esp-1101-1.doc

ESPECIFICACIÓN PARA

DISEÑO DE RECIPIENTES A

PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 1 de 26

ALTMP_EPC_1

ESP-1101-1


DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN

4 31-may-05 MGG MGG JMV

3 may-02

2 mar-95

1 nov-94

0 ene-92

REV. FECHA REALIZADO APROBADO VºBº DESCRIPCIÓN



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 2 de 26

ALTMP_EPC_1

I N D I C E

1 GENERALIDADES ..................................... ............................................................................. 4

1.1 Objeto............................................. .................................................................................. 4

1.2 Ámbito de aplicación. ............................. ........................................................................ 4

1.3 Códigos, Reglamentos y Normas de aplicación. ...... .................................................... 4

1.3.1 Reglamentos y Normas Españolas. ........................................................................... 4

1.3.2 Secciones del ASME Boiler and Pressure Vessels Code. .......................................... 5

1.3.3 ASME/ANSI Code. ..................................................................................................... 5

1.3.4 Normas C.E.E. .......................................................................................................... 5

1.3.5 Otras Normas y Códigos indicados en los Planos u Hojas de Datos. ......................... 5

2 DEFINICIONES. ....................................................................................................................... 5

2.1 Presión de diseño. ................................ .......................................................................... 5

2.2 Temperatura de diseño. ............................ ...................................................................... 7

2.3 Acciones a considerar. ............................ ....................................................................... 8

2.3.1 General. ..................................................................................................................... 8

2.3.2 Cargas debidas a empuje de tuberías. ....................................................................... 8

2.3.3 Pesos de las tuberías conectadas. ............................................................................. 8

2.3.4 Cargas debidas al viento. ........................................................................................... 8

2.3.5 Cargas debidas a seísmos. ........................................................................................ 9

3 CRITERIOS DE DISEÑO. ...................................................................................................... 10

3.1 Tensiones admisibles. ............................. ..................................................................... 10

3.1.1 Tensiones admisibles a tracción. ............................................................................. 10

3.1.2 Tensiones admisibles a compresión. ........................................................................ 10

3.1.3 Tensiones admisibles a cortadura. ........................................................................... 11

3.1.4 Otras tensiones admisibles en recipientes horizontales. .......................................... 11

3.2 Espesores requeridos. ............................. ..................................................................... 11



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 3 de 26

ALTMP_EPC_1

3.3 Sobreespesor para corrosión ....................... ............................................................... 12

3.4 Fondos y zonas de transición. ..................... ................................................................ 14

3.5 Soportes. ......................................... .............................................................................. 14

3.6 Pescantes. ........................................ ............................................................................. 15

3.7 Tubuladura, bocas de hombre y de inspección. ...... ................................................... 16

3.7.1 General. ................................................................................................................... 16

3.7.2 Rating. ..................................................................................................................... 16

3.7.3 Características dimensionales. ................................................................................. 16

3.7.4 Tipos de bridas......................................................................................................... 16

3.7.5 Tipos de caras.......................................................................................................... 17

3.7.6 Esfuerzos transmitidos por las tuberías. ................................................................... 17

3.7.7 Bocas de hombre y de inspección. ........................................................................... 17

3.7.8 Varios. ...................................................................................................................... 18

4 PRUEBAS Y ANÁLISIS. ............................... ......................................................................... 19

4.1 Pruebas hidráulicas. .............................. ....................................................................... 19

4.1.1 General. ................................................................................................................... 19

4.1.2 Presión de prueba. ................................................................................................... 19

4.1.3 Temperatura de prueba. ........................................................................................... 20

4.2 Análisis vibratorios. ............................. ......................................................................... 20

5 MATERIALES. ....................................... ................................................................................ 21

5.1 General. .......................................... ................................................................................ 21

5.2 Chapas. ........................................... ............................................................................... 22

5.3 Tuberías. ......................................... ............................................................................... 22

5.4 Bridas. ........................................... ................................................................................. 23

5.5 Juntas, espárragos y tuercas. ..................... ................................................................. 23



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 4 de 26

ALTMP_EPC_1

1 GENERALIDADES

1.1 Objeto.

Esta Especificación tiene por objeto definir las exigencias mínimas requeridas en el diseño de

Recipientes a Presión, de construcción soldada, no sometidos al fuego y construidos en acero al

carbono, acero aleado, acero inoxidable o recubierto con cualquier otro material metálico.

