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PROLOGO
Lamentablemente en México no se ha logrado establecer una vinculación eficiente entre el sector
industrial y el sector académico; esto es debido a las diferentes interacciones, protocolos y tratos del
sector industrial al académico y viceversa; si esto se llegara a superar, los egresados y pasantes de
ingeniería tendrían más herramientas para resolver los problemas que necesitan solucionar las
industrias en la cual se sustenta el desarrollo social mediante actividades de colaboración entre el
gobierno, las instituciones académicas y la industria, sería favorable en el desempeño económico de
México si hubiera un desarrollo considerable de actividades de vinculación entre los sectores
académico e industrial; bajo esa premisa el presente trabajo trata de explicar las normas vigentes de la
aplicación a la ingeniería de una de las asociaciones mas prestigiosas de Ingeniería Mecánica que rige
el diseño mecánica estructural, específicamente me refiero al código ASME Sección VIII División 1.
Este trabajo está dirigido principalmente dirigido a inspectores de control de calidad, personal de
ingeniería, supervisores de montaje, inspectores de soldadura, personal de
ensayos no destructivos, inspectores de obra y de contrato, de empresas que realizan el diseño, la
fabricación y montaje, mantenimiento y operación de equipos bajo presión; así mismo a los
estudiantes de los últimos semestres de Ingeniera, a fin de brindarles las herramientas de aplicación de
los diversos temas que dicta el código ASME Sección VIII división 1; se ha tratado de relacionar al
máximo de manera explícita las experiencias obtenidas en talleres y obras, direccionadas a la
aplicación que se da a los estudiantes dentro del aula de clases; también espero brindar a los
profesionales vinculados al ramo de las refinerías plantas de procesos una actualización y una
familiarización con el uso y aplicación del Código ASME SECCIÓN VIII división 1. Debido a que el
Código ASME SECCIÓN VIII es bastante extenso, en este trabajo no se encuentra toda la información
del referida al código, será necesario consultar el segundo tomo donde abarca análisis de silletas,
accesorios y muchos ejemplos y ejercicios de aplicación.
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CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 1
TEMARIO
1.-BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DEL CODIGO ASME.
2.- SISTEMA ASME
2.1.- ¿Quiénes lo integran?
2.2.- ¿Cómo es desarrollado?
2.3.- Organización de los Comités de revisión de los Códigos y Normas
ASME.
2.4.- Códigos del ASME actualmente en existencia.
2.5.- Adendas.
2.6.- Interpretaciones.
2.7.- Casos Código.
2.8.- Como se deben leer los Códigos ASME.
3.- QUE SON LOS RECIPIENTES A PRESIÓN.
3.1.- Definición
3.2.- Clasificación
3.3.- Componentes Principales.
4.- CONTENIDO DEL CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 1
4.1.- Subsección A.
4.2.- Subsección B.
4.3.- Subsección C.
4.4.- Apéndices Mandatorios.
4.5.- Apéndices No Mandatorios.
5.- REQUERIMIENTOS DE ASME SECCION VIII DIV. 1.
5.1.- Sistema De Control de Calidad.
5.2.- Diseño.
5.3.- Materiales.
5.4.- Fabricación.
5.5.- Tratamiento Térmico.
5.6.- Pruebas No Destructivas.
5.7.- Pruebas Finales de Validación.
5.8.- Certificación del Producto.
5.9.- Envio de Reportes de Datos al National Board.
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1.- BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DE LOS CODIGOS ASME
El Código para Calderas y Recipientes a Presión emitido por la Sociedad Americana de
Ingenieros Mecánicos ( ASME ), se origina de la necesidad de proteger a la sociedad de
las continuas explosiones de calderas que se tuvieron antes de reglamentar su diseño y
fabricación.
Fue el país de Inglaterra uno de los primeros países que sintió esta necesidad después de
explotar una caldera en 1915, causando un gran desastre al tener perdida de vidas
humanas primordialmente y perdidas materiales. La investigación de las causas que
provocaron la explosión estableció que las principales causas del desastre fueron:
Métodos de Fabricación inapropiados, Materiales inadecuados y Aumento gradual y
excesivo de la Presión a la cual se estaba operando.
En los Estados Unidos de Norteamérica las personas dedicadas a la fabricación de
calderas, se agruparon en una asociación en 1889. Esta asociación nombra un comité al
que se le asigno preparar reglas y especificaciones las cuales deberían ser seguidas por
los diferentes talleres que fabricaran calderas. Después de haber realizado sus análisis
,estudios y pruebas, este comité presento un informe en el cual cubrían temas tales
como especificaciones de materiales, armado por medio de remaches, factores de
seguridad, tipos de tapas y bridas, así como reglas para la prueba hidrostática. Sin
embargo, no obstante los dos intentos anteriores para evitar las explosiones de calderas,
estas seguían sucediendo. A principios del Siglo XX, tan solo en los Estados Unidos de
Nortéamerica, ocurrieron entre 300 y 400 explosiones con sus consecuentes tremendas
perdidas de vidas y propiedades. Llego a ser costumbre que la autorización para usar
una caldera la diera el cuerpo de Bomberos. Hasta la primera década del Siglo XX, las
explosiones de calderas habían sido catalogadas como “ Actos de Dios ’’. Se hacia
pues necesaria la existencia de un Código Legal sobre Calderas.
El 10 de Marzo de 1905, ocurrió la explosión de una caldera de una fabrica de zapatos
en Cracktown Massachussets, matando a 58 personas e hiriendo a otras 117.Teniendo
también grandes perdidas materiales. Este catastrófico accidente motivo por imperiosa
necesidad que los legisladores del estado de Massachussets se dieran a la tarea de
legislar sobre la construcción de calderas que garantizaran la vida de la ciudadanía.
Después de muchos debates y discusiones publicas, el estado promulgo en 1907, el
Primer Código Legal de un Reglamento para la Construcción de Calderas de Vapor. En
1908, el estado de Ohio aprobó un reglamento similar.
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Otros estados de la Unión Americana que habían padecido explosiones similares, se
dieron cuenta de que estas podían ser evitadas mediante un buen diseño y fabricación
adecuados por lo que también se dieron a la tarea de formular reglamentos para este
propósito. Lo anterior ocasiono un verdadero caos para los fabricantes de calderas ya
que los reglamentos de cada estado o aun más, de cada ciudad, diferían de un estado o
ciudad a otra y a menudo estaban en desacuerdo teniendo como consecuencia dificultad
para fabricar un equipo con el reglamento de un estado que pudiera ser aceptado por
otro.
Debido a esta falta de uniformidad los fabricantes de calderas apelaron en 1911
ante el Concilio de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos para corregir esta
situación. Este ultimo respondió nombrando un comité para que formulara
especificaciones uniformes para la construcción de Calderas de Vapor y otros
Recipientes a Presión especificados para su cuidado durante el servicio.
El comité estaba formado por siete miembros, todos ellos de un reconocido
prestigio dentro de sus respectivos campos, estos fueron:
 Un Ingeniero de Seguro de Calderas.
 Un fabricante de Materiales.
 Dos fabricantes de Calderas.
 Dos profesores de Ingeniería.
 Un Ingeniero Consultor.
Este comité fue asesorado por otro comité formado por 18 miembros en calidad de
consejero, que representaban varias fases de Diseño, Construcción, Instalación y
Operación de Calderas.
El Comité inicia su trabajo tomando como base los reglamentos de
Massachussets, Ohio y otros datos de utilidad con los cuales emitió un informe
preliminar el cual fue presentado en 1913. Se hicieron 2,000 copias del informe las
cuales fueron enviadas a los Profesores de Ingeniería Mecánica, a los Departamentos de
Inspección de Calderas de Estados y Ciudades, a los Fabricantes de Calderas, a Editores
de revistas de Ingeniería y a todos los interesados en la Construcción y Operación de
Calderas, con el propósito de obtener de parte de cada uno de ellos retroalimentación de
experiencias y comentarios.
Después de tres años de innumerables reuniones y audiencias publicas fue
adoptado en la primavera de 1915 el primer Código ASME, el cual fue denominado
“Reglas para la Construcción de Calderas Estacionarias y para las presiones permisibles
de trabajo” conocido como la Edición 1914. Desde entonces el Código ha sufrido
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muchos cambios y se han emitido otros códigos de acuerdo a las necesidades
contractuales.
Los códigos han sido emitidos en siguiente orden:
1914
Sección I
Calderas de Potencia.
1923
Sección IV
Calderas para Calentamiento de Agua.
1924
Sección II
Especificaciones de Materiales.
1928
Sección VIII
Recipientes A Presión no sometidos a Fuego
Directo.
1937
Sección IX
Calificaciones de Soldadura.
1965
Sección III
Componentes de Plantas Nucleares.
1968
Sección VIII Div. 1
Código para Recipientes a Presión.
1968
Sección VIII Div. 2
Reglas Alternativas para Recipientes a Presión.
1969
Sección X
Recipientes a Presión de Plástico con Fibra
Reforzada.
1971
Sección V
Ensayos No Destructivos.
1974
Sección IX
Se incluyen las calificaciones para soldadura
por Brazing.
1997
Sección VIII Div. 3
Reglas Alternativas para Recipientes a
Alta Presión.
1998
Sección III Div 3
Sistemas de Contención y Empacado para
Transporte de Combustible Nuclear Desgastado
y Desechos con Alto Nivel de Radioactividad.
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2.0 SISTEMA ASME
2.1 ¿QUIÉNES LO INTEGRAN?
En los Estados Unidos, el negocio de la Construcción y Regulación de Equipo que este
sometido a Presión involucra los esfuerzos de cuatro grupos principalmente :
- El ASME ( Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos).
- Los Fabricantes.
- Las Jurisdicciones.
- Las Agencias de Inspección Autorizadas.
El ASME
Proporciona la infraestructura ( Estructura del Comité, Secretarias de Apoyo,
Programas de Acreditación, etc.) para desarrollar y mantener los Códigos y las
Normas. Ellos promueven un proceso de consenso abierto para el desarrollo de sus
Estándares. Voluntarios de la Industria ( Fabricantes, Duenos/Usuarios, Agencias de
Inspección, Jurisdicciones) son las personas que integran los Comités de ASME que
mantienen actualizados los Códigos. La función del Comité de Calderas y Recipientes a
Presión ASME es establecer reglas consideradas necesarias para la Fabricación de
Recipientes a Presión y Calderas que se desarrollaran de manera segura y confiable, y
para interpretar estas reglas cuando surjan preguntas respecto al significado o intención
de algún tema especifico.
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Las Jurisdicciones
En los Estados Unidos y Provincias de Canadá, el uso mandatorio de uno o mas
Códigos ASME es obligado por las Jurisdicciones. En los Estados Unidos, cada estado
mas algunas grandes ciudades, son consideradas Jurisdicciones. Aproximadamente 34
de los 50 estados adoptan la Sección VIII Div. 1 como su Ley para la fabricación de
Recipientes a Presión, y 48 de 50 estados adoptan la Sección I como su Ley para la
fabricación de Calderas.
El Inspector en Jefe de cada jurisdicción es asignado con la responsabilidad de hacer
cumplir sus leyes en lo referente a Calderas y Recipientes a Presión que vayan a ser
instaladas dentro de su jurisdicción. Los Inspectores en Jefe son miembros del National
Board.
Las Agencias de Inspección Autorizadas
Estas proporcionan la verificación de tercera parte independiente de que la fabricación
de equipo nuevo de Calderas y Recipientes a Presión es realizada de acuerdo con el
Código ASME. Actualmente una Agencia de Inspección Autorizada esta definida como
una Compañía Aseguradora regularmente involucrada en la practica de asegurar
Calderas y Recipientes a Presión una o mas jurisdicciones que adoptan el Código
ASME como ley, o una Jurisdicción que proporciona Servicios de Inspección. Los
Inspectores Autorizados que trabajan para una Agencia de Inspección Autorizada,
deben tener un Certificado de Comisión emitido por el National Board y mantener un
endorso “A”(Inspector Autorizado) o “B”(Supervisor de Inspector Autorizado).
Los Fabricantes
Los Fabricantes de cualquier parte del mundo, pueden adquirir las estampas del Código
ASME autorizándolos a fabricar y estampar Equipo sometido a Presión que a cumplido
con las reglas de los Códigos ASME. Un Fabricante puede poseer mas de una estampa,
tal como la estampa “S”, la “PP”, la “U” , etc. Los Fabricantes son acreditados por un
periodo de tres anos. Un auditoria es realizada cada 3 anos para retener las estampas. En
muchos casos, Consultores del National Board actúan como los Inspectores designados
por el ASME y conducen la Auditoria de Acreditación. Muchos Fabricantes patrocinan
voluntarios para trabajar en los Comités de ASME que mantienen el Código de
Calderas y Recipientes a Presión.
2.2 ¿CÓMO ES DESARROLLADO?
El ASME promueve fuertemente un proceso de consenso abierto para el desarrollo y
mantenimiento de sus códigos y normas. Esto significa que cualquier parte interesada
puede participar en el proceso , ya sea por participación directa o en un comité técnico,
o por ejemplo dando sus comentarios durante el proceso de aprobación. De manera
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general, todas las reuniones técnicas son abiertas al publico, por lo que miembros que
no son del comité también pueden participar en las discusiones.
Un balanceo de miembros es mantenido en los subcomités y en el comité principal. De
este manera, ningún grupo interesado como pueden ser los fabricantes, duenos/usuarios,
jurisdicciones, agencias de inspección, puedan tener un control mayoritario en un
comité. Esto asegura que las propuestas reciban una justa e igual consideración en lo
relativo a seguridad, economía , y confiabilidad.
El desarrollo y mantenimiento del Código es desarrollado de manera general de la
siguiente manera:
. Las partes interesadas( fabricantes, usuarios, agencias de inspección) pueden solicitar
o sugerir una revisión al código, interpretación o caso código. La Sección I en el
apéndice I; la Sección IV, apéndice 1, o la Sección VIII Div. 1, Apéndice 16, contienen
instrucciones para el envio de preguntas al ASME.
. Las propuestas son revisadas y reconciliadas por los miembros del subgrupo
apropiado para ganar la aceptación y acuerdos.
Las propuestas acordadas son presentadas para su aprobación e implementación.
Frecuentemente, las revisiones al Código resultan del proceso de responder una
pregunta, donde un mejoramiento al Código es identificado, y una partida de trabajo
abierta. Los Comités del ASME asignan un numero a cada partida de trabajo. En los
últimos anos, se han iniciado hasta 900 partidas de trabajo.
El Código ASME para Calderas y Recipientes a Presión es escrito, revisado e
interpretado por el Comité de Proceso.
Las revisiones al Código son realizadas mediante el siguiente proceso:
1.- La propuesta es desarrollada en los grupos de trabajo o a nivel subgrupo.
2.- Las propuestas son revisadas y sometidas a voto en el Subcomité correspondiente y,
si son aprobadas, la propuesta es sometida para su aprobación mediante el voto, del
Comité Principal.
3.- Las propuestas enviadas al Comité Principal, también son revisadas por las
Jurisdicciones y el Comité de Conferencia de la Marina.
4.- Una revisión administrativa por la Junta sobre Tecnología de Presión, Códigos y
Estándares.
5.- Una revisión del Público en General.
Todo lo anterior es realizado en un tiempo mínimo de 1 a 2 anos para que las nuevas
propuestas sean desarrolladas y aprobadas en todos los niveles de los comités.
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2.3 ORGANIZACION DE LOS COMITES DE REVISIÓN DE LOS
CODIGOS ASME.
El Comité principal de Calderas y Recipientes a Presión de ASME esta integrado por
treinta miembros representando las 11 Secciones del Código. Cada Código de
Construcción, Código en Servicio y Código de Referencia, tiene subcomités los cuales
son responsables de sus propias secciones. Debajo de cada Subcomité existen diversos
subgrupos y grupos de trabajo los cuales son responsables para áreas especificas de
cada Código, tales como Requerimientos Generales, Diseño, Fabricación o Inspección.
Board of Pressure Technology Codes and Standards
Conference Committee
B& PV Main Committee
Task Group
Subcommittee
Subgroup
Subcommittee
Subgroup
Working Group
Working Group
Subgroup
Subgroup
Working Group
2.4 CODIGOS DEL ASME ACTUALMENTE EN EXISTENCIA.
Las Secciones del Código actuales(Emisión 2007, Adenda 2008) son :
SECCIONES
DESCRIPCIÓN
I
Reglas para la Fabricación de Calderas de Potencia.
II
Materiales.
Parte A : Especificaciones de Materiales Ferrosos.
Parte B : Especificaciones de Materiales No Ferrosos.
Parte C : Especificaciones para varillas, electrodos, y alambres
Utilizados para soldar.
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III
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
Parte D : Propiedades de los Materiales.
Subseccion NCA : Requerimientos Generales para la División 1 y
División 2.
División 1
Subseccion NB : Componentes Clase 1.
Subseccion NC : Componentes Clase 2.
Subseccion ND : Componentes Clase 3.
Subseccion NE : Componentes Clase MC.
Subseccion NF : Soportes.
Subseccion NG : Estructuras de Soporte del Núcleo.
Subseccion NH : Componentes Clase 1 en Servicio de
Temperaturas Elevadas.
Apéndices
División 2 : Código para Contenedores de Concreto.
División 3 : Sistemas de Contención para Almacenaje y Paquetes de
de Transporte de Material Nuclear Desgastado y
Material Radioactivo de Alto Nivel y Desechos.
Reglas para la Fabricación de Calderas Calefactoras de Agua.
Examinaciones No Destructivas.
Reglas Recomendadas para el Cuidado y Operación de Calderas
para Calentamiento de Agua.
Guías Recomendadas para el Cuidado de Calderas de Potencia.
Reglas para la Fabricación de Recipientes a Presión.
División 1 : Recipientes a Presión.
División 2 : Reglas Alternativas.
División 3 : Reglas Alternativas para la Fabricación de Recipientes
a Presión sometidos a Presiones Elevadas.
Calificaciones de Soldadura y Soldadura por Brazing.
Recipientes a Presión Fabricados de Plástico de Fibra Reforzada.
Reglas para la Inspección en Servicio de Componentes de Plantas
Nucleares.
2.5 ADENDAS.
Las Adendas son paginas de colores, las cuales incluyen las adiciones y revisiones a
las secciones individuales del Código, estas son publicadas anualmente y enviadas
automáticamente a los Compradores de la Secciones aplicables hasta la publicación de
la siguiente emisión del Código. Las nuevas ediciones de los Códigos de ASME son
publicadas cada 3 anos. Durante los anos intermedios, revisiones, erratas y adiciones a
los Códigos son publicados vía Adenda en Julio 1. Estas revisiones/adiciones llegan a
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ser mandatorias seis meses después de la publicación, es decir, en Enero del ano
siguiente de la emisión. Sin embargo, estas revisiones pueden ser usadas para la
Fabricación de Equipos de Código tan pronto como sean publicadas las adendas.
2.6 INTERPRETACIONES.
Los usuarios del código pueden solicitar una aclaración de un requerimiento del Código
enviando una solicitud al Comité. Las interpretaciones nunca introducen un
requerimiento nuevo al Código. Las interpretaciones son respuestas a preguntas de
usuarios del Código que el ASME emite respecto a la interpretación de aspectos
técnicos del Código. Las interpretaciones de cada sección individual serán publicadas
separadamente y serán incluidas como parte de la actualización para esa sección. Ellas
serán emitidas cada seis meses (Julio y Diciembre) hasta la publicación de la siguiente
emisión del Código. Los usuarios deberán tener precaución cuando sean usadas
interpretaciones publicadas con antigüedad, ya que el párrafo interpretado puede haber
sido revisado desde su publicación.
2.7 CASOS CODIGO.
Frecuentemente, solicitudes urgentes son hechas para que se acepte el uso de un nuevo
material no incluido en el Código para la fabricación de Equipos Código. Para atender
tales solicitudes, un caso código es preparado para adoptar el nuevo material para la
fabricación de equipos Código. Debido a que los Casos Código son publicados cuatro
veces por ano, este es un método rápido para introducir materiales nuevos o reglas
alternativas. Los Casos Código son aprobados en un ciclo de 3 anos ; al final de los 3
anos, se debe decidir si:
1).- Se incorpora el Caso Código dentro del Código respectivo.
2).- Reafirmar el Caso Código por otros tres anos.
3).- Anular el Caso Código porque ya no se necesitara más.
Para que un Caso Código sea aprobado para su uso, se toma un tiempo mínimo de 6 a 9
meses.
2.8 PRINCIPIOS BÁSICOS PARA LEER E INTERPRETAR LOS CÓDIGOS
ASME.
El Código ASME puede llegar a ser difícil de leer y sobre todo de interpretar.El éxito en
el uso del Código depende de manera muy importante en la habilidad que se tenga para
localizar la información apropiada. A continuación se proporcionan algunos tips que le
ayudaran a mejorar la lectura y sobre todo la interpretación de los Códigos.
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I.
Reglas Básicas
A
Las reglas del Código ASME establecen los requerimientos mínimos.
B
Si no esta prohibido, entonces esta permitido.
C
La fabricación de los equipo sometidos a presión esta basado en dimensiones y
unidades calculadas.
1. No establecen tolerancias de fabricantes. El fabricante debe realizar para lo
desconocido buenas practicas de fabricación.
2.
D Existen reglas en el Código, las cuales permiten excepciones. Por ejemplo:
todos, deberán, quizás, excepto, teniendo en cuenta que, etc.
II.
Procedimiento( paso por paso)
Paso 1
Escribir la pregunta que esta siendo solicitada y la información soporte.
Paso 2
Delinear las subsecciones mandatorias
A
Introducción (Alcance).
B
¿ Es algún tema administrativo ? (Parte UG y apéndice 110).
C
Tipo de Recipiente
1) Servicio Criogénico – Parte ULT
2) Recipientes No Circulares – Apéndice 13.
3) Recipientes Enchaquetados – Apéndice 9.
4) Ninguno de los anteriores – Parte UG.
D
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Tipo de Construcción
Soldado. – Parte UW.
Forjado – Parte UF.
Braced – Parte UB.
Por Capas – Parte ULW.
Clad o Revestido – Parte UCL.
Remachado – Edición 1971.
Ninguno de los anteriores – Parte UG.
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E
Clases de Materiales
1) Acero al Carbón o Baja Aleación – Parte UCS.
2) Materiales No Ferrosos – Parte UNF.
3) Aceros de Alta Aleación – Parte UHA.
4) Fundición de Hierro Gris – Parte UCI.
5) Fundición de Hierro Dúctil – Parte UCD.
6) Materiales Ferriticos mejorados mediante Tratamiento Térmico – Parte UHT
7) Ninguno de los anteriores – Parte UG.
Paso 3
Extender el esquema para incluir todos los párrafos aplicables. Usar tabla de
contenidos.
Paso 4
Suplementar el esquema con el contenido de los subparrafos.
Paso 5
Explorar el texto para visualizar párrafos no aplicables.
1) Eliminar lo no aplicable del esquema.
2) Si es eliminado el esquema entero, ver U-2 en Introducción.
Paso 6
Suplementar el esquema con artículos de referencia.
Paso 7
Leer todas las Secciones Aplicables del Código.
A Palabras Clave
1) Shall y Will = Mandatorio.
2) Should = Mandatorio, pero con opciones.
3) May y Can = Guia no mandatoria.
B
Enfatizar
1) Numero de párrafo.
2) La puntuación de la oración.
3) Las notas de pie se deberán tratar de la misma manera como May y Can.
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SI EL PARRAFO PRINCIPAL NO APLICA, ENTONCES LOS SUBPARRAFOS
NO APLICAN
3 ¿QUÉ SON LOS RECIPIENTES A PRESION?
3.1 DEFINICION
El Código ASME Sección VIII Div. 1, define como Recipiente a Presión, cualquier
contenedor cerrado capaz de almacenar un fluido a Presión Manométrica, sea esta
interna o externa . Esta Presión puede ser obtenida desde una fuente interna o externa, o
por la aplicación de calor desde una fuente directa o indirecta, o cualquier combinación
de ellas.
1.- Recipientes que contengan agua bajo presión incluyendo aquellos que contengan
aire la compresión de los cuales sirva únicamente como amortiguador que excedan:
- Una Presión de Diseño mayor a 300 PSI.
- Una temperatura de Diseño mayor a 210 ° F.
2.- Tanques de agua caliente calentados por vapor u otros medios indirectos que
excedan:
- Una entrada de calor de 200,000 BTU’s/hr.
Una temperatura del agua de 210° F.
- Una capacidad nominal de 120 Galones.
3.- Recipientes que tengan un Diámetro Interior,Ancho, Altura o Sección Transversal
mayor a 6” sin limitación en longitud o Presión.
4.- Recipientes que tengan una Presión de Operación interna o externa mayor a 15 PSI.
sin limitación en medidas.
5.- Recipientes que tengan una Presión de Diseño que no exceda los 3,000 PSI.
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3.2 CLASIFICACION
Los Recipientes a Presión se pueden clasificar por su utilización y por su forma.
Por su utilización, se pueden reclasificar en Recipientes de Almacenamiento y
Recipientes de Proceso. Por su forma se clasifican como Cilíndricos y Esféricos.
Los Recipientes para Almacenamiento son comúnmente conocidos como tanques de
dia, tanques de mes, tanques acumuladores, etc. Los Recipientes de Proceso son
aquellos utilizados en la industria petroquímica principalmente, entre ellos se
encuentran los Intercambiadores de Calor, Reactores, Torres Fraccionadoras, Torres de
Destilación, Separadores de Gas, etc.
Recipientes Cilindricos a su vez se pueden reclasificar en Horizontales y Verticales. Los
Recipientes Esféricos son usados generalmente como Tanques de Almacenamiento para
grandes volúmenes y presiones elevadas.
Almacenamiento
Por su utilización
Proceso
Recipientes
a
Presión
Horizontales
Cilíndricos
Verticales
Por su forma
Esféricos
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3.3 COMPONENTES PRINCIPALES
A continuación se mencionan los componentes principales de algunos tipos de
Recipientes a Presión, sin que esto sea limitativo.
3.3.1.- Recipientes Cilíndricos Horizontales.
a).- Cascaron Cilíndrico, Cuerpo o Envolvente.
b).- Tapas o Tapas.
c).- Boquillas
d).- Refuerzos de Boquillas.
e) .- Registros- Hombre.
f).- Anillos Atiezadores.
g).- Soportes o Silletas.
3.3.2 Recipientes Cilíndricos Verticales.
a).- Cascaron Cilíndrico, Cuerpo o Envolvente.
b).- Tapas o Tapas.
c).- Boquillas
d).- Refuerzos de Boquillas.
e) .- Registros- Hombre.
f).- Anillos Atiezadores.
g).- Faldón.
h).- Placa Base.
i).- Orejas de Montaje.
3.3.3 Recipientes Esféricos
a).- Tapa Superior.
b).- Tapa Inferior.
c).- Anillo Superior.
d).- Anillo Central.
e).- Anillo Inferior.
f).- Boquillas.
g).- Estructura Soporte.
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4 CONTENIDO DEL CÓDIGO ASME SECCION VIII DIV. 1
Este Código tiene incluidos los siguientes temas:
- Requerimientos mandatorios.
- Prohibiciones especificas
- Guías no mandatorias para Materiales, Diseño, Fabricación, Examinación,
Inspección, Pruebas, Certificación y Dispositivos de Relevo de la Presión.
Este Código esta dividido como se establece a continuación:
- Subsección A.
