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5/31/2018 codigo asme sintesis

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NORMAS DE DISEO

En los aos 20, no exista ningn criterio a la hora de disear calderas y recipientes apresin. Ocurrian explosiones por causas desconocidas. Fue entonces cuando en estamisma decada la American Society of the Metal and Electricity (ASME) comenz a crear

cdigos para utilizar en el diseo y control de los recipientes que fuesen a trabajar apresin.La ASME VIII Div. 1, Es la parte encargada de diseo, tiene distintas partes quecomprenden clculo de espesores, clculo de aberturas, conexiones, etc.

Esta norma para diseo de calderas y recipientes a presin es utilizada a nivel mundial,aunque existe otros normas como: Norma alemana (AD-Merkbltter), Diseo decalderas segn normativa espaola UNE 9-300.

Es necesario verificar que la empresa oferente de este tipo de equipos este certificadaen cuanto a calidad, lo que implica que dicho fabricante usa alguna de estas normaspara la fabricacin y montaje.

Especificaciones para el diseo y fabricacin de recipientes apresin. Parte 1

Usuarios y Fabricantes de recipientes sometidos a presin, en base a laaplicacin de Normas Internacionales y a sus experiencias en el tema, handesarrollado ciertas prcticas comunes que han resultado ser ventajosas

para encarar el proceso del diseo y construccin de los nuevos recipientessometidos a presin. Las presentes Especificaciones, que incluyen a aquellas

prcticas mas ampliamente aceptadas y utilizadas, nos permitirninterpretar mejor los procedimientos y alternativas prescriptas por la Norma

al conocer de antemano conceptos generales de diseo y de construccin,las que ahora podrn ser fcilmente interpretadas con la simple lectura de lamismas.


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A - GENERALIDADES

. Si bien existen varias Normas que sonde aplicacin, elaboradas por paises dereconocida capacidad tcnica en la

materia, la Norma internacionalmentemas reconocida y de uso mas comn,es la Secc VIII Div.1 Pressure Vesselsdel Cdigo ASME (American Society ofMechanical Engineers). Esta Norma,cubre el diseo, la seleccin demateriales, la fabricacin, lainspeccin, las pruebas, los criterios deaprobacin y la documentacinresultante de las distintas etapas acumplir

. El Adquirente de un recipiente, debeinformar al Fabricante sus requisitosoperativos (presin y temperatura) tipoy caractersticas de fluido, capacidadvolumtrica, forma de sustentacin,limitaciones dimensionales del lugar de emplazamiento y cualquier otra caractersticaparticular que deba ser considerada. Si se cuenta con un anteproyecto previo, podrincluir tambin la especificacin del material constructivo, tipo de cabezales, accesoriosoperativos y de inspeccin, nivel del control de soldaduras, terminacin superficial,tolerancia por corrosin, etc.

. El Fabricante, que es el nico responsable del cumplimiento de todos los requisitosestablecidos por la Norma, previo a la presupuestacin, deber verificar la viabilidad detodos los requerimientos solicitados, determinar el procedimiento y forma de realizarlas soldaduras, la inspeccin considerada para las mismas, definir la tolerancia porcorrosin aconsejable, calcular todos los espesores requeridos por las partes a presinpara las condiciones de servicio y finalmente constatar la disponibilidad en el mercadode los materiales que se prevee utilizar en la construccin.

. El Fabricante siempre debe tratar de seleccionar materiales que puedan sercalificables bajo Cdigo ASME; deber adems, detallar tipo y forma constructiva de loscabezales, determinar el tratamiento trmico (en los casos que corresponda), lascaractersticas y dimensiones requeridas para los accesorios soldados y toda otrainformacin que pueda resultar necesaria para una correcta definicin y evaluacin delsuministro a realizar.

. Cuando el Adquirente suministre la Ingeniera bsica, especificando los espesoresrequeridos, el Fabricante se limitar a verificar que los espesores de clculo, adicionadala tolerancia por corrosin, no superen los valores solicitados, ya que sta es unaresponsabilidad de la que nunca podr ser eximido, aunque los clculos hayan sidoentregados por el Adquirente.


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.Acordada la provisin del recipiente yprevio a la iniciacin de suconstruccin, el Fabricante deberpresentar al Adquirente ladocumentacin siguiente:

Planilla de datos bsicos dediseo:

Plano constructivo Memorias de clculo de

envolvente, cabezales ydems componentes que en cada caso corresponda incluir.

Lista de materiales Planilla de calificacin del(los) procedimiento(s) de soldadura,

avalados por Inspector Nivelado

Certificado de calificacin de habilidad de los Soldadores/Operadores Programa de Fabricacin y Plan de Inspecciones previsto para elcontrol de fabricacin.

