Clase de mecanica general para alumnos de ingenieria quimica

1. CILINDROS DE
PAREDES DELGADAS
SOMETIDOS A
PRESIÓN
Profesora : Sandra B. Kuhn
Para : ES012 Mecánica – U.N.P.S.J.B.

2. Que es un cilindro de
pared delgada?
Es cualquier recipiente capaz de
almacenar un fluído a presión
manométrica, ya sea presión interna o
vacío, cuya relación radio
interior/espesor de pared sea >10,
independientemente de su forma y
dimensiones.

3. Tipos de recipientes
Reactor
Intercambiador de calor
Tanques acumuladores
Torre de destilación
Tanque de
almacenamiento
Esféricos

4. ALGUNAS APLICACIONES

5. En CILINDROS DE PARED DELGADA,
es importante la relación:

6. Tensiones normales presentes en
cilindros de pared delgada
b)Tensiones que actúan sobre
un elemento.
a) Cilindro sometido a
presión interior “p”
Longitudinales -------
y
Circunferenciales--
σc

7. Tensiones Normales
CIRCUNFERENCIALES
• Ninternas - L ∫dF . sen θ = 0
• 2.σc . t . L - L ∫ p. r . sen θ dθ = 0
• 2.σc . t - 2. p . r = 0
• ds = r . dθ
• dF = p.ds = p . r . dθ
• Ninternas = 2.σc . t . L
• ∑ Fy = 0
T
pr
t
 
θ( )dθ
r
L
ds
p
σc σc
t
y
c

8. Tensiones Normales Longitudinales
 
2
extx
F r p

 
 
int 2
x L
F rt
 

0
x
F 
 2
L
2 0
r p rt
  
  
L
2
pr
t
 
σc
σL

9. Tensiones Normales:
Circunferenciales
y
Longitudinales

10. • CLASIFICACIÓN
TIPOS DE RECIPIENTES
Los diferentes tipos de recipientes a presión que existen, se
clasifican de la siguiente manera:
• - Verticales
Cilíndricos
Por su
forma: - Horizontales
Esféricos
De almacenamiento
Por su uso:
De proceso

11. Códigos de construcción
de recipientes a presión
• Los códigos de diseño proveen reglas para diseño,
fabricación, inspección y ensayos de equipos nuevos.
Sin embargo, no contemplan el hecho real de la
degradación en servicio .
• FFSFitness for Service = “Aptitud para el Servicio”
es una evaluación ingenieril cuantitativa que permite
demostrar o no la integridad estructural de un equipo
dañado de un servicio. Este tipo de evaluaciones
cuentan con el respaldo de estándares y practicas
recomendadas por organismos internacionales.

12. •ASME
• Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
• Es una asociación profesional, que además ha generado un
código de diseño, construcción, inspección y pruebas para
equipos. Entre otros, calderas y recipientes a presión. Este
código tiene aceptación mundial y es usado en todo el
mundo. Hasta el 2006, ASME tenía 120,000 miembros.
•API 579
• fue desarrollada para evaluar fallas y daño asociado con la
operación o servicio de componentes. Se publicó originalmente
como una práctica recomendada en el año 2000.
• API 579 provee reglas para realizar evaluaciones FFS empleando
métodos ajustados para equipos de la industria petroquímica y de
refinerias.( Reglas para evaluar la aptitud para el servicios, es decir
si el equipo es apto o no para el servicio en las condiciones
actuales).

13. • ISO: International Organization for Standardization
• es una Federación mundial de normas estandarizadas. Los ISO technical
committees se encargan de la elaboración y la estandarizacón internacional de las
normas para equipos de la industria.

15. ASTM
Qué es ASTM International?
ASTM International es una de las mayores organizaciones de desarrollo de normas voluntarias
en el mundo. Organización sin fines de lucro que proporciona un foro para el desarrollo y
publicación de normas voluntarias de consenso internacionales para materiales, productos,
sistemas y servicios. Los miembros voluntarios representan los productores, usuarios,
consumidores, gobierno y académicos de más de 140 países. Desarrollan documentos técnicos
que son la base de la fabricación, gestión, compras, códigos y reglamentos para los sectores
industriales docenas.
Miembros voluntarios de ASTM pertenecen a una o más normas de escritura de los comités,
cada uno de los cuales cubre un área temática, como el acero, el petróleo, los productos
sanitarios, productos de consumo, la nanotecnología, la fabricación de aditivos y muchos
más. Estos comités se desarrollan los más de 12.000 normas ASTM encuentran en el sitio web y
en el 80 volúmenes Annual Book of ASTM Standards .
¿Cómo se desarrollan las normas ASTM?
el trabajo de desarrollo de normas comienza cuando los miembros de un comité técnico de
ASTM identifican una necesidad u otras partes interesadas se acercan a la comisión. Los
miembros del grupo de tareas preparan un proyecto de norma, conocida como un elemento de
trabajo, el cual es revisado por su subcomité matriz mediante un sistema de votación
electrónica. Después de que el subcomité aprueba el documento, que se presenta
simultáneamente a la comisión principal y a todos los miembros.

16. Formulas para el cálculos de recipientes sometidos a presión
interna y externa (según normas ASTM)
C = Coef. por corrosión y erosión
+ c + c

17. • EJEMPLO:
• DETERMINE EL ESPESOR REQUERIDO. (T) DE UNA CASCARA CILINDRICA.
DATOS:
P: 100 PSI. PRESION DE DISEÑO.
S: 17500 PSI VALOR DE TENSION A 650ºF
E: 1.0 EFICIENCIA
E: 0.85 LA EFICACIA DE LA CABEZA SIN COSTURA
R: 48” RADIO INTERIOR
D: 96” DIAMETRO INTERIOR
T: EL ESPESOR DE LA PARED REQUERIDA EN PULGADAS.
C.A: 0.125 COEFICIENTE DE CORROSION
DETERMINE LA PRESION DEL FUNCIONAMIENTO ACEPTABLE MAXIMA. (P) PARA 0.500 pulg.

18. Bibliografía utilizada en
esta unidad
• “Mecánica de materiales “ - R.C.HIBBELER- Prentice
Hall – (2006)
• Pressure Vessel Handbook (aplicación de normas) -
EUGENE F. MEGYESY (1992)
• Diseño y cálculo de recipientes sujetos a presión - Ing.
JUAN MANUEL LEÓN ESTRADA Inglesa (2001).
• Elementos de Resistencia de Materiales –
S.TIMOSHENKO - D.H. YOUNG - Montaner y Simon S
-(1979).

19. Sitios de la Web:
• http://myslide.es/documents/cilindros-
seguridad-y-vida-util-de-los-cilindros-de-
gnc-ing-diego-goldin-
dgoldinprognccom.html.
• Normas ASTM:
• https://www.astm.org/ABOUT/overview.ht
ml

20. GRACIAS POR SU
ATENCION!!