Adjunto a esta Especificación y como parte integrante de la misma, se editará un Plano u Hoja de

Datos en la que se indiquen las características particulares de cada recipiente.

La finalidad de esta Especificación no es sustituir los Códigos y Normas de aplicación sino

solamente complementar ciertos detalles.

1.2 Ámbito de aplicación.

La presente Especificación es de aplicación a todos los proyectos a realizar dentro del ámbito de

las COMPAÑÍAS DEL GRUPO CEPSA, bajo cualquiera de las modalidades posibles de

contratación.

1.3 Códigos, Reglamentos y Normas de aplicación.

El diseño y la selección de los materiales estarán de acuerdo con las últimas ediciones de los

siguientes Códigos, Reglamentos y Normas. Además deberá cumplirse con las prescripciones de

la Normativa aplicable nacional.

1.3.1 Reglamentos y Normas Españolas.

- Real Decreto 769/1999 de 7 de Mayo de 1999, Directiva 97/23/CE relativa a los equipos a

presión. (Las adaptaciones a nuevos servicios o reparaciones de equipos existentes antes de

la entrada en vigor de la Directiva, se seguirán haciendo de acuerdo con el RAP y la MIE-AP-

6).

- Ley de Prevención de Riesgos Laborales (Ley 31/1995).

- Ordenanza General de Higiene y Seguridad en el Trabajo.

- Norma Básica de la Edificación NBE-AE-88, Acciones en la Edificación.

- Norma Sismorresistente NCSE-94.

- Reglamento de Instalaciones Petrolíferas y sus Instrucciones Técnicas Complementarias. MI-

IP-01.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 5 de 26

ALTMP_EPC_1

1.3.2 Secciones del ASME Boiler and Pressure Vessel s Code.

- Section II Material Specifications.

- Section VIII, Division 1. Rules for Construction of Pressure Vessel.

- Section V Non destructive examination.

- Section IX Welding qualification.

1.3.3 ASME/ANSI Code.

- ASCE-7 Minimun Design Loads.

- B1.1 Unfied Screw Threads.

- B2.1 Pipe Threads,

- B16.5 Steel Pipe Flanges and Flanged Fittings.

- B16.11 Forget fittings S.W. and Threaded

- B16.20 Metallic Gaskets for Pipe Flange.

- B31.3 ASME Code for Pressure Piping. Process Piping.

- B36.10 Wrought Steel and Wrought Iron Pipe.

- B36.19 Stainless Steel Pipe.

- B46.1 Surface Texture.

- B16.47 Large Diameter Steel Flanges.

1.3.4 Normas C.E.E.

Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo. 97/23/CE., relativa a los Equipos a Presión

(B.O.E. 31 de mayo de 1999)

1.3.5 Otras Normas y Códigos indicados en los Plano s u Hojas de Datos.

En el caso de que exista cualquier divergencia entre los Reglamentos y Normas mencionados y lo

requerido en esta Especificación, se deberá poder en conocimiento de CEPSA, que se reserva el

derecho de decidir en cada caso lo que proceda.

2 DEFINICIONES.

2.1 Presión de diseño.

La presión manométrica de diseño, medida en al parte más elevada del recipiente en su posición

de servicio, será la dada en la Ingeniería Básica y reflejada en el Plano u Hoja de Datos del

recipiente.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 6 de 26

ALTMP_EPC_1

Cuando en la Ingeniería Básica no aparezca este dato, se tomará como presión de diseño el

mayor de los siguientes valores:

- 110% de la máxima presión de operación.

