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Este documento describe la organización y requisitos del Código ASME Sección I para Calderas de Potencia. Explica los requisitos generales para todos los métodos de construcción de calderas, así como requisitos específicos para calderas fabricadas por soldadura, remache, soldadura fuerte, calderas tubulares de agua y humo, y más. También cubre temas como materiales, diseño, fabricación, inspección y pruebas para cada parte.
![TRN-000.00
rev.02, 06.2016
Código ASME
VIMI8604074X3‐0005
CARJ541103QV2‐0005
El momento de inercia requerido
Paso 1: Calcule As
As = (Hr)(Tr)
donde
As = (3) (0.625)
= 1.875 pulg.2
Hr = 3 pulg. (dado)
Tr = 0.625 pulg. (dado)
Calcule B
P Do
B = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
t + (As/Ls)
donde
As = 1.875 pulg.2 (calculado)
Do = 36 pulg. (dado)
Ls = 36 pulg. (dado)
P = 150 psi (dado)
t = 0.625 pulg. (dado)
(150) (36)
B = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
0.625 + (1.875/36)
B = 7,975 psi
Pasos 2
y 3: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐515, Grado 70. El cuadro de
presión externa a utilizar es la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D. Ingrese en la
figura CS‐2 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 7,975 psi y
466ºF.
Paso 4: Encuentre el Factor A.
Factor A = 0.00059
Paso 5: Calcule Is
(Do)2Ls [t + (As/Ls)] A
Is = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
14
donde
A = 0.00059 (vea la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D)
As = 1.875 pulg.2 (calculado)
Do = 36 pulg. (dado)
Ls = 36 pulg. (dado)
t = 0.625 pulg. (dado)
(36)2 (36) [0.625 + (1.875/36)] (0.00059)
Is = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐
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Is = 1.3313 pulg.4](https://image.slidesharecdn.com/codigo-asme-seccion-i-pdfcompress-231224030329-2502682d/85/codigo-asme-seccion-i-pdf_compress_disegn-pdf-40-320.jpg)
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- 1. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Código ASME Sección I Calderas de Potencia
- 2. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PG Requerimientos Generales Parte PW Fabricados por Soldadura Parte PR Fabricados por Ribeteado Parte PB Fabricados por Soldadura Fuerte Parte PL Fabricados para Locomotoras Parte PWT Calderas Acuatubulares (tubos de agua) Parte PFT Calderas Pirotubulares (tubos de humo) Parte PFH Calentador de alimentación de agua Parte PMB Calderas Miniatura Parte PEB Calderas Eléctricas Parte PVG Vaporizadores Fluidos Orgánicos Parte PFE Economizadores Alimentación Agua Parte PHRSG Generador Vapor Recuperación Calor Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 3. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Apéndices Mandatorios Apéndice II Unidades Estándar para Uso in Ecuaciones Apéndice III Criterios para la reaplicación de la estampa de símbolo del código ASME Apéndice IV Áreas de poco espesor en cuerpos cilíndricos y en segmentos esféricos de tapas Apéndice V Reglas Adicionales para Fabricaciòn de Calderas por Remachado Apéndice VI Establishing Governing Code Editions, Addenda, and Cases for Boilers and Replacement Parts No-mandatorios Apéndice A Explicación del código que contiene temas no obligatorios a menos que estén detallados específicamente en las reglas del código Apéndice B Práctica de identificación positiva de material Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 4. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PG: Requerimientos Generales para todos los métodos de construcción Parte PG General PG-01 a PG-04 Parte PG Materiales PG-05 a PG-14 PG‐5 General PG‐6 Placas PG‐9 Tuberías, Tubos, y Partes que Contienen Presión PG‐10 Material Identificado o Producido a una Especificación No Permitida por esta Sección, y Material No Identificado Completamente PG‐12 Indicadores Nivel agua y Material de Conectores PG‐13 Tirantes PG‐14 Remaches Parte PG Diseño PG-16 a PG-31 PG‐16.3 Mínimo Espesor PG‐27 Componentes cilíndricos bajo presión interna PG‐28.3 Presión de Trabajo Externa Máxima Permisible para Componentes Cilíndricos PG‐31 Tapas y Cubiertas Planas No Reforzadas Parte PG Aperturas y compensación PG-32 a PG-56 PG‐46 Superficie de Tirantes Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 5. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PG: Requerimientos Generales para todos los métodos de construcción Parte PG Tubería externa y conexiones PG-58 a PG-61 Parte PG Protección sobrepresión PG-67 a PG-73 Parte PG Fabricación PG-75 a PG-82 Parte PG Inspección y pruebas PG-90 a PG-99 Parte PG Certificación; estampado y reportes PG-101 a PG-113 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 6. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PW : Requerimientos para Fabricación de Calderas por Soldadura Parte PW General PW-01 Parte PW Materiales PW-05 Parte PW Diseño PW-08 a PW-19 Parte PW Fabricación PW-26 a PW-44 Parte PW Inspección y pruebas PW-46 a PW-54 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 7. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PR : Requerimientos para Fabricación de Calderas por Remachado Parte PR General PR-01 a PR-02 Parte PR Materiales PR-03 Parte PR Diseño PR-04 a PR-17 Parte PR Fabricación PR-18 a PR-24 Parte PR Inspección y pruebas PR-25 a PR-28 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 8. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PB : Requerimientos para Fabricación de Calderas por Soldadura fuerte Parte PB General PB-01 Parte PB Materiales PB-05 a PB-07 Parte PB Diseño PB-08 a PB-19 Parte PB Fabricación PB-26 a PB-33 Parte PB Inspección y pruebas PB-46 a PB-51 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 9. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PWT : Requerimientos para Calderas Tubo de Agua Parte PWT General PWT-01 Parte PWT Materiales PWT-05 Parte PWT Diseño PWT-08 a PWT-15 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 10. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Parte PFT : Requerimientos para Calderas Tubo de Humo Parte PFT General PFT-01 Parte PFT Materiales PFT-05 Parte PFT Diseño PFT-08 a PFT-12 Parte PFT Cámara de combustión PFT-13 a PFT-21 PFT-15 Hogares circulares lisos PFT-17 Tipo reforzado con anillo PFT-18 Hogares corrugados Parte PFT Superficies con Tirantes PFT-22 a PFT-32 Parte PFT Puertas y aperturas PFT-40 a PFT-44 Parte PFT Domos PFT-45 Parte PFT Ajustes PFT-46 a PFT-49 Organización de Sección I Calderas de Potencia
- 11. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 CUERPO CILÍNDRICO Es importante mencionar que el casco se conforma de planchas planas, las mismas que son curvadas o roladas en frío, para luego ser soldados. Debe confeccionarse con una adecuada tolerancia de redondez a fin de poderse unir satisfactoriamente con las placas‐espejos. Se recomienda como una forma práctica que la desviación diametral de esta parte no deba exceder a una vez el espesor de ella, pero siempre se debe considerar la holgura necesaria para el posterior trabajo de soldadura garantizando una buena unión.
