Soportes Asme

VIII.- DISEÑO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL
DE RECIPIENTES A PRESIÓN
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Un equipo generador de vapor comprende un sistema de componentes a presión, desde tubos de pequeño diámetro, hasta grandes tuberías y enormes recipientes que pueden alcanzar pesos del orden de
1.000 toneladas. Un generador de vapor grande, que quema combustibles fósiles en una planta termoeléctrica, puedellegar a tener una altura del orden de 90 m sobre el nivel del suelo, y requiere una estructura soporte de acero, comparable a la de un edificio de 30 plantas.
Para garantizar la fiabilidad de todos los componentes y de los elementos estructurales, se precisa
un análisis completo del diseño de todos esos componentes, tanto de los integrados en las partes a presión y en las partes no presurizadas,como de sus respectivas estructuras soporte.
VIII.1.- DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN
Las unidades generadoras de vapor utilizan recipientes a presión que operan a presiones que alcanzan 4000 psi (275,8 bar) y temperaturas que superan los 1050ºF (566ºC) .
El método de diseño y análisis de las tensiones en: calderines de vapor, colectores de sobrecalentadores y recalentadores, precalentadores,condensadores, evaporadores, reactores presurizados y reactores nucleares, etc., consiste en compendiar las tensiones en otras que incluyan, mediante los adecuados
coeficientes de seguridad, parámetros desconocidos, como:
- La redistribución local de tensiones debida a deformaciones permanentes
- La variabilidad de las propiedades mecánicas
- El conocimiento inexacto de las cargas
- La evaluaciónimprecisa de diversas tensiones

El análisis y diseño de recipientes y componentes a presión complejos, como puede ser la tapa de la
vasija de un reactor ó el calderín de una caldera que quema combustible fósil, requieren de métodos muy
sofisticados. En zonas con discontinuidades como aberturas de toberas y soportes, se aplica la teoría de
la elasticidad.
En USA los Códigos de Construcción deRecipientes a Presión establecen las normas de seguridad
para la construcción de recipientes, siendo el más utilizado el Código ASME, para Calderas y Recipientes a Presión, que comprende entre otros:
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Calderas para plantas energéticas, Sección I
Especificaciones de materiales, Sección II
Componentes de plantas energéticas nucleares, Sección III
Ensayos no destructivos
Reglasrecomendadas para el cuidado y operación de calderas, Sección VI
Recipientes a presión (no nucleares) y especificaciones en tanques, Sección VIII, división I
Cualificación de soldaduras con materiales especiales (aleaciones), Sección IX
Bridas y accesorios para tuberías
Tuberías para plantas químicas y refinerías
Válvulas bridadas, roscadas y para soldar

Condiciones estacionarias.- Una tensión permanenteelevada, como la originada por la aplica - Distorsión del material del recipiente

ción de una presión en un recipiente dúctil, puede provocar  - Aparición de fugas en los accesorios
 - Fallo del material

Las propiedades de los materiales a considerar inicialmente, son:
- El límite elástico, que define la presión que produce la máxima distorsión como deformación macroscópica
- La resistenciaa la tracción, que determina la tensión de rotura

Las normas del Código ASME para el diseño de los recipientes a presión, establecen los factores de
 - Calidad del material correspondiente

seguridad basados en los siguientes parámetros:  - Control de la fabricaci ón del material

 - Análisis del diseño empleado con el material

Condiciones transitorias.- Si las tensiones aplicadas sonperiódicas (régimen transitorio) aparecen fenómenos de fatiga por lo que hay que determinar el tiempo que, el componente considerado, puede
resistir a estas tensiones. En los generadores de vapor, los recipientes disponen de tubuladuras, soportes y bridas para conexiones, que pueden originar cambios bruscos en la sección transversal de los recipientes, introduciendo tensiones irregulares locales y...