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RECIPIENTES A PRESINFACULTAD DE CIENCIASIngeniera Qumica.CURSO: 5. 2012/2013.ASIGNATURA: Proyecto y oficina tcnica

Grupo 4Jacinto lvarez BernalSara Montiel ColchnMatilde Navas LpezMiguel Rete Pino

ndiceRECIPIENTES A PRESINIntroduccinFilosofa del diseo de recipientes a presinCdigo de diseoAplicaciones del ASME VII Div. 1 Tipos de carga y estados tensionalesTensiones en una envolvente cilndricaVariables en el calculo de recipientes a presin segn ASME VII Div. 1Envolventes y fondos a presin interior segn ASME VII Div. 1Envolventes y fondos a presin exterior segn ASME VIII Div. 1BridasREFERENCIAS Y BIBLIOGRAFA

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RECIPIENTES A PRESIN1.IntroduccinContenedor cuya presin interna es diferente a la externa

Normalmente la presin interna es mayor.

La seguridad en planta y la integridad es una preocupacin fundamental a la hora de disear un recipiente a presin y depende de lo adecuados que sean los cdigos de diseo.

Definicin acadmica:

RECIPIENTES A PRESIN1.IntroduccinASMEAmerican Society of Mechanical EngineersDesarrollo de los cdigos de construccinSu objetivo es estandarizar el diseo, manufactura e inspeccin de las calderas y recipientes a presinLas reglas para el diseo fabricacin e inspeccin de los recipientes a presin se recogen en cdigos que han sido desarrollados por las industrias y los gobiernos de varios pases. Estos cdigos pretenden proporcionar una proteccin razonable de la vida y la propiedad.

RECIPIENTES A PRESIN1.Introduccin

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinCmo llevar acaba desde un punto de vista estructural la configuracin de recipiente deseada? Papel del ingeniero mecnico:Proporcionar las partes y los materiales basndose en modelos matemticos.

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinDeterminar las tensiones para identificar dnde estn concentradas y su proximidad a la tensin lmite.

El 80% de los fallos debidos a las tensiones altamente concentradas en aperturas de boquillas, uniones, soldaduras, etc.

Filosofa de diseo

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinGeometra, presin de diseo, temperatura de diseo y esfuerzos mecnicos.

El tipo de fluido que contendr el recipiente.

Requerimientos en el diseo segn el modo de:Operacin en continuo y que resultan en cargas constantesCondiciones transitorias (arranque/parada)

La temperatura del fluido es otra restriccin fundamental.

Las cargas mecnicas sobre los recipientes a presin incluyen las debidas a:

Factores climatolgicos como la nieve o la fuerza del viento.Factores que influyen en la concentracin de las tensiones

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presin

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinLa industria nuclear proporcion un gran impulso a la investigacin del comportamiento de los materiales.

Adems, la seleccin del material debe hacerse teniendo en cuenta la aplicacin para la que se est construyendo el recipiente y su entorno. ESPECIALMENTE IMPORTANTE EN EL DISEO DE REACTORES QUMICOS.Seleccin de los materiales de construccin

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinAcerosMateriales no ferrosos como aluminio y cobreMetales especializados como titanio y circonioNo metales como plsticos, composites y hormignRecubrimientos protectores tanto metlicos como no metlicos

Tensin mximaTensin de fracturaDuctilidadDureza Resistencia a la corrosin

Materiales usados para la construccinPropiedades de inters de los materiales

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinDiseado para un tiempo de vida til.

Diseo de la Inspeccin.

Orificios de limpieza (handhole)

Elementos que permitan la entrada del operario (manhole).Diseo de la inspeccin

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presinLas ecuaciones de diseo en los distintos cdigos de construccin siempre contienen factores de seguridad.

Estos factores se usan para tener en cuenta la incertidumbre presente en los valores de las cargas, en las dimensiones y las propiedades de los materiales.

Factores de seguridad

RECIPIENTES A PRESIN2.Filosofa del diseo de recipientes a presin

Principales tipos de recipiente a presin

RECIPIENTES A PRESIN3.Cdigo de diseoEleccin del cdigo de diseo

RECIPIENTES A PRESINTipos de cdigos de diseo

Equipos a presin interior o exterior producida por una fuente exterior o por aplicacin de calorCaldera, bombas, compresores, motores, tuberasDepsitos de agua (P < 300psig y T < 210 F)Equipos ( P3000psig)Equipos (d < 6)SubmarinosNo son ASME VIII Div. 1 RECIPIENTES A PRESIN4.Aplicaciones del ASME VIII Div. 1

RECIPIENTES A PRESIN5.Tipos de carga y estados tensionales

El mtodo de calculo se basa en la conversin de un problema dinmico en un problema estticoF = K*WPeso del equipoDepende de: -Zona ssmica -Tipo de terreno -Importancia en cuanto a riesgo -Periodo de vibracin del equipo

