ASME Estanques a presión | Espesor de placa de cilindros soldados.

Ingeniería Mecánica | Información

Introducción

El uso de estanques a presión en la industria permite el almacenamiento de fluidos líquidos y gases en condiciones de estáticas o dinámicas en caso de que se utilicen agitadores o impulsores (impellers). Las norma más utiliza para le diseño de estanques a presión interna o externa es la ASME Sección VIII División 1, la cual entrega todas las restricciones y modelos de cálculo para el dimensionamiento de éstos equipos considerando la aplicación a la cual es usado.

En post posteriores se profundizara más acerca de ésta norma y sus aplicaciones en la ingeniería, por el momento se describirá el modelo matemático utilizado por ésta norma para calcular el espesor de placa de cilindros soldados sometidos a presión interna.

Modelo matemático

Se debe considerar que modelo matemático utilizado no requiere del uso de factores de seguridad, es decir, las ecuaciones y los valores de esfuerzo admisible máximo están contemplados dentro del modelo, por lo tanto, es obligatorio que los valores de esfuerzo máximo admisible sean los especificados por la norma, los cuales están presentes en la ASME Sección II Parte D Tabla 1A. 

Las ecuaciones son las siguientes:

Donde:

E = Eficiencia de unión.

          

Es determinada por el tipo de soldadura a utilizar en dicha unión, va a depender también del grado de examinación radiográfica que se aplique a la unión. Si el valor de esta variable no puede ser determinado, siempre debe tener un valor menor o igual a 1.

P = Presión admisible máxima dentro del estanque, Pa.

Va a depender de las condiciones de operación del estanque. En el caso que se almacenen estanques con fluidos líquidos atmosféricos, se debe considerar la presión estática de este más la presión atmosférica. Existen muchas restricciones que limitan el uso de éstos estanques a líquidos expuestos a temperaturas y cargas ambientales, dichos alcances serán definidos en otra oportunidad. 

R = Radio interior del estanque, m.

S = Esfuerzo admisible máximo, Pa.

La norma ASME Sección II Parte D en la Tabla 1A, contiene una gran gama de materiales donde se especifican diferentes valores de esfuerzo admisible máximo, para diferentes valores de temperatura de metal. Siempre se debe considerar la máxima temperatura de trabajo del equipo y luego interpolar los valores dentro de la tabla para determinar el valor real de ésta propiedad. Si dicha temperatura de trabajo es mayor a los valores dentro del rango de la norma, se deben considerar otro material que cumpla con las características del trabajo.

t_c = Espesor de cilindro, para uniones circunferenciales, m.

t_l = Espesor de cilindro, para uniones longitudinales, m.

En la siguiente publicación se presentara un problema resuelto del cálculo.