98053964 Exposicion de Recipientes a Presion

7/28/2019 98053964 Exposicion de Recipientes a Presion

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Sección VIIISección VIIIREGLAS PARA LA

CONSTRUCCION DERECIPIENTES APRESION

ASME BOILER AND PRESSUREVESSEL CODE AN

INTERNATIONAL CODE



Partes de unPartes de unrecipiente arecipiente apresiónpresión

Coraza o Casco

AnillosAtiesadores

CabezalSoportes



Análisis de datos dediseño

Análisis de espesoresmínimos requeridos

Análisis de rigidezdel tanque

Espesores mínimoscumplen con la

condición de diseño

Inicio

Elaboración deplanos

Procuramateriales

Fabricación Pruebahidrostática

No

Si

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

DE DISEÑO DEDE DISEÑO DERECIPIENTES ARECIPIENTES APRESIONPRESION



UG-16: General.UG-16: General.DiseñoDiseño

El espesor mínimo no se aplica a laminas de transferencia de calor ointercambiadores tipo placas.El espesor mínimo no aplica al tubo interno de intercambiadores decalor tubos concéntricos ni tampoco a intercambiadores de tubo ycoraza, donde la tubería pertenece NPS 6 (DN 150).

Con algunas excepciones, el mínimo espesorpermitido para cuerpos y cabezales luego deformado e independientemente de la forma es1/16 pulg (1.5mm), excluido el espesor porcorrosión

• El mínimo espesor para corazas y cabezales para calderas devapor deberá ser ¼ pulg (6mm), excluyendo el espesor porcorrosión.

• El mínimo espesor para corazas y cabezales para servicio de airecomprimido, servicio de vapor y servicio de agua construidos conmateriales de la tabla UCS-23 debe ser 3/32 pulg (2.4mm),excluyendo el espesor por corrosión.

• El mínimo espesor para corazas y cabezales para calderas devapor deberá ser ¼ pulg (6mm), excluyendo el espesor porcorrosión.

• El mínimo espesor para corazas y cabezales para servicio de aire

comprimido, servicio de vapor y servicio de agua construidos conmateriales de la tabla UCS-23 debe ser 3/32 pulg (2.4mm),



UG-17: Métodos de fabricación enUG-17: Métodos de fabricación enconjuntoconjunto

Un recipiente puede ser diseñado y construido combinandométodos de fabricación previstos en esta división (UB, UF, UW).El recipiente esta limitado al servicio permitido por el método defabricación que tenga los requerimientos mas restrictivos.

La división solo indica las ecuaciones necesarias para el calculodel espesor requerido de componentes básicos (cilindros, esferas,fondos, etc.) sometidos a presión interna o externa y deja

completa libertad al diseñador para escoger procedimientos enbusca de determinar los esfuerzos causados por otras cargas(peso propio, contenido, viento, terremotos, soportes).



UG-22: CargasUG-22: Cargas

Presión interna o externa de diseñoPeso del recipiente y contenido, en operación y ensayo(incluye la presión por la columna del liquido)

Cargas estáticas de reacción por peso de equipos (motores,maquinaria, recipientes, tubería, revestimientos yaislamiento)• Reacciones cíclicas y dinámicas debidas a presión,variaciones térmicas o por equipos montados en elrecipiente y cargas mecánicas.

• Viento, nieve y reacciones sísmicas .• Reacciones de impactos como las causadas por choque defluido.

• Gradientes de temperatura y expansión térmica.

Las cargas para ser consideradas en el diseño de

recipiente deben incluir las siguientes:



UG-23: Máximos valores deUG-23: Máximos valores deesfuerzo.esfuerzo.

Máximos valores de tensión/esfuerzo admisible para diseño atracción en distintos materiales son provistos en la subparte 1-Seccion II-Parte D.Un listado de estos materiales se da en las tablas: UCS-23, UNF-23, UHA-23, UCI-23, UCD-23, UHT-23 y ULT-23.



UG-25: CorrosiónUG-25: CorrosiónSe debe prever un sobreespesor suficiente para toda la vida útilplanificada para recipientes sometidos a perdida de espesor por

corrosión, erosión o abrasión mecánica.El espesor, para la corrosión, no requiere ser igual en todas laspartes del recipiente dependiendo de zonas mas propensas.Los recipientes sometidos a corrosión deberán tener una aberturade drenaje, en el punto mas bajo posible del recipiente o una

tubería inferior que llegue hasta 6 mm del punto mas bajoCuando el espesor se ha reducido a un grado peligroso puedeaplicarse los agujeros testigo (prohibidos en recipientes deservicios letales). Los agujeros testigo deberán tener un diámetroentre 1.6-4.8 mm y una profundidad no menor del 80% delespesor requerido de una virola sin soldadura de las mismadimensiones y deberán situarse en la superficie opuesta a dondese espera la corrosión.



UG-27: Espesor de recipientes bajo presiónUG-27: Espesor de recipientes bajo presióninterna. Diseño.interna. Diseño.

Para cuerpos cilíndricos de pared delgada y sin costura sometidosa presión, los esfuerzos circunferenciales son aproximadamente eldoble de los esfuerzos longitudinales debidos a la mismasolicitación.

• En la mayoría de los casos el espesor requerido por las formulasdel UG-27, basadas en el esfuerzo circunferencial gobiernan elespesor requerido sobre las formulas basadas en los esfuerzoslongitudinales.

Símbolos Datost Espesor mínimo de la coraza. pulg (mm)P Presión interna de diseño. psi (kPa)R Radio interno del recipiente. pulg (mm)

S Esfuerzo máximo admisible. psi (kPa)E Eficiencia de junta para recipiente cilíndrico o

esférico.



