sistema que el fabricante o ensamblador establesca paracumplir los requerimientos del código sea uno adecuado a sus circunstancias. Elalcance necesario y el detalle del sistema dependerá de la complejidad de laorganización del fabricante.La siguiente es una guía de requisitos que ASME establece, los cuales deberá serincluidos dentro de los capítulos en la descripción escrita de un Sistema de Control deCalidad.I. Autoridad y ResponsabilidadLa autoridad y responsabilidad de aquellos encargados del Sistema de Control deCalidad deberá ser claramente establecida. Las personas que realicen funciones deControl de Calidad deberá tener autoridad suficiente y responsabilidad bien definidapara hacer cumplir el sistema. También tiene la libertad organizacional paraidentificar problemas de control de calidad y para iniciar, recomendar y proporcionarsoluciones.II. OrganizaciónUn organigrama de la organización mostrando la relación entre la Dirección General,y las Gerencias de Ingeniería, Compras, Manufacturas, Fabricación, Almacén,Control de Calidad y cualquier departamento involucrado, es requerido con elpropósito de identificar y asociar los departamentos involucrados en la organización,con las funciones particulares para los cuales ellos son responsables. El código nointenta invadir los derechos del fabricante para establecer y, de vez en cuando, alterarcomo quiera la forma de la organización que considere apropiada para realizar sutrabajo, siempre y cuando no interfiera con los requerimientos que establece elcódigo.III. Control de dibujos, Cálculos de Diseño y Especificaciones.El Sistema de Control de Calidad deberá de tener procedimientos, los cuales asegurenque los últimos dibujos aplicables, cálculos de diseño, especificaciones e
  32. 32. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 32instrucciones requeridas por el código, así como también los cambios autorizados, sonutilizados para fabricación, examinación, inspección y pruebas.IV. Control de MaterialEl sistema deberá incluir un sistema de control en la recepción de los materiales queasegure que el material recibido se apropiadamente identificado y tenga ladocumentación, incluyendo los reportes de pruebas de material, o certificados decumplimiento requeridos para satisfacer los requerimientos del código así ordenados.Así mismo deberá asegurar que únicamente el material verificado por el control decalidad que cumple con el código es utilizado para la fabricación.V. Programa de Examinación e Inspección.El Sistema de Control de Calidad deberá describir las operaciones de fabricación,incluyendo examinaciones, suficientemente para permitir que el Inspector Autorizadopor ASME verifique los puntos de inspección específicos que van a ser realizadosdurante e proceso de fabricación, y en cuales, él va a determinar en que etapas va aintervenir ya sea revisando documentos, verificando durante la fabricación oatestiguando pruebas.VI. Corrección de No ConformidadesDeberá existir un sistema de común acuerdo con el Inspector Autorizado para lacorrección de las no conformidades, en el entendido de que una no conformidad escualquier condición la cual no cumpla con las reglas aplicables de código aplicable.Las no conformidades deben ser corregidas o eliminadas por alguna manera antes deque el componente terminado pueda ser considerado para cumplir con el códigoaplicable.VII. SoldaduraEl Sistema de Control de Calidad deberá incluir previsiones para indicar que lasoldadura que se va a aplicar, cumple con los requerimientos de la Sección IX delCódigo ASME.VIII. Examinación No DestructivaEl Sistema de Control de Calidad deberá incluir previsiones para identificar losprocedimientos de examinación no destructiva que el fabricante realizará para cumplircon el código aplicable, y que estos procedimientos deben cumplir con losrequerimientos establecidos en la sección V del código ASME.
  33. 33. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 33IX. Tratamiento TérmicoEl Sistema de Control de Calidad deberá prever controles que aseguren que lostratamientos térmicos requeridos por las reglas del código sean aplicadas.Mecanismos deberán ser indicados mediante los cuales el Inspector Autorizado o eldesignado por el ASME pueda satisfacerse que esos requerimientos de tratamientotérmico del código sean cumplidos. Esto puede ser por revisión de los registros delhorno de tiempo-temperatura, o por otros medios apropiados.X. Calibración del Equipo de Medición y Pruebas.El fabricante deberá tener un sistema para la calibración del equipo de examinación,medición, y pruebas a ser utilizados, en cumplimiento completo de los requerimientosdel código.XI. Retención de RegistrosEl fabricante deberá tener un sistema para el mantenimiento de radiografías y reportesde datos del fabricante como requiere el código.Retención de RegistrosEl fabricante deberá tener un sistema para el mantenimiento de radiografías (UW-51), reportes de datos del fabricante (UG-120).El Sistema deberá establecer el mantenimiento de los documentos mencionados acontinuación por un periodo de al menos 3 años :- Reportes Parciales de Datos.- Dibujos de Fabricación.- Cálculos de Diseño.- Reportes de Pruebas de Material-WPS y PQR- Registro de Calificación de Soldadores WPQ- Reportes de RT o UT- Procedimientos de Reparación y Registros- Hojas de Control de Procesos- Registros de Tratamiento Térmico y resultados de pruebas.- Registros de PWHT- NCR y disposiciones- Registros de Pruebas Hidrostáticas
  34. 34. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 34XII. Formatos MuestraLas formas utilizadas en el Sistema de Control de Calidad y los procedimientosdetallados para su uso deberán ser disponibles para revisión, una descripción escritadeberá tener las referencias necesarias a estas formas.XIII. Inspección de Recipientes y Partes de Recipientes.A) La inspección de recipientes y partes de recipientes deberá ser realizado por elInspector Autorizado como se define en UG-91 del Código ASME Sección VIIIDiv. 1.B) La descripción escrita del Sistema de Control de Calidad deberá incluir referenciadel Inspector Autorizado.C) El fabricante deberá de tener disponibles al Inspector Autorizado, en la planta delfabricante o en el sitio de construcción, una copia actualizada del Sistema deControl de Calidad.D) El sistema referido deberá prever medidas para que el Inspector Autorizado tengaacceso a todos los dibujos, cálculos, especificaciones, procedimientos, hojas deproceso, procedimientos de reparación, registros, resultados de pruebas ycualquier otro documento necesario para que el Inspector Autorizado realice sustrabajos de acuerdo a lo establecido en el código. Lo anterior puede sermostrando los archivos propios del fabricante o proporcionando copias alInspector Autorizado.5.2.- Diseño.ObjetivoAl final de esta lección, el participante tendrá el entendimiento básico de las reglas parael diseño y como son aplicado. El participante también entenderá como determinarcuales reglas son aplicables a una situación en particular y como determinar los valoresapropiados que tienen que ser aplicados a estas reglas.Temas de la LecciónEnfoque del Diseño en la Sección VIII, Div.1.Responsabilidades por los Parámetros de Diseño.Tipos de Servicios.Tipos de Cargas.Ejecución del Diseño.Categorías y Tipos de juntas y limitaciones.Radiografía.Consideraciones de espesor.Restricciones en el Diseño de Cabezales o Tapas.
