Introducción al Código ASME
Condiciones de operación
De ese video podemos identificar dos factores muy importantes para el diseño de equipos sujetos a presión: las condiciones de operación, la selección del material de construcción (que depende de las especies químicas a contener) y la influencia del tipo de soldadura empleada en la construcción de estos recipientes. Primero hay que conocer las condiciones a las cuales operaría el recipiente, ya que su operación óptima dependerá de la función que cumple dentro del proceso y la presión y temperatura de operación.
Para simplificar las consideraciones que debemos tomar en cuenta, vamos a consultar las Tabla 1-4 del libro de texto de Moss y Basic (2013):
| Directrices para establecer la presión y temperatura de diseño |
| Presión de diseño |
| Ítem | Máxima presión de operación (PSIG) | Presión de diseño (PSIG) |
| 1 | Vacío (total o parcial) | 50 PSIG interna + Vacío total |
| 2 | 0 a 5 | 50 PSIG interna + Vacío total |
| 3 | 6 a 35 | 50 |
| 4 | 36 a 100 | Operación + 15 |
| 5 | 101 a 250 | Operación + 25 |
| 6 | 251 a 500 | Operación + 10% |
| 7 | 501 a 1000 | Operación + 50 |
| 8 | más de 1000 | Operación + 5% |
| Temperatura de diseño |
| Ítem | Máxima temperatura de operación (ºF) | Temperatura de diseño (ºF) |
| 1 | Menor a -10 | Operación – 25 |
| 2 | -9 a 14 | Operación – 20 |
| 3 | 15 y mayores | Operación + 50 |
Materiales
Respecto a la selección de los materiales, los ingenieros mecánicos no se preocupan mucho por las especies químicas que contenga o procese el recipiente y vuelven a simplificar proponiendo una serie de consideraciones de servicio (mostradas en un listado en la página 34):
A continuación se presenta una lista de servicios que requieren consideraciones especiales respecto al diseño del recipiente y/o a la selección del material de construcción:
- Servicio cíclicos: fatiga
- Servicios letales
- Servicios sometidos a vibración
- Servicios de choque; térmico o de carga
- Servicios de baja temperatura
- Criogénico
- Servicios de alta temperatura
- Servicios de arrastre o deslizamiento (creep)
- Servicios de arrastre con fatiga
- Servicios corrosivos
- Contenido:
Servicios de hidrógeno
Servicios de H2S húmedo (agua amarga, sour water)
Servicios cáusticos
Servicios de amoniaco
Servicios de cloro
Servicios de aminas
Ácido sulfúrico
Ácido clorhídrico
Ácido flourhídrico
Ácidos politiónicos
Si lo notaron en realidad es un listado de categorías, en el que sólo se hace un poco de más énfasis en el capítulo 11 sobre los materiales recomendados para servicios a diferentes temperaturas que puede ser consultado en esta imagen. La recomendación general es que se analicen todas las especies químicas que se utilicen como materiales primas o que se produzcan en el procesamiento, se consulten por lo menos su Hoja de datos de seguridad (MSDS, por sus siglas en idioma inglés) y con base en ello se seleccione un material adecuado de construcción.
Cada material tiene características mecánicas diferentes en función de la temperatura de diseño: el libro de Megyesy tiene una sección dedicada a los materiales de construcción que tomaremos de referencia de la página 156 a la 159. Específicamente en la 159 se reportan esfuerzos máximos a la tensión (identificados por una S y en unidades de psi).
Para encontrar información adicional sobre la composición química de los materiales de construcción les recomiendo leer la siguiente referencia:
Gräfen, H. 2000. Construction Materials in Chemical Industry. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry.
Soldaduras
¿Qué sabes de soldaduras?
Como gente moderna que somos, seguramente veremos un programa de televisión para enterarnos de un montón de cosas sobre las soldaduras.