- 12. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 CUERPO CILÍNDRICO (cont…) Es importante mencionar que el casco se conforma de planchas planas, las mismas que son curvadas o roladas en frío, para luego ser soldados. Debe confeccionarse con una adecuada tolerancia de redondez a fin de poderse unir satisfactoriamente con las placas‐espejos. Se recomienda como una forma práctica que la desviación diametral de esta parte no deba exceder a una vez el espesor de ella, pero siempre se debe considerar la holgura necesaria para el posterior trabajo de soldadura garantizando una buena unión. En PG‐27 del código ASME trata sobre componentes cilíndricos a presión, PG‐27.2.3.1 plantea las siguientes ecuaciones: Para espesores “t” hasta 1/2”: PR 0.8SEt t = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 0.8SE – 0.6P R+0.6t Donde: t: Espesor mínimo recomendado P: Presión máxima admisible R: Radio interior del cilindro S: Máxima tensión admisible del material E: Eficiencia de la unión Tener presente las siguientes notas de referencia según PG‐27.4 del código ASME para realizar los cálculos correspondientes.
- 13. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Para espesores “t” mayores de 1/2”: PD PR t = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ + C t = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ + C 2SE + 2yP SE – (1 ‐ y)P 2SE (t‐C) SE(t ‐ C) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ D – 2y (t ‐ C) R + (1 ‐ y)(t ‐ C) Donde: C: Mínimo permisible para cuerdas y estabilidad estructural (PG‐27.4.3) t: Espesor mínimo recomendado (PG–27.4.7) P: Presión máxima admisible D: Diámetro exterior del cilindro R: Radio interior del cilindro S: Máxima tensión admisible del material PG‐23 (PG‐27.4.2) E: Eficiencia de la unión (PG‐27.4.1) y: Coeficiente de temperatura (PG‐27.4.6) Tener presente las siguientes notas de referencia según PG‐27.4 del código ASME para realizar los cálculos correspondientes.
- 14. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 NOTAS: 1: Valores de E E = 1.00 para cilindros sin costura E =1.00 para juntas soldadas previendo refuerzos en toda la junta longitudinal. E = 0.90 para juntas soldadas sin refuerzo en la junta longitudinal. E = Eficiencias para ligamentos entre aperturas según PG‐53 2: En los tubos para seleccionar el valor de S, la temperatura de trabajo del metal no puede ser tomado menor que la temperatura media (temperatura exterior más temperatura interior sobre dos) lo cual no debe tomarse menor de 700ºF. 3: y: coeficiente que toma los siguientes valores: Temperatura ºF (ºC) Otros valores de y deben ser hallados por interpolación. Para materiales no ferroso: y = 0.4 900 (480) y menos 950 (510) 1000 (540) 1050 (565) 1100 (595) 1150 (620) y mas Acero Ferrítico 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 Acero Austénico (y) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7
- 15. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 NOTAS: 4: La magnitud de tolerancia del fabricante debe ser tomado en cuenta, después que el espesor mínimo haya sido obtenido por la fórmula, este mínimo espesor deberá incrementarse en una magnitud tal que contemple esta tolerancia de manufactura. 5: Cuando se calcula la máxima presión para un espesor ya establecido los valores obtenidos por las fórmulas pueden redondearse a la unidad de 10 más cercano superiormente. 6: La máxima presión admisible P no necesita incluir la carga hidrostática cuando se usa en esta fórmula. Donde S se obtiene de la tabla PG‐23.1 tomando el material Acero al Carbono calidad ASTM 285 º C vamos a dicha tabla y comprobamos que para una temperatura de 700ºF, S equivale a 13 300 PSI. Además E será igual a 1.00 obtenido de la nota de referencia Nº 1 de PG‐27.4
- 16. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 LAS PLACAS PORTATUBOS – ESPEJOS Estos elementos por ser de tipo plano, son las que más se deforman luego de cierto período de trabajo. Estos elementos se unen con todas las otras partes del recipiente a presión: casco, cámaras de combustión y tubos. Las placas se conforman partiendo de planchas planas, cortadas en forma circular externa e internamente, mediante oxicorte con su respectivo bisel de soldaduras para su posterior unión con el casco y cámara de combustión. Luego de cortadas y biseladas en ellas se traza las posiciones de las perforaciones, donde se alojarán los extremos de los tubos, para su posterior taladrado. La operación de taladrado de placas se realiza en un taladro radial, colocando una placa encima de la otra para que las perforaciones en ambas placas sean coincidentes. El diámetro de las perforaciones deberá ser adecuado a los tubos a emplear, con la tolerancia y redondez adecuada. Esta característica se logra con el proceso final de limado, debiendo quedar la medida final de la perforación en valor diametral mayor que el diámetro exterior del tubo entre el 20% y 60% del espesor del tubo.