  35. 35. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 355.2.1 Enfoque del Diseño en la Sección VIII, División 1El Diseño en la Sección VIII Div. 1, esta basado en :- El tipo de Fabricación y- El tipo de Material con el que se va a fabricar.Si una formula del Código es aplicable a un componente particular bajo consideración,entonces el uso de esa formula es mandatoria.5.2.2 Responsabilidades por los parámetros de Diseño.El Propietario o usuario del Recipiente a Presión tiene la responsabilidad de especificaral fabricante los datos siguientes:- La presión de Diseño y la Temperatura.- Las cargas a ser aplicadas.- La tolerancia a la corrosión.- Los requerimientos de servicio especial, tales como letal, baja temperatura, etc.- Tratamiento de Relevado de Esfuerzos o Examinación Radiográfica, si no sonrequeridos por el Código.5.2.3 Tipos de ServicioExisten básicamente cinco tipos de servicio de los Recipientes a Presión en ASMESección VIII Div. 1. Estos servicios son:- Servicio Letal.- Servicio de Baja Temperatura.- Calderas de Vapor no sometidas a Fuego Directo.- Recipientes a Presión sometidos a Fuego Directo.- Sin Restricciones.( Servicio General)De los anteriores, los cuatro primeros son Recipientes que deben ser fabricadosteniendo en cuenta las restricciones establecidas en el Código ASME Sección VIIIDiv. 1 Parte UW párrafo UW-2(a),(b),(c) y (d), las cuales se trataran mas adelante.5.2.4 Tipos de Cargas en el DiseñoExisten diversos tipos de Cargas que deberán ser consideradas cuando se esterealizando el Diseño de un Recipiente a Presión. Estas cargas están descritas en elCódigo ASME Sección VIII Div. 1,Parte UG, párrafo UG-22 y son las siguientes:- Presión Interna o Externa.- Peso del Recipiente y su contenido normal bajo las condiciones de operación ypruebas (esto incluye presión adicional debido a la carga estática de líquidos)
  36. 36. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 36- Reacciones Estáticas Sobre impuestas del peso del Equipo adjuntado tales comomotores, maquinaria , otros recipientes , tubería, revestimientos y aislamientos.- Esfuerzos localizados por el ensamble de :. Internos.. Soportes del Recipiente tales como orejas, anillos, faldones, silletas y patas.- Reacciones Dinámicas y Cíclicas debido a Presión o variaciones térmicas, o deequipo montado sobre un Recipiente, y cargas mecánicas.- Reacciones por Viento, Nieve y Sismo, cuando sea requerido- Reacciones de Impacto tales como aquellas debido a choques de fluido.- Gradientes de Temperatura y Expansión Térmica Diferencial.- Presiones Anormales, tales como aquellas causadas por deflagración.Nota: La Sección VIII, División 1 suministra reglas únicamente para calcular las cargaspor presión. Para las otras condiciones, cualquier practica de ingeniería aplicablepuede ser usada.5.2.5 Ejecución del DiseñoLa realización del Diseño del Recipiente puede ser realizado por:- El Poseedor del Certificado ASME.- El Usuario.- El Agente designado por el Usuario.- El Agente designado por el Poseedor del Certificado ASME.Sin embargo, el Poseedor del Certificado ASME quien estampara el Recipiente,es siempre responsable de cumplir todos los requerimientos del Código,incluyendo los inherentes al Diseño. En el Código, no existen requerimientos decalificación para las personas que realizan el Diseño, sin embargo se deberá tenermucho cuidado al seleccionar al personal que vaya a realizar este. No se trata deintroducir datos a un programa únicamente, la persona que realice el Diseño deberáhaber tenido la suficiente experiencia en el manejo efectivo del Código.5.2.6 Categorias y Tipos de Juntas y sus limitaciones.En el Código se manejan dos términos que se aplican a las juntas soldadas sometidasa presión de los Recipientes, estos dos términos son los siguientes:- Categoría de la Junta.- Tipo de Junta5.2.6.1 Categoría de la Junta.El termino Categoría de la Junta como se usa en el Código, define la localización de unajunta dentro del Recipiente, pero no el tipo de junta. Las “categorías” están definidas enel párrafo UW- 3 de la parte UW del Código ASME Sección VIII Div.1. Las categorías
  37. 37. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 37establecidas en este párrafo son utilizadas en el Código cuando se especifiquenrequerimientos especiales respecto al tipo de junta y grado de inspección para ciertasjuntas soldadas que serán sometidas a presión. Dado que estos requerimientosespeciales, los cuales son basados tomando en cuenta el servicio, el tipo de material, ylos espesores, no aplican a cada junta soldada, aplican solamente en aquellas juntas enlas cuales la aplicación de requerimientos especiales son incluidos en las categorías. Esdecir, Los requerimientos especiales aplicaran a juntas de una categoría dadaúnicamente cuando específicamente este establecido. Las juntas son designadas comojuntas categorías A, B, C y D. Cuando juntas soldadas a tope son requeridas en algúnlugar de esta División para categoría B, un ángulo de junta que conecte una Transiciónde Diámetro a un cilindro, deberá ser considerado como que cumple este requerimientosiempre y cuando el ángulo α no exceda de 30 °.La figura UW-3 tomada del Código la cual se muestra a continuación , nos muestralas localizaciones típicas de las categorías de las juntas soldadas. En la figuraanteriormente referida se definen de manera mas concreta todas y cada una de lascategorías de las juntas que se pueden encontrar en un Recipiente a Presión..(1) Juntas categoría AEstán incluidas las siguientes:Juntas longitudinales soldadas dentro del Cuerpo Principal(casco, envolvente,anillo,virola,course), Cámaras de Comunicación, Transiciones en Diámetro, oBoquillas; cualquier junta soldada dentro de un Recipiente Esférico, dentro de una Tapa(tapal) Formada o Plana , o dentro de las placas laterales de un recipiente que forme unaparte integral de un elemento cerrado que este sometido a presión; juntas
  38. 38. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 38circunferenciales soldadas que conecten Tapas Hemisféricas al Cuerpo principal, atransiciones en diámetros, a Boquillas o Cámaras de Comunicación.(2) Juntas categoría BEstán incluidas las siguientes:Juntas circunferenciales soldadas dentro del Cuerpo Principal(casco, envolvente,anillo,virola,course), Cámaras de Comunicación, Boquillas o Transiciones en Diámetroincluyendo entre la transición y un cilindro ya sea en el extremo del Diámetro Mayor oen el Menor; juntas circunferenciales soldadas que conecten Tapas Formadas que nosean Hemisféricas al Cuerpo principal, a transiciones en diámetros, a Boquillas oCámaras de Comunicación.(3) Juntas Categoría CEstán incluidas las siguientes:Juntas soldadas que conecten Bridas, juntas de solapa Van Stone, Espejos, o TapasPlanas al Cuerpo Principal, a Tapas Formadas, a Transiciones en Diámetro, a Boquillaso para Cámaras de Comunicación, cualquier junta soldada que conecte una placa laterala otra placa lateral de un recipiente que forme una parte integral de un elementocerrado que este sometido a presión.(4) Juntas Categoría DEstán incluidas las siguientes:Juntas Soldadas que conecten Cámaras de Comunicación o Boquillas a CuerpoPrincipal,a Esferas, a Transiciones en Diámetro, a Tapas o a Recipiente que formen unaparte integral de un elemento cerrado que este sometido a presión, y aquellas juntas queconectan Boquillas a Cámaras de Comunicación.5.2.6.2 Tipos de JuntasEl Tipo de Junta es otro de los términos utilizados para identificar las juntas soldadas delos Recipientes a Presión, la cual define la configuración de una junta soldada. Los tiposde junta utilizados en el Código ASME Sección VIII Div. 1, están definidos en elpárrafo UW–9, en el cual establece que los tipos de juntas permitidas en procesos desoldadura mediante Arco y Gas, se encuentran en la tabla UW-12. En esta ultimatambién define los limites de los espesores de placa permitidos para cada tipo de junta.En la siguiente pagina encontraran una copia de la tabla UW-12. En esta se puedeobservar que existen 8 Tipos de Juntas, la descripción de cada una de ellas, laslimitaciones de las mismas, las categorías de juntas aplicables y el Grado deExaminación Radiográfica.
  39. 39. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 39
  40. 40. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 40(1) Soldaduras de RanuraLas dimensiones y forma de los extremos a ser unidos mediante soldadura, deberán serde tal manera que permitan una fusión completa y una penetración de la junta completa.La Calificación del Procedimiento de Soldadura como esta requerido en UW-28, esaceptable como una prueba de que la soldadura de ranura es satisfactoria. Ejemplos deeste tipo serian las siguientes:Juntas con TransiciónExisten en la fabricación de Recipientes a Presión, cierto tipo de juntas en las cuales sehace necesario realizar una junta entre dos extremos que tienen espesores diferentes pormas de 1/4" del espesor mas delgado, o por mas de un 1/8” lo que sea menor. Para estetipo de juntas, el Código establece que cuando este sea el caso, estas se pueden realizarsiempre y cuando se realice una transición que tenga una longitud mínima de tres vecesla distancia del escalón que exista entre los extremos de las partes a ser soldadas. Latransición anteriormente referida puede ser realizada por cualquier proceso queproporcione una transición uniforme.
