ASME VIII D1 en Español [PDF]

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ASME Sección VIII Recipientes a Presión

5/07/2003

ASME Sección VIII Recipientes a Presión

5/07/2003

Bienvenidos! Propósito del Seminario Suministrar al participante la información sobre la Sección VIII, División 1 incluyendo el diseño básico de recipientes a presión y los estándares de referencia tal que el o ella sean capaces de: Evitar los errores comunes en el uso de la Sección VIII. Encontrar las respuestas a las preguntas rápidamente. Cumplir con el Código tan económicamente como sea posible. Este seminario esta presentado para un nivel intermedio, se asume que el participante tiene un entendimiento básico de cómo la Sección VIII, Div. 1 esta organizada y se usa. Este seminario hará énfasis en las reglas de diseño, fabricación e inspección de la Sección VIII, División 1.

Código Aplicable Edición 2001 Adenda 2002

La Presentación AI. AII. 1. 2. 3. 3a. 3b. 3c. 3d. 3e. 3f. 4.

Introducción al Sistema ASME Certificados de Autorización Organización de la Sección VIII, Div. 1 Requisitos para los Materiales Requisitos de Diseño Superficies Arriostradas Diseño a Presión Externa Espesor del Cuello de las Boquillas Aberturas y su Refuerzo Resistencia del Refuerzo Eficiencia de Ligamentos Requisitos para la Fabricación

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5. 6. 7.

Tratamiento térmico pos-soldadura Requisitos de Ensayos No-Destructivos (NDE) Pruebas de Presión, Estampado y Reportes de Datos

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Objetivo Al final de esta lección, los participantes entenderán como los Códigos ASME son revisados y mantenidos. El participante también entenderá las políticas básicas del ASME y como funciona el sistema de comités. El o ella entenderán las diferencias entre los códigos de fabricación, de referencia y los casos código. Además, el participante entenderá la relación entre varias organizaciones como el ASME, el “National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors”, las jurisdicciones, las Agencias de Inspección, y como funcionan estas dentro del “Sistema ASME.”

Tópicos de la Lección ·

Organización e historia de los Códigos ASME.

·

Políticas básicas del ASME.

·

La organización de los Comités del ASME.

·

El proceso de revisión del Código.

·

El “National Board” y las Jurisdicciones.

·

Las Agencias de Inspección Autorizadas.

Organización e Historia de los Códigos ASME El Código ASME para Calderas & Recipientes a Presión En 1911 se estableció un Comité del ASME con el propósito de formular las reglas estándar para la construcción de Calderas de vapor y otros Recipientes a Presión. Este fue editado por primera vez en 1914 como Código ASME para Calderas y recipientes a Presión, Sección I Calderas de Potencia. Desde ese momento, los Códigos han crecido hasta incluir los diferentes volúmenes que se conocen hoy en día. Para prevenir la duplicación de los requisitos los Códigos han sido catalogados en dos: Los Códigos de Construcción y los Códigos de Referencia.

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Historia de los Códigos de Construcción

·

·

·

1914

Sección I, Calderas de Potencia

·

1923

Sección IV, Calderas para Calefacción

·

1928

Sección VIII, Código de Recipientes a Presión Sin Fuego

·

1965

Sección III, Componentes de Plantas de Potencia Nucleares

1968 Renombrada la Sección VIII, División 1 Código de Recipientes a Presión ·

1968

Sección VIII, Div.2, Reglas Alternativas para Recipientes a Presión

·

1969

Sección X, Recipientes a Presión Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio

·

1970 Sección XI, Inspección en servicio, Plantas de Potencia Nucleares

·

1997 Sección VIII, Div.3, Reglas Alternativas para Recipientes a Alta Presión

1998

Sección III, División 3, Sistemas de Contención y Empacado para Transporte de Combustible Nuclear Desgastado y Desechos con Alto Nivel de Radioactividad.

Historia de los Códigos de Referencia ·

1924

Sección II, el Código de Materiales fue desarrollado.

·

1937

Sección IX, Calificaciones de Soldadura.

Antes de esto, la Sección IX aparecía como un suplemento de la Sección VIII. ·

1971

Sección V, Ensayos No-Destructivos.

Antes de esto, los requisitos para los Ensayos No-Destructivos aparecían en cada Código de Construcción ·

1974 La Sección IX fue drásticamente revisada. Las calificaciones para soldadura por “Brazing” fueron incluidas en este momento

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Historia de los Codigos de Inspeccion ·

1970

Seccion XI, Inspeccion en servicio, Plantas de Potencia Nucleares

Políticas Básicas del ASME Políticas del ASME Las interpretaciones oficiales pueden ser hechas solamente a los requisitos del Código ASME, incluyendo ediciones y adendas anteriores. Los Casos Código proveen reglas alternativas. Las erratas son correcciones al Código, pueden ser hechas como sea necesario, pero las revisiones en las cuales cambia el Código tienen que ser a través del proceso del Comité completo.

Reuniones del ASME El ASME se reúne cuatro veces al año. Una es sostenida en New York, dos en una localización fuera de New York, y una en conjunto con el “National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors” esta reunión es llamada “Reunión fuera de la ciudad”. Todas las reuniones de los Comités, con excepción del Comité de acreditación, son abiertas al publico.

El Sistema ASME

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El ASME

Los Fabricantes Las Agencias de Inspección

Las Jurisdicciones

NOTA: Todos los miembros son voluntarios y son soportados por sus compañías.

El Formato de Comité del ASME Los Códigos ASME son escritos, revisados, e interpretados siguiendo un proceso de Comité. El Comité Principal tiene que aprobar todos los ítems puestos a su consideración por los Sub-Comites antes que estos sean incluidos en el Código. Existen Sub-Comites para cada Código y Sub-Grupos y grupos de Trabajo dentro de cada Sub-Comite.

Revisiones al Código

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Una revisión al Código es un cambio en los requisitos anteriormente establecidos. Su utilización es opcional una vez editados, pero se convierten en obligatorios seis meses después de la fecha de edición (Julio 1). Estas revisiones son llamadas “Adenda”.

Adenda Las Adendas son editadas anualmente como se indica a continuación: ·

El 30 de Junio del año siguiente a la edición del Código.

·

El 30 de Junio a los dos años de la edición del Código.

Los Códigos de Construcción Estos Códigos son referidos como de Construcción o Códigos de Fabricación. Estos son los Códigos con los cuales un ítem es fabricado, e incluyen: ·

Sección I, Calderas de Potencia

·

Sección III (Divisiones 1, 2 y 3), Componentes Nucleares

·

Sección IV, Calderas Calefactoras

·

Sección VIII (Divisiones 1, 2 y 3), Recipientes a Presión

·

Sección X, Recipientes a Presión Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio

Los Códigos de Referencia Estos son Códigos a los cuales hacen referencia los Códigos de Construcción. Estos deben ser usados solamente cuando sean referidos por el Código de Construcción y se deberán usar solamente como sea especificado. Estos incluyen: ·

Sección II - Materiales

·

Sección V – Ensayos No-Destructivos

·

Sección IX – Calificaciones de Soldadura y Soldadura por “Brazing”

Reglas para los Códigos de Referencia Los Códigos de Referencia son usados solamente cuando y como sean referidos por el Código de Construcción. Las paginas obsoletas nunca deben ser descartadas,

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pues estas pueden ser necesarias posteriormente para demostrar el cumplimiento del Código. Por ejemplo, un procedimiento de soldadura que fue calificado con una Edición anterior.

Reglas para los Códigos de Inspección La Sección XI es un Código ASME para la inspección, reparación y alteración de plantas de potencia nucleares y es usado cuando es requerido por las Jurisdicciones.

Errata Las Erratas son correcciones al Código. Un ejemplo puede ser un error de impresión o tipográfico. Las erratas son normalmente retroactivas a la fecha de edición de la adenda.

Casos Código Los Casos Código son alternativas o reglas nuevas para el Código, y son aplicables únicamente al Código especificado. Su uso no es obligatorio, pero si son usados, usted tiene que aplicar todos los requisitos e identificar el uso del Caso Código en el Reporte de Datos.

Diagrama de Flujo de los Casos Código Un C.C. se sugiere a la Secretaria del Sub-Comite

Comité Principal

Posible interrelación con otros Sub-Comites

Comentario Publico (M.E./ANSI Journal)

Un C.C. se propone al SubComité de la Sección VIII

Edición del Caso Código

NOTA: Los Casos Código nunca son obligatorios.

Interpretaciones Las interpretaciones son opiniones oficiales editadas por el ASME las cuales clarifican el intento del Código basadas en las preguntas hechas. Las

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interpretaciones no pueden ser hechas a ítems fuera del alcance del Código. Las solicitudes de interpretaciones tienen que ser enviadas a la Secretaria del SubComité aplicable, y tienen que cumplir con lo delineado en el Apéndice 16 de la Sección VIII, Div.1. Las interpretaciones pueden ser hechas únicamente por el ASME en forma escrita y firmadas por el Secretario.

Opiniones Las opiniones son interpretaciones no oficiales del intento del Código y pueden ser dadas por: ·

El “National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors.”

·

Las Agencias de Inspección Autorizadas.

·

Los Miembros del ASME sin carta de seguimiento.

·

Las Jurisdicciones.

El “National Board” El “National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors” es una organización comprendida por los Jefes de Inspectores, de los Estados, Ciudades y Territorios de los Estados Unidos; Las Provincias y territorios de Canadá. Los objetivos del “National Board” son promover: ·

La administración uniforme y hacer cumplir las leyes para Calderas y Recipientes a Presión.

·

La estandarización de la construcción.

·

La estandarización de la operación.

·

La estandarización de las calificaciones de los Inspectores.

·

Las pruebas de las válvulas de seguridad construidas en cumplimiento del ASME.

Comisión del “National Board” Para ser Inspector Autorizado se necesita obtener una Comisión y esta es emitida por el “National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors”. Su emisión esta basada en la aprobacion de un examen escrito y tiene que ser renovada anualmente. Varios endosos pueden ser obtenidos posteriormente con un mayor entrenamiento y exámenes adicionales. Algunos ejemplos de estos son la N, B y S los cuales son para

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calificaciones de un Inspector Autorizado Nuclear, Supervisor de Inspector Autorizado y Supervisor de Inspector Autorizado Nuclear, respectivamente. Para la inspección requerida por la Sección VIII, el Inspector Autorizado tiene que poseer el Endoso “A”.

Perdida de la Comision del “National Board” Las Comisiones del “National Board” se pueden revocar por: ·

La falsificación de la información en la aplicación.

·

Faltar a los deberes indicados en cualquiera de los Códigos ASME.

·

La falsificación en cualquier Reporte de Datos.

Certificado de Competencia Una Jurisdicción puede emitir un Certificado de Competencia basado en un resultado satisfactorio del examen del “National Board”. Algunas Jurisdicciones tienen requisitos adicionales como un examen oral. Este Certificado es generalmente requerido para efectuar inspecciones en servicio dentro de la Jurisdicción, sin embargo, algunas Jurisdicciones también lo requieren para poder efectuar las inspecciones en los talleres.

La Agencia de Inspección Autorizada (AIA) Una Agencia de Inspección Autorizada puede ser cualquiera de las siguientes: ·

Una compañía aseguradora autorizada por escrito para asegurar calderas y recipientes a presión dentro de una Jurisdicción en particular.

·

La Jurisdicción encargada de hacer cumplir las reglas de seguridad para la operación de calderas y recipientes a presión.

Todas las Agencias de Inspección Autorizadas tienen que ser acreditadas por el ASME y poseer un Certificado de Acreditación valido.

Deberes de la AIA Los deberes de la AIA son delineados en las reglas y regulaciones del “National Board” y son: ·

Participar en las Revisiones Conjuntas.

·

Emplear Supervisores de I.A. para que supervisen las actividades de los Inspectores.

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·

Suministrar a todos los I.A. el nombre y el numero telefónico de sus Supervisores.

·

Suministrar instrucciones escritas a los I.A. explicándoles que tienen que contactar a su Supervisor cuando los problemas de incumplimiento del Código no puedan ser resueltos, y cuando los nuevos requisitos del Código los puedan afectar.

Deberes del Inspector Autorizado (I.A.) Los deberes específicos del I.A. son descritos en los diferentes Códigos como también en las reglas y regulaciones del “National Board”. Estos incluyen: ·

Verificar que el fabricante tenga un Certificado de Autorización valido.

·

Verificar que el fabricante tiene los libros del Código adecuados, las Adendas y cualquier Caso Código aplicable.

·

Monitorear la implementacion del sistema de control de calidad y aceptar los cambios en este sistema.

·

Verificar que los cálculos de diseño aplicables estén disponibles.

·

Verificar que todos los materiales cumplan con los requisitos del Código.

·

Verificar la identificación de los materiales.

·

Verificar que todos los bordes cortados sean examinados.

·

Verificar que los WPS y PQR cumplan con los requisitos del Código.

·

Verificar que todos los soldadores estén calificados apropiadamente.

·

Verificar que solamente sean usados procedimientos y soldadores calificados.

·

Verificar que cualquier reparación con soldadura sea hecha usando procedimientos y soldadores calificados.

·

Verificar que los tratamientos térmicos requeridos cumplan con el Código y sean registrados apropiadamente.

·

Verificar que todos los ensayos no-destructivos (NDE) sean efectuados apropiadamente por personal calificado y sus resultados registrados como sea requerido.

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·

Efectuar una inspección interna antes del cierre.

·

Atestiguar la prueba de presión, si esta es requerida.

·

Verificar que todas las inconformidades Código sean resueltas apropiadamente.

·

Verificar que los datos en la placa de datos sean correctos y que esta sea pegada al recipiente apropiadamente.

·

Revisar el reporte de datos para constatar que este sea claro y correcto, y si es aceptable firmar el reporte después que el poseedor del Certificado lo haya hecho; y posteriormente de satisfacerse a sí mismo que el recipiente cumple con todos los requisitos del Código.

·

Mantener un registro diario de las actividades en el taller.

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Objetivo Al final de esta lección el participante tendrá un entendimiento básico del proceso de acreditación del ASME y como los Certificados de Autorización y los Estampes Símbolo del Código son emitidos, usados y renovados.

Tópicos de la Lección ·

El proceso de acreditación del ASME - Que se requiere antes de aplicar para un Certificado de Autorización? - Que es una revisión conjunta y como es esta conducida?

·

El alcance de las Secciones I y VIII

El Proceso de Acreditación del ASME Antes de aplicar para un Certificado de Autorización ASME, un taller tiene que tener: ·

El personal entrenado y calificado apropiadamente y con un completo conocimiento y entendimiento de los Códigos ASME aplicables y los Estándares de referencia.

·

Las facilidades adecuadas para poder manejar el alcance del trabajo que se esta solicitando.

·

Un contrato con una Agencia de Inspección Autorizada. Antes de procesar la aplicación, el ASME verifica la existencia del contrato con la Agencia.

La Revisión Conjunta La Revisión Conjunta es una evaluación del manual de control de calidad con el fin de ver si este es adecuado y una auditoria para verificar la implementación apropiada de este. La Revisión es efectuada por el ASME o el designado del ASME

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(“National Board o la Jurisdicción, etc.) y la AIA de base. La Revisión es requerida para todos los Estampes del Código, excepto para el estampe “H” para Calderas para Calefacción de Hierro Fundido, y es efectuada antes de obtener el Certificado y para cada renovacion tri-anual.

Como los “Estampes” del Código Son Emitidos ·

El Equipo de Revisión genera un reporte basado en los resultados de la Revisión Conjunta. El reporte es enviado al Comité de Acreditación e incluye la recomendación del Equipo.

·

El Comité de Acreditación vota luego individualmente y si no se reciben votos negativos, el Certificado es emitido.

·

Si existe un voto negativo o si alguna pregunta se origina, el reporte es revisado de nuevo en la siguiente reunión programada del Comité Completo. El aplicante puede solicitar ser atendido.

Existe un Proceso de Apelación si hubiera desacuerdos entre el Equipo y el Aplicante.

Renovación Los Certificados son renovados cada tres años. El proceso de renovación sigue el mismo formato de la primera emisión. Auditorias no anunciadas o investigaciones podrán ser conducidas en cualquier momento cuando haya quejas por escrito o alegatos de violaciones al Código dirigidos al ASME.

El Alcance de las Secciones I y VIII El Alcance de la Sección I ·

Calderas de Potencia – vapor de agua u otro vapor excediendo de 15 psi

·

Calderas Eléctricas – de potencia o calderas calefactoras calentadas por medio de electricidad

·

Calderas Miniatura – de potencia o calefactoras

·

Calderas de Agua Caliente – mayores de 160 psi y/o 250°F

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·

Calderas de Vapor de Agua Sin Fuego – Sección I u VIII, División 1

·

Tanques de Expansión – Sección I u VIII, División 1.

El Alcance de la Sección VIII, División 2 Este Código contiene las reglas alternativas para los requisitos mínimos de construcción, inspección y certificación de recipientes que caen dentro del alcance de la Sección VIII, División 1. Estas reglas son más restrictivas en las áreas de diseño, NDE y materiales; y son intentadas para que sean usadas en la construcción de recipientes a presión de pared gruesa y con altas presiones.

El Alcance de la Sección VIII, División 3 El alcance de la Sección VIII, División 3 intenta cubrir, pero no esta limitado a: ·

Recipientes metálicos generalmente arriba de 10,000 psi

·

Contenedores a presión para retener fluidos

·

Recipientes a presión estacionarios

·

Recipientes con fuego directo que no están dentro del alcance de la Sección I

El Alcance de la Sección VIII, División 1 El alcance de la Sección VIII, División 1 intenta cubrir, pero no esta limitado a: · -

Recipientes que contengan agua bajo presión y que excedan: Una presión de diseño de 300 psi. Una temperatura de diseño de 210°F.

· -

Tanques de almacenamiento de agua caliente calentados por medios indirectos y que excedan de: 200,000 BTU's/hr. 210°F. 120 galones.

·

Recipientes que tengan un diámetro interior mayor de 6".

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·

Recipientes que tengan una presión de operación interna o externa mayor de 15 psi.

·

Recipientes que tengan una presión de diseño que no exceda de 3,000 psi. Nota: Los recipientes con una presión de diseño > 3,000 psi pueden ser construidos de acuerdo a la Div.1, pero ciertas consideraciones adicionales en el diseño son necesarias

Este recipiente puede ser construido

El Alcance Geométrico de la Sección VIII División 1 El alcance geométrico del Código es:  Hasta el borde a soldar de la primera junta circunferencial para conexiones soldadas  Hasta la primera junta roscada para conexiones roscadas  Hasta la cara de la brida de las conexiones bridadas  Hasta la tapa en entradas de hombre y aberturas de inspección  Hasta la soldadura de las partes de no presión soldadas a las partes de presión.

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Objetivo Al final de esta lección, el participante entenderá como los Códigos ASME están conformados, y la manera como la Sección VIII, División 1 esta organizada y como se usa; y tendrá un buen entendimiento básico de cómo referir y leer los párrafos en la Sección VIII, División 1.

Tópicos de la Lección Organización de los Códigos ASME para Calderas y Recipientes a Presión Organización y uso de la Sección VIII, División 1 Como referir y leer los párrafos del Código

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Organización del Código ASME para Calderas Y Recipientes a Presión Códigos ASME para Calderas y Recipientes a Presión 2001 SECCIONES I II

Reglas para la construcción de Calderas de Potencia Especificaciones de Materiales Parte A – Materiales Ferrosos Parte B – Materiales No-Ferrosos Parte C – Varillas de Soldadura, Electrodos, y Metales de Aporte Parte D - Propiedades III Sub-Sección NCA – Requisitos generales para la División 1 y División 2 III División 1 Sub-Sección NB – Componentes Clase 1 Sub-Sección NC – Componentes Clase 2 Sub-Sección ND – Componentes Clase 3 Sub-Sección NE – Componentes Clase MC Sub-Sección NF – Soportes de Componentes Sub-Sección NG – Estructuras de Soporte del Núcleo Sub-Sección NH – Componentes Clase 1 en servicio a temperaturas elevadas Apéndices III División 2 – Código para Recipientes Reactores de Concreto y contenedores III División 3 - Sistemas de Contención y Empacado para Transporte de Combustible Nuclear Desgastado y Desechos con Alto Nivel de Radioactividad IV Reglas para la construcción Calderas para Calefacción V Ensayos No-Destructivos VI Reglas recomendadas para el Cuidado y Operación de Calderas para Calefacción VII Guía Recomendada para el Cuidado de Calderas de Potencia VIII Reglas para la construcción de Recipientes a Presión División 1 División 2 – Reglas Alternativas División 3 – Reglas Alternativas para la Construcción de

Recipientes para Alta Presión IX Calificaciones de Soldadura y Soldadura por “Brazing” X Recipientes a Presión Plásticos Reforzados con Fibras XI Reglas para Inspección en servicio de Componentes de Plantas de Potencia Nucleares

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Adenda Las adendas son paginas de colores, las cuales incluyen las adiciones y revisiones a las Secciones individuales del Código, son publicadas anualmente y se envían automáticamente a los compradores de las Secciones aplicables.

Interpretaciones El ASME emite las respuestas por escrito a las preguntas con respecto a la interpretación de los aspectos técnicos del Código. Las interpretaciones son incluidas como parte del servicio de actualización. Las interpretaciones no son parte del Código o la Adenda.

Casos Código El Comité de Calderas y Recipientes a Presión se reúne regularmente para considerar las adiciones y revisiones propuestas al Código y para formular Casos que clarifiquen el intento de los requisitos existentes o suministren cuando la necesidad sea urgente, reglas para materiales o construcciones las cuales no están cubiertas por las reglas existentes del Código. Aquellos casos han sido adoptados y aparecen en el libro de Casos Código: (1) Calderas y Recipientes a Presión y (2) Componentes Nucleares.

La Organización de la Sección VIII, División 1 Introducción Sub-Sección A: La Sección General

Parte UG, Requisitos Generales

Sub-Sección B: Los Métodos de Fabricación Parte UW, Recipientes Soldados. Parte UF, Recipientes Forjados. Parte UB, Recipientes Soldados por “Brazing”.

Sub-Sección C: La Sección de Materiales Parte UCS, Aceros al Carbón y Bajamente Aleados.

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Parte UNF, Materiales No-Ferrosos. Parte UHA, Aceros Altamente Aleados. Parte UCI, Materiales de Hierro Fundido. Parte UCL, Recipientes de “Clad”. Parte UCD, Materiales de Fundición Dúctil. Parte UHT, Materiales Tratados Termicamente. Parte ULW, Recipientes por Capas. Parte ULT, Materiales para Baja Temperatura.

Tablas. Apéndices. 1 - 31 A - EE

Obligatorios No-Obligatorios “Buenas Practicas Sugeridas”

EJEMPLOS:

Usted va a fabricar un recipiente de acero al carbón soldado, cuales partes del Código deberán ser consultados?

Usted va a fabricar un recipiente rectangular de acero inoxidable tipo 304 soldado, cuales partes del Código deberán ser consultados?

Uso de los Párrafos del Código Cuando se usen los Códigos, siempre se deberá leer los párrafos enteros, incluyendo los otros párrafos referidos. Si usted para en la lectura después de encontrar lo que usted esta buscando, usted puede mirar por encima los requisitos aplicables que pueden estar incluidos en la ultima parte del párrafo. Por ejemplo, UW-11 contiene seis sub-párrafos, y todos tienen que ser leídos para obtener el impacto total.

EJERCICIOS EN CLASE

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EJERCICIO # 1 a)

Cuantas subsecciones tiene la Sección VIII, División 1? Cuales son ellas?

b)

Cuantas partes existen dentro de cada subseccion? Lístelas

c)

Cuales son los títulos dentro de cada parte

EJERCICIO # 2 a)

Cuales son los pasos para obtener un Certificado de Autorización?

b)

Donde se encuentran las responsabilidades del Poseedor del Certificado en la Sección VIII, División 1?

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EJERCICIO # 3 Usted intenta producir un recipiente de pared sencilla de acuerdo a los requisitos del Código ASME. Tiene que obtener un Certificado de Autorización antes de iniciar la fabricación?

EJERCICIO # 4 Como un poseedor de estampe “U”, usted intenta fabricar un recipiente a presión para operar a 4500 psi. El I.A. establece que esta por fuera del alcance de su certificado de autorización. Cual es su respuesta?

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EJERCICIO # 5 Esta un poseedor de estampe “U” autorizado siempre para usar su estampe en trabajos de campo? Explique su respuesta.

EJERCICIO # 6 Donde la tubería exterior vaya a ser conectada al recipiente, en relación a la geometría de las partes que contienen presión, que puede estar incluido en el alcance de la Sección VIII, División 1?

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EJERCICIO # 7 Usted va a fabricar con soldadura un recipiente a presión en acero al carbón con un clad de monel que partes tiene que consultar en el Código?

EJERCICIO # 8 Cual es el Codigo obligatorio para un recipiente contratado el 20 de Diciembre de 2002?

EJERCICIO # 9 Cual es el Código obligatorio para un recipiente contratado el 15 de Febrero del 2003?

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EJERCICIO # 10 Liste los Códigos ASME de Construcción y los Códigos ASME de Referencia?

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Objetivo Al final de esta lección el participante entenderá como determinar cuales materiales son permitidos para los diferentes tipos de fabricación y como determinar los requisitos específicos aplicables a cada uno. El o ella también entenderán las diferentes especificaciones de materiales y como cada una es utilizada y aplicada.

Tópicos de la Lección Materiales permitidos y selección Especificaciones de materiales Sección II Materiales de soldadura Requisitos de pruebas de impacto Reparación de materiales Inspección e identificación de materiales

Materiales Permitidos y Selección de Materiales Cuando se selecciona un material para un recipiente a presión de acuerdo a la Sección VIII, Div.1, varias fuentes tienen que ser consideradas. Estas son: La Sub-Sección A para los requisitos generales La Sub-Sección B para los métodos de fabricación que puedan afectar la selección del material y cualquier restricción de servicio La Sub-Sección C para los requisitos específicos de los materiales Los Apéndices obligatorios para cualquier aplicación especial La Sección II para los requisitos detallados de los materiales Parte A – Materiales Ferrosos Parte B – Materiales No-Ferrosos Parte C – Materiales de Soldadura Parte D - Propiedades Los Casos Código si son aplicables

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Metalurgia Básica Los metales son generalmente clasificados como ferrosos (hierro>50%) o no ferrosos Una aleación es una mezcla con una combinación de mas de un elemento.

Aleaciones Ferrosas (SA-XXX) Fundición de Hierro - >2% carbón, muy frágil, no puede ser soldada fácilmente, buena para formas complicadas

Aceros - 12%); magnéticos, tratables térmicamente por resistencia y dureza Ferriticos( tipo 405 y 430) - magnéticos pero no tratables térmicamente Austeniticos ("series 200 y 300") - no magnéticos y no tratables térmicamente Duplex austeniticos/ferriticos (tipo 329) - alta resistencia y una mejor resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables austeniticos

Aleaciones No Ferrosas (SB-XXX) Principalmente son usadas en servicio altamente corrosivo o de alta temperatura. Aluminio - no magnético, buena formabilidad, relación alta resistencia a peso Cobre - buena resistencia a la corrosión y maquinabilidad

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Níquel - resistencia excelente a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura Titanio & Circonio - para servicio altamente corrosivo

Materiales para la Sección VIII, División 1 UG-4 a UG-8, UG-10, UG-12 a UG-14: Los materiales para partes de presión deberán estar contenidos en la Sección II del Código ASME y están limitados a los referidos en UG-23 y listados en la Sección VIII, Div.1, Sub-Sección C. Vea las tablas al final de la Sub-Sección C para las “listas de compra” de los materiales aceptables.

Ejemplo: Puede un recipiente a presión ser construido en material SA-414 – G?

Puede un recipiente a presión ser construido en material SA-515 - 55?

Excepciones: UG-4(b) : los materiales para las partes de no presión – tienen que ser únicamente de calidad soldable [UW-5(b)] UG-9 :

materiales de soldadura (varillas y alambres)

UG-11(a) & (c) :

materiales incluidos en una especificación ASME/ANSI

permitida (ver interpretación VIII-77-86). UG-13(b) : las arandelas tienen que ser únicamente de material formado UG-15 :

un material formado del mismo grado que otro material aprobado, pero que no esta dentro de las “listas de compra”, especialmente las aleaciones de níquel (ver interpretación VIII-1-89-194).

Ejemplo:

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Puede el cuerpo de un intercambiador de calor ser construido en material SA-387-Gr. 9?

Pueden los tubos del intercambiador de calor ser seleccionados en material SA-213-Tp.317L?

Excepciones: Materiales de los Apéndices obligatorios Materiales de los Casos Código

ASME VS ASTM Los materiales deberán ser solicitados como ASME SA o SB, si se reciben certificados como ASTM pueden ser usados si la Edición de la Norma ASTM es una de las aceptables del Apéndice A de La Sección II Parte A o B.

Sub-Sección A, Requisitos Generales Párrafos Básicos de los Materiales Los párrafos básicos de “los materiales” de la Sub-Sección A son: UG-4 Requisitos Generales UG-5 Laminas UG-6 Forjas UG-7 Fundiciones UG-8 Tubos y Tuberías UG-9 Materiales de Soldadura UG-11 Partes de Presión Preformadas o Prefabricadas UG-12 Tornillos y Espárragos

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UG-13 Tuercas y Arandelas UG-14 Ejes y Barras En términos generales “La Regla de Oro” es que los requisitos concernientes a los materiales en las otras partes de la Sección VIII, p.ej. UCS, UHA, etc., estarán en estos mismos números de párrafos.

UG-4(a) UG-4(a) limita los materiales sujetos a esfuerzos causados por la presión a aquellas especificaciones permitidas en la Sub-Sección C. Este también refiere los párrafos UG-9, 10, 11 y 15 para tolerancias adicionales en los materiales, siempre y cuando estos cumplan todos los requisitos de cada especificación identificada.

