INGENIERIA CONTROL DE PROCESOS

ICP 271 OPERACIONES DE SEPARACION

Ing. ALFREDO ARANCIBIA VALDA

e-mail: alfredo.arancibia@ypfbrefinacion.com.bo Santa Cruz - Bolivia

RECIPIENTES SUJETOS A PRESION

• DEFINICIÓN

• CLASIFICACIÓN

• COMPONENTES

• CODIGOS DE PROYECTO

• MATERIALES

• MECANISMOS DE DESGASTE

• DEFINICIÓN

ES TODO RECIPIENTE CONSTRUIDO PARA OPERAR CON FLUIDOS A PRESIÓN DIFERENTE A LA ATMOSFÉRICA, QUE CONTIENE CUALQUIER FLUIDO A PRESIÓN MANOMETRICA SUPERIOR O IGUAL A 1,02 Kg/cm2.

SON DESTINADOS AL ALMACENAMIENTO DE LIQUIDOS O GASES BAJO PRESIÓN O SUJETOS A VACIO TOTAL O PARCIAL.

SON TRES LAS CONDICIONES ESPECIFICAS QUE HACEN NECESARIO LA CONFIABILIDAD DE ESTOS EQUIPOS

• PRINCIPALES USOS

ALMACENAMIENTO DE GASES BAJO PRESION

ACUMULACIÓN INTERMEDIA DE LIQUIDOS Y GASES

PROCESAMIENTO

• CLASIFICACIÓN

LOS RECIPIENTES A PRESIÓN PUEDEN SER CLASIFICADOS SEGUN SUS FORMAS

CILÍNDRICOS VERTICALES

CILÍNDRICOS HORIZONTALES

ESFÉRICOS

• COMPONENTES

CUERPO

CILÍNDRICO

CÓNICO

ESFÉRICO

• COMPONENTES

TAPAS

• COMPONENTESENTRADAS Y ABERTURAS

• ABERTURAS PARA CONEXION A LAS LINEAS EXTERNAS

• ABERTURAS PARA INSTRUMENTOS

• ABERTURAS PARA RESPIRACION Y DRENAJE

• ENTRADAS DE HOMBRE

• COMPONENTESENTRADAS

ENTRADAS PARA CONEX. INSTRUMENTOS

MANHOLE

• COMPONENTES

REFUERZOS

EFECTO INDESEABLE

DISCOS DE CHAPA SOLDADOS ALREDEDOR DE LA ENTRADA. TAMBIÉNLLAMADOS ANILLOS DE CHAPA.

NO DEBEN SER USADOS CUANDO LA PARED DEL RECIPIENTE TUBIERA UN ESPESOR IGUAL O SUPERIOR A 50 mm.

NO SON RECOMENDADOS PARA RECIPIENTES QUE OPEREN A BAJAS TEMPERATURAS.

ES EL SISTEMA MAS SIMPLE Y BARATO Y ADEMAS DE FACIL EJECUCIÓN.

• COMPONENTES

REFUERZO

ANILLO DE REFUERZO

ANILLO DE REFUERZO

PARED DEL RECIPIENTE

CUELLO TUBULAR

• COMPONENTESREFUERZOS

• REFUERZO CON DISCO DE MAYOR ESPESOR

SISTEMA ES PERMITIDO PARA CUALQUIER DIAMETRO.

USADO EN CASOS EN QUE EL ANILLO DE CHAPA NO ES PERMITIDO O NO ES RECOMENDADO.

LA PRINCIPAL DESVENTAJA ES LA GRAN RESTRICCIÓN EN LAS SOLDADURAS DE DISCO DE REFUERZO CON EL CUELLO.

LA DESVENTAJA ES MINIMIZADA POR EL USO DE TRATAMIENTO TERMICO DE ALIVIO DE TENSIONES QUE SOLAMENTE PODRÍA SER OBVIADO CUANDO EL CASCO Y EL CUELLO NO TUVIERAN GRAN ESPESOR.

• COMPONENTESREFUERZO

REFUERZO CON DISCO DE MAYOR ESPESOR

• COMPONENTESREFUERZOS

REFUERZO CON PIEZA FORJADA INTEGRAL

PUEDE SER USADO EN RECIPIENTES DE CUALQUIER DIAMETRO.

ES UNA CONSTRUCCIÓN CARA, SIN EMBARGO PRODUCE UNA MEJOR DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES Y UNA MAYOR RESISTENCIA MECANICA.