  41. 41. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 41Cuando es formada por remoción del material de la parte a ser unida de espesor masgrueso, el espesor mínimo de esa sección, después de que el material es removido, nodeberá ser menor que el requerido por UG-23(c). Cuando la transición es formada poradición de material de soldadura mas allá de lo que pudiera de otra manera ser elextremo de la junta a soldar, tal soldadura adicional (built up) deberá ser sujeta a losrequerimientos de UW-42. La soldadura que se aporte denominada “enmantequillado”,puede estar parcialmente o completamente en la sección de la transición o adyacente aeste. Este párrafo también aplica cuando existe una reducción en los espesores dentro deun Recipiente Esférico, o en Cilindros de Recipientes Verticales y para una transiciónen una junta categoría A dentro de una Tapa formada. Provisiones para juntas detransición en juntas a tope circumferenciales Tapa formada a cuerpo principal estáncontenidas en UW-13.Separación entre juntas longitudinales.Excepto cuando las juntas longitudinales son radiografiadas 4” en cada lado de laintersección con la junta circunferencial, los recipientes cuyo cuerpo principal seaformado por 2 o mas anillos, deberán tener los centros de la junta longitudinal de losanillos adyacentes escalonados o separados por una distancia de al menos 5 veces elespesor de la placa de mayor espesor.Juntas TraslapadasPara la juntas traslapadas, la superficie de traslape no debera ser menor a 4 veces elespesor de la placa interior, excepto lo establecido en UW-13 para los traslapes enTapas – Cuerpo. A continuación se presenta la Fig.UW-13.1 indicando las juntas detraslape permisibles y la no permisibles para juntas Tapa-Cuerpo.
  42. 42. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 42
  43. 43. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 43
  44. 44. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 44
  45. 45. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 45Juntas soldadas sujetas a Esfuerzos de DoblezExcepto donde detalles específicos son permitidos en otros párrafos, soldaduras defilete deberán ser adicionadas donde sea necesario para reducir la concentración deesfuerzos. Las Juntas de Esquina, con soldadura de filete únicamente, no deberán serusadas a menos que las placas que forman la esquina estén apropiadamente soportadasindependientemente de tales soldaduras.Las medidas de soldaduras de filete y de penetración parcial, deberán tomar en cuentalas condiciones de carga establecidas en UG-22, pero no deberán ser menores que lasmedidas mínimas especificadas en cualquier parte del Código.Eficiencias y Limitaciones en los tipos de juntasLimitaciones En Los Tipos de Junta (Se Refiere a la Geometría de la Junta aSoldar)
  46. 46. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 46Recipientes para Servicios EspecialesServicio Letal, UW-2(a)Cuando los recipientes son diseñados para servicio letal:Todas las juntas a tope deberán ser totalmente radiografiadas.Las juntas de las diferentes categorías deberán ser:Categoría A Tipo 1Categoría B Tipo 1 o 2Categoría C Tipo 1 o 2 (Excepto para la fabricación conjunta de solape de “stub end” –Figura UW-13.5Categoría D Penetración Completa.Servicio Criogénico – UW-2(b)Recipientes de acero al carbón operando por debajo de –55°F por UCS- 68. En acerosinoxidables por debajo de –250°F.Recipientes de acero de alta aleacion cuando las pruebas de impacto del metal base odel metal soldado son requeridas por UHA-51.Estas restricciones aplican:Categoría de la Junta Tipo de JuntaA 1 (1 o 2 para ciertos aceros inoxidablesAusteniticos y sus soldaduras)B 1 o 2C Penetración Completa (Las bridas tienen queser pegadas con soldadura de Penetración Completano se aceptan bridas tipo deslizante(slip-on).D Penetración Completa, excepto para algunosmateriales de UHA-23 por UW – 2(b)(4).CALDERAS DE VAPOR SIN FUEGO DIRECTO UW-2(c)Calderas de vapor sin fuego directo con una presión de diseño excediendo de 50psi. Una caldera recuperadora de calor es un ejemplo de una caldera de vaporsin fuego directo.
  47. 47. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 47Categoría de la Junta Tipo de JuntaA 1B 1 o 2C Sin restriccionesD Sin restriccionesRecipientes con Fuego Directo UW-2(d)Recipientes a presión o partes sujetas al fuego directo producto de la combustiónde combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos), los cuales no se encuentran dentrodel alcance de las Secciones I, III, o IV.Categoría de la Junta Tipo de JuntaA 1B, t > 5/8” 1 o 2C Sin restriccionesD Sin restriccionesRadiografía ( RT )Tipos de “RT”Total“Spot”(por puntos)
  48. 48. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 48NingunaRequisitos de RTAdemás de la RT requerida por el servicio, las soldaduras a tope que excedan ciertosespesores también tienen que ser radiografiados. Por ejemplo, la Tabla UCS-57.También, UHT-57 requiere RT total para todas las juntas Tipo 1.RT OpcionalCuando la RT no es requerida por las reglas especificas del código, el grado de RT esuna opción del diseño y es determinado por la eficiencia de la junta deseada y/o elfactor de calidad por UW-11 y UW-12.UW-12: Eficiencias de las JuntasCuando la RT no es especificada por el Código, esta puede ser usada como una opciónde diseño, por lo cual el diseñador puede usar eficiencias de diseño más altas si serealizan radiografías adicionales. Estas opciones pueden ser aplicadas a un recipienteentero, o a incrementos de soldadura individuales o a junta como es permitido en UW-12.Definiciones(a) Multiplicador del Esfuerzo:“E” es un multiplicador del esfuerzo el cual puede ser aplicable a unaeficiencia de la junta o a un factor de calidadExcepto por UW-11(a)(5), los multiplicadores del esfuerzo aplican a lasjuntas, y no a las secciones del recipiente.El diseñador puede aplicar los multiplicadores del esfuerzo en la base de junta– por – junta.(b)Factor de Calidad:Un multiplicador del esfuerzo de 0.85 es impuesto en componentes sin costuraque no cumplen con los requisitos de RT por “spot” (puntos) de UW-11(a)(5)(b).Nota: La tubería o los tubos soldados tiene que cumplir con estosrequisitos. Esto significa que un factor de calidad de 0.85 esimpuesto además del 15% de reducción de esfuerzo que hasido aplicado al esfuerzo admisible en la Sección II, Parte D.(c) Incremento de Soldadura:Una longitud de 50 ft. De soldadura en un recipiente, o en caso de
  49. 49. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 49recipientes múltiples duplicados, el incremento de soldadura puedeincluir soldaduras en 2 o más recipientes.Un incremento de soldadura es definido en UW-52 para especificar laLongitud representada por un “spot” (punto) radiografiado (Un“spot” (punto) radiográfico tiene también que incluir el trabajo decada soldador).UW-11(a) Radiografía TotalLas siguientes soldaduras tienen que ser examinadas en su longitud total como seprescribe en UW-51.- Todas las soldaduras a tope categorías A y D en secciones derecipientes o tapas donde el diseño de la junta o de la parte, estabasado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(a)- Todas las juntas a tope en boquillas, cámaras de comunicación, etc.que excedan cualquiera de los siguiente: 10 “NPS o 1-1/8” en espesor.- Las soldaduras a tope categorías B o C que intercepten soldaduras atope categoría A, o conecten secciones sin costura o tapas deberán,como mínimo, cumplir los requisitos para RT “spot” (por puntos) porUW-52. los “spot” (puntos) radiográficos requeridos por este párrafodeberán no ser usados para satisfacer los requisitos de RT por“spot” (puntos) aplicados a otros incrementos de soldadura. Losrecipientes que cumplen este criterio deberán ser estampados comoRT 2.Nota: Para satisfacer el criterio de estampado RT1, las soldaduras arribaindicadas tendrían que ser radiografiadas en su longitud total.En la pagina siguiente encontraran un ejemplo de su aplicación en las diferentesjuntas de un Recipiente a Presión.UW-11(b) Radiografía por “Spot”(Puntos)Las soldaduras en secciones de recipientes o tapas donde el diseño estebasado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(b) tienen que serexaminados por RT como es requerido por UW-52.La radiografía por “spot”(puntos) es una herramienta de inspección y unchequeo de control de calidad.