P SE PR

t 60 .−

=t R

SEt P

60 .+=

P SE PR

t 402 .+= t R

SEt P

40

2

.−=

P SE

PRt

202 .−=t R

SEt P

20

2

.+=

Recipientes CilíndricosRecipientes CilíndricosEsfuerzos Circunferenciales: cuando el espesor no excede ½ del radio

interno (0.5R), o P no supera 0.385SE, se debe aplicar las siguientes formulas.

Esfuerzos longitudinales : Cuando el espesor del recipiente no supera ½ delradio interno o la presión (P) no es mayor que 1.25SE, se debe aplicar las

siguientes ecuaciones.

Para diseñar un recipiente cilíndrico, el espesor no debe ser mayor que 0.356Ro la presión no debe superar 0.665SE por medio de las siguientes formulas.

Recipientes EsféricosRecipientes Esféricos



UG-27: Espesor de recipientes bajo presiónUG-27: Espesor de recipientes bajo presiónexterna. Diseño.externa. Diseño.

1. Recipientes cilíndrico

(Do/t>10):• Paso 1 Asumir un valor para t ydetermine la relación de L/Do yDo/t

• Paso 2 Ingrese a la figura G en la Subparte 3-SeccionII, Parte D en el valor de L/Do determinado en el paso

1. Para valores de L/Do mayores que 50 ingrese alcuadro de L/Do=50. Para valores de L/Do menoresque 0.05 ingrese el ciadro en un valor de L/Do=0.005.• Paso 3 Muévase horizontalmente a la línea por elvalor Do/t determinado en el Paso 1. La interpolaciónpuede usarse para valores intermedios de Do/t. Desde

dicho punto de la intersección muévase verticalmente(hacia abajo) para determinar el valor del Factor A .



• Paso 5 De la intersección obtenida en el paso 4,muévase horizontalmente a la derecha y observe elvalor del factor B.

• Paso 6 Usando el valor B,calcular la presión externamáxima de trabajo (Pa)

) /( t D

B P

o

a3

4=

• Paso 7 Para valores de Aque caen a la izquierda dela línea (material ytemperatura), el valor Papuede ser calculadomediante

) /( t D AE P

o

a3

2=

En casos donde el valor de A cae a la derecha de la línea(material/temperatura), asumir una intersección con laproyección horizontal. Para valores A que caen a la izquierdade la línea (material-temperatura) observe el Paso 7

• Paso 4 Usando el valor A, ingresar al cuadro demateriales aplicables en Subparte 3-Seccion II-Parte D.Muévase verticalmente hacia la intersección con lalínea (material-temperatura)



Figura G, usado con losFigura G, usado con losvalores t, L Dvalores t, L D



2. Recipientes Esféricos: El espesor mínimo de una corazaesférica se determinara mediante el siguienteprocedimiento.• Paso 1 se asume un valor para ty calcule el factor A, usando lasiguiente formula.

) /(.

t R A

o

1250=

• Paso 2 utilizando el valor de A, entrar al grafico aplicablepara el material de la Sección II, parte D (curva apropiad

para un material en particular se determina de acuerdo alas tablas de tensión admisible.En casos donde el valor de A finaliza a la derecha de la línea(material/temperatura), asumir una intersección con laproyección horizontal



• Paso 3 De la intersección obtenida en el paso 2, muévasehorizontalmente a la derecha y observe el valor del factorB.

• Paso 4 Usando el valor B,calcule el valor máximo de lapresión de trabajo (P) usandola siguiente formula

) /( t R

B P o

a=

• Paso 5 Para valores de A,que caen a la derecha de lalínea (material, temperatura),el valor de P puedecalcularse mediante

206250

) /(.

t R E P

o

a=

• Paso 6 Compare Pa obtenido en el Paso 4-5. Si Pa es maspequeño que P, seleccione un valor mayor para t y repitael procedimiento de diseño hasta que se obtenga unnuevo valor Pa que sea mayor o igual que P.



La máxima presión de diseño o la presión externa máxima detrabajo no debe ser menor que la diferencia esperadamáxima de la presión de operación que podría existir entre lazona externa e interna del recipiente en cualquier momento.

Cuando hay una junta lap longitudinal en una corza cilíndricao coraza cilíndrica bajo presión externa, el espesor de lacoraza debe determinarse por las mismas reglas propuesta, aexcepción que 2P se use en vez de Pe los cálculos para elespesor necesario.

Recipientes para operar bajo presiones de trabajo externas(15 psi) y menores) podrían adoptar el Simbolo Codigoasegurando una titulación con las reglas de presión externa



UG-30: Anillos AtiesadoresUG-30: Anillos Atiesadores

Sin embargo, Los anillos atiesadores pueden estarubicados al interior o exterior de un recipiente. Además,debe ser atado al casco por soldadura o brazing.

Para calcular las dimensiones adecuadas de los anillos de

refuerzo se puede utilizar la Formula Levy para el calculode colapso de un anillo de sección circular sometido a unapresión externa uniforme.

=

t

D P

E

t L D I oc so

212

2

VariablesMomento requerido de la sección delanillo

Is

Momento de inercia existente IÁrea de la sección del anillo de refuerzo AsFactores determinado A , BMitad de la distancia entre el centro dela sección del anillo y la próxima línea de

soporte

Ls

+= A L

At L D

I s

s so s )(

14

2

+= A L

At L D

I s

s so s )(

.'

910

2



La idoneidad del momento de inercia para que seconsidere que actúa como refuerzo se detalla acontinuación:

• Conocido Do, Ls, t; seleccionar un anillo derefuerzo calcular el área de sección As. Luegocalcular B mediante:

• Con B, ingresar a la figura (material del anillo)realizar un desplazamiento horizontal,considerando la temperatura de diseño. Luego,descendemos verticalmente hasta el obtener elvalor A.

