Semana 3: recipientes sujetos a presión

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:

  1. Servicio cíclicos: fatiga
  2. Servicios letales
  3. Servicios sometidos a vibración
  4. Servicios de choque; térmico o de carga
  5. Servicios de baja temperatura
  6. Criogénico
  7. Servicios de talta temperatura
  8. Servicios de arrastre o deslizamiento (creep)
  9. Servicios de arrastre con fatiga
  10. Servicios corrosivos
  11. Contenido:
    1. Servicios de hidrógeno
    2. Servicios de H2S húmedo (agua amarga, sour water)
    3. Servicios cáusticos
    4. Servicios de amoniaco
    5. Servicios de cloro
    6. Servicios de aminas
    7. Ácido sulfúrico
    8. Ácido clorhídrico
    9. Ácido flourhídrico
    10. 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.

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


¿Cómo se procesa el material de construcción?

 

Cada material tiene características mecánicas diferentes en función de la temperatura de diseño: el libro de “Manual de recipientes a presión: diseño y cálculo” de Megyesy tiene una sección dedicada a los materiales de construcción. Tomaremos como base esta información para dejar una actividad para seleccionar materiales de construcción de los recipientes principales.

FORMULARIO

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