Certificado de Usina de las chapas en su defecto, de Laboratorioreconocido que certifique por los anlisis fsicos y qumico la calidadde la chapa a utilizar.

Documentacin requerida para que, junto con los respaldos delcontrol de fabricacin, permita tramitar la aprobacin del recipienteante el Ente Estatal que corresponda s/requerimientos.


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B - DISEO

La Secc VIII Div1 y Div 2 del Cdigo,

son parte de los denominados Cdigosde Construccin de ASME. Los mismoscontienen todo lo concerniente aldiseo, la fabricacin y elcorrespondiente control. A su vez,tambin hacen referencia a las fuentesde consulta sobre aspectos especficostales como Materiales, Soldaduras yEnsayos no Destructivos, a los quedenomina Cdigos de Referencia. Estosson: Secc.II: Materiales Secc.V:

Ensayos no Destructivos Secc.IX: Calificacin de Soldaduras, los que tambin debenser cumplidos por los Fabricantes en la medida que el Cdigo de Construccin invoquedeterminado requerimiento y remita al Cdigo de Referencia correspondiente. Si bien,en la gran mayora de los casos se disea y fabrica bajo la Secc VIII Div1, tambin sedispone de la Div 2: Reglas Alternativas; esta Norma permite el diseo por Anlisis deTensiones, resultando muy necesaria para el clculo de grandes recipientes, espesoresgruesos de pared, condiciones de servicio severas, etc.

1. El criterio de diseo utilizado por la Secc VIII Div 1, establece que elespesor de pared de un recipiente a presin, deber ser tal que lastensiones generadas por la presin, no deben exceder el valor de la

tensin admisible del material.2. La tensin admisible a la traccin para cada material, resultar dedividir por 3,5 a la tensin de rotura de ese material a la temperaturade diseo.

3. No obstante que los valores de tensin de rotura que figuren en loscertificados de Usina que resulten de ensayos posteriores, tenganvalores por arriba del valor que para ese material y esa temperaturase establece en la Secc.II, este ltimo es a partir del cual se tomar latensin admisible a utilizar en el clculo.

4. La presin de trabajo mxima permitida, estar limitada por laenvolvente los cabezales y no por partes menores.

5. Los recipientes cubiertos por la Secc. VIII Div1, sern diseados paralas mas severas condiciones coincidentes de presin y temperaturaprevistas para las condiciones normales de operacin que le sonrequeridas. Consecuentemente, la presin de diseo ser la mximade trabajo admitida por el recipiente sin que se supere la tensinadmisible del material en el punto mas comprometido.

6. Los recipientes sometidos a presin, debern ser diseados parapoder soportar las tensiones debidas a las cargas ejercidas por lapresin interna externa, el peso del recipiente lleno de lquido ytoda otra solicitacin que agregue tensiones sobre las partes que locomponen.

7. En el caso de tanques horizontales con longitud considerable y 2cunas de apoyo, adems del peso propio y de elementos interiores,


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deben ser calculadas solicitaciones generadas en los apoyos y en elcentro de la luz por el peso del lquido durante la realizacin de laPrueba Hidrulica, los que suman esfuerzos de traccin en esas zonasque son las mas comprometidas.

8. En los recipientes cilndricos verticales de altura considerable,tambin debern ser verificadas las tensiones que provocan, ademsde la presin, otros factores tales como las cargas excntricas, laaccin del viento y las cargas ssmicas (si correspondiere); asimismo,tambin deben ser considerados el efecto de la temperatura si fuereel caso, la posibilidad de cargas de impacto, etc. El anlisis debeconcentrarse en la verificacin de la condicin mas desfavorable,provocada por su efecto combinado. En general se acepta que losrecipientes verticales de altura considerable (caso torres dedestilacin), deban disearse con espesores variables, de manera talque bajo las condiciones de operacin normales, admitan unadefleccin no mayor de 6 por cada 100 pis de altura, bajo la

velocidad mxima del viento tenida en cuenta para el diseo.Tolerancia por corrosin: Las superficies interiores de un recipiente, alestar en contacto con el fluido, pueden estar expuestas a sufrir laprdida de espesor por efecto de la corrosin y en el caso demovimiento de slidos en suspensin, por erosin abrasinmecnica. El Cdigo no permite que el espesor mnimo de laenvolvente y de los cabezales (luego de conformados) de unrecipiente a presin, sea menor a 1/16 (1,59 mm), excluida latolerancia por corrosin; en todos los casos en los que se considereque esta pudiere aparecer, se debe sumar un sobreespesor adicionalal de clculo; est establecido como recomendable, adicionar un valordel orden de 1/16, con lo cual el espesor mnimo, no debera sermenor de 1/8 (3,17 mm). En el caso de recipientes para airecomprimido, vapor de agua agua a presin, el espesor mnimo serde 3/32(2,38 mm) y previndose corrosin, no debera ser menor de5/32 (3,97 mm). En el caso de generadores de vapor sin fuego, noser menor de (6,35 mm) y adicionando la tolerancia porcorrosin, no menor de 5/16 (7,93 mm).

