Fabricacion de tanques de presion

TEMA:

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE TANQUES DE PRESIÓN SOLDADOS

TEMARIO:

INTRODUCCIÓN

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

2. SELECCIÓN DE MATERIALES Y PROCESOS DE SOLDADURA APLICABLES

3. PRUEBAS DE CONTROL DE EJECUCUIÓN DE OBRAS

4. RECOMENDACIONES

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Por:

MARCOS PEÑAFIEL QUIMIZ
3er CICLO DE MECANICA INDUSTRIAL
INSTITUTO TECNICO SUPERIOR SIMONBILIVAR
TRABAJO DE TECNICAS DE FABRICACION

INTRODUCCIÓN

Los tanques de presión soldados constituyen un producto importante dentro de la industria de la soldadura, ya que estos cubren un amplio espectro de utilización dentro de las necesidades de la industria química, petrolera, petroquímica y alimenticia. Sus principales usos se encuentran:

Tanques de presión para contener gasesindustriales.
Recipientes de presión con accesorios complementarios para ser utilizados como equipos industriales: Filtros de presión para agua, sistemas hidroneumáticos, ablandadores y desionizadores de agua.
Equipos industriales tales como: intercambiadores de calor, cristalizadores, hidrogenadotes, y calderos.

Dada la necesidad de efectuar este tipo de construcciones en nuestro país, acontinuación se indicará un proceso de diseño y fabricación referencial que puede ser extrapolado para una necesidad dada.

1.- FUNDAMENTO TEÓRICO:

El diseño de recipiente de presión se efectúa a partir del análisis de esfuerzos en cilindros de paredes delgadas.

Para esto consideremos un recipiente cilíndrico (Fig. 1), sometido a una presión interna. Para determinar los esfuerzos en la paredcilíndrica, primero se deben hacer las siguientes suposiciones:

a) No hay tensiones térmicas
b) El material de que está formado el cilindro es elástico y no plástico
c) No hay esfuerzos de flexión, sólo hay esfuerzos de tracción en la membrana debido a la presión interna.
d) El espesor de pared de la membrana cilíndrica dividida por su diámetro interior es menor a 0.1, es decir, elcilindro es de paredes delgadas con respecto a su diámetro.

Para determinar el esfuerzo en una unión soldada a tope, en un cordón longitudinal y transversal en un cilindro (supuesta penetración completa) se utilizará la figura No.1 (a) y (b) y la notación siguiente:

(a) (b)[pic][pic]

Figura No.1: Esfuerzos en cilindro de pared delgada.

(a) Esfuerzos longitudinales (S1) (b) Esfuerzos circunferenciales (S2 )

NOTACIÓN:

Pi = Presión interna, Kp / mm² (Psi)

Di = Diámetro interior en mm. (Pulgadas)

t = Espesor de pared en mm. (Pulgadas)S1 = Esfuerzo longitudinal, Kp / mm² (Psi)

S2 = Esfuerzo circunferencial, Kp / mm² (Psi)

L = longitud del cilindro en mm. (Pulgadas)

Ahora bien, analizando el diagrama de cuerpo libre de la figura 1(a), se puede apreciar que la fuerza Q1 que tiende a separar las dos mitades de cilindro es:
Q1 = Pi x Di x L (1)
En donde L = Longitud del cilindro la cual porconveniencia será de valor unitario.

A esta fuerza Q1 debida a la presión interna Pi se oponen las fuerzas P1 debido a las tensiones (S1) originadas en el material que forma el cilindro. Estas fuerzas de tensión son:

P1 = S1 x L x t (2)

Por principio:
Q1= 2 P1 (3)

Reemplazando los valores de Q1 y P1 se tiene:

Pi x Di x L = 2 S1 x L x t de donde:(4)

Para calcular S2 en una soldadura circunferencial con penetración completa, en el diagrama de cuerpo libre fijo Fig. 1(b) se puede apreciar que la fuerza que tiende de a separar la unión soldada está dada por:

Q2 = Pi x Ac (5)

En donde Ac = Área de la sección transversal del cilindro, de donde:

(6)

Como en el caso...