  50. 50. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 50La mínima extensión de un “spot”(puntos) a examinar por RT debeincluir:- Un “spot”(punto) de 6” por cada incremento de soldadura de 50 ft. ofracción de este.- Cada incremento de 50 ft tiene que incluir un número suficiente depuntos para examinar el trabajo de cada soldador.- La localización del “spot”(puntos) a ser RT debe ser seleccionado por elI.A.- Las radiografías requeridas para satisfacer otras reglas no debenser usadas para satisfacer estos requisitos.En la pagina siguiente encontraran un ejemplo de su aplicación en las diferentesjuntas de un Recipiente a Presión.EJEMPLO 1(elaborar un dibujo similar pero de mejor calidad, junto con tablas y notas yreemplazar el que se ve abajo)
  51. 51. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 51EJEMPLO 2(Idem anterior)EJEMPLO 3
  52. 52. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 52Otras Excepciones para BoquillasLas boquillas de cualquier tamaño están exceptuadas de las radiografías por“spot”(puntos) requeridas en UW-11(a)(5)(b).CONSIDERACIONES DE ESPESORDiseño – Requisitos GeneralesUG-16(b) Espesor mínimo de componentes que retienen presión.El mínimo espesor permitido para cuerpos y tapales después de formadosy sin importar la forma de producto y material, deberá ser 1/16” (1.6mm),excluyendo cualquier tolerancia para corrosión, con las siguientesexcepciones:1) No aplica para placas que transfieran calor de intercambiadoresde calor tipo placa;2) No aplica para tubos de intercambiadores de calor tipo cuerpo –y – tubos, donde la tubería o los tubos sean de 6” NPS ymenores;3) El espesor mínimo de cuerpos y tapas o tapas de calderas de vaporsin fuego directo debe ser ¼” , excluyendo cualquier tolerancia para lacorrosión;4) El espesor mínimo de cuerpos y tapales usados en servicio de airecomprimido, servicio de vapor y servicio de agua hechos en materialeslistados en UCS-23 , etc. deberá ser 3/32” excluyendo cualquiertolerancia para la corrosión.5) No aplica a los tubing de enfriadores de aire e intercambiadores de calortipo torres de enfriamiento si todas las siguientes provisiones soncumplidas:(a) Los tubing no deberán ser usados para aplicaciones deservicio letal UW-2(a)(b) Los tubing deberán estar protegidos por aletas o algún otromedio mecánico.(c) El diámetro exterior deberá ser un mínimo de 3/8” y unmáximo de 1 ½”.(d) El espesor mínimo a ser usado no deberá ser menor que elcalculado por las formulas dadas en UG-27 o Apéndice 1-1 yen ningún caso menor que el mayor del espesor mínimocalculado utilizando una presión de diseño de 500 psi a70° F o 0.022”.
  53. 53. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 53UG-16(c)La tolerancia por bajo espesor en la fabricación de placas es el menorvalor entre 0.01” o el 6% de el espesor ordenado, lo que sea menor.UG-16(d)La tolerancia por bajo espesor en la tubería – Si la tubería o los tubos sonordenados por su espesor de pared nominal, la tolerancia por bajoespesor en la fabricación deberá ser tomada en cuenta. Para la mayoría dela tubería la tolerancia por bajo espesor es del 12 ½%.UG-16(e)La tolerancia de corrosión en las Formulas de Diseño – Los valores en lasecuaciones están dimensionados en la condición corroída.UG-19 FABRICACIONES ESPECIALESUG- 19(a) Unidades CombinadasCuando una unidad clasificada como Recipiente a Presión consiste de mas de unacámara sometida a presión independiente, operando a la misma o a diferentes presionesy temperaturas, cada una de estas cámaras sometidas a presión, deberá ser diseñada yconstruida tomando en cuenta la condición más severa de presión y temperaturacoincidente esperada durante la operación normal para el tipo de serviciopredeterminado.Nota: Únicamente las partes las cuales caen dentro del alcance de Sección VIII Div. 1,deberán se fabricadas cumpliendo con los requerimientos de esta división.UG-19(b) Formas EspecialesOtros recipientes que no tengan la forma cilíndrica o esférica, y aquellos para loscuales no existan reglas de Diseño en esta división, pueden ser diseñadas bajo lascondiciones establecidas en U-2.Cuando no sean dadas reglas de diseño en esta division, y la resistencia de un recipientea presión o parte a presión no pueda ser calculada con un aseguramiento satisfactorio deprecisión, la presión de trabajo máximo permisible del recipiente terminado deberá serdeterminado de acuerdo a lo establecido en UG-101.
  54. 54. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 54UG-20 TEMPERATURA DE DISEÑOUG-20(a) Temperatura MáximaExcepto como es requerido en UW-2(d)(3), la temperatura máxima usada en el diseñono deberá ser menor que la temperatura del metal promedio ( a través del espesor)esperado bajo condiciones de operación para la parte considerada. En caso de sernecesario, la temperatura del metal deberá ser determinada por calculo o por medicióndel equipo en servicio bajo condiciones de operación equivalentes.UG-20(b) Temperatura MínimaLa temperatura mínima del metal a ser usado en el diseño, deberá ser la mas bajaesperada en servicio excepto cuando temperaturas mas bajas son permitidas por lasreglas de esta División. ( Ver UCS-66 y UCS-160 ).UG-23 VALORES DE ESFUERZO MÁXIMO PERMISIBLEUG-23(a)Los valores de esfuerzo máximo permisible en tensión deberán ser tomadosde las tablas apropiadas en la Sección II Parte D, (p. ej, Tabla 1 A o Tabla1 B) a la temperatura que se espera sea mantenida en el metal bajo lascondiciones de carga en consideración.UG-23(b)El esfuerzo máximo permisible longitudinal a compresión deberá ser elmenor de:1) el valor de esfuerzo máximo permisible en tensión, o2) el valor del factor B como se determina en UG-23(b)(2)UG-23(c)El máximo esfuerzo general primario de membrana causado por laaplicación simultanea de las cargas de UG-22 deberá estar limitado a losvalores de esfuerzo máximo admisible de la Sección II Parte D. Para lascargas que producen esfuerzos de flexión, el máximo esfuerzo demembrana primario mas el esfuerzo de flexión primario a través delespesor no deberá exceder 1 ½ veces el valor del máximo esfuerzoadmisible de las Tablas de la Sección II Parte D.
  55. 55. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 55UG-23(d)Para la combinación de cargas por terremoto o viento con otra de lascargas de UG-22, el esfuerzo general de membrana primario no deberáexceder 1.2 veces el máximo esfuerzo admisible permitido en UG-23(a),(b), (c).ESFUERZO CIRCUNFERENCIAL VERSUS ESFUERZO LONGITUDINALPara un cuerpo cilíndrico de pared – delgada, sin costura, el esfuerzocircunferencial será aproximadamente el doble del esfuerzo longitudinal.En la mayoría de casos, las formulas para el espesor requerido basadas enlos esfuerzos circunferenciales de UG-27 gobernaran sobre las formulaspara el espesor requerido basadas en los esfuerzos longitudinales. Existen,sin embargo, unos pocos casos en los cuales esta regla general no semantiene (p. ej. los recipientes verticales muy altos bajo cargas de viento yterremoto, o los recipientes horizontales muy largos soportables ensilletas).Se debe notar que si existen juntas longitudinales y circunferenciales en uncuerpo cilíndrico, las formulas de UG-27 que están basadas en el esfuerzolongitudinal gorbernaran únicamente cuando la eficiencia de la juntacircunferencial sea menor que la mitad de la eficiencia de la juntalongitudinal, o cuando el efecto de las cargas suplementarias (UG-22)cause flexión longitudinal o tensión en conjunto con la presión internaque se esta investigando.
