1.- TTULO: "DSEO DE UN RECPENTE HORZONTAL DE CAPACDAD 3500 GALONES 2.- PRESENTADO POR: Paz Soldn Jara, Vctor Ricardo ASESORAMIENTO: ng. Carlos Gordillo Anda M.Sc. 3.- INTRODUCCIN Como en todos los procesos en ingeniera, los recipientes a presin tienen normas que deben ser seguidas para tener un funcionamiento correcto. Estas normas son establecidas por asociaciones de ingeniera que llevan un control. Para esta tesis se utilizara los procedimientos establecidos por la norma ASME (American Society ofMechanicalEngineers)Deacuerdoaestaorganizacin,seestablecieron cdigosparadiferentestpicosde ingeniera;yparaelcasode los recipientesa presin,lasnormasseencuentranenlaSeccinVDivisin1y2.Enestas seccionessepuedenobservarlasnormasparaeldiseo,manufactura, materiales,soldaduras,entreotros;ascomolosclculosnecesariosparapoder encontrar los esfuerzos mximos. Losrecipienteshorizontalesapresinposeentapasensusextremosllamados cabezalesdediferentesformassemi-elipticas,semi-esfericas,esfericas, torisfericas,planas,etc.,losrecipientesapresinposeenregistrosde inspeccionesyconexionesdeprocesoconectadasalcascooloscabezales,la mayoradelosrecipienteshorizontalesseencuentransoportadospor2omas cunas o soportes dependiendo de las dimensiones del mismo. Eneldesarrollodeldiseosedebenconsiderarvariosfactorestalescomola seleccindematerial,seleccindeloscabezales,dimensionamientodel recipiente,diseodesoldadura,anlisisdelfluidoaalmacenar,cargasde impacto; esfuerzos debido a dilataciones, cargas de viento y sismo, presin interior y/o exterior, combinacin de esfuerzos, etc. Eldiseoderecipientesapresininvolucraunanlisisdelmaterialysu comportamientoconelfluidohastaunanlisisenlascondicionesmas desfavorables del equipo garantizando la integridad estructural del recipiente. .- OBJETIVOS .1 OBJETIVO GENERAL Disear un recipiente horizontal segn la norma ASME. .2 OBJETIVOS ESPECFICOS: Disear de un recipiente a presin segn la norma ASME. Seanalizarayseleccionaraunmaterialadecuadoparalascondicionesde operacin de fluido. Seanalizaralastensionesproducidasporlacombinacindecargasde operacin. ntroduccin de mtodos alternativos de diseo tales como el anlisis mediante elementos finitos siguiendo los parmetros de la norma ASME. Lapresentetesistienecomoobjetolainterpretacinadecuadadelos resultadosobtenidosmedianteelmtododeelementosfinitos,loscuales ayudan a definir criterios de diseo. .- DESCRIPCIN. Lapresentetesissecalcularaydisearaunrecipientehorizontalsometidoa presin interior de una capacidad de 3500 galones con una presin de diseo 2 bar y temperatura de 2 C segn la norma ASME Seccin V Divisin 1 y 2. El fluido a almacenar es un gas odorizador utilizado el las plantas de gas natural para proporcionarle un olor distintivo con el fin de detectar una posible fuga. La tesis contara con anlisis de esfuerzos generados en el recipiente debido a lascondicionesdeoperacin,esteanlisisvaaproporcionarunaadecuada seleccin de espesores, conexiones, bridas, cabezales, soportes , materiales y cargasmximasdediseoconelobjetodeasegurarelfuncionamientoy seguridad del mismo. Dentro de la norma ASME Seccin V existe 2 Divisiones, la primera divisin proporciona formulas aproximadas, tablas y grficos para un dimensionamiento de un recipiente. La segunda divisin usa mtodos mascomplejos de clculo, realiza un diseo por anlisis, dando como resultado un diseo ms elaborado dandocomorespuestaresultadosmsexactos,debidoalacomplejidaddel clculo se realizara un anlisis mediante el mtodo de elementos finitos con el objeto de refinar el diseo; el programa a utilizar el programa NASTRAN . CONTENIDO CAPTULO I ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO 1.1.Nombre del proyecto ....................................................................................1.2.Localizacin ..................................................................................................1.3.Objetivos .......................................................................................................1.4.Alcances y Limitaciones ...............................................................................1.5.Antecedentes y Justificacin ........................................................................ CAPTULO II FUNDAMENTO TERICO 2.1.ntroduccin ..................................................................................................2.2.Seleccin de materiales ................................................................................2.3.Anlisis de esfuerzos membranales en elementos de pared delgada.........2.3.1.Esfuerzos membranales producidos por presin interna..................2.3.2.Envolturas cilndricas .........................................................................2.3.3.Esfuerzos en los cabezales..............................................................2.3.4.Esfuerzos en las conexiones conexiones ..........................................2.3.5.Anlisis del mtodo de Zick ...............................................................2.3.6.Cargas auto limitantes .......................................................................2.3.7.Stress Analysis ..................................................................................2.4.Cargas debido al viento o sismo..................................................................2.4.1.Cargas debido a la accin del viento. ................................................2.4.2.Carga debido a la accin del sismo ................................................... 