UG-4(b) Materiales que no cumplen con una especificación listada en la Sub-Sección C pueden ser usados para partes de no-presión siempre y cuando los requisitos de UW-5(b) sean cumplidos. UW-5(b) establece que se debe probar la soldabilidad del material. Básicamente, si el material es identificable por UG-10, 11 o 15, o la composición química y las propiedades físicas son conocidas, una calificación del procedimiento de soldadura de acuerdo con la Sección IX es la prueba de soldabilidad. Si el material no cumple con lo indicado arriba, Un cupón de prueba para junta a tope de CADA pieza de material no identificado deberá ser soldado y los especimenes de doblez guiado obtenidos a partir del cupón deberán pasar las pruebas especificadas en la Sección IX. UG-4(b) va expresando también que los valores de los esfuerzos admisibles para materiales no identificados de acuerdo con UG-93 no pueden exceder el 80% del valor de esfuerzo para materiales similares listados en la Sub-Sección C. En otras palabras, en los cálculos de cargas, usted puede usar solamente el 80% del valor de esfuerzo admisible para este material.

UG-4(c) Los materiales cubiertos por las especificaciones de la Sección II no están restringidos al método de producción a no ser que la especificación así lo establezca, siempre y cuando el producto cumpla con los requisitos de la especificación (vea UG-85)

UG-4(d)

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Si un material no esta listado en la Sección VIII, Div.1 y ese material no cumple con UG-10 o 15, una solicitud puede ser enviada al ASME de acuerdo con el Apéndice 5 de la Sección II, Parte D para poder usar este material. Es una política del ASME que esta solicitud sea para un material que ya haya sido sometido a aceptación por parte del ASTM. Bajo ciertas condiciones por el Apéndice, un Caso Código puede ser emitido para permitir el uso de este tipo de materiales.

UG-4(e) Los materiales fuera de los limites de tamaño o espesor dados en el alcance de las especificaciones de materiales de la Sección II, y permitidos según la Subseccion C, podrán ser usados si el material cumple con todos los otros requisitos de la especificación, y no hay limite en el tamaño o el espesor en las Tablas de la Sección II Parte D.

UG-4(f) UG-4(f) recomienda que el usuario o su agente designado se aseguren a si mismos que los materiales usados para la construcción de los recipientes sean utilizables para el servicio intentado con respecto a la retención de las propiedades mecánicas satisfactorias, y la resistencia a la corrosión, erosión, oxidación, y otra deterioración durante su vida de servicio intentada.

UG-7 Fundiciones UG-7 establece que los valores de esfuerzos dados en la Sub-Sección C para materiales fundidos deberán ser multiplicados por un factor de calidad el cual se encuentra en UG-24. UG-24 estipula un factor de calidad para todo el material fundido excepto para aquellos cubiertos por la parte UCI.

UG-9 Materiales de Soldadura UG-9 requiere que los materiales de soldadura usados para la producción cumplan con la Sección VIII, la Sección IX, y los procedimientos de soldadura calificados.

UG-10 Usualmente se asume que solamente material “Código” e identificado puede ser usado en la fabricación de un recipiente Código. Sin embargo, por referencia del párrafo UG4(a), UG-10 se permite el uso de materiales que no hayan sido completamente identificados, y materiales identificados con o producidos de acuerdo a una especificación no permitida por el Código. Sin embargo, los requisitos de UG-10(a), (b), o (c) como sean aplicables tienen que ser cumplidas.

UG-10(a)

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UG-10(a) permite el uso de materiales no listados en la Sección VIII siempre y cuando este identificado y se pueda rastrear, por numero de colada/lote a una composición química suministrada por el fabricante del material. Los pasos requeridos para usar este material son descritos en el párrafo. Básicamente, usted debe comparar la composición química y las propiedades físicas con una especificación ASME aceptable y, si concuerdan en un todo, se re-certifica el material. Estos pasos pueden ser efectuados por el poseedor del certificado de autorización o el suministrador del material.

UG-10(b) UG-10(b) permite el uso de materiales que no están listados en la Sección VIII, si estos están identificados pero no se pueden rastrear a una composición química originada por el fabricante del material. De nuevo como en UG-10(a), los pasos requeridos para usar este tipo de material son descritos en el párrafo. En este caso, usted tiene que efectuar los análisis químicos y físicos de cada colada y luego compararlos con la especificación permitida. Usted luego deberá re-certificar el material de acuerdo a la especificación de la Sección II. Estos pasos, sin embargo, pueden ser solamente realizados por el poseedor del certificado de autorización.

UG-10(c) UG-10(c) permite el uso de material que no este listado en la Sección VIII, no identificado, que no se pueda rastrear a una composición química originada por el fabricante del material. Los pasos requeridos para usar este material son descritos en el párrafo. Este es similar a UG-10(b), sin embargo, usted deberá analizar cada pieza. Este párrafo solamente puede ser usado por el poseedor del certificado de autorización.

UG-11 UG-11 cubre la fabricación de partes de presión misceláneas sin el suministro de reportes de datos parciales, estas incluyen: Partes de presión estándar fundidas, forjadas, enrolladas o formadas -

Accesorios de tubería, bridas, etc.

Partes de presión no-estándar fundidas, forjadas, enrolladas o formadas -

Cuerpos, cabezas, puertas removibles, etc.

Partes de presión soldadas para uso diferente a cuerpo o cabeza de un recipiente -

Accesorios de tubería soldados estándar, tapas soldadas, etc.

Estas partes son manufacturadas ya sea de acuerdo a un estándar aplicable del ASME / ANSI – como los listados en UG-44, o de acuerdo a un estándar del

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fabricante el cual define el rateo de la presión-temperatura como esta marcado en la parte y descrito en los catálogos del fabricante.

UG-44, Estándares ASME / ANSI UG-44 lista los estándares ASME / ANSI que son aceptables para el uso en la Sección VIII, División 1. La edición obligatoria de estos documentos se encuentra en la Tabla U-3

Partes de Presión Soldadas UG-11 permite el uso de partes de presión soldadas para usos diferentes a cuerpo o cabeza del recipiente. De nuevo, UG-44 es referido, pero una referencia también es hecha a los estándares del fabricante. Los estándares del fabricante tienen que: Cumplir con UW-26 a UW-40 o ASTM A-234, esto también aplica para las partes soldadas de acuerdo al ASME / ANSI Ser suministradas con un Certificado de Conformidad donde las marcas no son aplicables. La radiografía y cualquier tratamiento térmico pueden ser hechos por el fabricante de las partes, pero tiene que ser certificado y esta certificación tiene que acompañar la parte.

UG-15 UG-15 permite el uso de formas de producto diferentes a aquellas listadas en la SubSección C si el material esta listado como otra forma de producto de una especificación en la Sección II. Por ejemplo, el SA-182-F317L cumple con los requisitos del grado de la especificación SA-240-317L y los requisitos de la forma de producto de la especificación SA-182 listada en la Sub-Sección C, luego, el SA-182-317L podría ser usado como un material que retenga la presión aunque no este listado en la Sub-Sección C.

Clases de Materiales

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Los párrafos de los materiales en la Sub-Sección C son usualmente localizados en UXX-5 a UXX-15: UCS UNF UHA

UCI UCL UCD

UHT ULW ULT

Aceros al Carbón y Bajamente Aleados La parte UCS de la Sub-Sección C cubre los aceros al carbón y bajamente aleados. Los párrafos que tratan sobre los requisitos generales son: UCS-6 Laminas UCS-7 Forjas UCS-8 Fundiciones UCS-9 Tubos/Tuberías UCS-10 Tornillos UCS-11 Tuercas/Arandelas UCS-12 Ejes/Barras

UCS-5 UCS-5 es un párrafo general que cubre los aceros al carbón y bajamente aleados. Este repite UG-4(a) y hace referencia a las tablas de esfuerzos. Este también establece que ni soldadura ni corte con oxigeno es permitido en materiales si el contenido de carbón excede 0.35%.

UCS-6, Laminas UCS-6 discute sobre laminas de acero al carbón o bajamente aleadas. Este establece restricciones severas en el uso de materiales SA-36, SA/CSA-G40.21 38W y SA-283 para partes de presión. Estas incluyen: Estos materiales no pueden ser usados en servicio letal. Estos materiales no pueden ser usados para calderas de vapor sin fuego directo. Para cuerpos, cabezas o boquillas, el máximo espesor en el cual una soldadura que resista presión puede ser efectuada es 5/8".

Sección II Categorías de las Especificaciones Especificaciones básicas de los materiales, p.ej. SA-285

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Especificaciones generales de suministro, p.ej. SA-20 Especificaciones para pruebas, p.ej. SA-370

Organización de las Especificaciones de Materiales Las especificaciones en la Sección II están todas organizadas de manera similar. El ejemplo de SA-285 abajo es típico: Alcance -

Describe los requisitos generales

Documentos aplicables -

Hace referencia a ASTM A-20 (SA-20)

Requisitos generales y bases para la compra -

Describe los acuerdos para la compra y hace referencia a ASTM A-20

Química -

La tabla 1 da los requisitos químicos para cada grado

Mecánicos -

da los requisitos en tensión, cedencia y alargamiento

Requisitos Suplementarios Debido a las restricciones del servicio, el comprador puede necesitar especificar los requisitos suplementarios. Estos requisitos pueden ser encontrados en la misma especificación del material o en la especificación general de suministro. Estos no son obligatorios y solamente son requeridos si son solicitados por el comprador. Estos requisitos suplementarios son referidos en el párrafo 3.3 de SA-285 el cual establece “además de los requisitos básicos de esta especificación, ciertos requisitos suplementarios están disponibles cuando pruebas adicionales o ensayos sean requeridos para cumplir con los requisitos del uso final. El comprador es referido a los requisitos suplementarios listados en esta especificación y a los requisitos detallados en la especificación A-20/A-20M."

Especificaciones Generales de Suministro Algunas de las especificaciones generales de suministro en la Sección II son:

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Tubería Tubos Laminas Inoxidables Laminas de Acero al Carbón y bajamente Aleadas Laminas Estructurales y Perfiles

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SA-530 SA-450 SA-480 SA-20 SA-6

Pruebas y Ensayos a los Materiales Las especificaciones básicas de los materiales estipulan las pruebas y ensayos requeridos a los materiales. La especificación básica hace referencia a SA-370 para cualquier prueba mecánica, E-30 para el análisis químico, y la especificación general de suministro. Los resultados de cualquier prueba deben ser registrados como lo requiera la especificación.

Tipos de Pruebas Requeridas por la Sección II Los tipos de pruebas y ensayos requeridos por la Sección II son: Químicas

Todos los materiales

Mecánicas

Todos los materiales

Hidrostática

Productos tubulares

Ultrasonido

Materiales Templados & Revenidos

Corrientes de Eddy

Productos tubulares y fundiciones

Pruebas Mecánicas Requeridas por la Sección II Las pruebas mecánicas requeridas por la Sección son: Tensión, Cedencia

Todos excepto algunos aceros al carbón

Dureza

Forjas, tubos y barras

Pruebas de doblez

Productos tubulares y barras

Aplastamiento

Productos tubulares

Doblez Guiado

Metales de aporte y productos soldados

Impacto Charpy

Metales de Aporte de acero dulce o bajamente aleados

SA-20 Resumen SA-20 es la especificación general de suministro para laminas de acero al carbón y bajamente aleadas, y esta organizada como sigue:

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Alcance: Describe las especificaciones básicas de los materiales en los cuales SA-20 es aplicable Documentos Aplicables: Indica los documentos referidos para pruebas como SA-370 Descripción de los Términos: define los diferentes términos aplicables a la fabricación de aceros Bases para la Compra: Indica que deberá ser establecido en la orden de compra Manufactura: Establece el proceso de horneado que debe ser usado. Tratamiento Térmico: Indica el tratamiento térmico requerido tal como normalizado, etc. Análisis Químico: Indica como el análisis debe ser efectuado. Estructura Metalúrgica: Da el tamaño de grano y otras pruebas requeridas para establecer la estructura de los granos Calidad: Indica las imperfecciones superficiales aceptables, las imperfecciones en los bordes y describe las reparaciones de los materiales por soldadura. Métodos de las Pruebas: Indica los métodos para las pruebas ha ser usados. Pruebas de Tensión: Describe él numero y localización de las pruebas de tensión Tenacidad a las Entallas: Hace referencia a SA-370 e indica la designación del código de letras que deben aparecer en el material Identificación: Describe donde las laminas deben ser identificadas y como. Dimensiones y Masa: Da los requisitos de peso y hace referencia a las tablas para requisitos dimensionales. Inspección y Pruebas: Describe la relación con el inspector representante del comprador Repruebas: Hace referencia a SA-370, pero también da algunas excepciones para esa especificación Retratamiento: Da los procedimientos para retratar térmicamente si la repetición de pruebas es requerida Rechazo: Se explica por si mismo. Reportes de Pruebas del Material: Describe el contenido de un M.T.R. Empaque: Requisitos generales para el empacado, marcado y cargado.

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SA-20 Al igual que las especificaciones básicas, SA-20 contiene requisitos suplementarios. Estos serán impuestos por el Código o el comprador. Un ejemplo de estos podría ser la prueba de impacto.

SA-370 Resumen SA-370 es la especificación que cubre las pruebas mecánicas en productos de acero, y es resumida como sigue: Alcance: Hace referencia a las especificaciones particulares para tensión, doblez, dureza y los requisitos de impacto. También indica cuales suplementos de SA-20 son aplicables para una forma de producto en particular. Por ejemplo, para productos tubulares, los requisitos suplementarios S-5 a S-9 son aplicables. Documentos Aplicables: Hace referencia a las especificaciones aplicables del ASTM que deben ser usadas. Por ejemplo, E-23, Prueba de impacto en barra entallada de materiales metálicos es referida. Precauciones Generales: Indica algunas cosas que pueden producir errores las cuales deben ser evitadas. Orientación de los Especimenes: Indica como deben ser hechas las pruebas de tensión longitudinal, transversal, etc. Descripción: Define una prueba de tensión. Parámetros de los Especimenes de prueba: Indica los diferentes parámetros para las formas de producto especificas tales como acero forjado, acero fundido, etc. También indica los tamaños y tolerancias para los especímenes de la prueba de tensión. Espécimen tipo lamina: Describe la prueba de tensión para especimenes laminares. Espécimen tipo Platina: platina.

Describe la prueba de tensión para especimenes tipo

Especimenes Redondos: Describe la prueba de tensión de especimenes redondos maquinados. Marcas de Medición: Describe la localización de las marcas de medición para las pruebas de alargamiento Aparatos para Prueba y Operación: Describe el procedimiento de aplicación de la carga y hace referencia a ASTM E-4. También indica la velocidad de prueba.

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Definiciones: Hace referencia a ASTM E-6 para las definiciones de la prueba de tensión. Determinación de las Propiedades de Tensión: Describe como determinar el punto de cedencia y otras propiedades a tensión. Descripción: Describe la prueba de doblez. General: Describe los Requisitos Generales para la prueba de doblez. Prueba Brinell: Describe la Prueba de Dureza Brinell y los métodos concernientes al procedimiento. Prueba de Dureza con Equipos Portátiles: Describe los medidores de dureza portátiles y los diferentes requisitos para la prueba de dureza con estos. Prueba Rockwell: Describe la Prueba de Dureza Rockwell y los diferentes requisitos del procedimiento. Descripción: Describe la Prueba de Impacto Charpy. Especimenes de Prueba: Describe el tamaño de los especimenes para las Pruebas de Impacto Charpy y la localización y orientación de la entalla en el espécimen. Aparatos de Prueba y Condiciones: Describe las características generales y la calibración de la maquina para pruebas y del dispositivo para medir la temperatura. Resultados de las Pruebas: Describe el registro y la interpretación de los resultados de las pruebas de impacto. Criterio de Aceptación: Indica los diferentes criterios de aceptación para determinar los requisitos de resistencia de un ítem probado. Variables Suplementarias: Da suplementos específicos los cuales son aplicables a diferentes formas de producto.

Materiales de Soldadura Sección II, Parte C

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De nuevo todas las especificaciones de soldadura están organizadas de manera similar y contienen entre otras cosas los requisitos de fabricación, pruebas, empaque marcado, y almacenamiento, así como una serie de recomendaciones suplementarias

Esfuerzos Admisibles de los Materiales General Los esfuerzos admisibles se encuentran en la Sección II, Parte D – Materiales, Propiedades para la mayoría de las Secciones del Código para Calderas y Recipientes a Presión, y son usados para: - el calculo del espesor requerido, o - la comparación de los valores de esfuerzo calculado El orden listado en la Sección II, Parte D es ascendente por el contenido de aleantes: - acero al carbón - aceros bajamente aleados - aceros inoxidables

Dentro de una “composición nominal”, los materiales listados están en forma ascendente dependiendo de su resistencia a la tensión. - es muy manejable para el diseñador tener: el tipo de aleación y el nivel de resistencia - Para una especificación de una aleación en particular, primero mire hasta encontrar la especificación con su composición nominal y resistencia a la tensión.

Sección VIII, División 1 Para la Sección VIII, en la Sección II, Parte D la Tabla 1 es para la División 1; la Tabla 2, es para la División 2. La Tabla 1 esta separada en dos partes: -Tabla 1A para la Sección II, Parte A – Materiales Ferrosos -Tabla 1B para la Sección II, Parte B – Materiales No Ferrosos (níquel, etc.) Para materiales de fundición de hierro (UCI), fundición de hierro dúctil (UCD), y baja temperatura – criogenicos (ULT) los esfuerzos admisibles están en la Sección VIII, División 1, y no en la Sección II, Parte D Gran cuidado debe ser ejercido cuando se usen estas tablas en dos aspectos: -

asegúrese que la línea que usted esta leyendo no tenga “NP” (no permitido) en la columna bajo la Sección VIII, División 1

-

asegúrese de leer las Notas asociadas bajo la Sección VIII, División 1

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(las notas se encuentran al final de la tabla)

Ejemplo: Cual es el máximo esfuerzo permisible para el material SA-516-70 a una temperatura de diseño de 900oF (Trabajo Continuo)?

Cual es el máximo esfuerzo permisible para el material SA-387-Gr.5 - Clase 2 a una temperatura de diseño de 923 oF?

Cual es el máximo esfuerzo permisible para una brida fabricada en material SA-182-F 347 a una temperatura de diseño de 450 oF?

También, UG-45(c): boquillas en corte = 70% del admisible UW-15(c): soldaduras - % del admisible: Soldadura de ranura en tensión = 74% Soldadura de ranura en corte = 60% Soldadura de filete en corte = 49%

Pruebas Misceláneas En ciertos casos, la Sección VIII, División 1 impone pruebas adicionales a los materiales y estas están sobre las requeridas por la Sección II. Ejemplos de estas son: UCS-85 UNF-95

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UHA-52 UHT-6 UHT-81

Pruebas Adicionales Otros requisitos pueden ser impuestos por la Sección VIII, División 1 debido al servicio o condiciones de diseño. Algunas de estas son: Prueba de Especimenes con entalla Charpy V - Aceros al carbón, bajamente o altamente aleados usados para bajas temperaturas - Aceros ferriticos tratados térmicamente - Calificación de los WPS si aplican Prueba de Caída de Peso: - Aceros ferriticos tratados térmicamente para servicios a baja temperatura RT, PT o MT: - Juntas soldadas, reconstrucciones con soldadura y fundiciones Ensayo por UT: - Fundiciones de pared gruesa, y algunas juntas soldadas Prueba de Corte o Resistencia de la Adherencia: - Laminas de “clad” integrales

Párrafos Misceláneos de Materiales De nuevo, cuando se esta trabajando con materiales Código, todas las partes de la Sección VIII, División 1 tienen que ser usadas. Algunos de los párrafos que tratan sobre materiales son: UG-84

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UCS-66 UHA-51

Requisitos de Pruebas de Impacto En Aceros al Carbón y Bajamente Aleados Antecedentes Antes de la Adenda 87 de la Sección VIII, División 1, las pruebas de impacto en los aceros al carbón y bajamente aleados no era requerida para recipientes diseñados a temperaturas de –20°F y superiores. Comenzó a crecer una preocupación por las fallas frágiles aunque el registro del comportamiento de los recipientes construidos de acuerdo a los requisitos del Código hubiera sido excelente. Las pocas fallas frágiles que habían ocurrido, principalmente habían tenido lugar durante las pruebas hidrostática. Las reglas de tenacidad a las entallas corrientes están basadas en la teoría de la mecánica de la fractura elástica lineal (LFEM) y a una completa revisión de las pruebas de tenacidad en los materiales; y ahora estas tienen en cuenta totalmente la extensiva buena experiencia y la baja incidencia de la fractura frágil en la industria de recipientes a presión.

Características de la Prueba de Impacto La tenacidad a las entallas de un material es una función de: La temperatura El espesor El esfuerzo La Mínima Temperatura de Diseño del Metal (MDMT) UG-20(b) – la mas baja temperatura a la cual el recipiente estará expuesto durante el servicio MDMT - Tiene que ser marcada en la placa de datos del recipiente con la presión coincidente El rasgo central de las reglas de prueba de impacto es un conjunto de curvas de excepción de la prueba de impacto las cuales agrupan los aceros comúnmente usados dentro de cuatro categorías en términos de la MDMT como una función del espesor del componente Las curvas de excepción están basadas en la transición abrupta en la tenacidad que exhiben los aceros

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Para un acero dado, cuando la MDMT esta sobre o arriba de la curva de excepción, la demostración de la tenacidad por medio de la prueba de impacto no es requerida.

Prueba de Impacto UG-84 describe los procedimientos que deben ser usados si la prueba de impacto es requerida. Se debe asumir que el impacto es requerido a no ser que una excepción pueda ser encontrada en la Sub-Sección A o C. UG-84 también dice que los procedimientos y aparatos deben estar conforme a los requisitos de SA-370

Espécimen de Impacto

Vea UG-84(c) para los espesores de los especimenes de tamaño reducido Fig. UG-84 Prueba de Impacto en Especimenes tipo Viga Simplemente Apoyada (Prueba Tipo Charpy)

UG-84(c)(4)(b), Prueba de Impacto Charpy UG-84(c)(4)(b) establece que para los materiales de la Tabla UCS-23 con resistencia a la tensión mayor o igual a 95,000 PSI, y los materiales de la tabla UHA-23, la mínima expansión lateral aplicable debe ser por UHT-6.

Espécimen de Expansión Lateral

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Figura UG-84.1

Ejemplo: En un conjunto de pruebas de impacto en una lamina SA-516-70 de 3” de espesor se obtuvieron los siguientes resultados 25, 28 y 10 ft-lb, es esta prueba aceptable?

Tabla UG-84.2

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Especimenes Reducidos ______________________________________________________________ ESPESOR Pulg.

REDUCCION DE TEMPERATURA GRADOS F.

______________________________________________________________ 0.394 (tamaño completo) 0 0.354 0 0.315 0 0.295 (3/4 del tamaño) 5 0.276 8 0.262 (2/3 del tamaño) 10 0.236 15 0.197 (1/2 del tamaño) 20 0.158 30 0.131 (1/3 del tamaño) 35 0.118 40 0.099 (1/4 del tamaño) 50 ______________________________________________________________

La interpolación en línea recta para los valores intermedios es permitida

Tabla UG-84.3 Forma de Producto

Espec. No.

Laminas Partes UCS y UHT Parte UHA Tubería Tubos Forjas Fundiciones Tornilleria Accesorios de Tubería

SA-20, S5 SA-480 SA-333 SA-334 SA-350 SA-352 SA-320 SA-420

Tabla UG-84.4 Resistencia a la Cedencia Mínima Especificada, ksi < 40 < 55 > 55

Diferencia de Temperatura [Nota 1] 10 5 0

Nota: (1) La temperatura de la prueba de impacto puede ser mas tibia que la mínima temperatura de diseño en la cantidad mostrada

Ejemplo

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Se requiere probar un material SA-333 Gr.6 de 0.5” de espesor nominal, el máximo espécimen obtenible es de 0.262”, si de acuerdo a la especificación la prueba debería ser hecha a –50°F, cual debe ser la temperatura de prueba actual para estos especimenes, cual es el mínimo promedio permitido y el mínimo valor permitido?

Ejemplo Un recipiente diseñado con una MDMT = -50° F fabricado en material SA-537 Clase 2, el material base requiere prueba de impacto, cual seria la temperatura máxima a la cual la prueba puede ser llevada a cabo, si el espesor de la lamina es 3/8” y el máximo espécimen obtenido es 0.354” cual debe ser el mínimo valor promedio permisible y el mínimo valor permisible?

Reglas para la Prueba de Impacto Para los aceros al carbón y bajamente aleados, siempre se tiene que asumir que la prueba de impacto es requerida. Una vez esto ha sido asumido, las excepciones pueden ser determinadas. De esta manera, si un error es cometido, este será hecho en el lado seguro.

UG-20(f) Excepciones La prueba de impacto no es obligatoria para materiales P-1 grupos 1 o 2 si se cumplen todas las siguientes condiciones: El espesor nominal es - < ½ pulgada para materiales listados en la curva A de la Fig. -

UCS-66 < 1 pulgada para materiales listados en las curvas B, C o D de la Fig. UCS-66

La temperatura de diseño no es mayor de 650°F ni más fría que -20°F (temperaturas de operación ocasionales menores de –20°F son aceptables sí son debidas a las estaciones). Las cargas de choque, térmicas o cíclicas no son un factor que controle el diseño. (ver UG-22)

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El recipiente completo deberá ser probado hidrostáticamente de acuerdo a UG-99(b), (c) o (k).

EJEMPLO: Cual es la curva de la Figura UCS-66 para los siguientes materiales: SA-285 Gr.C SA-515-70 SA-516-70 MT SA-106-B SA-266-Cl.2 N +Fine Grain SA-193-B7 SA-537-Cl.2

SA-516-70 SA-105 SA-350- LF2 SA-240-304H

UCS-66 Materiales A no ser que de otra manera sea exceptuado, la prueba de impacto es requerida para la combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y el espesor que caiga por debajo de la curva asignada para ese material. Si la combinación temperatura – espesor esta sobre o arriba de la curva apropiada, la prueba de impacto del material base no es requerida. Ítems tales como cuerpos, boquillas, entradas de hombre, parches de refuerzo, bridas, placas tubulares, tapas planas, y anexos esenciales para la integridad estructural del recipiente, cuando son soldados a componentes que retengan presión, deberán ser evaluados individualmente por los requisitos de impacto. Basados en la especificación del material, la prueba de impacto puede no ser requerida si: Una combinación de la mínima temperatura de diseño del metal y el espesor esta arriba de la curva aplicable en la Fig. UCS-66. El espesor a ser usado en la Figura es determinado por las definiciones en UCS-66(a), 1-3.

UCS-66(a) Definiciones El espesor definido en UCS-66(a) cae en cuatro categorías. Estas son: Fundiciones Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por soldadura a tope Materiales diferentes a fundiciones que son pegados por uniones de esquina Partes no-soldadas diferentes a fundiciones tales como tapas planas atornilladas

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UCS-66(a) Indiferente de la especificación del material, la prueba de impacto siempre será requerida: Cuando el espesor gobernante de cualquier junta soldada exceda 4 pulgadas y la MDMT -155° F.

MAWP=900 PSI @ 200° F MDMT=-20 ° F @ 900 PSI RADIOGRAFIA RT-1 E=1.0 PWHT=NONE HYDRO.=1170 EN PLANTA CARGAS CÍCLICAS NO CARGAS DE IMPACTO NO GRADIENT, DE TEMP. NO CORR. ALL. 0.125” Tr (CUERPO) = 0.985” Tr (CABEZA) = 0.979”

ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

MATERIAL SPEC. SA-516-70 SA-516-70GT SA-516-70 SA-193-B7 SA-105 SA-105 SA-516-70 SA-106-B SA-105 SA-516-70 SA-516-70

DESCRIPTION Pno./Gr. 1.375” esp. 1.3” esp. 0.5” esp. 1.5” DIA 4” esp. 24"-600# SCH XS 1.375” esp. 6” dia.-0.531” esp. 6-600# SCH 120 1.375” esp. 0.75” esp.

t gob.                      

Curve                      

MDMT CHARPY Paragraph                                                                  

Desarrollar el ejemplo arriba indicado sobre los requisitos de Charpy en cada uno de los elementos listados.

UCS-67 Pruebas de Impacto a los Procedimientos de Soldadura Pruebas a las Especificaciones de los Procedimientos de Soldadura

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UCS-67(a) Soldaduras Hechas Con Metal de Aporte – el metal soldado debe ser probado con impacto por UG-84 cuando: (1) - cualquiera de los metales base tenga que ser probado con impacto (2) - se estén uniendo materiales con prueba de impacto (Tabla UG-84.3) o metales base de las curvas C o D, y –55°F ½" de espesor, y la MDMT < +70°F (3) se estén uniendo materiales con prueba de impacto [UCS-66(g)] para una MDMT < -55°F

UCS-67(d) Pruebas de impacto a la Producción del recipiente de acuerdo con UG-84(i) pueden ser obviadas para cualquiera de las siguientes condiciones: (1)

metales de soldadura que estén uniendo metales base que estén exceptuados de prueba de impacto por UCS-66 y la MDMT> -20° F

(2)

metales de soldadura definidos en UCS-67(a)(2) [Curvas C/D o especificaciones con prueba de impacto y –50°F -155° F SI

SFA- 5.4, 5.9, 5.11, NO 5.14, Y 5.22 SI MDMT > -55° F

NO

SI

NO SE REQUIEREN PRUEBAS DE IMPACTO EN LA CALIFICACION DE LOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA

SE REQUIEREN PRUEBAS DE IMPACTO EN LA CALIFICACION DE LOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA

UHA-51 Requisitos de Impacto, para las Soldaduras de Producción en Aceros Inoxidables austeniticos Cr – Ni (Serie 300)

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NO

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-155° F > MDMT > -320° F SI PROCESOS: SMAW, SAW, GMAW, GTAW, PAW

NO

SI NO

METAL SOLDADO C < 0.10% SI

NO

SFA-5.4, 5.9, 5.11, 5.14 Y 5.22 SI ENiCrFe-2, ENiCrFe-3, ENiCrMo-3, ENiCrMo-4, ENiCrMo-6, ERNiCr-3, ERNiCr-4, E310-15/16 ER308L, ER316L Y ER310 CON GMAW, GTAW, O PAW

NO

SE REQUIEREN PRUEBAS DE IMPACTO A LA SOLDADURA DE PRODUCCION

SI

SI

PARA SMAW , SAW Y SI GMAW PRUEBE EL METAL SOLDADO POR LOTE NO SE REQUIEREN PRUEBAS DE IMPACTO A LA SOLDADURA DE PRODUCCION

UHA-51(c) Requisitos de Prueba de Impacto cuando los Tratamientos Térmicos son efectuados NOTA:

Estos Requisitos Prevalecen Sobre las Otras Excepciones En UHA-51.