  56. 56. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 56Formulas Para Cuerpos Bajo Presión InternaCuerpos CilíndricosUG-27 Esfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales)En términos del radio interior (t< R/2) P < 0.385SE)PR SEtt = or P =SE - 0.6P R + 0.6tEn términos del radio exterior (t < R/2 o P < 0.385SE)t = PR0 or P = SEtSE + 0.4P R0 - 0.4tEsfuerzo Longitudinal (Juntas Circunferenciales)En términos del radio exterior (t < R/2 o P < 1.25SE)t = PR or P = 2SEt2SE – 0.4P R - 0.4toCuando se rebasa estacondición los equiposserán consideradoscomo recipientes depared gruesa.UG-27 (c)(1)1-1(a)(1)UG-27 (c)(2)
  57. 57. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 57UG-31 Cuerpos Hechos a Partir de Tubería.UG-31 permite la fabricación de cuerpos a partir de tubería. Estesimplemente establece que la formula en UG-27 deberá ser usada paracalcular el espesor. Mucho cuidado debe ser tenido en cuenta en lascomunicaciones entre el diseñador y el comprador cuando se ordenetubería tal como el SA-53-B. Este material puede venir en dos formas sincostura(seamless) y con costura (ERW), y por lo tanto, tiene dos valores deesfuerzodiferentes.Cuerpos EsféricosEn términos del radio interior:t = PR o P = 2SEt2SE – 0.2P R + 0.2tEn término del radio exterior:t = PR0 or P = 2SEt2SE + 0.8P R0 - 0.8tUG-27 (d)1-1(a)(2)Nomenclaturat – Espesor mínimo requerido del cuerpo, pulgadas.P – Presión del Diseño Interna, psi.R = R1 – Radio interiorR0 – Radio exteriorS – Valor del máximo esfuerzo admisible, psi (ver los valores de esfuerzo en la tablaaplicable en la Subsección C)E – Eficiencia de la junta, o la eficiencia de, junta apropiada en un cuerpo cilíndrico oesférico, o la eficiencia de ligamentos entre aberturas, el que sea menor.
  58. 58. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 58Efecto de la Carga Estática del Fluido en la Presión de Diseño del Recipiente- UG-22 Carga- La consideración principal en recipientes verticales altos o de baja presiónde diseño- La presión debida a la carga estática del fluido se combinan con la presióninterna.- Si la carga estática del fluido existe durante la prueba hidrostáticaúnicamente,Algunas opciones se deben considerar:1) probar el recipiente en posición horizontal para minimizar lacarga estática.2) reemplace la prueba hidrostática por una prueba neumática3) revise los esfuerzos adicionales debido a la carga estáticadurante la prueba; No existe un limite superior en la presión deprueba [UG-99(d)], sin embargo si el recipiente es sujeto adeformación permanente visible, el Inspector tiene el derecho derechazar el recipiente.
  59. 59. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 59La presión adicional debida a la carga estática es:P(f) = H gDonde:P(f) = La presión interna adicional debida a la carga estática delfluidoH = Altura del punto superior de la columna de fluidog = Densidad del fluidoEcuaciones para Cuerpos Cilíndricos GruesosApéndice 1 – Formulas de Diseño SuplementariasEn el caso donde t > R/2 o P > 0.385SEEsfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales), (1-2)Donde “P” es conocido y t es deseado:t = R(Z ½- 1) = R0Donde Z =(Z ½- 1)Z ½SE + PSE - P
  60. 60. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 60Z – 1Z + 1
  61. 61. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 61P = SEDonde Z = = =Ejemplo – Cuerpo Cilíndrico Bajo Presión InternaCalcule el Espesor Requerido del Cuerpo Para Presión InternaParámetros de Diseño:Presión de Diseño = P = 150 psigTemperatura de Diseño = T = 800° FTolerancia de Corrosión = C = NingunaMaterial del Cuerpo : SA515-70 Placa de Acero al Carbón S = 12,000 PSIEsfuerzos tomado de la Sección II Parte D, Tabla 1 A para SA515 Gr70 a 800 °F.Radiografía Total en las Juntas Longitudinales E de la Junta = 1.0 para Juntas Tipo 1.R + tR2R0R2R 0R0 - t2
  62. 62. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 62Radiografía Total en las Juntas Circunferenciales E de la Junta = 1.0 para Juntas Tipo1.TD1= 96 in Diámetro Interior del Cuerpo 1TD2 = 72 in Diámetro Interior del Cuerpo 2T = 57 lb / ft3Densidad del Fluido ContenidoH1 = 50 ft Altura del Cuerpo 1H2 = 50 ft Altura del Cuerpo 2HC = 40 in Altura de la Reducción CónicaCalculando el Espesor Requerido de los Anillos del Cuerpo Debido a la Presión deDiseñoCuerpo 1 R = R = 48 inUG – 27 (c)(2) Espesor requerido basado en los esfuerzos circunferencialest = P . R . t = 150 . 48 .SEC - 0.6 P 12000 . 1.0 – 0.6 . 150t = 0.605 inUG – 27(c)(2) Espesor Requerido Basado en los esfuerzos Longitudinalest = t =t = 0.299 inEl espesor requerido basado en los esfuerzos longitudinales esaproximadamente ½ que el requerido por los esfuerzoscircunferencialesID12PR2SEL + 0.4P150 . 482 . 12000 . 1.0 + 0.4 . 1501D22
  63. 63. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 63Cuerpo 2 R = R = 36 inUG – 27(c)(1) Espesor basado en los esfuerzos circunferencialest = t =t = 0.453 inUG – 27(c)(2) Espesor basado en los esfuerzos longitudinalest =t = 0.224 inRepitiendo los Cálculos Incluyendo el Efecto de la Tapa EstáticaCuerpo 1 – Altura del Fluido = 50’Pf = 19.792 psiEl Espesor requerido basado en los esfuerzos circunferenciales esPRSEC - 0.6P150 . 4812000 . 1.0 - 0.6 . 150PR2SEL + 0.4PPf =H1 . lIn2ft2ID(P + Pf ) . 2144=50 pies X 57 lb/pie3144 pulg2/pies2 =2850144
  64. 64. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 64t =SEC – 0.6P(150 + 19.8 ) . 48t =12000 . 1.0 – 0.6 . (150 + 19.8 )t = 0.684 inCuerpo 2 – Altura del Fluido = 50’ + 40” + 50’40 . inH = H1 + H2 +H = 103.333 ftlPf = H144 .Pf = 40.903 psit =SEC – 0.6 . (P + Pf )(150 + 40.9 ) . 36t =12000 . 1.0 – 0.6 . (150 + 40.9 )t = 0.578 in12 . inftin2ft2ID2(P + Pf ) . 2
  65. 65. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 65Resumen de los Espesores Requeridos para los Cuerpos 1 y 2Esfuerzos Circ.P = 150 +Esfuerzos Long.P = 150 psi TapaEstáticaP = 150 psiCuerpo 1 0.605” 0.684” 0.299”Cuerpo 2 0.453” 0.578” 0.224”DISEÑO DE TAPASTipos de Diseños de TapasHemisféricaElípticaTorisferica ( Bombeada Esférica, o Bombeada y Rebordeada F & D )CónicaToriconica ( Tapa Cónica con Reborde )Tapas PlanasCubiertas Bombeadas Esféricas ( Tapas Atornilladas )Las Reglas del Código ASME Están Localizadas EnUG-32 y el Apéndice 1-4, Tapas Formadas y Secciones con la Presión en LadoCóncavo (Presión Interna). Estas son las tapas formadas no atornilladas talescomo hemisféricas, elípticas, torisfericas, cónicas y toriconícas.UG-33, Tapas Formadas con la Presión en el Lado Convexo (Presión Externa)Apéndice 1-5, Tapas Cónicas y Reducciones Bajo Presión Interna, las reglas parael diseño del refuerzo cuando sea necesario en la unión del cono – al – cilindro.UG-34, Tapas Planas No-arriostradas y Cubiertas (tapas planas, cubiertas planas,bridas ciegas, circulares y no-circulares, soldadas, atornilladas, roscadas etc.)UG – 35, Otros Tipos de Cierres
  66. 66. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 66Cubiertas Bombeadas Esféricas, Apéndice 1-6Cierres de Acondicionamiento Rápido, UG-35(b)UG – 47, Superficies Arriostradas o Placas Planas Arriostradast = espesor mínimo requerido de la tapa después del formadoD = diámetro interior del faldón de la tapa; o la longitudinterior del eje mayor de una tapa elíptica; o el diámetrointerior de una tapa cónica en el punto en consideraciónmedido perpendicular al eje longitudinal.D0 = diámetro exterior (similar al diámetro interior)h = la mitad de la longitud del eje menor de una tapa elípticaL = radio interior de la esfera o de corona para tapastorisfericas y hemisféricas