2.5.Dimensionamiento del recipiente ..................................................................2.5.1.Determinacin del casco cilndrico....................................................2.5.2.Dimensionamiento de los cabezales ..................................................2.5.3.Conexiones ........................................................................................2.5.4.Bridas................................................................................................2.5.4.1.Tipos de bridas .....................................................................2.5.4.2.Bridas segn la norma ASTM B16.5.....................................2.5.5.Cunas ................................................................................................2.5.6.Anillo rigidizador .................................................................................2.5.7.Pernos de anclaje ..............................................................................2.6.Soldadura .....................................................................................................2.6.1.Eficiencia de soldadura.....................................................................2.6.2.Unin de placas por soldadura ..........................................................2.6.3.Unin de placas de acero al carbon ...................................................2.6.4.Soldadura en las cunas .....................................................................2.6.5.Soldadura en las orejas de izaje ........................................................2.7.Prueba hidrosttica ....................................................................................... CAPITULO IV INGENIERIA DEL PROYECTO 4.1.Datos de la recipiente horizontal...................................................................4.1.1.Condiciones de operacin .................................................................4.1.2.Dimensiones del recipiente ................................................................4.1.3.Materiales ..........................................................................................4.2.Presin de diseo .........................................................................................4.3.Presin hidrosttica ......................................................................................4.4.Cargas de viento...........................................................................................4.4.1.Velocidad de referencia del viento .....................................................4.4.2.Velocidad bsica del diseo...............................................................4.4.3.Presin dinmica bsica ....................................................................4.4.4.Presin dinmica de clculo ..............................................................4.4.5.Presin actuante ................................................................................4.5.Dimensionamiento segn la norma ASME, Seccin V, Divisin 1 .............4.5.1.Esfuerzos admisibles .........................................................................4.5.2.Espesor de pared cilndrica................................................................4.5.3.Espesor del cabezal torisferico ..........................................................4.5.4.Diseo conexiones............................................................................4.5.4.1.Calculo de entrada de hombre .............................................4.5.4.2.Calculo de conexiones de proceso ....................................... 4.5.5.Diseo de cunas ................................................................................4.5.6.Bridas .................................................................................................4.5.6.1.Seleccin de bridas ..............................................................4.5.6.2.Seleccin de empaquetadura ...............................................4.5.7.Soldadura...........................................................................................4.5.8.Orejas de zaje ...................................................................................4.5.9.Seleccin de accesorios .................................................................... 4.6.VerificacinmedianteelementosfinitossegnlanormaASME,SeccinV Divisin 2 ......................................................................................................4.6.1.Resumen............................................................................................4.6.2.Detalle del recipiente y modelo de calculo .........................................4.6.2.1.Condiciones operativas ........................................................4.6.2.2.Modelo de calculo por elementos finitos ...............................4.6.3.Estados de carga y esfuerzos admisibles ..........................................4.6.4.Resultados ......................................................................................... CONCLUSIONES OBSERVACIONES RECOMENDACIONES ANEXOS PLANOS BIBLIOGRAFA