- 17. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Según código ASME recomienda los siguientes diámetros de Caldera de acuerdo a la potencia de la misma: Potencia Diámetro (BHP) in(mm) De 20 a 60 42 De 60 a 100 48 De 100 a 150 60 De 150 a 225 64 De 225 a 350 76 De 350 a 400 82 De 400 a 600 88 De 600 a 700 96 De 700 a 800 112
- 18. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 PG‐31 TAPAS Y CUBIERTAS PLANAS NO REFORZADAS (SIN TIRANTES) PG‐31.1 El espesor mínimo de las tapas planas sin refuerzo , placas de cubierta conforme a los requerimientos dados en este párrafo. Estos requerimientos aplican para ambos tapa circular y no circular y cubiertas. Algunos tipos aceptables de tapas planas y cubiertas se muestran en Figura PG‐31. En esta figura, las dimensiones de la soldadura son exclusivas de metal extra requerido para corrosión permitida PG‐31.3.2 El espesor mínimo requerido de tapas planas circulares sin tirantes, cubiertas deberá ser calculado por la siguiente ecuación: C = un factor dependiendo sobre el método de fijación de las dimensiones de la tapa y sobre el cuerpo, tubo, y otros elementos como se listan en PG‐31.4, sin adimensional d = diámetro, o tramo corto, medido como se indica en la Figura PG‐31 P = Presión Máxima Permisible de Trabajo S = valor del esfuerzo máximo permisible, usando valores dados en la Sección II, Parte D, Subparte 1, Tabla 1A t = espesor mínimo requerido de la tapa plana o cubierta
- 20. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 PG‐46 SUPERFICIES REFORZADAS CON TIRANTES PG‐46.1 El espesor mínimo y la máxima presión permisible de trabajo para placas planas reforzadas con tirantes y aquellas partes que, por estas reglas, requieran reforzamiento con tirantes o pernos atirantados de diámetro uniforme espaciados simétricamente, deberán ser calculados por la siguiente ecuación: Donde: t: Espesor de la placa requerida, expresada en in(mm) P: Máxima presión de trabajo admisible psi(MPa) p: Máximo paso medido entre los centros de dos tirantes adyacentes en la placa, esta distancia puede ser en forma vertical, horizontal o diagonal en in(mm) C: Constante que varía según el tipo de tirante. S: Esfuerzo Máximo Permisible dado en Sección II, Parte D, Subparte 1, Tabla 1A, psi (MPa) Asimismo el artículo PG‐46.5, expresa que para tirantes diagonales soldados en calderas horizontales del tipo escocesa, el paso máximo puede ser más de 8 1/2” pero en ningún caso excederá 15 veces el valor del diámetro del tirante. PFT‐23.1.2 La presión máxima de trabajo obtenida y la ecuación dada en PG‐46 usando 1.3 para el valor de C.
- 21. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 C = 2.1 para las riostras soldadas o roscadas a través de placas no mayores de 7/16 pulg. (11 mm) de espesor con los extremos remachados = 2.2 para las riostras soldadas o roscadas a través de placas mayores de 7/16 pulg. (11 mm) de espesor con los extremos remachados = 2.5 para las riostras atornilladas a través de las placas y armada con tuercas sencillas afuera de la placa, o con tuercas en el interior y el exterior, omitiendo las arandelas = 2.8 para las riostras con cabezas no inferiores a 1.3 veces el diámetro de las riostras roscadas a través de placas o con una conicidad y cuyas tapas hayan sido conformadas en las riostras antes de la instalación de estas, y que no sean remachadas sobre la placa, dichas cabezas deben tener un contacto verdadero sobre la placa = 3.2 para las riostras armadas con tuercas en el interior y exterior y arandelas en el exterior, cuando el diámetro de las arandelas no es inferior a 0.4p y el espesor no menor de t Tener presente según código ASME sección I Artículo PG‐16.3 el mínimo espesor para las placas portatubos está limitado también por su diámetro de acuerdo a la siguiente tabla: Diámetro de la placa in(mm) Espesor mínimo in(mm) Hasta 36 1/4 De 36 a 54 5/16 De 54 a 72 3/8 Más de 72 1/2 Posteriormente con la distribución de los tubos se recalculará para ver si de todas maneras necesita refuerzos.
- 22. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 II. EL HOGAR O CAMARA DE COMBUSTION Es importante mencionar que la cámara de combustión o Flue se conforman de planchas planas, las mismas que son curvadas o roladas en frío para luego ser soldadas. La cámara de combustión debe confeccionarse con una adecuada tolerancia de redondez a fin de poderse unir satisfactoriamente con las placas – espejos. Se recomienda como una forma práctica que la desviación diametral de esta parte no debe exceder a una vez el espesor de ella, pero siempre se debe considerar la holgura necesaria para el posterior trabajo de soldadura., garantizando una buena unión.
