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Tanque a presin.

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  • PRESSURE VESSEL

    Procesos de Manufactura

    Integrantes Fernando Xavier Erazo Navarrete

    Edgar Xavier Mendoza Arce

  • Contenido Indice de Tablas ........................................................................................................................................ 2

    Indice de Grafica ....................................................................................................................................... 2

    Marco Terico ............................................................................................................................................... 3

    Esfuerzos en cascos cilndricos ................................................................................................................. 3

    Presin Interna .......................................................................................................................................... 3

    Frmulas expresadas en funcin de las dimensiones interiores. ............................................................. 5

    Frmulas expresadas en funcin de las dimensiones exteriores. ............................................................ 6

    Tamao Optimo ........................................................................................................................................ 8

    Materiales ..................................................................................................................................................... 8

    Procedimiento ............................................................................................................................................... 8

    Clculos ......................................................................................................................................................... 9

    Tamao ptimo de Recipiente ............................................................................................................. 9

    Preparacion de Pintura ....................................................................................................................... 10

    Cantidad Requerida de Pintura ........................................................................................................... 10

    Diagrama PITOC .......................................................................................................................................... 10

    Bibliografa .................................................................................................................................................. 10

    Anexos. ........................................................................................................................................................ 11

    Graficas ................................................................................................................................................... 11

    Tablas ...................................................................................................................................................... 12

  • Indice de Tablas Tabla 1. Resultados Diseo de Recipiente de Presin .................................................................................. 9

    Tabla 2. Presin de los fluidos Carga Esttica ............................................................................................. 12

    Tabla 3. Rangos de Presin para Accesorios Bridados y Bridas para Tuberas. .......................................... 13

    Tabla 4. Mxima presin permitida para tubos. ......................................................................................... 14

    Tabla 5. Tipos de Juntas Soldadas. .............................................................................................................. 15

    Tabla 6. Eficiencia de las cabezas o casquetes sin costura. ........................................................................ 16

    Tabla 7. Eficiencia de las cabezas o casquetes sin costura. (Continuacin) ............................................... 16

    Tabla 8. Propiedades de los materiales: Acero al Carbono y de bajo contenido de elementos de Aleacin.

    .................................................................................................................................................................... 17

    Indice de Grafica Grfica 1. Relacin de Volumen de recipiente, Dimetro del recipiente y la Fuerza para determinar el

    tamao ptimo del recipiente .................................................................................................................... 11

    Indice de Ilustracion Ilustracin 1. Soldadura Tipo 1 Norma UW-12 ............................................................................................. 8

    Ilustracin 2. Soldadura Tipo 6 Norma UW-12 ............................................................................................. 9

  • Marco Terico Se han utilizado procedimientos y frmulas de diseo de las normas de ASME American Society of

    Mechanical Engineers, Code for Pressure Vessels, seccin VIII, divisin 1. Los recipientes fabricados se

    tratan de materiales ferrosos y soldadura.

    Esfuerzos en cascos cilndricos

    La presin uniforme, interna o externa, induce en la costura longitudinal un esfuerzo unitario igual al

    doble del que obra en la costura circunferencial, por la geometra misma del cilindro.

    Cuando otras fuerzas (de viento, ssmicas, etc.) no son factores importantes, un recipiente sujeto a

    presin externa, debe disearse para resistir slo la deformacin circunferencial. Las normas establecen

    el mtodo de diseo para llenar tal requisito. Cuando actan adems otras cargas, la combinacin de las

    mismas puede ser la que rija, y podr requerirse una placa de mayor espesor que el necesario para

    resistir nicamente la deformacin circunferencial.

    El esfuerzo a la compresin debido a la presin externa y el esfuerzo a la presin interna se

    determinarn mediante las frmulas siguientes

    Junta Circunferencial

    1 =

    4

    Junta Longitudinal

    2 =

    2

    Donde: D= Dimetro medio del recipiente, pulgadas P=Presin interna o externa, /2 1 = Esfuerzo longitudinal, /

    2 2 = Esfuerzo circunferencial (o de zuncho), /

    2 t= Espesor del casco, sin margen por corrosin, pulgadas

    Presin Interna Presin de Operacin La presin que se requiere en el proceso del que forma parte el recipiente, a la cual trabaja

    normalmente ste.

    Presin de Diseo

  • Se recomienda disear un recipiente y sus componentes para una presin mayor que la de operacin.

    Este requisito se satisface utilizando una presin de diseo de 30 /2 o 10% ms que la presin de

    trabajo, la que sea mayor. Tambin debe tomarse en consideracin la presin del fluido y de cualquier

    otra sustancia contenida en el recipiente. Ver la Tabla 2 para la presin de los fluidos.

    Mxima presin permitida de operacin. La presin interna a la que est sujeto el elemento ms dbil del recipiente correspondiente al esfuerzo

    mximo admisible, cuando se supone que el recipiente e est:

    a) En estado de desgaste por corrosin

    b) A una temperatura determinada

    c) En posicin normal de trabajo

    d) Bajo el efecto de otras cargas (carga de viento, presin externa, presin hidrosttica, etc.) que

    son aditivas a la presin interna.

    Ver Tabla 3 para la mxima presin permitida para bridas. Ver Tabla 4 para la mxima presin permitida

    para tubos.

    Valores del esfuerzo mximo permitido. Los valores del esfuerzo de tensin mximo permitido para diferentes materiales se presentan en su

    respectiva datasheet. El esfuerzo a compresin mximo permitido para usar en el diseo de recipientes

    cilndricos sujetos a cargas que produzcan esfuerzo de compresin en el casco debe determinarse de

    acuerdo a la norma, ver Error! No se encuentra el origen de la referencia..

    Eficiencia de las juntas. La eficiencia de los diferentes tipos de juntas soldadas aparece en la Tabla 5. La eficiencia de las cabezas

    o casquetes sin costura est tabulada en la Tabla 6 y Error! No se encuentra el origen de la referencia..

    Las pginas que siguen contienen frmulas que se emplean para calcular el espesor de pared requerido

    y la presin mxima de trabajo permitida para los tipos de casco y de cabeza de uso ms frecuente. Las

    frmulas para casco cilndrico se dan para la costura longitudinal, ya que es la que rigen generalmente.

    El esfuerzo de la costura circunferencial rige solamente cuando la eficiencia de la junta circunferencial es

    menor que la mitad de la eficiencia de la junta longitudinal, o cuando adems de la presin interna, hay

    cargas adicionales (carga de viento, reaccin de las silletas), que producen flexin o tensin

    longitudinales. La razn de esto es que el esfuerzo que se origina en la costura circunferencial es igual a

    la mitad del que se origina en la costura longitudinal.

    De acuerdo con lo anterior, las frmulas para la costura circunferencial son:

    Espesor Presin

    =

    2 + 0.4 =

    2

    0.4

  • Frmulas expresadas en funcin de las dimensiones interiores.

    Casco Cilndrico

    =

    0.6

    =

    + 0.6

    P= Presin de diseo o presin mxima permitida de trabajo, /2 S= Valor de esfuerzo del material, /2 , tabla 6. E= Eficiencia de la junta, tabla 4. R= Radio interior, pulgadas D= Dimetro interior, pulgadas. t= Espesor de pared, pulgadas. C.A.= Margen por corrosin, pulgadas.

    Generalmente rige el esfuerzo en la costura longitudinal.

    Cuando el espesor de pared exceda de la mitad del radio interior o