Recipiente a presion

UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA

“GRAN MARISCAL DE AYACUCHO”

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO

NÚCLEO EL TIGRE - ANZOÁTEGUI

MAQUINAS ELECTRICAS

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RECIPIENTES DE PRESIÓN

PROFESOR:                                                                                              AUTORES:

Ing. José Rivas                                                                   Añez Andrea C.I 26.984.256

Rojas Nelson C.I 28.183.595

Scaramuzzi Francisco C.I 28.183.083

EL TIGRE, MARZO DE 2020

INDICE

INTRODUCCION        4

1.        CLASIFICACIÓN DE LOS RECIPIENTES A PRESIÓN Y SU USO        5

1.1 Por su uso        5

1.2 Por su forma        5

1.2.1 Recipientes abiertos.        6

1.2.2 Recipientes cerrados.        6

1.2.3 Tanques cilíndricos de fondo plano.        6

1.2.4 Recipientes cilíndricos horizontales y verticales con cabezas formadas.        7

1.2.5 Recipientes esféricos.        7

2.        TIPOS DE TAPAS DE RECIPIENTES BAJO PRESIÓN INTERNA        7

2.1 Tapas planas        8

2.2 Tapas toriesfericas        8

2.3 Tapas semielipticas        8

2.4 Tapas semiesféricas        8

2.5 Tapas cónicas        8

2.6 Tapas toriconicas        9

2.7 Tapas planas con ceja        9

2.8 Tapas únicamente abombadas        9

3.        NORMAS Y CÓDIGOS A CONSIDERAR PARA LOS DISEÑOS MECÁNICOS DE LOS RECIPIENTES A PRESIÓN.        9

3.1 Código ASME        10

3.1.1 Secciones del código ASME.        11

3.2 Códigos auxiliares        13

3.3 Especificación de materiales        14

3.4 Materiales amparados por el código ASME        16

4.        SELECCIÓN DE MATERIALES PARA FABRICAR UN RECIPIENTE DE PRESIÓN        18

5.        DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS DE LOS RECIPIENTES A PRESIÓN        19

5.1 Esfuerzo Longitudinal (SI)        20

5.2 Esfuerzo Circunferencial (Juntas longitudinales)        21

5.3 Esfuerzos en las paredes de los cilindros a presión        21

5.3.1 Contenedor cilíndrico.        21

5.3.2 Contenedor esférico        22

6. DISEÑO DE TAPAS PARA TANQUES HORIZONTALES        23

7. ASPECTOS TÉCNICOS-ECONÓMICOS A CONSIDERAR PARA LA FORMULACIÓN DE UN DISEÑO MECÁNICO DE LOS RECIPIENTES A PRESIÓN        25

7.1 Evaluación de los materiales sugeridos        25

7.1.1 Duración estimada del material.        25

7.1.2 Vida estimada del recipiente a presión.        26

7.1.3 Confiabilidad del material.        26

7.1.4 Costo del material y de fabricación.        26

7.1.5 Propiedades mecánicas.        26

7.1.6 Propiedades físicas.        26

7.1.7 Propiedades químicas.        26

7.1.8 Soldabilidad.        26

CONCLUSIÓN        28

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        29

INTRODUCCION

Un recipiente a presión es definido como un contenedor con un diferencial de presión entre el interior y exterior del mismo. La presión interna es usualmente más alta que la externa, excepto algunas situaciones aisladas. El fluido dentro del recipiente puede experimentar un cambio de estado como en el caso de calderas de vapor, o puede combinarse con otros reactivos como en el caso de reactores químicos.

Los recipientes a presión a menudo poseen una combinación de altas presiones junto con altas temperaturas y en algunos casos fluidos inflamables o materiales altamente radioactivos. Debido a estos peligros es imperativo que el diseño sea tal que ninguna fuga pueda ocurrir.

Además, estos recipientes tienen que ser cuidadosamente diseñados para hacer frente a las presiones y temperaturas de operación. Debe tomarse en cuenta que la ruptura de un recipiente a presión tiene un potencial para causar lesiones físicas extensivas y daños infraestructurales. La seguridad e integridad de la planta son de interés fundamental en el diseño de recipientes a presión y esto depende de la adecuación de los códigos de diseño.

Los recipientes a presión son ampliamente usados en la industria del gas, química, petrolera, petroquímica y nuclear. Los mismos se utilizan para el transporte, producción, manipulación, almacenamiento y procesos de transformación de líquidos y gases. Su uso se ha expandido alrededor del mundo

1. CLASIFICACIÓN DE LOS RECIPIENTES A PRESIÓN Y SU USO

Los diferentes tipos de recipientes a presión que existen, se clasifican de la siguiente manera:

1.1 Por su uso

Por su uso los podemos dividir en recipientes de almacenamiento y en recipientes de proceso. Los primeros nos sirven únicamente para almacenar fluidos a presión, y de acuerdo con su servicio son conocidos como tanques de almacenamiento, tanques de día, tanques acumuladores, etc. Los recipientes a presión de proceso tienen múltiples y muy variados usos, entre ellos podemos citar los cambiadores de calor, reactores, torres fraccionadoras, torres de destilación, etc.

1.2 Por su forma

Por su forma, los recipientes a presión, pueden ser cilíndricos o esféricos. Los primeros pueden ser horizontales o verticales, y pueden tener, en algunos casos, chaquetas para incrementar o decrecer la temperatura de los fluidos según el caso. Los recipientes esféricos se utilizan generalmente como tanques de almacenamiento, y se recomiendan para almacenar grandes volúmenes a altas presiones.

Puesto que la forma esférica es la forma “natural” que toman los cuerpos al ser sometidos a presión interna, ésta sería la forma más económica para almacenar fluidos a presión, sin embargo, la fabricación de este tipo de recipientes e mucho más cara en comparación con los recipientes cilíndricos.

Los tipos más comunes de recipientes pueden ser clasificados de acuerdo a su geometría como:

• Recipientes Abiertos.
• Recipientes Cerrados.
• Tanques cilíndricos verticales, fondo plano.
• Recipientes cilíndricos horizontales y verticales con cabezas formadas.
• Recipientes esféricos.

Indicaremos algunas de las generalidades en el uso de los tipos más comunes de recipientes:

     1.2.1 Recipientes abiertos.

Los recipientes abiertos son comúnmente utilizados como tanque igualador o de oscilación como tinas para dosificar operaciones donde los materiales pueden ser decantados como: desecadores, reactores químicos, depósitos, etc. Obviamente este tipo de recipiente es más que el recipiente cerrado de una misma capacidad y construcción. La decisión de que un recipiente abierto o cerrado es usado dependerá del fluido a ser manejado y de la operación. Estos recipientes son fabricados de acero, cartón, concreto…. Sin embargo, en los procesos industriales son construidos de acero por su bajo costo inicial y fácil fabricación.

     1.2.2 Recipientes cerrados.

Fluidos combustibles o tóxicos o gases finos deben ser almacenados en recipientes cerrados. Sustancias químicas peligrosas, tales como ácidos o sosa cáustica son menos peligrosas si son almacenadas en recipientes cerrados.

     1.2.3 Tanques cilíndricos de fondo plano.

El diseño en el tanque cilíndrico vertical operando a la presión atmosférica, es el tanque cilíndrico con un techo cónico y un fondo plano descansando directamente en una cimentación compuesta de arena, grava o piedra triturada. En los casos donde se desea usar una alimentación de gravedad, el tanque es levantado arriba del terreno y el fondo plano debe ser incorporado por columnas y vigas de acero.

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