+=

s

s

o

L At

PD B 4

3

Para valores de B menores de los indicados en el

grafico, considerar A=2B/E.• Calcular los momentos Is e I’s, mediante las

ecuaciones previas• Calcular los momentos I e I’, mediante las

ecuaciones previas



SímboloSi I>Is El anillo es idóneoSi I<Is Considerar la virola como refuerzo

Si I’>I’s El anillo junto al casco (x-refuerzo) es

adecuadoSi I’<I’s Aumentar la sección del anillo y repetir

calculo

• Obtenido los cálculos, compararemos ydeterminares su validez



La soldadura para los anillos atiesadores debedimensionarse para soportar la carga radial total que seda en el casco (distribuido en los atiesadores) y paracompartir las cargas que actúan radialmente a través delanillo causado por cargas externas de diseño.

• La carga radial de la presión del casco, lb/pulg(N/m) es igual a PLs

• La carga radial es igual a 0.01PLsDo

• P, L y Do son definidos enUG-29

• Mínima medida de las soldaduras; la medida delfilete no debe ser menor que el mas pequeño

¼ pulg. (6mm)

Espesor de

recipiente en lazona desoldadura

Espesor deanillo en zonade soldadura



Símbolo

t Espesor mínimo de cabezal, in (mm)P Presión interna de diseño, psi (kPa)

D Diámetro interno de cabezalDi Diámetro interno de la porción cónica de

la cabeza toriconico. Equivale=D-2r(1-Cosα )

r Radio interno, in (mm)

S Esfuerzo máximo , psi (kPa) según TablasUG-23E Eficiencia de alguna junta en el cabezalL Radio esférico interior, in (mm)α Mitad de ángulo del cono



1. Cabezales elipsoidal: El espesor requerido para uncabezal de forma semielipsoidal, en la que la mitad del eje

menor es igual a ¼ del diámetro interno del cabezal ,debe determinarse por medio de las siguientes fórmulas.Una aproximación considerablede un cabezal elipsoidal de 2:1 esaquel con un radio pequeños de

0.17D y un radio esférico de0.90D P SE

PDt

202 ,−

=

t D

SEt P

20

2

,+=



2. Cabezales Torisféricos : El espesor requerido para estetipo de cabezal en el cual el radio (r) es igual al 6% deradio interno. Y el radio interno equivale al diámetro

externo de la falda.Los cabezales torisfericos fabricados con materiales queposeen esfuerzos de tensión que superan los 70000 psi(483 Mpa) deben diseñarse usando el valor S que equivalea 20000 psi (138000 kPa) a temperatura del recinto. Yreducirse en proporción

P SE

PLt

10

8850

..

−

=

t LSEt

P 108850 .. +=



3. Cabezales hemisféricos : cuando el espesor del cabezalhemisférico no exceda 0.356L, o P no exceda 0.665SE.20

P SE PLt

202 .−

=

t LSEt P

202

.+=

• Para cabezales esféricos de mayor espesor, ver formulasen el Apéndice 1-3.

• Usualmente, el espesor del cabezal hemisférico esaproximadamente igual a la mitad del espesor de uncuerpo cilíndrico



4. Cabezales cónicos : El espesor requerido para cabezalesy cuerpos cónicos, sin radio de transición , con α (α es lamitad del ángulo del cono) que a su vez no debe sermayor de 30º debe calcularse así:

).( P SE Cos PD

t 602 −

=α α tCos D

SEt P

21

2

.+=

5. Cabezales Toriconicos : El espesor requerido para la

zona cónica de una cabezal toriconico, cual radio knuckletampoco es menor que el 6% del diámetro externo de lafalda del cabezal ni menor que 3 veces el espesor delknuckle, debe determinarse con las formulas anteriores,usando Di por D.

α Cos

D L i

2=



UG-75: Generalidades. FabricaciónUG-75: Generalidades. FabricaciónLa fabricación de los recipientes a presión o de alguna desus partes deberá cumplir con los requisitos generalesaquí indicados y con los requisitos específicos indicados enlas subsecciones B y C

UG-76: Corte de Chapas y otrosUG-76: Corte de Chapas y otrosmateriales de almacénmateriales de almacénLas chapas, los bordes los fondos y demás partes podrán

ser cortadas por medios mecánicos tales como elmecanizado, amolado, aserrado o por arco. Luego delcorte por arco , toda la escoria y material fundido debe serretirado por medios mecánicos antes de continuarse lafabricación.UG-80: Ovalidad permitida enUG-80: Ovalidad permitida en

corazas cilíndricas, cónicas ycorazas cilíndricas, cónicas yesféricas.esféricas.Bajo presión inferior:Bajo presión inferior: Al finalizar la fabricación, la

diferencia entre el diámetro exterior e interior encualquier sección no deberá exceder el 1% del diámetronominal de dicha sección



Bajo presión exterior:Bajo presión exterior:Al finalizar la fabricación,la diferencia entre el

diámetro exterior einterior en cualquiersección no deberáexceder de la desviaciónmáxima permitida segúnla figura.



UG-84: Ensayo de impacto CharpyUG-84: Ensayo de impacto CharpyLa tenacidad de los materiales es su capacidad deabsorber energía durante su deformación plástica. Luegopara que un material tenga una tenacidad alta deberáposeer una alta resistencia a la traccion y una altadeformabilidad.Esta prueba de impacto se debe realizar sobre lassoldaduras y a todos los materiales que se empleen en laconstrucción (partes).

Para la prueba (ensayo y maquina) se deberá contar con laespecificación americana SA-370. La temperatura de laprobeta no debe ser superior a la temperatura mínima dediseño



UG-98: Presión máxima de trabajoUG-98: Presión máxima de trabajoLa presión máxima de trabajo en un recipiente es la quemáxima que puede soportar en la parte superior del

recipiente en su posición de operación y a la temperaturaespecificada para dicha presión.Dicha presión es el menor de los valores de la presiónmáxima de trabajo calculados para cada una de las parteesenciales del recipiente, teniendo en cuenta las posiblespresiones estáticas (columnas de agua) entre la parteconsiderada y la parte superior del recipiente.La presión máxima de trabajo admisible para una partedeterminada de un recipiente a presión, es la máximainterna o externa incluyendo la presión de la columna delliquido existente, determinada por las ecuaciones de estadivisión y considerando también las posibles cargasalternas (UG-22).