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Cuando los tratamientos térmicos sean efectuados como sigue, las pruebas de impacto son requeridas a una temperatura igual a la mas fría entre 70°F y la MDMT : (c)(1)

SS Austeniticos: 900°F a 1650°F

(c)(2)

SS dúplex austeniticos-ferriticos: 600°F a 1750°F

(c)(3)

SS ferriticos al cromo: 800°F a 1350°F

(c)(4) SS martensiticos al cromo: 800°F a 1350°F Los aceros inoxidables tipo 304, 304L, 316, y 316L están exceptuados de impacto aun tengan un tratamiento térmico entre 900°F y 1300°F si el MDMT>-20°F y las pruebas de impacto de producción a las soldaduras tratadas térmicamente son realizadas para las juntas categorías A y B.

UHA-51(e)(3) Para los siguientes metales soldados, cuando el metal base esta exceptuado de impacto, el metal soldado estará también exceptuado a una MDMT > -20°F: (a) Aceros inoxidables duplex (b) Aceros inoxidables al cromo ferriticos (c) Aceros inoxidables al cromo martensiticos

UHA-51(f) Prueba de Impacto Requeridas para la Producción Cuando las pruebas de impacto a la producción son requeridas por UG-84(i), UHA51(f) suministra excepciones para estas pruebas bajo ciertas condiciones: Excepciones para las pruebas de impacto de las soldaduras del recipiente (producción) Las pruebas de impacto del recipiente (producción) no son requeridas para soldaduras que estén uniendo aceros inoxidables austeniticos (serie 300 excepto dúplex) o austeniticos cromo – manganeso – níquel (serie 200) a una MDMT>-320°F cuando TODAS las siguientes condiciones son satisfechas: (f)(1)

SMAW, SAW, GMAW, GTAW, PAW únicamente

(f)(2)

Los PQR tengan impacto o estén exceptuados de la prueba de impacto

(f)(3)

El metal soldado tenga un C < 0.10%

(f)(4)

El metal de aporte cumpla con la especificación SFA modificada así (cada colada y/o lote de consumibles; cada lote y/o colada de fúndente; para procesos de soldadura combinados, lotes y/o cochadas de los materiales de soldadura deberán ser probados a una temperatura no mas tibia de la

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MDMT)

UHA-51(g) Metales Base, HAZ, & Metales Soldados La Prueba de Impacto no es requerida para cualquier material de la tabla UHA-23 (metal base, HAZ, y metal de soldadura) para recipientes instalados en una posición fija (estacionarios), cuando la relación coincidente entre el esfuerzo de diseño y el esfuerzo admisible es menor de 0.35, excepto cuando los tratamientos térmicos hayan sido efectuados – UHA-51(c).

UHT-6 UHT-6 contiene algunos requisitos adicionales para la Prueba de Impacto. Estos incluyen: Los especimenes de las laminas tienen que ser tomados en el sentido transversal a la dirección de laminado. Se requiere Prueba de Caída de Peso para algunos materiales como el, SA-517. UHT-6 también suministra el criterio de aceptación para la expansión lateral.

UG-84(i), Impactos a la Producción UG-84(i) requiere impactos a la producción del recipiente para todas las uniones cuando el impacto es requerido por otro párrafo del Código por ejemplo, UCS-67. El material usado para la prueba tiene que ser del mismo numero P y del mismo grupo del recipiente, y la lamina de prueba tiene que ser una extensión de la junta de producción. También un conjunto de especimenes es requerido con la entalla en el metal soldado. NOTA: Las pruebas de impacto a la producción son requeridas UNICAMENTE cuando el WPS lo requiere UG-84(i).

UG-84(j), Rechazo UG-84(j) establece que “si la lamina de prueba de producción del recipiente falla en cumplir los requisitos de impacto, las soldaduras representadas por la lamina de prueba deberán ser consideradas inaceptables. El re-tratamiento térmico y la reprueba son permitidos."

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Reparaciones a los Materiales Las reparaciones a los materiales son permitidas por varios párrafos del Código. Algunos de estos son: UG-78: Establece que la aceptación por parte del I.A. es requerida. UCS-56: Da los requisitos para los PWHT alternativos de las reparaciones. UCI-78: No permite las reparaciones con soldadura en materiales de hierro fundido. UCD-78: No permite las reparaciones con soldadura en materiales de fundición dúctil.

Requisitos de Marcado SA-20 contiene requisitos obligatorios de marcado para todas las laminas de acero al carbón y bajamente aleadas. Brevemente, estos incluyen: Nombre del fabricante o emblema Numero de colada y de lamina Especificación, grado, clase o tipo Estas marcas deben ser estampadas con letra de golpe a no ser que: La lamina sea menor de ¼” de espesor El comprador especifique estencilado

Requisitos de Marcado para los Tubos Las especificaciones básicas pueden también imponer requisitos de marcado además de aquellos indicados en las especificaciones generales de suministro. Por ejemplo, SA-178 es una especificación para tubos la cual requiere que la palabra “ERW” sea marcada en cada tubo. El marcado tiene que ser colocado a ocho pulgadas de cada final cuando la marca es colocada a mano.

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Otro ejemplo es SA-209 la cual, además de lo indicado en SA-450, requiere que cada tubo sea marcado formado en caliente o formado en frío según haya sido fabricado.

El Marcado por SA-450 SA-450 es una especificación general para el suministro de tubos, el marcado requerido para esta forma de producto tiene que contener: El nombre del fabricante o su emblema La especificación y el grado X, Y, o Z después de la especificación si los tubos no están de acuerdo totalmente con el Código Esta identificación tiene que ser estencilada a no ser que el material sea menor de 11/4” de diámetro, en cuyo caso esta tiene que ser etiquetada.

Requisitos de Marcado Para las otras formas de producto diferente a las laminas , cada pieza tiene que ser marcada con la especificación, grado, tipo y clase cuando la especificación cubre tales marcas. Los tubos pueden ser marcados por atados.

Requisitos de Marcado de la Soldadura La Sección II, Parte C cubre los materiales de soldadura, SFA-5.1, como también otras especificaciones, establece los requisitos de marcado. Esta requiere un marcado como sigue: Paquetes La especificación AWS y la clase El nombre del fabricante y la designación comercial El tamaño estándar y el peso neto El numero de lote o de control Electrodos El electrodo deberá ser marcado con la clasificación AWS colocada a no más de 2-1/2” desde el final para agarrar.

UG-9, Materiales de Soldadura UG-9 permite el uso de materiales de soldadura diferentes a los listados en el Código. Un Reporte de Pruebas del Material (MTR) o un Certificado de Conformidad (C de C) no es requerido si:

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El paquete esta marcado de acuerdo a los requisitos de la Sección II, o El paquete esta marcado y se puede rastrear a los materiales usados en la calificación del procedimiento.

Inspección e Identificación de los Materiales Inspecciones de los Materiales, UG-93 UG-93 cubre lo que normalmente es llamado como inspección de recibo. Este suministra los requisitos que el material tiene que cumplir antes que el fabricante lo use en un recipiente Código. Los requisitos son : Para las láminas, un MTR o un C. De C. Como lo requiera la especificación. Para las otras formas de producto, cada pieza tiene que ser marcada con la especificación, grado, tipo y clase cuando la especificación cubre tales marcas. Los tubos pueden ser marcados por atados. Relacionado con este párrafo el I.A. tiene que: Examinar el MTR o el C. De C. Y verificar que el marcado del material es compatible o, Verificar que el material este marcado como lo requiere la especificación. El fabricante también tiene que verificar que los ítems descritos arriba antes del I.A. , pero además el tiene que: Examinar las dimensiones y, Suministrar las plantillas al I.A. que el solicite.

Inspector Autorizado, UG-94 El Inspector Autorizado deberá inspeccionar todo el material para verificar que este tenga la identificación requerida por la especificación de material aplicable.

Reportes de Pruebas del Material (MTR) Un reporte de pruebas del material es un documento emitido por el fabricante del material. Este reporta los requisitos de la especificación del material tales como: Los resultados de las pruebas o ensayos

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Las reparaciones hechas al material Los tratamientos térmicos Los requisitos suplementarios La identificación del material El numero de colada, si este es aplicable

Un reporte de pruebas del material es requerido por UG-93 para: Las laminas como sea indicado en la especificación del material Algunas especificaciones de materiales requieren que sea efectuado por otro diferente al fabricante del material Las ocasiones cuando los requisitos de la Sección VIII, Div.1 exceda o suplemente los requisitos de la especificación

Certificado de Conformidad (C. de C.) Un certificado de conformidad es simplemente una declaración escrita por el fabricante del material o el suministrador certificando que el material suministrado cumple con la especificación del material.

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EJERCICIO # 1 Es un Certificado de Calidad del Material suministrado por el vendedor del material aceptable para ser usado en la fabricación de un componente a presión en vez de el certificado suministrado por el fabricante original del material? Cambiaría su respuesta si el vendedor del material fuera un poseedor de estampe?

EJERCICIO # 2 Bajo que condiciones, si las hay, puede el siguiente material para resistir presión ser usado en una fabricación Código? a)

Un material no reconocido por la Sección VIII, División 1.

b)

Un material identificado sin Certificado de calidad.

c)

Material no identificado

EJERCICIO # 3 Puede un poseedor del certificado usar un material para la construcción de acuerdo al Código ASME el cual fue producido según una especificación ASTM? Explique su respuesta.

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EJERCICIO # 4 Si una especificación de la Sección II esta limitada a material de 2” de espesor, puede un poseedor de estampe usar un material de 2-1/2” de espesor, si el certificado MTR certifica que el material cumple con todos los requisitos de la especificación de material

EJERCICIO # 5 Que certificación es requerida para los siguientes materiales para partes de presión? a)

Laminas

b)

Tubería sin costura

c)

Tubería ERW

d)

Bridas Forjadas

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EJERCICIO # 6 Liste los pasos a seguir para determinar la Mínima Temperatura de Diseño del Metal y los requisitos de prueba de Impacto para aceros al carbón o bajamente aleados

EJERCICIO # 7 Un recipiente es fabricado en SA-537-Cl. 1 de ¾” de espesor. La mínima temperatura de diseño del metal es –44 grados F. Se requiere prueba de impacto para el recipiente?

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EJERCICIO # 8 Nosotros hemos comprado una lámina de 5/8” de espesor SA-285 Gr. C la cual va a ser usada en la fabricación de un cuerpo de un recipiente a presión. Con la lamina, nosotros recibimos como la única documentación, un Certificado de Conformidad de la casa suministradora, certificando que el material cumple con SA-285 Gr. C. Es esto aceptable?

EJERCICIO # 9 Usted esta diseñando un recipiente en material SA-283-C a 475°F, Cual es el esfuerzo admisible S que debe usar para el cuerpo?

EJERCICIO # 10 Usted le presenta el diseño de un recipiente a presión al I.A. El recipiente no tiene ningún requisito de servicio y las entradas de hombre tienen una cubierta de SA-36 de 1”; el I.A. dice que este material no esta permitido en este espesor, cual es su opinión al respecto?

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EJERCICIO # 11 Determine los requisitos de Charpy en Este ejemplo

ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

MATERIAL SPEC. DESCRIPTION   4" THK SA-266-CL.2     4" THK SA-266-CL.2     SA-515-65 1.125” THK   SA-193-B7 1.5" DIA.   SA-266-CL.2 5" THK   SA-179   3/4" DIA 0.083" THK   SA-515-70 0.875" THK   SA-105   6"-300# B16.5   SA-106-B   6" NPS 0.531" THK   SA-266-CL.2 5" THK   SA-516-70 1" THK MIN.   SA-516-70 MT 0.875" THK MIN.   SA-266-CL.2 4" THK  

P No.

MAWP=650 PSI @ 250° F MDMT=30°F @ 650 PSI RT-1 PWHT=NONE HYDRO 845 PSI @ 70°F Curve MDMT CHARPYParagraph CYCLIC LOADS NO TEMP.   GRADIENT      NO IMPACT LOADS NO   CORR. ALLOW.=0.125”         Treq (7)=0.709”,    Treq.           (3)=0.895”,         Treq.(12)=0.699”   Treq.(11)=0.70”      

t gob.

 

 

       

       

   

   

           

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

     

     

     

         

   

   

   

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NOTAS

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Objetivo Al final de esta lección, el participante tendrá el entendimiento básico de las reglas para el diseño y como estas son aplicadas. El participante también entenderá como determinar cuales reglas son aplicables a una situación en particular y como determinar los valores apropiados que tienen que ser aplicados a estas reglas.

Tópicos de la Lección Filosofía del diseño en la Sección VIII, Div.1 Responsabilidades por los parámetros de diseño Juntas y sus limitaciones Radiografía Consideraciones de espesor Restricciones en el diseño de cabezas

Filosofía del Diseño en la Sección VIII, División 1 Los requisitos de diseño en la Sección VIII, División 1 están basados en: El tipo de fabricación, y El tipo de material usado.

Requisitos de Servicio El dueño tiene que especificar el tipo de servicio como también cualquier otra información pertinente o el fabricante podría no estar capacitado para cumplir con los requisitos aplicables del Código para las condiciones de servicio requeridas.

Formulas de Diseño Si una formula del Código es aplicable para un componente en particular bajo consideración, el uso de esta formula es obligatorio.

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Tipos de Servicio Cinco tipos de condiciones de servicio son relacionados en la Sección VIII, y todas excepto una se encuentran en UW-2: Servicio Letal. Servicio a Baja Temperatura. Calderas de Vapor sin Fuego Directo. Recipientes con Fuego Directo. Sin Restricciones (no se encuentra en UW-2).

Cargas de Diseño UG-22 Varios tipos de cargas son identificados en la Sección VIII, y todos tienen que ser considerados en el diseño del recipiente. Estos son: Cargas por Presión (interna o externa). Gradientes de Temperatura y Expansión térmica. Peso del Recipiente y su Contenido (durante operación o prueba). Cargas Superpuestas (p.ej. Estáticas) Esfuerzos Localizados. Cargas de Impacto. Cargas Cíclicas Cargas de Viento.* Cargas de Terremoto.* Presiones anormales causadas por la deflagración * Cuando sean aplicables Nota: La Sección VIII, División 1 suministra reglas únicamente para calcular las cargas por presión. Para las otras condiciones, cualquier práctica de ingeniería aplicable puede ser usada

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Responsabilidades por los Parámetros de Diseño Dentro del “Sistema ASME” existe un interfase entre varias organizaciones, cada una de ellas tiene sus deberes específicos asignados o realiza ciertas funciones. Esto origina la pregunta ¿quien es el responsable? Cada organización es responsable por realizar sus deberes asignados, sin embargo, el Poseedor del Certificado es el único responsable por asegurar el cumplimiento de todos los requisitos aplicables del Código.

Responsabilidades del Usuario El usuario deberá suministrar al fabricante la siguiente información tal que el recipiente sea diseñado para cumplir las condiciones de servicio intentadas: Presión y Temperatura de Diseño. Cargas. Tolerancia de Corrosión. Requisitos de Servicio. PWHT o RT si no son requeridos por el Código.

El Diseño Puede Ser Realizado Por: Los recipientes de acuerdo con la Sección VIII, División 1 pueden ser diseñados por el comprador, su agente designado, el Poseedor del Certificado o su sub-contratista. Sin embargo, el Poseedor del Certificado quien estampara el recipiente será siempre responsable por cumplir todos los requisitos del Código, incluyendo aquellos relacionados con el diseño. No existe en la Sección VIII, División 1 requisitos para la calificación de diseñadores.

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Juntas y sus Limitaciones Categorías de las Juntas La categoría de una junta esta definida por su localización en el recipiente.

Juntas Soldadas Además de la categoría, el Código define las juntas por su tipo. El tipo define la configuración de la junta soldada

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

Tipo 4

Tipo 5

Tipo 6

Tipo 7

Tipo 8

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Limitaciones En Los Tipos de Junta Tipo de Junta 1

2

3 4 5

6

7 8

Circunferencial Espesor Diametro

Notas

Longitudinal Espesor Notas

Todos Todos Todos Todos excepto que t < 5/8” para cabezas soldadas a tope con un borde de lamina desplazado y Todos Todos t < 3/8” para cabezas hemisféricas soldadas con esta junta t < 5/8” D.E. < 24” Ninguno t < 5/8” Todos t < 3/8” Cabeza a cuerpo donde el espesor D.E < 24” Excluyendo del cuerpo es t < ½ las hemisféricas Ninguno Cuerpos de chaquetas donde el Todos espesor es t < 5/8” Cabezas convexas a la presión a Todos cuerpos donde el espesor requerido del cuerpo t < 5/8” Ninguno Cabeza a cuerpo donde el D.I. < 24” espesor requerido del cuerpo t < ¼” Como lo limita la Figura Todos Ninguno UW-13.2 Diseño por U-2(g) Todos Ninguno

Prohibida

Prohibida

Prohibida

Prohibida Prohibida

Recipientes para Servicios Especiales Servicio Letal, UW-2(a) Cuando los recipientes son diseñados para servicio letal: Todas las juntas a tope soldadas deberán ser totalmente radiografiadas. Las juntas de las diferentes categorías deberán ser Categoría A Tipo 1 Categoría B

Tipo 1 o 2

Categoría C Tipo 1 o 2 (Excepto para la fabricación con junta de solape de “stub end” - Figura UW - 13.5 Categoría D Completa penetración

Servicio Criogenico— UW-2(b)

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Recipientes de acero al carbón operando por debajo de -55°F por UCS-68. Recipientes de acero altamente aleado cuando las pruebas de impacto del metal base o del metal soldado son requeridas por UHA-51. Estas restricciones aplican: Categoría de la Junta

Tipo de Junta

A

1 (1 o 2 para ciertos aceros inoxidables austeniticos y sus soldaduras)

B

1o2

C

Completa Penetración ( Las bridas tienen que ser pegadas con soldaduras de completa penetración – no se aceptan bridas “slipon”).

D

Completa Penetración, excepto para algunos materiales de UHA-23 por UW - 2(b)(4).

Calderas de Vapor Sin Fuego Directo— UW-2(c) Una caldera recuperadora de calor es un ejemplo de una caldera de vapor sin fuego directo. Categoría de la Junta

Tipo de Junta

A

1

B

1o2

C

Sin restricciones

D

Sin restricciones

Recipientes con Fuego Directo UW-2(d) Recipientes a presión o partes sujetas al fuego directo producto de la combustión de combustibles (sólidos, líquidos, o gaseosos), los cuales no se encuentran dentro del alcance de las Secciones I, III, o IV. Categoría de la Junta A B, t > 5/8"

Tipo de Junta 1 1o2

C

Sin restricciones

D

Sin restricciones

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Ejemplo El usuario desea que las bridas de las conexiones en un recipiente servicio letal sean del tipo SORF, el Inspector Autorizado se rehúsa a aceptar estas bridas, el fabricante sugiere efectuar un mecanizado en las bridas para que queden de completa penetración, usted como inspector aceptaría esta solución?

Ejemplo Un cuerpo de un intercambiador de calor cuya MDMT = - 60°F es construido de material SA-203 Gr. E, y tiene soldada una placa tubular de material SA-350 LF3 con filete interior y exterior como lo muestra la figura UW-13.2 (l), es aceptable este tipo de construcción?

Radiografía Tipos de “RT” Total “Spot”(por puntos) Ninguna

Requisitos de RT Además del RT requerido por el servicio, las soldaduras a tope que excedan ciertos espesores también tienen que ser radiografiados. Por ejemplo, la Tabla UCS-57. También, UHT-57 requiere RT total para todas las juntas Tipo 1.

Ejemplo

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El diseñador quiere por economía radiografiar totalmente las longitudinales y por puntos (spot) las circunferenciales en un tanque estacionario fabricado de material SA612 de 7/8” de espesor, es aceptable este nivel radiográfico?

RT Opcional Cuando la RT no es requerida por las reglas especificas del código, el grado de RT es una opción del diseño y es determinado por la eficiencia de la junta deseada y/o el factor de calidad por UW-11 y 12.

UW-12: Eficiencias de las Juntas Cuando la RT no es especificada por el Código, esta puede ser usada como una opción de diseño, por lo cual el diseñador puede usar eficiencias de diseño más altas si se realizan radiografías adicionales. Estas opciones pueden ser aplicadas a un recipiente entero, o a incrementos de soldadura individuales o a juntas como es permitido en UW12. Definiciones (a) Multiplicador del Esfuerzo: "E" es un multiplicador del esfuerzo el cual puede ser aplicable a una eficiencia de la junta o a un factor de calidad Excepto por UW-11(a)(5), los multiplicadores del esfuerzo aplican a las juntas, y no a las secciones del recipiente. El diseñador puede aplicar los multiplicadores del esfuerzo en la base de junta - por - junta. (b) Factor de Calidad: Un multiplicador del esfuerzo de 0.85 es impuesto en componentes sin costura que no cumplen con los requisitos de RT por “spot”(puntos) de UW-11(a)(5)(b). Nota: La tubería o los tubos soldados tiene que cumplir con estos requisitos. Esto significa que un factor de calidad de 0.85 es impuesto además del 15% de reducción de esfuerzo que ha sido aplicado al esfuerzo admisible en la Sección II, Parte D. (c) Incremento de Soldadura:

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Una longitud de 50 ft. De soldadura en un recipiente, o en caso de recipientes múltiples duplicados, el incremento de soldadura puede incluir soldaduras en 2 o más recipientes. Un incremento de soldadura es definido en UW-52 para especificar la longitud representada por un “spot”(punto) radiografío (Un “spot”(punto radiográfico tiene también que incluir el trabajo de cada soldador).

UW-11(a) Radiografía Total Las siguientes soldaduras tienen que ser examinadas en su longitud total como se prescribe en UW-51. Todas las juntas a tope en cuerpos y cabezas de recipientes usados para contener substancias letales. Todas las juntas a tope en recipientes con un espesor nominal en las juntas soldadas excediendo 1-1/2” o el menor espesor listado en UCS-57, UNF57, UHA-33, UCL-35 o UCL-36, UHT-57, ULW-52(d), ULW-54 y ULT-57. Todas las juntas a tope en cuerpos y cabezas de calderas a vapor sin fuego directo con presiones de diseño en exceso de 50 psi. Todas las soldaduras a tope categorías A y D en secciones de recipientes o cabezas donde el diseño de la junta o de la parte este basado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(a) Todas las juntas a tope en boquillas, cámaras de comunicación, etc. que excedan cualquiera de lo siguiente: 10”NPS o 1-1/8”en espesor. Las soldaduras a tope categorías B o C que intercepten soldaduras a tope categoría A, o conecten secciones sin costura o cabezas deberán, como mínimo, cumplir los requisitos para RT “spot”(por puntos) por UW-52. Los “spot”(puntos) radiográficos requeridos por este párrafo deberán no ser usados para satisfacer los requisitos de RT por “spot”(puntos) aplicados a otros incrementos de soldadura. Los recipientes que cumplen este criterio deberán ser estampados como RT 2. Nota: Para satisfacer el criterio de estampado RT1, las soldaduras arriba indicadas tendrían que ser radiografiadas en su longitud total.

UW-11(b) Radiografía por “Spot”(Puntos)

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5/07/2003

Las soldaduras en secciones de recipientes o cabezas donde el diseño este basado en la eficiencia de la junta permitida por UW-12(b) tienen que ser examinados por RT como es requerido por UW-52. La radiografía por “spot”(puntos) es una herramienta de inspección y un chequeo de control de calidad. La mínima extensión de un “spot”(punto) a examinar por RT debe incluir: - Un “spot”(punto) de 6”por cada incremento de soldadura de 50 ft. o fracción de este - Cada incremento de 50 ft tiene que incluir un numero suficiente de puntos para examinar el trabajo de cada soldador. ¿

- La localización del “spot”(punto) a ser RT debe ser escogido por el I.A. - Las radiografías requeridas para satisfacer otras reglas no deben ser usadas para satisfacer estos requisitos. -

UW - 51(a) también es aplicable a la RT por “spot”(puntos) (RT-3)

Ejemplo 1

Las juntas numero 1 son del tipo 1, la junta 2 es del tipo 1, las juntas 3 y 5 son del tipo 1 y están cubiertas por el spot indicado, la junta 4 es del tipo 2, la junta 6 es del tipo 5, y las juntas 7 son del tipo 1. Cual es la categoría de cada junta y la eficiencia de cada junta?

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Ejemplo 2

Cual es la categoría de cada junta, que tipo de junta debe ser cada una de las juntas indicadas, cual es el mínimo nivel de radiografía en cada junta, y cual es la eficiencia de cada junta?

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Ejemplo 3

La junta 1 es del tipo 2, cual es la eficiencia de cada una de las juntas indicadas, cual es la eficiencia para el calculo de la cabeza ASME F. & D., el cuerpo, y la tapa plana?

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Ejemplo 4

La junta 1 es del tipo 1, la junta 2 es del tipo 1, la junta 3 es del tipo 2, Cual es la eficiencia de cada junta si se tomaron tres películas como lo indica el dibujo; Cual es la eficiencia E para el calculo del cuerpo y las cabezas?

Otras Excepciones para Boquillas Las boquillas de cualquier tamaño están exceptuadas de las radiografías por “spot”(puntos) requeridas en UW-11(a)(5)(b).

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Consideraciones de Espesor Diseño – Requisitos Generales UG-16(b) El mínimo espesor permitido para cuerpos y cabezas después de formar e indiferentemente de la forma de producto y material, deberá ser 1/16”excluyendo cualquier tolerancia para corrosión, con las siguientes excepciones: 1) No aplica para placas que transfieran calor de intercambiadores de calor tipo placa; 2) No aplica para tubos de intercambiadores de calor tipo cuerpo – y – tubos, donde la tubería o los tubos sean de 6”NPS y menores; 3) El mínimo espesor de cuerpos y cabezas de calderas de vapor sin fuego directo debe ser ¼”excluyendo cualquier tolerancia para la corrosión; 4) El mínimo espesor de cuerpos y cabezas usados en servicio de aire comprimido, hechos en materiales de UCS, etc. deberá ser 3/32”excluyendo cualquier tolerancia para la corrosión.

UG-16(c) La tolerancia por bajo espesor en la fabricación de laminas es el menor valor entre 0.01”o el 6% de el espesor ordenado.

UG-16(d) La tolerancia por bajo espesor en la tubería – Si la tubería o los tubos son ordenados por su espesor de pared nominal, la tolerancia por bajo espesor en la fabricación deberá ser tenida en cuenta. Para la mayoría de la tubería la tolerancia por bajo espesor es del 12 ½%.

UG-16(e) La tolerancia de corrosión en las Formulas de Diseño – Los valores en las ecuaciones están dimensionados en la condición corroída.

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UG-23 Valores Máximos de Esfuerzo Admisible UG-23(a) Los valores de máximo esfuerzo admisible en tensión deberán ser tomados de las tablas apropiadas en la Sección II Parte D, (p.ej. Tabla 1A o Tabla 1B) a la temperatura que se espera sea mantenida en el metal bajo las condiciones de carga en consideración.

UG-23(b) El esfuerzo máximo admisible longitudinal a compresión deberá ser el menor de: 1) el valor de esfuerzo máximo admisible en tensión 2) el valor del factor B como se determina en UG-23(b)(2)

UG-23(c) El máximo esfuerzo general primario de membrana causado por la aplicación simultanea de las cargas de UG-22 deberá estar limitado a los valores de esfuerzo máximo admisible de la Sección II Parte D. Para las cargas que producen esfuerzos de flexión, el máximo esfuerzo de membrana primario mas el esfuerzo de flexión primario a través del espesor no deberá exceder 1 ½ veces el valor del máximo esfuerzo admisible de las Tablas de la Sección II Parte D.

UG-23(d) Para la combinación de cargas por terremoto o viento con otra de las cargas de UG-22, el esfuerzo general de membrana primario deberá no exceder 1.2 veces el máximo esfuerzo admisible permitido en UG-23(a), (b), (c).

UG-23(e) Para los esfuerzos en las discontinuidades localizadas [vea (c) arriba] que sean calculados según el Apéndice 1, 1-5(g) y 1-8(e), el Apéndice AA, y el Apéndice 5, la suma de los esfuerzos primarios y secundarios en estas discontinuidades no deberá exceder de 3 veces el esfuerzo admisible permitido en UG-23(a).

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UG-25 Corrosión El usuario o su agente deberán especificar la tolerancia de corrosión, los recipientes sujetos a corrosión deberán tener una abertura de drenaje en la parte más baja del recipiente.

Esfuerzo Circunferencial versus Esfuerzo Longitudinal

Para un cuerpo cilíndrico de pared – delgada, sin costura, el esfuerzo circunferencial será aproximadamente el doble del esfuerzo longitudinal. En la mayoría de casos, las formulas para el espesor requerido basadas en los esfuerzos circunferenciales de UG-27 gobernaran sobre las formulas para el espesor requerido basadas en los esfuerzos longitudinales. Existen, sin embargo, unos pocos casos en los cuales esta regla general no se mantiene (p.ej. los recipientes verticales muy altos bajo cargas de viento y terremoto, o los recipientes horizontales muy largos soportados en silletas). Se debe notar que si existen juntas longitudinales y circunferenciales en un cuerpo cilíndrico, las formulas de UG-27 que están basadas en el esfuerzo longitudinal gobernaran únicamente cuando la eficiencia de la junta circunferencial sea menor que la mitad de la eficiencia de la junta longitudinal, o cuando el efecto de las cargas suplementarias (UG-22) cause flexión longitudinal o tensión en conjunción con la presión interna que sé esta investigando.