9. Ser responsabilidad del diseador establecer en funcin del fludo ydel servicio, el valor que resulte apropiado para permitir una vida tilrazonable. Salvo casos especiales, los recipientes a presin debernser diseados para una vida til no menor de 15 aos de operacincontinuada. En el caso particular de la Normativa de la Provincia de

Buenos Aires, la vida til de un recipiente habilitado, ha sidoestablecida en 30 aos. Esto es un lmite temporal vlido siempre ycuando el espesor se mantenga por sobre el mnimo admisible porclculo; cuando el valor medido resulte menor a ese mnimo, la vidatil del recipiente para operar a la presin para la que ha sidodiseado ha concludo, cualquiera sea el tiempo transcurrido desde supuesta en servicio. Como el avance real de una posible corrosinpuede responder a factores que no hayan sido previstos, para nocorrer riesgos, la Norma exige la realizacin del control peridico deespesores.Por lo indicado precedentemente y a los efectos de posibilitar el

control peridico, los recipientes debern contar con aberturas de


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inspeccin. As por ejemplo, el Cdigo establece que los recipientescon dimetro interior hasta 36 debern contar con una boca dehombre 2 cuplas de 2 c/tapn roscado. Los dimetros mayores de36 siempre debern contar con boca de hombre con dimetro mayor igual a 16; lo aconsejable es utilizar 18 20. Cuando exista

seguridad de que el fludo no es corrosivo, la boca de hombre podrser obviada.

C - FABRICACION

1 Alcance del suministro: Escriterio generalizado entre losadquirentes de recipientes a presin

que conocen y exigen la aplicacin deNormas Internacionales, incluir en surequerimiento el alcance siguiente:

Recipiente completo construidoconforme a las especificacionestcnicas particulares ygenerales includas en la documentacin del Pedido de Cotizacin, mas aquellascuya definicin ha sido asignada al Proveedor, todo lo cual constar en la ofertade ste y ser aceptada por el Adquirente por medio de la correspondienteOrden.

El suministro, como mnimo alcanza hasta los elementos de conexin externavinculados por soldadura al recipiente, tal como lo son las conexiones bridadasy roscadas.

Bocas de inspeccin control tales como entrada de hombre, entrada de manoy cualquier otro tipo de abertura para esas finalidades. En todos los casos seentiende con las correspondientes tapas ciegas, juntas y bulonera.

Aditamentos externos requeridos para la sustentacin del recipiente, tales comocunas, patas, faldones bridados, etc.

Aditamentos internos indicados en planos como soldados directamente alinterior de la envolvente.

Elementos necesarios para el transporte y movimientos, tales como orejas cncamos de izaje, rigidizadores, etc.

Bulones y juntas adicionales para ser utilizadas en las pruebas. Certificados del Fabricante de la chapa de ensayos locales requeridos por

Normas para constatar la calidad del material. Procedimientos de soldadura calificados por especialista nivelado y soldadores

con habilidad certificada y vigente. Pruebas y ensayos requeridos por Norma, tales como: prueba hidrulica,

tratamiento trmico en los casos en que fuera requerido, radiografiado desoldaduras y todo otro ensayo no destructivo que hubiere sido preestablecido que a criterio del Inspector del Adquirente, resultara procedente para evaluarposibles defectos de fabricacin.

Placa de Identificacin del recipiente, con los datos de Norma y su

correspondiente soporte.


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Trabajos de limpieza y pintura de todas las superficies exteriores revestimientos interiores que se hubieren acordado.

Preparacin para el transporte, carga sobre camin en el Taller del Fabricante ytransporte hasta la Planta del Adquirente si as hubiere sido acordado.

Todo otro suministro que, aunque no estuviere explcitamente indicado,

resulte necesario para una fabricacin acorde a la Norma constructiva aplicaday a las mejores reglas del arte.

2 Detalles constructivos:

El Fabricante deber desarrollarlos planos constructivosnecesarios a partir de ladocumentacin de diseo.

Las envolventes debern ser

roladas con un dimetrocoincidente con el de transicinde los cabezales.

En recipientes con cabezales dediferente espesor que laenvolvente se efectuar latransicin de espesores sobre elexterior del recipiente. La longitud de transicin nunca ser menor que 3 vecesla diferencia de espesores.

Los cordones longitudinales de las envolventes sern ubicados de manera de noser afectados por aberturas, placas de refuerzo, cunas de apoyo, etc ypermanecer perfectamente visibles.