  67. 67. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 67r = radio interior de rebordeoa = la mitad del ángulo incluido del cono en la línea de centro de latapaDi = diámetro interior de la porción cónica de una tapatoriconica en su punto de tangencia con el reborde, medidoperpendicular al eje del cono= D – 2 r(1-cos α)P = presión de diseño internaTapas Elípticas 2:1El eje menor es la mitad del eje mayorD2hUna aproximación aceptable de las tapas elípticas 2:1 es una con un radio derebordeo de 0.17D y un radio de bombeo esférico de 0.90D, [ UG-32(d) ].El mínimo espesor requerido a la MAWP esta dado en UG-32(d) comoPD 2SEtt = 2SE – 0.2P o P = D + 0.2tOtras Tapas ElípticasPara otras relaciones de ejes mayor y menor de tapas elípticas elApéndice 1-4(c) suministra las formulas.En términos del diámetro interiorPDK 2SEtt = o P =2SE – 0.2P KD + 0.2tTapa Torisferica= 2
  68. 68. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 68Tapa Bombeada y Rebordeada ( F & D )Tapa F & D Estándar ASMETapa F & D Estándar ASMEL = D0 = diámetro exterior del faldónr = 6%L = 6% del radio interior de la corona= 6% D0 = diámetro exterior del faldónLas Formulas para el Espesor y la Presión para este caso son dadas en UG-32(e)0.885PL SEtt = o P =SE – 0.1P 0.885L + 0.1 tPara materiales que tengan una mínima resistencia a la tensión queexceda de 80,000 psi las tapas torifericas deberán ser diseñadasusando un esfuerzo admisible, S, igual a 20,000 psi a temperaturaambiente y reducido en la proporción de reducción en el máximoesfuerzo admisible a la temperatura de diseño.Tapas TorisfericasTapas F & D No – Estándar ASMELas formulas para otras proporciones son suministradas en el Apéndice 1-4(d)En términos del radio interiort = o P =UG-32(j)Para cualquier tapa no arriostrada el radio interior de la corona deberáno ser mayor que el diámetro exterior del faldón.Para una tapa torisferica o (F & D) el radio interior de rebordeo deberáno ser mayor que el 6% del diámetro exterior del faldón de la tapa peroen ningún caso menor que 3 veces el espesor de la tapaPLM2SE – 0.2P2SEtLM + 0.2t
  69. 69. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 69L Máximo = D.E. del faldón, i.e. DoR Mínimo = 6% del D:E: del faldón, i.e. DoPero en ningún caso menor que 3 veces elespesor de la tapa.Él limite máximo de L coloca un limite en la planitud de la tapa. Unmayor L acerca la tapa a una placa plana.Él limite mínimo de r controla la curvatura. Una menor curvatura hace elcambio más abrupto. Un mayor r implica un cambio más gradualTransición Cónica UG-32(1)Todas las tapas formadas, mas gruesas que el cuerpo, las cuales vayan aser soldadas a tope, deberán tener una longitud de faldón para cumplircon los requisitos de la Figura UW-13.1 esto suministra una transición 3:1y una tolerancia para el desalineamiento de la línea de centro.Todas las tapas formadas, con un espesor igual o menor que el espesordel cuerpo, al cual se van a ser soldadas a tope, no necesitan tener unfaldón integral. Cuando un faldón es suministrado, su espesor deberá seral menos igual al requerido para un cuerpo sin costura del mismo
  70. 70. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 70diámetro. En otras palabras la porción del faldón para este caso estratada como un cuerpo sin costura.REQUISITOS DE ESPESOR UG – 32(a) Y UG – 32(b)Para las tapas formadas (elípticas, torisfericas, hemisféricas ytoriconicas) después del formado, el espesor requerido es el espesor en elpunto mas delgado después del formado. Es una costumbre el usar unaplaca mas gruesa para prevenir el posible adelgazamiento durante elproceso de formado (ver pie de nota 18).El espesor de una tapa no arriostrada elíptica o torisferica no debera
  71. 71. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 71en ningún caso ser menor que el espesor requerido de una tapahemisférica sin costura dividido por la eficiencia de la junta de la tapa alcuerpo.Tapa Hemisférica UG-32(f)Cuando el espesor de una tapa hemisférica no exceda 0.356L o P noexceda 0.665SE.t = o P =Para cuerpos esféricos gruesos vea las formulas en el Apéndice 1-3.Un cuerpo hemisférico delgado en términos del material es el mas eficienteo el componente mas delgado que pueda ser diseñado para presióninterna. Este utiliza el material en la total extensión ya que ambos elesfuerzo longitudinal y el esfuerzo circunferencial son iguales. También,típicamente el espesor de la tapa hemisférica es aproximadamente iguala la mitad del espesor de un cuerpo cilíndrico.Ejemplos de TapasA) Descripción: Una tapa F & D estándar ASME con un radiointerior de la corona igual al diámetro exterior delfaldón y un radio interior de rebordeado igual al6% del radio de la coronaDe UG-32(e)t =P = presión de diseño (psi) = 150 psiL = radio interior de la corona (pulg.) = 72 pulg.S = esfuerzo admisible (psi) = 12 ksi para SA-515 Gr70 @ 800°FE = eficiencia menor de cualquier junta en la tapa = 1.0PL2SE – 0.2P2SEtLM + 0.2t0.885PLSE – 0.1P0.885(150)(72)(12000)(1.0) – 0.1(150)= 0.798 “
  72. 72. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 72t =B) Descripción: Una tapa F & D 80/10. En otras palabras unatapa torisferica que tiene un radio de coronainterior del 80% del D.E. del faldón y un radiointerior de rebordeado del 10% del D.E. del faldónDel Apéndice 1-4t =M = factor para las tapas torisfericas el cual depende de laproporción geométrica de la tapa L/r, donde r es el radiointerior del rebordeado.Los otros parámetros están definidos arriba.L 72(80%) 57.6r 72(10%) 7.2M = 1.46 de la Tabla 1-4.2 o la ecuación.(150)(57.6)(1.46)2(12000)(1.0)-0.2(150)D) Descripción: Una Tapa Elíptica 2 : 1De UG-32(d)PLM2SE – 0.2P= = = 8= 0.527 “t =PD2SE – 0.2P
  73. 73. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 73t =(150)(72)2(12000)(1.0)-0.2(150)E) Descripción : Tapa Hemisférica.De UG-32(f)t =(150)(72/2)2(12000)(1.0)-0.2(150)F) Descripción : Una Tapa elíptica 2:1 aproximada como unaTapa F & D con L = 0.9D y r = 0.17DDe UG-32(d) y el Apéndice 1-4 (d)L = 0.90D = 0.90(72) = 64.8r = 0.17D = 0.17(72) = 12.24L 64.8r 12.2414= 0.450 “t =PL2SE – 0.2P= 0.225 “t == = 5.29Lr√3 +M = =√
  74. 74. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 7414t =(150)(64.8)(1.33)2(12000)(1.0)-0.2(150)Se debe notar que en los cálculos de arriba por simplicidad el diámetro exterior delfaldón se tomo como igual al diámetro interior en la definición del radio de la corona yel radio de rebordeo. La diferencia es despreciable debido a que un componentedelgado es comparación con el diámetro.Una comparación de los espesores requeridos para los diferentes diseños de tapas y uncuerpo cilíndrico son mostrados abajo.Tapas Cónicas= 1.33M = 3 + 5.29PLM2SE – 0.2P= 0.539t =
  75. 75. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 75
  76. 76. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 76La tapa cónica es similar al cuerpo cilíndrico y es analizada expresandoel radio de curvatura tangencial en términos del radio, p.ej. R1 = R/cos αAlfa, α, es la mitad del ángulo incluido del cono.Formulas del ConoLa ecuación de equilibrio de la tapa cónica, para los esfuerzosTangenciales ( similares a la dirección circunferencial )PRt cos αLa formula del Código en UG-32(g) para las tapas cónicasPDSE – 0.6P =2t cos αLa formula del Código en UG-27 para los cuerpos cilíndricosPR PDSE –0.6P = =t 2tLas similitudes entre las formulas para los cuerpos cilíndricos y lasTapas cónicas son obvias.La Unión Cono – A – CilindroEl diagrama de fuerzas en la unión del cono al cilindro muestra el esfuerzocircunferencial de compresión en la unión debido a la geometría o a laσt =
  77. 77. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 77dirección de la presión aplicada. Además existen unas restricciones decompatibilidadA mayor ángulo mayor es la fuerza. El Código relaciona esta fuerzainterna por la limitación del ángulo a 30° y reforzando la unión deacuerdo al Apéndice 1-5. para ángulos mayores de 30° un análisis de ladiscontinuidad puede ser realizado de acuerdo a 1-5(g).Formulas para el Cono y las Reducciones Cónicas – UG-32(g)Un eje común de los elementos del recipiente, p.ej. alineamiento de la líneade centrosNo existe rebordeos en la uniónLa mitad del ángulo incluido, α, es menor o igual a 30°PD 2Setcosαt = or P =2cosα (SE-0.6P) D + 1.2tcosαLa Mitad del Angulo Incluido Mayor De 30 Grados UG-32(h)