- Subsección B.
- Subsección C.
- Apéndices Mandatorios.
- Apéndices No Mandatorios.
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4.1 Sub Sección A
Contiene la parte UG, la cual cubre los Requerimientos Generales aplicables a todos
los Recipientes. Consta de 195 párrafos, 30 figuras y 6 tablas los cuales se dividen
de la siguiente manera:
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4.2 Sub Sección B
Cubre los Requerimientos específicos que son aplicables a los varios métodos utilizados
en la Fabricación de Recipientes a Presión. Consiste de las siguientes partes:
- Parte UW que trata sobre los Recipientes fabricados mediante soldadura.
- Parte UF define las reglas a seguir cuando se fabrican Recipientes que utilizan
material de forja.
- Parte UB establece los lineamientos a seguir cuando se fabrican Recipientes de
material No Ferrosos (Brazing).
4.2.1 La parte UW, consta de 44 párrafos, 12 figuras y 2 tablas. Lo anterior se encuentra
dividido de la siguiente manera: (Ver siguiente hoja)
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4.2.2 La parte UF consta de 26 párrafos y únicamente una tabla y se divide de la
siguiente manera:
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4.2.3 La parte UB, consta de 36 párrafos, 2 figuras y 2 tablas, distribuidos de la
siguiente
manera:
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4.3 Sub sección C
Cubre los Requerimientos específicos que son aplicables a las clases de materiales
utilizados en la Fabricación de Recipientes a Presión. Consiste de las siguientes partes:
Parte UCS.
Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para la
fabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros al Carbón y de Baja Aleación.
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Parte UNF.
Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para la
fabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros al Carbón y de Baja Aleación.
(colocar en este espacio la parte UNF, pags 201 y 202).
Parte UHA.
Contiene los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para la
fabricación de Recipientes a Presión utilizando Aceros de Alta Aleación.
(colocar en este espacio la parte UHA, pags 212 y 213).
Parte UCI.
Establece los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para la
fabricación de Recipientes a Presión utilizando Fundición de Hierro Gris.
(colocar en este espacio la parte UCI, pags 227 y 228).
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 29
Parte UCL.
Establece los requerimientos que deben cumplir los materiales que se utilizaran para la
fabricación de Recipientes a Presión utilizando Clad Integral (revestimiento) Resistente
a la Corrosión, Clad aplicado mediante soldadura(overlay),o Planchas de Relleno
Soldadas (linning).
(colocar en este espacio la parte UCL, pags 234).
Parte UCD
Proporciona los requerimientos para Recipientes a Presión fabricados de fundición de
hierro dúctil.
(colocar en este espacio la parte UCD, pags 241).
Parte UHT
Establece los requerimientos para Recipientes a Presión fabricados de aceros ferriticos
con propiedades a la tensión mejoradas por tratamiento térmico.
(colocar en este espacio la parte UHT, pags 247 y 248).
Parte ULW
Contiene los requerimientos para los Recipientes a Presión fabricados en capas.
(colocar en este espacio la parte ULW, pags 261 y 262).
Parte ULT
Proporciona reglas alternativas para fabricar Recipientes a Presión de materiales que
tengan esfuerzos permisibles altos, a bajas temperaturas.
(colocar en este espacio la parte ULT, pags 288 y 289).
4.4 APÉNDICES MANDATORIOS
Tratan de temas específicos no incluidos en ningún lugar del Código ASME Sección
VIII Div. 1, y sus requerimientos son mandatorios cuando el tema cubierto es incluido
en la fabricación bajo este Código. Existen actualmente 24 Apéndices Mandatorios.
(Incluir listado de Apéndices Mandatorios del Código en esta parte,PAG. 312)
4.5 APÉNDICES NO MANDATORIOS
Son temas únicamente informativos inherentes a la fabricación, diseño y documentación
de Recipientes a Presión sugiriendo buenas practicas.
Esta constituido por 22 Apéndices Mandatarios.
(Incluir listado de Apéndices No Mandatorios del Código en esta parte) PAGINA
495
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 30
5.- REQUERIMIENTOS DE ASME SECCION VIII DIV. 1.
5.1.- Sistema De Control de Calidad.
El Código ASME establece en su Apéndice 10 que el fabricante o ensamblador deberá
tener y mantener un Sistema de Control de Calidad estricto, en el cual se establezca que
todos los requerimientos del código incluyendo diseño, materiales fabricación, y
examinaciones (por el fabricante o ensamblador) e inspecciones (por el inspector
autorizado) sean cumplidos, tanto para Recipientes a Presión como para partes de ellos.
Por otra parte, establece que el sistema que el fabricante o ensamblador establesca para
cumplir los requerimientos del código sea uno adecuado a sus circunstancias. El
alcance necesario y el detalle del sistema dependerá de la complejidad de la
organización del fabricante.
La siguiente es una guía de requisitos que ASME establece, los cuales deberá ser
incluidos dentro de los capítulos en la descripción escrita de un Sistema de Control de
Calidad.
I.
Autoridad y Responsabilidad
La autoridad y responsabilidad de aquellos encargados del Sistema de Control de
Calidad deberá ser claramente establecida. Las personas que realicen funciones de
Control de Calidad deberá tener autoridad suficiente y responsabilidad bien definida
para hacer cumplir el sistema.
También tiene la libertad organizacional para
identificar problemas de control de calidad y para iniciar, recomendar y proporcionar
soluciones.
II.
Organización
Un organigrama de la organización mostrando la relación entre la Dirección General,
y las Gerencias de Ingeniería, Compras, Manufacturas, Fabricación, Almacén,
Control de Calidad y cualquier departamento involucrado, es requerido con el
propósito de identificar y asociar los departamentos involucrados en la organización,
con las funciones particulares para los cuales ellos son responsables. El código no
intenta invadir los derechos del fabricante para establecer y, de vez en cuando, alterar
como quiera la forma de la organización que considere apropiada para realizar su
trabajo, siempre y cuando no interfiera con los requerimientos que establece el
código.
III. Control de dibujos, Cálculos de Diseño y Especificaciones.
El Sistema de Control de Calidad deberá de tener procedimientos, los cuales aseguren
que los últimos dibujos aplicables, cálculos de diseño, especificaciones e
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 31
instrucciones requeridas por el código, así como también los cambios autorizados, son
utilizados para fabricación, examinación, inspección y pruebas.
IV. Control de Material
El sistema deberá incluir un sistema de control en la recepción de los materiales que
asegure que el material recibido se apropiadamente identificado y tenga la
documentación, incluyendo los reportes de pruebas de material, o certificados de
cumplimiento requeridos para satisfacer los requerimientos del código así ordenados.
Así mismo deberá asegurar que únicamente el material verificado por el control de
calidad que cumple con el código es utilizado para la fabricación.
V.
Programa de Examinación e Inspección.
El Sistema de Control de Calidad deberá describir las operaciones de fabricación,
incluyendo examinaciones, suficientemente para permitir que el Inspector Autorizado
por ASME verifique los puntos de inspección específicos que van a ser realizados
durante e proceso de fabricación, y en cuales, él va a determinar en que etapas va a
intervenir ya sea revisando documentos, verificando durante la fabricación o
atestiguando pruebas.
VI. Corrección de No Conformidades
Deberá existir un sistema de común acuerdo con el Inspector Autorizado para la
corrección de las no conformidades, en el entendido de que una no conformidad es
cualquier condición la cual no cumpla con las reglas aplicables de código aplicable.
Las no conformidades deben ser corregidas o eliminadas por alguna manera antes de
que el componente terminado pueda ser considerado para cumplir con el código
aplicable.
VII. Soldadura
El Sistema de Control de Calidad deberá incluir previsiones para indicar que la
soldadura que se va a aplicar, cumple con los requerimientos de la Sección IX del
Código ASME.
VIII. Examinación No Destructiva
El Sistema de Control de Calidad deberá incluir previsiones para identificar los
procedimientos de examinación no destructiva que el fabricante realizará para cumplir
con el código aplicable, y que estos procedimientos deben cumplir con los
requerimientos establecidos en la sección V del código ASME.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 32
IX. Tratamiento Térmico
El Sistema de Control de Calidad deberá prever controles que aseguren que los
tratamientos térmicos requeridos por las reglas del código sean aplicadas.
Mecanismos deberán ser indicados mediante los cuales el Inspector Autorizado o el
designado por el ASME pueda satisfacerse que esos requerimientos de tratamiento
térmico del código sean cumplidos. Esto puede ser por revisión de los registros del
horno de tiempo-temperatura, o por otros medios apropiados.
X.
Calibración del Equipo de Medición y Pruebas.
El fabricante deberá tener un sistema para la calibración del equipo de examinación,
medición, y pruebas a ser utilizados, en cumplimiento completo de los requerimientos
del código.
XI. Retención de Registros
El fabricante deberá tener un sistema para el mantenimiento de radiografías y reportes
de datos del fabricante como requiere el código.
Retención de Registros
El fabricante deberá tener un sistema para el mantenimiento de radiografías (UW51), reportes de datos del fabricante (UG-120).
El Sistema deberá establecer el mantenimiento de los documentos mencionados a
continuación por un periodo de al menos 3 años :
- Reportes Parciales de Datos.
- Dibujos de Fabricación.
- Cálculos de Diseño.
- Reportes de Pruebas de Material
-WPS y PQR
- Registro de Calificación de Soldadores WPQ
- Reportes de RT o UT
- Procedimientos de Reparación y Registros
- Hojas de Control de Procesos
- Registros de Tratamiento Térmico y resultados de pruebas.
- Registros de PWHT
- NCR y disposiciones
- Registros de Pruebas Hidrostáticas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 33
XII. Formatos Muestra
Las formas utilizadas en el Sistema de Control de Calidad y los procedimientos
detallados para su uso deberán ser disponibles para revisión, una descripción escrita
deberá tener las referencias necesarias a estas formas.
XIII. Inspección de Recipientes y Partes de Recipientes.
A) La inspección de recipientes y partes de recipientes deberá ser realizado por el
Inspector Autorizado como se define en UG-91 del Código ASME Sección VIII
Div. 1.
B) La descripción escrita del Sistema de Control de Calidad deberá incluir referencia
del Inspector Autorizado.
C) El fabricante deberá de tener disponibles al Inspector Autorizado, en la planta del
fabricante o en el sitio de construcción, una copia actualizada del Sistema de
Control de Calidad.
D) El sistema referido deberá prever medidas para que el Inspector Autorizado tenga
acceso a todos los dibujos, cálculos, especificaciones, procedimientos, hojas de
proceso, procedimientos de reparación, registros, resultados de pruebas y
cualquier otro documento necesario para que el Inspector Autorizado realice sus
trabajos de acuerdo a lo establecido en el código.
Lo anterior puede ser
mostrando los archivos propios del fabricante o proporcionando copias al
Inspector Autorizado.
5.2.- Diseño.
Objetivo
Al final de esta lección, el participante tendrá el entendimiento básico de las reglas para
el diseño y como son aplicado. El participante también entenderá como determinar
cuales reglas son aplicables a una situación en particular y como determinar los valores
apropiados que tienen que ser aplicados a estas reglas.
Temas de la Lección
Enfoque del Diseño en la Sección VIII, Div.1.
Responsabilidades por los Parámetros de Diseño.
Tipos de Servicios.
Tipos de Cargas.
Ejecución del Diseño.
Categorías y Tipos de juntas y limitaciones.
Radiografía.
Consideraciones de espesor.
Restricciones en el Diseño de Cabezales o Tapas.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 34
5.2.1 Enfoque del Diseño en la Sección VIII, División 1
El Diseño en la Sección VIII Div. 1, esta basado en :
- El tipo de Fabricación y
- El tipo de Material con el que se va a fabricar.
Si una formula del Código es aplicable a un componente particular bajo consideración,
entonces el uso de esa formula es mandatoria.
5.2.2 Responsabilidades por los parámetros de Diseño.
El Propietario o usuario del Recipiente a Presión tiene la responsabilidad de especificar
al fabricante los datos siguientes:
- La presión de Diseño y la Temperatura.
- Las cargas a ser aplicadas.
- La tolerancia a la corrosión.
- Los requerimientos de servicio especial, tales como letal, baja temperatura, etc.
- Tratamiento de Relevado de Esfuerzos o Examinación Radiográfica, si no son
requeridos por el Código.
5.2.3 Tipos de Servicio
Existen básicamente cinco tipos de servicio de los Recipientes a Presión en ASME
Sección VIII Div. 1. Estos servicios son:
- Servicio Letal.
- Servicio de Baja Temperatura.
- Calderas de Vapor no sometidas a Fuego Directo.
- Recipientes a Presión sometidos a Fuego Directo.
- Sin Restricciones.( Servicio General)
De los anteriores, los cuatro primeros son Recipientes que deben ser fabricados
teniendo en cuenta las restricciones establecidas en el Código ASME Sección VIII
Div. 1 Parte UW párrafo UW-2(a),(b),(c) y (d), las cuales se trataran mas adelante.
5.2.4 Tipos de Cargas en el Diseño
Existen diversos tipos de Cargas que deberán ser consideradas cuando se este
realizando el Diseño de un Recipiente a Presión. Estas cargas están descritas en el
Código ASME Sección VIII Div. 1,Parte UG, párrafo UG-22 y son las siguientes:
- Presión Interna o Externa.
- Peso del Recipiente y su contenido normal bajo las condiciones de operación y
pruebas (esto incluye presión adicional debido a la carga estática de líquidos)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 35
- Reacciones Estáticas Sobre impuestas del peso del Equipo adjuntado tales como
motores, maquinaria , otros recipientes , tubería, revestimientos y aislamientos.
- Esfuerzos localizados por el ensamble de :
. Internos.
. Soportes del Recipiente tales como orejas, anillos, faldones, silletas y patas.
- Reacciones Dinámicas y Cíclicas debido a Presión o variaciones térmicas, o de
equipo montado sobre un Recipiente, y cargas mecánicas.
- Reacciones por Viento, Nieve y Sismo, cuando sea requerido
- Reacciones de Impacto tales como aquellas debido a choques de fluido.
- Gradientes de Temperatura y Expansión Térmica Diferencial.
- Presiones Anormales, tales como aquellas causadas por deflagración.
Nota: La Sección VIII, División 1 suministra reglas únicamente para calcular las cargas
por presión. Para las otras condiciones, cualquier practica de ingeniería aplicable
puede ser usada.
5.2.5 Ejecución del Diseño
La realización del Diseño del Recipiente puede ser realizado por:
- El Poseedor del Certificado ASME.
- El Usuario.
- El Agente designado por el Usuario.
- El Agente designado por el Poseedor del Certificado ASME.
Sin embargo, el Poseedor del Certificado ASME quien estampara el Recipiente,
es siempre responsable de cumplir todos los requerimientos del Código,
incluyendo los inherentes al Diseño. En el Código, no existen requerimientos de
calificación para las personas que realizan el Diseño, sin embargo se deberá tener
mucho cuidado al seleccionar al personal que vaya a realizar este. No se trata de
introducir datos a un programa únicamente, la persona que realice el Diseño deberá
haber tenido la suficiente experiencia en el manejo efectivo del Código.
5.2.6 Categorias y Tipos de Juntas y sus limitaciones.
En el Código se manejan dos términos que se aplican a las juntas soldadas sometidas
a presión de los Recipientes, estos dos términos son los siguientes:
- Categoría de la Junta.
- Tipo de Junta
5.2.6.1 Categoría de la Junta.
El termino Categoría de la Junta como se usa en el Código, define la localización de una
junta dentro del Recipiente, pero no el tipo de junta. Las “categorías” están definidas en
el párrafo UW- 3 de la parte UW del Código ASME Sección VIII Div.1. Las categorías
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 36
establecidas en este párrafo son utilizadas en el Código cuando se especifiquen
requerimientos especiales respecto al tipo de junta y grado de inspección para ciertas
juntas soldadas que serán sometidas a presión. Dado que estos requerimientos
especiales, los cuales son basados tomando en cuenta el servicio, el tipo de material, y
los espesores, no aplican a cada junta soldada, aplican solamente en aquellas juntas en
las cuales la aplicación de requerimientos especiales son incluidos en las categorías. Es
decir, Los requerimientos especiales aplicaran a juntas de una categoría dada
únicamente cuando específicamente este establecido. Las juntas son designadas como
juntas categorías A, B, C y D. Cuando juntas soldadas a tope son requeridas en algún
lugar de esta División para categoría B, un ángulo de junta que conecte una Transición
de Diámetro a un cilindro, deberá ser considerado como que cumple este requerimiento
siempre y cuando el ángulo α no exceda de 30 °.
La figura UW-3 tomada del Código la cual se muestra a continuación , nos muestra
las localizaciones típicas de las categorías de las juntas soldadas. En la figura
anteriormente referida se definen de manera mas concreta todas y cada una de las
categorías de las juntas que se pueden encontrar en un Recipiente a Presión..
(1) Juntas categoría A
Están incluidas las siguientes:
Juntas longitudinales soldadas dentro del Cuerpo Principal(casco, envolvente,
anillo,virola,course), Cámaras de Comunicación, Transiciones en Diámetro, o
Boquillas; cualquier junta soldada dentro de un Recipiente Esférico, dentro de una Tapa
(tapal) Formada o Plana , o dentro de las placas laterales de un recipiente que forme una
parte integral de un elemento cerrado que este sometido a presión; juntas
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 37
circunferenciales soldadas que conecten Tapas Hemisféricas al Cuerpo principal, a
transiciones en diámetros, a Boquillas o Cámaras de Comunicación.
(2) Juntas categoría B
Están incluidas las siguientes:
Juntas circunferenciales soldadas dentro del Cuerpo Principal(casco, envolvente,
anillo,virola,course), Cámaras de Comunicación, Boquillas o Transiciones en Diámetro
incluyendo entre la transición y un cilindro ya sea en el extremo del Diámetro Mayor o
en el Menor; juntas circunferenciales soldadas que conecten Tapas Formadas que no
sean Hemisféricas al Cuerpo principal, a transiciones en diámetros, a Boquillas o
Cámaras de Comunicación.
(3) Juntas Categoría C
Están incluidas las siguientes:
Juntas soldadas que conecten Bridas, juntas de solapa Van Stone, Espejos, o Tapas
Planas al Cuerpo Principal, a Tapas Formadas, a Transiciones en Diámetro, a Boquillas
o para Cámaras de Comunicación, cualquier junta soldada que conecte una placa lateral
a otra placa lateral de un recipiente que forme una parte integral de un elemento
cerrado que este sometido a presión.
(4) Juntas Categoría D
Están incluidas las siguientes:
Juntas Soldadas que conecten Cámaras de Comunicación o Boquillas a Cuerpo
Principal,a Esferas, a Transiciones en Diámetro, a Tapas o a Recipiente que formen una
parte integral de un elemento cerrado que este sometido a presión, y aquellas juntas que
conectan Boquillas a Cámaras de Comunicación.
5.2.6.2 Tipos de Juntas
El Tipo de Junta es otro de los términos utilizados para identificar las juntas soldadas de
los Recipientes a Presión, la cual define la configuración de una junta soldada. Los tipos
de junta utilizados en el Código ASME Sección VIII Div. 1, están definidos en el
párrafo UW–9, en el cual establece que los tipos de juntas permitidas en procesos de
soldadura mediante Arco y Gas, se encuentran en la tabla UW-12. En esta ultima
también define los limites de los espesores de placa permitidos para cada tipo de junta.
En la siguiente pagina encontraran una copia de la tabla UW-12. En esta se puede
observar que existen 8 Tipos de Juntas, la descripción de cada una de ellas, las
limitaciones de las mismas, las categorías de juntas aplicables y el Grado de
Examinación Radiográfica.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 38
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 39
(1) Soldaduras de Ranura
Las dimensiones y forma de los extremos a ser unidos mediante soldadura, deberán ser
de tal manera que permitan una fusión completa y una penetración de la junta completa.
La Calificación del Procedimiento de Soldadura como esta requerido en UW-28, es
aceptable como una prueba de que la soldadura de ranura es satisfactoria. Ejemplos de
este tipo serian las siguientes:
Juntas con Transición
Existen en la fabricación de Recipientes a Presión, cierto tipo de juntas en las cuales se
hace necesario realizar una junta entre dos extremos que tienen espesores diferentes por
mas de 1/4" del espesor mas delgado, o por mas de un 1/8” lo que sea menor. Para este
tipo de juntas, el Código establece que cuando este sea el caso, estas se pueden realizar
siempre y cuando se realice una transición que tenga una longitud mínima de tres veces
la distancia del escalón que exista entre los extremos de las partes a ser soldadas. La
transición anteriormente referida puede ser realizada por cualquier proceso que
proporcione una transición uniforme.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 40
Cuando es formada por remoción del material de la parte a ser unida de espesor mas
grueso, el espesor mínimo de esa sección, después de que el material es removido, no
deberá ser menor que el requerido por UG-23(c). Cuando la transición es formada por
adición de material de soldadura mas allá de lo que pudiera de otra manera ser el
extremo de la junta a soldar, tal soldadura adicional (built up) deberá ser sujeta a los
requerimientos de UW-42. La soldadura que se aporte denominada “enmantequillado”,
puede estar parcialmente o completamente en la sección de la transición o adyacente a
este. Este párrafo también aplica cuando existe una reducción en los espesores dentro de
un Recipiente Esférico, o en Cilindros de Recipientes Verticales y para una transición
en una junta categoría A dentro de una Tapa formada. Provisiones para juntas de
transición en juntas a tope circumferenciales Tapa formada a cuerpo principal están
contenidas en UW-13.
Separación entre juntas longitudinales.
Excepto cuando las juntas longitudinales son radiografiadas 4” en cada lado de la
intersección con la junta circunferencial, los recipientes cuyo cuerpo principal sea
formado por 2 o mas anillos, deberán tener los centros de la junta longitudinal de los
anillos adyacentes escalonados o separados por una distancia de al menos 5 veces el
espesor de la placa de mayor espesor.
Juntas Traslapadas
Para la juntas traslapadas, la superficie de traslape no debera ser menor a 4 veces el
espesor de la placa interior, excepto lo establecido en UW-13 para los traslapes en
Tapas – Cuerpo. A continuación se presenta la Fig.UW-13.1 indicando las juntas de
traslape permisibles y la no permisibles para juntas Tapa-Cuerpo.
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Juntas soldadas sujetas a Esfuerzos de Doblez
Excepto donde detalles específicos son permitidos en otros párrafos, soldaduras de
filete deberán ser adicionadas donde sea necesario para reducir la concentración de
esfuerzos. Las Juntas de Esquina, con soldadura de filete únicamente, no deberán ser
usadas a menos que las placas que forman la esquina estén apropiadamente soportadas
independientemente de tales soldaduras.
Las medidas de soldaduras de filete y de penetración parcial, deberán tomar en cuenta
las condiciones de carga establecidas en UG-22, pero no deberán ser menores que las
medidas mínimas especificadas en cualquier parte del Código.
Eficiencias y Limitaciones en los tipos de juntas
Limitaciones En Los Tipos de Junta (Se Refiere a la Geometría de la Junta a
Soldar)
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 45
Recipientes para Servicios Especiales
Servicio Letal, UW-2(a)
Cuando los recipientes son diseñados para servicio letal:
Todas las juntas a tope deberán ser totalmente radiografiadas.
Las juntas de las diferentes categorías deberán ser:
Categoría A Tipo 1
Categoría B Tipo 1 o 2
Categoría C Tipo 1 o 2 (Excepto para la fabricación con
junta de solape de “stub end” –Figura UW-13.5
Categoría D Penetración Completa.
Servicio Criogénico – UW-2(b)
Recipientes de acero al carbón operando por debajo de –55°F por UCS- 68. En aceros
inoxidables por debajo de –250°F.
Recipientes de acero de alta aleacion cuando las pruebas de impacto del metal base o
del metal soldado son requeridas por UHA-51.
Estas restricciones aplican:
Categoría de la Junta
A
Tipo de Junta
1 (1 o 2 para ciertos aceros inoxidables
Austeniticos y sus soldaduras)
B
1o2
C
Penetración Completa (Las bridas tienen que
ser pegadas con soldadura de Penetración Completa
no se aceptan bridas tipo deslizante(slip-on).
D
Penetración Completa, excepto para algunos
materiales de UHA-23 por UW – 2(b)(4).
CALDERAS DE VAPOR SIN FUEGO DIRECTO UW-2(c)
Calderas de vapor sin fuego directo con una presión de diseño excediendo de 50
psi. Una caldera recuperadora de calor es un ejemplo de una caldera de vapor
sin fuego directo.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 46
Categoría de la Junta
Tipo de Junta
A
1
B
1o2
C
Sin restricciones
D
Sin restricciones
Recipientes con Fuego Directo UW-2(d)
Recipientes a presión o partes sujetas al fuego directo producto de la combustión
de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos), los cuales no se encuentran dentro
del alcance de las Secciones I, III, o IV.
Categoría de la Junta
Tipo de Junta
A
1
B, t > 5/8”
1o2
C
Sin restricciones
D
Sin restricciones
Radiografía ( RT )
Tipos de “RT”
Total
“Spot”(por puntos)
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 47
Ninguna
Requisitos de RT
Además de la RT requerida por el servicio, las soldaduras a tope que excedan ciertos
espesores también tienen que ser radiografiados. Por ejemplo, la Tabla UCS-57.
También, UHT-57 requiere RT total para todas las juntas Tipo 1.
RT Opcional
Cuando la RT no es requerida por las reglas especificas del código, el grado de RT es
una opción del diseño y es determinado por la eficiencia de la junta deseada y/o el
factor de calidad por UW-11 y UW-12.
UW-12: Eficiencias de las Juntas
Cuando la RT no es especificada por el Código, esta puede ser usada como una opción
de diseño, por lo cual el diseñador puede usar eficiencias de diseño más altas si se
realizan radiografías adicionales. Estas opciones pueden ser aplicadas a un recipiente
entero, o a incrementos de soldadura individuales o a junta como es permitido en UW12.
Definiciones
(a) Multiplicador del Esfuerzo:
“E” es un multiplicador del esfuerzo el cual puede ser aplicable a una
eficiencia de la junta o a un factor de calidad
Excepto por UW-11(a)(5), los multiplicadores del esfuerzo aplican a las
juntas, y no a las secciones del recipiente.
El diseñador puede aplicar los multiplicadores del esfuerzo en la base de junta
– por – junta.
(b) Factor de Calidad:
Un multiplicador del esfuerzo de 0.85 es impuesto en componentes sin costura
que no cumplen con los requisitos de RT por “spot” (puntos) de UW11(a)(5)(b).
Nota: La tubería o los tubos soldados tiene que cumplir con estos
requisitos. Esto significa que un factor de calidad de 0.85 es
impuesto además del 15% de reducción de esfuerzo que ha
sido aplicado al esfuerzo admisible en la Sección II, Parte D.
(c) Incremento de Soldadura:
Una longitud de 50 ft. De soldadura en un recipiente, o en caso de
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 48
recipientes múltiples duplicados, el incremento de soldadura puede
incluir soldaduras en 2 o más recipientes.
Un incremento de soldadura es definido en UW-52 para especificar la
Longitud representada por un “spot” (punto) radiografiado (Un
“spot” (punto) radiográfico tiene también que incluir el trabajo de
cada soldador).
UW-11(a) Radiografía Total
Las siguientes soldaduras tienen que ser examinadas en su longitud total como se
prescribe en UW-51.