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Formulas Para Cuerpos Bajo Presión Interna Cuerpos Cilíndricos Esfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales) En terminos del radio interior (t  R

t

PR SE  0.6P

or P 

SEt R  0.6t

UG - 27(c)(1)

En terminos del radio exterior (t  R

o

2

t=

PR o SE + 0.4P

or P 

P  0.385SE )

o

2

SEt R o  0.4 t

P  0.385SE )

1 - 1(a)(1)

Esfuerzo Longitudinal ( Juntas Circunferenciales) En terminos del radio interior (t  R

2

t=

PR 2SE + 0.4P

or P 

o

2SEt R  0.4t

P  1.25SE ) UG - 27(c)(2)

Cuerpos Hechos a Partir de Tubería UG-31 UG-31 permite la fabricación de cuerpos a partir de tubería. Este simplemente establece que la formula en UG-27 deberá ser usada para calcular el espesor. Mucho cuidado debe ser tenido en cuenta en las comunicaciones entre el diseñador y el comprador cuando se ordene tubería tal como el SA-53-B. Este material puede venir en dos formas sin costura y ERW, y por lo tanto, tiene dos valores de esfuerzo diferentes

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Cuerpos Esféricos En términos del radio interior:

t=

PR o P  2SEt 2SE - 0.2P R  0.2t

UG - 27(d)

En términos del radio exterior:

t

PRo 2SE  0.8P

o

P

2SEt Ro  0.8t

1 - 1(a)(2)

P - Presión de Diseño Interna, psi R = Ri - Radio interior Ro - Radio exterior S - Valor del máximo esfuerzo admisible, psi (ver los valores de esfuerzo en la tabla aplicable en la Subsección C) E - Eficiencia de la junta, o la eficiencia de, junta apropiada en un cuerpo cilíndrico o esférico, o la eficiencia de ligamentos entre aberturas, el que sea menor

Cuando se estén efectuando cálculos basados en el radio interior no se debe olvidar excluir la tolerancia de corrosión interior

Nomenclatura t - Espesor mínimo requerido del cuerpo, pulgadas.

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Efecto de la Cabeza Estática del Fluido en la Presión de Diseño del Recipiente -

UG-22 Carga

- La consideración principal en recipientes verticales altos o de baja presión de diseño - La presión debida ala cabeza estática del fluido se combina con la presión interna. - Si la cabeza estática del fluido existe durante la prueba hidrostática únicamente, algunas opciones se deben considerar: 1)

prueba el recipiente en posición horizontal para minimizar la cabeza estática.

2)

reemplace la prueba hidrostática por una prueba neumática

3)

Revise los esfuerzos adicionales debido a la cabeza estática durante la prueba; No existe un limite superior en la presión de prueba [UG99(d)], sin embargo si el recipiente es sujeto a deformación permanente visible, el Inspector tiene el derecho de rechazar el recipiente.

La presión adicional debida a la cabeza estática es:

P(f) = H g Donde: P(f) = La presión interna adicional debida a la cabeza estática del fluido H = Altura del punto superior de la columna de fluido g = Densidad del fluido

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Ecuaciones para Cuerpos Cilíndricos Gruesos Apéndice 1 - Formulas de Diseño Suplementarias En el caso donde t > R/2 o P > 0.385SE Esfuerzo Circunferencial (Juntas Longitudinales), (1-2) Donde " P " es conocido y t es deseado:

t = R(Z 1/2 - 1) = R o Donde

(Z 1/2 - 1) Z1/ 2

Z = SE + P SE - P

Donde " t " es conocido y P es deseado:

P = SE Z - 1   Z + 1 2 R    R + t     o Donde Z =  R   R

2

 Ro  =   R o - t

2

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Ejemplo – Cuerpo Cilíndrico Bajo Presión Interna

Figura 9 Recipiente para Calculo de cuerpo a Presión Interna Calcule el Espesor Requerido del Cuerpo Para Presión Interna Parámetros De Diseño: P = 250 psi T = 735°F Tolerancia de Corrosión Material del Cuerpo

Presión de Diseño Temperatura de Diseño 0.125” SA515-70 Lamina de Acero al Carbón Radiografía Total en las Juntas Longitudinales Juntas Tipo 1 Radiografía spot por UW-11(a)(5)(b) en las Juntas Circunferenciales Juntas Tipo 1

ID1 = 96 in ID2 = 72 in

 = 57 lb / ft 3 H1 = 50 ft H2 = 50 ft HC = 40 in

Diámetro Interior del Cuerpo 1 Diámetro Interior del Cuerpo 2 Densidad del Fluido Contenido Altura del Cuerpo 1 Altura del Cuerpo 2 Altura de la Reducción Cónica

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Cual es el espesor requerido para el cuerpo de la torre sin contar la cabeza hidrostática?

Cual es el espesor requerido para el cuerpo de la torre incluyendo la cabeza hidrostática?

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Diseño De Cabezas Tipos de Diseños de Cabezas Hemisférica Elíptica Torisferica ( Bombeada Esférica, o Bombeada y Rebordeada F & D) Cónica Toriconica ( Cabeza Cónica con Reborde) Tapas Planas Cubiertas Bombeadas Esféricas (Cabezas Atornilladas)

Las Reglas del Código ASME Están Localizadas En UG-32 y el Apéndice 1-4, Cabezas Formadas y Secciones con la Presión en Lado Cóncavo (Presión Interna). Estas son las cabezas formadas no – atornilladas tales como hemisféricas, elípticas, torisfericas, cónicas y toriconicas. UG - 33, Cabezas Formadas con la Presión en el Lado Convexo (Presión Externa) Apéndice 1-5, Cabezas Cónicas y Reducciones Bajo Presión Interna, las reglas para el diseño del refuerzo cuando sea necesario en la unión del cono – al cilindro UG - 34, Tapas Planas No-arriostradas y Cubiertas ( tapas planas, cubiertas planas, bridas ciegas, circulares y no-circulares, soldadas, atornilladas, roscadas etc.) UG - 35, Otros Tipos de Cierres Cubiertas Bombeadas Esféricas, Apéndice 1-6 Cierres de Accionamiento Rápido, UG-35(b) UG - 47, Superficies Arriostradas o Placas Planas Arriostradas.

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t D

= =

Do h L

= = =

r a

= =

Di

=

P

= =

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espesor mínimo requerido de la cabeza después del formado diámetro interior del faldón de la cabeza; o la longitud interior del eje mayor de una cabeza elíptica; o el diámetro interior de una cabeza cónica en el punto en consideración medido perpendicular al eje longitudinal diámetro exterior (similar al diámetro interior) la mitad de la longitud del eje menor de una cabeza elíptica radio interior de la esfera o de corona para cabezas torisfericas y hemisfericas radio interior de la corona la mitad del ángulo incluido del cono en la línea de centro de la cabeza diámetro interior de la porción cónica de una cabeza toriconica en su punto de tangencia a el reborde, medido perpendicular al eje del cono D - 2r(1-cos ) presión de diseño interna

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Cabezas Elípticas 2:1 El eje menor es la mitad del eje mayor

D 2h

= 2

Una aproximación aceptable de las cabezas elípticas 2:1 es una con un radio de rebordeo de 0.17D y un radio de bombeo esférico de 0.90D, [UG-32(d)]. El mínimo espesor requerido o la MAWP esta dado en UG-32(d) como

t

PD 2SE  0.2P

o P = 2SEt D + 0.2t

Otras Cabezas Elípticas Para otras relaciones de ejes mayor y menor de cabezas elípticas el Apéndice 14(c) suministra las formulas. En términos del diámetro interior

t =

PDK 2SE - 0.2P

o P =

2SEt KD + 0.2t

Cabeza Torisferica Cabeza Bombeada y Rebordeada (F & D) Cabeza F & D Estándar ASME Cabeza F & D Estándar ASME L = Do = diámetro exterior del faldón r = 6%L = 6% del radio interior de la corona = 6%Do = diámetro exterior del faldón Las Formulas para el Espesor y la Presión para este caso son dadas en UG-32(e)

t =

0.885PL SE - 0.1P

o P=

SEt 0.885L + 0.1t

Para materiales que tengan una mínima resistencia ala tensión que exceda de 70,000 psi las cabezas torifericas deberán ser diseñadas usando un esfuerzo admisible, S, igual a 20,000 psi a temperatura ambiente y reducido en la proporción de reducción en el máximo esfuerzo admisible a la temperatura de diseño

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Cabezas Torisfericas Cabezas F & D No – Estándar ASME Las formulas para otras proporciones son suministradas en el Apéndice 4(d)

1-

En términos del radio interior

t =

PLM 2SE - 0.2P

o

P =

2SEt LM + 0.2t

UG-32(j) Para cualquier cabeza no arriostrada el radio interior de la corona deberá no ser mayor que el diámetro exterior del faldón Para una cabeza torisferica o (F & D) el radio interior de rebordeo deberá no ser menor que el 6% del diámetro exterior del faldón de la cabeza pero en ningún caso menor que 3 veces el espesor de la cabeza L Máximo R Mínimo

= =

D.E. del faldón, i.e. Do 6% del D.E. del faldón, i.e Do Pero en ningún caso menor que 3 veces el espesor de la cabeza.

Él limite máximo de L coloca un limite en la plenitud de la cabeza. Un mayor L acerca la cabeza a una placa plana. Él limite mínimo de r controla la curvatura. Una menor curvatura hace el cambio más abrupto. Un mayor r implica un cambio más gradual

Transición Gradual UG-32( l ) Todas las cabezas formadas, mas gruesas que el cuerpo, las cuales vayan a ser soldadas a tope, deberán tener una longitud de faldón para cumplir con los requisitos de la Figura UW-13.1 esto suministra una transición 3:1 y una tolerancia para el desalineamiento de la línea de centro. Todas las cabezas formadas, con un espesor igual o menor que el espesor del cuerpo, al cual se van a soldar a tope, no necesitan tener un faldón integral. Cuando un faldón es suministrado, su espesor deberá ser al menos igual al requerido para un cuerpo sin costura del mismo diámetro. En otras palabras la porción del faldón para este caso es tratada como un cuerpo sin costura.

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Transicion Gradual Fig. UW-13.1 Parte mas delgada

Parte mas delgada Linea de Tangencia

La longitud de la transicion requerida, l, Puede incluir el ancho de la soldadura En todos los casos, la longitud proyectada de la transicion l debera no ser menor que 3y. La linea de centro de la lamina del cuerpo puede estar en cualquier lado de la linea de centro de la lamina de la cabeza

Linea de Tangencia

Parte mas delgada

Parte mas delgada

En todos los casos l no debe ser menor que 3y cuando t h exceda ts. La minima longitud del faldón es 3t h pero no necesita exceder 1-1/2” excepto cuando sea necesario suministrar la longitud de transición requerida. Cuando th es igual o menor que 1.25t s , la longitud del faldon debera ser suficiente para cualquier transición requerida. La longitud de la transición requerida l puede incluir el ancho de la soldadura. La linea de centro de la lamina del cuerpo puede estar en cualquier lado de la linea de centro de la lamina de la cabeza.

Fig. UW-13.1 Cabezas Pegadas a Cuerpos (contin.) (Ver Tabla UW-12 para limitaciones)

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Requisitos de Espesor UG - 32(a) y UG - 32(b) Para las cabezas formadas (elípticas, torisfericas, hemisféricas y toriconicas) después del formado, el espesor requerido es el espesor en el punto mas delgado después del formado. Es una costumbre el usar una lamina mas gruesa para prevenir el posible adelgazamiento durante el proceso de formado (ver pie de nota 18) El espesor de una cabeza no arriostrada elíptica o torisferica no deberá en ningún caso ser menor que el espesor requerido de una cabeza hemisférica sin costura dividido por la eficiencia de la junta de la cabeza al cuerpo.

Cabeza Hemisférica UG-32(f) Cuando el espesor de una cabeza hemisférica no exceda 0.356L o P no exceda 0.665SE

t =

PL SEt o P= 2SE - 0.2P L + 0.2t

Para cuerpos esféricos gruesos vea las formulas en el Apéndice 1-3. Un cuerpo hemisférico delgado en términos del material es el mas eficiente o el mas delgado componente que pueda ser diseñado para presión interna. Este utiliza el material en la total extensión ya que ambos el esfuerzo longitudinal y el esfuerzo circunferencial son iguales. También, típicamente el espesor de la cabeza hemisférica es aproximadamente igual a la mitad del espesor de un cuerpo cilíndrico.

Ejemplos de Cabezas A) Descripción: Una cabeza F & D estándar ASME con un radio interior de la corona igual al diámetro exterior del faldón y un radio interior de rebordeado igual al 6% del radio de la corona P = presión de diseño (psi) = 250 psi L = radio interior de la corona (pulg.) = 72 pulg. Temperatura de diseño 735° F Material SA-515-70

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B) Descripción: Una cabeza F & D 80/10. En otras palabras una cabeza torisferica que tiene un radio de corona interior del 80% del D.E. del faldón y un radio interior de rebordeado del 10% del D.E. del faldón P = presión de diseño (psi) = 250 psi D.E. faldón = 73.5” Temperatura de diseño 735° F Material SA-515-70

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C) Descripción: Una Cabeza Elíptica 2:1 P = presión de diseño (psi) = 250 psi D.I. = 72” Temperatura de diseño 735° F Material SA-515-70

D) Descripción: Cabeza Hemisférica. P = presión de diseño (psi) = 250 psi D.I. = 72” Temperatura de diseño 735° F Material SA-515-70

E) Descripción: Una Cabeza elíptica 2:1 aproximada como una Cabeza F & D con L=0.9D y r=0.17D

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P = presión de diseño (psi) = 250 psi D.I. = 72” Temperatura de diseño 735° F Material SA-515-70

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Cabezas Cónicas

Eje de rotación La mitad del angulo incluido Radio de curvatura tangencial Radio de curvatura longitudinal

La cabeza cónica es similar al cuerpo cilíndrico y es analizada expresando el radio de curvatura tangencial en términos del radio, p.ej. Rt=R/cos  Alfa, , es la mitad del ángulo incluido del cono

Formulas del Cono La ecuación de equilibrio de la cabeza cónica, para los esfuerzos tangenciales (similares a la dirección circunferencial)

t 

PR t cos 

La formula del Código en UG-32(g) para las cabezas cónicas

SE  0.6P =

PD 2t cos

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La formula del Código en UG-27 para los cuerpos cilíndricos

SE - 0.6P = PR  PD t 2t Las similitudes entre las formulas para los cuerpos cilíndricos y las cabezas cónicas son obvias

La Unión Cono – A – Cilindro El diagrama de fuerzas en la unión del cono al cilindro muestra el esfuerzo circunferencial de compresión en la unión debido a la geometría o a la dirección de la presión aplicada. Además existen unas restricciones de compatibilidad

Figura 12 Diagrama de Fuerzas en la Union Cono-aCilindro A mayor ángulo mayor es la fuerza. El Código relaciona esta fuerza interna por la limitación del ángulo a 30° y reforzando la unión de acuerdo al Apéndice 1-5. Para ángulos mayores de 30° un análisis de la discontinuidad puede ser realizado de acuerdo a 1-5(g).

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Formulas para el Cono y las Reducciones Cónicas – UG-32(g) Un eje común de los elementos del recipiente, p.ej. alineamiento de la línea de centros No existen rebordeos en la unión La mitad del ángulo incluido, , es menor o igual a 30°

t =

PD 2cos (SE - 0.6P)

or

P = 2SEtcos D + 1.2tcos

La Mitad del Angulo Incluido Mayor De 30 Grados UG-32(h) Una cabeza toriconica puede ser usada en vez de una cabeza cónica cuando la mitad del ángulo incluido es mayor de 30 grados. El espesor del rebordeo es determinado usando las formulas para una cabeza torisferica en la cual el radio de la corona, L, es definido como

L

Di 2cos 

Donde Di = diámetro interior en el punto de tangencia del reborde

D i  D  2r(1  cos  ) Alternativamente, una reducción cónica con >30° sin reborde puede ser usada si un análisis de la discontinuidad es realizado satisfaciendo los requisitos de 15(g), [ Refiérase a UG-32(g) y UG-32(h)]

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Rigidizadores de la Reducción Cónica

Un anillo rigidizador deberá ser suministrado cuando sea requerido por las reglas de 15(d) y (e), [vea UG-32(g)] El refuerzo no es requerido cuando el ángulo calculado D > . Los valores de D están tabulados en 1-5. De otra manera el refuerzo es requerido. El Apéndice 1-5 da las ecuaciones para calcular el área requerida para el anillo de refuerzo. Además el Código da la localización y distancia del anillo desde la unión.

Secciones Cónicas Oblicuas UG-36(g)

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Luego use 1 en las formulas de diseño

Figura 14 Sección cónica oblicua El mayor medio ángulo incluido puede ser usado en las formulas de diseño

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Ejemplo de Reducción Cónica

Medio angulo incluido

Final pequeño

Final grande

Eje comun

Juntas tipo 1

Transición sin rebordeos

Figura 15 Dimensiones del Ejemplo de Reducción Conica

PARAMETROS DE DISEÑO Todas las secciones del recipiente tienen un eje común No se asumen transiciones con rebordeos La mitad del ángulo incluido es menor de 30 grados Presión de Diseño = 250 psi Temperatura de Diseño = 735°F Tolerancia de corrosión = 0.125” Radiografía total longitudinales, radiografia spot circunferenciales No hay restricciones de servicio Material = SA 515 Gr. 70 (lamina de acero al carbón) Diámetro en el final grande = 96 pulgadas D.I. Diámetro en el final pequeño = 72 pulgadas D.I.

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Tapas Planas UG-34 Tapas planas no arriostradas, cubiertas, bridas ciegas Placas y cubiertas circulares y no circulares Soldadas y atornilladas Las formulas son derivadas de la teoría elástica de placas con pequeña defección. La condición del borde o el efecto del borde es tenida en cuenta para determinar el factorC Para placas soldadas únicamente, el factor-C incluye un factor de 0.667 el cual efectivamente incrementa el esfuerzo admisible a 1.5S(p.ej. Flexión). Para placas atornilladas, la preocupación es la deformación y un esfuerzo admisible mas pequeño disminuye la posibilidad de fuga.

Ecuaciones para Placas Planas Placas soldadas circulares no arriostradas

t  d CP SE Placas circulares atornilladas

1.9Wh G t  d CP  SE SEd 3 Placas soldadas no circulares no arriostradas rectangulares, elípticas, oblongadas o segmentadas

t  d ZCP SE Donde

Z = 3.4 - 2.4 d  2.5 D

Placas atornilladas no circulares no arriostradas cuadradas, rectangulares, elípticas, oblongadas o segmentadas

6Wh G t  d ZCP  SE SELd 3

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Definición de los Símbolos d

=

diámetro o el lado corto, medido como se indica en la Figura UG-34

C =

un factor que tiene en cuenta el metodo de fijación. Este también incluye un incremento en el esfuerzo admisible por flexión a 1.5S para placas soldadas únicamente.

P

=

presión de diseño

S

=

esfuerzo máximo admisible, de las tablas de esfuerzo

E =

eficiencia de la junta, de la Tabla UW-12, para cualquier soldadura categoría A como se define en UW-3(a)(1).

Z =

un factor para tapas no circulares

W =

carga total de los tornillos como se determina por el Apéndice 2

hg =

brazo del momento del empaque

L =

perímetro de una tapa no circular atornillada medido a lo largo de la línea de centro de los huecos para tornillos

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Tipos de Tapas Planas rmin=0.375 pulg. Para ts1-1/2 pulg. Pero no necesita Ser mayor de ¾ pulg.

La continuación del Cuerpo es opcional

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Teoría Elástica de Placas Placas circulares simplemente soportadas bajo presión uniforme

 = 0.309 P d   t

2

Placas circulares fijas bajo presión uniforme

 = 0.188 P d   t

2

El factor-C representa el efecto de la condición del borde en el máximo esfuerzo. (Nota: El máximo esfuerzo no necesariamente ocurre en la misma localización, tal como en el centro para una placa simplemente soportada). C = 0.309 Teórico para placas simplemente soportadas C = 0.188 Teórico para placas fijas Para placas soldadas un incremento en el esfuerzo admisible en flexión es permitido hasta 1.5S. C = 0.309 / 1.5 = 0.205 placa simplemente soportada C = 0.188 / 1.5 = 0.125 placa fija Para cubiertas atornilladas el limite del esfuerzo es 1.0 S C = 0.308 placa simplemente soportada C = 0.3 valor del ASME Fig. UG-34 (j), (k) (p.ej. simplemente soportada) Los otros valores de C en UG-34 representan las otras condiciones del borde, la rigidez relativa pf de la placa y el cuerpo o el d efectivo de la placa.

Detalles de las Soldaduras en Juntas de Esquina UW-13(e)

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Figura UW-13.2, Típico para Tapas Planas No Arriostradas

a + b no menor de 2ts (b=0) tW no menor que ts

a + b no menor que 2ts tW no menor que ts tp no menor que el mas pequeño de ts o ¼ pulg.

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a + b no menor que 2ts a no menor que ts y tp no menor que el mas pequeño de ts o ¼”

a + b no menor

que 2ts a no menor que ts y tp no menor que el mas pequeño de ts o ¼ pulg.

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Un anillo de respaldo puede Ser usado

a + b no menor que 2ts (b=0)

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a + b no menor que 2ts (b=0)

a1 no menor que 0.5a2 no mayor que 2a2

Estos son algunas soldaduras típicas de fijación de placas a cuerpos permitidas para formar una junta de esquina. Estas también incluyen los requisitos de tamaño de las soldaduras

Juntas de Esquina No-Permitidas

Sin soldadura

Juntas de Esquina Tipicas No-Permitidas

Una característica común de estas soldaduras de fijación es que estas no están capacitadas para suministrar una resistencia significante al momento. Esto es importante desde que para las placas el método de transferencia de la carga primaria es la flexión.

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Ejemplo del Diseño De Tapa Plana Soldada No Arriostada Parámetros de Diseño: Presión de Diseño = 250 psi Temperatura de Diseño = 735°F Tolerancia de Corrosión = 0.125” Material = SA515-70 Espesor del cuerpo = 0.8125" D.I. del cuerpo = 72 in. Radiografía total longitudinales, spot circunferenciales Sin Restricciones de Servicio Cubierta circular y sin costuras Tapa Plana pegada al cuerpo según la Fig. UG-34 (f)

Bridas ASME B16.5 o B16.47 Las bridas ciegas circulares de materiales ferrosos de acuerdo con el ASME B 16.5, B16.47 y UG-11(a)(2) deberán ser Aceptables para los diámetros y para el rateo de presión-temperatura de la Tabla 2 del ASME B 16.5 con los tipos de fijación mostrados en la Fig. UG-34 esquemas (j) y (k)

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Ejemplo Cual es el rateo requerido para una brida de una conexión de la torre en referencia localizada sobre el cuerpo de 96” D.I. de 12” tamaño nominal, material SA-105, temperatura de diseño 735°F, presión de diseño 250 psi.

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Ejemplo Cabeza Torisferica 80/10

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TABLE 2.1.1

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RATINGS FOR GROUP 1.1 MATERIALS

Nominal Designation

Forgings

Castings

C-Si

A-105 (1)

C-Mn-Si

A-350-Gr.-LF2 (1)

C-Mn-Si-V

A-350-Gr.-LF6 Cl. 1 (4)

Plates

A-216-Gr.-WCB (1)

A-515-Gr.-70 (1) A-516-Gr.-70 (1)(2) A-537-Cl.-1 (3)

NOTES: o (1) Upon prolonged exposure to temperatures above 800 F, the carbide phase of steel may be converted to graphite. Permissible, but not recommended for prolonged use above 800 oF. (2) Not to be used over 850 oF. (3) Not to be used over 700 oF. o (4) Not to be used over 500 F.

WORKING PRESSURES BY CLASSES, psig Class o Temp., F -20 to 100 200 300 400 500

150 285 260 230 200 170

300 740 675 655 635 600

400 990 900 875 845 800

600 1480 1350 1315 1270 1200

900 2220 2025 1970 1900 1795

1500 3705 3375 3280 3170 2995

2500 6170 5625 5470 5280 4990

600 650 700 750 800

140 125 110 95 80

550 535 535 505 410

730 715 710 670 550

1095 1075 1065 1010 825

1640 1610 1600 1510 1235

2735 2685 2665 2520 2060

4560 4475 4440 4200 3430

850 900 950 1000

65 50 35 20

270 170 105 50

355 230 140 70

535 345 205 105

805 515 310 155

1340 860 515 260

2230 1430 860 430

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UG-47 – Superficies arriostradas

t =p donde:

P SC

p = el paso máximo entre cualquier conjunto de riostras P = presión de diseño S = esfuerzo máximo admisible (Sección II, Parte D) C = un factor que afecta el factor de seguridad relacionando el método de fijación entre la riostra y la placa plana. Rango de 3.2 < C > 2.1

UG-31(i)

Si una cabeza elíptica, torisferica, hemisférica, cónica o toriconica es de un espesor menor que el requerido por UG-32, este deberá ser tratado como una superficie plana arriostrada de acuerdo a UG-47.

Ejemplo Cual es el espesor requerido para la tapa plana si se usan riostras con un paso máximo de 10”, si C=2.2, P=250 psi, Material SA-515-70, la temperatura de diseño 735° F, tolerancia de corrosión 0.125”?

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STAYED SURFACES CALCULATION REPORT

1.0

Design Data

Design Pressure Design Temperature Inside Diameter Corrosion Allowance Stayed Surface Material Allow. Stress at Design Temperature Allow. Stress at Ambient Temperature Factor Pitch

2.0 t=p*raiz(P/SC) tr=t+ CA

Ejemplo

P= T= ID= CA= S= S= C= p=

290.9 735 72 0.125 SA-515-70 15790 20000 2.2 10

psi °F inch inch psi psi inch

Stayed Surface Thickness Calculation t= tr=

0.9151 inch 1.0401 inch

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Teoría detrás de la Presión Externa Pandeo Analogía A Una Columna Un cuerpo cilíndrico delgado es análogo a una columna. Una columna puede ser simplemente definida como un miembro que falla en compresión por pandeo, o se colapsa. El esfuerzo que acompaña la falla por pandeo es siempre menor que el que se requiere para fallar directamente por compresión. Una columna en tensión podría llevar una carga mayor que la misma columna en compresión; un cuerpo cilíndrico delgado bajo presión interna podría llevar una mayor carga que el mismo cuerpo bajo presión externa.

Resistencia al Pandeo La resistencia de un recipiente bajo presión externa depende de su longitud, diámetro, espesor y las propiedades mecánicas del material. La presencia de irregularidades en una columna bajo compresión pueden reducir notoriamente su resistencia pero tienen un efecto menor sobre la misma columna bajo tensión; comparativamente, las irregularidades en un cilindro delgado bajo presión externa reducirán notoriamente su resistencia pero tendrán un efecto pequeño en el mismo cuerpo bajo presión interna.

Relación Entre la Geometría del Recipiente y la Resistencia del Recipiente 1)

La presión colapsante independientemente de la longitud (L/Do); depende únicamente de Do/T en: A) Recipientes muy largos donde las cargas están demasiado aparte para ejercer influencia en el centro del recipiente B) Recipientes muy cortos donde las cabezas están demasiado cerca tal que ellas previenen el colapsado del recipiente bajo presión externa hasta que la fluencia es alcanzada.

2)

La presión colapsante depende de la longitud (L/Do), como también de (Do/t): A) Recipientes más cortos que una cierta longitud critica.

Tipos de formulas

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Las formulas para el diseño de recipientes bajo presión externa pueden ser divididas en tres tipos generales: 1) Formulas de esfuerzo, o cedencia para recipientes cortos 2) Formulas de inestabilidad conteniendo ambos términos L/Do y Do/T para recipientes de longitud intermedia 3) Formulas de inestabilidad recipientes largos

conteniendo

únicamente

Do/T

para

Factores de seguridad El criterio de diseño de la Sección VIII División 1 para fijar los esfuerzos admisibles para presión externa para cuerpos cilíndricos, se encuentran en el Apéndice P y es: El mas bajo de los siguientes 1) El 33% del esfuerzo critico de pandeo con un factor de 80% por tolerancia. 2) El 33% de la mínima resistencia a la cedencia y la resistencia a la cedencia a la temperatura. 3) El 66% del esfuerzo promedio para producir fluencia lenta a una rata de 0.01%/1000 horas (1%/100,000 horas) 4) El 100% del esfuerzo admisible en tensión.

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h= profundidad de la cabeza

h= profundidad de la cabeza

Fig. UG-28 Representación Grafica de las Variables Para el Diseño de Recipientes Cilindricos Sujetos a Presión Externa

Ejemplo Un recipiente de 128” de diámetro exterior con una longitud sometida a la presión externa de 82’, construido en SA-516-70, diseñado para una MAWP=75 psi a 500° F y F.V. (15 psi externa) a 500° F, tolerancia de corrosión 1/8”, cual es el mínimo espesor para presión interna y externa?

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Ejemplo: Cual es el espesor para las cabezas elípticas del ejemplo anterior?

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SHELL CYLINDER CALCULATION FOR JOB No. 1.0

P= T= Do= C= S= S= E= L=

15.00 500.00 128.000 0.125 SA-516-70 20000 20000 CS-2 2.70E+07 984.000

psi °F inch inch

0.500 256 7.6875 0.000039 0 2.74 0.625 0.625

inch

psi psi psi inch

Shell Thickness Calculations

Assumed Thickness

Pa=2AE/(3Do/t) t=tassumed + C

Ejemplo

Design Data

External Design Pressure Design Temperature Outside Diameter Corrosion Allowance Shell Material Allowable Stress at Design Temp. Allowable Stress at Test Temp. External Pressure Curve Elasticity Modulus Length

2.0

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t= Do/t= L/Do= A= B= Pa= t= tused=

psi psi inch inch

ERROR ERROR

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SHELL CYLINDER CALCULATION FOR JOB No. 1.0

P= T= Do= C= S= S= E= L=

15.00 500.00 128.000 0.125 SA-516-70 20000 20000 CS-2 2.70E+07 984.000

psi °F inch inch

1.063 120.4705882 7.6875 0.000120 0 17.93 1.1875 1.188

inch

psi psi psi inch

Shell Thickness Calculations

Assumed Thickness

Pa=2AE/(3Do/t) t=tassumed + C

Ejemplo

Design Data

External Design Pressure Design Temperature Outside Diameter Corrosion Allowance Shell Material Allowable Stress at Design Temp. Allowable Stress at Test Temp. External Pressure Curve Elasticity Modulus Length

2.0

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t= Do/t= L/Do= A= B= Pa= t= tused=

psi psi inch inch

Design is OK Design is OK

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ELLIPTICAL HEAD CALCULATION REPORT 1.0

tr = t + C Assumed Thickness Head Ext. Radius A=0.125/(Ro/t) Pa=B/(Ro/t) t=t assumed +C tn=tused+Forming Allow.

r=0.17*ID R f = r + tn/2 %= 75*t/R f

Ejemplo

psi °F inch inch inch

UG-22 UG-20

psi psi psi

Sect.II Part D,Table 1A Sect.II Part D,Table 1A

UG-25

App. 1-4(c)

Head Thickness Calculations

t=1.67*P*Do*K/(2*S*E+2*P*(K-1)

3.0

JOB No.