DEBIDO A UNA GRAN EXTENSIÓN Y RIGIDEZ DE LA SOLDADURA EN EL CASCO, EL TRATAMIENTO TERMICO DE ALIVIO DE TENSIONES DEBE SER REALIZADO.

TODAS LAS PIEZAS INTERNAS DEBEN SER DESMONTABLES.

OBLIGATORIAMENTE DEBEN SER SUBDIVIDIDAS EN SECCIONES.

ES DIFICIL LA UTILIZACIÓN DE CUALQUIER SISTEMA DE PROTECCIÓN ANTICORROSIVA.

DEBEN SER CONSTRUIDOS DE MATERIAL RESISTENTE A LA CORROSION

SON CON FRECUENCIA DE MATERIAL DIFERENTE DEL MATERIAL DEL RECIPIENTE.

COMPONENTES

ACCESORIOS INTERNOS

• COMPONENTES

ACCESORIOS INTERNOS

BANDEJAS.

• COMPONENTES

ACCESORIOS INTERNOS

DISTRIBUIDORES

• COMPONENTES

ACCESÓRIOS INTERNOS

REJILLAS

• COMPONENTES

ACCESORIOS INTERNOS

DEMISTERS

• COMPONENTES

SOPORTES

RECIPIENTES HORIZONTALES

SOPORTADO EN DOS CUNAS.

EN UNA DE LAS CUNAS LOS ORIFICIOS

DE LA BASE SOPORTACIÓN SON

RANURADOS.

• COMPONENTES

SOPORTES

RECIPIENTES VERTICALES

SUSTENTADOS POR MEDIO DE FALDAS CILINDRICAS O CONICAS, COLUMNAS O ZAPATAS.

SIEMPRE QUE SEA POSIBLE DEBEN SER USADAS COLUMNAS.

LAS TORRES DEBEN SER SOPORTADAS POR MEDIO DE FALDAS, CON ESPESOR MINIMO DE 3.6 mm.

• CODIGOS DE PROYECTO

– NORMAR Y SIMPLIFICAR EL CÁLCULO Y PROYECTO DE LOS RECIPIENTES DE PRESION.

– GARANTIZAR LAS CONDICIONES MÍNIMAS DE SEGURIDAD PARA SU OPERACIÓN.

– PUEDEN SER DIVIDIDOS EN DOS GRANDES GRUPOS.• TENSIONES DE MEMBRANA.

– A.D. MERKBLATT, SNCT, ASME VIII DIVISION 1 E B.S. 5500 (PROYETO SIMPLIFICADO)

• RIGUROSA Y CRITERIOSO ANALISIS DE TENSIONES DE LOS EQUIPOS.

– ASME VIII DIVISION 2 Y B.S. 5500 (PROYECTO BASADO EN ANALISIS DE TENSIONES).

• CÓDIGOS DE PROYECTO

• CÓDIGO ASME - SECCION VIII - DIVISION 1• LA DIVISION 1 DEL CÓDIGO ASME ESTÁ DIVIDIDA DE LA

SEGUIENTE FORMA:

SUB-SECCIONES (A, B, E, C); APENDICES OBLIGATÓRIOS; APENDICES NO-OBLIGATÓRIOS.

• LA SUB-SECCIÓN ENCIERRA LOS REQUISITOS GENERALES COMUNES A LA CONSTRUCCION DE TODO LOS RECIPIENTES A PRESION.

• LA SUB-SECCIÓN B COMPRENDE LOS REQUISITOS REFERENTES AL PROCESO DE FABRICACIÓN.

• LA SUB-SECCIÓN C COMPRENDE LOS REQUISITOS REFERENTES A LOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA FABRICACÓN.

• CÓDIGOS DE PROYECTO

COMPARACIÓN ENTRE LAS DIVISIONES 1 Y 2 DEL CODIGO ASME SECCION VIII.

DIVISION 1: EL CALCULO DEL ESPESOR MINIMO DE PARED UTILIZA LA TEORIA DE LA MENBRANA O SEA

FORMULASPARA EL CALCULO SIMPLIFICADO.

DIVISION 2 : REQUIERE UN CÁLCULO DETALLADO Y EL TIPO DE

TENSIÓN ACTUANTE EN CADA PARTE DEL RECIPIENTE.