RECIPIENTES A PRESIN6.Tensiones en una envolvente cilndricaDebido a un sesmo

Modulo resistente de la seccinSM=*Rm*t

Se obtiene a partir de la divisin de la envolvente en partes . De esta forma las tensiones producidas en cualquier seccin sern las debidas al MOMENTO FLECTOR originado por las fuerzas situadas por encima de cada seccin

RECIPIENTES A PRESINDebido a un sesmo6.Tensiones en una envolvente cilndrica20

Mtodo de clculo1Calculamos la presin de viento, que suele ser variable a lo largo del equipo que depende de: altura del equipo sobre el suelo, velocidad del viento y exposicin al viento2 A partir de las presiones calculamos las fuerzas en cada centro geomtrico

RECIPIENTES A PRESIN6.Tensiones en una envolvente cilndricaDebido al viento

3A continuacin calculamos el momento como en la envolvente anterior. Dividimos en diferentes secciones y a partir de las fuerzas calculadas obtenemos el MOMENTO FLECTOR en cada seccin:

4Calculamos la tensin:

RECIPIENTES A PRESINDebido al viento6.Tensiones en una envolvente cilndrica

Se define como la prdida de espesor esperado a lo largo de la vida de un equipo, pudiendo ser distinto para las diferentes partes del equipo. UW-12 EFICIENCIA DE JUNTA-En equipos a presin cuya fabricacin mediante uniones soldadas es necesario tener en cuenta el trmino de eficiencia de junta (E).

-Depende de tipo de unin soldadura y del grado de radiografiado.

UG-25. MARGEN DE CORROSIN.RECIPIENTES A PRESIN7.Variables en el calculo de recipientes a presin segn ASME VIII Div. 1

UG-23. MXIMA TENSIN ADMISIBLE A TRACCIN.Los valores de la mxima tensin admisible depende del material y de la temperatura, y viene recogido en la seccin II Parte D en forma de tablasUG-23. MXIMA TENSIN ADMISIBLE A COMPRESIN.La mxima tensin admisible ser el menor de los siguientes valores:

La mxima tensin admisible a traccin S.El valor del factor B. Se obtiene de la siguiente forma:

1. Se calcula el factor A:

2. Con A vamos a una tabla y en funcin del tipo de material y temperatura obtenemos B.

RECIPIENTES A PRESIN7.Variables en el calculo de recipientes a presin segn ASME VIII Div. 1

UG-99. PRESIN DE PRUEBA HIDRULICA INICIAL.ASME exige realizar una prueba hidrulica una vez terminada la fabricacin del equipo. Dicha prueba depende de la presin de diseo y de las tensiones.

Esta presin se mide en la parte superior del equipo, y por tanto hay que tener en cuenta la presin debida a la altura de columna de agua.

RECIPIENTES A PRESIN7.Variables en el calculo de recipientes a presin segn ASME VIII Div. 1 Durante el funcionamiento del equipo, se realiza otra prueba. En Espaa de acuerdo al R.A.P. es:

UG-27 ESPESOR DE ENVOLVENTES CILINDRICAS A PRESION INTERIORTensiones CircunferencialesTensionesLongitudinales

Espesor mnimo corrodo de la envolvente cilndricaPresin de diseo internaRadio interior corrodoMxima tensin admisibleEficiencia de la junta

RECIPIENTES A PRESIN8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

UG-27 ESPESOR DE ENVOLVENTES CILINDRICAS A PRESION INTERIORTensiones CircunferencialesTensionesLongitudinales

Espesor mnimo adoptado de la envolvente cilndricaEspesor mnimo corrodo de la envolvente cilndricaMargen de corrosin

RECIPIENTES A PRESIN8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

UG-27 ESPESOR DE ENVOLVENTES DE FONDO ESFERICO A PRESION INTERIOR

App. 1 ESPESOR DE FONDO ELIPTICOS A PRESION INTERIOR

Dimetro interior corrodoFactor dependiente de D/2h (h: altura interior corroda)

RECIPIENTES A PRESIN8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

App. 1 ESPESOR DE FONDOS TORIESFERICOS A PRESION INTERIOR

Radio interior corrodo de la parte central del fondoRadio interior corrodo de la parte de radio de acuerdo del fondoRECIPIENTES A PRESIN8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

UG-32 AP. 1-5 TRANSICIONES CONICAS A PRESION INTERIOR

Dimetro interior corrodo en la boca grande del conoSemiangulo del cono

Es necesario reforzar las uniones cono cilindro (para 30)?1

Presin de diseo internaTensin admisible del cilindro a la T de diseoEficiencia de junta en cilindroRECIPIENTES A PRESIN8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

2Se calcula para las bocas grande y pequea del cono el ngulo de acuerdo a las siguientes tablas

RECIPIENTES A PRESIN

8.Envolventes y fondos a presin interior segn asme vii div. 1

RECIPIENTES A PRESIN3A partir de los valores de tenemos tres casos:Caso 1:Si , para ambas bocas, NO es necesario reforzar la unin cono-cilindrico Caso 2:Si