Design Data

External Design Pressure P= 15 Design Temperature T= 500 Outside Diameter Do= 128 Corrosion Allowance C= 0.125 Head Ratio D/2h= 2 Head Material SA-516-70 Allowable Stress at Design Temp. S= 20000 Allowable Stress at Ambient Temp. S= 20000 Elasticity Modulus E= 27000000 External Chart CS-2 Head Factor K= 1.000

2.0

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t= tr= t= Ro= A= B= Pa= t= tused= tn=

0.0801 0.205 0.375 115.200 0.0004069 5500 17.90 0.500 0.500 0.625

inch inch inch inch psi psi inch inch inch

App. 1-4(c)(1) UG-16

The Design is OK

PWHT Requirements for Cold Formed Parts r= R f= %=

21.654 inch 21.966 inch 2.1

The Head requires PWHT because the cold forming operations:

NO

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UG-45 Espesor del Cuello de las Boquillas El espesor del cuello de las boquillas esta basado en: El espesor requerido por las cargas de UG-22 (p.ej. presión interna y externa, cargas externas) El espesor del cuello de la boquilla con relación al espesor del cuerpo o cabeza a la cual la boquilla va fijada El mínimo espesor de una tubería con pared estándar Cuando una tolerancia por corrosión es especificada, y UG-45(b)(4) controla el espesor del cuello de la boquilla, una tubería con un espesor mayor que el estándar tiene que ser usada. UG-45(a) pertenece a las aberturas de acceso y aberturas para inspección; el espesor es el calculado por las cargas de UG-22 únicamente.

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INICIO

CALCULE EL ESPESOR MINIMO REQUERIDO DEL CUELLO DE LA BOQUILLA POR LAS CARGAS APLICABLES DE UG-22 (tr1)

ES UNA BOCA DE INSPECCION

NO CALCULE EL ESPESOR DEL CUERPO O CABEZA SIN COSTURA DONDE SE SOLDARA EL CUELLO DE LA CONEXIÓN (tr2)

CALCULE EL ESPESOR MINIMO DEL CUELLO DE “SCHEDULE STANDARD” MAS LA TOLERANCIA DE CORROSION (tr3)

ESCOJA EL VALOR MINIMO ENTRE (tr2) Y( tr3)

ESCOJA EL VALOR MAXIMO ENTRE EL ANTERIOR Y (tr1)

FIN

EL ESPESOR REQUERIDO DEL CUELLO DE LA BOQUILLA ES IGUAL A (tr1)

FIN

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Ejemplo de Calculo del Espesor del Cuello de la Boquilla DADO: Presión Interna D.I. Cuerpo Material del Cuerpo Material de la Boquilla Diámetro de la Boquilla Tolerancia de Corrosión Cual es el espesor mínimo de la boquilla?

= 250 psi = 96 pulg. = SA-515-70 = SA-106-B = 12 pulg. = 0.125”

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NOZZLE CALCULATIONS NOZZLE

1.0

JOB No. Ejemplo

Ejemplo

Design Data

Nominal Size Design Pressure Design Temperature Nozzle Material Nozzle Out. Diam. Nozzle Allow. Stress Nozzle Corr. Allow. Nozzle Joint Efficiency Shell Material Shell Nom. Diam. Shell Allow. Stress Shell Corr. Allow. Shell Corr. Radius Flange Material Hydrohead Shell Joint Efficiency Shell Thickness Nozzle External Proj.

2.0

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P= T= D o= S n= C n= E n= ID= Sv= Cv= R= H= E 1= t= L o=

12 " NPS 250.00 psi 735.00 °F SA-106-B 12.750 inch 13780 psi 0.125 inch 1.00 SA-515-70 96.000 inch 15790 psi 0.125 inch 48.125 inch 0.000 5.00 psi 0.00 0.875 inch 6.000 inch

Nozzle Neck Thickness Calculations

tr=P*Do/[2*(Sn*En+0.4*P)] + Cn tr=P*R/(Sv-0.6*P) + Cv tr=0.875*tn(std) + Cn Neck Req.Thick. Neck Nom. Thick.

tr(min)= tnom=

tr= tr= tr= 0.453 inch 0.688 inch

0.240 inch 0.894 inch 0.453 inch

tnom is OK

UG-45(a) UG-45(b)(1) UG-45(b)(4)

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Tópicos de la Lección Requisitos generales de las aberturas Teoría del refuerzo de aberturas Detalles de las fuentes de refuerzo (aberturas sencillas en cuerpos y cabezas formadas) Tolerancia de corrosión Limites de refuerzo Resistencia del refuerzo Otras reglas de refuerzo: Aberturas múltiples en cuerpos y cabezas formadas Aberturas sencillas y múltiples en tapas planas Requisitos especiales Problema de ejemplo

Propósito de las Aberturas Procesar los contenidos del recipiente Realizar inspecciones Darle servicio e instalar las partes internas Limpiar y drenar el recipiente

Requisitos Generales Requisitos Generales de las Aberturas Los tamaños y formas de las aberturas permitidos Excepciones del refuerzo

Forma de las Aberturas UG-36(a)

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Las aberturas en las porciones cilíndricas o cónicas del recipiente, o en las cabezas formadas, deberán ser preferiblemente circulares, elípticas, u oblongadas. Sin embargo el Código no prohíbe otras formas de aberturas. Cuando la relación de aspecto de una abertura elíptica u oblongada excede 2:1, el refuerzo a través de la dimensión corta deberá ser incrementado para prevenir la excesiva distorsión debida al momento de giro.

UG-36(b) Tamaños De las Aberturas 1. Cuerpos con diámetros < 60”, la abertura que no exceda ½ del diámetro o 20”. 2. Cuerpos con diámetros > 60”, la abertura que no exceda 1/3 del diámetro o 40”. 3. Para las aberturas que excedan los limites arriba indicados, las reglas suplementarias del Apéndice 1-7 deberán ser satisfechas además de las reglas de UG-36 a UG-43. Las aberturas reforzadas apropiadamente en las cabezas formadas y los cuerpos esféricos no están limitadas en tamaño. Cuando una abertura es mayor que la ½ del diámetro interior del cuerpo, las secciones de reducción cónica pueden ser usadas como una alternativa de refuerzo. Vea UG-36(b)(2)(a-d). (Vea también la Sección VIII División 2 – AD-211 y AD-212.)

Excepciones Del Refuerzo UG-36(c)(3) Excepciones Del Refuerzo En Cuerpos y Cabezas Formadas Las aberturas en recipientes que no están sujetos a rápidas fluctuaciones en la presión no requieren refuerzo otro que el inherente a la construcción bajo las siguientes condiciones: a) conexiones soldadas o soldadas con “brazing” con una abertura finalizada no mayor que: 3 1/2 pulg. de diámetro – en cuerpos o cabezas de recipientes de 3/8 pulg. o menos de espesor mínimo requerido. 2 3/8 in. de diámetro – en cuerpos o cabezas de recipientes sobre 3/8 pulg. de espesor mínimo requerido. b) Para conexiones roscadas, atornilladas, o expandidas en las cuales el hueco cortado en el cuerpo o cabeza no es mayor que 2 3/8 pulg. de diámetro. c) ningunas dos aberturas sin refuerzo deberán tener sus centros mas cerca que la suma de sus diámetros

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d) ningunas dos aberturas sin refuerzo en un racimo de tres o mas deberán tener sus centros mas cerca de lo siguiente:

Para cuerpos cilíndricos o cónicos

(1 + 1.5 cos )(d1 + d 2 )

Para cuerpos con doble curvatura o cabezas,

2.5( d 1 + d 2 )

UG-36(d) Las aberturas podrán ser colocadas en las juntas soldadas. Vea UW-14 para los requisitos adicionales.

UG-39(a)Excepciones Del Refuerzo En Tapas Planas

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Las aberturas SENCILLAS que no excedan los limites de tamaño indicados en UG-36(c)(3)(a) & (b) y no excedan ¼ del diámetro o la dimensión mas corta de la tapa están exceptuadas de realizar los cálculos de refuerzo.

Teoría del Refuerzo Teoría de una Abertura Reforzada La teoría básica de las aberturas reforzadas es suministrar patrones con material adicional en la región de la abertura para llevar las cargas alrededor de la abertura. Las reglas del área de reemplazo de UG-37 a UG-41 asumen que la carga solo proviene de la presión interna.

Eje longitudinal

Fig. 6-17 Variación en los Esfuerzos en la Región de un Hueco Circular en La Sección VIII, División 1 usa una regla de reemplazo simple: una porción del material que haya sido removido por la abertura, y la cual es necesaria para satisfacer el equilibrio estático, tiene que ser reemplazado dentro de ciertos limites de la abertura.

El área ha ser remplazada es una función de dos variables: tr - el espesor requerido basado en los esfuerzos primarios de membrana “circunferenciales” o los esfuerzos primarios de flexión

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d - el diámetro final de la abertura circular, o la dimensión final (longitud de la cuerda) de una abertura no radial.

En general, para cuerpos y cabezas formadas (componentes sujetos a esfuerzos de membrana): Area Requerida = d x tr x F

Donde: d= t r= F=

Diámetro o longitud de la cuerda de la abertura final en el ángulo bajo consideración Espesor requerido (UG-37 Nomenclatura) Factor de corrección el cual compensa la variación en los esfuerzos por presión en los diferentes planos con respecto al eje del recipiente. Solamente aplica a aberturas íntegramente reforzadas en cuerpos y conos.

Área de Refuerzo Requerida

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UG-37 Área Requerida Para Presión Interna Y Externa(Para Cuerpos Y Cabezas Formadas) (c) Diseño por Presión Interna. El área de refuerzo total de la sección A requerida en un plano dado a través de la abertura para un cuerpo o cabeza formada bajo presión interna deberá no ser menor que A=dtrF + 2tntrF(1-fr1) (d) Diseño por Presión Externa (1) El refuerzo requerido para aberturas en recipientes de pared sencilla sujetos a presión externa necesita ser solamente el 50 % de aquel requerido en (c) arriba, donde tr es el espesor requerido de pared por las reglas para recipientes bajo presión externa (2) El refuerzo requerido para aberturas en cada cuerpo de un recipiente de paredes múltiples deberá cumplir con (1) arriba cuando el cuerpo este sujeto a presión externa, y con (c) arriba cuando el cuerpo este sujeto a presión interna, indiferentemente de cuando exista o no una conexión común asegurada a mas de un cuerpo por soldaduras que resistan. (e) Diseño por Presión Interna y Externa Alternadas. El refuerzo de recipientes sujetos a presiones interna y externa alternadas deberá cumplir con los requisitos de (c) arriba para presión interna y de (d) arriba para presión externa (f) Los detalles y las formulas para el área requerida y el área disponible están dados en la FIG. UG-37.1

Sección VIII, Div.1 UG-37

Fuentes de Refuerzo Existen cinco fuentes de refuerzo: 1. A1: Exceso de espesor en el cuerpo 2. A2: Exceso de espesor en la proyección externa de la boquilla 3. A3: Exceso de espesor en la proyección interna de la boquilla 4. A4: Área disponible en las soldaduras 5. A5: Parche de refuerzo

Tolerancia de Corrosión

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Por UG-36(c)(1), ningún metal agregado como tolerancia de corrosión puede ser considerado como refuerzo. Por UG-16(e) los símbolos dimensionales usados en todas las formulas de diseño a través de esta división representan dimensiones en la condición corroída

UG-40 Limites de Refuerzo Paralelos a la pared del recipiente, el mayor de: d – diámetro de la abertura finalizada Rn + t + tn Paralelo a la pared de la boquilla, el menor de: 2.5t 2.5tn + t e Donde: Rn = radio de la abertura finalizada tn = espesor de pared de la boquilla sin tolerancia por bajo espesor t = espesor de pared del recipiente te = espesor del parche de refuerzo

Resistencia Del Refuerzo (UG-41) Si el material de refuerzo usado (parche, boquilla, metal soldado depositado, etc.) tiene un valor de esfuerzo admisible mayor que el del material del recipiente, ningún crédito podrá ser considerado debido a este valor de esfuerzo mas alto. Si el material de refuerzo tiene un valor de esfuerzo menor que el del material del recipiente, el área de refuerzo suministrada deberá ser incrementada por la relación inversa de los esfuerzos de los dos materiales. Factor de Reducción de la Resistencia

fr =

Sn Sv

Sn = esfuerzo admisible del material del refuerzo Sv = esfuerzo admisible del material del recipiente

Abajo esta un ejemplo donde fr es usado: A = dt r F + 2t n t r F(1 - f r1 )

Para boquillas que no penetran el cuerpo, fr1 = 1.0:

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A = dt r F

Aberturas Múltiples UG-42 Refuerzo de Aberturas Múltiples En Cuerpos Y Cabezas Formadas Las dos aberturas deberán ser reforzadas en el plano que conecta los centros de acuerdo con UG-37, UG-38, UG-40 y UG-41. El área de refuerzo combinada deberá no ser menor que la suma de las áreas requeridas por cada abertura. Ninguna porción de la sección deberá ser considerada como aplicando a mas de una abertura, ni considerada mas de una vez en el área combinada. Un traslape deberá ser proporcionado entre las dos aberturas teniendo en cuenta la relación de sus diámetros. Si el área de refuerzo entre las 2 aberturas es < 50%, use las reglas suplementarias del Apéndice 1-7. Para series de aberturas con la misma línea de centro, trate estas como una sucesión de parejas de aberturas.

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El área traslapada es proporcional entre las dos aberturas por la relación de sus diámetros

UG-42(a) Refuerzo Proporcional Para 4" f:

4  0.19( 3.5 )  0.67 ” . 4 + 17 Para 17" f:

17  0.81( 3.5 )  4 + 17

2.83 ”

Tres o mas aberturas en cuerpos y cabezas formadas La mínima distancia entre centros de cualquier dos de estas aberturas deberá ser 1 1/3 veces el diámetro promedio y el área de refuerzo entre cualesquiera dos aberturas deberá ser al menos igual al 50% del total requerido por las dos aberturas. Si la distancia entre dos centros de tales aberturas es < 1 1/3 x el diámetro promedio tenemos: Ningún crédito puede ser considerado por cualquier material entre estas aberturas. Las aberturas deben ser reforzadas usando UG-42(c). Reforzar cualquier numero de aberturas adyacentes por UG-42(c): Use una abertura equivalente asumida que encierre todas estas aberturas. Para los limites de refuerzo use UG-40(b)(1) y (c)(1).

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Las paredes de las boquillas actuales no deberán ser consideradas a tener valor de refuerzo. Use el Apéndice 1-7 cuando la abertura asumida excede los limites en UG36(b)(1) para aberturas grandes.

UG-39: Refuerzo Requerido Para Una Abertura Sencilla En Tapas Planas UG-39(b)(1): Hueco Estándar Para una abertura sencilla con un diámetro que no excede ½ del diametro o la dimensión mas corta de la tapa (vea UG-34) A = 0.5dt+ttn(1-fr1) donde: d = diámetro final de la abertura circular (vea UG-37 para la definición de aberturas no-radiales) t = mínimo espesor requerido de una tapa plana o cubierta

O incremente el espesor por los cálculos de UG-34 [UG-39(d)(1)]

UG-39(c): Hueco Grande

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Las tapas planas las cuales tengan una abertura con un diámetro > ½ del diámetro de la tapa deberán ser diseñadas como sigue: UG-39(c)(1): El Apéndice 14-20 (Tapas planas integrales (circulares) con una abertura grande, sencilla, circular, centrada) con los factores indicados en el Apéndice 2(Reglas para conexiones bridadas con empaques tipo anillo) UG-39(c)(2): Provisiones son hechas para el diseño de los huecos alrededor de la abertura central

UG-39(c)(3): Para los otros tipos diferentes a los descritos arriba, no existen reglas especificas, U-2(g) debe ser cumplido.

Refuerzo Requerido Para Aberturas Múltiples En Tapas Planas

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UG-39(b)(2): Huecos Estándar Ampliamente Espaciados † Para aberturas cuyos diámetros no excedan ½ y ninguna pareja con un diámetro promedio en exceso de ¼ del diámetro de la tapa Y el espacio entre una pareja de aberturas es > 2 veces el diámetro promedio de la pareja: A = 0.5dt+ttn(1-fr1) donde: d = diámetro final de la abertura circular (vea UG-37 para la definición de una abertura no-radial t = mínimo espesor requerido de la tapa plana o cubierta. ( vea UG-34)

Huecos estándar espaciados cercanamente †

Las aberturas en tapas como las indicadas arriba excepto que el espacio entre un par de aberturas es 1-1/4 d prom. < espacio 2-1/4"

-

Cualquier grupo de inclusiones de escoria alineadas mayores de t en una longitud de 12t excepto cuando la distancia entre las inclusiones es mayor de 6 veces la longitud de la mas larga inclusión.

Los criterios de aceptación para indicaciones redondeadas se encuentran en el Apéndice 4.

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UW-52 RT por Puntos (spot) UW-52 da los requisitos para la Radiografía por puntos (spot). Estos son esencialmente los mismos que para la radiografía total con excepción que este especifica la localización y el mínimo numero de exposiciones que deben ser hechas. También, existe una diferencia significativa en los criterios de aceptación.

Criterios de Aceptación Los criterios de aceptación para radiografía por puntos (spot) son: Indicaciones lineales: -

Ninguna grieta o zona con incompleta fusión o penetración.

-

Cualquier inclusión de escoria alargada mayor de: * 2/3t * Cualquier grupo de inclusiones de escoria alineadas mayor de t en una longitud de 6t y si la distancia entre las indicaciones mas largas en consideración es mayor de 3L, donde L es la inclusión mas larga.

Indicaciones Redondeadas: - Las indicaciones redondeadas no son un factor de aceptación en la radiografía por puntos (spot). Cuando el spot radiográfico descubre que el intervalo examinado no es aceptable , se deberán radiografiar dos spot adicionales en el mismo incremento de soldadura en localizaciones adyacentes al spot original, si los dos spot adicionales cumplen con los requisitos de calidad, el incremento entero deberá ser aceptado y los defectos descubiertos en el spot original removidos, reparados y la zona radiografiada nuevamente. Si cualquiera de los spot adicionales muestra que la soldadura no cumple con los requisitos de calidad, todo el incremento deberá ser rechazado, y la soldadura removida y resoldada, o a la opción del fabricante el incremento radiografiado totalmente y las zonas que no cumplan con los requisitos de calidad reparadas y radiografiadas nuevamente por spot.

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Ensayos por Ultrasonido Permitidos Requisitos para el Ultrasonido Cuando el ensayo por ultrasonido va a ser usado en la construcción de un recipiente Código, los requisitos se encuentran en: UW-11:

Costuras de Cierre Final

UW-53:

Técnicas

APP. 12:

Técnicas

La información miscelánea se puede encontrar en ULW-57 y ULT-57.

Apéndice 12 El Apéndice 12 requiere: El personal debe ser calificado usando el SNT-TC-1A como una guía o el ASNT CP-189 Un procedimiento escrito y calificado con el criterio de aceptación incluido Los requisitos específicos para las áreas no corregidas La retención de los registros no es requerida. El criterio de aceptación para el ultrasonido es similar al indicado en UW-51, pero la evaluación de las indicaciones esta basada en aquellas imperfecciones que produzcan una respuesta mayor del 20% del nivel de referencia.

Requisitos de Ensayos por Partículas Magnéticas & Líquidos Penetrantes Los requisitos para los Líquidos Penetrantes y las Partículas Magnéticas se encuentran en: UW-42: UW-50: APP. 6: APP 8:

Reparaciones o Reconstrucciones con soldadura Antes de la Prueba Neumática Partículas Magnéticas Líquidos Penetrantes.

Los requisitos adicionales se encuentran en UNF-58, UHA-34, UHT-57 y 85, ULW-56 y 57 y ULT-57. Por ejemplo, UHA-34 requiere que todas las soldaduras austeniticas de

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aleación cromo-níquel, ambas a tope y filete, en recipientes donde el espesor del cuerpo exceda ¾”, y todas las soldaduras en aceros de 36% de níquel ambas a tope y filete, indiferentemente del espesor, deberán ser examinadas para detectar grietas por el método de líquidos penetrantes. Este ensayo debe ser efectuado después del tratamiento térmico si este es realizado. Todas las grietas deben ser eliminadas.

Apéndice 6MT & 8PT Los Apéndices 6 & 8 no requieren la calificación del personal de acuerdo al SNT-TC1A. En vez de esto, el personal solamente necesita que el fabricante certifique su competencia y la agudeza visual. Se requieren procedimientos escritos para efectuar estos ensayos no-destructivos. El criterio de aceptación para estos ensayos es: Todas las superficies ha ser examinadas deberán estar libres de: (a) Indicaciones lineales relevantes (relevante es una indicación que proviene de una imperfección mecánica con una longitud mayor de 1/16”, una indicación lineal es aquella que tiene una longitud mayor de tres veces el ancho) (b) Indicaciones relevantes redondeadas mayores de 3/16” ( indicación redondeada es aquella que tiene una longitud menor de tres veces el ancho) (c) Cuatro o mas indicaciones redondeadas relevantes en línea separadas por 1/16” o menos de borde a borde. (d) Una indicación de una imperfección puede ser mayor que la imperfección que causa esta, sin embargo, el tamaño de la indicación es la base para la evaluación. Todas las áreas encontradas defectuosas deberán ser reparadas y resoldadas y reexaminadas con el mismo método que se examinaron originalmente.

Requisitos de los Procedimientos y el Personal en Ensayos No-Destructivos En resumen, los siguientes ensayos no-destructivos son requeridos por el Código: RT de la soldadura como lo requiera un servicio especial o el diseño (UW-11, 12, etc.) PT o MT antes de la prueba neumática (UW-50) PT o MT de las reparaciones o las reconstrucciones con metal soldado (UW-42) Examen visual de la prueba de presión (UG-99)

Requisitos de Ensayos No-Destructivos mandados por los Materiales

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Los párrafos de los materiales pueden afectar los ensayos no-destructivos de un ítem. Por ejemplo, UHA-21 establece “Cuando el examen radiográfico total es requerido para las juntas soldadas a tope por UHA-33, Las juntas categoría A y B (vea UW-3) deberán ser del tipo No.(1) o (2) de la Tabla UW-12.” Otro párrafo de materiales que afecta los ensayos no-destructivos de un ítem es ULT57. Este establece: Todas las juntas a tope deberán ser examinadas por radiografía 100%, excepto por UW-11(a)(7). Todas las soldaduras de fijación, y todas las juntas sujetas a presión no examinadas por los métodos de RT o UT, deberán ser examinadas por PT ya sea antes o después de la prueba hidrostática. Las indicaciones relevantes son aquellas que resultan de las imperfecciones. Cualquier indicación lineal relevante mayor de 1/16” deberá ser reparada o removida. Cuando la prueba neumática es requerida por ULT-99(b), estos ensayos por líquidos penetrantes deberán ser efectuados antes de la prueba.

Resumen de los Ensayos No-Destructivos en la Sección VIII Método de NDE RT

Se requiere de un procedimiento escrito? No

Requisitos de NDE

Criterio de Aceptación

Secc.V Articulo 2

UW-51 & 52

UT

Sí

Secc. V Articulo 4

Apéndice 12

MT PT

Sí Sí

Seec. V Articulo 7

Apéndice 6 Apéndice 8

EJERCICIO # 1

Secc. V Articulo 6

Calificación del personal en NDE SNT-TC-1A & CP-189 SNT-TC-1A & CP-189 Apéndice 6 Apéndice 8

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Un recipiente de ¼” de espesor en material SA-387-22 Clase 2 normalizado y revenido, va a ser construido de acuerdo a los requisitos de la Sección VIII, Cual es la mínima cantidad de radiografía requerida?. Se requiere alivio térmico de esfuerzos pos-soldadura?. Cual deberá ser el estado de las probetas de tensión del material?

EJERCICIO # 2 La Sección VIII, División 1 relaciona los requisitos para M.T., P.T., U.T. y R.T. Determine cuando si o no cada uno de estos tiene que ser hecho usando un procedimiento escrito y que requisitos de calificación para el personal en NDE se tiene que cumplir para cada método.

EJERCICIO # 3 Identifique cinco casos donde la radiografía total es requerida en las juntas a tope en cabezas y cuerpos de recipientes.

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EJERCICIO # 4

a)

Donde se encuentra el criterio de aceptación para la radiografía total en la Sección VIII, División 1?

b)

Donde se encuentra el criterio de aceptación para la radiografía por puntos (spot) en la Sección VIII, División 1?

c)

Existe un requisito en la Sección VIII, División 1 el cual exija un procedimiento escrito para efectuar el ensayo radiográfico?

EJERCICIO # 5 Donde se encuentra el criterio de aceptación para el examen ultrasónico en la Sección VIII División 1?

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EJERCICIO # 6 Se necesita radiografiar un equipo de 4” de espesor pero solo se cuenta con una fuente de Ir.-192, es permitido en este caso usar UT en vez de RT?

EJERCICIO # 7 Al efectuar los líquidos penetrantes en una transición gradual 3:1, se encontraron cuatro indicaciones redondeadas de 3/32” separadas 1” entre bordes, es aceptable la soldadura?

EJERCICIO # 8 Cuales son los ensayos mínimos requeridos por un reactor en material SA-240-316 de 1.25” de espesor, servicio letal?

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Objetivo Al final de esta lección el participante entenderá las reglas para las pruebas de presión y como ellas son aplicadas. El o ella también entenderán como determinar los requisitos de estampado aplicables y como ellos son aplicados. También, el participante entenderá como los recipientes son documentados y certificados en los Reportes de Datos aplicables.

Tópicos de la Lección Requisitos para las pruebas de presión Requisitos de la prueba hidrostática Requisitos de la prueba neumática Requisitos del estampado Reporte de Datos del Fabricante

Requisitos para las pruebas de presión Dos tipos de pruebas son usados en la Sección VIII para determinar la integridad estructural. Estos son la prueba hidrostática y la neumática, y su propósito es detectar defectos gruesos en el diseño y la fabricación.

Que tiene que ser probado a presión? Todos los recipientes a presión terminados tienen que ser probados hidrostáticamente excepto aquellos que son probados neumáticamente. El párrafo UG-99 contiene las reglas para la prueba hidrostática, y aquellas para la prueba neumática están en UG-100.

Requisitos de la Prueba Hidrostática Temperatura de la Prueba Hidrostática UG-99(h) recomienda que la temperatura del metal durante la prueba hidrostática sea mantenida al menos 30°F. arriba de la mínima temperatura de diseño del metal para

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minimizar el riesgo de fractura frágil. La presión de prueba deberá no ser aplicada hasta que el recipiente y su contenido estén a la misma temperatura. Una inspección visual cercana al recipiente deberá no ser efectuada cuando la temperatura exceda 120°F.

Presión Mínima de Prueba, UG-99(b) La presión de prueba hidrostática se determina por la formula: P = ( MAWP )( 1.3 )( La relación mas baja de esfuerzos ) Donde: MAWP = máxima presión admisible de trabajo P = Presión de prueba

Re lacion  de  Esfuerzos 

S a (Temp .de. Pr ueba) S a (Temp .de.Diseño)

Sa = Esfuerzo admisible

Ejemplo de UG-99(b) Un recipiente fabricado con SA-515 GR.70, y diseñado para una MAWP de 250 psi a una temperatura de 735°F, cual es la presión de prueba hidrostática?

UG-99(c) permite una prueba hidrostática basada en una presión calculada por un acuerdo entre el usuario y el fabricante. La presión de prueba hidrostática en la parte superior del recipiente deberá ser mínimo la presión de prueba calculada por la multiplicación de la MAWP por 1.3 y reduciendo este valor por la cabeza hidrostática. La presión calculada (MAWP, en la condición nuevo & frío) (1.3) – la cabeza hidrostática. Esta presión no puede ser menor que la de UG-99(b) y no puede estar por encima de la cedencia del material. Cuando esta presión es usada, el Inspector puede solicitar al fabricante suministrar los cálculos usados.

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Excepciones Existen varios casos en la Sección VIII donde unas excepciones especiales son hechas para determinar la presión de prueba. Estas incluyen: Servicio en vacío Unidades combinadas Recipientes envidriados Recipientes de hierro fundido

Servicio en Vacío Para servicio en vacío la presión de prueba es determinada por la multiplicación de la diferencia entre la presión atmosférica normal (14.7 PSIA) y la mínima presión absoluta de diseño interna por 1.3.

Unidades Combinadas Para unidades combinadas, la prueba hidrostática debe ser efectuada como sigue: Para cámaras adyacentes que operaran independientemente: -

Pruebe hidrostáticamente cada unidad como un recipiente separado.

Para las cámaras adyacentes diseñadas para una presión diferencial, y la presión diferencial es mayor que la MAWP para cada unidad, usted tiene que probar cada unidad usando la presión calculada como sigue: -

Presión Diferencial (1.3) (Relación de Esfuerzos)

NOTA: Esta prueba tiene al menos que cumplir la presión de UG-99(b) o (c). Para cámaras adyacentes diseñadas para una presión diferencial, y la presión diferencial es menor que la MAWP para cada unidad, usted tiene que probar cada unidad usando una presión calculada como sigue: -

Presión Diferencial (1.3) (Relación de Esfuerzos). Luego pruebe cada unidad de acuerdo con UG-99(b) o (c)

Recipientes Envidriados, UG-100(b) Para recipientes envidriados la presión de prueba neumática deberá ser al menos igual a, pero no necesita exceder la MAWP a ser marcada en el recipiente.