Para los cordones circunferenciales son vlidas las mismas consideracionespero, si una interferencia es inevitable, el cordn ser rebajado a rs de lachapa y examinado radiogrficamente previo a la colocacin del refuerzo.

No se permitir ninguna conexin roscada directamente sobre la envolvente cabezales, cualquiera fuere su espesor.

Toda conexin que no se prolongue hacia el interior del tanque, terminar a rsde la cara interna y la soldadura se efectuar con penetracin completa.

Los refuerzos de conexiones y entradas de hombre, debern ser calculadosconforme lo especifica el Cdigo. El material del refuerzo ser el mismo tipo deacero que el utilizado en el recipiente.

Los bordes interiores de las entradas de hombre de mano, sern amoladascon un radio mnimo de 6 mm.

Para conexiones de 2 menores, es recomendable la utilizacin de cuplas medias cuplas forjadas de serie 3000 como mnimo; las de 21/2 y mayoresdebern ser bridadas de tipo SORF de Serie 150 como mnimo y para serviciosde mayor presin, el tipo WNRF de la Serie que corresponda. Los cuellos deconexin para dimetros menores a 11/2 sern sch 80 y la conexin al cuerpose realizar mediante accesorios socked weld..

Todos los agujeros para los bulones de bridas, quedarn a horcajadas de losejes principales del recipiente, salvo especificacin en contrario.

Los recipientes horizontales con 2 cunas de apoyo soldadas al cuerpo, deberntener el anclaje de una de ellas con correderas para permitir la dilatacin por

temperatura.


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Los recipientes de acero inoxidable podrn contar con medios de sustentacinconstruidos en acero al carbono, siempre que se suelden a placas externas delmismo material del cuerpo, soldadas previamente.

Los tanques verticales podrn ser sustentados mediante patas soldadas arefuerzos convenientemente ubicados en la envolvente cabezal inferior

mediante faldn provisto de silletas de anclaje brida. en el caso de recipientesde gran altura (caso de torres de destilacin), el faldn tendr el mismodimetro que el recipiente y se anclar a una base de HA mediante una bridatipo silleta con bulones de anclaje. El faldn poseer aberturas de ventilacin,en especial en servicios con hidrocarburos u otros combustibles lquidos gaseosos.

3 Soldaduras:

El Fabricante no podr comenzar a soldar hasta que el Procedimiento de

Soldadura calificado y la Habilidad del Soldador/Operador, sean aprobados porla Inspeccin del Adquirente. Todas las soldaduras se realizarn en un todo de acuerdo con las normas

A.W.S. (American Welding Society) en cuanto a los materiales de aporteutilizados y con el Cdigo ASME Seccin VIII y IX en lo referente a mtodos yprocedimientos de soldadura.

Para la soldadura de envolvente y casquetes se utilizar la forma a tope depenetracin y fusin completa. El procedimiento de soldadura mas moderno,seguro y rpido es el de Arco Sumergido (S.A.W) soldadura Automtica.

Una de las prcticas mas comunes para soldadura de ambos lados es, con biselen X (2/3 ext./1/3 int.), realizando desde la cara interna la soldadura que harde respaldo al S.A.W . Este respaldo, se realizar mediante procedimientomanual con electrodo revestido (S.M.A.W.)., efectuando las pasadas necesariass/espesor (s) bien con Semiautomtica de alambre macizo (G.M.A.W.) tubular (F.C.A.W), en ambos casos con el modo de transferencia globular.Posteriormente, repelada la raz, se efectuarn las pasadas externas de S.A.W.que sean necesarias para completar la soldadura.

Si no es posible el acceso al interior del tanque, se utilizar bisel del tipo V,para soldar totalmente desde el exterior. Para este tipo de soldadura, esimprescindible utilizar un procedimiento adecuado que asegure la completapenetracin; a este efecto, la raz se efectuar preferentemente con elprocedimiento TIG (G.T.A.W.) bien con S.M.A.W. utilizando el clsicoelectrodo celulsico 6010. Eventualmente se podr colocar un anillo interno derespaldo que quedar incorporado en forma permanente a la soldadura alsoldar desde el exterior con el S.A.W. con otro procedimiento. En todos loscasos, los procedimientos, siempre debern estar calificados bajo ASME IX. Lasrestantes uniones menores (conexiones, refuerzos, etc) podrn realizarse conS.M.A.W G.M.A.W., utilizando material de aporte acorde a lo especificado porA.W.S.

Para cada forma y tipo de junta que se adopte y segn sea el grado de controlradiogrfico que se efecte, el Codigo ASME establece el valor de la eficienciade junta E que interviene en el denominador de la frmula de clculo delespesor de pared del recipiente. Para el mismo tipo de junta, a mayor controlmayor ser el E permitido y consecuentemente, menor ser el espesor mnimo

requerido (ver UW-12 ASME VIII Div.1).

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