- Máxima presión de operación incrementada en 2 kg/cm2

- 3,5 kg/cm2 (m).

Cuando no se conozca la máxima presión de operación, la presión de diseño será la indicada en

la siguiente tabla:

Presión normal de operación (m) Presión de diseño (m)

0 - 1,5 kg/cm2 3,5 kg/cm2

1,6 kg/cm2 - 13,5 kg/cm2 2 kg/cm2 + P.O.

13,6 kg/cm2 - 20 kg/cm2 115% de P.O.

20,1 kg/cm2 - 25 kg/cm2 2 kg/cm2 + P.O.

25,1 kg/cm2 y mayores. 112% de P.O.

Siendo P.O.: Presión normal de Operación.

Sólo aquellos recipientes a presión que realmente estén sometidos a vacío durante la operación

(incluyendo las puestas en marcha y paradas), serán también diseñados a vacío.

Sea cual fuere el grado de vacío, estos recipientes serán diseñados a vacío total (1,05 kg/cm2 de

presión exterior), y temperatura a que se indique, además de las consideraciones dadas en el

apartado 2.1. para presiones positivas.

Los recipientes que no trabajen a vacío, pero que esta condición pueda ocurrir debido a una mala

operación, fallo de algún control, etc., se diseñarán con su sistema rompedor de vacío.

En los recipientes con doble envolvente, se tomará como presión externa para la envolvente

interior la presión interna señalada para la envolvente exterior. Si además el recipiente ha de

trabajar a vacío, se aumentará la presión externa prevista en 1,05 kg/cm2.

Para los recipientes consistentes en varias cámaras contiguas y completamente independientes,

cada cámara se diseñará a su presión interior de diseño y a presión exterior, teniendo en cuenta la

máxima presión diferencial concurrente.

Si además alguna o todas las cámaras trabajan a vacío, este vacío se añadirá a la máxima

presión diferencial concurrente.

Si por las condiciones del proceso existiera posibilidad de que alguna de las cámaras quedara

despresurizada, esta o estas cámaras, se diseñarán a una presión exterior igual a la presión

interior de la cámara contigua con mayor presión interior.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 7 de 26

ALTMP_EPC_1

Para todo recipiente sometido únicamente a presión interior, se calculará la máxima presión

exterior que el recipiente puede resistir a 150ºC, suponiendo que el sobreespesor previsto para

corrosión está completamente agotado.

Esta máxima presión exterior admisible, será reflejada en el Plano u Hoja de Datos del recipiente.

Cuando se especifique una pérdida de carga producida por cualquier elemento interno del

recipiente, esta pérdida de carga junto con la presión debida a la columna de líquido existente en

el fondo del recipiente, será tenida en cuenta para determinar la presión de diseño del elemento

correspondiente.

En los recipientes verticales, se considerará que la columna de líquido alcanza hasta el primer

plato contado desde el fondo inferior.

En los recipientes horizontales, se considerará que el recipiente está completamente lleno de

líquido.

2.2 Temperatura de diseño.

La temperatura de diseño será la dada en la Ingeniería Básica y reflejada en el Plano u Hoja de

Datos del recipiente.

Cuando en la Ingeniería Básica no aparezca este dato, se tomará como temperatura de diseño la

temperatura máxima de operación incrementada en 15ºC.

Excepto para el caso de recipientes con revestimiento térmico interior, se tomará como

temperatura del metal, la misma temperatura que la del fluido que contenga el recipiente.

Para recipientes con revestimiento térmico interior, la temperatura de diseño del metal se

determinará mediante cálculo, tomando como temperatura interior la máxima temperatura de

operación. Como temperatura exterior se tomará la máxima temperatura ambiente pero sin

superar los 45ºC.

Cuando en un recipiente se puedan establecer zonas perfectamente limitadas que operen a

diferentes temperaturas, cada zona debe ser diseñada en base a su respectiva temperatura de

diseño.

Los recipientes que operen a temperatura inferior a 20ºC, serán diseñados a una temperatura

igual a la temperatura mínima de operación.