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Recipientes de Hierro Fundido Para recipientes de hierro fundido, la prueba tiene que ser conducida usando una presión determinada como sigue: Para una MAWP menor o igual a 30 PSI: -

2.5 (MAWP), en ningún caso puede esta exceder de 60 PSI

Para una MAWP mayor que 30 PSI: -

2 (MAWP)

Requisitos de la Prueba Neumática Una prueba neumática puede ser usada solamente cuando el recipiente no haya sido diseñado para soportar el peso del líquido, o donde las trazas del medio para la prueba hidrostática puedan ser peligrosas para las condiciones de servicio del recipiente. Todas las soldaduras alrededor de las aberturas o conexiones con una dimensión de garganta mayor que ¼” tienen que ser examinadas con PT o MT antes de la prueba neumática.

Presión Mínima para la Prueba Neumática La presión de prueba neumática es determinada por la formula: P=( MAWP )( 1.1 )( Relación de Esfuerzos ) Donde: MAWP = máxima presión admisible de trabajo P = Presión de Prueba

Re lacion  de  Esfuerzos  Sa = Esfuerzo admisible

S a (Temp .de. Pr ueba) S a (Temp .de.Diseño )

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Procedimiento de Prueba Neumática La prueba neumática debe ser efectuada de acuerdo con UG-100(d). Este establece “la presión en el recipiente deberá ser gradualmente incrementada a no mas que la mitad de la presión de prueba. Luego, en pasos de aproximadamente un décimo de la presión de prueba hasta llegar a la presión de prueba.”

Inspección Del Recipiente Antes de efectuar un examen visual de las juntas soldadas, la presión deberá ser bajada a la presión de prueba dividida por 1.3 para la prueba hidrostática, o la presión de prueba dividida por 1.1 para la prueba neumática.

NUNCA INSPECCIONE A LA PRESION DE PRUEBA TOTAL!!! Testificación De La Prueba Las pruebas de presión tienen que ser testificadas por el Inspector Autorizado para todos los recipientes estampados con él estampe “U”, excepto para recipientes múltiples, duplicados que sean construidos de acuerdo con UG-90(c)(2).

Manómetros UG-102 especifica reglas para los manómetros y requiere que ellos estén: Conectados directamente al recipiente. Visibles al operador. Graduados en un rango cercano al doble de la presión de prueba, pero en ningún caso menor que 1-1/2 ni mayor que 4 x esa presión. Calibrados contra un peso muerto o un manómetro patrón. Calibrados cuando se sospeche que hay error, o como lo especifique el manual de C.C. del fabricante.

Requisitos del Estampado UG-118 Métodos de Marcado El marcado requerido puede ser aplicado directamente sobre el recipiente, o en una placa de datos separada. Cuando el estampado del Código es aplicado directamente sobre el recipiente, el estampado tiene que ser hecho con letras y figuras de al menos 5/16” de alto, y con un arreglo similar al de la Figura UG-118, a no ser que los requisitos de UG-118(b) sean cumplidos.

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Cuando el estampado del Código es aplicado a una placa de datos, el estampado tiene que cumplir con lo siguiente: El arreglo es similar a la Figura UG-118. El símbolo del Código y él numero de serie del fabricante tiene que ser estampado. Las letras y figuras tienen que ser al menos de 5/32" de alto. La placa de datos tiene que ser pegada en un lugar conspicuo. El símbolo puede ser estampado antes de pegar la placa al recipiente, sin embargo, el procedimiento tiene que ser aceptado por el IA. El IA no tiene que testificar el estampado del símbolo del Código, sin embargo, él tiene que verificar que la placa de datos sea pegada al recipiente apropiado. Una placa de datos se requiere para recipientes ferrosos con espesor menor de ¼”, y para recipientes no-ferrosos con espesor menor de ½”. Sin embargo, una placa de datos puede ser usada siempre.

Modo de Inspección La Sección VIII reconoce dos tipos de Inspección Autorizada. La primera por un Inspector Autorizado y la segunda por un Inspector del Dueño – Usuario. Cuando la inspección sea por un Inspector del Dueño – Usuario, la palabra “User” deberá ser marcada directamente arriba del estampe “U”.

Tipo de Construcción El tipo de construcción, p.ej. soldado, soldado por “brazing”, etc., tiene que ser indicado en la placa de datos debajo del símbolo “U”. Los tipos de construcción son indicados como sigue: Soldado por ARCO/GAS

W

Soldado por “Brazing”

B

Soldado por Presión

P

Soldado por Resistencia

Servicios Especiales

RES

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Si un recipiente es diseñado para un servicio especial, este tiene que ser indicado en la placa de datos bajo el símbolo “U”. Los símbolos de los servicios especiales son: Letal

L

Calderas de Vapor Sin Fuego Directo

UB

Recipientes con Fuego Directo

DF

Nivel de Radiografía El nivel o la cantidad de radiografía tiene que ser indicado en la placa de datos debajo del símbolo “U”. Los símbolos para el nivel de RT son: Total

RT-1

UW-11(a)(5)(b)

RT-2

Por puntos (Spot)

RT-3

Cuando solo una parte del recipiente cumple con UW-11(a), o cuando “RT-1, RT2 o RT-3” no son aplicables

RT-4

Tratamiento Térmico Posterior a la Soldadura La cantidad del tratamiento térmico posterior a la soldadura tiene que ser indicado en la placa de datos debajo del símbolo “U”. Los símbolos que representan la cantidad son: Recipiente entero

HT

Parte del recipiente

PHT

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Placa de Datos del Código, UG-118 El arreglo del marcado en las placas de datos tiene que ser substancialmente como se muestra:

Fig. UG-118

Partes de Recipientes Cuando solo una parte de un recipiente es suministrada por un fabricante, la palabra “PART” tiene que aparecer debajo del símbolo “U”. UG-116(h) establece que el nombre del fabricante, precedido por las palabras “certified by” y él numero de serie tienen que aparecer en el estampado o la placa de datos.

Partes Removibles

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UG-116(l) establece, “Partes de presión removibles deberán ser permanentemente marcadas en una manera tal que identifiquen estas con el recipiente o cámara de la cual forman parte. Esto no es aplicable a tapas de entradas de hombre, tapas de inspección de mano y partes de los accesorios siempre y cuando el marcado de estos cumpla con los requisitos de UG-11.”

Recipientes Miniatura Los requisitos para los recipientes miniatura se encuentran en U-2(j) el cual establece que los recipientes que cumplan los criterios dados pueden ser construidos sin la inspección por parte de un IA. Para construir estos recipientes, un fabricante tiene que poseer un estampe “UM” además de los estampes “U” o “S”. Los criterios son: La RT total no es requerida. Los cierres de accionamiento rápido no se pueden usar. Tienen que tener 5 pies³ y 250 PSI o menos, o 1.5 pies³ y 600 PSI o menos. Estos recipientes tienen que cumplir con todas las reglas del Código con la excepción de la inspección por parte de un IA. Algunas jurisdicciones no aceptan estos tipos de recipientes.

Recipientes UG-90(c)(2) Los recipientes cubiertos por este párrafo son recipientes idénticos, producidos masivamente. Para este tipo de fabricación, el personal del fabricante puede efectuar algunos de los deberes del Inspector Autorizado. Los controles para la fabricación según UG-90(c)(2) tienen que ser incluidos en el manual de C.C. el cual tiene que ser aceptable para la agencia, la jurisdicción y un designado del ASME. Cualquier modificación esta sujeta a la aprobación de estas organizaciones. El reporte de datos tienen que establecer “Construido de acuerdo a las reglas de UG-90(c)(2).”

Renovación De Los Estampes Símbolos Del Código

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Los estampes símbolos del Código son renovados cada tres años basados en una revisión conjunta efectuada por la agencia y un designado del ASME. Una excepción a la renovación cada tres años es el certificado UM, el cual es renovado anualmente basado en una auditoria efectuada por la agencia para los dos años entre la revisión conjunta cada tres años.

Reporte de Datos del Fabricante Los reportes de datos utilizados para documentar el cumplimiento del Código son: U-1

Reporte de datos básico para recipientes

U-1A Reporte alternativo para recipientes de cámara sencilla, fabricados en planta únicamente U-2

Reporte de datos parcial para partes de recipientes

U-2A Reporte de datos parcial forma alternativa U-3

Certificado de complacencia para recipientes UM

U-4

Hoja suplementaria

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EJERCICIO # 1

Como se calcula la presión para la prueba hidrostática?

Como se calcula la presión para la prueba neumática?

EJERCICIO # 2 La Sección VIII, División 1 tiene requisitos para el rango de los manómetros ha ser usados en la prueba hidrostática?

EJERCICIO # 3

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a)

Cual es la presión de prueba hidrostática para un recipiente con un MAWP de 300 psi, el material es SA-240 TP 304H ha ser operado a 300 grados F.?

b)

Cual debería ser el rango de los manómetros para la prueba descrita arriba?

EJERCICIO # 4 Usted esta diseñando un recipiente de pared sencilla para 250 psi y 950 grados F. Usando un material SA-387 Gr.5 Clase 2. Usted especifica la presión de prueba hidrostática como 375 psi. El IA establece que la presión de prueba hidrostática esta incorrecta. Esta el en lo cierto? Muestre los cálculos.

EJERCICIO # 5 Cual debe ser el estampado de un recipiente servicio letal con las siguientes condiciones de diseño MAWP=365 psi @ 465°F; MDMT= -20 °F @ 365 psi, fabricado en acero al carbón con soldadura?.

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EJERCICIO # 6 Cual debe ser el estampado de un recipiente de 2”en SA-516-70, con una MAWP=1280 psi @ 200°F, MDMT= 20°F @ 900 psi, fabricación soldada?

EJERCICIO # 7 Un recipiente que fue radiografiado totalmente los longitudinales y spot los circunferenciales cumpliendo con UW-11(a)(5)(b), Como debe estamparse?

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FORM U-1A MANUFACTURER’S DATA REPORT FOR PRESSURE VESSELS (Alternative Form for Single chamber, Completely Shop-Fabricated Vessels Only) As Required by the Provisions of the ASME Code Rules, Section VIII, Division 1 1. Manufactured and certified by (Name and address of Manufacturer)

2. Manufactured for (Name and address of Purchaser)

3. Location of installation (Name and address)

4. Type: (Horiz., or vert. tank)

(Mfg’s serial No.)

(CRN)

(Drawing No.)

(Nat’l. Bd. No.)

(Year built)

5. The chemical and physical properties of all parts meet the requirements of material specifications of the ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE. The design, construction and workmanship conform to ASME rules, Section VIII, Division 1 Year

to Addenda (date)

Code Case Nos.

Special Service per UG-12(d)

6. Shell Matl. (Spec. No., Grade)

Nom. Thk. (in.)

Corr. Allow. (in.)

Diam. I.D. (ft. & in.)

Length (overall) (ft. & in.)

7. Seams: Long. (Welded, Dbl., Sngl., Lap, Butt)

8. Heads: (a)

R.T. (Spot or Full)

Eff. (%)

H.T. Temp. (F)

Time (hr)

Girth (Welded, Dbl., Sngl., Lap, Butt)

R.T. (Spot, Partial or Full)

No. of Courses

(b) Matl.

Matl. (Spec. No., Grade )

Location (Top, Bottom, Ends)

Minimum Thickness

Corrosion Allowance

(Spec. No., Grade )

Crown Radius

Knuckle Radius

Elliptical Ratio

Conical Apex Angle

Hemispherical Radius

Flat Diameter

Side to Pressure (Convex or Concave)

(a) (b) If removable, bolts used (describe other fastenings) (Mat’l Spec. No., Grade, size, No.)

9. MAWP

psi at max. temp.

Min. design metal temp.

°F. at

°F.

psi. Hydro., pneu., or comb. test pressure

psi

10. Nozzles, inspection, and safety valve openings: Purpose (Inlet, Outlet, Drain)

No.

Diam. or Size

11. Supports: Skirt

Type

Lugs (Yes or no)

Nom. Thk.

Matl.

Legs (No.)

Reinforcement Matl.

How Attached

Other

Location

Attached

(No.)

(Describe)

(Where and how)

12. Remarks: Manufacturer’s Partial Data Reports properly identified and signed by Commissioned Inspectors have been furnished for the following items of the report: Name of part, item number, Mfgr’s. name and identifying stamp)

CERTIFICATE OF SHOP COMPLIANCE We certify that the statements in this report are correct and that all details of design, material, construction, and workmanship of this vessel conform to the ASME Code for Pressure Vessels, Section VIII, Division 1. "U" Certificate of Authorization No. expires Date

Co.Name

Signed (Manufacturer)

(Representative)

CERTIFICATE OF SHOP INSPECTION Vessel constructed by

at

I, the undesigned, holding a valid commission issued by The National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors and/or the State or Province of and employed by have inspected the component described in this Manufacturer’s Data Report on , and state that, to the best of my knowledge and belief, the Manufacturer has constructed this pressure vessel in accordance with ASME Code, Section VIII, Division 1. By signinig this certificate neither the Inspector nor his employer makes any warranty, expressed or implied, concerning the pressure vessel described in this Manufacturer’s’ Data Report. Furthermore, neither the Inspector nor his employer shall be liable in any manner for any personal injury or property damage or a loss of any kind arising from or connected with this inspection. Date

Signed

Commissions (Authorized Inspector)

(Nat’l Board incl. endorsements, State, Province, and No.)

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5/07/2003

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5/07/2003

Bienvenidos! Propósito del Seminario Suministrar al participante la información sobre el N.B.I.C., incluyendo la inspección en servicio de las calderas, recipientes a presión y sistemas de tuberías tal que el o ella puedan entender los requisitos administrativos y técnicos de las actividades de reparación alteración de ítems que retengan presión. Este seminario esta presentado para un nivel intermedio, se asume que el participante tiene un entendimiento básico de los Códigos de Construcción. Este seminario hará énfasis en las reglas para las reparaciones y alteraciones de ítems que retengan presión.

Código Aplicable Edición 2001 Adenda 2002

La Presentación 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Organización y Uso del NBIC Requisitos Administrativos Inspección en Servicio de Ítems que Retengan Presión Reparaciones y Alteraciones Métodos de Reparación y Alteración Ejercicios sobre Reparaciones y Alteraciones

ASME Sección VIII Recipientes a Presión

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INTRODUCCION El propósito del NBIC es mantener la integridad de los ítems que retengan presión después que ellos han sido colocados en servicio suministrando reglas para la inspección, reparación y alteración, asegurando que estos objetos puedan continuar siendo usados de una manera segura. El NBIC intenta suministrar una guía a los Inspectores Jurisdiccionales, usuarios, y a las organizaciones que realicen reparaciones y alteraciones, forzando la administración uniforme de las reglas pertinentes a los ítems que retienen presión.

ADDENDA Son las hojas de colores, las cuales incluyen las revisiones y adiciones a este Código, son publicadas anualmente, las Adendas son permitidas desde la fecha de emisión y se convierten efectivas seis meses después de la fecha de emisión. Las Adendas son enviadas automáticamente a los compradores del Código hasta la publicación de la siguiente Edición.

INTERPRETACIONES Cuando se solicite, el Comité del NBIC hara una interpretación de cualquiera de los requisitos de este Código. Las interpretaciones no son parte de este Código o su Addenda.

CONFLICTOS El NBIC no intenta entrar en conflicto con los requisitos jurisdiccionales cualquiera que sea federal, provincial, estatal o municipal. Pero si llegare a existir un conflicto, los requisitos jurisdiccionales prevalecen. Luego es muy importante que los requisitos jurisdiccionales sean entendidos antes de trabajar en esa jurisdicción.

OTROS CODIGOS PARA LA INSPECCION EN SERVICIO, REPARACION Y ALTERACION. El Instituto Americano del Petróleo API promulgo los siguientes códigos y estándares para la inspección, reparación, alteración, re-rateo y evaluación de confiabilidad para el servicio de recipientes a presión y tuberías para las industrias del petroleo y procesos químicos. Estos códigos y estándares son: API 510

Código para la Inspección de recipientes a presión: Inspección en mantenimiento, Rateo, Reparación y Alteración.

API 570

Código para la Inspección de Tuberías: Inspección, Reparación, Alteración y Re-rateo de Sistemas de Tubería en Servicio.

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API 579

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Confiabilidad para el Servicio.

El NBIC no intenta cubrir las instalaciones cubiertas por los Códigos o Estándares del API a no ser que las reglas jurisdiccionales indiquen lo contrario.

ORGANIZACIÓN Prologo Introducción Parte RA – Requisitos Administrativos Parte RB – Inspección en Servicio de los Ítems que Retengan Presión Parte RC – Reparaciones y Alteraciones Parte RD – Métodos de Reparación Apéndices Obligatorios Apéndice 1 Preparación de Preguntas Técnicas al Comité del NBIC Apéndice 2 Estampado e Información de la Placa de Datos Apéndice 3 Inspección y Reparación de las Calderas de vapor Piró tubulares Locomotivas Apéndice 4 Glosario de Términos Apéndice 5 Formas del “National Board” Apéndice 6 Ejemplos de Reparaciones y Alteraciones Apéndice 7 Procedimientos para extender el Certificado de Autorización “VR” para estampar Accesorios Relevadores de Presión ASME “NV”. Apéndice 8 Inspección, Reparación y Alteración de Equipos de Presión en Grafito. Apéndices No Obligatorios Apéndice A Apéndice B Apéndice C Apéndice D Apéndice E Apéndice F Apéndice G Apéndice H

Procedimientos de Soldadura Estándar Temperaturas de Precalentamiento Recomendadas Histórico de las Calderas Guía Recomendada para el Diseño de Sistemas de Prueba para Accesorios Relevadores de Presión Procedimientos Recomendados para la Reparación de Válvulas de Alivio de Presión Diferencial de Presión entre la Presión de Ajuste de la Válvula de Seguridad o de Alivio y la Presión de Operación de la Caldera o Recipiente a Presión Válvulas de Seguridad en el Lado de Baja Presión de las Válvulas Reductoras de Presión para Vapor Guía Recomendada para la Inspección de los Recipientes a Presión en Servicio de GLP

Interpretaciones

Cuando es el NBIC Requerido?

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El NBIC deberá ser usado cuando:     

Cuando se requiera usar el estampe R Cuando lo requiera la Jurisdicción Cuando lo requiera el Cliente Cuando lo requiera la Compañía de Seguros Cuando se desee mantener la integridad del Código y el Registro del “National Board”

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Acreditación de las Organizaciones Reparadoras

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El “National Board” administra tres programas de acreditación separados: el “R”, el “VR”, y el “NR”. Seis tipos de autorización son ofrecidas a las Organizaciones Reparadoras dependiendo del alcance de las actividades, las Organizaciones pueden ser autorizadas para realizar:      

Reparaciones Únicamente – En Planta Únicamente Reparaciones Únicamente – En Campo Únicamente Reparaciones Únicamente – En Planta y en el Campo Alteraciones y Reparaciones – En Planta Únicamente Alteraciones y Reparaciones – En Campo Únicamente Alteraciones y Reparaciones – En Planta y en el Campo

Sistema de Calidad Un poseedor de un Certificado de Autorización del “National Board” deberá tener y mantener un Sistema de Calidad escrito. El Sistema deberá satisfactoriamente cumplir los requisitos del NBIC, y deberá estar disponible para su revisión.

Descripción de los Requisitos del Sistema de Calidad a. Portada: La portada tiene que incluir el nombre y la dirección completa de la Compañía para la cual el Certificado de Autorización es emitido b. Índice: El Índice deberá listar las diferentes Secciones del Sistema de Calidad y el Nivel de Revisión de cada Sección. c. Alcance del Trabajo: El Manual deberá claramente indicar el alcance y tipo de reparaciones o alteraciones que la Organización es capaz e intenta llevar a cabo. d. Declaración de Autoridad y Responsabilidad: Una Declaración de Autoridad fechada y firmada por uno de los oficiales de la Compañía, deberá ser incluida en el Manual, además la Declaración de Autoridad deberá incluir: 1. una declaración que indique que todas las reparaciones o alteraciones que lleve a cabo la Organización deberán cumplir los requisitos del NBIC, y la Jurisdicción como sea aplicable. 2. una declaración que si existe un desacuerdo en la implementación del Sistema de Calidad, el asunto es referido para resolución a la autoridad mas alta en la Compañía. 3. El titulo del individuo que es responsable por asegurar que lo indicado en el punto 1 arriba sea seguido, y que tenga la libertad y autoridad para llevar a cabo sus responsabilidades. e. Control del Manual: El manual deberá incluir las provisiones necesarias para revisar y emitir los documentos para mantener corriente el manual. El titulo del individuo autorizado para aprobar las revisiones deberá ser incluido en el manual. Las revisiones tienen que ser aceptadas por la Agencia de Inspección Autorizada antes de ser emitido e implementado el manual. f. Organización:

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g.

h.

i.

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1. Un organigrama deberá ser incluido en el manual. Este deberá incluir el titulo de las cabezas de todos los departamentos o divisiones que realicen funciones que puedan afectar la calidad de la reparación o alteración y esta deberá mostrar la relación entre tales departamentos o divisiones. 2. El manual deberá identificar aquellos individuos responsables por la preparación, implementación, o verificación del Sistema de Calidad. Las responsabilidades deberán ser claramente definidas y los individuos deberán tener la libertad organizacional y la autoridad para cumplir aquellas responsabilidades. Planos, Diseño, y Especificaciones: El manual deberá contener los controles para asegurar que toda la información de diseño, los planos aplicables, los cálculos de diseño, especificaciones, e instrucciones sean preparadas u obtenidas, controladas, e interpretadas de acuerdo con el código original de construcción. Métodos de Reparación y Alteración: El manual debe incluir los controles para las reparaciones y alteraciones, incluyendo la selección de las especificaciones de los procedimientos de soldadura, los materiales, los métodos de examen no destructivo, el precalentamiento y el tratamiento térmico post-soldadura. Materiales: El manual deberá describir el método usado para asegurar que solamente los materiales (incluyendo el material de soldadura) aceptables sean usados para las reparaciones y alteraciones. El manual deberá incluir una descripción de cómo el material existente es identificado y el material nuevo es ordenado, verificado, e identificado. El manual deberá identificar los títulos de los individuos responsables por cada función y una breve descripción de cómo la función es realizada. Método de Realizar el Trabajo: El manual deberá describir los métodos para realizar y documentar las reparaciones y alteraciones en suficiente detalle para permitir al Inspector determinar en que etapas especificas las inspecciones serán realizadas. El método de reparación o alteración tiene que ser aceptado previamente por el Inspector. Soldadura, NDE, y Tratamiento Térmico: El manual deberá describir los controles para la soldadura, exámenes no destructivos, y tratamiento térmico. El manual deberá indicar los títulos de los individuos responsables por las especificaciones de los procedimientos de soldadura y su calificación, y la calificación de los soldadores y los operadores de soldadura. Es esencial que solo las especificaciones del procedimiento de soldadura y los soldadores u operadores de soldadura calificados, como es requerido por el NBIC, sean usados en la reparación o alteración de los ítems que retienen presión. Es también esencial que los soldadores y operadores de soldadura mantengan su habilidad como lo requiere el NBIC, cuando sean contratados para la reparación o alteración de los ítems que retengan presión. Similares responsabilidades para los exámenes no destructivos y el tratamiento térmico deberán ser descritos en el manual. Exámenes y Pruebas: La referencia deberá ser hecha en el manual para los exámenes y pruebas cuando se complete la reparación o la alteración. Calibración: El manual deberá describir un sistema para la calibración de los equipos para examen, medida, y pruebas usados en la realización de las reparaciones y alteraciones. Inspección y Aceptación de la Reparación o Alteración: El manual deberá específicamente indicar que antes de iniciar el trabajo la aceptación de la reparación / alteración deberá ser obtenida de un Inspector quien hará las

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r. s.

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inspecciones requeridas y confirmara el cumplimiento del NBIC firmando y fechando la forma aplicable del NBIC cuando se complete el trabajo. Inspecciones: El manual deberá hacer las provisiones para que el Inspector tenga acceso a todos los planos, cálculos de diseño, especificaciones, procedimientos, hojas de proceso, procedimientos de reparación o alteración, resultados de pruebas, y otros documentos como sean necesarios para asegurar el cumplimiento con el NBIC. Una copia del manual actualizado deberá estar disponible al Inspector. Reporte de Reparación o Alteración: El manual deberá indicar el titulo de los individuos responsables por la preparación, firma, y presentación de las formas de reporte del NBIC al Inspector. La distribución de las formas de Reporte del NBIC deberá ser descrita en el manual. Formatos: Cualquier formato referido en el manual deberá ser incluido. El formato puede ser una parte de un documento referido o incluido como un apéndice. Para claridad, los formatos pueden ser completados e identificados como ejemplo. El nombre y las abreviaciones aceptables del Poseedor del Certificado “R” deberán ser incluidas en el manual. Código de Construcción: El manual deberá incluir provisiones para relacionar los requisitos que son pertinentes al código de construcción especifico para el equipo a ser reparado o alterado. Ítems No Conformes: Deberá haber un sistema aceptable al Inspector para la corrección de las no conformidades. Una no conformidad es cualquier condición que no cumpla con las reglas aplicables del NBIC, el código de construcción, los requisitos de la jurisdicción o el sistema de calidad. Las no conformidades tienen que ser corregidas o eliminadas antes que el componente reparado o alterado pueda ser considerado en cumplimiento con el NBIC.

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Objetivo: Este Capitulo suministra una guía para la inspección en servicio de los ítems que retengan presión, los métodos para la inspección de una gran variedad de ítems que retengan presión son descritos en detalle, los requisitos jurisdiccionales describen la frecuencia, alcance, tipo de inspección, y el tipo de documentación requerida.

Inspección de las Calderas Actividades Pre – Inspección a. Una revisión de la historia conocida de la caldera puede ser realizada. Esta puede incluir una revisión de la información, tal como: 1. Condiciones de operación 2. Fecha de la ultima inspección 3. Certificado de la inspección jurisdiccional actualizado 4. Estampado del Símbolo del Código ASME o marca del código de construcción 5. Numero del registro del “National Board” o numero de registro de la jurisdicción b. Las siguientes partes pueden ser removidas como sea requerido para permitir la inspección: 1. Las tapas de las entradas de hombre y de mano. 2. Los tapones de inspección 3. Las conexiones de inspección en la columna de agua 4. La parrilla en calderas con fuego interior 5. El aislamiento y los refractarios como sea apropiado 6. El manómetro puede ser removido para prueba, a no ser que exista otra información que permita evaluar su seguridad c. La caldera deberá ser enfriada y completamente limpiada.

Evaluación de la Instalación La inspección externa de una caldera es hecha para determinar si esta en condiciones de operar seguramente. Cuando se entra en el área de la caldera, la limpieza general y la accesibilidad a la caldera y sus aparatos auxiliares pueden ser anotados. Los accesorios de la caldera, las válvulas y las tuberías pueden ser chequeadas para verificar el cumplimiento con el Código ASME u otro estándar equivalente.

Causas de Deterioro

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El deterioro de las calderas puede ser causado por el tratamiento de agua impropio o inadecuado, excesivas fluctuaciones en la presiona o temperatura, o un mantenimiento impropio o falta de este.

Tipos de Defectos Los defectos pueden incluir laminadas abombadas o ampolladas, grietas u otros defectos en las soldaduras o las zonas afectadas por el calor, fugas por porosidades, dispositivos de seguridad inadecuados o inapropiados, materiales desgastados o erosionados.

Evidencia de Fugas a. No es normalmente necesario remover el material del aislamiento, el refractario, o las partes fijas de la caldera para la inspección a menos que ciertos defectos o deterioro sean sospechados o se encuentren comúnmente en el tipo de caldera inspeccionada. Donde existe una evidencia de fuga mostrándose en la cubierta, el Inspector podrá solicitar la remoción de la cubierta en orden de inspeccionar completamente el área. Tal inspección puede requerir la remoción del material de aislamiento, refractarios o las partes fijas de la caldera. b. Para obtener una información adicional de la fuga en una caldera o la extensión de un posible defecto, una prueba de presión puede ser necesaria. 1. Para determinar la estanqueidad, la prueba de presión no necesita ser mayor que la máxima presión admisible de trabajo estampada en el ítem que retiene la presión 2. Durante una prueba de presión, donde la presión exceda la presión de disparo de la válvula de seguridad, la válvula deberá ser preparada como lo recomiende el fabricante de la válvula 3. La temperatura del agua usada para aplicar la prueba de presión no deberá ser menor de 70°F (21°C), y la máxima temperatura durante la inspección no deberá exceder 120°F (49°C) 4. El tiempo de sostenimiento para la prueba de presión deberá ser 10 minutos antes del examen por parte del Inspector 5. El tiempo de sostenimiento para el examen por parte del Inspector deberá ser el tiempo necesario para que el conduzca la inspección 6. Cuando la introducción de agua para una prueba hidrostática pueda causar el daño a la caldera o los componentes de la caldera, otro medio de prueba o una prueba de vació puede ser usada siempre y cuando los requisitos de precaución de la sección aplicable del código de construcción u otro estándar sean seguidos. En tales casos debe existir un acuerdo sobre el procedimiento de prueba entre el dueño y el Inspector.

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Depósitos en el Lado del Agua a. Todas las superficies del metal expuesto en el lado agua de la caldera deberá ser inspeccionada para detectar depósitos causados por el tratamiento de agua, costras, aceite, u otras substancias. El aceite o las costras en los tubos de las calderas acuotubulares o en las laminas en contacto con el fuego en cualquier caldera son particularmente perniciosos ya que esto puede ocasionar un efecto aislante resultando en el recalentamiento, debilitando y produciendo una posible falla en el metal, ampollado o la ruptura. b. Cualquier costra excesiva u otros depósitos deberán ser removidos por medios químicos o mecánicos.