UG-99: Prueba HidrostáticaUG-99: Prueba HidrostáticaStandardStandardUna prueba hidrostática debe dirigirse en todos los

recipientes luego de:• Haber concluido la fabricación, excepto por operacionesque no pudieron efectuarse previo a la prueba como

culminación de la soldadura, etc sobre• Realizarse todas las examinaciones, excepto por aquellas

obligadas luego de la prueba.

Cualquier liquido no-peligroso (a cualquier temperatura)podría usarse para la prueba hidrostática si esta pordebajo de su punto de ebullición. Los líquidos que tienenun punto de inflamación menor que 110 ºF (43ºC) ,comolos destilados de petróleo, podría usarse solo para pruebas

a temperaturas atmosféricas.

Excepto lo permitido anteriormente, los recipientesdiseñados para presión interna deben estar sujetas a lapresión para pruebas hidrostáticas cuales en cada puntode la superficie es igual a 1.3 veces la presión máxima detrabajo



Dicho intervalo se requiere para reducir el riego defractura (Vease UG-20 y UCS-66.2)La presión no debe aplicarse hasta que el recipiente y sucontenido estén bajo la misma temperatura. Si latemperatura excede lo permitido 120ºF solo se tendrá que

esperar que la temperatura disminuya.Los respiraderos deberán instalarse en los puntos altos delrecipiente el cual sea para purgar posibles bolsas de airemientras que el recipiente es llenado.

Se recomienda que la temperatura del metal durante lasprueba se mantenga al menos a 30ºF (17ºC) por encimade la temperatura mínima de diseño pero sin exceder120ºF (48ºC).



UG-100: Prueba NeumáticaUG-100: Prueba NeumáticaPodrá realizarse esta prueba en sustitución a la hidráulica,siempre cuando:

• Que estén diseñado y/o soportados para no soportar elpeso del agua durante la prueba.

• Que no puedan ser fácilmente secados y que restos defluidos sean inadmisibles en el funcionamiento posteriordel recipiente

Para minimizar riesgos de rotura, se recomienda que latemperatura del metal se mantenga 17 ºC por encima dela temperatura mínima de diseño del metal.La presión se incrementa gradualmente hasta alcanzar lamitad de la presión de prueba. Luego, será aumentada aescalones a relación de 1/10Se realizara por medio de inspección visual y solo setolerara fugas excepto en las uniones temporales queserán luego soldadas.



UG-103: Ensayo No-destructivosUG-103: Ensayo No-destructivosEste código, UG, presenta dos tipos de ensayos nodestructivos:•Examinación de partículas magnéticas APPENDIX

6•Examinación de liquido penetrante APPENDIX 8

Cada recipiente a presión debe marcarse con losiguiente:•El símbolo oficial U mostrado

sobre los recipientesinspeccionados con la relación alo expuesto en UG-90•El símbolo oficial UM mostradosobre los recipientes construidoscon relación a lo previsto en U-1

(j)•Presión máxima de trabajo• Temperatura mínima de diseño•Numero serie del fabricante•Año de construcción

•Nombre del fabricante delrecipiente

UG-116: Marcas RequeridasUG-116: Marcas Requeridas



Forma deEstampa

Nombre deconstructor

Presión máximade trabajo

Temperaturamínima de diseño

Numero de serie

del fabricanteAño deconstrucción

Tipo de

construcción

El tipo de construcción



Tipo de Construcción LetrasArc or gas welded WPressure welded P

Brazed BResistance welded RES

El tipo de construcciónusado para el recipientedebe indicarsedirectamente bajo Símbolomediante la letraapropiada: los recipientesque tienen Categoría A ,B oCLos recipientes que poseen mas de un tipo deconstrucción deben marcarse para indicar los métodosusados.Cuando un recipiente es

destinado para un trabajo ylos requerimientosespeciales han sidocorrectamentecompletados. Lacodificación apropiada debeser aplicada como semuestra

Tipo de Construcción LetrasServicio letal L

UBDF

Cuando un recipiente hasido radiografiado deacuerdo a lo expuesto enUW-11, la marcación debeaplicarse bajo los siguientescódigos:

Simbolo

Caracteristicas

RT1RT2RT3



UG-118: Métodos de Marcación

Cuando la marcación requerida (UG-116) se aplica

directamente al recipiente, se debe estampar con letras yfiguras con una altura mínima de 5/16pulg (8mm)

Cuando el recipiente a presión es de pequeño diámetro eltamaño de los caracteres podrá ser menor de acuerdo alcuadro.

Sin embargo, no se hará este marcado cuando el espesorsea menor de 6 mm, pero si el material no es ferrosoentonces el espesor mínimo será 13 mm



UG-119: Placa de FabricanteLas placas deben usarse sobre recipientes a excepcióncuando las marcas cuando se aplican directamente junto

con UG-118. Placas requeridas deben localizarse en unlugar sobresaliente sobre el recipiente (UG-116, j)El espesor de la placa debe ser lo suficiente para resistir ladistorsión causada por la instalación de la misma ycompatible con el método de atadura. El espesor nominal

de la placa no debe ser menor que 0.02 pulg (0.5mm).Los caracteres deberán tener una altura mínima de 4 mmy deberán de sobre salir o tener una profundidad de almenos 0.1mm



Soportes paraRecipientes

Hay varios métodos que son usados para las estructuras de losrecipientes a presión, y los presentamos a continuación:

• Tipo Falda• Tipo Poste o “pierna”• Tipo Caballete• Tipo Agarradera

Tipo Falda: Uno de los soportesmás comunes para sostenerrecipientes verticales. Este métodode apoyo minimiza las tensioneslocales al punto de atadura, y lacarga es uniformementedistribuida encima de lacircunferencia.El uso de faldas cónicas es más caro

desde el punto de vista defabricación, e innecesario para lamayoría de situaciones de diseño.