Todas las soldaduras a tope categorías A y D en secciones de
recipientes o tapas donde el diseño de la junta o de la parte, esta
basado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(a)
Todas las juntas a tope en boquillas, cámaras de comunicación, etc.
que excedan cualquiera de los siguiente: 10 “NPS o 1-1/8” en espesor.
Las soldaduras a tope categorías B o C que intercepten soldaduras a
tope categoría A, o conecten secciones sin costura o tapas deberán,
como mínimo, cumplir los requisitos para RT “spot” (por puntos) por
UW-52. los “spot” (puntos) radiográficos requeridos por este párrafo
deberán no ser usados para satisfacer los requisitos de RT por
“spot” (puntos) aplicados a otros incrementos de soldadura. Los
recipientes que cumplen este criterio deberán ser estampados como
RT 2.
Nota: Para satisfacer el criterio de estampado RT1, las soldaduras arriba
indicadas tendrían que ser radiografiadas en su longitud total.
En la pagina siguiente encontraran un ejemplo de su aplicación en las diferentes
juntas de un Recipiente a Presión.
UW-11(b) Radiografía por “Spot”(Puntos)
Las soldaduras en secciones de recipientes o tapas donde el diseño este
basado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(b) tienen que ser
examinados por RT como es requerido por UW-52.
La radiografía por “spot”(puntos) es una herramienta de inspección y un
chequeo de control de calidad.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 49
La mínima extensión de un “spot”(puntos) a examinar por RT debe
incluir:
- Un “spot”(punto) de 6” por cada incremento de soldadura de 50 ft. o
fracción de este.
- Cada incremento de 50 ft tiene que incluir un número suficiente de
puntos para examinar el trabajo de cada soldador.
- La localización del “spot”(puntos) a ser RT debe ser seleccionado por el
I.A.
- Las radiografías requeridas para satisfacer otras reglas no deben
ser usadas para satisfacer estos requisitos.
En la pagina siguiente encontraran un ejemplo de su aplicación en las diferentes
juntas de un Recipiente a Presión.
EJEMPLO 1
(elaborar un dibujo similar pero de mejor calidad, junto con tablas y notas y
reemplazar el que se ve abajo)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 50
EJEMPLO 2
(Idem anterior)
EJEMPLO 3
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 51
Otras Excepciones para Boquillas
Las boquillas de cualquier tamaño están exceptuadas de las radiografías por
“spot”(puntos) requeridas en UW-11(a)(5)(b).
CONSIDERACIONES DE ESPESOR
Diseño – Requisitos Generales
UG-16(b) Espesor mínimo de componentes que retienen presión.
El mínimo espesor permitido para cuerpos y tapales después de formados
y sin importar la forma de producto y material, deberá ser 1/16” (1.6mm),
excluyendo cualquier tolerancia para corrosión, con las siguientes
excepciones:
1) No aplica para placas que transfieran calor de intercambiadores
de calor tipo placa;
2) No aplica para tubos de intercambiadores de calor tipo cuerpo –
y – tubos, donde la tubería o los tubos sean de 6” NPS y
menores;
3) El espesor mínimo de cuerpos y tapas o tapas de calderas de vapor
sin fuego directo debe ser ¼” , excluyendo cualquier tolerancia para la
corrosión;
4) El espesor mínimo de cuerpos y tapales usados en servicio de aire
comprimido, servicio de vapor y servicio de agua hechos en materiales
listados en UCS-23 , etc. deberá ser 3/32” excluyendo cualquier
tolerancia para la corrosión.
5)
No aplica a los tubing de enfriadores de aire e intercambiadores de calor
tipo torres de enfriamiento si todas las siguientes provisiones son
cumplidas:
(a) Los tubing no deberán ser usados para aplicaciones de
servicio letal UW-2(a)
(b)
Los tubing deberán estar protegidos por aletas o algún otro
medio mecánico.
(c)
El diámetro exterior deberá ser un mínimo de 3/8” y un
máximo de 1 ½”.
(d)
El espesor mínimo a ser usado no deberá ser menor que el
calculado por las formulas dadas en UG-27 o Apéndice 1-1 y
en ningún caso menor que el mayor del espesor mínimo
calculado utilizando una presión de diseño de 500 psi a
70° F o 0.022”.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 52
UG-16(c)
La tolerancia por bajo espesor en la fabricación de placas es el menor
valor entre 0.01” o el 6% de el espesor ordenado, lo que sea menor.
UG-16(d)
La tolerancia por bajo espesor en la tubería – Si la tubería o los tubos son
ordenados por su espesor de pared nominal, la tolerancia por bajo
espesor en la fabricación deberá ser tomada en cuenta. Para la mayoría de
la tubería la tolerancia por bajo espesor es del 12 ½%.
UG-16(e)
La tolerancia de corrosión en las Formulas de Diseño – Los valores en las
ecuaciones están dimensionados en la condición corroída.
UG-19 FABRICACIONES ESPECIALES
UG- 19(a) Unidades Combinadas
Cuando una unidad clasificada como Recipiente a Presión consiste de mas de una
cámara sometida a presión independiente, operando a la misma o a diferentes presiones
y temperaturas, cada una de estas cámaras sometidas a presión, deberá ser diseñada y
construida tomando en cuenta la condición más severa de presión y temperatura
coincidente esperada durante la operación normal para el tipo de servicio
predeterminado.
Nota: Únicamente las partes las cuales caen dentro del alcance de Sección VIII Div. 1,
deberán se fabricadas cumpliendo con los requerimientos de esta división.
UG-19(b) Formas Especiales
Otros recipientes que no tengan la forma cilíndrica o esférica, y aquellos para los
cuales no existan reglas de Diseño en esta división, pueden ser diseñadas bajo las
condiciones establecidas en U-2.
Cuando no sean dadas reglas de diseño en esta division, y la resistencia de un recipiente
a presión o parte a presión no pueda ser calculada con un aseguramiento satisfactorio de
precisión, la presión de trabajo máximo permisible del recipiente terminado deberá ser
determinado de acuerdo a lo establecido en UG-101.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 53
UG-20 TEMPERATURA DE DISEÑO
UG-20(a) Temperatura Máxima
Excepto como es requerido en UW-2(d)(3), la temperatura máxima usada en el diseño
no deberá ser menor que la temperatura del metal promedio ( a través del espesor)
esperado bajo condiciones de operación para la parte considerada. En caso de ser
necesario, la temperatura del metal deberá ser determinada por calculo o por medición
del equipo en servicio bajo condiciones de operación equivalentes.
UG-20(b) Temperatura Mínima
La temperatura mínima del metal a ser usado en el diseño, deberá ser la mas baja
esperada en servicio excepto cuando temperaturas mas bajas son permitidas por las
reglas de esta División. ( Ver UCS-66 y UCS-160 ).
UG-23 VALORES DE ESFUERZO MÁXIMO PERMISIBLE
UG-23(a)
Los valores de esfuerzo máximo permisible en tensión deberán ser tomados
de las tablas apropiadas en la Sección II Parte D, (p. ej, Tabla 1 A o Tabla
1 B) a la temperatura que se espera sea mantenida en el metal bajo las
condiciones de carga en consideración.
UG-23(b)
El esfuerzo máximo permisible longitudinal a compresión deberá ser el
menor de:
1) el valor de esfuerzo máximo permisible en tensión, o
2) el valor del factor B como se determina en UG-23(b)(2)
UG-23(c)
El máximo esfuerzo general primario de membrana causado por la
aplicación simultanea de las cargas de UG-22 deberá estar limitado a los
valores de esfuerzo máximo admisible de la Sección II Parte D. Para las
cargas que producen esfuerzos de flexión, el máximo esfuerzo de
membrana primario mas el esfuerzo de flexión primario a través del
espesor no deberá exceder 1 ½ veces el valor del máximo esfuerzo
admisible de las Tablas de la Sección II Parte D.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 54
UG-23(d)
Para la combinación de cargas por terremoto o viento con otra de las
cargas de UG-22, el esfuerzo general de membrana primario no deberá
exceder 1.2 veces el máximo esfuerzo admisible permitido en UG-23(a),
(b), (c).
ESFUERZO CIRCUNFERENCIAL VERSUS ESFUERZO LONGITUDINAL
Para un cuerpo cilíndrico de pared – delgada, sin costura, el esfuerzo
circunferencial será aproximadamente el doble del esfuerzo longitudinal.
En la mayoría de casos, las formulas para el espesor requerido basadas en
los esfuerzos circunferenciales de UG-27 gobernaran sobre las formulas
para el espesor requerido basadas en los esfuerzos longitudinales. Existen,
sin embargo, unos pocos casos en los cuales esta regla general no se
mantiene (p. ej. los recipientes verticales muy altos bajo cargas de viento y
terremoto, o los recipientes horizontales muy largos soportables en
silletas).
Se debe notar que si existen juntas longitudinales y circunferenciales en un
cuerpo cilíndrico, las formulas de UG-27 que están basadas en el esfuerzo
longitudinal gorbernaran únicamente cuando la eficiencia de la junta
circunferencial sea menor que la mitad de la eficiencia de la junta
longitudinal, o cuando el efecto de las cargas suplementarias (UG-22)
cause flexión longitudinal o tensión en conjunto con la presión interna
que se esta investigando.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 55
Formulas Para Cuerpos Bajo Presión Interna
Cuerpos Cilíndricos
UG-27
Esfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales)
En términos del radio interior (t< R/2)
PR
t=
o
P < 0.385SE)
SEt
or
P=
SE - 0.6P
R + 0.6t
UG-27 (c)(1)
En términos del radio exterior (t < R/2 o
t = PR0
SE + 0.4P
Cuando se rebasa esta
condición los equipos
serán considerados
como recipientes de
pared gruesa.
or
P=
SEt
R0 - 0.4t
P < 0.385SE)
1-1(a)(1)
Esfuerzo Longitudinal (Juntas Circunferenciales)
En términos del radio exterior (t < R/2 o
t=
PR
2SE – 0.4P
ESIME AZCAPOTZALCO
or
P=
2SEt
R - 0.4t
P < 1.25SE)
UG-27 (c)(2)
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 56
UG-31 Cuerpos Hechos a Partir de Tubería.
UG-31 permite la fabricación de cuerpos a partir de tubería. Este
simplemente establece que la formula en UG-27 deberá ser usada para
calcular el espesor. Mucho cuidado debe ser tenido en cuenta en las
comunicaciones entre el diseñador y el comprador cuando se ordene
tubería tal como el SA-53-B. Este material puede venir en dos formas sin
costura(seamless) y con costura (ERW), y por lo tanto, tiene dos valores de
esfuerzo
diferentes.
Cuerpos Esféricos
En términos del radio interior:
t=
PR
2SE – 0.2P
o
P=
2SEt
R + 0.2t
UG-27 (d)
P=
2SEt
1-1(a)(2)
En término del radio exterior:
t=
PR0
or
2SE + 0.8P
R0 - 0.8t
Nomenclatura
t – Espesor mínimo requerido del cuerpo, pulgadas.
P – Presión del Diseño Interna,
psi.
R = R1 – Radio interior
R0 – Radio exterior
S – Valor del máximo esfuerzo admisible, psi (ver los valores de esfuerzo en la tabla
aplicable en la Subsección C)
E – Eficiencia de la junta, o la eficiencia de, junta apropiada en un cuerpo cilíndrico o
esférico, o la eficiencia de ligamentos entre aberturas, el que sea menor.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 57
Efecto de la Carga Estática del Fluido en la Presión de Diseño del Recipiente
- UG-22 Carga
- La consideración principal en recipientes verticales altos o de baja presión
de diseño
- La presión debida a la carga estática del fluido se combinan con la presión
interna.
- Si la carga estática del fluido existe durante la prueba hidrostática
únicamente,
Algunas opciones se deben considerar:
1) probar el recipiente en posición horizontal para minimizar la
carga estática.
2) reemplace la prueba hidrostática por una prueba neumática
3) revise los esfuerzos adicionales debido a la carga estática
durante la prueba; No existe un limite superior en la presión de
prueba [UG-99(d)], sin embargo si el recipiente es sujeto a
deformación permanente visible, el Inspector tiene el derecho de
rechazar el recipiente.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 58
La presión adicional debida a la carga estática es:
P(f) = H g
Donde:
P(f) = La presión interna adicional debida a la carga estática del
fluido
H = Altura del punto superior de la columna de fluido
g = Densidad del fluido
Ecuaciones para Cuerpos Cilíndricos Gruesos
Apéndice 1 – Formulas de Diseño Suplementarias
En el caso donde t > R/2 o P > 0.385SE
Esfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales), (1-2)
Donde “P” es conocido y t es deseado:
t = R(Z
½
(Z ½ - 1)
- 1) = R0 Z ½
Donde
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Z=
SE + P
SE - P
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 59
Z–1
Z+1
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 60
P = SE
2
Donde Z =
R + t
R
2
=
R0
R
=
2
R0
R0 - t
Ejemplo – Cuerpo Cilíndrico Bajo Presión Interna
Calcule el Espesor Requerido del Cuerpo Para Presión Interna
Parámetros de Diseño:
Presión de Diseño = P = 150 psig
Temperatura de Diseño = T = 800° F
Tolerancia de Corrosión = C = Ninguna
Material del Cuerpo : SA515-70 Placa de Acero al Carbón S = 12,000 PSI
Esfuerzos tomado de la Sección II Parte D, Tabla 1 A para SA515 Gr70 a 800 °F.
Radiografía Total en las Juntas Longitudinales E de la Junta = 1.0 para Juntas Tipo 1.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 61
Radiografía Total en las Juntas Circunferenciales E de la Junta = 1.0 para Juntas Tipo
1.
TD1= 96 in
Diámetro Interior del Cuerpo 1
TD2 = 72 in
Diámetro Interior del Cuerpo 2
3
T = 57 lb / ft
Densidad del Fluido Contenido
H1 = 50 ft
Altura del Cuerpo 1
H2 = 50 ft
Altura del Cuerpo 2
HC = 40 in
Altura de la Reducción Cónica
Calculando el Espesor Requerido de los Anillos del Cuerpo Debido a la Presión de
Diseño
Cuerpo 1 R = ID1
2
R = 48 in
UG – 27 (c)(2) Espesor requerido basado en los esfuerzos circunferenciales
t=
t =
P. R
.
SEC - 0.6 P
150 . 48
.
12000 . 1.0 – 0.6 . 150
t = 0.605 in
UG – 27(c)(2) Espesor Requerido Basado en los esfuerzos Longitudinales
PR
t=
2SEL + 0.4P
t=
150 . 48
2 . 12000 . 1.0 + 0.4 . 150
t = 0.299 in
El espesor requerido basado en los esfuerzos longitudinales es
aproximadamente ½ que el requerido por los esfuerzos
circunferenciales
1D2
2
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 62
Cuerpo 2 R =
R = 36 in
UG – 27(c)(1) Espesor basado en los esfuerzos circunferenciales
PR
t=
150 . 48
t=
SEC - 0.6P
12000 . 1.0 - 0.6 . 150
t = 0.453 in
UG – 27(c)(2) Espesor basado en los esfuerzos longitudinales
PR
t = 2SE + 0.4P
L
t = 0.224 in
Repitiendo los Cálculos Incluyendo el Efecto de la Tapa Estática
Cuerpo 1 – Altura del Fluido = 50’
H1 . l
Pf =
In2
=
144 2
ft
Pf = 19.792 psi
50 pies X 57 lb/pie3
144 pulg2/pies2
=
2850
144
El Espesor requerido basado en los esfuerzos circunferenciales es
ID
(P + Pf ) . 2
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 63
t=
SEC – 0.6P
(150 + 19.8 ) . 48
t=
12000 . 1.0 – 0.6 . (150 + 19.8 )
t = 0.684 in
Cuerpo 2 – Altura del Fluido = 50’ + 40” + 50’
40 . in
H = H1 + H2 + 12 .
in
ft
H = 103.333 ft
l
Pf = H
144 .
in2
ft2
Pf = 40.903 psi
(P + Pf ) .
t=
ID2
2
SEC – 0.6 . (P + Pf )
(150 + 40.9 ) . 36
t=
12000 . 1.0 – 0.6 . (150 + 40.9 )
t = 0.578 in
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 64
Resumen de los Espesores Requeridos para los Cuerpos 1 y 2
Esfuerzos Circ.
P = 150 psi
Cuerpo 1
Cuerpo 2
0.605”
0.453”
Esfuerzos Long.
P = 150 +
Tapa
Estática
0.684”
0.578”
P = 150 psi
0.299”
0.224”
DISEÑO DE TAPAS
Tipos de Diseños de Tapas
Hemisférica
Elíptica
Torisferica ( Bombeada Esférica, o Bombeada y Rebordeada F & D )
Cónica
Toriconica ( Tapa Cónica con Reborde )
Tapas Planas
Cubiertas Bombeadas Esféricas ( Tapas Atornilladas )
Las Reglas del Código ASME Están Localizadas En
UG-32 y el Apéndice 1-4, Tapas Formadas y Secciones con la Presión en Lado
Cóncavo (Presión Interna). Estas son las tapas formadas no atornilladas tales
como hemisféricas, elípticas, torisfericas, cónicas y toriconícas.
UG-33, Tapas Formadas con la Presión en el Lado Convexo (Presión Externa)
Apéndice 1-5, Tapas Cónicas y Reducciones Bajo Presión Interna, las reglas para
el diseño del refuerzo cuando sea necesario en la unión del cono – al – cilindro.
UG-34, Tapas Planas No-arriostradas y Cubiertas (tapas planas, cubiertas planas,
bridas ciegas, circulares y no-circulares, soldadas, atornilladas, roscadas etc.)
UG – 35, Otros Tipos de Cierres
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 65
Cubiertas Bombeadas Esféricas, Apéndice 1-6
Cierres de Acondicionamiento Rápido, UG-35(b)
UG – 47, Superficies Arriostradas o Placas Planas Arriostradas
t
D
=
=
D0
h
L
=
=
=
espesor mínimo requerido de la tapa después del formado
diámetro interior del faldón de la tapa; o la longitud
interior del eje mayor de una tapa elíptica; o el diámetro
interior de una tapa cónica en el punto en consideración
medido perpendicular al eje longitudinal.
diámetro exterior (similar al diámetro interior)
la mitad de la longitud del eje menor de una tapa elíptica
radio interior de la esfera o de corona para tapas
torisfericas y hemisféricas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 66
r
a
=
=
Di
=
P
=
=
radio interior de rebordeo
la mitad del ángulo incluido del cono en la línea de centro de la
tapa
diámetro interior de la porción cónica de una tapa
toriconica en su punto de tangencia con el reborde, medido
perpendicular al eje del cono
D – 2 r(1-cos α)
presión de diseño interna
Tapas Elípticas 2:1
El eje menor es la mitad del eje mayor
D
=2
2h
Una aproximación aceptable de las tapas elípticas 2:1 es una con un radio de
rebordeo de 0.17D y un radio de bombeo esférico de 0.90D, [ UG-32(d) ].
El mínimo espesor requerido a la MAWP esta dado en UG-32(d) como
PD
2SEt
t = 2SE – 0.2P
o
P = D + 0.2t
Otras Tapas Elípticas
Para otras relaciones de ejes mayor y menor de tapas elípticas el
Apéndice 1-4(c) suministra las formulas.
En términos del diámetro interior
PDK
t=
2SE – 0.2P
2SEt
o
P=
KD + 0.2t
Tapa Torisferica
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 67
Tapa Bombeada y Rebordeada ( F & D )
Tapa F & D Estándar ASME
Tapa F & D Estándar ASME
L = D0 = diámetro exterior del faldón
r = 6%L = 6% del radio interior de la corona
= 6% D0 = diámetro exterior del faldón
Las Formulas para el Espesor y la Presión para este caso son dadas en UG-32(e)
0.885PL
t=
SE – 0.1P
SEt
o
P=
0.885L + 0.1 t
Para materiales que tengan una mínima resistencia a la tensión que
exceda de 80,000 psi las tapas torifericas deberán ser diseñadas
usando un esfuerzo admisible, S, igual a 20,000 psi a temperatura
ambiente y reducido en la proporción de reducción en el máximo
esfuerzo admisible a la temperatura de diseño.
Tapas Torisfericas
Tapas F & D No – Estándar ASME
Las formulas para otras proporciones son suministradas en el Apéndice 1-4(d)
En términos del radio interior
PLM
t = 2SE – 0.2P
o
P=
2SEt
LM + 0.2t
UG-32(j)
Para cualquier tapa no arriostrada el radio interior de la corona deberá
no ser mayor que el diámetro exterior del faldón.
Para una tapa torisferica o (F & D) el radio interior de rebordeo deberá
no ser mayor que el 6% del diámetro exterior del faldón de la tapa pero
en ningún caso menor que 3 veces el espesor de la tapa
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 68
L Máximo = D.E. del faldón, i.e. Do
R Mínimo = 6% del D:E: del faldón, i.e. Do
Pero en ningún caso menor que 3 veces el
espesor de la tapa.
Él limite máximo de L coloca un limite en la planitud de la tapa. Un
mayor L acerca la tapa a una placa plana.
Él limite mínimo de r controla la curvatura. Una menor curvatura hace el
cambio más abrupto. Un mayor r implica un cambio más gradual
Transición Cónica UG-32(1)
Todas las tapas formadas, mas gruesas que el cuerpo, las cuales vayan a
ser soldadas a tope, deberán tener una longitud de faldón para cumplir
con los requisitos de la Figura UW-13.1 esto suministra una transición 3:1
y una tolerancia para el desalineamiento de la línea de centro.
Todas las tapas formadas, con un espesor igual o menor que el espesor
del cuerpo, al cual se van a ser soldadas a tope, no necesitan tener un
faldón integral. Cuando un faldón es suministrado, su espesor deberá ser
al menos igual al requerido para un cuerpo sin costura del mismo
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 69
diámetro. En otras palabras la porción del faldón para este caso es
tratada como un cuerpo sin costura.
REQUISITOS DE ESPESOR UG – 32(a) Y UG – 32(b)
Para las tapas formadas (elípticas, torisfericas, hemisféricas y
toriconicas) después del formado, el espesor requerido es el espesor en el
punto mas delgado después del formado. Es una costumbre el usar una
placa mas gruesa para prevenir el posible adelgazamiento durante el
proceso de formado (ver pie de nota 18).
El espesor de una tapa no arriostrada elíptica o torisferica no debera
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 70
en ningún caso ser menor que el espesor requerido de una tapa
hemisférica sin costura dividido por la eficiencia de la junta de la tapa al
cuerpo.
Tapa Hemisférica UG-32(f)
Cuando el espesor de una tapa hemisférica no exceda 0.356L o P no
exceda 0.665SE.
t=
PL
2SE – 0.2P
o
P=
2SEt
LM + 0.2t
Para cuerpos esféricos gruesos vea las formulas en el Apéndice 1-3.
Un cuerpo hemisférico delgado en términos del material es el mas eficiente
o el componente mas delgado que pueda ser diseñado para presión
interna. Este utiliza el material en la total extensión ya que ambos el
esfuerzo longitudinal y el esfuerzo circunferencial son iguales. También,
típicamente el espesor de la tapa hemisférica es aproximadamente igual
a la mitad del espesor de un cuerpo cilíndrico.
Ejemplos de Tapas
A) Descripción:
Una tapa F & D estándar ASME con un radio
interior de la corona igual al diámetro exterior del
faldón y un radio interior de rebordeado igual al
6% del radio de la corona
De UG-32(e)
t=
P
L
S
E
=
=
=
=
0.885PL
SE – 0.1P
presión de diseño (psi) = 150 psi
radio interior de la corona (pulg.) = 72 pulg.
esfuerzo admisible (psi) = 12 ksi para SA-515 Gr70 @ 800°F
eficiencia menor de cualquier junta en la tapa = 1.0
0.885(150)(72)
(12000)(1.0) – 0.1(150)
ESIME AZCAPOTZALCO
= 0.798 “
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 71
t=
B) Descripción:
Una tapa F & D 80/10. En otras palabras una
tapa torisferica que tiene un radio de corona
interior del 80% del D.E. del faldón y un radio
interior de rebordeado del 10% del D.E. del faldón
Del Apéndice 1-4
t=
PLM
2SE – 0.2P
M = factor para las tapas torisfericas el cual depende de la
proporción geométrica de la tapa L/r, donde r es el radio
interior del rebordeado.
Los otros parámetros están definidos arriba.
L
=
r
72(80%) = 57.6
72(10%)
=
8
7.2
M = 1.46 de la Tabla 1-4.2 o la ecuación.
t =
D) Descripción:
(150)(57.6)(1.46)
2(12000)(1.0)-0.2(150)
= 0.527 “
Una Tapa Elíptica 2 : 1
De UG-32(d)
PD
2SE – 0.2P
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 72
t=
(150)(72)
2(12000)(1.0)-0.2(150)
t =
E) Descripción :
= 0.450 “
Tapa Hemisférica.
De UG-32(f)
t=
t =
F) Descripción :
PL
2SE – 0.2P
(150)(72/2)
2(12000)(1.0)-0.2(150) = 0.225 “
Una Tapa elíptica 2:1 aproximada como una
Tapa F & D con L = 0.9D y r = 0.17D
De UG-32(d) y el Apéndice 1-4 (d)
L = 0.90D = 0.90(72) = 64.8
r = 0.17D = 0.17(72) = 12.24
L
r
M =
1
64.8
5.29
12.24 =
=
=
4
L
3 +
√
r
√
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 73
M =
1
3 +
5.29 = 1.33
4
t =
t =
PLM
2SE – 0.2P
(150)(64.8)(1.33)
2(12000)(1.0)-0.2(150)
= 0.539
Se debe notar que en los cálculos de arriba por simplicidad el diámetro exterior del
faldón se tomo como igual al diámetro interior en la definición del radio de la corona y
el radio de rebordeo. La diferencia es despreciable debido a que un componente
delgado es comparación con el diámetro.
Una comparación de los espesores requeridos para los diferentes diseños de tapas y un
cuerpo cilíndrico son mostrados abajo.
Tapas Cónicas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 74
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 75
La tapa cónica es similar al cuerpo cilíndrico y es analizada expresando
el radio de curvatura tangencial en términos del radio, p.ej. R1 = R/cos α
Alfa, α, es la mitad del ángulo incluido del cono.
Formulas del Cono
La ecuación de equilibrio de la tapa cónica, para los esfuerzos
Tangenciales ( similares a la dirección circunferencial )
σ=
t
PR
t cos α
La formula del Código en UG-32(g) para las tapas cónicas
SE – 0.6P =
PD
2t cos α
La formula del Código en UG-27 para los cuerpos cilíndricos
SE –0.6P =
PR
t
=
PD
2t
Las similitudes entre las formulas para los cuerpos cilíndricos y las
Tapas cónicas son obvias.
La Unión Cono – A – Cilindro
El diagrama de fuerzas en la unión del cono al cilindro muestra el esfuerzo
circunferencial de compresión en la unión debido a la geometría o a la
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 76
dirección de la presión aplicada. Además existen unas restricciones de
compatibilidad
A mayor ángulo mayor es la fuerza. El Código relaciona esta fuerza
interna por la limitación del ángulo a 30° y reforzando la unión de
acuerdo al Apéndice 1-5. para ángulos mayores de 30° un análisis de la
discontinuidad puede ser realizado de acuerdo a 1-5(g).