¿Cómo se representan estas uniones en un esquema gráfico? El usuario colvert30 desde Perú, nos comparte esto tutoriales:
Van a compartir notas gráficas (SketchNotes) a manera de resumen de cada uno de los videos:
Video / HT
Simbolización de las soldaduras / #EDEPQ2019BT34
Símbolos de soldadura / #EDEPQ2019BT35
Nancy White es genial para hacer sketchnotes (notas utilizando dibujos). Les comparto unos ejemplos de las notas que tomó en un par de conferencias en Conectáctica 2017:
- Fascinating dive into the politics and power dynamics of sustainability
- Education, art & social justice
Descarga el siguiente archivo Tanque de almacenamiento de químicos.
Con la información de SOLDADURAS del libro de Megyesy (ver Figura de la página 144), realiza una propuesta que especifique el material (y la concentración de la aleación) con el que se construiría el recipiente y tipo de soldadura que requerirán todas la uniones del tanque, de acuerdo a las siguientes consideraciones:
Número de lista / Especie química / Temperatura de operación / Diámetro nominal
1 – 7 / Benceno / 100 ºF / 250″
8 -14 / Tolueno / 30 ºF / 20″
15 – 21 / Amoniaco / -300 ºF / 100″
22 – 28 / Ácido nítrico / 60 ºF / 24″
29 – 45 / Agua salada / 50 ºF / 180″
Comparte en un tuit por lo menos 3 capturas de pantalla del trazo modificado
(dos de símbolos de soldadura y una de la tabla de especificaciones) con el HT #EDEPQ2019BT36. El tipo de soldadura debe considerar el tiempo de material de construcción a unirse y el tipo de fluido que estará conteniendo este recipiente (prueba de rayos X).
Ejemplo:
Operaciones y procesamiento sólido-sólido
En la mayoría de los casos, los procesos químicos exigen un cambio en el tamaño de partícula de las materias primas. El capítulo 21 del Perry 8va (edición en inglés) está dedicado a los conceptos que dictan las bases del diseño de los equipos de transporte y manejo de sólidos. Entre ellos se encuentran:
Actividad 2
Tomando como referencia el capítulo 21 del manual del IQ de Perry en su 8va edición en idioma inglés, realizarán la representación en CAD de las siguientes figuras:
Número de lista / Figura
1 – 6 / FIG. 21-160 High-shear mixer granulators for pharmaceutical granule preparation for subsequent tableting. (a) Horizontal plough shear, (b) vertical bottom-driven shear, and (c) vertical top-driven shear
7 -12 / FIG. 21-53 Weighing hopper with additive weighing for feeding a batch mixer. 1.1 Storage silos; 1.2 big bag, bag, drum; 2.1–2.2 dischargers; 3.1–3.3 feeder units; 4 cutoff; 5 flexible connections; 6 weighing hopper; 7 support for gravity force; 8 gravity-operated sensor (load cell); 9 set point; 10 weighing analysis and regulation; 11.1 measured value indicator or output; 11.2 recorder (printer); 12 cutoff; 13 flexible connection; 14 mixer; 15 discharger; 16 dust extraction and weighing hopper ventilation; 17 mixer ventilation.
13 – 18 / FIG. 21-172 Schematic of a CF granulator
19 – 24 / FIG. 21-167 Fluid-bed granulator for batch processing of powder feeds
25 – 30 / FIG. 21-50 Classification of mixers—movement of material by rotating agitators or revolving containers
31 – 36 / FIG. 21-49 Classification of bunker or silo mixers following Müller
37 – 45 / FIG. 21-84 A typical agglomeration circuit utilized in the processing of pharmaceutical or agricultural chemicals involving both granulation and compaction techniques
La captura de pantalla de su figura en AutoCad se compartirá con el HT #EDEPQ2019BT37.
De forma adicional comparte en un tuit las aplicaciones específicas que podría tener el equipo de proceso que te tocó representar en la actividad anterior con el HT #EDEPQ2019BT38.
Dr. Gudiño 