CONSIDERA LA POSIBILIDAD DE FALLA POR FATIGA.

NO ACEPTA LAS LIMITACIONES DE ALCANCE DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PERMITIDAS

POR LA DIVISION 1.

• MATERIALES• LOS FACTORES NORMALMENTE CONSIDERADOS EN LA

ELECCION DEL MATERIAL PARA LA FABRICACIÓN DEL RECIPIENTE.

• CONDICIONES DE SERVICIO DEL EQUIPO, COMO POR EJEMPLO, PRESION Y TEMPERATURA DE OPERACION.

• NIVEL Y NATURALEZA DE LAS TENSIONES ACTUANTES.

• NATURALEZA, CONCENTRACIÓN E IMPUREZAS, POR EJEMPLO, DE LOS FLUIDOS EN CONTACTO CON EL RECIPIENTE.

• COSTO DEL MATERIAL Y DE SEGURIDAD.

• FACILIDAD DE FABRICACIÓN MONTAJE Y MANTENIMIENTO.

• TIEMPO DE VIDA PREVISTO PARA EL EQUIPO.

• DISPONIBILIDAD.

• EXPERIENCIA PREVIA.

• MATERIALES• INFLUENCIA DE ALTAS TEMPERATURAS

• EL MATERIAL PRESENTA UN PROCESOS DE DEFORMACIÓN PLASTICA A LO LARGO DEL TIEMPO.

• 1ª FASE: LA TASA DE DEFORMACION ES DECRECIENTE.• 2ª FASE: SE EXPERIMENTA UN BALANCE ENTRE LOS

MECANISMOS. • 3ª FASE: OCURRE UNA DEFORMACIÓN LOCALIZADA Y

UNA ACELERACIÓN EN LAS TASAS DE DEFORMACIÓN.

• PARTES PRESURIZADAS.• LIMITES ESTABLECIDOS EN FUNCIÓN DE LA

RESISTENCIA A LA FLUENCIA DEL MATERIAL.

• PARTES NO PRESURIZADAS. • LIMITES EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DE

ESCAMACIÓN DEL MATERIAL.

• MATERIALES

• INFLUENCIA DE LAS BAJAS TEMPERATURAS.

• COMPORTAMIENTO DUCTIL EN TEMPERATURA AMBIENTE.• PUEDEN TORNARSE QUEBRADIZOS CUANDO SON SOMETIDOS A

TEMPERATURAS BAJAS.• SE TORNAN SUJETOS A FRACTURA FRAGIL

• MATERIALES• INFLUENCIA DE LAS BAJAS TEMPERATURAS

• LOS CODIGOS ACTUAN EN EL NIVEL DE TENSIONES. • RECOMIENDAN CUANDO SEA NECESARIO UN TRATAMIENTO

TÉRMICO DE ALIVIO DE TENSIONES. • ESTIPULAN REGLAS PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES A

TRAVEZ DE LOS ENSAYOS DE IMPACTO.• EN LA DIVISION 1 LA PRUEBA ES EXIGIDA PARA LAS

TEMPERATURAS DE OPERACIÓN ABAJO DE–200F (-290C).• EN LA DIVISION 2 EL ENSAYO ES EXIGIDO EN FUNCIÓN DEL TIPO

DE MATERIAL, ESPESOR Y DE LA TEMPERATURA MINIMA DE OPERACIÓN.

• MATERIALES

• ESPECIFICACIÓN

• MATERIALES• MATERIALES MA S UTILIZADOS

• ASTM A – 285 GR C - PARTES NO PRESURIZADAS, SERVICIOS NO TÓXICOS, EN PRESIONES Y

TEMPERATURAS NO MUY ELEVADAS.

• ASTM A – 515 GR 60 Y GR 70 - TEMPERATURAS MAS ELEVADAS.• ASTM A – 516 GR 60 Y 70 - BAJAS TEMPERATURAS.• ASTM A – 283 GR C

• TEMPERATURAS ELEVADAS• SERVICIOS CON HIDROGENO

• ACERO MOLIBDENO (1/2 MO);• ACERO Cr-Mo (1 ¼ CR- ½ MO, 2 ¼ CR – 1 MO).• ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO(AISI 304, AISI 304 L, AISI 316,

AISI 316 L, AISI 321); • ACERO I INOXIDABLE FERRÍTICO (AISI 405); • ACERO INOXIDABLE MARTENSÍTICO(AISI 410).