Formulas para el Cono y las Reducciones Cónicas – UG-32(g)
Un eje común de los elementos del recipiente, p.ej. alineamiento de la línea
de centros
No existe rebordeos en la unión
La mitad del ángulo incluido, α, es menor o igual a 30°
PD
t =
2Setcosα
or
2cosα (SE-0.6P)
P =
D + 1.2tcosα
La Mitad del Angulo Incluido Mayor De 30 Grados UG-32(h)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 77
Una tapa toriconica puede ser usada en vez de una tapa cónica
cuando la mitad del ángulo incluido es mayor de 30 grados. El espesor del
rebordeo es determinado usando las formulas para una tapa torisferica
en la cual el radio de la corona, L, es definido como
L =
Di
2cosα
Donde Di = diámetro interior en el punto de tangencia del reborde
Di = D –2r(1-cos α )
Alternativamente, una reducción cónica con α >30° sin reborde puede ser
usada sin un análisis de la discontinuidad es realizado satisfaciendo los
requisitos de 1-5(g), [ Refiérase a UG-32(g) Y UG-32(h) ]
Rigidizadores de la Reducción Cónica.
Un anillo rigidizador deberá ser suministrado cuando sea requerido por
las reglas de 1-5(d) y (e), [ vea UG-32(g)]
El esfuerzo no es requerido cuando el ángulo calculado D > α. Los valores
de D están tabulados en 1-5. De otra manera el refuerzo es requerido. El
Apéndice 1-5 da las ecuaciones para calcular el área requerida para el
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 78
anillo de refuerzo. Además el Código de la localización y distancia del
anillo desde la unión.
Secciones
Cónicas Oblicuas UG-36(g)
El mayor medio ángulo incluido puede ser usado en las formulas de diseño.
Ejemplo de Reducción Cónica
Parámetros de Diseño
Todas las secciones del recipiente tienen un eje común
No se asumen transiciones con rebordeos
La mitad del ángulo incluido es menor de 30 grados
Presión de Diseño = 150 psi
Temperatura de Diseño = 800°F
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 79
Sin tolerancia de corrosión
Se asume radiografía total
No hay restricciones de servicio
Material = SA 515 Gr. 70 (placa de acero al carbón)
Diámetro en el final grande = 96 pulgadas D.L.
Diámetro en el final pequeño = 72 pulgadas D.L.
De la geometría la mitad del ángulo incluido es
96 – 72
2
tan (α ) =
40
Luego α = 17 grados
El espesor para la reducción cónica es determinado usando las formulas de
UG-32(g)
PD
t =
2cosα (SE-0.6P)
(150)(96)
t =
2cos(17)(12000(1.0) - 0.6(150))
= 0.632 ”
Ejemplo de Diseño de
Secciones Reducidas Cónicas
Requisitos de Anillos de Refuerzo (1-5)
I.
Determine P/SsE1, luego de la Tabla 1 –5.1 encuentre Δ
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 80
1. Final grande:
P
150
=
SsE1
=
0.0125
12000(1.0)
donde:
Ss =
E1 =
esfuerzo admisible del cuerpo
eficiencia de la junta longitudinal en el cono / cilindro
De la Tabla 1-5.1;
Desde que
P
= 0.0125 > 0.009
SsE1
D = 30°
un anillo de compresión no es requerido desde que
30° > 17°
2.
Final pequeño
P
150
=
SsE1
=
0.0125
12000(1.0)
Interpolando en la Tabla 1-5.2:
P/ SsE1
0.010
0.0125
0.020
Δ
9.0
Δ1
12.5
Δ1 = 9.875°
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 81
Desde que Δ1 = 9.875° y es menor que 17°, un anillo de refuerzo es requerido
Determine k :
y
k=
, Pero k no puede ser menor de 1.0
S R ER
Cuando el anillo de refuerzo esta en el cuerpo
y = SsEs
k=
12000(30E6)
= 1.0
12000(30E6)
II. Determine el área de la Sección del anillo de refuerzo para el final
pequeño
kQsRs
Δ
1 -
Ars =
SsE1
α
tan α
Donde Qs = la suma algebraica de
PRs
lb
and
2
f2
in
f2 = carga axial en el final pequeño debida al viento, peso
muerto, etc., excluyendo la presión, lb/in.
f2 = 0.0
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 82
150(36)
Qs =
lb
=
2700
2
in
(1.0)(2700)(36)
Ars =
12000(1.0)
1–
9.875
tan(17)
17
Ars = 8.1(0.42)(0.31) = 1.05 in2
Cuando el espesor, menos la tolerancia de corrosión, de la reducción y/o
el cilindro excede el requerido por la formula de diseño aplicable, el
exceso de espesor puede ser considerado para contribuir al anillo de
refuerzo requerido de acuerdo con la siguiente formula.
Aes
( tc - t r )
= 0.78 √
Rs t s = ( t s – t ) +
cos α
En nuestro ejemplo, el anillo de refuerzo tiene que estar localizado dentro
de una distancia de ( Rs ts) ½ (final pequeño) desde la unión de la
reducción y el cilindro pequeño.
El centroide ( para un material homogéneo este es el centro de gravedad)
De el área agregada deberá estar dentro de una distancia de
0.25 (Rs ts) ½ (final pequeño).
Tapas Planas UG-34
Tapas planas no arriostradas, cubiertas, bridas ciegas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 83
Placas y cubiertas circulares y no circulares
Soldadas y atornilladas
Las formulas son derivadas de la teoría elástica de placas con pequeñas
deflexión. La condición del borde o el efecto del borde es tenida en cuenta
para determinar el factor – C
Para placas soldadas únicamente, el factor – C incluye un factor de 0.667 el
cual efectivamente incrementa el esfuerzo admisible a 1.5S (p.ej. Flexión).
Para placas atornilladas, la preocupación es la deformación y un esfuerzo
admisible mas pequeño disminuye la posibilidad de fuga.
Ecuaciones para Placas Planas
Placas soldadas circulares no arriostradas
CP
SE
t =d
√
Placas circulares atornilladas
√
t =
CP
d
1.9WhG
+
SE
SEd3
Placas soldadas no circulares no arriostradas rectangulares, elípticas,
oblongadas o segmentadas.
t=d
ESIME AZCAPOTZALCO
√
ZCP
SE
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 84
Donde Z = 3.4 - 2.4
d/ D
< 2.5 ( Z : Factor de Forma)
Placas atornilladas no circulares no arriostradas cuadradas,
rectangulares, elípticas, oblongadas o segmentadas
t=d
√
ZPC
6WhG
+
SE
SELd3
Definición de los Símbolos
d = diámetro o el lado corto, medido como se indica en la Figura
UG-34
C = un factor que tiene en cuenta el método de fijación. Este también
incluye un incremento en el esfuerzo admisible por flexión a 1.5S
para placas soldadas únicamente.
P = presión de diseño
S = esfuerzo máximo admisible, de las tablas de esfuerzo
E = eficiencia de la junta, de la Tabla UW-12, para cualquier
soldadura categoría A como se define en UW-3(a)(1).
Z = un factor para tapas no circulares.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 85
W = carga total de los tornillos como se determina por el Apéndice 2
hg = brazo del momento de empaque.
L = perímetro de una tapa no circular atornillada medido a lo largo de
la línea de centro de los huecos para tornillos
Tipos de Tapas Planas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 86
Teoría Elástica de Placas
Placas circulares simplemente soportadas bajo presión uniforme
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 87
σ = 0.309 P (d/t)2
Placas circulares fijas bajo presión uniforme
σ = 0.188 P (d/t)2
El factor –C representa el efecto de la condición del borde en el máximo
esfuerzo. (Nota: El máximo esfuerzo no necesariamente ocurre en la
misma localización, tal como en el centro para una placa simplemente
soportada).
C = 0.309 Teórico para placas simplemente soportadas
C = 0.188 Teórico para placas fijas
Para placas soldadas un incremento en el esfuerzo admisible en flexión es
permitido hasta 1.5S.
C = 0.309 / 1.5 = 0.205 placas simplemente soportada
C = 0.188 / 1.5 = 0.125 placa fija
Para cubiertas atornilladas el limite del esfuerzo es 1.0 S
C = 0.308 placa simplemente soportada
C = 0.3 valor del ASME Fig. UG-34 (j), (k) (p.ej. simplemente
soportada)
Los otros valores de C en UG-34 representan las otras condiciones del
borde, la rigidez relativa pf de la placa y el cuerpo o el d efectivo de la
placa.
Detalles de las Soldaduras en Juntas de Esquina UW-13(e)
Figura UW-13.2, Típico para Tapas Planas No Arriostradas
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 88
Estos son algunas soldaduras típicas de fijación de placas a cuerpos permitidas
para formar una junta de esquina. Estas también incluyen los requisitos de tamaño de
las soldaduras.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 89
Juntas de Esquina No-Permitidas
Una característica común de estas soldaduras de fijación es que estas no
están capacitadas para suministrar una resistencia significante al
momento. Esto es importante desde que para las placas el método de
transferencia de la carga primaria es la flexión.
Ejemplo del Diseño
De Tapa Plana Soldada No Arriostada
Parámetros de Diseño :
Presión de Diseño = 150 psi
Temperatura de Diseño = 800°F
Tolerancia de Corrosión = Ninguna
Material = SA515-70,
S = 12 ksi
Espesor del cuerpo = 3/4”
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 90
D.I, del cuerpo = 96 in
Radiografía total efectuada en el recipiente
Sin Restricciones de Servicio
Cubierta circular y sin costuras
Tapa Plana pegada al cuerpo según la Fig. UG-34 (f)
Donde C = .33m > .20
t = d CP/SE
√
m = t r/ t s =
tr =
∴ m =
Espesor requerido del cuerpo sin costura / Espesor actual del cuerpo menos la C.A.
(150)(96 / 2)
=
12000(1.0) – 0.6(150)
PR
SE - 0.6P
0.61
0.75
= 0.61 ’’
= 0.813
C = 0.33(0.813) = 0.268 > 0.20
t = 96
√ 12000(1.0)
.268(150)
= 56
Bridas ANSI B16.5
Las bridas ciegas circulares de materiales ferrosos de acuerdo con el ANSI B 16.5 y
UG-11(a)(2) deberán ser Aceptables para los diámetros y para el rateo de presióntemperatura de la Tabla 2 del ANSI B 16.5 con los tipos de fijación mostrados en la
Fig. UG-34 esquemas ( j ) y ( k )
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 91
SUPERFICIES ARRIOSTRADAS
UG-47 – Superficies arriostradas
P
t =p
SC
donde :
p = el paso máximo entre cualquier conjunto de riostras
P = presión de diseño
S = esfuerzo máximo admisible (Sección II, Parte D)
C = un factor que afecta el factor de seguridad relacionando el
método de fijación entre la riostra y la placa plana Rango de 3.2 > C > 2.1
UG-31(i)
Si una tapa elíptica, torisferica, hemisférica, cónica o toriconica es de un espesor menor
que el requerido por UG- 32, este deberá ser tratado como una superficie plana
arriostrada de acuerdo a UG-47
DISEÑO A PRESIÓN EXTERNA (UG-28)
Teoría detrás de la Presión Externa Reglas del Subpart 3 de la Sección II Parte
“D”
Pandeo Analogía A Una Columna
Un cuerpo cilíndrico delgado es análogo a una columna.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 92
Una columna puede ser simplemente definida como un miembro que falla en
compresión por pandeo, o se colapsa.
El esfuerzo que acompaña la falla por pandeo es siempre menor que el que se requiere
para fallar directamente por compresión
Una columna en tensión podría llevar una carga mayor que la misma columna en
compresión; un cuerpo cilíndrico delgado bajo presión interna podría llevar una mayor
carga que el mismo cuerpo bajo presión externa.
Resistencia al Pandeo
La resistencia de un recipiente bajo presión externa depende de su longitud, diámetro,
espesor y las propiedades mecánicas del material.
La presencia de irregularidades en una columna bajo compresión puede reducir
notoriamente su resistencia pero tienen un efecto menor sobre la misma columna bajo
tensión; comparativamente, las irregularidades en un cilindro delgado bajo presión
externa reducirán notoriamente su resistencia pero tendrán un efecto pequeño en el
mismo cuerpo bajo presión interna.
Relación Entre la Geometría del Recipiente y la Resistencia del Recipiente
1.- La presión colapsante independientemente de la longitud (L/Do); depende
únicamente de (Do/T):
a) Recipientes muy largos donde las cargas están demasiado aparte para ejercer
influencia en el centro del recipiente
b) Recipientes muy cortos donde las tapas están demasiado cerca tal que ellas previenen
el colapso del recipiente bajo presión externa hasta que la fluencia es alcanzada.
2.- La presión colapsante depende de la longitud (L/Do), como también de (Do/T).
a) Recipientes más cortos que una cierta longitud critica.
Tipos de Formulas
Las formulas para el diseño de recipientes bajo presión externa pueden
ser divididas en tres tipos generales:
1) Formulas de esfuerzo, o cedencia para recipientes cortos
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 93
2) Formulas de inestabilidad conteniendo ambos términos L/Do y
Do/T para recipientes de longitud intermedia
3) Formulas de inestabilidad conteniendo únicamente Do/T para }
recipientes largos.
Factores de Seguridad
El criterio de diseño de la Sección VIII División 1 para fijar los esfuerzos admisibles
para presión externa para cuerpos cilíndricos, se encuentra en el Apéndice Q y es: El
mas bajo de los siguientes
1) El 33% del esfuerzo critico de pandeo con un factor de 80%
por tolerancia.
2) El 33% de la mínima resistencia a la cedencia y la resistencia
a la cedencia a la temperatura.
3) El 66% del esfuerzo promedio para producir fluencia lenta a
una relacion de 0.01% / 1000 horas (1% / 100,000 horas)
4) El 100% del esfuerzo admisible en tensión.
Selecciona el valor menor de los cuatro criterios de arriba.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 94
Ejemplo de Diseño. Espesor de una Tapa Formada Bajo Presión externa
Ejemplo de Diseño. Espesor de un Cuerpo Cilíndrico Bajo Presión externa
XX – CARTA GEOMÉTRICA – 1
XX – CARTA GEOMÉTRICA – 2
XX – CURVA DE REFERENCIA DEL MATERIAL
XX – GRAFICA DE PRESION EXTERNA
15 PSI = Full Vacuum = Vacío Total
Pa =
4B
3 (Do/t)
B = Valor máximo de esfuerzo a
compresión admisible.
ESPESOR DEL CUELLO DE LAS BOQUILLAS
UG-45 Espesor del Cuello de las Boquillas de Servicio (No incluye RegistroHombre o Mano-Hombre)
El espesor del cuello de las boquillas esta basado en:
1) El espesor requerido por las cargas de UG-22 (p.ej. presión interna y
externa, cargas externas)
2) El espesor del cuello de la boquilla con relación al espesor del cuerpo o
tapa a la cual la boquilla va fijada.
3) El espesor minimo de una tubería con una pared estándar
Cuando una tolerancia por corrosión es especificada, y UG-45(b)(4) controla el
espesor del cuello de la boquilla, una tubería con un espesor mayor que el estándar
tiene que ser usada.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 95
UG-45(a) pertenence a las aberturas de acceso y aberturas para inspección; el espesor
es el calculado por las cargas de UG-22 únicamente.
Ejemplo de Calculo del Espesor del Cuello de la Boquilla
DADO :
Presión Interna
D.E. Cuerpo
Material del Cuerpo & Boquilla
Espesor Nominal del Cuerpo
Diámetro de la Boquilla
Tolerancia de Corrosión
= 35 psi
= 96 pulg.
= SA-516-60, S = 20 ksi
= 1.0 pulg.
= 14 pulg.
= Ninguna
UG-45(a) espesor calculado por las cargas de UG-22 + CA
tr n
=
PR0
=
SE + 0.4P
35(7)
= 0.016 ”
20000(1.) + 0.4(35)
UG-45(b)(1) el espesor requerido para el cuerpo bajo presión interna + CA
tr=
PR0
3.5 (48)
=
SE + 0.4P
= 0.112”
20000(1.) + 0.4(35)
UG-45(b)(4) mínimo espesor de la tubería de pared estándar + CA
Para 14” NPS Estándar, t = .875(.375) = 0.328 pulg.
El espesor de la boquilla requerido es el mayor de:
1. 0.016 pulg.
2. el mas pequeño de :
a) .112 pulg. < - Controla
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 96
b) .328 pulg.
El espesor requerido del cuello de la boquilla no debe ser menor de 0.112 pulg. Si
la forma de producto usada es tubería, la cedula de la tubería deberá ser
t nom ≥ 0.112 / 0.875 = 0.128”
Las aberturas en las porciones cilíndricas o cónicas del recipiente, o en las tapas
formadas, deberán ser preferiblemente circulares, elípticas, u oblongadas. Sin embargo
el Código no prohíbe otras formas de aberturas.
Cuando las relación de aspecto de una abertura elíptica u oblongada excede 2:1, el
refuerzo a través de la dimensión corta deberá ser incrementado para prevenir la
excesiva distorsión debida al momento de giro.
UG-36(b) Tamaños De las Aberturas
1. Cuerpos con diámetros ≤ 60”, la abertura que no exceda ½ del diámetro o
20”.
2. Cuerpos con diámetros > 60”, la abertura que no exceda 1/3 del diámetro o
40”.
3. Para las aberturas que excedan los límites arriba indicados, las reglas
suplementarias del Apéndice 1-7 deberán ser satisfechas además de las reglas
de UG-36 a UG-43.
Las aberturas reforzadas apropiadamente en las tapas formadas y
los cuerpos esféricos no están limitadas en tamaño. Cuando una
abertura es mayor que la ½ del diámetro interior del cuerpo, las
secciones de reducción cónica pueden ser usadas como una alternativa
de refuerzo. Vea UG-36(b)(2)(a-d). (Vea también la Sección VIII
División 2 – AD-211 y AD-212.)
EXCEPCIONES DEL REFUERZO
UG-36(c)(3) Excepciones Del Refuerzo en Cuerpos y Tapas Formadas
Las aberturas en recipientes que no están sujetos a rápidas fluctuaciones
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 97
en la presión no requieren refuerzo otro que el inherente a la construcción
bajo las siguientes condiciones :
a) conexiones soldadas o soldadas con “brazing” con una abertura
finalizada (finished opening) no mayor que:
3 1/2 pulg. De diámetro – en cuerpos o tapas de recipientes
de 3/8 pulg. o menos de espesor.
2 3/8 in. De diámetro – en cuerpos o tapas de recipientes
mayores de 3/8 pulg. de espesor.
b) para conexiones roscadas, atornilladas, o expandidas en las cuales
el hueco cortado en el cuerpo o tapa no es mayor que 2 3/8 pulg.
de diámetro.
c) ningunas dos aberturas sin refuerzo deberán tener sus centros
mas cerca que la suma de sus diámetros
d) ningunas dos aberturas sin refuerzo en un racimo de tres o mas
deberán tener sus centros mas cerca de los siguiente:
Para cuerpos cilíndricos o cónicos
( 1 + 1.5 cosθ ) (d1 + d2 )
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 98
Para cuerpos con doble curvatura o tapas,
(d1 + d2)
UG-36(d)
Las aberturas podrán ser colocadas en las juntas soldadas. Vea UW-14
para los requisitos adicionales.
UG-39(a) Excepciones Del Refuerzo en Tapas Planas
Las aberturas SENCILLAS que no excedan los limites de tamaño indicados en
UG-36(c)(3)(a) & (b) y no excedan ¼ del diámetro de la Tapa o la dimensión mas corta
de la tapa a la abertura están exceptuadas de realizar los cálculos de refuerzo.
TEORIA DEL REFUERZO
Teoría de una Abertura Reforzada
La teoría básica de las aberturas reforzadas es suministrar patrones con material
adicional en la región de la abertura para llevar las cargas alrededor de la abertura.
Las reglas del área de reemplazo de UG-37 a UG-41 asumen que la carga solo proviene
de la presión interna.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 99
La Sección VIII, División 1 usa una regla de reemplazo simple: una porción del
material que haya sido removido por la abertura, y la cual es necesaria para
satisfacer el equilibrio estático, tiene que ser reemplazado dentro de ciertos límites
de la abertura.
El área a ser reemplazada es una función de dos variables:
tr - el espesor requerido basado en los esfuerzos primarios de membrana
“circunferenciales” o los esfuerzos primarios de flexión.
d - el diámetro final de la abertura circular, o la dimensión final (longitud
de la cuerda) de una abertura no radial.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 100
En general, para cuerpos y tapas formadas (componentes sujetos a esfuerzos de
membrana) :
Área Requerida = d x tr x F
d =
tr =
F =
Donde :
Diámetro o longitud de la cuerda de la
abertura final en el ángulo bajo
consideración.
Espesor requerido (UG-37
Nomenclatura)
Factor de corrección el cual compensa
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 101
la variación en los esfuerzos por
presión en los diferentes planos con
respecto al eje del recipiente.
Solamente aplica a aberturas
íntegramente reforzadas en cuerpos y
conos.
UG-37 AREA DE REFUERZO REQUERIDA PARA PRESIÓN INTERNA Y
EXTERNA EN ABERTURAS HECHAS EN CUERPO Y TAPAS FORMADAS
(c
) Diseño por Presión Interna.
El área de refuerzo total de la sección A requerida en un plano dado a través de la
abertura para un cuerpo o cabeza formada bajo presión interna deberá no ser
menor que
A = dtrF + 2tn trF(1 –fr1)
( d ) Diseño por Presión Externa
(1) El refuerzo requerido para aberturas en recipientes de pared sencilla
sujetos a presión externa necesitan ser solamente el 50% de aquel
requerido en (c) arriba, donde tr es el espesor requerido de pared por las
reglas para recipientes bajo presión externa.
(2) El esfuerzo requerido bajo aberturas en cada cuerpo de un recipiente de
paredes múltiples deberá cumplir con (1) arriba cuando el cuerpo este
sujeto a presión externa, y con (c) arriba cuando el cuerpo este sujeto a
presión interna, indiferentemente de cuando exista o no una conexión
común asegurada a mas de un cuerpo por soldaduras que resistan.
( e ) Diseño por Presión Interna y Externa Alternadas.
El refuerzo de recipientes sujetos a presiones interna y externa alternadas deberá
cumplir con los requisitos de (c) arriba para presión interna y de (d) arriba para
presión externa.
( f ) Los detalles y las formulas para el área requerida y el área disponible están
dados en la FIG. UG-37.1.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 102
Sección VIII, Div.1 UG-37
Fuentes de Refuerzo
Existen cinco fuentes de refuerzo:
1. A1 : Exceso de espesor en el cuerpo
2. A2 : Exceso de espesor en la proyección externa de la boquilla
3. A3 : Exceso de espesor en la proyección interna de la boquilla
4. A4 : Área disponible en las soldaduras
5. A5 : Parche de refuerzo
Tolerancia de Corrosión
Por UG-36(c)(1), ningún metal agregado como tolerancia de corrosión
puede ser considerado como refuerzo.
Per UG-16(e) los símbolos dimensionales usados en todas las
formulas de diseño a través de esta división representan dimensiones
en la condición corroída.
Ug-40 Limites de Refuerzo
Paralelos a la pared del recipiente, el mayor de:
d – diámetro de la abertura finalizada
Rn + t + tn
Paralelo a la pared de la boquilla, el menor de:
2.5t
2.5tn + t e
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 103
Donde:
Rn = radio de la abertura finalizada
tn = espesor de pared de la boquilla sin tolerancia por bajo
espesor.
t = espesor de pared del recipiente
te = espesor del parche de refuerzo
Resistencia Del Refuerzo (UG-41)
Si el material de refuerzo usado (parche, boquilla, metal soldado depositado, et.) tiene
un valor de esfuerzo admisible mayor que el del material del recipiente, ningún crédito
podrá ser considerado debido a este valor de esfuerzo mas alto.
Si el material de refuerzo tiene un valor de esfuerzo menor que el del material del
recipiente, el área de refuerzo suministrada deberá ser incrementada por la relación
inversa de los esfuerzos de los dos materiales.
Factor de Reducción de la Resistencia
fr = Sn
Sv
Sn = esfuerzo admisible del material del refuerzo
Sv = esfuerzo admisible del material del recipiente
Abajo esta un ejemplo donde fr es usado :
A = dtrF + 2tntrF(1-fr1)
Para boquillas que no penetran el cuerpo, fr1 = 1.0:
A = dtrF
Aberturas Múltiples
UG-42 Refuerzos de Aberturas Múltiples
En Cuerpos y Tapas Formadas
Las dos aberturas deberán ser reforzadas en el plano que conecta los centros de acuerdo
con UG-37, UG-38, UG-40 Y UG-41.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 104
El área de refuerzo combinada deberá no ser menor que la suma de las áreas requeridas
por cada abertura.
Ninguna porción de la sección deberá ser considerada como aplicado a mas de una
abertura, ni considerada mas de una vez en el área combinada.
Un traslape deberá ser proporcionado entre las dos aberturas teniendo en cuenta la
relación de sus diámetros.
Si el área de refuerzo entre las 2 aberturas es < 50%, use las reglas suplementarias del
Apéndice 1-7.
Para series de aberturas con la misma línea de centro, trate estas como una sucesión de
parejas de aberturas.
Para 4 ” f :
4
= 0.19(3.5) = 0.67 “
4 + 17
Para 17 ” f :
17
= 0.81(3.5)
ESIME AZCAPOTZALCO
= 2.83 ”
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 105
4 + 17
Tres o mas aberturas en cuerpos y tapas formadas
La mínima distancia entre centros de cualquier dos de estas aberturas deberá ser 1 1/ 3
veces el diámetro promedio y el área de refuerzo entre cualesquiera dos aberturas
deberá ser al menos igual al 50% del total requerido por las dos aberturas.
Si la distancia entre dos centros de tales aberturas es < 1 1/3 x el diámetro promedio
tenemos:
Ningún crédito puede ser considerado por cualquier material entre estas aberturas.
Las aberturas deben ser reforzadas usando UG-42(c).
Reforzar cualquier número de aberturas adyacentes por UG-42(c)
Use una abertura equivalente asumida que encierre todas estas aberturas.
Para los limites de refuerzo use UG-40(b)(1) Y (c)(1).
Las paredes de las boquillas actuales no deberán ser consideradas a tener valor de
refuerzo.
Use el Apéndice 1-7 cuando la abertura asumida excede los límites en UG-36(b)(1) para
aberturas grandes.
UG-39 : Refuerzo Requerido Para
Una Abertura Sencilla En Tapas Planas
UG-39(b)(1) : Abertura Normal
Para una abertura sencilla con un
diámetro que no excede ½ del
diámetro o la dimensión mas corta de
la tapa
(vea UG-34)
A = 0.5dt +ttn ( 1-fr1 )
donde:
ESIME AZCAPOTZALCO
d = diámetro final de la abertura
circular
(vea UG-37 para la definición de
aberturas no-radiales)
t = mínimo espesor requerido de una
tapa
plana o cubierta
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 106
Incrementa el espesor por los cálculos de UG-34 [UG-39(d)(1)]
UG-39(c) : Abertura Grande
Las tapas planas las cuales tengan una abertura
con un diámetro > ½ del diámetro de la tapa
deberán ser diseñadas como sigue:
UG-39(c)(1) : El Apéndice 14-20 (Tapas planas
integrales (circulares) con una abertura grande,
sencilla, circular, centrada) con los factores
indicados en el Apéndice 2 (Reglas para conexiones
bridadas con empaques tipo anillo)
UG-39(c)(2) : Provisiones son hechas para el diseño
de los huecos alrededor de la abertura central.
