Métodos para el Diseño de Presión Interna

Las ecuaciones en el Código proporcionan el espesor mínimo requerido para limitar la membrana, y en algunos casos las tensiones de flexión en el componente de tubería, a la tensión permisible apropiada. A este espesor deben añadirse tolerancias mecánicas y de corrosión/ erosión. Por último, el espesor nominal seleccionado debe ser tal que el espesor mínimo que pueda proporcionarse, según las especificaciones y teniendo en cuenta la tolerancia del molino, sea al menos igual al espesor mínimo requerido.

Las reglas de diseño de presión en el Código se basan en el esfuerzo normal máximo, o esfuerzo principal máximo, versus esfuerzo cortante máximo, o intensidad de esfuerzo de von Mises. Cuando se desarrollaron las reglas en la década de 1940, se entendió que la intensidad del esfuerzo proporcionaba una mejor evaluación del rendimiento, pero se consideró que la teoría del esfuerzo principal máximo generalmente podría proporcionar una mejor medida de la capacidad de presión en situaciones en las que el rendimiento local simplemente podría conducir a la redistribución del estrés [Rossheim y Markl (I960)].

Las asignaciones mecánicas incluyen reducciones físicas en el grosor de la pared, por ejemplo, debido al roscado y ranurado de la tubería. Los permisos de corrosión y erosión se basan en la corrosión y/o erosión previstas a lo largo de la vida útil de la tubería. Esto se basa en estimaciones, experiencia o literatura, como publicaciones de la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (NACE). Estos márgenes se agregan al espesor de diseño de presión para determinar el espesor mínimo requerido de la tubería o componente cuando es nuevo.

Para los componentes roscados, la profundidad nominal de la rosca (dimensión h de ASME B 1.20.1; véase el apéndice I o equivalente) se utiliza para la tolerancia mecánica. Para superficies mecanizadas o ranuras donde no se especifica la tolerancia, el Código requiere una tolerancia de 0,5 mm (0,02 pulg.) en la profundidad del corte se asume.

Las tolerancias del molino se proporcionan en las especificaciones. La tolerancia más común en el espesor de pared de la tubería recta es del 12,5%. Esto significa que el espesor de pared en cualquier lugar dado alrededor de la circunferencia de la tubería no debe ser inferior a 87.5% del espesor nominal de la pared. Tenga en cuenta que la tolerancia en el peso de la tubería es típicamente más estricta, de modo que el volumen de metal y su peso pueden estar presentes, aunque una región delgada controlaría el diseño para el estrés del aro debido a la presión interna.

Se debe hacer referencia a la especificación apropiada para la tubería para determinar la tolerancia de molino especificada. Por ejemplo, la placa normalmente tiene una tolerancia inferior de 0,25 mm (0,01 pulg.). Sin embargo, la tubería formada a partir de placa no tiene esta tolerancia; puede ser mucho mayor. La especificación de la tubería, que puede permitir una mayor tolerancia inferior, rige para la tubería. El fabricante de la tubería puede pedir una placa que sea más delgada que el grosor de pared nominal para fabricar la tubería, siempre que se satisfagan las tolerancias de molino de especificaciones de tubería. Sin embargo, la tolerancia de peso podría entonces gobernar. Por ejemplo, la tolerancia de espesor para la tubería A53 es del 12,5%, pero la tolerancia de peso es del 10%. Como resultado, el espesor mínimo para la tubería soldada A53 hecha de material de placa sería de un 10% por debajo del grosor debido a la tolerancia de peso. # Little_PEng

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