Sdfsd

UNIDAD 1 DISEÑO DE ANALISIS ESTRUCTURAL DE RECIPIENTES A PRESION

Un equipo generador de vapor comprende un sistema de componentes a presión, y requiere de un soporte de acero, 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 enlas partes no presurizadas, como de sus respectivas estructuras de soporte.

1.1 RECIPIENTES A PRESION
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,mediantelos adecuados coeficientes de seguridad.
El análisis y diseño de recipientes y componentes a presión complejos, como puede ser la tapa de la vasija de un reactor o el calderin de una caldera que quema combustible fosil, requieren métodos muy sofisticados.
En USA el código más utilizado es el código ASME, para calderas y recipientes a presión.

1.2.1 condiciones estacionarias
Unatensión permanece elevada, como al originada por la aplicación de una presión en un recipiente dúctil provoca distorsión, aparición de fugas t falla del material.
Las propiedades de los materiales a considerar son el límite elástico y la resistencia.
El código ASME establece los siguientes factores de seguridad basados en los siguientes parámetros; calidad del material, control de la fabricación delmaterial y análisis del diseño empleado con el material.

1.2.2 condiciones transitorias

Si las tensiones aplicadas son periódicas (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 paraconexiones, que pueden originar cambios bruscos en la sección transversal de los recipientes, introduciendo tensiones irregulares locales y puntuales.

Para determinar cuándo sobreviene un fallo bajo la acción de tensiones multiaxiales, se utilizan diversas teorías de resistencia de materiales

Las teorías utilizadas son:

* De la tensión principal máxima:

Considera que el fallo seproduce cuando una de las tres tensiones principales alcanza el límite de fluencia:

σ=σρ

* Del esfuerzo cortante máximo:

Considera que el fallo tiene lugar en un elemento cuando el esfuerzo cortante máximo alcanza el valor del esfuerzo cortante correspondiente al límite elástico del material en un ensayo de tracción. El esfuerzo cortante máximo τ es igual a la mitad de la diferencia entrelas tensiones principales máxima y mínima:

Ƭ=σ maxima- σ minima2=σyp2 2Ƭ=σmax- σmin=σyp

* De la energía de distorsión:

Considera que la deformación plástica tiene lugar cuando la energía de distorsión en un punto de un elemento, es igual a la energía de distorsión de una probeta uniaxial, en el punto en que comienza a deformarse, (criterio de von Mises).Aunque esta teoría es la más aceptable y exacta, es la más engorrosa de utilizar y la que no está asumida por ningún Código como directiva el diseño de recipientes a presión.

1.2 CLASIFICACIÓN DE LAS TENSIONES

En los recipientes a presión, las tensiones se clasifican en: primarias, secundarias y de pico.

Tensiones primarias.- Se desarrollan por cargas mecánicas, que pueden provocar unfallo macroscópico
en el recipiente a presión; estas tensiones se dividen en los siguientes esfuerzos:

- De membrana primarios generales PM
- De membrana primarios locales PL
- Primarios de flexión PB

Tensiones secundarias.- Originadas por (cargas mecánicas y expansiones térmicas diferenciales) se deben a las restricciones impuestas por los componentes contiguos, estando restringidas en...