Criterios de diseño en recipientes

Las unidades de equipo de proceso pueden fallar en servicio por diversas razones. Las consideraciones por tipo de falla que pueda presentarse es uno de los criterios que deben usarse en el diseño de equipo.

Las fallas pueden clasificarse:

• Deformación elástica excesiva 
• Inestabilidad elástica, inestabilidad plástica
• Ruptura por fragilidad, termofluéncia o corrosión.

La inestabilidad elástica

Es un fenómeno asociado con las estructuras que tienen limitada su rigidez y están sujetas a compresión, flexión, torsión, combinación de tales cargas.

Inestabilidad plástica

El criterio de mayor uso para el diseño de equipo es aquel que mantiene los esfuerzos inducidos dentro de la región elástica del material de construcción con el fin de evitar la deformación plástica como resultado de exceder el punto de cedencia.

Sadm=Su/Fs , Sadm= Sy/Fs

Fs=4 (ASME)

Para controlar la presión en el recipiente os ayuda la válvula de alivio

Paj= Pop + 0.1 Pop = 1.1 Po

MAWP= Máxima P de trabajo Adm.

MOP< 10 a 20% de MAWP 

Mop= Máx. P de Op.

S= Esfuerzo

F= Deformaciones 

Sy= Esfuerzo de cedencia 

Su= Esfuerzo ultimo 

Fragilidad

Cuando en los recipientes se producen cambios críticos en las propiedades físicas del material del recipiente durante el servicio.

Termofluencia

Nos indica que a temperaturas elevadas la deformación inelástica del material en función del tiempo es definida como la creep.

Fatiga

La falla por fatiga se presenta por la aplicación repetida de pequeñas cargas, las cuales por si mismas son incapaces de producir deformación plástica que pueda detectarse con el tiempo, estas cargas hacen que se habrá una grieta y que se propague a través de la pieza; ocurre la intensificación de los esfuerzos y por último, resulta una fractura frágil y repentina.

Esfuerzo admisible

El porcentaje de resistencia a la cedencia usado como esfuerzo admisible es controlado por un numero de factores tales como la exactitud con la cual las cargas pueden ser estimadas, la confiabilidad de los esfuerzos calculados para esas cargas, la uniformidad del material, el peligro si la falla ocurre y otras consideraciones como concentración de esfuerzos, impacto, fatiga y corrosión.

Discontinuidad de esfuerzos en recipientes

Las deformaciones diferenciales ocasionadas por los esfuerzos de membrana, de magnitud variable, a través del recipiente, puede también ocasionar flexión en la pared y aun cuando estos esfuerzos flexionantes son locales pueden ser elevados en magnitud.

Extraído de: http://www.calderasdelnorte.com.mx/pdf/Codigo_Asme.pdf