• Tipo Caballete: tanques yrecipientes horizontales estánbancos, “caballetes”. El uso demás de dos caballetes esinnecesario y debe evitarseEl Código de ASME especifica que el

mínimo ángulo de arco (el ángulodel contacto) es 120º. Las sillas demontar pueden ser acero uhormigón.Normalmente un extremo del

recipiente es sujetado y el otrosuperpuesto. Con el fin de evitarexpansiones por variación térmica.

• Tipo Poste: Las piernas debenespaciarse igualmente alrededorde la circunferencia. Lasabrazaderas de la oscilación sonlos miembros diagonales quetransfieren cargas horizontales,pero las abrazaderas de la cruz,ellos operan solo en tensión .



PROBLEMAS DE LAPROBLEMAS DE LASECCION VIIISECCION VIII



Estimación de espesor para recipiente deEstimación de espesor para recipiente depresión internapresión interna

Datos de diseño Valores

Diámetro interno (Di) 24 pulgAltura de recipiente (H) 43 piesPresión interna de diseño(P)

200 psi

Temperatura (T) 200 ºFValor de esfuerzo (S) 13800 psiPeso de recipiente 3200 lbDensidad de contenido (g) 70 lb/pie3Peso de contenido (W c) 9500 lb

Eficiencia de junta (Scircunferen.) 0.85

Eficiencia de junta (Slongitudin.)

0.65

Momento causado por el

viento

665000

lb.pulg

Aplicando loexpuesto en UG-27(c)



Para dar inicio a diseño del recipiente, se debeconsiderar 3 casos para determinar el mínimo espesor.

Esfuerzos circunferenciales: La siguiente ecuacióncontabiliza los esfuerzos causados por la presión interna yla carga estática del contenido en el recipiente

−

+−

=144

60

144

60 Hg SE

R Hg

P SE

PRt

..

( )( )144

70436085013800

12144

7043

2006085013800

12200

x x

x x

x x

xt

.... −+

−=

pulg... 228002102070 =+=t



Esfuerzos longitudinales: La forma general de laecuación para espesor debido al esfuerzo longitudinal.

DSE W W

SE R M

P SE PR

t c

π π

+−±+

= 2402 .

π π 650211380024

3200

650211380012

665000

2004065021138002

122002 .).(.).(..).( x x x x

xt −+

+=

pulg.... 2440004013701110 =−+=t

Para el caso mas severo, la máxima carga se presentaracuando el recipiente se encuentre completamente lleno .

Según UG23-d



Esfuerzos de compresión: Esta ecuación es similar a lamostrada anteriormente para longitudinales; sin embargo,

el caso critico ocurre sin presión y con el recipientetotalmente lleno. Según:

002480

244029412

125012500

..

... ===

t R

A

Según UG23-d

1380015500 >= B

DSE W

SE R M

t π π

±=2

1211380024

3200

1211380012

6650002

x x x xt

).().( π π

±=

pulg... 092000300890 =±=t

Según UG23-b

Usando 13800x1.2=16560 (SegúnUG 23-d)

El espesor requerido (excluyendo de corrosión)será equivalente a 0.244 pulg. Donde prima los

esfuerzos longitudinales



El factor B será:

+=

s

s

o

L At

PD B 4

3 5107

4039231250

16915

43 =

+=

..

x B

• Ingresar al lado derecho de la tabla (CS-2) y luegotrasladar horizontalmente a la izquierda de la línea de losmateriales (a 700ºF). Luego, descender y hallar el valorA=0.0004

910

2

.)(' A L At L D

I s s so s

+=

4

2

6115910

00040403923125040169 pul

x x I s .

..) /..(' =

+=

• Este valor del momento de inercia es mucho mayor que elprovisto por la sección previamente seleccionada.Además, una nueva forma debe seleccionarse o el métodode atadura al recipiente debe ser cambiado. Para nuestropropósito, se escoge una barra rectangular(2pulgx3.75pulg). Asi, proporciona un As=7.5 pulg2 y



Hallando B, remplazando conlos nuevos valores:

3803

405731250

16915

43 =

+=

..

x B

• Hallando B, remplazando conlos nuevos valores:

42

2516910

00031040573125040169

pul x x

I s ...) /..('

=

+

=

Como el momento de inercia requerido de16.25 pulg2 es menor que el existente 16.57

pulg2, el anillo de refuerzo es el indicado.

i i ilí d i b j



Recipiente cilíndrico bajoRecipiente cilíndrico bajopresión externapresión externaUna torre de destilación fraccionada con 14 pies (4267.2 mm)de diámetro interior y 21 pies (6400.8 mm) de longitud y con

bandejas de fraccionamiento apoyadas en anillos soldados alcasco cilíndrico separados por 39 pulg.La presión de diseño es de 15 psi (103.4 kPa) y temperatura dediseño a 700 ºF (371 ºC). Usando material acero al carbono SA-285. Determine el espesor requerido para la operación.



VariablesDiámetro interno (Di) 14 pies

Espesor de recipiente (t) 0.3125 pulgDistancia de soportes (Ls) 39 pulgPresión externa (P) 15 psi

Temperatura (T) 700 ºFMaterial Casco

(SA285)

Aplicando loexpuesto en UG-29(a)

2310625168

39.

,==

o D

L540

31250

62168==

.,

t

D o

• Asumir un espesor, t=0.3125 pulg. Además, yaasumido, el Diámetro externo es Do=168,625

• Ingresar a la Figura G, observando el valor 0.231trasladarse horizontalmente hacia la línea Do/t.