- 23. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A) PARA FLUE U HOGAR LISO Para el caso en que el Flue sea liso, PFT‐15 establece los espesores del Flue en función de la presión admisible y el diámetro exterior. El Espesor no puede ser menor de 5/16 in. (8 mm) PFT‐15.1. La Presión Máxima de Trabajo Permisible deberá ser determinada de acuerdo a PFT‐51 PFT‐51.1 La máxima presión de trabajo admisible de tubos, ductos, hogares circulares lisos y hogares reforzados con anillo de calderas pirotubulares debe determinarse a través de las siguientes reglas. En la Sección II, Parte D, Subparte 3 se indican las tablas de presión externa que deben utilizarse en la determinación de los requisitos mínimos. Las cifras indicadas en este Artículo están incluidas en esa Subparte. PFT‐51.1 Los siguientes símbolos son usados en los procedimientos de este Articulo: A = factor determinado desde la Sección II, Parte D, Subparte 3, Figura G y usado para entrar a la carta del material aplicable en la Sección II, Parte D. Para el caso de cilindros teniendo Do/t valores menos que 10, vea PFT‐51.1.2(b). AS = área seccional del anillo de refuerzo B = factor determinado desde la carta del material aplicable en la Sección II, Parte D, para la temperatura máxima de diseño del material Do = diámetro externo del componente cilíndrico E = modulo de elasticidad del material a la temperatura de diseño. (Para estos valores vea la carta del material aplicable en la Sección II, Parte D. Interpolación puede efectuarse entre las líneas para temperaturas intermedias) I S = momento de inercia requerido del anillo de refuerzo sobre su eje neutral paralelo al eje del hogar
- 24. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A) PARA FLUE U HOGAR LISO (cont…) PFT‐51.1 Los siguientes símbolos son usados en los procedimientos de este articulo: L = longitud total, de un componente cilíndrico entre líneas de soporte, o longitud de diseño de un hogar tomando el mas grande de lo siguiente: (a) la distancia mas grande centro a centro entre cualquiera de dos anillos de refuerzo (b) la distancia entre el espejo y el centro del primer refuerzo (anillo de refuerzo) (c) la distancia desde el centro desde el primer anillo de refuerzo a la línea circunferencial sobre la tapa formada un tercio de profundidad de la tapa desde la línea tangente de la tapa Ls = una mitad de la distancia desde la línea de centro del anillo de refuerzo a la siguiente línea del soporte sobre su lado, mas una mitad de la distancia de la línea del centro a la siguiente línea del soporte sobre el otro lado del anillo de refuerzo, ambos medidos paralelamente a el eje del cilindro (vea PFT‐17.11 para diseño de anillos de refuerzo) Una línea de soporte es (a) un anillo de refuerzo que cumpla con los requerimientos de PFT‐17.11 (b) una conexión circunferencial a un espejo o chaqueta para una sección de la chaqueta de un cuerpo cilíndrico (c) una línea circunferencial sobre una tapa formada a un tercio de profundidad de la tapa desde la línea tangente de la tapa P = presión de diseño externa Pa = valor calculado de la presión externa permisible para el valor asumido de t S = valor del esfuerzo máximo permisible a la temperatura de diseño del metal t = espesor mínimo requerido de componentes cilíndricos t S = espesor nominal de componentes cilíndricos
- 25. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A) PARA FLUE U HOGAR LISO (cont…) PFT‐51.1.2 Hogares cilíndricos y tubos. El espesor mínimo requerido de un hogar cilíndrico o tubo bajo presión externa, ya sea sin costura o con juntas longitudinales a tope, debe determinarse a través del siguiente procedimiento: (a) cilindro que tiene valores de Do/t iguales o mayores que 10 Step 1. Asuma un valor de t y determine las relaciones L/Do y Do/t . Step 2. Ingrese en la Fig. G de la Sección II, Parte D, al valor de L/Do determinado en el Paso 1. Para valores de L/Do superiores a 50, ingrese en la tabla al valor de L/Do = 50. Para valores de L/Do inferiores a 0.05, ingrese en la tabla al valor de L/Do = 0.05.. Step 3. Desplácese horizontalmente hacia la línea del valor de Do/t determinado en el Paso 1. Es posible realizar una interpolación para valores intermedios de Do/t. A partir de este punto de intersección, desplácese verticalmente hacia abajo para determinar el valor del Factor A. Step 4. Con el valor de A calculado en el Paso 3, ingrese la tabla de materiales aplicable en la Sección II, Parte D, para el material en consideración. Desplácese verticalmente hacia una intersección con la línea de material/temperatura para obtener la temperatura de diseño. La interpolación puede realizarse entre líneas para las temperaturas intermedias. En los casos en los que el valor de A queda a la derecha del extremo de la línea de temperatura del material, asuma una intersección con la proyección horizontal del extremo superior de la línea de material/temperatura. Para los valores de A que quedan a la izquierda de la línea de material/temperatura, consulte el Paso 7 Step 5. A partir de la intersección obtenida en el Paso 4, desplácese horizontalmente hacia la derecha y lea el valor del Factor B.
- 26. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A) PARA FLUE U HOGAR LISO (cont…) Step 6. Con el valor de B, calcule el valor de la máxima presión externa admisible, Pa, mediante la siguiente ecuación: Step 7. Para los valores de A que están a la izquierda de la línea de material/temperatura aplicable, el valor de Pa debe calcularse utilizando la siguiente ecuación: Step 8. Compare el valor calculado de Pa obtenido en el Paso 6 ó 7 con P. Si Pa es menor que P, seleccione un valor mayor para t y repita el procedimiento de diseño hasta que se obtenga un valor de Pa que sea mayor o igual a P.