UG-39(c)(3) : Para los otros tipos diferentes a los
descritos arriba, no existen reglas especificas,
Refuerzo Requerido Para
U-2(g) debe ser cumplido.
Aberturas Múltiples En Tapas Planas
UG-39(b)(2) : Aberturas Estándar Ampliamente Espaciados
Para aberturas cuyos diámetros no excedan
½ y ninguna pareja con un diámetro
promedio en exceso de ¼ del diámetro de
la tapa y el espacio entre una pareja de
aberturas es ≥ 2 veces el diámetro
promedio de la pareja:
A = 0.5dt
donde:
ESIME AZCAPOTZALCO
d = diámetro final
la abertura
circular
Ing.de
Francisco
Rodríguez
Lezama 107
(vea UG-37 para la definición de una
Aberturas estándar espaciados cercanamente
Las aberturas en tapas como las
indicadas arriba excepto que el
espacio entre un par de aberturas es
1-1/4 d prom. ≤ espacio < 2 d prom.
A = 0.5dt
Excepto que el 50% de la suma del
refuerzo requerido para cada pareja
deberá estar entre las dos aberturas.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 108
Para otros tipos
diferentes a los descritos
arriba, no existen reglas
específicas, U-2(g) debe
ser cumplido.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 109
NOTA : Ningún ligamento entre las aberturas o entre una abertura y el borde de
la tapa debe ser menor que ¼ del diámetro de la abertura mas pequeña adyacente al
ligamento.
Limites Especiales Para La Determinación del tr A Ser Usado
En Los Cálculos De Refuerzo
En Tapas Torisfericas, tr es el espesor requerido en 1-4(d), usando
M = 1.
En Tapas Elípticas, tr es el espesor requerido para una esfera sin
costura de K1D1, donde D es el diámetro del cuerpo y K, esta dado por
la Tabla UG-37.
Todo el refuerzo, incluyendo el parche de refuerzo tiene que estar dentro de
ciertos límites.
UG-38 Aberturas Embutidas
El espesor requerido para la zona embutida debe cumplir con los r
requisitos de UG-27 (presión interna) y UG-28 (presión externa).
Los requisitos de refuerzo deben cumplir con UG-37.
El mínimo espesor de la zona embutida en un recipiente sujeto a presión
interna o externa debe ser el mayor de los dos espesores.
Ejemplo De Refuerzo De Una Abertura
Datos de Diseño :
Diámetro Interior del Cuerpo = 48 pulg.
Presión de Diseño = 250 psi @ 200°F
Material del cuerpo = SA-285 Gr C, S = 13.8 ksi
Espesor del cuerpo = 0.875 pulg.
El recipiente es radiografiado totalmente
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 110
Tolerancia de Corrosión = 0.125 pulg.
Tamaño de la boquilla = NPS 6 XP (0.432 pulg. pared, 5.761 ID)
Material de la boquilla = SA-53 B, S = 15ksi
Extensión interna de la boquilla = 1.5 pulg.
La boquilla no pasa a través de cualquier junta
Tamaño del filete de soldadura = 0.375 pulg. en pie
Primero, considerando la tolerancia de corrosión :
t
tn
d
Rv
RN
=
=
=
=
=
0.750 pulg.
0.307 pulg.
6.011 pulg.
24.125 pulg.
3.006 pulg.
=
=
=
=
=
0.875 - 0.125
0.432 – 0.125
5.761 + 2(0.125)
48/2 + 0.125
5.761/2 + 0.125
Espesor Requerido de Pared :
UG – 27(c)(1)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 111
tr
PR
=
250(24.125)
=
=
SE – 0.6P 13800(1) – 0.6(250)
PR
t rn
=
=
SE – 0.6P
0.442”
250(3.006)
15000(1) – 0.6(250)
= 0.051
”
Área de Refuerzo Requerida :
A = dtrF + 2tntrF(1 – fr1)
F = 1; θ = 0; fr1 = Sn / Sv = 15 / 13.8
= 1.0
= 6.011 (0.442)(1) + (2)(0.307)(0.442)(1)(1 – 1)
A = 2.657 pulg.2
Área de Refuerzo Disponible
A1 = (Exceso en el cuerpo) use el mayor
= d (E1t - Ftr) – 2tn (E1t - Ftr)(1 - fr1)
= 6.011(1 x 0.750 - 1 x 0.442) - 2 x 0.307(1 x 0.750 - 1 x 0.0442)(1 - 1)
A1 = 1.851 pulg2
= 2(t + tn)(E1t - Ftr) – 2tn(E1t - Ft≥)(1 – fr1)
= 2(0.750 + 0.307)(1 x 0.750 – 1 x 0.442) – 2 x 0.307(1 x 0.750 – 1 x 0.442)(1 – 1)
= 0.651 pulg2
A2 = (Exceso en el cuello de la boquilla) Use el menor
= 5(tn – trn)fr2t = 5 x (0.307 – 0.052) x 1 x 0.750 = 0.960
= 5(tn – trn)fr2tn = 5 x (0.307 – 0.051) x 1 x 0.307 = 0.393
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 112
= 0.393 pulg.2
A2
h = el menor de 2.5tn o 2.5t
2.5tn = 2.5(0.307) = 0.768”
2.5t = 2.5(0.750) = 1.875”
h = 0.768 pulg. < 1.5 pulg. (OK)
A3 = (Proyección interna boquilla)
= 2(t n - c)h = 2(0.307 - 0.125)0.7 68 = 0.280 pulg.2
A41 = (Soldadura de filete exterior) = pie2fr2 = 0.3752 x 1 = 0.141 pulg.2
A43 = (Soldadura de filete interior) = pie2fr2 = (0.375 – 0.125)2 x 1 = 0.141 pulg.2
A1 + A2 + A3 + A41 + A43 =
ATotal = 2.728 pulg.2
A = 2.657 pulg.2
Como A < AT, no se requiere refuerzo adicional
RESISTENCIA DEL REFUERZO
Para boquillas pegadas de forma no integral, la verificación de la resistencia de
las soldaduras de fijación es requerida por UG-41.
UG-41.1 (a)
y
UG-41.1 (b)
Excepción para los Cálculos de Resistencia de la Soldadura.
Por UW-15(b), los cálculos de resistencia no son requeridos para:
− boquillas pegadas de acuerdo a la Fig. UW-16.1 esquemas
(a), (b), (c), (d), (e), (f-), (f-2), (f-3), (f-4), (g), (x-1), (y-1), Y (z-1)
− boquillas pegadas de acuerdo a las Fig. UHT-18.1 y UHT-18.2
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 113
Estos detalles de fijación corresponden a boquillas las cuales son pegadas al cuerpo o
tapa con soldaduras de completa penetración, las cuales son íntegramente reforzadas
(sin parches de refuerzo.)
También por UW-15(b), las aberturas pequeñas que están exceptuadas de cálculos de
refuerzos por UG-36(c)(3) no necesitan ser chequeadas por resistencia de la soldadura.
Si el cuerpo suministra toda el área de refuerzo requerida, luego los cálculos de
resistencia de la soldadura no son requeridos, aunque la boquilla sea pegada por
soldaduras de filete.
(A1 > A)
EFICIENCIA DE LIGAMENTOS
LIGAMENTOS UG-53
Aplican a cuerpos cilíndricos perforados para colocar tubos en una línea paralela al
eje del cuerpo substancialmente en la longitud total del cuerpo.
p - d
EFICIENCIA DE LIGAMENTOS =
ESIME AZCAPOTZALCO
p
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 114
p1 - nd
EFICIENCIA DE LIGAMENTOS =
p1
Donde:
p = Paso longitudinal de los huecos para tubos, pulg.
p1 = Unidad de longitud del ligamento, pulg.
d = Diámetro de los huecos para tubos.
n = No. De huecos para tubos en la longitud p1
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 115
p1 - nd
EFICIENCIA DE LIGAMENTOS =
p1
Cuando una serie de huecos para tubos adyacentes longitudinales están presentes:
Busquen la solución para la Eficiencia Longitudinal usando la ecuación aplicable según
las Figuras UG-53.1, UG-53.2, UG-53.3.
Examine los Ligamentos Diagonales y Circunferenciales.
Para determinar el espesor mínimo requerido y la MAWP, substituya el valor de E
con la mínima eficiencia longitudinal equivalente.
5.3.- Materiales.( Revision por AI)
REQUISITOS DE MATERIALES
Objetivo
Al final de esta lección el participante entenderá como determinar cuales
materiales son permitidos para los diferentes tipos de fabricación y como
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 116
determinar los requisitos específicos aplicables a cada uno. El o ella también
entenderán las diferentes especificaciones de materiales y como cada una es
utilizada y aplicada.
Tópicos de la Lección
Materiales permitidos y selección
Especificaciones de materiales Sección II
Materiales de soldadura
Requisitos de prueba de impacto
Reparación de materiales
Inspección e identificación de materiales
MATERIALES PERMITIDOS Y SELECCIÓN DE MATERIALES
Cuando se selecciona un material para un recipiente a presión de acuerdo al
Código ASME Sección VIII, Div.1, varias fuentes tienen que ser consideradas.
Estas son:
La Sub-Sección A para los requisitos generales
La Sub-Sección B para los métodos de fabricación que puedan afectar la
selección del material y cualquier restricción de servicios.
La Sub-Sección C para los requisitos específicos de los materiales.
Los Apéndices obligatorios para cualquier aplicación especial.
La Sección II para los requisitos detallados de los materiales.
Parte A – Materiales Ferrosos
Parte B – Materiales No-Ferrosos
Parte C – Materiales de Soldadura
Parte D – Propiedades
Los Casos Código si son aplicables.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 117
METALURGIA BÁSICA
Los metales son generalmente clasificados como ferrosos
(hierro>50%) o no ferrosos una aleación es una mezcla con una
combinación de mas de un elemento
Aleaciones Ferrosas (SA-XXX)
Fundición de Hierro - >2% carbón, muy frágil, no puede ser soldada fácilmente,
buena para formas complicadas
Aceros - <2% carbón, no son frágiles, mas fácilmente soldables
Aceros al Carbón – pueden contener silicio y manganeso; bajas temperaturas
Aceros de Baja Aleación – pueden contener cromo (<10%), molibdeno, y
níquel; alta temperatura y servicios con hidrógeno.
Aceros de Alta Aleación (Inoxidables) – pueden contener cromo (>10%), níquel
y manganeso; servicios corrosivos, alta y baja temperatura; además se pueden
separar dentro de las siguientes categorías de aceros inoxidables dependiendo
de su composición química y sus propiedades:
Martensiticos (iguales al tipo 410) – alto cromo (>12%); magnéticos, tratables
térmicamente por resistencia y dureza
Ferriticos (tipo 405 y 403) – magnéticos pero no tratables térmicamente.
Austeniticos (“series 200 y 300”) – no magnéticos y no tratables térmicamente
Duplex austeniticos/ferriticos (tipo 329) – alta resistencia y una mejor
resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables austeniticos.
Tratamientos Térmicos de los Aceros
Existen dos temperaturas críticas en el trabajo con el Código ASME:
La temperatura crítica mas baja (A1) = La aleación comienza a cambiar a la
forma de austenita
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 118
La temperatura crítica mas alta (A3) = La aleación es completamente
transformada a austenita
Normalizado
Este consiste en calentar el acero a cerca de 100°F
Arriba De A3 seguido por un enfriamiento en aire quieto.
El propósito es homogeneizar la estructura del acero y
producir un acero mas duro que en la condición
recocida.
Recocido
Este consiste en calentar el acero a cerca de 50°F arriba
de A3, seguido por un enfriamiento lento en el horno. El
propósito es refinar el grano y convertir al acero en mas
blando.
Pos-Soldadura
Este consiste en calentar a una temperatura por debajo
de A1 con el propósito de reducir los esfuerzos causados
por la fabricación y la soldadura y ablandar las zonas
afectadas por el calor de la soldadura.
Templado
Revenido
El porcentaje de enfriamiento del acero después del
tratamiento térmico es muy importante para establecer
la dureza [ y resistencia ] del acero. Algunos aceros,
como el SA–517, obtiene la mayoría de su alta
resistencia por medio del templado.
Los aceros templados son muy frágiles, con el propósito
de incrementar la tenacidad, estos son tratados
térmicamente por debajo de A1 seguido por un
enfriamiento para producir las propiedades deseadas de
alta resistencia y buena tenacidad.
Aleaciones No – Ferrosas (SB-XXX)
Principalmente son usadas en servicio altamente corrosivo o de alta temperatura.
Aluminio – no magnético, buena formalidad, relación alta resistencia a peso.
Cobre – buena resistencia a la corrosión y maquinabilidad
Níquel – resistencia excelente a la corrosión y a la oxidación a alta
temperatura
Titanio & Circonio – para servicio altamente corrosivo.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 119
Tratamientos Térmicos en las Aleaciones No – Ferrosas
Recocido
Calentar el material a una temperatura dada y
luego enfriar lentamente. El propósito es ablandar
el material en orden de remover los esfuerzos
causados por el trabajo en frío.
Normalizado
Calentar el material a una temperatura ligeramente
mas alta que la temperatura de recocido seguido
por un enfriamiento más rápido que el del
De disolución
Un tratamiento térmico a una temperatura lo
suficientemente alta para que los aleantes sean
dispersados al azar.
Estabilizado
Un calentamiento a baja temperatura
estabilizar las propiedades de una aleación.
para
Tratamiento Térmico Un tratamiento con temperatura a una
aleación para producir una condición estable.
Materiales para la Sección VIII, División 1
Los materiales para partes sometidas a presión deberán estar contenidos en la
Sección II del Código ASME y están limitados a los referidos en UG-23 y
listados en la Sección VIII, Div. 1, Sub-Sección C. Vea las tablas al final de la
Sub-Sección C para identificar de manera fácil los materiales aceptados por
este Código.
Restricciones:
UG-4(b) Los materiales para las partes no sometidas a presión, tienen
que ser únicamente de calidad soldable [UW-5(b)]
UG-9 Materiales de soldadura (varillas y alambre) deben cumplir con
las especificaciones de la Sección II parte C o en su defecto, su
marcaje deberá ser identificado como esta identificado en la
Especificación del Procedimiento de Soldadura ( WPS)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 120
UG-11(a) Materiales para partes a presión prefabricados o preformados,
que sean y 11(c)
fabricados de acuerdo a una especificación
ASME/ANSI permitida
(ver interpretación VIII-77-86), deberan
ser utilizar materiales permitidos por esta división del Código. .
UG-13(b) Las arandelas tienen que ser fabricadas de acero forjado.
UG-15 Cuando una especificación de un material forjado de un cierto
grado, que no esta listado en la Sub Sección C , pero existe una
especificación aprobada cubriendo algún otro producto forjado de
ese grado,,el producto para el cual no existe especificación
puede ser utilizado si se cumplen los requerimientos establecidos
en UG-15(a),(b),(c),(d) y (e). Lo
anterior sucede especialmente en las aleaciones de níquel (ver
interpretación VIII-1-89-194).
Materiales de los Apéndices obligatorios
Materiales de los Casos Código
Esfuerzos Admisibles de los Materiales
Los Esfuerzos Admisibles se encuentran en la Sección II, Parte DMateriales, y nos brindan la información de las Propiedades para la
mayoría de las Secciones del Código para Calderas y Recipientes a
Presión, y son usados para:
- El Calculo del Espesor Requerido, o
- La comparación de los valores del Esfuerzo Calculado.
El orden listado en la Sección II, Parte D es ascendente por el contenido
de aleantes:
- Aceros al Carbón.
- Aceros Cromo Molibdeno.
- Aceros inoxidables.
Dentro de una “composición nominal”, los materiales listados están en
forma ascendente dependiendo de su resistencia a la tensión.
- Es muy manejable para el diseñador tener: el tipo de aleación y
el nivel de resistencia
- Para una especificación de una aleación en particular, primero
mire hasta encontrar la especificación con su composición
nominal y resistencia a la tensión.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 121
Sección VIII, División 1
Para la Sección VIII División 1, se utiliza la Sección II, Parte D Tabla 1.
Para la Sección VIII División 2, se utiliza la Sección II, Parte D, Tabla 2.
La tabla 1 esta separada en dos partes:
- Tabla 1A para la Sección II, Parte A – Materiales Ferrosos
- Tabla 1B para la Sección II, Parte B – Materiales No Ferrosos
(níquel, aluminio,etc)
Para materiales de fundición de hierro (UCI), fundición de hierro dúctil
(UCD), y baja temperatura – criogénicos (ULT) los esfuerzos admisibles
están en la Sección VIII, División 1, y no en la Sección II, Parte D.
- Asegúrese que la línea que usted esta leyendo no tenga “NP”
(no permitido) en la columna bajo la Sección VIII, División 1.
- Asegúrese de leer las Notas asociadas bajo al Sección VIII,
División 1
(las notas se encuentran al final de la tabla)
También,
UG-45(c):
Boquillas en corte = 70% del esfuerzo permisible
UW-15(c): soldaduras - % del admisible:
Soldadura de ranura en tensión = 74% del esfuerzo permisible.
Soldadura de ranura en corte =
60% del esfuerzo permisible.
Soldadura de filete en corte =
49% del esfuerzo permisible.
Subseccion A: Requisitos Generales
Los párrafos básicos de la Sub-Sección A que refieren a los Materiales son:
UG-4 Requisitos Generales
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 122
UG-5 Láminas (Placas)
UG-6 Forjas
UG-7 Fundiciones
UG-8 Tubos y Tuberías
UG-9 Materiales de Soldadura
UG-11 Partes de Presión Preformadas o Prefabricadas
UG-12 Tornillos y Espárragos
UG-13 Tuercas y Arandelas
UG-14 Ejes y Barras
En términos generales “La Regla de Oro” es que los requisitos
concernientes a los materiales en las otras partes de la Sección VIII Div.
1, por ejemplo: UCS, UHA, etc., estarán en estos mismos números de
párrafos.
UG-4(a)
UG-4(a) limita los materiales sujetos a esfuerzos causados por la presión
a aquellas especificaciones permitidas en la Sub-Sección C.
Este
también refiere los párrafos UG-9,10,11 Y 15 para tolerancias adicionales
en los materiales, siempre y cuando estos cumplan todos los requisitos
de cada especificación identificada.
UG-4(b)
Materiales que no cumplen con una especificación listada en la SubSección C pueden ser usados para partes no sujetas a presión siempre y
cuando los requisitos de UW-5(b) sean cumplidos. UW –5(b) establece
que se debe probar la soldabilidad del material. Básicamente, si el
material es identificable por UG-10, 11 O 15, o la composición química y
las propiedades físicas son conocidas, una calificación del procedimiento
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 123
de soldadura de acuerdo con la Sección IX, es la prueba de soldabilidad.
Si el material no cumple con lo indicado arriba, una prueba de doblez
tiene que ser hecha para CADA PIEZA DE MATERIAL NO
IDENTIFICADO.UG-4(b) expresa también que los valores de los
esfuerzos admisibles para materiales no identificados de acuerdo con
UG-93 no pueden exceder el 80% del valor de esfuerzo para materiales
similares listados en la Sub-Sección C. En otras palabras, en los cálculos
de cargas, usted puede usar solamente el 80% del valor de esfuerzo
admisible para este material.
UG-4(d)
Si un material no esta listado en la Sección VIII, Div.1 y ese material no
cumple con UG-10 o 15, una solicitud puede ser enviada al ASME de
acuerdo con el Apéndice B para poder usar este material. Es un política
del ASME que esta solicitud sea para un material que ya haya sido
sometido a la aceptación por parte del ASTM. Bajo ciertas condiciones
por el Apéndice, un Caso Código puede ser emitido para permitir el uso
de este tipo de materiales.
UG-4(f)
UG-4(f) recomienda que el usuario o su agente designado se aseguren a
si mismos que los materiales usados para la construcción de los
recipientes sean utilizables para el servicio intentado con respecto a la
retención de las propiedades mecánicas satisfactorias, y la resistencia a
la corrosión, erosión, oxidación, y otra forma de deterioro durante su vida
de servicio intentada.
UG-5 Placas
La placa utilizada en la Fabricación de Partes sometidas a Presión de los
Recipientes a Presión deberá conformar a una de las Especificaciones
del Código ASME Sección II, para los cuales, los valores de Esfuerzos
Admisibles están dados en las tablas referenciadas en UG- 23.(Este
parrafo a su vez te traslada a consultar los valores de Esfuerzos
Admisibles en el Código ASME Sub-parte 1 de la Sección II parte D.
UG-6 Forjas
Material forjado puede ser en la fabricación de Recipientes a Presión
siempre y cuando haya sido trabajado suficientemente para remover la
estructura gruesa del lingote. Especificaciones y valores de Esfuerzos
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 124
Máximos Permisibles para materiales forjados aceptados por el Código son
dadas en las tablas referenciadas en UG-23( ver parte UF ).
UG-7 Fundiciones
UG-7 establece que los valores de esfuerzos dados en la Sub-Sección C para
materiales fundidos deberán ser multiplicados por un factor de la calidad el cual
se encuentra en UG-24. UG-24 estipula un factor de calidad para todo el
material fundido excepto para aquellos cubiertos por la parte UCI.(Hierro Gris)
UG- 8 Tuberia y Tubing
Establece que Tubería y Tubing sin costura o soldada, la cual este conforme a
alguna de las especificaciones dadas en la Seccion II puede se utilizada para
cuerpos u otras partes de Recipientes a Presión. También establece reglas
para el tubing integralmente aletado las cuales son las siguientes:
(1) Los tubos después del aletado, deberán tener un tratamiento térmico de
temple o algún otro tratamiento que cumpla con lo establecido en la
especificación gobernante, o cuando sea especificado, el tubing puede ser
suministrado en la condición “como se fabrico” donde las porciones aletadas
del tubing están en temple por trabajo en frio ( as finned ) resultante de la
operación de aletado, y las partes no aletadas en la condición del temple del
tubing antes del aletado.
(2) Los valores de Esfuerzos Máximos Permisibles para el tubing aletado
deberán ser dados en las tablas referenciadas en UG-23 para el tubo antes de
aletado excepto lo permitido en (3) abajo.
UG-9 Materiales de Soldadura
UG-9 requiere que los materiales de soldadura usados para la producción
cumplan con la Sección VIII, la Sección IX, y los procedimientos de soldadura
calificados.
UG-10
Usualmente se asume que solamente material “Código” e identificado puede
ser usado en la fabricación de un recipiente Código. Sin embargo, por
referencia del párrafo UG-4(a), UG-10 se permite el uso de materiales que no
hayan sido completamente identificados, y materiales identificados con o
producidos de acuerdo a una especificación no permitida por el Código. Sin
embargo, los requisitos de UG-10(a), (b),o (c), lo que aplique, tienen que ser
cumplidas.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 125
UG-10(a) Material Identificado con Certificación Completa del Fabricante
del Material.
UG-10(a) permite el uso de materiales no listados en la Sección VIII Div 1,
siempre y cuando estén identificados y se puedan rastrear, por número de
colada /lote a una composición química suministrada por el fabricante del
material. Los pasos requeridos para usar este material son descritos en este
párrafo. Básicamente, usted debe comparar la composición química y las
propiedades físicas con una especificación ASME aceptable y si cumplen con
esta, se recertifica el material. Estos pasos pueden ser efectuados por el
poseedor del certificado de autorización o el proveedor del material.
UG-10(b) Material Identificado para un Lote de Producción Particular
como el Requerido por una Especificación Permitida por ASME Sección
VIII Div.1, pero el cual no puede ser Calificada como UG- 10(a).
UG-10(b) permite el uso de materiales que están listados en la Sección VIII Div
1, si estos están identificados pero no se pueden rastrear a una composición
química originada por el fabricante del material. De nuevo como en UG-10(a),
los pasos requeridos para usar este tipo de material son descritos en este
párrafo. En este caso, usted tiene que efectuar los análisis químicos y físicos
de cada colada y luego compararlos con la especificación permitida. Usted
luego deberá re-certificar el material de acuerdo a la especificación de la
Sección II. Estos pasos, sin embargo, deben ser realizados únicamente por el
poseedor del certificado de autorización.
UG-10(c) Material no Identificado Completamente.
UG-10(c) permite el uso de material que no este listado en la Sección VIII, no
identificado, que no pueda rastrear a una composición química originada por el
fabricante del material. Los pasos requeridos para usar este material son
descritos en este párrafo. Este es similar a UG-10(b), sin embargo, usted
deberá analizar cada pieza. Este párrafo solamente puede ser usado por el
poseedor del certificado de autorización.
UG-9 Materiales de Soldadura
UG-9 requiere que los materiales de soldadura usados para la producción
cumplan con la Sección VIII, la Sección IX, y los procedimientos de soldadura
calificados.
UG-11
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 126
UG-11 cubre la fabricación de partes de presión misceláneas sin el suministro
de reportes de datos parciales, estas incluyen: Partes de presión estándar
fundidas, forjadas, enrolladas o formadas, accesorios de tubería, bridas, etc.
Partes de presión no estándar fundida, forjada, enrolladas o formadas
Cuerpos, tapas, puertas removibles, etc.
Partes de presión soldadas para uso diferente a cuerpo o tapa de un recipiente
Accesorios de tubería soldados estándar, tapas soldadas, etc.
Estas partes son manufacturadas ya sea de acuerdo a un estándar aplicable
del ANSI – como los listados en UG-4, o de acuerdo a un estándar del
fabricante el cual define el rango de la presión-temperatura como esta marcado
en la parte y descrito en los catálogos del fabricante.
UG-15
UG-15 permite el uso de formas de producto diferentes a aquellas
listadas en la Sub-Sección C si el material esta listado como otra forma
de producto de una especificación en la Sección II.
Por ejemplo, el SA-182-F317L cumple con los requisitos del grado de la
especificación SA-240-317L y los requisitos de la forma de producto de la
especificación SA-182 listada en al Sub-Sección C, luego, el SA-182317L podría ser usado como un material que retenga la presión aunque
no este listado en la Sub-Sección C.
UG-44, Estandares ANSI
UG-44 lista los estándares ANSI que son aceptables para el uso en la
Sección VIII, División 1. La edición obligatoria de estos documentos se
encuentran en la Tabla U-3
Partes de Presión Soldadas
UG-11 permite el uso de partes de presión soldadas para usos diferentes a
cuerpo o tapa del recipiente. De nuevo, UG-44 es referido, pero una
referencia también es hecha a los estándares del fabricante. Los estándares
del fabricante tiene que:
Cumplir con UW-26 a UW-40 o ASTM A-234, esto también aplica para las
partes soldadas de acuerdo al ANSI
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 127
Ser suministradas con un Certificado de Conformidad donde las marcas no son
aplicables.
La radiografía y cualquier tratamiento térmico pueden ser hechos por el
fabricante de las partes, pero tiene que ser certificado y esta certificación tiene
que acompañar la parte.
Clases de Materiales
Los párrafos de los materiales en la Sub-Sección C usualmente están
localizados en UXXX-5 a UXX-15:
UCS
UNF
UHA
UCI
UCL
UCD
UTH
ULW
ULT
Aceros al Carbón y de Baja Aleacion
La parte UCS de la Sub-Sección C cubre los aceros al carbón y de baja
aleacion. Los párrafos que tratan sobre los requisitos generales son:
UCS-6 Placas y Placas
UCS-7 Forjas
UCS-8 Fundiciones
UCS-9 Tubos / Tuberías
UCS-10 Tornillos
UCS-11 Tuercas / Arandelas
UCS-12 Ejes / Barras
UCS-5
UCS-5 es un párrafo general que cubre los aceros al carbon y de baja
aleacion. Este repite UG-4(a) y hace referencia a las tablas de esfuerzos.