  78. 78. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 78Una tapa toriconica puede ser usada en vez de una tapa cónicacuando la mitad del ángulo incluido es mayor de 30 grados. El espesor delrebordeo es determinado usando las formulas para una tapa torisfericaen la cual el radio de la corona, L, es definido comoDi2cosαDonde Di = diámetro interior en el punto de tangencia del rebordeDi = D –2r(1-cos α )Alternativamente, una reducción cónica con α >30° sin reborde puede serusada sin un análisis de la discontinuidad es realizado satisfaciendo losrequisitos de 1-5(g), [ Refiérase a UG-32(g) Y UG-32(h) ]Rigidizadores de la Reducción Cónica.Un anillo rigidizador deberá ser suministrado cuando sea requerido porlas reglas de 1-5(d) y (e), [ vea UG-32(g)]El esfuerzo no es requerido cuando el ángulo calculado D > α. Los valoresde D están tabulados en 1-5. De otra manera el refuerzo es requerido. ElApéndice 1-5 da las ecuaciones para calcular el área requerida para elL =
  79. 79. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 79anillo de refuerzo. Además el Código de la localización y distancia delanillo desde la unión.Secciones Cónicas Oblicuas UG-36(g)El mayor medio ángulo incluido puede ser usado en las formulas de diseño.Ejemplo de Reducción CónicaParámetros de DiseñoTodas las secciones del recipiente tienen un eje comúnNo se asumen transiciones con rebordeosLa mitad del ángulo incluido es menor de 30 gradosPresión de Diseño = 150 psiTemperatura de Diseño = 800°F
  80. 80. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 80Sin tolerancia de corrosiónSe asume radiografía totalNo hay restricciones de servicioMaterial = SA 515 Gr. 70 (placa de acero al carbón)Diámetro en el final grande = 96 pulgadas D.L.Diámetro en el final pequeño = 72 pulgadas D.L.De la geometría la mitad del ángulo incluido es96 – 722tan (α ) =40Luego α = 17 gradosEl espesor para la reducción cónica es determinado usando las formulas deUG-32(g)PDt =2cosα (SE-0.6P)(150)(96)2cos(17)(12000(1.0) - 0.6(150))Ejemplo de Diseño deSecciones Reducidas CónicasRequisitos de Anillos de Refuerzo (1-5)I. Determine P/SsE1, luego de la Tabla 1 –5.1 encuentre Δ= 0.632 ”t =
  81. 81. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 811. Final grande:P 150= = 0.0125SsE1 12000(1.0)donde:Ss = esfuerzo admisible del cuerpoE1 = eficiencia de la junta longitudinal en el cono / cilindroDe la Tabla 1-5.1;Desde quePSsE1D = 30° un anillo de compresión no es requerido desde que30° > 17°2. Final pequeñoP 150= = 0.0125SsE1 12000(1.0)Interpolando en la Tabla 1-5.2:P/ SsE1 Δ0.010 9.00.0125 Δ10.020 12.5Δ1 = 9.875°= 0.0125 > 0.009
  82. 82. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 82Desde que Δ1 = 9.875° y es menor que 17°, un anillo de refuerzo es requeridoDetermine k :yk = , Pero k no puede ser menor de 1.0S R ERCuando el anillo de refuerzo esta en el cuerpoy = SsEs12000(30E6)k = = 1.012000(30E6)II. Determine el área de la Sección del anillo de refuerzo para el finalpequeñokQsRsArs = tan αSsE1Donde Qs = la suma algebraica dePRs lband f22 inf2 = carga axial en el final pequeño debida al viento, pesomuerto, etc., excluyendo la presión, lb/in.f2 = 0.0Δ1 -α
  83. 83. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 83150(36) lbQs = = 27002 in(1.0)(2700)(36)Ars = tan(17)12000(1.0)Ars = 8.1(0.42)(0.31) = 1.05 in2Cuando el espesor, menos la tolerancia de corrosión, de la reducción y/oel cilindro excede el requerido por la formula de diseño aplicable, elexceso de espesor puede ser considerado para contribuir al anillo derefuerzo requerido de acuerdo con la siguiente formula.( tc - tr )Aes = 0.78 Rs ts = ( ts – t ) +cos αEn nuestro ejemplo, el anillo de refuerzo tiene que estar localizado dentrode una distancia de ( Rs ts) ½(final pequeño) desde la unión de lareducción y el cilindro pequeño.El centroide ( para un material homogéneo este es el centro de gravedad)De el área agregada deberá estar dentro de una distancia de0.25 (Rs ts) ½(final pequeño).Tapas Planas UG-34Tapas planas no arriostradas, cubiertas, bridas ciegas9.8751 –17√
  84. 84. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 84Placas y cubiertas circulares y no circularesSoldadas y atornilladasLas formulas son derivadas de la teoría elástica de placas con pequeñasdeflexión. La condición del borde o el efecto del borde es tenida en cuentapara determinar el factor – CPara placas soldadas únicamente, el factor – C incluye un factor de 0.667 elcual efectivamente incrementa el esfuerzo admisible a 1.5S (p.ej. Flexión).Para placas atornilladas, la preocupación es la deformación y un esfuerzoadmisible mas pequeño disminuye la posibilidad de fuga.Ecuaciones para Placas PlanasPlacas soldadas circulares no arriostradasCPSEPlacas circulares atornilladasCP 1.9WhGt = d +SE SEd3Placas soldadas no circulares no arriostradas rectangulares, elípticas,oblongadas o segmentadas.ZCPt = dSE√t = d√√
  85. 85. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 85Donde Z = 3.4 - 2.4 < 2.5 ( Z : Factor de Forma)Placas atornilladas no circulares no arriostradas cuadradas,rectangulares, elípticas, oblongadas o segmentadasZPC 6WhGt = d +SE SELd3Definición de los Símbolosd = diámetro o el lado corto, medido como se indica en la FiguraUG-34C = un factor que tiene en cuenta el método de fijación. Este tambiénincluye un incremento en el esfuerzo admisible por flexión a 1.5Spara placas soldadas únicamente.P = presión de diseñoS = esfuerzo máximo admisible, de las tablas de esfuerzoE = eficiencia de la junta, de la Tabla UW-12, para cualquiersoldadura categoría A como se define en UW-3(a)(1).Z = un factor para tapas no circulares.d/ D√
  86. 86. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 86W = carga total de los tornillos como se determina por el Apéndice 2hg = brazo del momento de empaque.L = perímetro de una tapa no circular atornillada medido a lo largo dela línea de centro de los huecos para tornillosTipos de Tapas Planas
  87. 87. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 87Teoría Elástica de PlacasPlacas circulares simplemente soportadas bajo presión uniforme
  88. 88. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 88σ = 0.309 P (d/t)2Placas circulares fijas bajo presión uniformeσ = 0.188 P (d/t)2El factor –C representa el efecto de la condición del borde en el máximoesfuerzo. (Nota: El máximo esfuerzo no necesariamente ocurre en lamisma localización, tal como en el centro para una placa simplementesoportada).C = 0.309 Teórico para placas simplemente soportadasC = 0.188 Teórico para placas fijasPara placas soldadas un incremento en el esfuerzo admisible en flexión espermitido hasta 1.5S.C = 0.309 / 1.5 = 0.205 placas simplemente soportadaC = 0.188 / 1.5 = 0.125 placa fijaPara cubiertas atornilladas el limite del esfuerzo es 1.0 SC = 0.308 placa simplemente soportadaC = 0.3 valor del ASME Fig. UG-34 (j), (k) (p.ej. simplementesoportada)Los otros valores de C en UG-34 representan las otras condiciones delborde, la rigidez relativa pf de la placa y el cuerpo o el d efectivo de laplaca.Detalles de las Soldaduras en Juntas de Esquina UW-13(e)Figura UW-13.2, Típico para Tapas Planas No Arriostradas
  89. 89. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 89Estos son algunas soldaduras típicas de fijación de placas a cuerpos permitidaspara formar una junta de esquina. Estas también incluyen los requisitos de tamaño delas soldaduras.
