Canculo de recipientes a presion

Universidad VeracruzanaFacultad de Ciencias QuímicasIngeniería Química

Ingeniería de procesos Presión de diseño

cálculo de recipientes a presiónUlises Lozano Magariño

CONTENIDO

Criterios Para El Cálculo De Recipientes A Presión

Cálculo Re Recipientes a Presión

Criterios Para El Cálculo De Recipientes A Presión

Certificación Condición normal de operación Costura Diseño y Construcción Eficiencia de una junta soldada Esfuerzo máximo permisible Especificación de material Espesor calculado o requerido (dr)

Sig.

Espesor mínimo (dm) Espesor mínimo requerido (dmr) Espesor nominal (dn)Presión de diseño (Pd)Presión Máxima Permisible de Trabajo (PMPT)Presión Máxima Permisible: (PMP)Presión de operación (Po)Presión de prueba (Pp)

Criterios Para El Cálculo De Recipientes A Presión

Sig.

Recipiente a presión Recipiente a presión revestido Recipientes a presión recubiertos Recipiente a presión multicapas Relevado de esfuerzos Temperatura de diseño.(td) Temperatura de operación (to) Temperatura mínima de diseño del metal. (TMDM)

Criterios Para El Cálculo De Recipientes A Presión

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Cálculo Re Recipientes a Presión

1) Esfuerzos En Cascos Cilíndricos

2) Presión Interna (formulas expresadas en función de las dimensiones interiores).

a) Casco cilíndrico (costura longitudinal)

b) Esfera y cabeza hemisféricoc) Cabeza elipsoidal 2:1d) Cono y sección cónicae) Cabeza ASME bridada y ala

beada (cabeza torisferica)

Sig.atrás

f) Casco cilíndrico (costura longitudinal).

g)Esfera y cabeza hemisférica.

h)Cabeza elipsoidal 2:1.i) Cono y sección cónica.j) Cabeza ASME bridada y al

abeada (cabeza torisferica).

Cálculo Re Recipientes a Presión

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3) Presión Interna (formulas expresadas en función de las dimensiones exteriores).

Esfuerzos En Cascos Cilíndricos

Sig.

Junta Circunferencial

Junta Longitudinal

Fórmulas

NOTACIÓND= Diámetro Medido del Recipiente, PulgadasP= Presión Interna o Externa, lb/pilg2S1= Esfuerza Longitudinal, lb/pulg2S2= Esfuerzo Circunferencial (o De Zuncho), lb/pulg2t= Espesor Del Casco, Sin Margen Por Corrosión, pulgada

Esfuerzos En Cascos Cilíndricos

Ejemplo: Esfuerzos En Cascos Cilíndricos

Datos

D = 96 pulgadasP = 15 lb/pulg2t = 0.25

Junta Circunferencial

Junta Longitudinal

Altura Critica De La Torre

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Casco cilíndrico (costura longitudinal)

P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio interior, pulgadas D = Diámetro interior pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadas

Fórmula Notas

1) Generalmente rige el esfuerzo en la costura longitudinal.

2) Cuando el espesor de pared exceda de la mitad del radio interior o P exceda de 0.385 SE, se aplicarán las fórmulas dadas en el apéndice del código, 1-2.

Ejemplo: Casco cilíndrico (costura longitudinal)

Ver datos de diseño de esta página, aquí.

Determinar el espesor requerido, t, de un casco.

Usar: placa de 0.500 pulgadas

Determinar la presión máxima de trabajo permitida, P para casca de 0.500 pulg de espesor cuando el recipiente esta nuevo.

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DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)t = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio interior, pulgadas D = Diámetro interior pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadas

Fórmula Notas

1) Para las cabezas sin brida recta, úsese la eficiencia de la junta de la cabeza al casco si es menor que la eficiencia de la costura de la cabeza.

2) Cuando el espesor de pared exceda de o.356 R, o P exceda de 0.665, se aplicaran las formulas dadas en el apéndice 1-3 de las normas.

Esfera y cabeza hemisférico

Ejemplo: Esfera y cabeza hemisférico

La cabeza se suministra sin brida recta.Determina el espesor requerido, t, de una cabeza hemisférica.

Usar cabeza de 0.3125 pulg DE ESP. MIN.

Determinar la presión máxima de trabajo permitida, P, para cabeza de 0.3125 pulg de espesor, cuando esta nueva.

Ver datos de diseño de esta página, aquí.

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DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)t = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

Cabeza elipsoidal 2:1 P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio interior, pulgadas D = Diámetro interior pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadas

Fórmula Notas

1) Para las cabezas elipsoidales cuya relación del eje mayor al eje menor sea diferente de 2:1, véase el apéndice 1-4, (c) de las normas.

Ejemplo: Cabeza elipsoidal 2:1

Determinar el espesor requerido de una cabeza elipsoidal sin costura.