• Ingresar a la Figura CS-2 en el valor de A y moverseverticalmente a la línea del material (a 700ºF)



A=0.0005

Do/t

L/Do



B=6100

A=0.0005



C b lC b l



CabezalCabezalSemiesféricoSemiesférico

Datos de diseño ValoresDiámetro interno (Di) 14 piesEspesor de recipiente (t) 0.3125 pulgDistancia de soportes (Ls) 40 pulgPresión externa (P) 15 psi

Temperatura (T) 700 ºF

Material Casco(SA285)

Aplicando loexpuesto en UG-33

(c)

000460

31250584

12501250.

)..(

.

)(

. ===

t R

Ao

• Ingresar a la Figura CS-2 con el valor A y trasladarseverticalmente por la línea de temperatura

• Moverse horizontalmente hacia la derecha y leer elvalor de B (5200)

• Asumir el espesor de cabezal t (0.3125 pulg). Y calcularel valor del factor A:



A=0.00046

B=5200



• La máxima presión externa de trabajo para el cabezalasumido es:

psi

t

R B

P o

a2319

31250584

5200 .)

.

.()(===

A causa que Pa (19.23) es mayor que la presiónexterna de diseño P (15 psi), el espesorasumido-0.3125pulg- se estima correcto



UW 2UW 2

• Las categorías B y C deberá ser el número (1) o(2)• Juntas de la categoría D plena penetración seextiende a través de todo el espesor de la pared delcuerpo o en la pared de la boquilla.



La categoría B serán de tipo Nº(1) o Nº (2) Todas las juntas de la categoría

Nº A Tipo (1)las juntas de la categoría C seránsoldaduras de penetración

completa

T d l i ld d t



Todas las uniones soldadas a topeserán plenamente de radiografiadas

prueba hidrostática y pruebaneumática de acuerdo con las

especificaciones del material deaplicación

examen de ultrasonido o nodestructivo debe ser de sensibilidadsuficiente para detectar la superficiemuescas de calibración en cualquier



uniones soldadas en la categoríaA se hará de conformidad con elNº (1) de la tabla UW-12

las juntas soldadas en laCategoría B, cuando el espesores superior a 5 / 8 de pulgada( 16 mm), se hará deconformidad con el tipo Nº (1) oNº (2) de la tabla UW-12



UW 3UW 3

requisitos especiales, que sebasan en el servicio, el material yel grosor, no se aplican a todas

las juntas soldadas, sólo las juntas a las que se aplicanrequisitos especiales se incluyenen las categorías A, B, C y D.



Categoría A. longitudinal de unionessoldadas en el cuerpo principal,transiciones de diámetro, o boquillas,

uniones circunferenciales soldadaslas cabezas hemisféricas de losdepósitos principales



Categoría B. uniones soldadascircunferenciales en el depósitoprincipal, transiciones de

diámetro, incluyendo las juntasentre la transición y el cilindro,uniones soldadascircunferenciales conectadas queforman la tapa hemisférica delos depósitos, las transiciones dediámetro, a las boquillas.



Categoría C , Uniones soldadas lasbridas, placas tubulares.Categoría D . Las juntas soldadas

uniendo boquillas al cuerpo principal,a las esferas, a las transiciones dediámetro, a los tapas.

*el ángulo α no será superior a 30grados



UW 5UW 5

Los materiales utilizados para partesa presión deberán demostrar lacalidad de soldar.

Las piezas no sometidas a presióndeberá ser probada la calidadsoldable

De conformidad con UG-10, UG-11,UG-15, o UG-93



El procedimiento de soldadura sólodebe ser calificado una vez por unanálisis químico o mecánico paramateriales no especificados nopermitidas en esta División.

Para materiales que no se puedeidentificar puede ser demostrada sucalidad soldable mediante la

elaboración de pruebas de soldadurapara cada pieza de material noidentificado que vaya a ser utilizado.



Dos materiales deespecificaciones diferentes sepueden unir mediante soldadura

si se cumplen los requerimientosde la Sección IX, QW-250.



Materiales ferríticos y los acerosausteníticos tipo SA-240 Tipo 304,304L, 316 y 316, SA-182 F304,F304L, F316, y F316L, SA-351 CF3,CF3A, CF3M, CF8, CF8A y CF8Mpodrán ser soldados porELECTROSLAG o ELECTROGAS

UW 9UW 9 Diseño de unionesDiseño de uniones



UW 9UW 9 Diseño de unionesDiseño de unionessoldadassoldadas

Los tipos de uniones soldadaspermitidas en los procesos desoldadura por arco y gas estánlistados en la Tabla UW-12, juntocon el espesor de la placalimitante permitidos para cadatipo.

Las dimensiones y la forma delos bordes a unir deberán sertales que permitan la fusióncompleta y la penetraciónconjunta completa



Transiciones cónicas. Unatransición cónica que tiene unalongitud no inferior a tres veces

el desplazamiento entre lassuperficies adyacentes de lassecciones colindantes, como semuestra en la figura. UW-9. Lasoldadura a tope puede serparcial o totalmente en la seccióncónica o adyacentes a ella.

f



Las soldaduras de filete se añadirándonde sea necesario para reducir laconcentración de esfuerzos.



Los tanques compuestos por dos omás placas tendrán los centros delas uniones soldadas longitudinalesadyacentes escalonadas o separadospor una distancia de por lo menoscinco veces el espesor de la placamás gruesa.

Para las juntas espaciadas, lasuperficie de superposición no seráinferior a cuatro veces el espesor dela placa interna.

