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APROB. FECHAAPROB.FECHA

1994

MDP01DP01 TEMPERATURA Y PRESION DE DISEO

NOV.950 30

MANUAL DE DISEO DE PROCESO

ESPECIALISTAS

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MANUAL DE DISEO DE PROCESO

CRITERIOS DE DISEO

TEMPERATURA Y PRESION DE DISEONOV.950

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Indice1 ALCANCES 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 PRINCIPIOS BASICOS 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICIONES GENERALES 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 TEMPERATURA DE DISEO 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Generalidades 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Definiciones 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Temperatura de diseo de equipos 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Temperatura de diseo de tuberas 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Flexibilidad de tuberas 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 PRESION DE DISEO 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Generalidades 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Definiciones 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Presin de diseo de equipos 20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Presin de diseo de tuberas 24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Especificaciones de materiales de tuberas 27. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 ALCANCESEstablecer lineamientos para fijar la temperatura y la presin de diseo derecipientes a presin, tanques de almacenamiento, intercambiadores,equipos.generales y tuberas para nuevas plantas o instalaciones. Definir enforma consistente los variados trminos relacionados con presin y termperaturaque se usan en el diseo y operacin de plantas, con el fin de facilitar lacomunicacin entre los diferentes ingenieros involucrados.

2 REFERENCIAS

Manual de Diseo de Procesos (MDP)

05E01 Intercambiadores de Calor: Principios Bsicos

05E02 Intercambiadores de Calor: Procedimientos de Diseo paraIntercambiadores de Tubo y Carcaza

05E03 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseo paraEnfriadores de Aire

05E04 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseo paraIntercambiadores de Doble Tubo

05E05 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseo paraServicios Criognicos

05S01 Tambores Separadores: Principios Bsicos

05S03 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseo: SeparadoresLquidoVapor

05S04 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseo: SeparadoresLquidoLquido

05S05 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseo: SeparadoresLquidoLquidoVapor

Manual de Ingeniera de Diseo (MID)

Vol. 5 Equipos Vol. 6 Equipos con Fuego Vol. 8 Intercambiadores de Calor

Vol. 131 H221 Materiales de Tuberas Vol. 14 Equipos Rotativos Vol. 19 Tanques Vol. 21 Recipientes a Presin Vol. 22 Seguridad en Diseo

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Otras Referencias

API RP 520 Sizing, Selection and Installation of PressureRelieving Devices inRefineries; Parts I and II

API RP 521 Guide for PressureRelieving and Depressuring Systems API STD 605 LargeDiameter Carbon Steel Flanges API STD 620 Design and Construction of Large, Welded, LowPressure

Storage Tanks API STD 650 Welded Steel Tanks for Oil Storage API STD 2000 Venting Atmospheric and LowPressure Storage Tanks ANSI B16.1 Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings, Class 25, 125, 250,

and 800 ANSI B16.5 Steel Pipe Flanges and Flanged Fittings ANSI B16.34 Steel Valves ASME B31.1 Power Piping (ANSI B31.1) ASME B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping (ANSI B31.3) ASME Code Boiler and Pressure Vessel Code: Section I, Power Boilers Section VIII, Pressure Vessels, Divisions 1 and 2

3 PRINCIPIOS BASICOSLa temperatura y la presin de diseo de un sistema afectan la seguridad, laconfiabilidad y la economa de la planta. La fijacin de la temperatura y la presinde diseo influencia o determina el material a utilizar, el espesor del componente,la flexibilidad de la tubera, la disposicin de las unidades, los soportes, elaislamiento, la fabricacin y las pruebas de los equipos y sistemas de tuberas aser instalados.

La temperatura y la presin de diseo deben ser establecidas de forma tal quesean adecuadas para cubrir todas las condiciones de operacin previsibles,incluyendo arranque, parada, perturbaciones del proceso, incrementosplanificados en la severidad de operacin, diferentes alimentaciones y productos,y ciclos de regeneracin, cuando aplica. En muchos diseos, es necesario agregarun incremento de temperatura y presin a las condiciones normales de operacin,para cubrir las variaciones de operacin.

Se deben especificar condiciones alternas de diseo para equipos y tuberas quedeban estar sujetos a temperaturas y presiones mayores que las condicionesnormales de diseo. Un ejemplo tpico de esto es la situacin de regeneracin decatalizador involucrada en procesos de lecho fijo. Aqu, el reactor y la tubera estnsujetos a una temperatura de operacin alterna, superior a la temperatura deoperacin normal, pero a una presin reducida. Diseos en base a lapsos cortos

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o intermedios de tiempo se pueden aplicar solamente a tuberas; para el caso derecipientes a presin o intercambiadores de calor, se deben seguir los cdigos yprcticas de diseo apropiados.

En general, las condiciones de temperatura y presin de diseo para equipos deplanta (recipientes a presin, calderas, tanques, intercambiadores de calor,columnas, reactores, etc.), as como las condiciones generales de diseo paratubera son establecidas durante el desarrollo de la ingeniera bsica, poringeniera de procesos, mientras que la seleccin del tipo especfico de tubera autilizar se establece de acuerdo a las especificaciones de materiales de tuberaque rigen el proyecto, las cuales se basan en la clasificacin de presin de lasbridas segn el tipo de material seleccionado para el manejo de un determinadofludo.

En lugar de definir condiciones de diseo separadas para cada uno de los equiposy sistemas de tuberas considerados en un proyecto, normalmente esrecomendable definir sistemas que esten expuestos a las mismas condiciones yprotegidos por el mismo arreglo de alivio de presin, lo cual permite una definicncomn de las condiciones de diseo, resultando en un diseo coherente y de fcilseguimiento durante las fases de ingeniera de detalles, fabricacin, construcciny prueba.

4 DEFINICIONES GENERALESA continuacin se definen algunos trminos generales relacionados con el temade la presente prctica de diseo, para una mayor claridad del texto:

Fluido de servicio

Segn el ASME B31.3, Fluido de Servicio es un trmino general aplicado aldiseo de sistemas de tuberas, relacionado con la consideracin de lacombinacin de las propiedades del fluido, las condiciones de operacin y otrosfactores que establecen las bases de diseo del sistema. La clasificacin de losservicios es la siguiente:

a. Fluido de servicio categora D

Para clasificar un fluido en esta categora, todos los renglones siguientes debenaplicar:

a.1 El fluido considerado es no inflamable, no txico e inocuo para los tejidoshumanos.

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a.2 La presin manomtrica de diseo no excede los 1030 kPa (150 psig),y

a.3 La temperatura de diseo est entre 29 C (20 F) y 186 C (366 F).

b. Fluido de servicio categora MEste es un servicio para el cual el potencial de exposicin para las personas esconsiderado significativo, en el cual, una sola exposicin a muy pequeascantidades de un fluido txico causada por fugas en el sistema, puede producirdao serio e irreversible a las