- 27. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A) PARA FLUE U HOGAR LISO (cont…) (b) cilindro teniendo Do/t valores de menos de 10 Step 1. Usando el mismo procedimiento como el dado en (a) arriba, obtener el valor de B. Para valores de Do/t menos que 4, el valor de A deberá ser calculado usando la siguiente ecuación: Para valores de A mas grandes que 0.10, use un valor de 0.10. Step 2. Usando el valor de B obtenido en el Step 1, calcule un valor de Pa1 usando la siguiente ecuación: Step 3. Calcule un valor Pa2 usando la siguiente ecuación: Donde SB es el menor de dos veces el valor del esfuerzo máximo permisible a la temperatura de diseño del material desde la Sección II, Parte D, Subparte 1, Tablas 1A and 1B; o, 1.8 veces el limite de fluencia del material a la temperatura de diseño del material desde la Sección II, Parte D, Subparte 1, Tabla Y‐1. Step 4. El mas pequeño de los valores de Pa1 calculado en Step 2, o Pa2 calculado en Step 3 deberá ser usado para la presión máxima externa permisible Pa. Si Pa es mas pequeño que P, seleccione un valor mas grande para t y repita el procedimiento de diseño hasta un valor para Pa obtenido que sea igual o mas grande que P
- 32. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 B) PARA FLUE U HOGAR CON ANILLOS REFORZADOS Para el caso del Flue reforzado con anillos PFT‐17 del código explica las reglas para el cálculo de este tipo. En la figura PFT‐17.2 se muestra las características constructivas de este Flue. Para todos los cálculos de este flue se tiene, a la figura la siguiente nomenclatura en la figura Do: Diámetro exterior del Flue liso t: Espesor mínimo requerido para el Flue L: Longitud del diseño del Flue anillado. Tomado como la mínima distancia entre centros de anillos reforzados adyacentes o la distancia entre el centro del anillo de refuerzo con el centro de la soldadura de unión del Flue con la placa P: Presión de trabajo máxima admisible
- 33. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 B) PARA FLUE U HOGAR CON ANILLOS REFORZADOS (cont…) Las condiciones a cumplir, previas al cálculo son: PFT‐17.2 Espesor del anillo: Tr 5/16” ≤ Tr ≤ 13/16” Tr ≤ 1.25t PFT‐17.3 Relación altura‐espesor del anillo: Hr/Tr 3 ≤ Hr/Tr ≤ 8 PFT‐17.6 El espaciamiento entre anillos no deberá ser mas grande que 60t o 36in (900mm), el que sea mas pequeño PFT‐17.10 La máxima presión de trabajo admisible debe determinarse de acuerdo con PFT‐51 Cuando se halla cumplido los requisitos de la presión, se sigue con los requisitos del momento de inercia de la sección del anillo que es un rectángulo Hr x Tr.
- 34. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 B) PARA FLUE U HOGAR CON ANILLOS REFORZADOS (cont…) PFT‐17.11.1 El momento de inercia para un anillo reforzado deberá ser determinado por el siguiente procedimiento Step 1. Asumiendo que el hogar a sido diseñado y Do, Ls, and t son conocidos, seleccione un miembro rectangular para ser usado por un anillo de refuerzo y determine su área As y su momento de inercia I. Entonces calcule B por la siguiente ecuación: Donde: B = factor sobre el lado derecho de la carta aplicable en la Sección II, Parte D. Step 2. Entre del lado derecho de la carta a el valor de B determinado en Step 1. Step 3. Siga horizontalmente a la línea del material a la temperatura correcta. Step 4. Muévase hacia abajo verticalmente al fondo de la carta y lea el valor de A. Step 5. Encuentre el valor de el momento de inercia requerido Is por la siguiente ecuación:
- 35. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 B) PARA FLUE U HOGAR CON ANILLOS REFORZADOS (cont…) Step 6. Si el Is requerido es superior al momento de inercia I para la sección seleccionada en el Paso 1, seleccione una nueva sección con un momento de inercia mayor y determine un nuevo valor de Is. El momento de inercia requerido Is del anillo circunferencial debe ser menor que I calculado según: Calcular el área As As = Hr Tr Determinar su momento de Inercia I 1 I = ‐‐‐‐‐‐ Tr Hr3 12 Si Is calculado es menor que I calculado I, la sección del anillo asumido es correcta, pero si no lo es, seleccionar otros valores de Hr y Tr hasta que Is<I.
- 36. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 C) PARA EL FLUE CORRUGADO A continuación se procederá a dimensionar el Flue del tipo corrugado, para lo cual se recurrirá a PFT‐18, la cual establece que la máxima presión de trabajo admisible, para un Flue con porciones lisas en los extremos no mayores que 9” (230mm), se puede obtener de la siguiente manera: Donde: P: Máxima presión de trabajo admisible (psig) t: Espesor de Flue, no menor que 5/16”. D: Diámetro medio del Flue corrugado (pulg.) C: Constante que varía con las características de las ondulaciones del Flue. C = 17300 (119) para corrugaciones no mayores que 8” de centro a centro y profundidad no menor de 2¼” (Leeds) C = 15600 (108) para corrugaciones no mayores que 8” de centro a centro y profundidad no menor de 1¼” (Morison) C = 14000 (97) para corrugaciones no mayores que 8” de centro a centro y profundidad no menor de 1 1/2” (Fox) C = 14000 (97) para corrugaciones no mayores que 9” de centro a centro y profundidad no menor de 1 3/8” (Purves) C = 14000 (97) para corrugaciones no mayores que 9” de centro a centro y profundidad no menor de 1 3/8” (Brown) C = 10000 para corrugaciones no mayores que 18” de centro a centro y profundidad no menor de 1 1/2”
- 37. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 EJEMPLO DE CÁLCULOS PARA DISEÑO DE PRESIÓN EXTERNA NOTA: las figuras A‐381 y A‐382, a las que se hace referencia en la tabla de esfuerzo y en los cuadros de presión externa están incluidas, respectivamente, en las subpartes 1 y 3, de la Sección II, Parte D.
