ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

DISEO DE ELEMENTOS DE MQUINAS I

NOGUERA ADRIANA 6498

2014-08-01

MANUAL DE DISEO DE TANQUES SOMETIDOS A PRESIN

EXTERNA Las reglas incluidas en este manual, estn determinadas solo para el diseo de tanques

cilndricos y esfricos. Las formas bsicas de los cilindros estn especificadas en la figura

siguiente:

Nomenclatura:

P = Presin externa

Pa = Mximo Valor calculado de la presin externa permitida de trabajo para un valor asumido

de t (espesor)

Ro = Radio externo para la carcasa externa, in (mm)

t s = espesor nominal para carcasas cilndricas o tubos, in (mm)

Do= dimetro externo carcasa cilndrica.

Consideracin1. El espesor mnimo requerido de carcasas cilndricas sometidas a presiones

externas, sern determinadas bajo el siguiente procedimiento:

1. Si la relacin

10

Asumir el valor de t para determinar las relaciones y

Ir a la figura 1, entrar por el valor considerando que, si este valor es mayor

que 50 entre a la figura tomando el valor de 50; y si es menor que 0,05 entre a

la figura tomando el valor de = 0,05

Con el valor de trazar una lnea horizontal hasta intersecar con el valor de

, la extrapolaicn no es permitida. Desde este punto de interseccin, trazar

una lnea vertical hacia abajo, determinando el valor del factor A.

Una vez conocido el valor de A, entrar a la figura 2 (en este caso solo esta

considerado para tanques con presiones inferiores a 30000 psi) (fig CS-1 la

subparte 3 Seccin II parte D), con el valor de A, trazar una lnea vertical hasta

intersecar con el valor de E del material escogido, con el punto de interseccin

trazar una lnea horizontal para hallar el valor de B.

Si la interseccin est por la derecha de la lnea material/temperatura, la

presin mxima externa admisible se determina con la siguiente frmula:

=2

3(/)

Si la interseccin est por la izquierda de la lnea material/temperatura, como

ya se determin el valor de B, determinar la presin mxima externa admisible

se determina, con la siguiente frmula:

=4

3(/)

Compare el valor de Pa con el valor de P. Aqu se tienen dos casos:

2. Si la relacin

< 10

Se obtiene el valor de B, como fue explicado en el caso anterior (primero calcular

el valor de). Para el valor de A, se dan dos casos:

Si el valor de

Donde S, es el menor valor de dos veces el mximo de la tensin admisible a la

temperatura del metal diseado (depende del material); o S puede ser 0,9 del Sy (lmite

de fluencia)

El valor de Sy puede ser obtenido al encontrar el valor de B con una temperatura dada,

y el Sy es dos veces el valor de B.

Se hace una comparacin entre Pa1 y Pa2, escogiendo el mnimo entre los dos.

Este valor ser usado como la mxima presin externa permitida (conocida

como Pa)

Comparar el valor de Pa con el valor de la presin P y comparar:

Consideracin 2

La presin externa de diseo o la mxima presin externa de trabajo admisible, no

puede ser menor que la diferencia mxima esperada durante la presin en operacin

que puede existir entre el exterior y el interior del envase en cualquier momento.

Consideracin 3

Los recipientes para servicio que estn diseados para presiones por debajo de 15 psi o

menos, pueden ser estampados con la Marca de Certificacin y el Diseador anotar el

cumplimiento de las reglas provistas por el apartado y que las caractersticas satisfagan

el diseo.

En la placa de certificacin, se deber especificar la mxima presin externa permitida

de trabajo. Los recipientes deben ser diseados y sumillados con la mxima presin

externa admisible.

Consideracin 4

Cuando sea necesario, a los recipientes se les deber aumentar rigidizadores u otros

soportes para prevenir posibles sobrepresiones o distorsiones cuando estn sometidas

a otras cargas externas como viento, nieve, reacciones ssmicas, expansin por

diferencia de temperatura.

Comparacin del valor

de Pa con P

PaP

Asumir un valor de t ms alto y

repetir el procedimiento ya

mencionado, hasta que le valor

de Pa sea igual o mayor que P

El valor asumido de t es bueno

FIGURA 1

FIGURA 2