Este también establece que la soldadura o el corte con oxigeno no son
permitidos en materiales si el contenido de carbón excede 0.35%.
Ejemplo no usar tuercas SA-194 2H soldados p/ soporte de aislamiento
sobre las tapas.
UCS-6, Placas
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 128
UCS-6 trata sobre placas de acero al carbón o de baja aleación . Este
establece restricciones severas en el uso de materiales SA-36 y SA-283
para partes de presión. Estas incluyen:
Estos materiales no pueden ser usados en servicio letal.
Estos materiales no pueden ser usados para calderas de vapor sin fuego
directoLa temperatura de diseño tiene que estar entre –20°F y 650°F.
Para cuerpos, tapas o boquillas, el máximo espesor en el cual una
soldadura que resista presión puede ser efectuada es 5/8”.
Sección II Categorías de las Especificaciones
Especificaciones básicas de los materiales, p.ej. SA-285
Especificaciones generales de suministro, p.ej. SA-20
Especificaciones para pruebas, p.ej. SA-370
Organización de las Especificaciones de Materiales
Las especificaciones de la Sección II están todas organizadas de manera similar.
El ejemplo de SA-285 abajo es típico:
Alcance
Describe los requisitos generales
Documentos aplicables
- Hace referencia a ASTM A-20 (SA-20)
Requisitos generales y bases para la compra
- Describe los acuerdos para la compra y hace referencia a ASTM
A-20
Química
- La tabla 1 da los requisitos químicos para cada grado
Mecánicos
- Da los requisitos en tensión, cedencia y alargamiento
Requisitos Suplementarios
Debido a las restricciones del servicio, el comprador puede necesitar
especificar los requisitos suplementarios. Estos requisitos pueden ser
encontrados en la misma especificación del material o en la especificación
general de suministro. Estos no son obligatorios y solamente son requeridos si
son solicitados por el comprador. Estos requisitos suplementarios son
referidos en le párrafo 3.3 de SA-285 el cual establece “además de los
requisitos básicos de esta especificación, ciertos requisitos suplementarios
están disponibles cuando pruebas adicionales o ensayos sean requeridos para
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 129
cumplir con los requisitos del uso final. El comprador es referido a los
requisitos suplementarios listados en esta especificación y a los requisitos
detallados en la especificación A-20/A-20M.”
Especificaciones Generales de Suministro
Algunas de las especificaciones generales de suministros en la Sección II son:
Tubería
SA-530
Tubos
SA-450
Placas Inoxidables
SA-480
Placas de Acero al Carbón y bajamente Aleadas
SA-20
Placas Estructurales y Perfiles
SA-6
El Marcado por SA-450
SA-450 es una especificación general para el suministro de tubos, las marcas
requeridas para esta forma de producto tienen que contener:
El nombre del fabricante o su emblema
La especificación o grado
X, Y, O Z después de la especificación si los tubos no están de acuerdo
totalmente con el Código
Esta identificación tiene que ser estencilada a no ser que el material sea menor
de 1-1/4” de diámetro, en cuyo caso esta tiene que ser etiquetada.
Pruebas Mecánicas Requeridas por la Sección II
Las pruebas mecánicas requeridas por la Sección son:
Tensión, Cedencia
Todos excepto algunos aceros al carbón.
Dureza
Forjas, tubo y barras
Pruebas de doblez
Productos tubulares y barras
Aplastamiento
Productos tubulares
Doblez Guiado
Impacto Charpy
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Metales de aporte y productos soldados
Metales de Aporte de acero dulce o
bajamente aleados
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 130
SA-20 Resumen
SA-20 es la especificación general de suministro para placas de acero al
carbón y bajamente aleadas, y esta organizada como sigue:
Alcance: Describe las especificaciones básicas de los materiales en los cuales
SA-20 es aplicable.
Documentos Aplicables: Indica los documentos referidos para pruebas como
SA-370.
Descripción de los Términos: define los diferentes términos aplicables a la
fabricación de aceros.
Bases para la Compra: Indica que deberá ser establecido en la orden de
compra
Manufactura: Establece el proceso de horneado que debe ser usado.
Tratamiento Térmico: Indica el tratamiento térmico requerido tal como
normalizado, etc.
Análisis Químico: Indica como el análisis debe ser efectuado.
Estructura Metalúrgica: Da el tamaño de grano y otras pruebas requeridas para
establecer la estructura de los granos.
Calidad: Indica las imperfecciones superficiales aceptables, las imperfecciones
en los bordes y describe las reparaciones de los materiales por soldadura.
Métodos de las Pruebas: Indica los métodos para las pruebas ha ser usados.
Pruebas de Tensión: Describe él número y localización de las pruebas de
tensión.
Tenacidad a las Entallas: Hace referencia a SA-370 e indica la designación del
código de letras que deben aparecer en el material.
Identificación: Describe donde las placas deben ser identificadas y como.
Dimensiones y Masa: Da los requisitos de peso y hace referencia a las tablas
para requisitos dimensionales.
Inspección y Pruebas: Describe la relación con el inspector representante del
comprador.
Repruebas: Hace referencia a SA-370, pero también da algunas excepciones
para esa especificación.
Retratamiento: Da los procedimientos para retratar térmicamente si la
repetición de pruebas es requerida.
Rechazo: Se explica por si mismo.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 131
Reportes de Pruebas del Material: Describe el contenido de un M. T. R.
(Material, Test, Report)
Empaque: Requisitos generales para el empacado, marcado y cargado.
SA-20
Al igual que las especificaciones básicas, SA-20 contiene requisitos
suplementarios. Estos serán impuestos por el Código o el comprador. Un
ejemplo de estos podría ser la prueba de impacto.
Requisitos de Marcado
SA-20 contiene requisitos obligatorios de marcado para todas las placas de
acero al carbón y bajamente aleadas. Brevemente, estos incluyen:
Nombre del fabricante o emblema
Número de colada y de placa
Especificación, grado, clase o tipo
Estas marcas deben ser estampadas con letra de golpe a no ser que:
La lámina sea menor de ¼” de espesor.
El comprador especifique estencilado.
Requisitos del Marcado para SA-178/SA-209
Las especificaciones básicas pueden también imponer requisitos de marcado
además de aquellos indicados en las especificaciones generales de suministro.
Por ejemplo, SA-178 es una especificación para tubos la cual requiere que la
palabra *ERW sea marcada en cada tubo. El marcado tiene que ser colocado
a ocho pulgadas de cada final cuando la marca es colocada a mano.
* E = Electric
R = Resistance
W = Welding
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 132
Otro ejemplo es SA-209 la cual, además de lo indicado en SA-450, requiere
que cada tubo sea marcado formado en caliente o formado en frío según haya
sido fabricado.
Inspector Autorizado, UG-94
El Inspector Autorizado deberá inspeccionar todo el material para verificar que
este tenga la identificación requerida por la especificación de material aplicable.
SA-370 Resumen
SA-370 es la especificación que cubre las pruebas mecánicas en productos de
acero, y es resumida como sigue:
Alcance: Hace referencia a las especificaciones particulares para tensión,
doblez, dureza y los requisitos de impacto. También indica cuales
suplementos de SA-20 son aplicables para una forma de producto en
particular. Por ejemplo, para productos tubulares, los requisitos suplementarios
S-5 a S-9 son aplicables.
Documentos Aplicables: Hace referencia a las especificaciones aplicables del
ASTM que deben ser usadas. Por ejemplo, E-23 Prueba de impacto en barra
entallada de materiales metálicos es referida.
Precauciones Generales: Indica como deben ser hechas las pruebas de
tensión longitudinal, transversal, etc.
Descripción: Define una prueba de tensión.
Parámetros de los Especimenes de prueba: Indica los diferentes parámetros
para las formas de producto específicas tales como acero forjado, acero
fundido, etc. También indica los tamaños y tolerancias para los especimenes
de la prueba de tensión.
Espécimen tipo placa: Describe la prueba de tensión para especimenes
placares.
Especimenes tipo Platina: Describe la prueba de tensión para especimenes
tipo platina.
Especimenes Redondos: Describe la prueba de tensión de especimenes
redondos maquinados.
Marcas de Medición: Describe la localización de las marcas de medición para
las pruebas de alargamiento.
Aparatos de Prueba y Operación: Describe el procedimiento de aplicación de la
carga y hace referencia a ASTM E-4. También indica la velocidad de la
prueba.
Definiciones: Hace referencia a ASTM E-6 para definiciones de la prueba de
tensión.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 133
Determinación de las Propiedades de Tensión: Describe como determinar el
punto de cedencia y otras propiedades a tensión.
Descripción: Describe la prueba de doblez.
General: Describe los Requisitos Generales para la prueba de doblez.
Prueba Brinell: Describe la prueba de Dureza Brinell y los métodos
concernientes al procedimiento.
Pruebas de Dureza con Equipos Portátiles: Describe los medidores de dureza
portátiles y los diferentes requisitos para la prueba de dureza de estos.
Prueba Rockwell: Describe la Prueba de Dureza Rockwell y los diferentes
requisitos del procedimiento.
Descripción: Describe la Prueba de Impacto Charpy.
Especimenes de Prueba: Describe el tamaño de los especimenes para las
Pruebas de Impacto Charpy y la localización y orientación de la entalla en el
espécimen.
Aparatos de Prueba y Condiciones: Describe las características generales y la
calibración de la maquina para pruebas y del dispositivo para medir la
temperatura.
Resultados de las Pruebas: Describe el registro y la interpretación de los
resultados de las pruebas de impacto.
Criterio de Aceptación: Indica los diferentes criterios de aceptación para
determinar los requisitos de resistencia de un item probado.
Variables Suplementarias: Da suplementos específicos los cuales son
aplicables a diferentes formas de producto.
MATERIALES DE SOLDADURA
Sección II, Parte C
La Sección II, Parte C cubre los materiales de soldadura, SFA-5.1,
como también otras especificaciones, establece los requisitos de marcado.
Esta requiere un marcado como sigue:
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 134
Paquetes
La especificación AWS y la clase
El nombre del fabricante y la designación comercial,
El tamaño estándar y el peso neto.
El número de lote o de control.
Electrodos
El electrodo deberá ser marcado con la clasificación AWS colocada a no mas
de 2-1/2” desde el final para agarrar.
UG-9, Materiales de Soldadura
UG-9 permite el uso de materiales de soldadura diferentes a los listados en el
Código. Un Reporte de Pruebas del Material (MTR) o un Certificado de
Conformidad (C de C) no es requerido si:
El paquete esta marcado de acuerdo a los requisitos de la Sección II, o
El paquete esta marcado y se puede rastrear a los materiales usados en la
calificación del procedimiento.
Recomendaciones de Almacenamiento, Sección II, Parte C
Clasificación AWS
Al Ambiente
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Condiciones de Almacenamiento
Hornos de Mantenimiento
Condiciones de Secado
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 135
E6010, E6011
Temperatura Ambiente
No es Recomendado
E6012, E6013,
60 – 100°F
Hora a temperatura de
E6019, E6020,
humedad relativa
250 – 300°F
E6022, E6027,
de 50% max.
E7014, E7024,
E7027
No es Recomendado
20 – 40°F
1
por encima de la
temperatura ambiente
E7015, E7016,
No es recomendado
50 – 250°F
500 – 800°F
E7018, E7028,
por encima de la
1a2
horas a esta
E7018M, E7048
temperatura ambiente
temperatura
(a) Debido a las diferencias inherentes a la fabricación, los fabricantes de
estos electrodos tienen que ser consultados para obtener las condiciones
de secado exactas.
(b) Después de remover del empaque del fabricante.
Pruebas Misceláneas
En ciertos casos, la Sección VIII, División 1 impone pruebas adicionales a
los materiales y estas están sobre las requeridas por la Sección II.
Ejemplos de estas son:
UCS-85
UNF-95
UHA-52
UHT-6
UHT-81
Pruebas Adicionales
Otros requisitos pueden ser impuestos por la Sección VIII, División 1
debido al servicio o condiciones de diseño. Algunos de estas son:
Pruebas de Especimenes con entalla Charpy V
- Aceros al carbón, bajamente o altamente aleados usados para
bajas temperaturas
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 136
- Aceros ferriticos tratados térmicamente
- Calificación de los WPS si aplican
Prueba de Caída de Peso:
- Aceros ferriticos tratados térmicamente para servicios a baja
temperatura.
RT, PT o MT:
- Juntas soldadas, reconstrucciones con soldadura y fundiciones
Ensayo por UT:
- Fundiciones de pared gruesa, y algunas juntas soldadas.
Pruebas de Corte o Resistencia de la Adherencia:
- Placas de “clad” integrales
Párrafos Misceláneos de Materiales
De nuevo, cuando se esta trabajando con materiales Código, todas las
partes de la Sección VIII, División 1 tienen que ser usadas. Algunos de
los párrafos que tratan sobre materiales son:
UG-84
UCS-66
UHA-51
REQUISITOS DE PRUEBAS DE IMPACTO
En Aceros al Carbón y Bajamente Aleados
Antecedentes
Antes de la Adenda 87 de la Sección VIII, División 1, las prueba de impacto en
los aceros al carbón y bajamente aleados no era requerida para recipientes
diseñados a temperaturas de –20°F y superiores.
Comenzó a crecer una preocupación por las fallas frágiles aunque el registro
del comportamiento de los recipientes construidos de acuerdo a los requisitos
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 137
del Código hubiera sido excelente. Las pocas fallas frágiles que habían
ocurrido, principalmente habían tenido lugar durante las pruebas hidrostática.
Las reglas de tenacidad a las entallas corrientes están basadas en la teoría de
la mecánica de la fractura clásica lineal (LFEM) y a una completa revisión de
las pruebas de tenacidad en los materiales; y ahora estas tienen en cuenta
totalmente la extensiva buena experiencia y la baja incidencia de la fractura
frágil en la industria de recipientes a presión.
Características de la Prueba de Impacto
La tenacidad a las entallas de un material es una función de:
La temperatura
El espesor
El esfuerzo
La Mínima Temperatura de Diseño del Metal (MDMT) UG-20(b) – la mas baja
temperatura a la cual el recipiente estará expuesto durante el servicio.
MDMT – Tiene que ser marcada en la placa de datos del recipiente con la
presión coincidente.
El rango central de las reglas de pruebas de impacto es un conjunto de curvas
de excepción de la prueba de impacto las cuales agrupan los aceros
comúnmente usadas dentro de cuatro categorías en términos de la MDMT
como una función del espesor del componente.
Las curvas de excepción están basadas en la transición abrupta en la
tenacidad que exhiben los aceros.
Para un acero dado, cuando la MDMT esta sobre o arriba de la curva de
excepción, la demostración de la tenacidad por medio de la prueba de impacto
no es requerida.
Prueba de Impacto
UG-84 describe los procedimientos que deben ser usados si la prueba de
impacto es requerida. Se debe asumir que el impacto es requerido a no ser
que una excepción pueda ser encontrada en la Sub-Sección A o C, UG-84
también dice que los procedimientos y aparatos deben estar conforme a los
requisitos de SA-370
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 138
Prueba de Impacto
Vea UG-84 Prueba de Impacto en Especimenes tipo Viga Simplemente
Apoyadas (Pruebas Tipo Charpy)
UG-84 (C)(4)(b), Prueba de Impacto Charpy
UG-84(c)(4)(b) establece que para los materiales de la Tabla UCS-23 y/o
aceros Inoxidables resistencia a la tensión mayor o igual a 95,000 PSI, y los
materiales de Tabla UHA-23, la mínima expansión lateral aplicable debe ser
por UHT-6
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 139
Reglas para la Prueba de Impacto
Para los aceros al carbón y bajamente aleados, siempre se tiene que asumir
que la prueba de impacto es requerida. Una vez esto ha sido asumido, las
excepciones pueden ser determinadas. De esta manera, se un error es
cometido,
este será hecho
en el lado
seguro.
G-20(f)
ESIME AZCAPOTZALCO
Excepciones
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 140
La prueba de impacto no es obligatoria para materiales P-1 grupos 1 o 2 si:
El espesor nominal es < ½ pulgada para material listados en la curva A de
la Fig.UCS-66 < 1 pulgada para material listados en las curvas B, C o D de la
Fig. UCS-66 El recipiente completo deberá ser probado hidrostáticamente de
acuerdo a UG- 99(b), (c) O (k).
La temperatura de diseño no es mayor de 650°F ni mas fría que –20°F
(temperatura de operación ocasionales menores de –20°F son aceptables si
son debidas a las estaciones).
Las cargas de choque, térmicas o cíclicas no son un factor que controle el
diseño (ver UG-22)
UCS-66 Materiales
A no ser que de otra manera sea exceptuado, la prueba de impacto es
requerida para la combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y
el espesor que caiga por debajo de la curva asignada para ese material. Si la
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 141
combinación temperatura – espesor esta sobre o arriba de la curva apropiada,
la prueba de impacto del material base no es requerida.
Partes tales como cuerpos, boquillas, entradas de hombre, parches de
refuerzo, bridas, placas tubulares, tapas planas, y anexos esenciales para la
integridad estructural del recipiente, cuando son soldados a componentes que
retengan presión, deberán ser evaluados individualmente por los requisitos de
impacto.
Figura UCS-66
Basados en la especificación del material, la prueba de impacto puede no ser
requerida si: Una combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y el
espesor esta arriba de la curva aplicable en la Fig. UCS-66.
El espesor a ser usado en la Figura es determinado por las definiciones en
UCS-66(a), 1-3.
UCS-66(a) Definiciones
El espesor definido en UCS-66(a) cae en cuatro categorías. Estas son:
Fundiciones
Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por soldadura a tope
Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por uniones de esquina.
Partes no-soldada diferente a fundiciones tales como tapas planas atornilladas.
UCS-66(a)
Indiferentes de la especificación del material, la prueba de impacto siempre será
requerida: Cuando el espesor gobernante de cualquier junta soldada exceda 4 pulgadas
y la MDMT<120°F, luego un material con prueba de impacto tiene que ser usado. Para
cualquier componente que exceda 6” de espesor pegado por tornillos si la mínima
temperatura de diseño es menor de 120°F.
UCS-66(b), Reducción
UCS-66(b) permite el uso de la Fig. UCS-66.1 para poder reducir adicionalmente la
temperatura encontrada en la Fig. UCS-66.
Además, UCS-66(b) coloca dos restricciones para poder usar la Fig. UCS-66.1 Estas
son: El recipiente tiene que estar en servicio estacionario.
La mínima temperatura de diseño del metal no puede ser menor de
–50°F, a no ser que la relación entre el esfuerzo actual en tensión y el esfuerzo
admisible sea menor que 0.4, en cuyo caso, la prueba de impacto no es requerida y la
temperatura de –50°F no es aplicable.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 142
La prueba de impacto es requerida para todos los materiales que estén a menos de –
50°F a no ser que la relación entre los esfuerzos actuales y los esfuerzos admisibles
sean 0.4 o menos, en cuyo caso la prueba de impacto no es requerida hasta temperaturas
tan bajas como –150°F.
UCS-66(c), Excepción
UCS-66(c) establece que las bridas de acero ferritico ANSI-B-16.5 usadas a
temperatura de diseño del metal mayor o igual que –20°F, no requieren pruebas de
impacto. Estas excepción puede también aplicar para los accesorios ANSI-B-16.11.
UCS-66(d), Excepción
UCS-66(d) permite una excepción de la prueba de impacto para los materiales menores
de 0.098 pulgadas de espesor y para las tuercas siempre y cuando ninguno de estos sea
usado por debajo de –50°F.
UCS-66(e)
UCS-66(e) dice que las marcas del fabricante en los materiales requeridas por la
especificación del material no deberán ser estampadas con letra de golpe en placas de
menos de ¼” de espesor, ano ser que las excepciones sean cumplidas.
NCS-66(f)
A no ser que especificaciones este exceptuando por la Fig. UCS-66, los materiales que
tengan una resistencia mínima especificada a la cedencia mayor de 65 k si tienen que
tener prueba de impacto.
UCS-66(g)
Los materiales que tienen prueba de impacto por requisitos de la especificación de
materiales efectuado por el fabricante del material no necesitan ser re-probados por el
Fabricante del recipiente o de la parte, para una MDMT no menor que la temperatura
requerida para la prueba de impacto en la especificación de materiales.
Espesor Gobernante para la Prueba de Impacto.
El espesor a ser usado en la Fig. UCS-66 se determina por las definiciones en
UCS-66(a)(1-3)
UCS-66(a)(1) Partes Soldadas:
(a) – juntas a tope – el espesor nominal de la junta soldada más gruesa
(b) – juntas a esquina – la más delgada de las partes unidas
(c) – tapas planas – el máximo entre la más delgada de las dos partes o t/4
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 143
Las pruebas de impacto es requerida para cualquier componente soldado cuyo espesor
gobernante excede de 4” y cuya MDMT<120°F
UCS-66(a)(2)
El espesor gobernante para las fundiciones es el mayor espesor nominal de la fundición.
UCS-66(a)(3)
El espesor gobernante de las partes no soldadas (p. Ej. Bridas atornilladas, placas
tubulares, tapas planas) es el espesor del componente plano dividido por 4 (t/4). Si el
espesor gobernante de la parte no soldada es >6” y la MDMT <+120°F, materiales con
prueba de impacto tienen que ser usados.
El espesor usado en la Fig. UCS-66 esta en la condición no corroída
UCS-67 Pruebas de Impacto a los Procedimientos de Soldadura
Pruebas a las Especificaciones de los Procedimientos de Soldadura
UCS-67(a)
Soldaduras Hechas Con Metal de Aporte – el metal soldado debe tener prueba de
impacto según UG-84 cuando:
(1)- cualquiera de los metales base tenga que tener prueba de impacto
(2)- se estén uniendo materiales con prueba de impacto (Tabla UG-84.3) o metales base
de las curvas C o D, y –50°F<MDMT<-20°F, (a no ser que los consumibles de
soldaduras hayan sido clasificados por pruebas de impacto a una temperatura no mas
tibia que –50°F de acuerdo a la especificación SFA aplicable)
(3)- se estén uniendo materiales cuya especificación requiera prueba de impacto [ UCS66(g) para MDMT<-50°F
UCS-67(b)
Soldaduras Hechas Sin El Uso de Metal de Aporte – tiene que tener prueba de impacto
cuando:
El espesor en la soldadura > ½” para todas las MDMT
El espesor en la soldadura > 5/16” y la MDMT < +50°F
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 144
NOTA: Esto no incluye materiales para Tubos y Tubería ERW.
UCS-67(c)
La zona afectada por el calor de la soldadura *HAZ debe tener prueba de impacto
cuando:
* H = Heat
A = Affected
Z = Zone
(1) el metal base requiere prueba de impacto
(2) las soldaduras tengan un pase individual > ½” de espesor, y la MDMT <
+70°F
(3) se estén uniendo materiales con prueba de impacto [UCS-66(g)] para una
MDMT < -50°F
UCS-67(d)
Pruebas de impacto a la Producción del recipiente de acuerdo con UG-84(i) puede ser
obviadas para cualquiera de las siguiente condiciones:
(1) metales de soldadura que estén uniendo metales base que estén exceptuados
de pruebas de impacto por UCS-66 y la MDMT>-20°F
(2) metales de soldadura definidos en UCS-67(a)(2) [Curvas C/D o
especificaciones con prueba de impacto y –50°F<MDMT<-20°F] o (a)(3)
[especificación con prueba de impacto y MDMT<-50°F]
(3) La HAZ en aceros exceptuados de prueba de impacto por UCS-66 excepto
cuando aplique UCS-67(c)(3) [especificación con prueba de impacto y
MDMT<-50°F
UCS-68 Diseño
UCS-68 permite una reducción en la temperatura de 30°F para la mínima temperatura
de diseño del metal cuando el PWHT sea efectuado y este no sea requerido por otra
parte del Código. Esto es aplicable únicamente a materiales P1.
UNF-65
Recuerde, existen otros requisitos diferentes a los establecidos para los aceros al
carbón. Por ejemplo, los materiales no –ferrosos, la prueba de impacto no es
requerida para:
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 145
Aleaciones de aluminio formadas si se usan a, o arriba de –452°F.
Cobre y aleaciones de cobre, níquel y aleaciones de níquel y fundiciones de aleaciones
de aluminio si se usan a, o arriba de –325°F
Titanio y zirconio cuando se usan a, o arriba de –75°F.
UHA-51 Pruebas de Impacto – Materiales Altamente Aleados
UHA-51 fue revisado completamente en la Adenda 94
El párrafo esta organizado en la siguiente manera:
Requisitos de la Prueba
UHA-51(a) Espécimen, el criterio de aceptación y los requisitos para la reprueba para los metales base, la soldadura y la HAZ.
Nota: La errata en UHA-51(a)(3) – la primera oración contiene la frase
“.... pero no menor que 0.10 pulg... “y debe ser”.... pero no menor
que 0.010 pulgadas
UHA-51(b) Requisitos para la soldadura y la HAZ
UHA-51(c) Requisitos especiales para tratamientos térmicos
Excepciones a la Prueba
UHA-51(d) Metales base y la HAZ
UHA-51(e) Soldaduras
UHA-51(f)
Soldaduras ( de producción) del recipiente
UHA-51(g) Excepción por bajo esfuerzo
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 146
UHA-51 Requisitos de Impacto para Materiales Base
Son requeridas las pruebas de impacto
Para los Aceros Altamente Aleados (Inoxidables)?
1)
2)
3)
4)
SI
Ferriticos
Cr/Ni C>0.10%
Cr/Ni>AISI
Fundiciones
NO
Materiales 304, 304L,
316, 316L, 347,
36% Ni UHA-51(a)
NO
Temp.>-425°F
UHA-51(a)
Temp.>-325°F
UHA-51(a)
SI
SI
NO
No se requieren
pruebas
UHA-51(a)
UHA-51(b)(6)
Pruebas – para el
Material Base – La
Zona Afectada por el
Calor
Pruebe el WPS
UG-84(h)(2)
SI
NO
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 147
UHA-51 Requisitos de Impacto, Materiales de Soldadura
No
-150°F>Temp.>-325°F
Si
No
Procesos
SMAW, GTAW, GMAW
Si
No
Contenido de
Carbón <0.10%
Si
No
Proceso = SMAW
Si
No se requieren
pruebas
Pruebas de
Producción
Pruebe el
WPS
ESIME AZCAPOTZALCO
Pruebe el Metal
Soldado por Lote
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 148
UHA-51(c) Metal Base
UHA-51(c) Requiere Prueba de Impacto cuando los Tratamientos Térmicos
son efectuados
NOTA: Estos Requisitos Prevalecen Sobre las Otras Excepciones En UHA-51.
Cuando los tratamientos térmicos sean efectuados como sigue, las pruebas de
impacto son requeridas a la temperatura mas fría entre 70°F o la MDMT:
(c)(1) *SS Austeniticos: 900°F a 1650°F
(c)(2) SS dúplex austeniticos – ferriticos: 600°F a 1750°F
(c)(3) SS ferriticos al cromo: 800°F a 1350°F
Cambio en la Adenda por venir:
(c)(4) SS martensiticos al cromo: 800°F a 1350°F
* Stainless Steel
Clasificación de los Aceros Inoxidables
Como fue brevemente descrito en la Sección 2 de este seminario, los aceros inoxidables
están subdivididos dentro de cinco clasificaciones: austeniticos cromo – níquel,
austeniticos cromo – manganeso - níquel, dúplex austeniticos – ferriticos, ferriticos, y
martensiticos. Ejemplos de materiales de acero inoxidable típicos en la Sección VIII,
División 1 podrían ser clasificados como sigue:
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 149
CLASIFICACIÓN
NOMBRE COMUN DE LA
ALEACIÓN
NUMERO UNS
Series 300 excepto dúplex
Tipos 3004, 304L, 309, 310
316, 317, 321, 347, .......