- 38. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A‐381 Un hogar reforzado con anillo se instalará en una caldera tipo escocesa marina. De los siguientes datos de diseño, determinar si el hogar es satisfactorio para una presión de diseño de 150 psi (temperatura de vapor saturado 366ºF): SA‐515 Grado 70 placa de 5/8 pulg. de espesor, 36 pulg. de diámetro externo, 144 pulg. entre láminas tubulares, 36 pulg. de mayor distancia entre anillos de refuerzo adyacentes, los anillos de refuerzo se unen por medio de soldaduras de penetración completa, y los anillos tienen 5/8 pulg. de ancho y 3 pulg. de alto. Indicar todos los cálculos. Dado: el hogar reforzado con anillo Do = 36 pulg. Ls = 36 pulg. = el menor de 36 pulg. o 60t. 60t = 60(0.625) = 37.5. Por lo tanto, L = 36 pulg. (vea PFT‐17.6) material = SA‐515, Grado 70 P = 150 psi t = 0.625 pulg. temperatura de vapor saturado = 366ºF Asumiendo que la temperatura de vapor saturado = temperatura del agua Hr = 3 pulg. Diseño T = T agua + 100ºF = 366ºF + 100ºF = 466ºF Tr = 0.625 pulg. Buscar: ¿Este diseño cumple con los requisitos de la Sección I? Utilizar: PFT‐17 y PFT‐51 Resolver: según PFT‐51.1.2(a), determinar si Do/t ≥ 10. Calcular Do/t donde Do = 36 pulg. (dado) Do/t = 36/0.625 = 57.6 t = 0.625 pulg. (dado) Como Do/t es mayor que 10, siga el procedimiento indicado en PFT‐51.1.2(a).
- 39. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Paso 1: Determine el radio de L/Do y Do/t. Calcule L/Do donde Do = 36 pulg. (dado) L = 36 pulg. (dado) L/Do = 36/36 = 1 Calcular Do/t donde Do = 36 pulg. (dado) t = 0.625 (dado) Do/t = 36/0.625 = 57.6 Paso 2: Ingrese en la figura G de la Sección II, Parte D, el valor de L/Do = 1 Paso 3: Ingrese en la figura G de la Sección II, Parte D, el valor de Do/t = 57.6 Encuentre el factor A. Factor A = 0.0031 Paso 4: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐515, Grado 70, a 466ºF. El cuadro de presión externa a utilizar es la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D. Ingrese en la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 0.0031 y 466ºF. Paso 5: Encuentre el factor B. Factor B = 13,500 Paso 6: Calcule MAWP 4(B) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3(Do/t) donde B = 13,500 (vea la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D) Do = 36 pulg. (dado) t = 0.625 (dado) 4(13,500) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3(36/0.625) P = 312.50 psi
- 40. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 El momento de inercia requerido Paso 1: Calcule As As = (Hr)(Tr) donde As = (3) (0.625) = 1.875 pulg.2 Hr = 3 pulg. (dado) Tr = 0.625 pulg. (dado) Calcule B P Do B = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ t + (As/Ls) donde As = 1.875 pulg.2 (calculado) Do = 36 pulg. (dado) Ls = 36 pulg. (dado) P = 150 psi (dado) t = 0.625 pulg. (dado) (150) (36) B = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 0.625 + (1.875/36) B = 7,975 psi Pasos 2 y 3: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐515, Grado 70. El cuadro de presión externa a utilizar es la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D. Ingrese en la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 7,975 psi y 466ºF. Paso 4: Encuentre el Factor A. Factor A = 0.00059 Paso 5: Calcule Is (Do)2Ls [t + (As/Ls)] A Is = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 14 donde A = 0.00059 (vea la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D) As = 1.875 pulg.2 (calculado) Do = 36 pulg. (dado) Ls = 36 pulg. (dado) t = 0.625 pulg. (dado) (36)2 (36) [0.625 + (1.875/36)] (0.00059) Is = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 14 Is = 1.3313 pulg.4
- 41. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Paso 6: Calcule el momento de inercia real 1 (Tr)(Hr3) I = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 12 donde Hr = 3 pulg. (dado) Tr = 0.625 pulg. (dado) (0.625) (3)3 I = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 12 I = 1.4062 pulg. Paso 7: Compare Is con I. Is (1.3313 pulg.4) es menor que I (1.4062 pulg. 4); por lo tanto, el diseño de este hogar cumple con los requisitos de la Sección I