  90. 90. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 90Juntas de Esquina No-PermitidasUna característica común de estas soldaduras de fijación es que estas noestán capacitadas para suministrar una resistencia significante almomento. Esto es importante desde que para las placas el método detransferencia de la carga primaria es la flexión.Ejemplo del DiseñoDe Tapa Plana Soldada No ArriostadaParámetros de Diseño :Presión de Diseño = 150 psiTemperatura de Diseño = 800°FTolerancia de Corrosión = NingunaMaterial = SA515-70, S = 12 ksiEspesor del cuerpo= 3/4”
  91. 91. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 91D.I, del cuerpo = 96 inRadiografía total efectuada en el recipienteSin Restricciones de ServicioCubierta circular y sin costurasTapa Plana pegada al cuerpo según la Fig. UG-34 (f)Donde C = .33m > .20t = d CP/SEm = tr/ ts = Espesor requerido del cuerpo sin costura / Espesor actual del cuerpo menos la C.A.tr = = = 0.61 ’’∴ m = = 0.813C = 0.33(0.813) = 0.268 > 0.20.268(150)12000(1.0)Bridas ANSI B16.5Las bridas ciegas circulares de materiales ferrosos de acuerdo con el ANSI B 16.5 yUG-11(a)(2) deberán ser Aceptables para los diámetros y para el rateo de presión-temperatura de la Tabla 2 del ANSI B 16.5 con los tipos de fijación mostrados en laFig. UG-34 esquemas ( j ) y ( k )√PRSE - 0.6P(150)(96 / 2)12000(1.0) – 0.6(150)0.610.75t = 96 = 56√
  92. 92. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 92SUPERFICIES ARRIOSTRADASUG-47 – Superficies arriostradast = pdonde : p = el paso máximo entre cualquier conjunto de riostrasP = presión de diseñoS = esfuerzo máximo admisible (Sección II, Parte D)C = un factor que afecta el factor de seguridad relacionando elmétodo de fijación entre la riostra y la placa plana Rango de 3.2 > C > 2.1UG-31(i)Si una tapa elíptica, torisferica, hemisférica, cónica o toriconica es de un espesor menorque el requerido por UG- 32, este deberá ser tratado como una superficie planaarriostrada de acuerdo a UG-47DISEÑO A PRESIÓN EXTERNA (UG-28)Teoría detrás de la Presión Externa Reglas del Subpart 3 de la Sección II Parte“D”Pandeo Analogía A Una ColumnaUn cuerpo cilíndrico delgado es análogo a una columna.PSC
  93. 93. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 93Una columna puede ser simplemente definida como un miembro que falla encompresión por pandeo, o se colapsa.El esfuerzo que acompaña la falla por pandeo es siempre menor que el que se requierepara fallar directamente por compresiónUna columna en tensión podría llevar una carga mayor que la misma columna encompresión; un cuerpo cilíndrico delgado bajo presión interna podría llevar una mayorcarga que el mismo cuerpo bajo presión externa.Resistencia al PandeoLa resistencia de un recipiente bajo presión externa depende de su longitud, diámetro,espesor y las propiedades mecánicas del material.La presencia de irregularidades en una columna bajo compresión puede reducirnotoriamente su resistencia pero tienen un efecto menor sobre la misma columna bajotensión; comparativamente, las irregularidades en un cilindro delgado bajo presiónexterna reducirán notoriamente su resistencia pero tendrán un efecto pequeño en elmismo cuerpo bajo presión interna.Relación Entre la Geometría del Recipiente y la Resistencia del Recipiente1.- La presión colapsante independientemente de la longitud (L/Do); dependeúnicamente de (Do/T):a) Recipientes muy largos donde las cargas están demasiado aparte para ejercerinfluencia en el centro del recipienteb) Recipientes muy cortos donde las tapas están demasiado cerca tal que ellas previenenel colapso del recipiente bajo presión externa hasta que la fluencia es alcanzada.2.- La presión colapsante depende de la longitud (L/Do), como también de (Do/T).a) Recipientes más cortos que una cierta longitud critica.Tipos de FormulasLas formulas para el diseño de recipientes bajo presión externa puedenser divididas en tres tipos generales:1) Formulas de esfuerzo, o cedencia para recipientes cortos
  94. 94. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 942) Formulas de inestabilidad conteniendo ambos términos L/Do yDo/T para recipientes de longitud intermedia3) Formulas de inestabilidad conteniendo únicamente Do/T para }recipientes largos.Factores de SeguridadEl criterio de diseño de la Sección VIII División 1 para fijar los esfuerzos admisiblespara presión externa para cuerpos cilíndricos, se encuentra en el Apéndice Q y es: Elmas bajo de los siguientes1) El 33% del esfuerzo critico de pandeo con un factor de 80%por tolerancia.2) El 33% de la mínima resistencia a la cedencia y la resistenciaa la cedencia a la temperatura.3) El 66% del esfuerzo promedio para producir fluencia lenta auna relacion de 0.01% / 1000 horas (1% / 100,000 horas)4) El 100% del esfuerzo admisible en tensión.Selecciona el valor menor de los cuatro criterios de arriba.
  95. 95. ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 95Ejemplo de Diseño. Espesor de una Tapa Formada Bajo Presión externaEjemplo de Diseño. Espesor de un Cuerpo Cilíndrico Bajo Presión externaXX – CARTA GEOMÉTRICA – 1XX – CARTA GEOMÉTRICA – 2XX – CURVA DE REFERENCIA DEL MATERIALXX – GRAFICA DE PRESION EXTERNA15 PSI = Full Vacuum = Vacío Total4B3 (Do/t)ESPESOR DEL CUELLO DE LAS BOQUILLASUG-45 Espesor del Cuello de las Boquillas de Servicio (No incluye Registro-Hombre o Mano-Hombre)El espesor del cuello de las boquillas esta basado en:1) El espesor requerido por las cargas de UG-22 (p.ej. presión interna yexterna, cargas externas)2) El espesor del cuello de la boquilla con relación al espesor del cuerpo otapa a la cual la boquilla va fijada.3) El espesor minimo de una tubería con una pared estándarCuando una tolerancia por corrosión es especificada, y UG-45(b)(4) controla elespesor del cuello de la boquilla, una tubería con un espesor mayor que el estándartiene que ser usada.Pa = B = Valor máximo de esfuerzo acompresión admisible.

×