RESUMEN BOLETINES WRC 107, 297 537
Puntos Generales:
No Consideración de la Presión Interna: Tanto WRC 297 como WRC 537 están diseñados para considerar solamente las
cargas y momentos externos aplicados a la boquilla, no toman en cuenta la presión interna o externa del recipiente.
Aplicación de Fuerzas y Momentos: La ubicación y la dirección en la que se aplican las fuerzas y los momentos pueden
variar según el boletín y el método de análisis.
Diferencias Entre Boletines:
Aplicación de Fuerzas y Momentos:
WRC 297: Generalmente aplica las fuerzas y momentos en la unión de la boquilla con el recipiente.
WRC 537: Suele aplicar las fuerzas y momentos al final de la boquilla, que podría generar resultados diferentes en
comparación con WRC 297.
Aquí se consideran las
fuerzas y momentos,
Aquí se consideran las
fuerzas y momentos.
Flexibilidad de la Boquilla:
WRC 297: Ofrece directrices para calcular la flexibilidad de la boquilla.
WRC 537: Este boletín no aborda explícitamente la flexibilidad de la boquilla.
Conclusiones del Paper:
Capacidad de Resistencia: Los métodos en WRC 537 y WRC 297 indicaron que las geometrías de la boquilla y del recipiente
tienen una capacidad inherente para resistir ciertas cargas y momentos si se compensan según las normas.
Correlación con FEA: WRC 537 resulta ser más conservador pero tiene una correlación relativamente buena con FEA. En
cambio, WRC 297 puede tener una correlación deficiente, especialmente si la falla es en la boquilla en lugar del recipiente.
Generación Incorrecta de Tensiones: Aplicar cargas en lugares incorrectos puede generar una mala estimación de las
tensiones tanto en la boquilla como en el recipiente.
Evaluación de Tensiones: El paper sugiere que el uso de FEA podría estar justificado si los ahorros en costos de material
son significativos en comparación con los costos de realizar el FEA.
CARGAS EN CONEXIONES WRC – FEA
En el diseño de un equipo mecánico, aparte de la presión y temperatura, y de las
condiciones del emplazamiento (viento y sismo), es de vital importancia el estudio de
las cargas locales, como son las cargas en las conexiones.
Estas cargas se generan principalmente por el tipo de suportación de las tuberías,
alineamiento del sistema y las cargas térmicas generadas por la expansión y contracción
de la línea asociada. Estos movimientos térmicos intensificarán los esfuerzos generados en
la conexión en los tres ejes principales. Estas cargas sobre las conexiones del equipo son
las fuerzas y momentos ejercicios por las tuberías. La falta de alineación entre conexión y
tubería conducirá a un aumento de las fuerzas y momentos resultantes.
Es norma habitual, que el responsable del sistema de tuberías origine una tabla de cargas
máximas permisibles en conexiones al comienzo de cada proyecto. A la hora de realizar el
diseño del equipo mecánico, el diseñador deberá como mínimo asegurar que los esfuerzos
en la conexión y pared del equipo resultantes de las cargas admisibles requeridas por el
sistema de tuberías inducen esfuerzos que están dentro de los valores admisibles. Cada
conexión deberá ser capaz de soportar las fuerzas y momentos bajo las condiciones de
diseño del equipo en la condición corroída.
Estos estudios se realizan principalmente según WRC Bulletin 107 / 537 & WRC – 297.
El Boletín WRC 107 publicado en 1965, analiza los esfuerzos generados en la unión de la
conexión con la envolvente. Este boletín puede ser utilizado en envolventes cilíndricas y
esféricas. Es un procedimiento mediante parámetros obtenidos de diferentes curvas, el
cual permite a los diseñadores calcular los esfuerzos generados sobre la unión con la
envolvente.
En el año 2010 se publica el Boletín WRC 537 el cual supera al boletín WRC 107. Este boletín
se emite para facilitar la implementación del boletín WRC 107.
A continuación se muestran las condiciones de cargas en la unión de una envolvente
cilíndrica según lo indicado en WRC-537:
Condiciones de cargas en la unión de una envolvente cilíndrica – WRC 537
El Boletín WRC 297 es un suplemento de WRC 107 y fue publicado en 1984, solo aplicable
a conexiones cilíndricas sobre envolventes cilíndricas. Los rangos de acción son mayores a
los aplicados en WRC 107, obteniéndose unos resultados más fiables para valores
pequeños d/D (d: diámetro conexión; D: diámetro de la envolvente).
Cargas consideradas en el análisis WRC
Cuando los esfuerzos inducidos superan los admisibles, será necesario aumentar el
refuerzo de la conexión y/o aumentar el espesor de la envolvente de modo que los
valores queden dentro de los admisibles.
En caso de que esto no sea viable por estar el equipo fabricado o imposibilidad geométrica,
será necesario actuar sobre el diseño de la línea para reducir las fuerzas y momentos
transmitidos a la conexión asociada al equipo.
En caso de estar fuera de los limites geométricos de los boletines WRC 537 & WRC 297, o
en aquellos casos donde los esfuerzos inducidos en los elementos es mayor al admisible
del material, resulta necesario recurrir al análisis por elementos finitos FEA. Este análisis
permite realizar una evaluación de los esfuerzos inducidos con gran precisión y nivel de
detalle, lo cual no es posible mediante los boletines mencionados.
Análisis FEA de una conexión mediante ANSYS
Los siguientes rangos son las zonas débiles en el análisis bajo WRC, con lo que el uso de
elementos finitos podría ser necesario.

d/D > 0.5

t/T > 1.0

valores d/t no comprendidos entre 2-100

valores D/T no comprendidos entre 20-2500

d/T < 5.

Conexiones longitudinales.

Temperaturas cercanas a creep.

Número de ciclos superiores a 5000.
Siendo:
D: diámetro de la envolvente
d: diámetro de la conexión
T: espesor de la envolvente
t: espesor de la conexión.