UW 11 ExámenesUW 11 Exámenes



UW 11 ExámenesUW 11 Exámenesradiográficosradiográficos

todas las soldaduras a tope enlos tanques en los que el espesornominal en la unión soldada

excede 1 1/2 pulgadas (38 mm).

categorías B y C de soldadura a

tope en las boquillas no excedan1 1/8 pulgadas (29 mm) deespesor de pared no requieren unexamen radiológico.



Categoría A y B soldaduras deconexión entre las partes tanqueo tapas

Categoría de soldaduras B o Cque se intersecan consoldaduras de Categoría A.



Examen ultrasónico se puedesustituir la radiografía de la costurade un recipiente a presión si laconstrucción del tanque no permiteinterpretar radiografías deconformidad con los requisitos



No se requiere examen radiográficode uniones soldadas cuando la partetanque o recipiente está diseñadapara una presión externa solamente,o cuando el diseño conjunto cumple

con la UW-12

Soldaduras de materiales ferríticos

con cualquier paso mayor que 1 1/2pulgadas (38 mm) será examinadopor ultrasonido en toda su longitud



Para el examen radiográfico yultrasonidos de soldaduras atope, la definición de espesor

nominal de la junta soldada encuenta será el espesor nominalde la más delgada de las dospartes unidas.



UW 13UW 13



UW 13UW 13

th =espesor nominal de la cabeza,pulg (mm)tp = distancia mínima de la superficieexterior de la cabeza plana al bordede la preparación de la soldaduramedido como se muestra en lafigura. UW-13.2 pulgadas (mm)t s = espesor nominal del cuerpopulgadas (mm)



La soldadura a tope y soldadurade filete deberán estar diseñadospara tener cortante de 1.5 vecesel diferencial máxima de presiónque puede existir. El valor detensión admisible para lasoldadura a tope será del 70%del valor de la tensión para elmaterial del depósito y para filetede 55%.



Para los anillos guías de las bridas la

suma de a y b no será inferior a tresveces el espesor nominal de paredadyacente sometida a presión.



P l l b l d



Para las placas tubulares de apoyo: a+ b no menos de 2ts, c no menos de0.7ts o 1.4tr, el que sea menor.

Para las placas de tubos sin apoyo: a+ b no menos de 3ts, c no menos dets o 2tr, el que sea menor.

La dimensión b es producida por lapreparación de la soldadura y severificará después de encajar y antes

de la soldadura



Para otros componentes, la sumade a y b no será inferior a dosveces el espesor nominal de laparte sometida a presión.



UW 15UW 15



UW 15UW 15

La fuerza de soldaduras deranura se basará en la superficiesometida a cortante o tensión. La

fuerza de las soldaduras de filetese basará en la superficiesometida a cortante

Porcentajes de los valores detensión para el material deltanque



la tensión de ranura 74%corte de ranura 60%corte en el filete 49%

UW16UW16



UW16UW16

boquillas, conexiones, refuerzoforman una categoría D uniónsoldada entre la boquilla (o en

otra unidad ) y la casco, la tapa,etc



Do = diámetro exterior del cuello otubo conectado mediante soldaduraen el interior de la casco del tanque,pulg (mm)G = juego radial entre el agujero enla pared del recipiente y el diámetroexterior del cuello de la boquilla o eltubo, pulg (mm)Radio = 1 / 8 de pulgada (3,2 mm)como mínimo radio



Boquillas unidas a una pared deltanque se unen por soldadura depenetración completa.(a, b, c, d y

e)Placas de refuerzo en el casco

serán adosadas al casco porpenetración completa Véase lafigura. UW-16.1 bocetos (a), (b),(c), (d), (e), (f-1), (f-2), (f-3), (f-4),



La dimensión tw no podrá ser inferior a



La dimensión tw no podrá ser inferior atn ni menos que 1 / 4 "Ver la figura.UW-16.1 bocetos (t) y (u).Cuando aparece radio, disponer unradio mínimo de 1/8 pulgadas (3,2mm).

Cuando el cuello o el tubo se conecta

desde el interior solamente, laprofundidad de la ranura de lasoldadura o la garganta de la soldadurade filete deberá ser al menos igual a 1¼ tmin

A i R i



Accesorios: Rosca interna, roscaexterna, Toma soldadas o soldadas atope. La unión de los accesoriosdeberán cumplir los siguientesrequisitos.

Fijará por una ranura de penetracióncompleta soldadura o por una o dosfilete de soldadura de penetración

parcial, un en cada cara de la pareddel casco. Las dimensiones mínimasserán de soldadura como se muestraen la figura. UW-16.1 bocetos (x),(y) (z)

Para las soldaduras de penetración



Para las soldaduras de penetraciónparcial o soldaduras de filete, t2 o t1 no

será inferior al menor valor entre 3/32pulg (2.4 mm) o 0.7tmin.

Brida: máximo espesor de la pared no

excederá de 3 / 8 de pulgada (10 mm).La presión máxima de diseño noexcederá de 350 psi (2410 kPa).

tf mínima es de 3 / 32 pulg (2.4 mm).

L l d d l



La apertura en la pared del casco, nopodrá ser superior al diámetroexterior del tamaño nominal de latubería más 3/4 de pulgada



UW 17UW 17



UW 17UW 17

Deberán estar debidamenteseparados para tener la carga enproporción, pero no se considerará

que toman más del 30% de la cargatotal a transmitir.los agujeros de conexiones deberán

tener un diámetro no menor que t +1 / 4 de pulgada (6 mm) y no más de2t + 1 / 4 de pulgada (6 mm), dondet es el espesor en pulgadas de la



los agujeros de las conexionesdeberán estar completamente llenacon metal de soldadura cuando el

espesor de la placa es de 5 / 16 "(8mm) o menos, en placas másgruesas se llenarán con unaprofundidad de por lo menos lamitad del espesor placa o 5/16”, elmayor valor, pero en ningún casoserá inferior a 5 / 16 pulgadas



La carga de trabajo admisible desoldadura, ya sea en corte otensión se calculará por la

siguiente fórmula:



P = carga total de trabajoadmisible en la soldadura lb (kN)d = el diámetro del agujero en el

que se hace la soldadura, pulg(mm)S = valor máximo de tensión

admisible para el material en elque se hace la soldadura, psi(kPa)



REQUISITOS PARARECIPIENTES A PRESION

CONSTRUIDOS DE ACEROAL CARBONO Y DE BAJAALEACION

MATERIALEMATERIALE



MATERIALESACEROS AL

CARBONO Y DEBAJA ALEACION

Se limitan a latabla UCS-23

(Salvo UG-10 yUG-11)

Contenido mayorde 0.35% no seutilizara para la

soldadura

Las piezaspequeñas

conforme a ug-11((a)(2)) serán de

calidad soldable

Especificación enla SECC. II

SS



MATERIALES (TABLA UCS-23)



Todos los materiales se rigen porla TABLA UCS-23 ,salvo seespecifique alguna otra tabla

Los tensiones admisibles enfunción a la temperatura seindican en la TABLA 1 A de lasección II , parte D, salvo seespecifique otras tablas

23)

PLACAS DE ACEROPLACAS DE ACERO



PLACAS DE ACEROPLACAS DE ACERO•

Planchas de acero según el SA-36,SA/CSAG40.21 38W, y SA-283 grados A, B, Cy D puede utilizarse para las partes a presiónen recipientes a presión

• Requisitos1. Los recipientes no se utilizan paracontener sustancias letales, ya sea líquido ogaseoso.

2. Con la excepción de las bridas, tapasplanas o empernadas y anillos rigidezadores, el espesor de las placas en que se aplicala fuerza de soldadura no exceda del 5 / 8pulgadas (16 mm)

CASCOS FABRICADOS CONCASCOS FABRICADOS CON



TUBERIA (UCS-27) TUBERIA (UCS-27)• Especificaciones en la Tabla UCS-23• Fabricacion

1. Por horno de hogar abierto2. Por horno de oxigeno basico3. Horno Eléctrico

TUBERIAS SIN COSTURA TUBERIAS ELECTRO SOLDADA( Hasta diámetros

nominales de 762 )

PERNOS, TUERCAS YPERNOS, TUERCAS YARANDELASARANDELAS



ARANDELASARANDELASPERNOS• .La tabulación de los valores de esfuerzo

admisible a diferentes se dan en la tabla 3de la Sección II, Parte D.

•Los pernos de aleación no ferrosos y deacero, esparragos, y tuercas se puede

utilizar. Deberán ajustarse a los requisitos dela Parte UNF o UHA, segúncorresponda

• TUERCAS Y ARANDELAS(a SA-194, SA-563)

CRITERIO DE SELECCIÓN DECRITERIO DE SELECCIÓN DETUERCAS Y ARANDELASTUERCAS Y ARANDELAS



TUERCAS Y ARANDELAS TUERCAS Y ARANDELAS(1) Las tuercas de acero al carbono y arandelas de acero alcarbono se pueden usar con pernos de acero al carbono oespárragos.(2) Las tuercas de acero al carbono o aleación de acero yarandelas de acero al carbono o de aleaciones de acero deaproximadamente la misma dureza que las tuercas se

pueden utilizar con pernos de aleación de acero (para las temperaturas no superiores a 900 ° F (482 ° C)).(3) Tuercas de aleación de acero se utilizan con espárragosde aleación de acero o pernos de aleación de acero (A temperaturas superiores a 900 ° F (482 ° C).)(4) Tuercas y arandelas no ferrosos se pueden utilizar conPernos ferrosos y EspárragosSe tendrá en cuenta a las diferencias de expansión térmica y laposible corrosión resultante de la combinación de metalesdiferentes. tuercas y arandelas no ferrosos se ajustarán a losrequisitos de la UNF-13.

REQUISITOS PARA TRATAMIENTOREQUISITOS PARA TRATAMIENTO TERMICO POSTERIOR A LA TERMICO POSTERIOR A LA



SOLDADURA (UCS-56)SOLDADURA (UCS-56)(1) La temperatura del horno no será superior a 800 ° F(427 º C) en elmomento que el recipiente o una parte se coloca en el mismo.

(2) Por encima de 800 ° F (427 ° C), la velocidad de calentamiento nodebe ser mayor de 400 ° F / h (222 ° C / h) dividido por el espesor maximodel metal de la placa del casco o de la cabeza en pulgadas, pero en ningún

caso más de 400 ° / hr (222 ° C / hr). Durante el período de calentamientono debe haber una mayor variación de temperatura en toda parte delrecipiente de 250 ° F (139 ° C) dentro de 15 pies (4,6 m) intervalo delongitud.

(3) El recipiente o parte del recipiente se llevará a cabo en o por encima

de la temperatura especificada en la tabla UCS-56 o la tabla UCS-56.1 parael período de tiempo especificado en las tablas. Durante el período detenencia, no habrá una diferencia mayor de 150 ° F (83 ° C) entre latemperatura máxima y mínima en toda la parte del buque que se calienta,salvo cuando el rango es más limitado en la tabla UCS-56



REQUISITOS PARA EL TRATAMIENTO TERMICOREQUISITOS PARA EL TRATAMIENTO TERMICOPOSTERIOR A LA SOLDADURAPOSTERIOR A LA SOLDADURA



POSTERIOR A LA SOLDADURAPOSTERIOR A LA SOLDADURA

EXAMEN RADIOGRAFICOEXAMEN RADIOGRAFICO(UCS 57)(UCS 57)



(UCS-57)(UCS-57)UW-11 ( Requisitosindicados)

Examenradiográfico al

100% a cada uniónde soldadura a topeen la que la placamas delgada o losespesores de pareddel recipiente en launión,en caso

l l

98053964 Exposicion de Recipientes a Presion

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