Si por motivos de operación hubiera que vaporizar un recipiente, la máxima temperatura del vapor

se hará constar en el Plano u Hoja de Datos del recipiente, siempre que dicha temperatura fuera

superior a la de diseño.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 8 de 26

ALTMP_EPC_1

2.3 Acciones a considerar.

2.3.1 General.

Las cargas a tener en cuenta en el diseño de un recipiente, serán las indicadas en el apartado

UG-22 del Código ASME, Sección VIII, División 1, tomando de éstas, aquéllas que existan para

las condiciones de: montaje, puesta en marcha, operación o prueba hidráulica.

2.3.2 Cargas debidas a empuje de tuberías.

Para este cálculo, se supondrá una fuerza horizontal actuando en la línea de tangencia superior.

Su valor en kg. será el producto de multiplicar 25 por el diámetro nominal de la tubuladura de

mayor diámetro existente en el recipiente (excluyendo las bocas de hombre).

2.3.3 Pesos de las tuberías conectadas.

Para tener en cuenta los pesos de las tuberías conectadas, se incrementará el peso del recipiente

en un:

- 5% si la relación D

L es menor que 10.

- 3% si la relación D

L es igual o mayor que 10.

Siendo:

L = Altura del recipiente (Incluido faldón).

D = Diámetro medio del recipiente.

2.3.4 Cargas debidas al viento.

Las cargas debidas a la acción del viento, se calcularán de acuerdo con la Norma NBE-AE-88

"Acciones en la Edificación", considerando que la situación topográfica es expuesta.

La presión de cálculo se obtendrá de acuerdo con la fórmula siguiente:

P = p . c . k . m

P = Presión de cálculo.

p = Presión dinámica del viento (Tabla 5.1. de NBE-AE-88).

c = Coeficiente eólico (Tabla 5.3. de NBE-AE-88).

k = Factor eólico de esbeltez (Tabla 5.5. de NBE-AE-88) (*)

m = Coeficiente de tuberías, plataformas y escaleras de acuerdo con la siguiente tabla:



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 9 de 26

ALTMP_EPC_1

Diámetro exterior (mm)

(Incluyendo el calorifugado)

Coeficiente (m)

D ≤ 500 1,50

500 < D ≤ 1.000 1,40

1.000 < D ≤ 1.500 1,30

1.500 < D ≤ 2.000 1,25

2.000 < D ≤ 2.500 1,20

2.500 < D 1,15

(*) Cuando se trate de recipientes con zonas de transición, el valor de "b" a utilizar en la tabla

5.5., será el de un diámetro equivalente calculado mediante la siguiente fórmula:

D1 L1 + D2 L2 + D3 L3 + …..

b = -------------------------------------------

L1 + L2 + L3 + …..

Siendo:

L1, L2, L3, …., las longitudes de las distintas zonas.

D1, D2, D3, …., los diámetros exteriores respectivos.

Para zonas troncocónicas, tomaremos su diámetro medio.

2.3.5 Cargas debidas a seísmos.

Las cargas sísmicas se calcularán de acuerdo con la Norma ASCE-7.

En el Apéndice A se sintetiza el método de cálculo de acuerdo con la citada Norma.

Cuando las cargas sísmicas, calculadas de acuerdo con el apartado anterior, sean las

condicionantes en la determinación de los espesores de los distintos elementos del recipiente, los

cálculos referentes a las acciones sísmicas, se realizarán de acuerdo con las prescripciones de la

Norma Sismorresistente NCSE-94.

El período fundamental de la vibración se calculará por un método que tenga en cuenta la rigidez

y la distribución de masas a lo largo de la altura del recipiente.

En el Apéndice B se sintetizan los métodos propuestos por FREESE (para recipientes uniformes)

y por WARREN W. MITCHELL (para recipientes irregulares).