- 42. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A‐382 Un hogar de combinación en una caldera está hecho de una sección central Morison cuyo diámetro interno mínimo medido a través de curva convexa de las ondulaciones es de 34 ½ pulg., el espesor de la placa es de 5/8 pulg. y la longitud es de 8 pies 4 pulg. Las secciones de los extremos lisos se unen por medio de soldadura a tope con penetración completa y miden 18 ½ pulg. desde la soldadura hasta la unión con la tapa. Estas secciones son de 36 pulg. en el diámetro interno y tienen un espesor de pared de ¾ pulg. ¿Cuál es el MAWP de este hogar? El material es SA‐285C a 700ºF. Dado: el hogar de combinación La Sección Morison D = mínimo ID + 2 = 34.5 + 2 = 36.5 (vea PFT‐18.1) ID = 34.5 pulg. L = 100 pulg. t = 5/8 pulg. = 0.625 pulg. Sección sencilla Do = ID + 2t = 36 + 2(0.75) = 37.5 pulg. ID = 36 pulg. L = 18.5 pulg. material = SA‐285C a 700ºF t = 0.75 2L = 37 pulg. (vea PFT‐19.2) Encuentre: MAWP Utilice: Sección Morison — PFT‐18 y PFT‐19; sección sencilla — PFT‐14, PFT‐19, y PFT‐51 Resuelva: La sección Morison, para PFT‐18.1 P = Ct/D donde C = 15,600 (vea PFT‐18.1) D = 36.5 pulg. (vea PFT‐18.1) t = 0.625 pulg. (dado) (15,600) (0.625) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 36.5 P = 267 psi
- 43. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Sección sencilla, según PFT‐19.2. La MAWP deberá calcularse conforme a PFT‐14 y PFT‐51. Según PFT‐51.1.2(a), determine si Do/t ≥ 10. Calcular Do/t donde Do = 37.5 pulg. (calculado) t = 0.75 (dado) Do/t = 37.5/0.75 = 50 Como Do/t es mayor que 10, seguir el procedimiento indicado en PFT‐51.1.2(a). Paso 1: Determine los radios de L/Do y Do/t. Calcule L/Do donde Do = 37.5 pulg. (calculado) L = 37 pulg. (vea PFT‐19.2) L/Do = 37/37.5 = 0.99 Calcular Do/t donde Do = 37.5 pulg. (calculado) t = 0.75 (dado) Do/t = 37.5/0.75 = 50 Paso 2: Ingrese en la figura G de la Sección II, Parte D, el valor de L/Do = 0.99 Paso 3: Ingrese en la figura G de la Sección II, Parte D, el valor de Do/t = 50 Encuentre el factor A. Factor A = 0.0039 Paso 4: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐285, a 700ºF. El cuadro de presión externa a utilizar es la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D. Ingrese en la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 0.0039 y 700ºF. Paso 5: Encuentre el factor B. Factor B = 10,500 Paso 6: Calcule MAWP 4 (B) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3 (Do/t) donde B = 10,500 (vea la figura CS‐2 de la Sección II, Parte D) Do = 37.5 pulg. (calculado) t = 0.75 (dado) 4 (10,500) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3 (37.5/0.75) P = 280 psi en una sección sencilla MAWP es 267 psi según la sección Morison
- 44. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 A‐383 ¿Qué espesor de pared para un tubo de humo en un área de absorción de calor se requerirá para transportar 500 psi si el tubo es sin costura SA‐192, de 4 pulg. de diámetro y 15 pies de largo? Dado Do = 4 pulg. L = 15 pies = 180 pulg. P = 500 psi Encuentre: espesor de la pared del tubo Utilice: PFT‐12, PFT‐50, y PFT‐51 Resuelva: según PFT‐51.1.2(a), determine si Do/t es mayor que 10. Calcule Do/t ≥ 10 donde Do = 4 pulg. (dado) t = 0.125 pulg. (suposición) Do/t = 4/0.125 = 32 Como Do/t es mayor que 10, seguir el procedimiento indicado en PFT‐51.1.2(a). Paso 1: Calcule L/Do donde Do = 4 pulg. (dado) L = 15 pies (dado) L/Do = 180/4 = 45 Calcular Do/t donde Do = 4 pulg. (dado) Do/t = 4/0.125 = 32 t = 0.125 pulg. (suposición) Paso 2: Ingrese en la figura G de la Sección II, Parte D, para L/Do = 45 Paso 3: Muévase horizontalmente a la línea para Do/t = 32. Desde este punto de intersección, muévase verticalmente hacia abajo para llegar al Factor A. Factor A = 0.0013
- 45. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Paso 4: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐192 ≤ 700ºF según PFT‐50 y PG‐27.4, Nota 2. Ingrese en la figura CS‐1 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 0.0013 y 700ºF. Paso 5: Muévase horizontalmente hacia la derecha hasta encontrar el Factor B. Factor B = 7,000 Paso 6: Calcule MAWP utilizando la siguiente ecuación: 4B Pa = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3 (Do/t) donde B = 7,000 (vea la figura CS‐1 de la Sección II, Parte D) Do = 4 pulg. (dado) t = 0.125 pulg. (suposición) 4(7,000) Pa = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3(4/0.125) Pa = 292 psi Paso 7: Como Pa es menor que P real, seleccione un t mayor y repita el procedimiento de diseño. Por lo tanto, se presume que t = 0.20 pulg. Según PFT‐51.1.2(a), determine si Do/t es mayor que 10. Calcule Do/t ≥ 10 donde Do = 4 pulg. (dado) t = 0.20 pulg. (suposición) Do/t = 4/0.20 = 20 Como Do/t es mayor que 10, seguir el procedimiento indicado en PFT‐51.1.2(a). Paso 1: Calcule L/Do donde Do = 4 pulg. (dado) L = 15 pies (dado) L/Do = 180/4 = 45 Calcular Do/t donde Do = 4 pulg. (dado) Do/t = 4/0.20 = 20 t = 0.20 pulg. (suposición)