S3XXXX
XM-15
S38100
AUSTENITICOS
Austeniticos
Cromo – níquel
Austeniticos
Cromo – manganeso - níquel
Duplex austeniticos –
Ferriticos
Ferriticos
Series 200:
Tipos 201, 202
Tipo 329
S32900
Ferralium 255
S44427
44LN
S44426
Tipos 405, 409, 429, 430,
S4XXXX
446, 447
S44427
XM-27
Martensiticos
S2XXXX
XM33
Tipos 410, 410S
S44426
S410XX
Referencias para la clasificación de los aceros inoxidables:
- SA-479, Tabla 2, Requisitos de Propiedades Mecánicas
- Metals Handbook, 10th Edition, Volume 1, p. 841+,
by ASM International
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 150
UHA-51(d) Metales Base
UHA-51(d) Excepciones para la Prueba de Impacto para Metales Base y la HAZ
La prueba de impacto no es requerida cuando el espesor es <0.099 pulgadas, o para las
siguientes combinaciones de metales base ( y HAZ) y las MDMT, excepto como es
modificado en UHA-51(c):
MATERIAL
EXCEPTUADOS DE
PRUEBA DE IMPACTO
CON UNA MDMT >
PARRAFO DE
REFERENCIA
Austeniticos cromo – níquel (serie 300 excepto
Tipos 304, 304L, 316, 316L
321, 347
Otros materiales con
C<0.10%
Otros materiales con
C>0.10%
-425°F
UHA-51(d)(1)(a)
UHA-51(d)(1)(b)
-320°F
-50°F
UHA-51(d)(1)(c)
Austeniticos cromo – manganeso - níquel (serie 200
C<0.10%
C>0.10%
-320°F
-50°F
UHA-51(d)(2)(a)
UHA-51(d)(2)(b)
Dúplex austeniticos - ferriticos
Con espesor nominal <1/8” **
-20°F
UHA-51(d)(3)(a)
Ferriticos al cromo con
Espesor nominal <1/8” **
-20°F
UHA-51(d)(3)(b)
Martensiticos al cromo con
Espesor nominal <1/4” **
-20°F
UHA-51(d)(3)(c)
** NOTE: El espesor nominal es el espesor GOBERNANTE como se determina en
UCS-66(a)
UHA-51(b) Calificación del Procedimiento de Soldadura
(Soldadura y HAZ)
UHA-51(b) Pruebas de impacto requerido para las Calificaciones del Procedimiento de
Soldadura
Un WPS tiene que ser calificado con impacto cuando cualquiera de los componentes de
la junta soldada (metal base o metal soldado) requiera prueba de impacto, ambos el
metal soldado y la HAZ tienen que ser probados con impacto.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 151
UHA-51(e) Calificación del Procedimiento de Soldadura
(Soldadura y HAZ)
UHA-51(e) Excepciones de la Prueba de Impacto para las soldaduras
La prueba de impacto no es requerida para las siguientes combinaciones de
metales soldados y las MDMT, excepto como es modificado en UHA-51(c):.
METAL
BASE
Austenitico cromo – Nique
(serie 300 excepto dúplex)
con C<0.10%
Cualquiera
Cualquiera
Dúplex austeniticos –
Ferriticos con espesor
nominal <3/8” ***
Ferriticos al cromo con
espesor nominal
<1/8” ***
Martensiticos al cromo
Con espesor
Nominal <1/4” ***
METAL
SOLDADO
EXCEMPTOS
DE PRUEBA
DE IMPACTO
A LA MDMT>
PRUEBA
DE
REFERENCIA
Sin metal de
aporte
-150°F
UHA-51(e)(1)
-150°F
UHA-51(e)(2)(a)
-50°F
UHA-51(e)(2)(b)
Austeniticos
Con C<0.10%**
Austeniticos
Con C>0.10%**
Dúplex
Austeniticos
ferriticos
Ferriticos al
cromo
Martensiticos al
cromo
-20°F
UHA-51(e)(3)(a)
-20°F
UHA-51(e)(3)(b)
-20°F
UHA-51(e)(3)(c)
** producidos con metales de aporte de acuerdo a SFA-5.4, SFA5.9, SFA-5.11, SFA5.14, SFA-5.22
*** NOTA: el espesor nominal es el espesor GOBERNANTE como se determina en
UCS-66(a)
UHA-51(g) Metales Base, HAZ, & Metales Soldados
UHA-51(g) Excepción para la Prueba de Impacto debido a bajo espesor
La Prueba de Impacto no es requerida para cualquier material de la tabla UHA-23
(metal base, HAZ, y metal de soldadura) para recipientes instalados en una posición fija
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 152
(estacionarios), cuando la relación coincidente entre el esfuerzo de diseño y el esfuerzo
admisible en menor de 0.4, excepto cuando los tratamientos térmicos hayan sido
efectuados – UHA-51(c).
UHT-6
UHT-6 contiene algunos requisitos adicionales para la Prueba de Impacto.
Estos incluyen:
Los especímenes de las placas tienen que ser tomados en el sentido transversal a la
dirección de placado.
Se requiere Prueba de Caída de Peso para algunos materiales como el, SA-517.
UHT-6 también suministra el criterio de aceptación para la expansión lateral. UG84(I), Impactos a la Producción
UG-84(i), Impactos a la Producción
UG-84(i) requiere impactos a la producción del recipiente para todas las uniones
cuando el impacto es requerido por otro párrafo del Código por ejemplo, UCS-67. El
material usado para la prueba tiene que ser del mismo número P y del mismo grupo del
recipiente, y la placa de prueba tiene que ser una extensión de la junta de producción.
También un conjunto de especimenes es requerido con la entalla en el metal soldado.
NOTA: Las pruebas de impacto a la producción son requeridas UNICAMENTE cuando
el WPS lo requiere UG-84(j).
UG-84(j)
UG-84(j) establece que “si la placa de prueba de producción del recipiente falla en
cumplir los requisitos de impacto, las soldaduras representadas por la placa de prueba
deberán ser consideradas inaceptables. El re-tratamiento térmico y la reprueba son
permitidos.”
Prueba de Impacto
UHA-51(f)
Cuando las pruebas de impacto a la producción son requeridas por UG-84(i), UHA51(f) suministra excepciones para estas pruebas bajo ciertas condiciones:
Excepciones para las pruebas de impacto de las soldaduras del recipiente (producción)
Las pruebas de impacto del recipiente (producción) no son requeridas para soldaduras
que estén uniendo aceros inoxidables austeniticos (serie 300 excepto dúplex) o
austeniticos cromo – manganeso- níquel (serie 200) a una MDMT>-320°F cuando
TODAS las siguientes condiciones son satisfechas:
(f)(1) SMAW, SAW, GMAW, GTAW, PAW únicamente
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 153
(f)(2) Los PQR tengan impacto o estén exceptuados de la prueba de impacto
(f)(3) El metal soldado tenga un C<0.10%
(f)(4) El metal de aporte cumpla con la especificación SFA modificada así (cada
colada y/o lote de consumibles; cada lote y/o colada de fúndete; para procesos de
soldadura combinados, lotes y/o cochadas de los materiales de soldadura deberán ser
probados a una temperatura no mas tibia de la MDMT)
NOTA: La Errata en UHA-51(f)(4)(a)&(b) refiere a la “Sección II, Parte C, SFA-5.4,
A85” y debe ser “Sección II, Parte C, SFA-5.4, A9.12”.
UNF-65 Excepciones a las Pruebas de Impacto
Aleaciones de aluminio formadas > -452°F
Cobre y aleaciones de cobre, níquel y aleaciones de níquel y aleaciones de aluminio
fundidas >-325°F
Titanio y zirconio >-75°F
Reparaciones a los Materiales
Las reparaciones a los materiales son permitidas por varios párrafos del Código.
Algunos de estos son:
UG-78: Establece que la aceptación por parte del I.A. es requerida. – avisar a Inspector
antes de efectuar la reparación.
UCS-56: Da los requisitos para los PWHT alternativos de las reparaciones.
UCI-78: No permite las reparaciones con soldadura en materiales de hierro fundido.
UCD-78: No permite las reparaciones con soldadura en materiales de fundición dúctil.
Inspección e Identificación de los Materiales
Inspección de los Materiales, UG-93
UG-93 cubre lo que normalmente es llamado como inspección de recibo.
Este suministra los requisitos que el material tiene que cumplir antes que el fabricante
lo use en un recipiente Código. Los requisitos son:
Para las placas, un M T R o un **C. De C. Como lo quiera la especificación.
* M = Material
T = Test
R = Report
** C = Conformidad
C = Certificado
Para las otras formas de producto, cada pieza tiene que ser marcada (la marca es la base
de aceptación para tubos, bridas, lados, etc) con la especificación, grado, tipo y clase
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 154
cuando la especificación cubre tales marcas. Los tubos pueden ser marcados por
atados.
Relacionado con este párrafo el I.A. tiene que:
Examinar el MTR o el C. De C. y verificar que el marcado del material es compatible ,
Verificar que el material este marcado como lo requiere la especificación.
El fabricante también tiene que verificar que los elementos descritos anteriormente
antes de llevarlo a revisión por el I.A. , pero además el tiene que: Examinar las
dimensiones y Suministrar las plantillas al I.A. que el solicite.
Identificación de los Materiales, UG-77
UG-77 da los requisitos para el control de los materiales una vez estos son recibidos y
aceptados por el fabricante. El fabricante:
Tiene que mantener la identificación de los materiales hasta que el Inspector Autorizado
firma el reporte.
Puede usar un sistema de marcado con código en vez del marcado original. Este
sistema de marcado con código tiene que ser aceptable para el I.A.
Puede registrar las marcas requeridas usando métodos tales como tablas de materiales o
esquemas de construcción los cuales aseguren la identificación de cada pieza de
material durante la fabricación y la subsiguiente identificación en el recipiente
finalizado. Esta facilidad fue agregada en la Adenda 1989.
Transferir cualquier marca, ya sea una marca codificada o las marcas originales, cuando
el material sea dividido o maquinado.
Reportes de Pruebas del Material (MTR)
Un reporte de pruebas del material es un documento emitido por el fabricante del
material. Este reporta los requisitos de la especificación del material tales como:
Los resultados de las pruebas o ensayos
Las reparaciones hechas al material.
Los tratamientos térmicos
Los requisitos suplementarios
La identificación del material
El número de colada, si este es aplicable. Un reporte de pruebas del material es
requerido por UG-93 para: Las placas como sea indicado en la especificación del
material
Algunas especificaciones de material requieren que sea efectuado por otro diferente al
fabricante del material.
Las ocasiones cuando los requisitos de la Sección VIII, Div.1 exceda o suplemente los
requisitos de la especificación.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 155
Certificado de Conformidad (C. De C.)
Un certificado de conformidad es simplemente una declaración escrita por el fabricante
del material o el suministrador certificando que el material suministrado cumple con la
especificación del material.
5.4.- REQUISITOS DE FABRICACIÓN
OBJETIVO
Al final de esta lección el participante entenderá el flujo de fabricación básico dentro de
una planta y como el material es identificado, preparado y controlado. El o ella
también entenderán que reglas son aplicables al proceso de fabricación y como ellas son
aplicadas.
Tópicos de la Lección
Diagrama de flujo de la fabricación en la Sección VIII, División 1.
Marcado de los materiales y rastreabilidad
Requisitos para el formado
Requisitos para el alineamiento
Requisitos para la soldadura en la Sección VIII, División 1.
Requisitos para la Secuencia de Fabricación
Como con todas las otras funciones del Código, cuando se esta fabricando, todas las
subsecciones del Código tienen que ser usadas. Por ejemplo, la Subsección A,
iniciando en el párrafo UG-75, contiene las reglas concernientes a la fabricación. Estas
incluyen asuntos como los requisitos para el formado, fuera de redondez, reparaciones,
e inspección de materiales. La Subsección B contiene las reglas relacionadas con el
método de fabricación, por ejemplo, la Parte UW para fabricación soldada, etc. Estas
reglas cubren asuntos como el armado, el refuerzo de la soldadura, las reglas para las
calificaciones y la soldadura, etc. La Subsección C contiene las reglas especificas
concernientes al tipo de material a ser utilizado en la fabricación. Por ejemplo, la Parte
UCS para aceros al carbón incluye asuntos como los requisitos para el formado y los
tratamientos térmicos.
Los apéndices obligatorios tienen en cuenta aplicaciones especiales tales como
recipientes enchaquetados, construcción por carpas y recipientes a presión nocirculares. Cuando sea aplicable a la construcción, los apéndices obligatorios tiene que
ser utilizados.
Los Casos Código suministran reglas alternativas para cubrir construcciones que no han
sido tenidas en cuenta en el Código actual. Los casos Código no son obligatorios, pero
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 156
cuando se usan ellos tiene que ser cumplidos en su totalidad y deberán ser identificados
en los Reportes de Datos.
DIAGRAMA DE FLUJO DE LA FABRICACIÓN EN LA SECCIÓN VIII,
DIVISIÓN 1
Consideraciones para la Fabricación
Algunas cosas a considerar antes y durante la fabricación son:
¿Las entradas de hombre, orejas u otros anexos cumplen los requisitos del Código?
¿Están estas partes formadas apropiadamente?
¿La fuera dé redondez esta dentro de las tolerancias del Código?
¿El alineamiento en las soldaduras del cuerpo o en las soldaduras del cuerpo a las tapas
es satisfactorio?
¿Cualquier transición gradual requerida cumple con el Código?
¿El refuerzo de la soldadura esta dentro de los límites?
¿Los procedimientos de soldadura y los soldadores están calificados de acuerdo con el
Código?
Párrafos del Código utilizados en el Flujo de Fabricación
Determine la Categoría de la
Junta Soldada UW-3 Y UW-11
Determinar el Tipo de la
Junta Soldada UW -12
Boquillas y Otras
Conexiones
Mínimo Tamaño
de la Soldadura
UW-13,16
Tolerancia de
Alineamientos UW-11
Diseño de la Junta Soldada
UW-9
Refuerzo y acabado de la Junta
UW 15, UG-76
P. W. H. T. UCS-56
UHA-32 UHT-56
Secuencia de la Preparación del Material
Para los materiales a ser usados en la fabricación Código, ciertas partes tienen que ser
realizadas.
Estas son:
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 157
Verificar que el material es aceptado para la fabricación
Verificar que el material es rastreable y esta marcado apropiadamente
Trace el material apropiadamente. Si es enrollado, asegúrese que las marcas estén en el
lado exterior
Corte a la forma y tamaño, mantenga la identificación del material
Remueva los bordes quemados
Bisele o redondee los bordes interiores expuestos en las aberturas
Limpie las superficies a ser soldadas.
Inspecciones del Material, UG-93
UG-93 cubre lo que normalmente es referido como “inspección de recibo.” Este da los
requisitos que el material tiene que cumplir antes de ser usado en la fabricación, e
incluye,
Placas : Un MTR o C de C como lo requiera la especificación del material.
Otras formas de producto: Cada pieza tiene que estar marcada con la especificación,
grado, tipo y clase cuando la especificación cubre tales marcas.
Los tubos pueden ser identificados por paquetes.
Con respecto a este párrafo, el IA tiene que examinar el MTR o C de C y verificar
que el material esta marcado e identificado como lo requiere la especificación de
material y/o el Manual de Control de Calidad.
El fabricante tiene también que verificar los partes listados arriba, antes del IA, y
además, él tiene que examinar las dimensiones y suministrar las plantillas que el
solicite.
MARCADO DE LOS MATERIALES Y RASTRABILIDAD
Identificación del Material, UG-77
UF-77da los requisitos para el control de los materiales una vez el material ha sido
apropiadamente recibido. El fabricante: tiene que mantener la identificación del
material hasta que el recipiente este completo.
Puede usar un marcado con códigos en vez del marcado original. Este marcado con
códigos tiene que ser aceptable para el IA.
Puede registrar las marcas requeridas usando métodos tales como tablas de materiales o
esquemas de construcción los cuales aseguren la identificación de cada pieza del
material durante la fabricación y posteriormente la identificación en el recipiente
completo. Esta facilidad fue adicionada en la Adenda 1989.
Tiene que transferir cualquier marca, ya sea con un marcado con códigos o las marcas
originales cuando el material es dividido o maquinado.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 158
Control del Material Durante la Fabricación
Un manual de Control de Calidad del fabricante tiene que describir su sistema para
controlar el material, incluyendo todos los materiales para la soldadura. El sistema
tiene que referir:
El almacenamiento
La entrega
La inspección
La identificación
Las Reparaciones.
REQUISITOS PARA EL FORMADO
Las operaciones de formado no deben causar cualquier cambio adverso en las
propiedades del material.
Formado
Las restricciones se encuentran en la Subsección C de la Sección VIII, División 1, e
incluyen:
No puede haber partes plana a lo largo de las juntas soldadas. UG-79
Tiene que cumplir los requisitos de circularidad de UG-80 o 81
Las dimensiones y tolerancias tiene que cumplir los requisitos del diseño.
Tiene que incluir los requisitos de espesor mínimo después de formado.
Las tolerancias de alineamiento para juntas soldadas a tope tienen que ser
mantenidas.
El Código permite varios tipos de formado; los dos más comunes son el formado en
frío y en caliente. En cualquier caso, tiene que recordarse que las partes planas a lo
largo de las juntas longitudinales tienen que ser evitadas.
El Formado de los Aceros al Carbón
El Código coloca ciertos requisitos adicionales al formado de los aceros al carbón y
bajamente aleados. Estos incluyen:
El formado en frío por medio de golpes no es permitido.
El formado por golpes es permitido si el material esta a la temperatura de
forja y el material es PWHT.
Si la parte es formada en frío por otro diferente al poseedor del
certificado, la certificación de acuerdo a UCS-79 tiene que ser
suministrada por el fabricante de la parte.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 159
Partes Formadas en Frío, UCS-79
UCS-79 requiere el tratamiento térmico de las partes formadas en frío o recipientes si
el alargamiento de la fibra es mayor del 5% desde la condición como se lamino, y si
cualquiera de las siguientes condiciones existe:
El recipiente será para servicio letal
La prueba de impacto es requerida
El espesor antes de forma excede 5/8”
El espesor es reducido en mas del 10% o,
La temperatura de formado estuvo entre 250°F y 900°F.
Si ninguna de las condiciones existe, él % puede llegar a ser tan alto como el 40% para
materiales P1.
Fórmula para el Alargamiento de la Fibra
El alargamiento de la fibra puede ser determinado por la siguiente formula que se
encuentra en UCS-79:
Para doble curvatura:
% de alargamiento de la fibra externa =
75t
1–
Rf
Rf
R0
Para la curvatura sencilla:
% de alargamiento de la fibra externa =
50t
Rf
1-
Rf
R0
Nota: Cuando R0 = 0 (placa plana), el mínimo radio para un alargamiento del 5% es:
Doble curvatura = 15 t
Curvatura sencilla = 10t
Fuera de Redondez del Cuerpo, UG-80
UG-80 especifica la tolerancia para la fuera de redondez de un cuerpo. Este establece
que el D.I. máximo menos el D.I. mínimo no deberá exceder el 1% del D.I. nominal.
El D.I. nominal es el D.I. ordenado e intentado. La Fig. UG-80.2 muestra varios
ejemplos de la diferencia entre los diámetros máximos y mínimos.
Fuera De Redondez En Una Boquilla
Si la medida de fuera de redondez es tomada dentro de un D.I. de una boquilla, un
2% del D.I. de la abertura adicional puede ser agregada. Por ejemplo:
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 160
Un recipiente tiene un D.I. nominal de 119”. Se tomaron medidas cerca de una
boquilla revelando un D.I. máximo de 120”. El D.I. mínimo es 118”. El D.I. nominal
de la abertura es 7.625”. Luego:
D.I. Máximo – D.I. Mínimo = 2” Sin embargo,
1% (119) + 2% (7.625) = 1.34”
Luego, la fuera de redondez es inaceptable.
Presión Externa, UG-80(b)
Los recipientes diseñados para presión externa tienen que:
1. Cumplir los requisitos de fuera de redondez de UG-80(a), y
2. Cumplir con los requisitos de desviación desde él circulo verdadero de UG80(b)
La máxima desviación positiva o negativa desde la forma del circulo verdadero,
medida radialmente en la superficie exterior o interior del recipiente, no
recipiente, no deberá exceder la máxima desviación permisible obtenida
de la Fig. UG-80.1.
Figura UG-80.1
Las medidas deben ser hechas desde una plantilla con un segmento de circulo con una
Longitud de cuerda del doble de la longitud del arco obtenido de UG-29.2.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 161
El Formado de Boquillas y Parches
Es obvio que los parches y las boquillas tienen que ser formados al contorno del cuerpo
al cual van a ser pegadas.
Juntas a Tope
Una junta a tope es definida como una junta entre dos miembros alineados
aproximadamente en el mismo plano, pero no excediendo un ángulo de 30 grados.
Categoría De Las Juntas
Una categoría de una junta define su localización dentro de un recipiente. La Fig.
UW-3 abajo ilustra estas localizaciones de las juntas.
Nota: Las juntas categoría D pueden ser soldaduras de esquina o a tope.
Requisitos Para El Alineamiento
Tolerancias de Alineamiento, UW-33
El alineamiento de las secciones en los bordes a ser soldados a tope deberá ser tal que
el máximo desalineamiento no sea mayor que la cantidad especificada en la Tabla
UW-33 para la categoría de la junta soldada aplicable.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 162
Tabla UW-33
Soldaduras a Tope en Espesores Desiguales
UW-9 estipula que las soldaduras entre partes cuyos espesores difieran por mas de
¼ del espesor del miembro más delgado o por mas de 1/8”. El que sea mayor, tienen
que tener una transición gradual de no menos que 3:1. Esta transición puede ser
maquinada, o reconstruida con metal soldado. Si es reconstruida, UUW-42 tiene que
ser considerado. Esto aplica a cuerpos esféricos, cuerpos cilíndricos o juntas
longitudinales en tapas. Una transición 3:1 no es requerida cuando la diferencia entre
los espesores desiguales no exceda de 1/8” o 1/4t.
UW-13 DETALLES DE LAS UNIONES
Desalineamiento de las Líneas de Centro, Figura UW-13.1
El desalineamiento de las líneas de centro para las tapas pegadas a los cuerpos no
puede exceder de 0.5(el espesor de la tapa - el espesor del cuerpo). Para cumplir con
este requisito, puede ser necesario tener transiciones tanto en la superficie interior
como en la exterior.
Fig. UW-13.1, Tapas Pegadas A Los Cuerpos
En todos los casos / no debe ser menor que 3y cuando th exceda ts. La mínima
longitud del faldón es 3th pero no necesita exceder 1-1/2” excepto cuando sea necesario
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 163
suministrar la longitud de transición requerida. Cuando th, es igual o menor que 1.25ts
la longitud del faldón deberá ser suficiente para cualquier transición requerida.
La longitud de la transición requerida / puede incluir el ancho de la soldadura. La
línea de centro de la placa del cuerpo puede estar cualquier lado de la línea centro de la
placa de la tapa.
Longitud del Faldón
La Figura UW-13.1, además de suministrar las tolerancias para el des alineamiento de
las líneas de centro, da los requisitos para la longitud del faldón. Este establece, “La
mínima longitud del faldón es 3 x th, pero no necesita exceder 1-1/2” excepto cuando
sea necesario para suministrar la longitud requerida por la transición.” Por favor
tengan en mente que en faldón es requerido cuando una transición gradual es utilizada.
UG-32(i) establece que si el espesor de la tapa es igual o menor que el espesor del
cuerpo, la tapa no requiere un faldón integral.
UW-13.4, Cuello de Boquillas Pegados A Tubería De Un Espesor De Pared Menor
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 164
UW-13.1, Tapas Pegadas a Cuerpos
UW-13.1
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 165
UW-13.1
REQUISITOS PARA LA SOLDADURA EN LA
SECCIÓN VIII, DIVISIÓN 1
Limpieza De Las Preparaciones Para Soldar
UW-32 estipula que las superficies de las partes a ser soldadas deberán estar limpias
y libres de cascarilla de placación, oxido, grasa y otros materiales que deterioren la
junta.
Soldaduras de Unión de Boquillas
UW-16(c & d) requiere que los cuellos de las boquillas que no penetren la pared del
recipiente, esto es, tipo asillado, tiene que ser pegados con soldadura de completa
penetración. Cuando la completa penetración no pueda ser verificada por examen
visual, un anillo de respaldo tiene que ser usado. Las boquillas insertadas dentro o a
través del recipiente pueden ser pegadas por soldaduras de penetración parcial o de
filete. En este caso, una soldadura tiene que ser colocada en cada cara de la pared del
recipiente.
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 166
Boquilla Tangencial
Raíz dela Boquilla
UW-16.1
UW-20, Soldaduras de Tubo – a – Placa Tubular
El párrafo UW-20 identifica y define dos tipos de soldaduras de tubo – a – placa
tubular, las soldaduras que resisten y las soldaduras de sello. Las soldaduras que
resisten son aquellas diseñadas para transferir todas las cargas longitudinales. Las
soldaduras de sello son diseñadas solamente para suplementar una junta expandida para
asegurar la estanqueidad.
Corte, Armado y Alineamiento
Varios párrafos en el Código cubren el corte, armado y alineamiento. Las áreas
referidas son:
Los bordes cortados deben quedar suaves y limpios. (UW-31)
Los puntos de armado tiene que ser hechos usando un procedimiento calificado ya sea
que ellos permanezcan o no en el sitio. (UW-31).
Los puntos de armado que permanezcan en el sitio tiene que se hechos por un soldador
calificado. (UW-31)
Las partes de no-presión soldadas sobre las soldaduras que retienen la presión tiene que
tener una muesca o la soldadura que retiene la presión tiene que ser pulida a ras. (UG82)
Cuando las partes de presión son soldadas sobre las soldaduras que retienen presión, las
soldaduras tienen que ser pulidas a ras. (UG-82)
ESIME AZCAPOTZALCO
Ing. Francisco Rodríguez Lezama 167
Procesos de Soldadura, UW-27
El párrafo UUW-27 especifica los procesos de soldaduras que pueden ser usados en la
Sección VIII, División 1. Estos están divididos dentro de cinco categorías:
UW-27 (a) – Soldadura con arco o gas
UW-27 (b) – Soldadura por presión
UW-27 (d) – Soldadura de pernos
UW-27 (e) – Soldadura de electroescoria
UW-27 (f) – Soldadura de electrogas
Alineamiento De Las Costuras Longitudinales
UW-9(d) estipula los requisitos para el alineamiento de las costuras longitudinales en
cuerpos de recipientes con mas de un anillo. Este requiere que las juntas estén
separadas por al menos 5 veces el espesor de la placa mas gruesa, o las juntas tienen
que ser radiografiadas al menos 4” a cada lado de la intersección.