Para recipientes colocados en situación topográfica no muy expuesta, se considerará que durante

el montaje, puesta en marcha y operación, todas las cargas aplicables actúan simultáneamente,

incluyendo las correspondientes a viento y terremoto. De esta dos últimas, sólo se considerará la

mayor.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 10 de 26

ALTMP_EPC_1

Para los recipientes colocados en situación topográfica muy expuesta, junto con el resto de las

cargas aplicables, se considerará, a efectos de viento y terremoto, la mayor de las dos siguientes

circunstancias:

• El máximo empuje del viento.

• Las acciones sísmicas actuando simultáneamente con la acción del viento, afectada esta

última por un coeficiente reductor del 0,25.

Durante las pruebas hidráulicas en campo, se considerará que junto con las cargas propias de la

prueba actuarán las cargas debidas al viento indicadas en el apartado 2.3.4, afectadas por un

coeficiente reductor del 0,25.

3 CRITERIOS DE DISEÑO.

3.1 Tensiones admisibles.

3.1.1 Tensiones admisibles a tracción.

3.1.1.1 Elementos sometidos a presión.

La máxima tensión a tracción a la que este tipo de elementos pueden estar sometidos, no podrá

superar la máxima tensión admisible que a la temperatura de diseño se especifica en el apartado

UG-23.a. del Código ASME, Sección VIII, División 1, para el material seleccionado y afectado por

el coeficiente de eficiencia de la soldadura.

3.1.1.2 Elementos no sometidos a presión.

La máxima tensión a tracción a la que este tipo de elementos pueden estar sometidos, no podrá

superar la máxima tensión admisible que a la temperatura de diseño se especifica en el apartado

302.2 del Código ASME/ANSI B 31.3, para el material seleccionado, y afectada por el coeficiente

de eficiencia de la soldadura.

3.1.2 Tensiones admisibles a compresión.

La máxima tensión a compresión a la que puede estar sometido cualquier elemento del recipiente,

tanto si está sometido a presión como si no, será el menor de los dos valores siguientes:

Su tensión admisible a tracción (Coeficiente de soldadura E = 1).

El determinado utilizando el procedimiento dado en el párrafo UG-23.b (2) del Código ASME,

Sección VIII, División 1.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 11 de 26

ALTMP_EPC_1

3.1.3 Tensiones admisibles a cortadura.

La máxima tensión a cortadura a la que puede estar sometido cualquier elemento del recipiente,

no excederá del 80% de la máxima tensión admisible a tracción del material considerado a su

temperatura de diseño (Coeficiente de soldadura E = 1).

3.1.4 Otras tensiones admisibles en recipientes hor izontales.

Las tensiones adicionales que se producen en los fondos, cuando éstos están situados a una

distancia de las cunas menor de 0,5 veces el radio del recipiente, combinadas con la tensión

circunferencial debida a la presión, tendrán que ser menores que el 125% de la tensión admisible

a tracción afectada por el coeficiente de eficiencia de la soldadura.

Las tensiones circunferenciales en los extremos de las cunas, no excederán del 125% de la

tensión admisible a tracción (Coeficiente de soldadura E = 1).

Las tensiones de compresión debidas a las reacciones de las cunas, no podrán exceder de la

mitad del límite elástico del material a la temperatura de diseño.

Cuando se combinen las cargas debidas al viento o terremoto con el resto de las cargas

aplicables, los valores de las tensiones admisibles, tanto a tracción como a compresión para los

elementos a presión, pueden incrementarse en un 20%, siempre y cuando la temperatura de

diseño no exceda de los valores indicados en la tabla UG-23.1 del Código ASME, Sección VIII,

División 1.

Durante las pruebas hidráulicas, la máxima tensión a tracción admisible no podrá exceder del 90%

del límite elástico del material seleccionado, afectado del coeficiente de eficiencia de la soldadura.

Durante las pruebas hidráulicas, las máxima tensión a compresión, no podrá exceder de los

valores indicados en 3.1.2. a temperatura ambiente.

La tensión admisible para los pernos de anclaje, no podrá exceder de 1.200 kg/cm2.