Riostras a. Todas las riostras, diagonales o pasantes, deberán examinarse para determinar si ellas están pensionadas uniformemente. Las laminas arriostradas deberán examinarse para determinar si existen grietas donde ellas han sido perforadas o troqueladas para las riostras. Las riostras que no estén pensionadas deberán ser reparadas. Las riostras rotas deberán ser remplazadas b. El Inspector deberá probar las riostras de la cámara de combustión golpeando el final de cada riostra con un martillo y donde sea practicable un martillo o cualquier herramienta pesada deberá ser sostenida en el final opuesto para hacer mas efectiva la prueba. Una riostra que no este rota deberá dar un sonido de campana mientras que una riostra rota dar un sonido hueco. Las riostras con hueco testigo deberán examinarse para verificar la evidencia de fugas lo cual indicaría una riostra rota o agrietada. Las riostras rotas deberán ser remplazadas.

Conexiones Bridadas y Otras Conexiones a. La entrada de hombre y su parche de refuerzo, así como también las boquillas o las otras conexiones bridadas o atornilladas a la caldera deberán ser examinadas para determinar la evidencia de defectos internos o externos. Cuando sea posible la observación deberá ser hecha desde el interior de la caldera o desde donde las conexiones sean apropiadamente hechas a la caldera b. Todas las aberturas donde se coloquen anexos externos, tales como conexiones para la columna de agua, dispositivos para el corte de combustible por bajo nivel de agua, aberturas en los tubos para secado del vapor, y aberturas para las válvulas de seguridad deberán ser examinadas para asegurar que ellas están libres de obstrucción.

Abombamiento y Ampollas

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a. Un abombamiento puede ser causado por el sobrecalentamiento del espesor total del metal, de ese modo disminuyendo la resistencia del metal deformándose por la presión en la caldera. Los abombamientos pueden también ser causados por la fluencia lenta o los gradientes de temperatura. b. Una ampolla puede ser causada por un defecto en el metal tal como una laminación donde el lado expuesto al fuego se sobrecalienta pero el lado interno retiene su resistencia debido al efecto de enfriamiento del agua de la caldera.

Sobrecalentamiento a. El sobrecalentamiento es una de las causas mas serias de deterioro de la caldera. La deformación y la posible ruptura de las partes de presión tales como los tubos puede resultar. Los tubos pueden dañarse por una circulación pobre, una evaporación repentina, o por la incrustación de depósitos. b. Una particular atención deberá darse a las superficies de los tubos o laminas expuestas al fuego. Se debe observar si cualquier parte de la caldera presenta abombamientos o ampollas. Si un abombamiento o ampolla es lo suficientemente grande para debilitar la lamina o el tubo, o cuando se nota una evidencia de fugas proveniente de estos defectos, las reparaciones apropiadas deberán ser hechas. El área ampollada deberá ser removida, el espesor remanente determinado y las reparaciones hechas como sea requerido. Un abombamiento en un tubo con agua deberá siempre ser reparado siempre. Un abombamiento en una lamina si no es excesiva puede ser retornada a su lugar, de otra manera las áreas afectadas deberán ser reparadas con un parche a ras.

Grietas a. Las grietas pueden resultar de fallas existentes en el material. Las condiciones de diseño y de operación pueden también causar el agrietamiento. El agrietamiento puede ser ocasionado por fatiga del metal debido al flexionado continuo y puede ser acelerado por la corrosión. Las grietas por fuego son ocasionadas por el diferencial térmico cuando el efecto de enfriamiento del agua no es adecuado para transferir el calor desde las superficies del metal expuestas al fuego. Algunas grietas resultan de la combinación de todas estas causas mencionadas. b. Las grietas encontradas en las laminas del cuerpo deberán ser reparadas. Sin embargo las grietas por fatiga térmica determinada por la evaluación de la Ingeniería a ser frenadas por si mismas pueden permanecer en el sitio. c. Las áreas donde las grietas son mas probables de aparecer deberán examinarse. Esto incluye los ligamentos entre los huecos para los tubos en los tambores de las calderas acuotubulares, entre los huecos para tubos en las placas tubulares de las calderas pirotubulares, en cualquier parte rebordeada donde pueda repetirse la flexión de la lamina durante la operación y alrededor de los tubos soldados y conexiones de tubos. d. Donde las grietas sean sospechadas, puede ser necesario someter la caldera a exámenes no destructivos para determinar su ubicación.

Corrosión

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a. La corrosión ocasiona el deterioro de las superficies del metal. Puede afectar áreas grandes o puede localizarse en forma de picaduras. Las picaduras aisladas y superficiales no se consideran serias si no son activas. b. La causa mas común de la corrosión en las calderas es la presencia de oxigeno libre y sales disueltas en el agua de alimentación. Cuando la corrosión activa se encuentra, el Inspector deberá avisar al dueño o usuario el obtener una accesoria competente con respecto al tratamiento apropiado del agua de alimentación c. Con el propósito de estimar el efecto de la corrosión severa sobre áreas grandes en la seguridad a la presión de trabajo, el espesor remanente de metal sano deberá ser determinado por medio de un examen con ultrasonido. d. El entallado es un tipo de deterioro del metal ocasionado por la corrosión localizada y puede ser acelerada por la concentración de esfuerzos e. Todas las superficies rebordeadas deberán inspeccionarse, particularmente la parte rebordeada de las cabezas. El entallado en la zona rebordeada de tales cabezas es común pues un ligero desplazamiento en cabezas de este diseño ocasiona una concentración de esfuerzos f. El entallado es comúnmente progresivo y cuando se detecta su efecto deberá evaluarse cuidadosamente y la acción correctiva tomada g. Las superficies del lado fuego de los tubos en calderas piro tubulares horizontales comúnmente se deterioran mas rápidamente en los finales mas cercanos al fuego. El Inspector deberá examinar los finales de los tubos para determinar si ha habido una reducción seria en el espesor. Las superficies de los tubos en algunas calderas verticales son mas susceptibles al deterioro en los finales de los tubos superiores cuando están expuestos al calor de la combustión. Estos finales de los tubos deberán examinarse cuidadosamente para determinar si ha habido una reducción seria en el espesor. La placa tubular superior en una caldera vertical deberá ser inspeccionada para detectar la evidencia de sobrecalentamiento h. Las picaduras y la corrosión en las superficies del lado agua de los tubos deberán ser examinadas. En calderas piro tubulares verticales excesiva corrosión y picaduras son comúnmente notadas sobre y arriba del nivel de agua. Las costras excesivas en las superficies del lado agua deberán ser removidas antes que la caldera sea puesta de regreso en servicio i. Las superficies de los tubos deberán ser cuidadosamente examinadas para detectar corrosión, erosión, abombamientos, grietas, o evidencia de soldaduras defectuosas. Los tubos pueden adelgazarse por la alta velocidad de choque del combustible y las partículas de ceniza o por la instalación o uso inapropiado de los sopladores de hollín. Una fuga de un tubo frecuentemente ocasiona seria corrosión o erosión en los tubos adyacentes. j. En espacios restringidos del lado fuego donde tubos cortos o “niples” son usados para conectar tambores o cabezales, hay una tendencia para que el combustible o las cenizas se acumulen en los puntos de unión. Tales depósitos son comúnmente causantes de corrosión si la humedad se presenta y el área deberá ser completamente limpiada y examinada.

Misceláneos

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a. La tubería a la columna de agua deberá cuidadosamente inspeccionada para asegurar que el agua no puede acumularse en la conexión de vapor. La posición de la columna de agua deberá verificarse para determinar si esta bien ubicada de acuerdo con el Código ASME u otro estándar equivalente b. Los bafles del lado gas deberán ser inspeccionados. La ausencia de los bafles apropiados o la presencia de bafles defectuosos pueden causar altas temperaturas y sobrecalentamiento en ciertas partes de la caldera. La ubicación y la condición de los arcos en el hogar deberán verificarse para detectar la evidencia del choque de la llama que pueda resultar en sobrecalentamiento. c. Cualquier calor localizado ocasionado por una instalación inadecuada o defectuosa o la operación inadecuada del equipo de combustión deberá corregirse antes que la caldera vuelva al servicio. d. Los apoyos y soportes deberán ser cuidadosamente examinados, especialmente en los puntos donde la estructura de la caldera se encuentra cerca de las paredes o el piso , para asegurar que los depósitos de cenizas u hollín no atasquen la caldera y produzcan excesivos esfuerzos en la estructura debido a la restricción del movimiento de las partes bajo las condiciones de operación. e. Cuando los tubos han sido re-expandidos o remplazados, ellos deberán ser inspeccionados para ver si el trabajo cumple con los requisitos de calidad. Donde los tubos sean fácilmente accesibles, ellos pueden haber sido sobre-expandidos. Contrariamente, cuando el acceso es difícil al extremo de los tubos ellos pueden haber sido sub-expandidos.

Indicadores a. Asegúrese que el nivel del agua indicado sea correcto mediante la siguiente prueba: 1. Cierre la válvula inferior del nivel visible, luego abra el grifo de drenaje y sople el tubo de vidrio hasta desocuparlo 2. Cierre el grifo de drenaje y abra la válvula inferior del nivel visible. El agua deberá retornar al nivel visible inmediatamente. 3. Cierre la válvula superior del nivel visible, luego abra el grifo de drenaje y permita que el agua fluya hasta que salga limpia. 4. Cierre el grifo de drenaje y abra la válvula superior del nivel visible. El agua deberá retornar al nivel visible inmediatamente. b. Si el agua retorna lentamente, la operación deberá ser repetida. Una respuesta lenta puede indicar una obstrucción en la tubería de las conexiones a la caldera. Cualquier fuga en estos accesorios deberá ser prontamente corregida para prevenir el daño de los accesorios o una falsa indicación de la línea de agua. c. Donde sea requerido todos los manómetros deberán ser removidos, probados y sus lecturas comparadas con las lecturas de un manómetro patrón o un calibrador de peso muerto. d. La localización de un manómetro para medir la presión del vapor deberá ser observada para determinar cuando esta expuesto a alta temperatura de una fuente externa o del calor interno debido a la falta de protección por un sifón o una trampa apropiada. El Inspector deberá chequear que las provisiones sean hechas para el soplado de la tubería al manómetro de vapor.

Controles

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a. Verifique la operación de los dispositivos para protección de bajo nivel de agua observando el purgado de estos controles o bajando realmente el nivel del agua de la caldera bajo condiciones cuidadosamente controladas con la operación del quemador. Estas pruebas deberán apagar la fuente de calor de la caldera. El retorno a las condiciones normales tales como el reinicio del quemador, el silenciamiento de una alarma o el parado de la bomba de alimentación deberá ser observado. Una respuesta lenta puede indicar la obstrucción en las conexiones a la caldera. b. En el evento que los controles estén inoperantes o el nivel del agua no sea indicado correctamente, la caldera deberá ser sacada de servicio hasta que la condición de inseguridad haya sido corregida. c. Todos los dispositivos automáticos de corte de combustible por bajo nivel de agua y de alimentación de agua deberán ser examinados por el Inspector para asegurar que ellos sean propiamente instalados. El Inspector deberá solicitar el desarmado de los controles tipo cámara de flotación y los accionamientos y conexiones deberán ser examinados para detectar desgaste. La cámara de flotación deberá ser examinada para asegurar que esta libre de lodos u otra acumulación. Cualquier acción correctiva necesaria deberá ser hecha antes que el dispositivo sea puesto en servicio de regreso. El Inspector deberá chequear que las instrucciones de operación para los dispositivos estén disponibles fácilmente. d. Verifique que los siguientes controles sean suministrados: 1. Cada caldera de vapor con fuego debe ser protegida de la sobre-presión por no menos de dos controles de presión.

Revisión de los Registros a. Una revisión de la bitácora de la caldera, los registros de mantenimiento y el tratamiento del agua de alimentación deberá ser hecha por el Inspector para asegurar que las pruebas regulares y adecuadas han sido hechas en la caldera y los controles. b. El dueño o usuario deberán ser consultados con respecto a las reparaciones o alteraciones, si las hay, desde la ultima inspección. Tales reparaciones o alteraciones deberán ser revisadas para verificar el cumplimiento con los requisitos aplicables.

Conclusiones a. Durante todas las pruebas, la operación actual y las practicas de mantenimiento deberán ser observadas por el Inspector y una determinación deberá ser hecha sobre su aceptabilidad b. Cualquier defecto o deficiencia en la condición, operación y practicas de mantenimiento de la caldera y el equipo auxiliar deberá ser discutido con el dueño o usuario en este momento y las recomendaciones hechas para su corrección.

Inspección de los Recipientes a Presión Actividades Pre – Inspección

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a. Una revisión de la historia conocida del recipiente a presión deberá ser realizada. Esta deberá incluir una revisión de la siguiente información: 1. Condiciones de operación 2. Contenidos normales del recipiente 3. fecha de la ultima inspección 4. Certificado de la inspección jurisdiccional actualizado 5. Estampado del Símbolo del Código ASME o marca del código de construcción 6. Numero del registro del “National Board” o numero de registro de la jurisdicción 7. Registros de los chequeos del espesor de pared, especialmente en los recipientes donde la corrosión es una consideración b. Las siguientes actividades deberán ser realizadas como sean requeridas para soportar la inspección: 1. Las tapas de las aberturas para inspección deberán ser removidas 2. El recipiente deberá estar lo suficientemente limpio para permitir una inspección visual de las superficies internas y externas

Evaluación de la Instalación El tipo de inspección dada a los recipientes a presión deberá tomar en cuenta la condición del recipiente y el ambiente en el cual el opera. Esta inspección puede ser ya sea interna o externa, y usar una variedad de métodos de examen no destructivo. El método de inspección puede ser realizado cuando el recipiente este operando en línea o despresurizado, pero deberá suministrar la información necesaria tal que las secciones esenciales del recipiente estén en condición de continuar operando por el intervalo de tiempo esperado. La inspección en línea puede ser usada para satisfacer los requisitos de inspección siempre y cuando la seguridad del método pueda ser demostrada.

Inspección Externa El propósito de una inspección externa es suministrar la información con respecto a la condición general del recipiente a presión. Lo siguiente deberá ser revisado: a. Aislamiento y otros recubrimientos: Si se encuentra que los recubrimientos externos tales como el aislamiento y camisas resistentes a la corrosión están en una buena condición y no existe una razón para sospechar cualquier condición insegura debajo de estos, no es necesario removerlos para inspeccionar el recipiente. Sin embargo, puede ser aconsejable remover unas pequeñas porciones de los recubrimientos en orden de investigar su estado y la condición del metal. b. Evidencia de Fuga: Cualquier fuga de gas, vapor o liquido deberá ser investigada, las fugas que vengan de debajo del aislamiento o recubrimiento, soportes o apoyos, o la evidencia de fugas pasadas deberán ser completamente investigadas por medio de la remoción de cualquier recubrimiento necesario hasta que la fuente sea establecida c. Anexos Estructurales: Los apoyos del recipiente a presión deberán ser chequeados para determinar la tolerancia adecuada para expansión o contracción, tal como es

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proveído por los huecos para tornillo alargados o soportes del tipo silla no obstruidos. Los anexos tales como patas, sillas, faldones u otros soportes deberán ser examinados para detectar distorsión o grietas en las soldaduras d. Conexiones del Recipiente: Las entradas de hombre, los parches de refuerzo, las boquillas u otras conexiones deberán ser examinadas para detectar grietas, deformación u otros defectos. Los tornillos y las tuercas deberán ser chequeados para detectar corrosión o defectos. Los huecos de venteo en los parches de refuerzo deberán permanecer abiertos para suministrar evidencia visual de fugas como también para prevenir la acumulación de la presión entre el recipiente y el parche de refuerzo. Las caras accesibles de las bridas deberán ser examinadas por distorsión y para determinar la condición de las superficies de asiento del empaque. e. Condiciones Misceláneas: 1. ABRASIONES – Las superficies del recipiente deberán ser chequeadas para detectar erosión 2. ABOLLADURAS – Las abolladuras en un recipiente son deformaciones causadas por los golpes con objetos agudos en tal manera que el espesor del metal no es materialmente disminuido. En algunos casos, una abolladura puede ser reparada por la extracción mecánica de la deformación. 3. DISTORSION – Si cualquier distorsión es sospechada u observada, las dimensiones globales del recipiente deberán ser chequeadas para determinar la extensión y seriedad de la distorsión. 4. CORTES O CAVIDADES - Los cortes o cavidades pueden causar altas concentraciones de esfuerzos y decrecimiento del espesor de pared. Dependiendo de la extensión del defecto, puede ser necesario reparar el área con soldadura o parchando. Suavizar con esmeril puede ser un método útil de eliminación de algunos tipos menores de corte o cavidad. 5. INSPECCION SUPERFICIAL – Las superficies de los cuerpos y cabezas deberán ser examinadas para detectar posibles grietas, ampollas, abombamiento, y otras evidencias de deterioro, dándole particular atención a los faldones y a los soportes y regiones rebordeadas de las cabezas 6. JUNTAS SOLDADAS – Las juntas soldadas y las zonas afectadas por el calor adyacentes deberán ser examinadas para detectar grietas u otros defectos. El examen con partículas magnéticas o líquidos penetrantes es un medio útil para hacer esto

INSPECCION INTERNA a. Una inspección visual general es el primer paso en la realización de una inspección interna. Todas las partes del recipiente deberán ser inspeccionadas para detectar

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corrosión, erosión, ampollas por hidrogeno, deformación, agrietamiento y laminaciones. b. Lo siguiente deberá ser revisado: 1. Conexiones del Recipiente: Las conexiones roscadas deberán ser inspeccionadas para asegurar que el número adecuado de hilos están apretados. Todas las aberturas conectando cualquier accesorio externo o control deberán ser examinadas tan completamente como sea posible para asegurar que estén libres de obstrucción. 2. Cierres del Recipiente: Cualquier cierre especial incluyendo aquellos en los autoclaves, cierres de accionamiento rápido, los cuales sean usados frecuentemente en la operación de un recipiente a presión, deberán ser chequeados por el Inspector para verificar si son adecuados y detectar cualquier desgaste. Una revisión deberá ser hecha para detectar grietas en las áreas de alta concentración de esfuerzos 3. Internos del Recipiente: Cuando los recipientes de presión estén equipados con internos removibles, estos internos no necesitan ser removidos completamente, siempre y cuando se asegure que el deterioro en las regiones inaccesibles por los internos no este ocurriendo en una extensión que pueda ser peligrosa o en una extensión no mayor que la encontrada en las partes accesibles del recipiente. Si una inspección preliminar revela unas condiciones inseguras tales como internos corroídos o sueltos o plataformas o escaleras internas corroídas gravemente, los pasos deberán ser tomados para remover o reparar tales partes tal que una inspección detallada pueda ser hecha. 4. Corrosión: El tipo de corrosión (picaduras o uniforme), su localización y cualquier dato que sea obvio deberá ser establecido. Los datos recogidos para los recipientes en condiciones similares ayudaran en la localización y análisis de la corrosión en el recipiente que esta siendo inspeccionado. Las líneas de nivel de liquido, la parte inferior y el área del cuerpo adyacente y opuesto a las boquillas de entrada están son localizaciones que usualmente presentan corrosión severa. Las costuras soldadas y las boquillas y las áreas adyacentes a las soldaduras están comúnmente sujetas a corrosión acelerada.

Exámenes No Destructivos (NDE) Listados abajo están una variedad de métodos que pueden ser empleados para evaluar la condición de los recipientes a presión. Estos métodos de examen deberán ser implementados por individuos experimentados y calificados. Generalmente, algunas formas de preparación superficial será requerida antes de usar estos métodos de examen: partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrasonido, radiografía, corrientes de eddy, visual, examen metalografico, y emisión acústica. Cuando exista una duda sobre la extensión de un defecto o de una condición de deterioro encontrada en un recipiente a presión, el Inspector puede requerir algún NDE adicional.

Prueba de Presión

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a. Una prueba de presión no se necesita normalmente como parte de una inspección periódica. Sin embargo, una prueba deberá ser hecha cuando la inspección descubra algo inusual, formas de deterioro difíciles de evaluar que puedan afectar la seguridad del recipiente. Una prueba de presión puede también ser necesaria después de ciertas reparaciones y alteraciones. b. Para determinar la estanqueidad, la prueba de presión no necesita ser mayor que la presión de disparo de la válvula de alivio que tenga la mas baja presión de disparo. c. La prueba de presión no deberá exceder de 1-1/2 veces la MAWP ajustado por la temperatura. Cuando la prueba de presione original incluye la consideración de la tolerancia de corrosión, la prueba puede además ser ajustada basada en la tolerancia de corrosión remanente. d. Durante una prueba a presión, cuando la presión de prueba exceda la presión de disparo de una válvula de alivio, el dispositivo debe ser preparado como lo recomiende el fabricante de la válvula. e. La temperatura del metal durante una prueba de presión no deberá ser menor de 60°F (15.6°C) a no ser que el dueño suministre la información sobre las características de tenacidad del material del recipiente para indicar la aceptabilidad de una prueba de presión a temperatura mas baja. f. La temperatura del metal no debe ser mayor de 120°F (49°C) a no ser que el dueño especifique una temperatura de prueba mas alta. Si la prueba es conducida a 1-1/2 veces la MAWP y/o el dueño especifica una temperatura mas alta de 120°F (49°C), la presión deberá ser reducida a la MAWP y la temperatura reducida a 120°F (49°C) para el examen cuidadoso. g. Cuando la contaminación de los contenidos de un recipiente por cualquier otro medio esta prohibida o cuando una prueba hidrostática no es practicable, otro medio de prueba puede ser usado siempre y cuando los requisitos de precaución del código o estándar aplicable sean seguidos, debe haber un acuerdo sobre el procedimiento de prueba entre el dueño y el Inspector.

Vida Remanente e Intervalos de Inspección Los recipientes a presión nuevos son colocados en servicio para operar bajo sus condiciones de diseño por un periodo de tiempo determinado para las condiciones de servicio y la rata de corrosión. Si el recipiente a presión permanece en operación, las condiciones permisibles de servicio y la longitud de tiempo antes de la siguiente inspección deberá estar basada en las condiciones del recipiente como lo determine la inspección.

Calculo de la Vida Remanente a. Cuando la rata de corrosión controla la vida del recipiente a presión, la vida remanente deberá ser calculada por la siguiente formula:

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Vida . Re manente.(años)  Donde: t(actual) =

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t ( actual )  t ( requerido ) Rata.de.Corrosion

espesor en pulgadas (mm) medido en el momento de la inspección para la sección limitante usada en la determinación de t(requerido)

t(requerido)= el espesor mínimo permisible en pulgadas (mm) para la sección limitante del recipiente a presión o zona. Este deberá ser el mayor de lo siguiente: 1. el espesor calculado excluyendo la tolerancia de corrosión, requerido para la presión de disparo del dispositivo de alivio, la cabeza hidrostática u otra carga, y la temperatura de diseño o 2. el mínimo espesor permitido por las provisiones del código original de construcción. Rata de Corrosión pulgadas (mm) por año de remoción del metal como resultado de la corrosión. b. Para los recipientes nuevos o los recipientes en donde las condiciones de servicio estén cambiando, uno de los siguientes métodos pueden ser empleados para determinar la rata probable de corrosión a partir del espesor de pared remanente, en el momento de la siguiente inspección, puede ser estimado: 1. la rata de corrosión como se estableció por los datos recogidos por el dueño o usuario en los recipientes a presión en el mismo o similar servicio; 2. si los datos para el mismo servicio o un servicio similar no están disponibles la rata de corrosión como la estime el conocimiento del Inspector y la experiencia en servicios similares; 3. si la rata de corrosión probable no puede ser determinada por cualquiera de los métodos anteriores, la determinación del espesor en línea deberá ser hecha después de 1000 horas de servicio. Posteriormente conjuntos de medidas de espesor deberán ser tomados después de intervalos similares hasta que la rata de corrosión sea establecida.

Intervalo de Inspección El periodo máximo entre las inspecciones internas o una evaluación completa en línea de los recipientes a presión deberá no exceder la mitad de la vida remanente del recipiente o diez años, el que sea menor. Donde la vida operativa remanente sea menos de cuatro años, el intervalo de inspección puede ser la completa vida operativa remanente hasta un máximo de dos años.

Causas de Deterioro Existen una gran variedad de condiciones que causan el deterioro de los recipientes a presión. Las condiciones mas comunes son listadas abajo: a. Corrosión 1. Picaduras

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b. c. d. e. f. g.

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2. Corrosión en línea 3. Corrosión Generalizada 4. Ranurado 5. Corrosión galvanica Fatiga Fluencia lenta Temperatura Ataque por Hidrogeno Fragilizacion por Hidrogeno Agrietamiento por Corrosión bajo Esfuerzo

Indicadores La presión indicada por el indicador requerido deberá ser comparada con los otros indicadores en el mismo sistema. Si el manómetro no esta montado en el recipiente, este deberá ser instalado en tal manera que este indique correctamente la presión actual en el recipiente. Cuando sea requerido, la exactitud de los manómetros deberá ser verificada por comparación con un manómetro patrón o un calibrador de peso muerto. La localización del manómetro deberá ser observada para determinar cuando esta expuesto a altas temperaturas debidas a una fuente externa o al calor interno por falta de protección. Las Provisiones deberán ser tomadas para soplar la tubería extrayendo los vapores de la línea.

Controles a. Cualquier dispositivo de control pegado al recipiente deberá ser demostrado por la operación o el Inspector deberá revisar el procedimiento y los registros para verificar la operación apropiada. b. Los dispositivos para medir temperatura deberán ser chequeados para determinar la exactitud y la condición general

Revisión de los Registros a. El Inspector deberá revisar cualquier bitácora de los recipientes a presión, registro de mantenimiento, registro de la rata de corrosión o cualquier otro resultado de los exámenes. El Inspector deberá consultar con el dueño o usuario con respecto a las reparaciones y alteraciones efectuadas, si las hay, desde la ultima inspección interna. El Inspector deberá revisar los registros de tales reparaciones o alteraciones para verificar el cumplimiento con los requisitos aplicables. b. Un registro permanente deberá ser mantenido para cada recipiente a presión. Este registro deberá incluir: 1. El Reporte de Datos del fabricante 2. La Forma de Identificación del recipiente 3. La información de los dispositivos de alivio de la presión 4. Un registro progresivo incluyendo al menos: a. Localización y espesores de las zonas monitoreadas y las localizaciones criticas b. Limites de temperatura del metal y la localización en el recipiente.

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c. Espesor requerido calculado basado en la MAWP, cabeza hidrostática y otras cargas d. Prueba de presión si se probo en la ultima inspección e. Programa de inspección f. Fecha de instalación y fecha de cualquier cambio significativo g. Planos con los detalles que permitan calcular los espesores requeridos.

Conclusiones Cualquier defecto o deficiencia en la condición, las practicas de operación y mantenimiento del recipiente deberá ser discutido con el dueño o usuario en el momento de la inspección, y si es necesario recomendaciones para la corrección de tales defectos o deficiencias.

Inspección de Sistemas de Tuberías Los sistemas de tubería son diseñados para una variedad de condiciones de servicio. El medio que un sistema de tubería contiene y la temperatura a la cual esta opera deberán ser considerados para establecer un criterio de inspección. Una particular atención deberá ser dada a los sistemas de tubería que estén sujetas a corrosión y aquellos que operen a altas temperaturas.

Evaluación de la Instalación Todos los materiales y accesorios de la tubería deberán ser apropiadamente rateados para las condiciones de servicio máximas a las cuales esta sujeta bajo la operación normal. La historia de la operación deberá ser revisada para determinar si hay cualquier cambio en las condiciones de servicio fuera del diseño original. Si las condiciones de operación han cambiado, los registros deberán ser revisados para asegurar que los componentes del sistema de tubería sean satisfactorios. La tubería deberá ser inspeccionada para asegurar que: a. Provisiones para la expansión b. Provisiones para el soporte adecuado c. No hay evidencia de fugas d. Alineamiento apropiado de las conexiones. El propósito es determinar si hay cambios en la posición debido a deformaciones indebidas en la tubería u otras conexiones. e. Rateo apropiado para las condiciones de servicio f. No haya evidencia de corrosión, erosión, agrietamiento u otras condiciones de deterioro

Tipos de Defectos a. La corrosión ocurre en la presencia del oxigeno libre y las sales disueltas, tales como las que se pueden encontrar en el agua de alimentación de la caldera mal tratada. Si la corrosión es encontrada en un recipiente a presión, los sistemas de tubería asociados deberán ser considerados como sospechosos. La corrosión puede

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deteriorar áreas grandes de las superficies del metal o esta puede estar localizada en forma de picaduras o corrosión galvanica. Para estimar el efecto de la corrosión severa sobre áreas grandes en la presión de trabajo, el espesor remanente deberá ser determinado por el uso de un equipo de ultrasonido. b. Las grietas pueden resultar de las condiciones de diseño o de operación cuando la flexión continua proveniente de las fluctuaciones térmicas o mecánicas causando la fatiga del metal. El agrietamiento bajo estas condiciones puede ser acelerado por la corrosión. El agrietamiento puede también resultar a partir de la fatiga en las imperfecciones existentes en el material al momento de la fabricación de la tubería. Las grietas resultantes de los defectos de fabricación normalmente ocurrirán en las primeras áreas sujetas a altos esfuerzos y un ambiente corrosivo. Las áreas sospechosas deberán ser examinadas periódicamente para detectar grietas. c. La erosión puede ocurrir como resultado de la acción abrasiva de un líquido o vapor. La presencia de partículas sólidas de material en suspensión, La erosion generalmente ocurre en areas donde el flujo es restringido o la direccion del flujo es cambiada. Las áreas sospechosas deberán ser examinadas para detectar la evidencia de erosión.

Evidencia de Fugas a. Una fuga deberá ser completamente investigada y una acción correctiva iniciada b. Una prueba de presión puede ser requerida para obtener información adicional con respecto a la extensión de un defecto o una condición de deterioro c. Para determinar la estanqueidad, la prueba de presión no necesita ser mayor que la presión de operación. La temperatura del metal no deberá ser menor de 70°F (21°C) y la máxima temperatura durante la inspección no debe exceder 120°F (49°C). El efecto potencial de corrosión del fluido de prueba en el material de la tubería deberá ser considerado.