- 46. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 Paso 2: Ingrese en la figura G para L/Do = 45 Paso 3: Muévase horizontalmente a la línea para Do/t = 20. Factor A = 0.0028 Paso 4: Ingrese en la Tabla 1A de la Sección II, Parte D, para SA‐192 ≤ 700ºF según PFT‐50 y PG‐27.4, Nota 2. Ingrese en la figura CS‐1 de la Sección II, Parte D, y encuentre la intersección de 0.0028 y 700ºF. Paso 5: Muévase horizontalmente hacia la derecha hasta encontrar el Factor B. Factor B = 8,000 Paso 6: Calcule MAWP utilizando la siguiente ecuación: 4B P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3 (Do/t) donde B = 8,000 (vea la figura CS‐1 de la Sección II, Parte D) Do = 4 pulg. (dado) t = 0.20 pulg. (suposición) 4(8,000) Pa = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3(4/0.20) Pa = 533 psi Paso 7: Como Pa es mayor que P, el espesor requerido es igual a 0.25 pulg. t = 0.20 pulg
- 47. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 NOR TE CATEGORIA III CONFORME A LA NOM-020-STPS-2011 PARO DE SEGURIDAD POR: ALTA PRESION DE VAPOR: 8.5 Kg/cm (833.56 Kpa) TIPO DE COMBUSTIBLE: DIESEL 60 CC=37944.905 Kcal/hr 2 DATOS GENERALES: MODELO---------------------------------M-100.60 CABALLOS CALDERA------------------60 HP PRESION DE OPERACION--------------7.0 Kg/cm² DIAMETRO INTERIOR-------------------1219 mm LONGITUD TOTAL (Lt)------------------2457 mm LONG. INT. ENTRE ESPEJO (L)--------2057mm USO--------------------------------------VAPOR DATOS GENERALES DE DISEÑO: PRESION DE DISEÑO (P)------10.5 Kg/cm² (1029.69 Kpa) TEMPERATURA DE DISEÑO----------210 °C PRESION HIDROSTATICA-------------10 Kg/cm² FACTOR DE SEGURIDAD-------------3.5 CODIGO DE DISEÑO----------SEC. I CODIGO ASME
- 48. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 EJEMPLO DATOS GENERALES Marca Cleaver Brooks Modelo M‐100.60 Serie MX 3322 CB Año Fabricación 1980 Caballos Caldera 60HP Presión Operación 7.0kg/cm2 Diámetro Interior 12199mm Longitud Total (Lt) 2457mm Long. Int. Entre Espejos (L) 2057mm Uso VAPOR DATOS GENERALES DE DISEÑO Presión de Diseño (P) 10.5 Kg/cm2 = (1029.69kpa) = 150 psig Temperatura de Diseño 210°C Presión de Prueba Hidrostática 10Kg/cm² = 225 psig Factor de Seguridad 3.5 Código de Diseño Sección I Código ASME Categoría III Conforme a la NOM‐020‐STPS‐2011 Paro seguridad Alta Presión Vapor 8.5kg/cm2 (833.56kpa) Tipo Combustible Diesel Caballos Caldera 60CC = 37944.905kcal/h DATOS DIAMETRO DE VALVULA W Capacidad Evaporativa 960kg/h C Constante para vapor 349 P Presión Diseño x 1.1 + 1.033 12.69 M Peso Molecular 18.02 T Temperatura 204° + 460° 664°R K Constante para Vapor 1.324
- 49. TRN-000.00 rev.02, 06.2016 Código ASME VIMI8604074X3‐0005 CARJ541103QV2‐0005 DE ACUERDO AL CODIGO ASME SECCION 1 EDICION 1967 I) SUPERFICIE EXPUESTA A PRESION a) Tubos: Nt(Lt)(Dt)(π) = 62 x 2.057 x 0.058 x 3.1416 = 23.50m² b) Fogón: π x Df x Lf = 3.1416 x 0.478 x 2.057 = 3.19 m² c) Espejo : 2π ‐‐‐‐‐‐‐‐ = ((1.219)² ‐ (0.508)² ‐ 62(0.064)²) ‐ 2 (0.176) = 1.17m² 4 e) Superficie total de calefacción: St = 23.50 + 3.19 + 1.17 = 27.76m² II) CALCULO DE ESPESORES a) Cuerpo o coraza : Pag. 27 PR (10.6)(609.5) t = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ + C t = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ + 0 = 6.96mm SE ‐ (1‐Y)(P) (1406.163)(1.0) ‐ (1‐0.4)(10.6) b) Hogar : Pag. 115 P D (10.6)(478) th = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ th = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ th = 4.62mm C 1096.4 c) Espejos P 10.5 t = p ‐‐‐‐‐ t = 90 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ t = 5.59 mm SC (971.1)(2.8) III) PRESIONES MAXIMAS PERMISIBLES a) Cuerpo o coraza : Pag. 27 SE( t ‐ c) (1406.163)(1.0)(7.9 ‐ 0) Pc = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = 18.08 Kg/cm² R + ( 1 ‐ Y) (t ‐ c) 609.5 + (1‐ 0.4)(7.9 ‐ 0) b) Hogar Corrugado CT (1096.8)(15) Pc = ‐‐‐‐‐‐ = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = 34.41Kg/cm² D 478 c) Espejos t2 S C (5.59)2(971.1)(2.8) P = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = 30.48 Kg/cm² p2 902 IV) CALCULO DE LA VALVULA DE SEGURIDAD Capacidad de generación = (Superficie de hogar) (68.39) + (Superficie de convección)(39.08) W = (3.19) (68.39) + (17.78 + 0.878 )(39.08) = 946.31 kg/h WD 940 A = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = 0.9731cm2 CKP M (349)(1.324)(12.69) 18.02 ‐‐‐‐‐‐‐ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ T 664 4(0.9731) Dv = ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ = 1.113cm = 10.13mm 3.1416