Usar cabeza de 0.3125 pulg DE ESP. MIN.

Determinar la presión máxima de trabajo permitida, P, para sin costura de o.275 pulg de espesor en una zona corrosiva.

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Ver datos de diseño de esta página, aquí.

DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)t = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

Cono y sección cónica P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio interior, pulgadas D = Diámetro interior pulgadas = La mitad del ángulo en el vértice, grados L = Radio interior de las curvaturas, pulgadas R = Radio inferior de las curvaturas, pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadasFórmula Notas

1) La mitas del ángulo en el vértice, no mayor de 30º

2) Cuando es mayor de 30º, se requiere un análisis especial (apéndice 1-5(e) del código)

Ejemplo: Cono y sección cónica

COS 30º = 0.866Determinar el espesor requerido, t, de un cono

Usar placa de o.500 pulg de espesor

Determinar la presión máxima de trabajo permitida P, para un cono de 0.500 pulg de espesor cuando el recipiente es nuevo.

Ver datos de diseño de esta página, aquí.

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DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión) = 30º,, la mitad del ángulo en el vérticeL = 96 pulgadas, radio interior del casquetet = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

Cabeza ASME bridada y alabeada (cabeza torisferica)

P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio interior, pulgadas D = Diámetro interior pulgadas = La mitad del ángulo en el vértice, grados L = Radio interior de las curvaturas, pulgadas R = Radio inferior de las curvaturas, pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadasFórmula (cuando L/r= 16 2/3) Fórmula (cuando L/r menor 16 2/3)

Ejemplo: Cabeza ASME bridada y alabeada (cabeza torisferica). Cuando L/r= 16 2/3)

L/r= 16 2/3Determinar el espesor requerido, t, de una cabeza ASME bridada y abombada, sin costura

Usar una cabeza de 0.625 pulg de espesor mínimo.

Determinar la presión máxima de trabajo permitida P, para un cono de 0.500 pulg de espesor cuando el recipiente es nuevo.

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DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión) = 30º,, la mitad del ángulo en el vérticeL = 96 pulgadas, radio interior del casquetet = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

Ejemplo: Cabeza ASME bridada y alabeada (cabeza torisferica). uando

L/r menor 16 2/3Radio de curva r = 6 pulg L/r = 96//6 = 16, M = 1.75, de la tabla.Determinar el espesor requerido, t, de una cabeza ASME bridada y abombada

Usar una cabeza de 0.625 pulg de espesor mínimo.

Radio de curva r = 6 pulg L/r = 96//6 = 16, M = 1.75, de la tabla.Determinar la presión máxima permitida de trabajo, P, para una cabeza sin costura de 0.481 pulg de espesor, cuando el recipiente está en zona corrosiva

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DATOS DE DISEÑO

DATOS DE DISEÑO

P = Presión de diseño, 100 lb/pulg2S = Valor del esfuerzo de la placa SA 515-70 @ 650 ºF, 17500 lb/pulg2E = 0.85, eficiencia de las juntas del casco y la cabeza hemis. Al casco, examinadas por zonasE = 1.0, eficiencia de junta de las cabezas sin costuraR = 48 pulgadas, radio interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión)D = 96 pulgadas, dim. Interior (en zonas corrosivas, mayor junto con el margen de corrosión) = 30º,, la mitad del ángulo en el vérticeL = 96 pulgadas, radio interior del casquetet = Espesor de pared requerida, pulgadasC.A. = 0.125, margen por corrosión

ejemplo

Valores del factor “M”

ejemplo

Casco cilíndrico (costura longitudinal)

P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio exterior, pulgadas D = Diámetro exterior, pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadas

Fórmula Notas

1) Generalmente rige el esfuerzo en la costura longitudinal.

2) Cuando el espesor de pared exceda de la mitad del radio interior o P exceda de 0.385 SE, se aplicarán las fórmulas dadas en el apéndice del código, 1-2.

P = Presión de diseño o presión máxima de trabajo permitida, lb/pulg2 S = Valor del esfuerza del material, lb/pulg2 E = Eficiencia de la junta R = Radio exterior, pulgadas D = Diámetro exterior, pulgadas t= Espesor de la pared, pulgadas C.A. = margen de corrosión, pulgadas

Fórmula Notas

1) Para las cabezas sin brida recta, úsese la eficiencia de la junta de la cabeza al casco si es menor que la eficiencia de la costura de la cabeza.

2) Cuando el espesor de pared exceda de o.356 R, o P exceda de 0.665, se aplicaran las formulas dadas en el apéndice 1-3 de las normas.

Esfera y cabeza hemisférica

Cabeza elipsoidal 2:1.

Cono y sección cónica.

Cabeza ASME bridada y alabeada (cabeza torisferica).