Provisiones para la Expansión y Soporte La inspección visual deberá incluir un chequeo para detectar la evidencia de un soporte inapropiado. El alineamiento de las conexiones entre equipos anclados deberá ser observado para determinar si hay un cambio en la posición de los equipos, debido al asentamiento u otras causas, han colocado una deformación de la tubería y sus conexiones. El inadecuado soporte o la falta de provisiones para expansión pueden causar rotura en las soldaduras de unión, o fugas en los accesorios. Cualquier signo de fugas deberá ser investigada para determinar la causa y la condición corregida. El aislamiento caído o dañado puede indicar la vibración o los movimientos resultantes de un soporte inapropiado

Indicadores

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Los manómetros de los sistemas de tubería deberán ser removidos para ser probados a no ser que se tenga otra información para evaluar su exactitud. Los manómetros defectuosos deberán ser recalibrados o remplazados como sea necesario

Controles Las conexiones de la tubería utilizando un acople de desconexión rápida deberán ser chequeados para asegurar que el acople y sus elementos retenedores estén completamente apretados en su posición de operación intentada.

Revisión de los Registros El dueño o usuario deberá mantener los registros (incluyendo planos) que permitan determinar las condiciones de operación, diseño, especificaciones de materiales, rateo de los componentes, reparaciones y otros registros necesarios para la evaluación del sistema de tubería. Como parte del proceso de evaluación, los registros y los resultados de las inspecciones anteriores deberán ser revisados

Conclusiones a. Cualquier prueba, la operación actual y las practicas de mantenimiento deberán ser observadas y una determinación de si son aceptables b. Cualquier defecto o deficiencias en la condición, operación y practicas de mantenimiento del sistema de tubería deberá ser discutido con el dueño o usuario en este momento y las recomendaciones se deben dar para la corrección.

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Organizaciones Reparadoras Las organizaciones que realicen las reparaciones y alteraciones deberán estar acreditadas como lo describe el NBIC Parte RA, para el alcance del trabajo ha ser efectuado.

Definiciones El Apéndice 4 suministra las definiciones de los términos utilizados en el NBIC, algunas de estas definiciones son: Reparación: El trabajo necesario para restaurar los ítems que retengan presión a una condición de operación satisfactoria y segura. Alteración: Cualquier cambio en el ítem descrito en el Reporte de Datos del Fabricante, el cual afecta la capacidad de contener la presión del ítem que retiene presión. Los cambios no físicos tales como el incremento en la máxima presión admisible de trabajo (interna o externa) o la temperatura de diseño de un ítem que retenga la presión deberán ser considerados como alteraciones ( Re-rateos). Una reducción en la mínima temperatura de diseño donde las pruebas mecánicas adicionales sean requeridas deberá ser considerada una alteración. Inspector: Un individuo quien posee una comisión valida y corriente del “National Board”. Jurisdicción: Una entidad gubernamental con el poder, el derecho y la autoridad para interpretar y hacer cumplir la ley, las reglas y ordenanzas pertinentes a las calderas, recipientes a presión, u otros ítems que retengan la presión.

Ejemplos de Reparaciones Con la finalidad de asistir a los participantes en la evaluación de cuando el trabajo contemplado puede ser categorizado como una reparación, estos son algunos ejemplos: 1. Las reparaciones con soldadura o el reemplazo de las partes de presión o anexos que hayan fallado en una soldadura o en el metal base. 2. La adición de anexos soldados a las partes de presión tales como: a. Pines para aislamiento o para fijación de refractario b. Mallas hexagonales o expandidas para recubrimientos con refractario c. Cartelas para escaleras d. Soportes que no tengan cargas excesivas y afecten el diseño e. Anillos de soporte de las bandejas 3. Soldaduras de recubrimiento resistentes a la corrosión 4. Reconstrucción con soldadura de las áreas desgastadas 5. Reemplazo de placas tubulares en los intercambiadores de calor de acuerdo con el diseño original 6. Reemplazo de tubos en calderas e intercambiadores de calor 7. En una caldera, un cambio en el arreglo de los tubos en el hogar, el economizador o las secciones del sobrecalentador

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8. El reemplazo de las partes que retienen presión con partes idénticas a las originales descritas en el Reporte de datos del Fabricante, por ejemplo: a. El reemplazo de los tubos del piso del hogar o de las paredes laterales en una caldera b. El reemplazo del cuerpo o cabeza de acuerdo con el diseño original c. Re-soldar las juntas longitudinales y circunferenciales en un cuerpo o cabeza d. El reemplazo de las boquillas de cualquier tamaño donde el refuerzo no sea una consideración. 9. La instalación de boquillas nuevas o aberturas de tal tamaño que el refuerzo no sea una consideración [por ejemplo, la instalación de una boquilla de 3 NPS a un cuerpo o cabeza de 3/8 o menos en espesor, o de 2 NPS en cuerpos o cabezas de cualquier espesor; 10. La adición de boquillas con un diseño idéntico a otra boquilla existente y que este localizada en una parte similar. 11. La instalación de un parche a ras 12. El reemplazo de un anillo en un cuerpo cilíndrico de un recipiente a presión 13. La soldadura de los huecos de muestra 14. La soldadura de las caras de una brida desgastada 15. El reemplazo de las bridas “slip-on” con bridas de cuello para soldar o vice-versa 16. El reemplazo de una parte de presión con un material aceptable por el Código y que tenga una composición nominal y resistencia equivalente al material original y sea utilizable para el servicio esperado. 17. El reemplazo de una parte de presión con un material de composición nominal diferente, esfuerzo permisible igual o mayor al usado en la construcción original.

Ejemplo de Alteraciones Los ejemplos de las alteraciones incluidos en el NBIC son: 1. Un incremento en la MAWP (interna o externa) o temperatura de diseño en el ítem indiferentemente de si hay o no hay cambios físicos 2. Un decrecimiento en la MDMT cuando se requiere pruebas mecánicas 3. La adición de boquillas o aberturas excepto las clasificadas como reparaciones 4. Un cambio en las dimensiones o el contorno 5. Un incremento de la superficie de calefacción en una caldera 6. La adición de chaquetas presurizadas 7. Excepto como se indico en 17 arriba el reemplazo de partes de presión con materiales de diferente resistencia o composición nominal 8. La adición de soportes que afecten el diseño

Reparaciones De Naturaleza Rutinaria Sujeto a la aceptación de la jurisdicción, las siguientes reparaciones se pueden considerar de carácter rutinario: 1. Reparaciones con soldadura o reemplazo de tubos de 5 NPS en diámetro y menores y sus anexos 2. La adición o reparación de anexos que no lleven carga donde el PWHT no sea un requisito

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3. La reconstrucción con soldadura de las áreas desgastadas de cuerpos o cabezas que no excedan 100 pies cuadrados o el 25% del espesor nominal o ½” el que sea menor 4. Los recubrimientos resistentes a la corrosión que no excedan 100 pies cuadrados Las reparaciones rutinarias deberán ser hechas con el mismo programa de calidad del poseedor del estampe “R” sin embargo el envolvimiento del Inspector y el estampado pueden ser obviados. El proceso de identificar, controlar e implementar las reparaciones rutinarias deberá ser incluido en el programa de calidad. Las reparaciones rutinarias deberán ser documentadas en la Forma R-1 y se deberá establecer en las observaciones que fue una “Reparación Rutinaria”

REPARACIONES Y ALTERACIONES Requisitos de Materiales Los materiales utilizados en las reparaciones o alteraciones deberán estar conformes a los requisitos del código original de construcción. Los aceros al carbón o bajamente aleados deberán tener un contenido de carbón menor a 0.35% si van a ser soldados. El poseedor del Certificado “R” es responsable por verificar la identificación de los materiales existentes, Se deberá considerar la condición de los materiales existentes, especialmente en las áreas preparadas para soldadura.

Compatibilidad La compatibilidad metalúrgica del metal base con el metal soldado es la responsabilidad de la Organización Reparadora. Por ejemplo, si el metal base es SA516-70 y el aporte es E-6010, es esto aceptable? La respuesta es no basado en la resistencia de los materiales. Se recomienda que las Organizaciones Reparadoras tengan acceso a un Ingeniero de Soldadura.

Partes de Remplazo a. Las partes de remplazo que no requieren fabricación con soldadura pueden ser suministradas como materiales b. Si estan pre-ensambladas con soldaduras de unión, las partes deberán certificadas como lo requiera el código de construcción original c. Cuando el ASME es el Código de construcción original, las partes de reemplazo fabricadas con soldadura tienen que ser estampadas como parte y el símbolo del Código y un Reportes de Datos Parcial del Fabricante deberá ser suministrado d. Cuando el Código de construcción original no es el ASME, las partes de reemplazo deberán ser fabricadas por una Organización certificada como lo requiera el código original de construcción, cuando esto no es posible, la organización que fabrique la parte puede tener un Certificado “R” y las partes de reemplazo deberán ser

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documentadas en la Forma R-3 y el símbolo “R” debe ser aplicado como lo indica el NBIC

Inspección de Recibo Los materiales comprados tienen que ser inspeccionados al recibo para verificar su estado, marcaje, y cumplimiento con los documentos de compra y las especificaciones de materiales aplicables.

Planos Los planos, esquemas y/o los procedimientos como sea apropiado deberán ser preparados para describir la reparación o la alteración. Los planos deberán incluir toda la información requerida para efectuar el trabajo de reparación o alteración.

Autorización Las reparaciones y alteraciones a ítems que retengan la presión deben ser autorizadas por el Inspector antes de la iniciación de la reparación o alteración.

Soldadura La soldadura deberá ser realizada de acuerdo con los requisitos del código original de construcción usado para el ítem

Especificaciones del Procedimiento de Soldadura La soldadura deberá ser realizada de acuerdo con las Especificaciones del Procedimiento de Soldadura (WPS) calificados de acuerdo al código original de construcción. Cuando esto no sea posible o practicable, el WPS puede ser calificado de acuerdo con la Sección IX del Código ASME.

Especificaciones del Procedimiento de Soldadura Estándar Un poseedor de un Certificado “R” puede usar una o mas especificaciones del Procedimiento de Soldadura Estándar como se muestra en el Apéndice A.

Calificación del Desempeño

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Los soldadores y operadores de soldadura deberán ser calificados de acuerdo con los requisitos del código original de construcción o por la Sección IX del Código ASME

Registros El poseedor de la “R” deberá mantener los registros de los resultados obtenidos de la calificación de los procedimientos, excepto para las Especificaciones de los Procedimientos de Soldadura Estándar, y de los resultados obtenidos en la calificación de los soldadores, estos registros deberán ser certificados por el poseedor del Certificado “R” y disponibles al Inspector.

Identificación de los Soldadores El poseedor del Certificado “R” deberá establecer un sistema de asignación de una identificación única para los soldadores y operadores de soldadura, además el poseedor del Certificado “R” deberá establecer un procedimiento para identificar quien fue el soldador que ejecuto cada unión soldada, esto puede ser logrado mediante el estampado adyacente a la soldadura, o en vez del estampado el poseedor del Certificado “R” puede llevar los registros adecuados.

Continuidad de los Soldadores La calificación de desempeño de un soldador u operador de soldadura se vera afectada cuando algo de lo siguiente suceda: a. Cuando el soldador u operador de soldadura no suelde durante un periodo mayor de seis meses. b. Cuando exista una razón para cuestionar la habilidad del soldador para ejecutar soldaduras que cumplan con las especificaciones

Tratamiento Térmico Precalentamiento El precalentamiento puede ser usado para asistir en la ejecución de las uniones soldadas (Vea el Apéndice B). La necesidad de cierta temperatura de precalentamiento depende de varios factores tales como el análisis químico, el grado de restricción, el espesor del material, y las propiedades mecánicas. El WPS deberá especificar los requisitos del precalentamiento.

Tratamiento Térmico Post-soldadura (PWHT)

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El tratamiento térmico post-soldadura (PWHT) deberá ser hecho cuando el código de construcción así lo requiera, el PWHT deberá ser hecho siguiendo un procedimiento escrito, el procedimiento deberá incluir todos los parámetros.

Métodos Alternativos de Tratamiento Térmico Bajo ciertas condiciones, el PWHT de acuerdo con el Código de construcción puede ser perjudicial o impractico. En tales casos los métodos alternativos de PWHT o los métodos especiales de soldadura que sean aceptables al Inspector pueden ser usados.

Exámenes No Destructivos Los requisitos de los exámenes no destructivos (NDE), incluyendo las técnicas, extensión del cubrimiento, calificación del personal deberán estar de acuerdo con el código original de construcción usado. Las reparaciones y alteraciones están sujetas a los mismos NDE de las soldaduras originales. Donde esto no sea posible o practicable, Algunos métodos alternativos de NDE aceptables al Inspector y la Jurisdicción pueden ser usados. El personal que realice los NDE deberá estar calificado como lo requiera el código original de construcción, sin embargo si esto no es posible o practicable, el personal puede ser calificado de acuerdo al SNT-TC-1A, (1992).

Calibración La calibración de los manómetros, equipos de medición o ensayo y la documentación de la calibración deberán ser hechas de acuerdo a los requisitos del código de construcción.

Exámenes y Pruebas para las Reparaciones Basado en la naturaleza y el alcance de la actividad de la reparación, uno o una combinación de los siguientes exámenes y pruebas deberá ser aplicada a las reparaciones y a las partes de reemplazo usadas en la reparación. a.

b.

Pruebas de Presión con Líquidos: La prueba de presión deberá ser conducida usando agua u otro medio liquido. La presión de prueba deberá ser la mínima requerida para verificar la hermeticidad de la reparación. Pero no mas de 150% de la MAWP estampada en el ítem, la temperatura del metal para la prueba de presión deberá estar de acuerdo con el código de construcción original, pero no menos de 60°F a no ser que el dueño suministre la información necesaria de las características de tenacidad del material que demuestre la aceptabilidad de una temperatura mas baja. Durante el examen cercano la temperatura no deberá exceder 120°F. El tiempo de prueba deberá ser mínimo 10 minutos antes que el Inspector haga el examen cuidadoso. Prueba Neumática: Una prueba neumática puede ser conducida cuando se obtiene un acuerdo con el dueño, el Inspector y la jurisdicción. La presión

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c. d. e.

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de prueba deberá ser la mínima requerida para verificar la hermeticidad de la reparación, pero no mas de la presión de prueba especificada por el código de construcción, los requisitos de precaución del código original de construcción deberán ser seguidos. Prueba de Fugas en el Servicio Inicial: Cuando la prueba de fugas en el servicio inicial esta permitida por el código de construcción, tal prueba puede ser usada para verificar la hermeticidad de la reparación. Prueba de Vació: Una prueba de vació puede ser usada, los métodos deberán ser capaces de verificar la hermeticidad de la reparación. Exámenes No Destructivos: Los NDE pueden ser usados. Los métodos usados deberán ser capaces de suministrar resultados que permitan verificar la hermeticidad de la reparación.

Requisitos Adicionales para las Reparaciones de Recipientes a Presión Según ASME Sección VIII División 2 Plan de Reparación El usuario deberá preparar o causar que se prepare un plan de reparación detallado cubriendo el alcance de la reparación, el plan de reparación deberá ser revisado y certificado por un Ingeniero Profesional registrado en uno o mas estados de los Estados Unidos de América o las Provincias de Canadá con experiencia en recipientes a presión, después de la certificación por parte del Ingeniero Profesional el plan de reparación tiene que ser sometido para la aceptación por parte de la Agencia de Inspección Autorizada.

Requisitos Adicionales para las Alteraciones Cálculos Un conjunto de cálculos deberán ser completados antes de iniciar cualquier trabajo físico. Todo el trabajo de diseño deberá ser hecho por una organización experimentada en la porción del diseño del estándar usado para la construcción del ítem. Todos los cálculos deberán estar disponibles al Inspector que acepte el diseño.

Re-Rateo El re-rateo deberá ser hecho únicamente cuando los siguientes requisitos hayan sido cumplidos: a. Unos cálculos revisados para las nuevas condiciones de servicio deberán ser preparados por el Poseedor del Certificado “R” b. Todos los re-rateos deberán cumplir con los requisitos del código de construcción original. c. Los Registros de Inspección actuales donde se pueda verificar que el ítem se encuentra en una condición satisfactoria para las condiciones de servicio nuevas deberán estar disponibles

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d.

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El ítem ha sido probado a presión de acuerdo con las nuevas condiciones de servicio.

Exámenes y Pruebas para las Alteraciones Basado en la naturaleza y el alcance de la actividad de la alteración, uno o una combinación de los siguientes exámenes y pruebas deberá ser aplicada a las reparaciones y a las partes de reemplazo usadas en la reparación. a. Pruebas de Presión con Líquidos: Una prueba de presión como lo requiera el código de construcción original deberá ser conducida. La presión de prueba no deberá exceder de 150% de la MAWP estampada en el ítem, la prueba de presión de las partes de reemplazo puede ser realizada en el punto de fabricación o de instalación, como una alternativa las soldaduras de conexión a las partes de reemplazo pueden ser probadas como lo indican las reparaciones, la temperatura del metal para la prueba de presión deberá estar de acuerdo con el código de construcción original, pero no menos de 60°F a no ser que el dueño suministre la información necesaria de las características de tenacidad del material que demuestre la aceptabilidad de una temperatura mas baja. Durante el examen cercano la temperatura no deberá exceder 120°F. El tiempo de prueba deberá ser mínimo 10 minutos antes que el Inspector haga el examen cuidadoso. b. Prueba Neumática: Una prueba neumática puede ser conducida cuando haya contaminación con los líquidos o cuando la prueba con líquidos sea impracticable, se requiere un acuerdo con el dueño, el Inspector y la jurisdicción. Los requisitos de precaución del código original de construcción deberán ser seguidos. c. Exámenes No Destructivos: Los NDE pueden ser usados. Los métodos usados cuando la contaminación con los líquidos es posible o cuando la prueba de presión no es practicable. Un acuerdo con el dueño, el Inspector y la jurisdicción se requiere. Los métodos usados deberán suministrar unos resultados capaces de verificar la integridad de la alteración.

Aceptación de la Inspección Antes de firmar la Forma apropiada del NBIC, el Inspector deberá revisar los planos, asegurarse que la soldadura fue efectuada de acuerdo al código original de construcción, testificar cualquier prueba de presión, asegurarse que los exámenes no destructivos requeridos han sido efectuados y su resultado es satisfactorio, y cualquier otra función requerida para asegurar el cumplimiento con las reglas del NBIC.

Estampado y Certificación

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Las reparaciones y alteraciones tienen que ser estampadas en la manera indicada en el Apéndice 2. La documentación tiene que ser preparada por el Poseedor del certificado “R” en la forma apropiada como lo muestra el Apéndice 5. Las copias legibles de las formas con sus anexos deberán ser distribuidas así: Una copia al Dueño o usuario Una copia a la jurisdicción si aplica Una copia al Inspector Una copia a la Agencia de Inspección Autorizada que hace la inspección en servicio Las formas de reparación pueden ser registradas en el “National Board” Las formas de alteración tienen que ser registradas en el “National Board”si el ítem esta registrado, si el ítem no esta registrado, las formas pueden ser registradas.

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Métodos de Soldadura Como Alternativas al PWHT Como se vio anteriormente para ciertas condiciones el PWHT puede ser inconveniente o impractico, en tales casos los métodos descritos posteriormente podrán ser usados.

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Una asistencia técnica del fabricante del ítem o de otra fuente deberá ser obtenida si la alternativa va a ser usada en áreas con altos esfuerzos, o si las condiciones de servicio pueden producir un deterioro por corrosión, si los materiales están sujetos a fragilizacion por hidrogeno, o si se esta operando en el rango de la fluencia lenta.

Exámenes No Destructivos Antes de la soldadura, el área preparada para la soldadura deberá ser examinada con partículas magnéticas o líquidos penetrantes para determinar que no existen defectos. Una vez terminada la soldadura y cuando se encuentre a la temperatura ambiente, esta deberá ser examinada para verificar que no haya defectos. Si la soldadura es mayor de 3/8” de profundidad o la soldadura en el ítem originalmente requería radiografía según las reglas del código de construcción original, esta deberá ser radiografiada, en el caso donde la radiografía sea impracticable la soldadura deberá ser examinada con líquidos penetrantes o partículas magnéticas para verificar que no existen defectos y la MAWP deberá ser revaluada a satisfacción de la jurisdicción.

Método de Soldadura No. 1 a. Este método puede ser usado cuando el código de construcción original no requiere prueba de impacto. b. Los materiales están limitados a P1 Gr. 1, 2 y 3, y P3 Gr. 1 y 2 c. La soldadura esta limitada a SMAW, GMAW, FCAW, y GTAW d. Los soldadores y WPS deberán ser calificados de acuerdo al código de construcción excepto que el WPS deberá ser calificado sin PWHT e. El área a reparar deberá ser precalentada a una temperatura de 300°F durante la soldadura, el precalentamiento y la temperatura entre pases deberá ser chequeado a 4” o 4 veces la profundidad de la reparación el que sea mayor de cada lado de la ranura. La temperatura máxima entre pases no deberá exceder 450°F.

Método de Soldadura No. 2 a. Este método puede ser usado cuando el código de construcción original requiere prueba de impacto o cuando se desee una tenacidad adecuada en la soldadura y la zona afectada b. Los materiales están limitados a P1 Gr. 1, 2 y 3, P3 Gr. 1, 2 y 3, P4, P5A, P9A, P10A, P10B, P10C, P11A y P11B. c. La soldadura esta limitada a SMAW, GMAW, FCAW y GTAW. d. Los soldadores y WPS deberán ser calificados de acuerdo al código de construcción excepto que el WPS deberá ser calificado sin PWHT, el espesor del cupón de prueba deberá ser determinado según la Tabla 1.

ESPESOR DEL METAL BASE

PROFUNDIDAD DE LA RANURA A REPARAR

TABLA 1 ESPESOR DEL MATERIAL DE PRUEBA PARA EL PQR

PROFUNDIDAD DE LA RANUARA DEL PQR

ESPESOR CALIFICADO NOTA (1)

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NOTA(2) < 2”

< 1”

5 veces la profundidad de la cavidad a reparar, pero no necesita exceder el espesor del material base a reparar

< 1”

Ver la columna del espesor del material de prueba del PQR y < la profundidad de la ranura del PQR

< 2”

> 1”

Espesor del metal base a ser reparado

> 1”

> 2”

1”

2”

1”

> 2”

> 1”

2”

> 1”

< espesor del material de prueba del PQR y < la profundidad de la ranura del PQR Todos los espesores del metal base y < 1” de profundidad de la ranura a reparar Todos los espesores del metal base y < la profundidad de la ranura del PQR

1. 2.

La profundidad de la ranura a reparar esta limitada a la máxima profundidad reparada La profundidad de la ranura usada para la calificación del procedimiento tiene que tener la suficiente profundidad para remover los especimenes e. El material usado para el cupón deberá ser igual al material a reparar. f. Se deberán hacer las suficientes pruebas para demostrar la tenacidad del metal soldado y la zona afectada, a la mínima temperatura de operación y a la temperatura de prueba. g. Las pruebas de tenacidad deberán ser hechas de acuerdo al código original de construcción h. El WPS deberá incluir: 1. Las variables esenciales suplementarias de la Sección IX del Código ASME 2. La máxima entrada de calor para cada pase, no mayor de la usada en el PQR 3. La mínima temperatura de precalentamiento, no menor de la usada en el PQR 4. La máxima temperatura entre pases, no mayor de la usada en el PQR i. Los electrodos deberán ser H8 o mas bajo, y el área de soldadura deberá estar limpia seca y libre de grasa, oxido, y otros contaminantes. j. La técnica de soldadura deberá ser de deposición controlada, usando la técnica de la media capa. k. Para las soldaduras con SMAW y FCAW después de terminar la soldadura y sin permitir que se enfrié, la soldadura deberá ser calentada a 500°F por dos horas. l. Después de terminada la reparación y cuando se enfrié a la temperatura ambiente la soldadura deberá ser pulida a ras.

Método de Soldadura No. 3

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a. Este método puede ser usado cuando el código de construcción original no requiere prueba de impacto b. Los materiales están limitados a P1 y P3 c. La soldadura deberá ser con SMAW o GTAW d. Los soldadores y WPS deberán ser calificados de acuerdo al código de construcción excepto que el WPS deberá ser calificado sin PWHT, el espesor del cupón de prueba deberá ser determinado según la Tabla 1. e. El material usado para el cupón deberá ser del mismo Numero P y del mismo Grupo f. Si por razones de resistencia a la corrosión se necesitan limites a la dureza, estos deben ser incluidos en el WPS g. El WPS deberá incluir: 1. La máxima entrada de calor para cada pase, no mayor de la usada en el PQR 2. La mínima temperatura de precalentamiento deberá ser 350°F y la máxima temperatura entre pases deberá ser 450°F 3. Para SMAW solamente se debe usar electrodos de bajo hidrogeno 4. La técnica de soldadura deberá ser de deposición controlada, usando la técnica de la media capa. 5. Para SMAW el diámetro del electrodo no deberá exceder 1/8” y para GTAW el diámetro del electrodo y el aporte no deberá exceder de 3/32” 6. Para las soldaduras con SMAW después de terminar la soldadura y sin permitir que se enfrié, la soldadura deberá ser calentada a 500°F por dos horas. 7. Después de terminada la reparación y cuando se enfrié a la temperatura ambiente la soldadura deberá ser pulida a ras.

Método de Soldadura No. 4 a. Este método se puede usar en las calderas donde el código de construcción original no requiere prueba de impacto b. Los materiales están limitados a P4 Gr. 1 y 2, y P5A c. La soldadura deberá ser hecha con SMAW con electrodos de bajo hidrogeno tipo H8, la superficie a ser soldada deberá estar libre de contaminantes d. Los soldadores y WPS deberán ser calificados de acuerdo al código de construcción excepto que el WPS deberá ser calificado sin PWHT, el espesor del cupón de prueba deberá ser determinado según la Tabla 1. e. El material usado para el cupón deberá ser del mismo Numero P y del mismo Grupo f. Si por razones de resistencia a la corrosión se necesitan limites a la dureza, estos deben ser incluidos en el WPS g. El WPS deberá incluir: 1. La mínima temperatura de precalentamiento deberá ser 300°F para P4 y 400°F para P5A, la máxima temperatura entre pases deberá ser 800°F 2. La técnica de soldadura deberá ser de deposición controlada, usando la técnica de la media capa, usando electrodos de 3/32” para la capa de recubrimiento de la ranura, usando cordones rectos con un traslape del 50%, el resto de la soldadura deberá ser hecha con 3/32” o 1/8”.

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3. Para las soldaduras con SMAW después de terminar la soldadura y sin permitir que se enfrié, la soldadura deberá ser calentada a 500°F por dos horas. 4. Después de terminada la reparación y cuando se enfrié a la temperatura ambiente la soldadura deberá ser pulida a ras.

Métodos de Reparación a. Grietas: la reparación de una grieta en el metal base o en la soldadura, se deberá remover la totalidad del defecto, un NDE tal como los líquidos penetrantes o las partículas magnéticas deberá ser usado para asegurar la remoción completa del defecto. Si el defecto atraviesa todo el espesor se deberá usar una soldadura de completa penetración en la reparación ya sea por medio de una junta doble o sencilla con o sin respaldo. Antes de reparar la grieta se deberá hacer una investigación sobre la causa de esta y determinar su extensión. Cuando las grietas sean recurrentes, se deberá considerar el reemplazo del área agrietada e instalar un parche u otro correctivo que sea aceptable para el Inspector. b. Áreas Desgastadas: Las áreas desgastadas en cuerpos, cabezales, o tambores podrán ser reconstruidas con soldadura siempre y cuando a juicio del Inspector la resistencia de la estructura no se vea afectada. Donde la reconstrucción sea extensiva el Inspector podrá solicitar un método de NDE para la superficie completa de la reparación. Las áreas desgastadas en las entradas de hombre y aberturas de inspección podrán ser reconstruidas con soldadura o reemplazadas. Las áreas desgastadas en las caras de las bridas podrán ser limpiadas totalmente y reconstruidas con soldadura y mecanizadas nuevamente, si la profundidad del desgaste no afecta el espesor requerido de la brida esta podrá ser mecanizada sin la reconstrucción con soldadura, si la brida esta fugando por distorsión y no puede ser reparada con la reconstrucción con soldadura, la brida deberá ser reemplazada. Las áreas de los tubos desgastadas podrán ser reparadas con soldadura siempre y cuando a juicio del Inspector la resistencia del tubo no se vea afectada, cuando sea necesario , la asistencia técnica deberá ser obtenida para definir los limites de las áreas reparadas, el mínimo espesor ha ser reparado. c. Soldadura de sello de tubos: Los tubos podrán ser soldados de sello, siempre y cuando los extremos de los tubos tengan el suficiente espesor de pared para prevenir el perforado con el calor de la soldadura y los requisitos del código de construcción original sean cumplidos. h. Parches a ras: La soldadura alrededor de los parches a ras deberá ser de completa penetración y las superficies accesibles deberán ser pulidas a ras donde sea requerido por el código de construcción original, las soldaduras deberán ser sometidas a los NDE usados en el código de construcción original o a un método alternativo que sea aceptable al Inspector. i. Parches en tubos: En algunas situaciones es necesario efectuar un parche a ras en un tubo, como cuando el reemplazo de las secciones de tubos y la accesibilidad alrededor de la circunferencia completa del tubo esta restringida o cuando es necesario reparar un pequeño abombamiento. Este tipo se llama parche tipo ventana.

Alteraciones Basadas en los Valores de Esfuerzos Admisibles

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Re-rateo / Mínimo Espesor de Pared Los siguientes requisitos aplican para el re-rateo o para la determinar el mínimo espesor de pared de un ítem usando una edición o addenda posterior al código de construcción original, que permita un esfuerzo admisible más alto que el usado originalmente: a. El poseedor del Certificado “R” deberá hacer los cálculos para las nuevas condiciones b. El ítem no debe ser usado en servicio letal c. El ítem no deberá ser usado en servicio cíclico d. El ítem deberá haber sido construido con la Edición 1968 o posterior del código de construcción original e. El ítem deberá demostrar el cumplimiento de los requisitos relevantes de la edición/adenda que permite los valores de esfuerzo admisible mayores f. El ítem deberá tener un a historia de operación satisfactoria g. El re-rateo o los cálculos deberán ser aceptable para el Inspector y la Jurisdicción.

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