Limitaciones para la Soldadura
Dos limitaciones especificas para la soldadura dadas por la Sección VIII son:
La soldadura de pernos puede solamente ser usada para partes de no-presión/ que no
lleven carga. (Soportes de Aislamiento)
La soldadura con electroescoria puede ser usada solamente para aceros ferriticos y
algunos austeniticos como es indicado en UW-5(d)
La Calificación De Un WPS, UW-28
UW-28 da los requisitos para la calificación de un WPS para ser usado en la
construcción. Estos incluyen:
El procedimiento a ser usado tiene que ser registrado. En otras palabras, un
procedimiento escrito.
Para los procedimientos a ser usados en los partes que retengan presión /lleven carga, y
para partes que no retengan presión/ no lleven carga, soldados con métodos manuales o
semiautomáticos, la calificación de acuerdo a la Sección IX es requerida.
Para los procedimientos usados en los partes que no retengan presión/ no lleven carga
soldados con cualquier método de soldadura con maquina, la calificación de acuerdo a
la Sección IX no es requerida.
Calificación de los Soldadores, UW-29
Los soldadores y los operadores de soldadura tienen que ser calificados según la
Sección IX si ellos están soldando partes que retienen presión o partes que llevan carga
al material que retiene presión. Ellos pueden ser calificados en la primera junta
producida por ellos, sin embargo, el Código de Construcción debe ser revisado para
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determinar si cualquiera de las limitaciones o excepciones son aplicables. Soldadores
para soldadura de pernos tiene que ser calificados en el comienzo de cada turno, pero no
es necesario probarlos si ellos están soldando partes de no-presión o partes que no
lleven carga usando un proceso automático. Ellos tienen que cumplir todos los otros
requisitos de la Sección IX.
Responsabilidades del Fabricante Por el WPS
Prepara un WPS escrito.
Preparar un PQR basado en la soldadura del cupón.
Las pruebas físicas pueden ser hechas por un laboratorio de pruebas.
Listar los parámetros para la construcción.
Registrar los datos de ls soldadura del cupón y los resultados de las pruebas en el PQR.
Establecer un programa de C.C. para controlar las calificaciones.
La calidad de las soldaduras hechas por su organización.
La compatibilidad metalúrgica del metal de aporte y el metal base.
Trozamiento, UW-35
UW-35 discute el acabado de las juntas longitudinales y circunferenciales. Este
establece en parte que para las soldaduras de filete y de ranura, no puede existir una
reducción por debajo del mínimo espesor requerido. También, la reducción en el
espesor no deberá exceder de 1/32” o el 10% del espesor nominal, el que sea menor.
La Tabla UW-35 especifica los límites de refuerzo máximo basados en el tipo de junta.
Pulido del
Refuerzo de
Soldadura
Efecto del Angulo
del Refuerzo en la
Resistencia a la
Fatiga
Tabla UW-35
UW también discute el refuerzo.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 169
Acabado de la Soldadura, UHT-84
De nuevo, una revisión de todas las partes del Código tiene que ser hecha cuando se
efectúe un trabajo Código. Un requisito de fabricación especifico puede ser encontrado
en UHT-84 el cual reemplaza la Parte UW. UHT-84 establece que los requisitos de
UW-35 tienen que ser cumplidos excepto para el SA-517. Para este material, el
refuerzo no puede exceder el 10% del espesor de la placa o 1/8” el que sea menor. Esta
también dice que el trozamiento no es permitido.
Requisitos Generales
Algunos requisitos relativos a la soldadura son:
Si el refuerzo es excesivo, el simple pulido de la parte superior no será suficiente. El
propósito de remover el refuerzo es reducir el ángulo entre el metal base y la soldadura.
El refuerzo de la soldadura tiene que salir suavemente del metal base.
UW-36 requiere que las soldaduras de filete tengan completa penetración.
UW-38 da los requisitos para la remoción de los defectos de soldadura.
Este establece que los defectos pueden ser removidos térmicamente o mecánicamente.
UW-39 cubre un área que es olvidada con frecuencia en los procedimientos de
soldadura.
Esta es el martilleo.
El martilleo es usado para controlar la distorsión, revelar los esfuerzos residuales y
mejorar la calidad de la soldadura. Este tiene que ser referido en los WPS.
Control de la Producción Soldada
Para la soldadura de material que retenga la presión, el fabricante tiene:
Seguir un WPS calificado como se especifique en una hoja viajera o el plano.
Usar soldadores y operadores calificados.
Usar los materiales de soldadura como esta indicado en el WPS.
Estampar o registrar la identificación del soldador en la parte.
Inspeccionar la soldadura para detectar defectos.
Efectuar cualquier ensayo no destructivo.
Aberturas En O Cerca de Una Soldadura
UW-14 permite aberturas en una costura soldada sí:
La soldadura cumple con los requisitos de UG-37 para el Refuerzo
La abertura cumple con UG-36(C)(3) pero no cumple con UG-37, esta puede ser
colocada en una junta circunferencial si la radiografía de la junta es efectuada en la
junta en una longitud de 3 veces el diámetro de la abertura.
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La abertura no requiere refuerzo, por UG-36(c)(3), y esta cercana a la soldadura, esta
tiene que ser colocada al menos a ½” desde la soldadura para placas de 1-1/2” o menos
de espesor.
Para espesores mayores a 1-1/2” puede colocarse sobre el cordón ya que en estos
espesores aplica R-X al 100%
Condiciones de Almacenamiento Recomendado para el Material de Soldadura
Las condiciones recomendadas de almacenamiento para el material de soldadura se
encuentran en la Tabla A-1 de la Sección II, Parte C (vea abajo).
Condiciones Típicas de Almacenamiento y Secado para Electrodos
Recubiertos
(a) Debido a las diferencias inherentes a la fabricación, los fabricantes de estos
electrodos tienen que ser consultados para obtener las condiciones de secado
exactas.
(b) Después de remover del empaque del fabricante.
Circonio Y Titanio
UNF pone algunas restricciones en la soldadura de materiales de estos tipos. Estas son:
No deberán ser soldados a otros materiales por UNF-19
Únicamente deberán ser soldados con GTAW, GMAW O PAW por UNF-78.
Deberá tener placas de prueba de la producción en cada especificación y grado por
UNF-95. Para las costuras longitudinales, un apéndice es usado y para las costuras
circunferenciales, una placa de prueba cercana a la junta tiene que ser usada.
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Número P para Observar
Además del circonio, numero P 61, y titanio, número P 51 y 52, mucho cuidado debe
tenerse cuando se suelde níquel, numero P 11.
Inspección de las Soldaduras
El Código requiere que cierto criterio tiene que ser cumplido durante la soldadura de
los partes. Para asegurar que estos criterios sean cumplidos, las inspecciones tienen
que ser hechas. Algunas inspecciones son:
Que los materiales sean aceptables por el Código y cumplan los criterios de diseño.
Que la geometría de los armados cumpla con los requisitos del WPS y que los puntos de
armado sean aceptables.
El pase de raíz debe ser inspeccionado por el personal de soldadura para prevenir
problemas posteriores en la vida de la junta.
Inspeccionar el saneado posterior para asegurar que un metal sano ha sido obtenido
antes de soldar por el segundo lado. (Back Gouging)
Examinar visualmente la soldadura final por ambos lados interior y exteriormente.
Cualquier ensayo no destructivo requerido.
Que toda la documentación apropiada esta disponible y correcta.
5.5.- Tratamiento Térmico. .(Revisión por AI)
5.6.- Pruebas No Destructivas. .(Revisión por AI)
Requisitos de Ensayos No-Destructivos (NDE)
Objetivo
Al final de esta lección el participante entenderá que métodos de ensayos nodestructivos son aplicables a la Sección VIII y cuando ellos son requeridos. El o ella
también tendrán un entendimiento básico de cómo los criterios de aceptación son
aplicados. El participante entenderá también los requisitos de calificación para el
personal en los ensayos no-destructivos y como los procedimientos para los ensayos nodestructivos son especificados y calificados.
Tópicos de la Lección
Requisitos de Radiografía
Ensayos por Ultrasonido permitidos
Requisitos de ensayos por Partículas Magnéticas & Líquidos Penetrantes
Requisitos de los procedimientos y el personal en ensayos no-destructivos
Requisitos de Radiografía
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RT en la Sección VIII, Div. 1
Cuando la radiografía va a ser usada en la construcción de un recipiente Código, los
requisitos se encuentran en:
UW-2
Restricciones por servicio y diseños específicos
UW-9
Espacio entre las juntas
UW-11
Definiciones y aplicaciones
UW-12
Requisitos de eficiencia
UW-42
Reparaciones y reconstrucciones
UW-51
Requisitos para R.T total
UW-52
Requisitos para R.T por puntos (spot).
Los requisitos misceláneos también están incluidos en UCS-57, UNF-57, UHA-33,
UCL-35 y 36, UHT-57, ULW-56 y ULT-57. Por ejemplo, la Tabla UCS-57 especifica
el espesor arriba del cual se requiere radiografía total para juntas a tope en aceros al
carbón.
Tabla UCS-57
UW-51 RT Total
UW-51 especifica los requisitos que tienen que ser cumplidos cuando la radiografía
total se utiliza. Aunque para la radiografía no se requiere un procedimiento escrito o
una retención de los registros, este método requiere que el personal de NDE sea
calificado de acuerdo con la edición aplicable del SNT-TC-1A el cual es una guía. Este
párrafo también especifica los criterios de aceptación.
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Criterios de Aceptación
Los criterios de aceptación para la radiografía total son:
Indicaciones Lineales:
- Ninguna grieta o zona con incompleta fusión o penetración.
- Cualquier inclusión de escoria alargada mayor de
 1/4" para t < 3/4:
 1/3t para t = 3/4” a 2-1/4: inclusive
 3/4” para t > 2-1/4”
- Cualquier grupo de inclusiones de escoria alineadas mayores de t
en una longitud de 12t excepto cuando la distancia entre las
inclusiones es mayor de 6 veces la longitud de la mas larga
inclusión.
Los criterios de aceptación para indicaciones redondeadas se encuentran en el
Apéndice 4.
UW-52 RT por Puntos (spot)
UW-52 da los requisitos para la Radiografía por puntos (spot). Estos son
esencialmente los mismos que para la radiografía total con excepción que este
especifica la localización y el mínimo número de exposiciones que deben ser
hechas.
También, existe una diferencia significativa en los criterios de aceptación.
Criterios de Aceptación
Los criterios de aceptación para radiografía por punto (spot) son:
Indicaciones lineales:
- Ninguna grieta o zona con incompleta fusión o penetración.
- Cualquier inclusión de escoria alargada mayor de:
 2/3t
 Cualquier grupo de inclusiones de escoria alineadas mayor de
t en una longitud de 6t y si la distancia entre las indicaciones
mas largas en consideración es mayor de 3L, donde L es la
inclusión mas larga.
Indicaciones Redondeadas:
- Las indicaciones redondeadas no son un factor de aceptación en la
radiografía por puntos (spot).
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Ensayos por Ultrasonido Permitidos
Requisitos para el Ultrasonido
Cuando el ensayo por ultrasonido va a ser usado en la construcción de un recipiente
Código, los requisitos se encuentran en:
UW-11:
Costuras de Cierre Final
UW-53:
Técnicas
APP. 12 :
Técnicas
La información miscelánea se puede encontrar en ULW-57 y ULT-57.
REQUISITOS DE LOS PROCEDIMIENTOS Y EL PERSONAL EN
ENSAYOS NO-DESTRUCTIVOS
En resumen, los siguientes ensayos no-destructivos son requeridos por el Código:
RT de la soldadura como lo requiera un servicio especial o el diseño (UW-11, 12, etc.)
PT o MT antes de la prueba neumática (UW-50)
PT o MT de las reparaciones o las reconstrucciones con metal soldado (UW-42)
Examen visual de la prueba de presión (UG-99)
Requisitos de Ensayos No-Destructivos ordenados por los Materiales
Los párrafos de los materiales pueden afectar los ensayos no-destructivos de un
parte.
Por ejemplo, UHA-21 establece “Cuando el examen radiográfico total es requerido para
las juntas soldadas a tope por UHA-33, las juntas categoría A y B (vea UW-3) deberán
ser del tipo No.(1) o (2) de la Tabla UW-12.” Otro párrafo de materiales que afecta los
ensayos no-destructivos de un parte es ULT-57. Este establece:
Todas las juntas a tope deberán ser examinadas por radiografía 100%,
excepto por UW-11(a)(7).
Todas las soldaduras de fijación, y todas las juntas sujetas a presión no
examinadas por los métodos de RT o UT, deberán ser examinadas por PT
ya sea antes o después de la prueba hidrostática. Las indicaciones
relevantes son aquellas que resultan de las imperfecciones. Cualquier
indicación lineal relevante mayor de 1/16” deberá ser reparada o
removida.
Cuando la prueba neumática es requerida por ULT-99(b), estos ensayos por líquidos
penetrantes deberán ser efectuados antes de la prueba.
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Resumen de los Ensayos No-Destructivos en la Sección VIII
5.7.- Pruebas Finales de Validación del Diseno (Revisión por AI)
5.7.1.- PRUEBAS DE PRESIÓN
Objetivo
Al final de esta lección el participante entenderá las reglas para las pruebas de presión y
como se aplican. El o ella también entenderán como determinar los requisitos de
estampado aplicables y como son aplicados. También, entenderan, como se certifican
los recipientes a presión documentándolos en los Reportes de Datos del Fabricante
aplicables.
Tópicos de la Lección
Requisitos para las Pruebas de Presión
Requisitos de la Prueba Hidrostática
Requisitos de la Prueba Neumática
Requisitos del Estampado
Reporte de Datos del Fabricante
Requisitos para las Pruebas de Presión
Dos tipos de pruebas son usados en la Sección VIII para determinar la integridad
estructural y validar el Diseño. Estos son la Prueba Hidrostática y la Prueba
Neumática, y su propósito es
detectar defectos del diseño y/o de la fabricación.
Que tiene que ser probado a presión?
Todos los recipientes a presión terminados tiene que ser probados hidrostáticamente
excepto aquellos que son probados neumaticamente. El párrafo UG-99 contiene las
reglas para la prueba hidrostática, y aquellas para la prueba neumática están en UG-100.
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Requisitos de la Prueba Hidrostática
Temperatura de la Prueba Hidrostática
UG-99(h) recomienda que la temperatura del metal durante la prueba hidrostática sea
mantenida al menos 30°F (17° C) arriba de la temperatura mínima de diseño del metal
para minimizar el riesgo de fractura frágil. La presión de prueba deberá no ser aplicada
hasta que el recipiente y su contenido estén a la misma temperatura. Una inspección
visual cercana al recipiente no deberá ser efectuada cuando la temperatura exceda
120°F(48 ° C).
Presión Mínima de Prueba, UG-99(b)
La presión de prueba hidrostática se determina por la formula:
P=(MAWP)(1.3)(El valor mas bajo de la relación de esfuerzos)
Donde :
MAWP = Máxima presión admisible de trabajo.
P = Presión de prueba
Relación de Esfuerzos =
Sa a temp. de prueba
Sa a temp. de diseño
Sa = Esfuerzo admisible
a) MAWP = Presión de Diseño si no se efectúa el calculo para cada elemento
componente del equipo.
b)
c) MAWP el menor valor del elemento componente del cuerpo.
Ejemplo de UG-99(b)
Un recipiente fabricado con SA-515 GR. 70, y diseñado para una MAWP de 100 psi a
una temperatura de 900°F, requeriría una presión de prueba de 447.76 psi. Si para el
SA-515GR.70 es 20.0 KSI para una temperatura hasta de 500 °F. A 900°F., el Sa seria
de 6.7 KSI. Luego:
P = (100) (1.5) (20000/6700)
P = 447.76 psi
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UG-99(c) permite una prueba hidrostática basada en una presión calculada por un
acuerdo entre el usuario y el fabricante. La presión de prueba hidrostática en la parte
superior del recipiente deberá ser mínimo la presión de prueba calculada por la
multiplicación de la MAWP por 1.3 y reduciendo este valor por la carga hidrostática.
La presión calculada (MAWP, en la condición nuevo & frío) (1.3) la carga
hidrostática. Esta presión no puede ser menor que la de UG-99(b) y no puede estar por
encima de la cedencia del material. Cuando esta presión es usada, el Inspector puede
solicitar el fabricante suministrar los cálculos usados.
Excepciones
Existen varios casos en la Sección VIII donde unas excepciones especiales son
hechas para determinar la presión de prueba. Estas incluyen:
Servicio en vacío
Unidades combinadas
Recipientes envidriados
Recipientes de hierro fundido
Servicio en Vacío
Para servicio en vacío la presión de pruebas es determinada por la multiplicación de la
diferencia entre la presión atmosférica normal (14.7 PSIA) y la mínima presión absoluta
de diseño interna por 1.3.
PH = 1.3 (P. Atmosferica Normal- P. Mínima Absoluta de Diseño ).
Unidades Combinadas
Para unidades combinadas, la prueba hidrostática debe ser efectuada como sigue:
Para cámaras adyacentes que operaran independientemente:
- Prueba hidrostáticamente cada unidad como un recipiente
separado.
Para las cámaras adyacentes diseñadas para una presión diferencial, y la presión
diferencial es mayor que la MAWP para cada unidad, usted tiene que probar cada
unidad usando la presión calculada como sigue:
- Presión Diferencial (1.3) (Relación de Esfuerzos)
NOTA : Esta prueba tiene al menos que cumplir la presión de UG-99(b) o (c).
Para cámaras adyacentes diseñadas para un presión diferencial, y la presión
diferencial es menor que la MAWP para cada unidad, usted tiene que probar cada
unidad usando una presión calculada como sigue:
- Presión Diferencial (1.5) (Relación de Esfuerzos). Luego pruebe cada unidad
de acuerdo con UG-99(b) o (c).
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Recipientes Envidriados, UG-100(b)
Para recipientes envidriados la presión de prueba neumática deberá ser al menos igual a,
pero no necesita exceder la MAWP a ser marcada en el recipiente.
Recipientes de Hierro Fundido
Para recipientes de hierro fundido, la prueba tiene que ser conducida usando una
presión determinada como sigue:
Para una MAWP menor o igual a 30 PSI:
- 2.5 (MAWP), en ningún caso puede esta exceder de 60 PSI
Para un MAWP mayor que 30 PSI:
- 2 (MAWP)
Requisitos de la Prueba Neumática
Una prueba neumática puede ser usada solamente cuando el recipiente no haya sido
diseñado para soportar el peso del líquido, o donde las trazas del medio utilizado para la
prueba hidrostática puedan ser peligrosas para las condiciones de servicio del
recipiente.
Todas las soldaduras alrededor de las aberturas o conexiones con una dimensión de
garganta mayor que ¼” tienen que ser examinadas con PT o MT antes de la prueba
neumática.
Presión Mínima para la Prueba Neumática
La presión de prueba neumática es determinada por la formula:
P = (MAWP) (1.1) (Relación de Esfuerzos)
Donde:
MAWP = máxima presión admisible de trabajo
P = Presión de Prueba
Relación de Esfuerzos =
Sa a temp. de prueba
Sa a temp. de diseño
Sa = Esfuerzo admisible
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Procedimiento de Prueba Neumática
La prueba neumática debe ser efectuada de acuerdo con UG-100(d). Este establece “la
presión en el recipiente deberá ser gradualmente incrementada a no mas que la mitad de
la presión de prueba. Luego, en pasos de aproximadamente un décimo de la presión de
prueba hasta llegar a la presión de prueba.”
Inspección del Recipiente
Antes de efectuar un examen visual de las juntas soldadas, la presión deberá ser bajada
a 1.1 la presión de la prueba neumática.
NUNCA INSPECCIONE A LA PRESION DE PRUEBA TOTAL!!!
Atestiguamiento de la Prueba
Las pruebas de presión tienen que ser atestiguadas por el Inspector Autorizado para
todos los recipientes estampados con lla estampa “U”, excepto para recipientes
múltiples, duplicados que sean construidos de acuerdo con UG-90(c)(2).
Manómetros
UG-102 especifica reglas para los manómetros y requiere que ellos estén:
- Conectados directamente al recipiente.
- Visibles al operador.
- Graduados en un rango cercano al doble de la presión de prueba, pero en
ningún caso menor que 1-1/2 ni mayor que 4 veces esa presión.
- Calibrados contra un peso muerto o un manómetro patrón.
- Calibrados cuando se sospeche que hay error, o como lo especifique el manual
de C.C. del fabricante.
5.8.- ESTAMPADO DEL EQUIPO
REQUISITOS
5.8.1.1 UG-118 Métodos de Marcado
El marcado requerido puede ser aplicado directamente sobre el recipientes, o en una
placa de datos separada. Cuando el estampado del Código es aplicado directamente
sobre el recipiente, el estampado tiene que ser hecho con letras y figuras de al menos
5/16” de alto, y con un arreglo similar al de la Figura UG-118, a no ser que los
requisitos de UG-118(b) sean cumplidos.
Con el estampado del Código es aplicado a una placa de datos, el estampado tiene que
cumplir con lo siguiente:
El arreglo es similar a la Figura UG-118.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 180
El símbolo del Código y él numero de serie del fabricante tiene
que ser estampado.
Las letras y figuras tiene que ser al menos de 5/32” de alto.
La placa de datos tiene que ser pegada en un lugar conpiscuo. (cercana a un
Registro Hombre por ejemplo).
El símbolo puede ser estampado antes de pegar la placa al recipiente, sin
embargo, el procedimiento tiene que ser aceptado por el I.A.
El I.A. no tiene que testificar el estampado del símbolo del
Código, sin embargo, él tiene que verificar que la placa de datos
sea pegada al recipiente apropiado.
Una placa de datos no deberá ser usada para recipientes ferrosos con espesor menor de
¼”, y para recipientes no-ferrosos con espesor menor de ½”. Sin embargo, una placa
de datos puede ser usada siempre.
Modo de Inspección
La Sección VIII reconoce dos tipos de Inspección Autorizada. La primera por un
Inspector Autorizado y la segunda por un Inspector del Dueño – Usuario. Cuando la
inspección sea por un Inspector del Dueño – Usuario, la palabra “User” deberá ser
marcada directamente arriba del estampe “U”.
Tipo de Construcción
El tipo de construcción, p.ej. soldado, soldado por “brazing”, etc., tiene que ser indicado
en la placa de datos debajo del símbolo “U”. Los tipos de construcción son indicados
como sigue:
Soldado por Arco o Gas
Soldado por “Brazing”
Soldado por Presión
Soldado por Resistencia
W
B
P
RES
Servicios Especiales
Si un recipiente es diseñado para un servicio especial, este tiene que ser indicado en la
placa de datos bajo el símbolo “U”. Los símbolos de los servicios especiales son:
Servicio Letal
L
Calderas de Vapor Sin Fuego Directo
UB
Recipientes con Fuego Directo
DF
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 181
Nivel de Radiografía
El nivel o la cantidad de radiografía tiene que ser indicado en la placa de datos debajo
del símbolo “U”. Los símbolos para el nivel de RT son:
Total
RT-1
UW-11(a)(5)(b)
RT-2
Por puntos (Spot)
RT-3
Cuando sola una parte del recipiente RT-4
Cumple con UW-11(a), o cuando
“RT-1, RT-2 o RT-3” no son aplicables
Tratamiento Térmico Posterior a la Soldadura
La cantidad del tratamiento térmico posterior a la soldadura tiene que ser indicado en la
placa de datos debajo del símbolo “U”. Los símbolos que representan la cantidad son:
Recipiente entero
HT
Parte del recipiente
PHT
Placa de Datos del Código, UG-118
El arreglo del marcado en las placas de datos tiene que ser substancialmente como se
muestra:
Partes de Recipientes
Cuando sola una parte de un recipiente es suministrada por un fabricante, la palabra
“PART” tiene que aparecer debajo del símbolo “U”. UG-116(h) establece que el
nombre del fabricante, precedido por las palabras “certified by” y él numero de serie
tienen que aparecer en el estampado o la placa de datos.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 182
Partes Removibles
UG-116(l) establece, “Partes de presión removibles deberán ser permanentemente
marcadas en una manera tal que identifiquen estas con el recipiente o cámara de la cual
forman parte. Esto no es aplicable a tapas de entradas de hombre, tapas de inspección
de mano y partes de los accesorios siempre y cuando el marcado de estos cumpla con
los requisitos de UG-11.”
Recipientes Miniatura
Los requisitos para los recipientes miniatura se encuentran en U-2(j) el cual establece
que los recipientes que cumpla los criterios dados pueden ser construidos sin la
inspección por parte de un I.A. Para construir estos recipientes, un fabricante tiene que
poseer una estampa “UM” además de las estampas “U” o “S”. Los criterios son:
La RT total no es requerida.
Los cierres de accionamiento rápido no se pueden usar.
Tienen que tener 5 pies3 en volumen y operar a 250 PSI o menos,
O 1.5 pies3 y 600 PSI o menos.
Estos recipientes tienen que cumplir con todas las reglas del Código con la excepción
de la inspección por parte de un I.A. Algunas jurisdicciones no aceptan estos tipos de
recipientes.
Recipientes UG-90(c)(2)
Los recipientes cubiertos por este párrafo son recipientes idénticos, producidos
masivamente. Para este tipo de fabricación, el personal del fabricante puede efectuar
algunos de los deberes del Inspector Autorizado. Los controles para la fabricación
según UG-90(c)(2) tienen que ser incluidos en el manual de C.C. el cual tiene que ser
aceptable para la agencia, la jurisdicción y un designado del ASME. Cualquier
modificación esta sujeta a la aprobación de estas organizaciones. El reporte de datos
tienen que establecer “Construido de acuerdo a las reglas de UG-90(c)(2).”
Renovación De Las Estampas Símbolos Del Código
Las estampas símbolos del Código son renovados cada tres años basados en una
revisión conjunta efectuada por la agencia de inspeccion y de un designado del ASME.
Una excepción a la renovación cada tres años es el certificado UM, el cual es renovado
anualmente basado en una auditoria efectuada por la agencia para los dos años entre la
revisión conjunta cada tres años.
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 183
5.9.- CERTIFICACIÓN DEL PRODUCTO.(Revisión por AI.)
5.9.1.- REPORTE DE DATOS DEL FABRICANTE
Los reportes de datos utilizados para documentar el cumplimiento del Código son :
FORMA U-1
Reporte de datos del Fabricante para
Recipientes a Presión.
(colocar en este lugar la forma U-1,pags. 583 y 584)
FORMA U-1A Reporte de datos del Fabricante para Recipientes a Presión.
(Reporte alternativo para recipientes de cámara sencilla,Fabricados completamente en
planta o en campo únicamente.)
(colocar en este lugar la forma U-1A,pag. 585)
FORMA U-2
Reporte Parcial de datos del Fabricante
( Una parte de un Recipiente a Presión fabricado por un Fabricante para otro
Fabricante).
(colocar en este lugar la forma U-2,pag. 586 y 587)
FORMA U-2A Reporte Parcial de datos del Fabricante
(Reporte de datos parcial forma alternativa)
(colocar en este lugar la forma U-1,pag. 588)
U-3 Certificado de cumplimiento del Fabricante
(cubriendo recipientes a presión a ser estampados con el símbolo UM)
(colocar en este lugar la forma U-3,pag. 589)
U-4 Reporte de datos del Fabricante
.Hoja suplementaria. (colocar en este lugar la forma U-1,pag. 590)
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Ing. Francisco Rodríguez Lezama 184