3.2 Espesores requeridos.

Cuando se calculen los espesores requeridos de los recipientes a presión, así como de sus

soportes, además de las exigencias del Código ASME, Sección VIII, División 1, deberán tenerse

en cuenta los siguientes criterios adicionales.

• El espesor mínimo, excluido el sobreespesor para corrosión de las envolventes y fondos de los

recipientes a presión, no será inferior a cualquiera de los siguientes valores:

- D/1.000 + 2,5 mm, siendo, D = diámetro interior del recipiente.

- 5 mm. para recipientes de acero al carbono o de baja aleación.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 12 de 26

ALTMP_EPC_1

- 3 mm. para recipientes de media o alta aleación, incluido cualquier tipo de acero inoxidable.

• En los recipientes horizontales soportados sobre cunas, deberán evitarse las deformaciones

laterales (buckling). Las tensiones locales debidas a la flexión circunferencial y esfuerzos

cortantes, no deberán superar las admisibles indicadas en el apartado 3.1.4.

El método de L.P. ZICK (Ver Pressure Vessels and Piping: Design and Analysis. Volumen II

ASME), puede utilizarse para este estudio.

• Los recipientes deberán diseñarse para ser probados con agua en su posición de operación,

sin que en ningún momento sus tensiones sobrepasen las admisibles indicadas en los

apartados 3.1.6. y 3.1.7.

• La flecha máxima admisible en los recipientes verticales, calculadas teniendo en cuenta todos

los esfuerzos combinados excepto el sismo, no será superior a 4,5 mm. a cada lado del eje

por cada metro de altura.

3.3 Sobreespesor para corrosión

El sobreespesor normal para corrosión, será indicado en el Plano u Hoja de Datos del recipiente

conforme a la siguiente tabla:

Material del recipiente Sobreespesor normal

para corrosión (mm)

Aceros al carbono 3 (1)

Aceros de baja aleación 3 (2)

Aceros de media aleación 1,5 (3)

Aceros de alta aleación e inoxidables 1,5 (4)

Materiales no férreos 0,5

Recipientes con recubrimiento interior 0 (5)

NOTAS: (Es admisible considerar 1/8" = 3 mm.)

(1) Comprende cualquier tipo de acero al carbono, incluso los aceros al carbono manganeso y

los aceros al carbono microaleados.

(2) Comprende los aceros aleados:

1/2% Cr - 1/2% Mo 2¼ % Cr - 1% Mo



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 13 de 26

ALTMP_EPC_1

1% Cr - 1/2% Mo 5% Cr - 1/2% Mo.

1¼% Cr - 1/2% Mo

(3) Comprende el acero aleado 9% Cr - 1% Mo.

(4) Incluye los aceros aleados con más del 9% de Cr, incluso los inoxidables de cualquier tipo.

(5) Se refiere a recubrimientos, tanto metálicos como no metálicos, resistentes al medio

corrosivo en las condiciones normales de operación y siempre que impidan totalmente el contacto

del fluido con el material que recubre.

El sobreespesor para corrosión será añadido a todas las superficies de los elementos en contacto

con el fluido de acuerdo con los siguientes criterios:

a) A todos los elementos sometidos a presión.

b) A todos los elementos soldados al interior del recipiente y sobre cada una de las superficies en

contacto con el fluido contenido en el recipiente.

c) En los recipientes de dos o más cuerpos, sobre cada una de las caras de los fondos

intermedios.

d) A los elementos internos atornillados y desmontables con excepción de los platos

desmontables de las columnas, se añadirá la mitad del sobreeespesor para corrosión

especificado sobre cada una de las superficies en contacto con el fluido contenido en el

recipiente.

Cuando para resistir la corrosión se dote al recipiente de un recubrimiento interior metálico tipo

"CLADDING", el mínimo espesor de dicho recubrimiento será de 3 mm. Dicho recubrimiento se

considerará sólo como protección contra la corrosión y solamente el metal base será considerado

a efectos de soportar esfuerzos.

Si la velocidad de entrada del producto en el recipiente es superior a 10 m/seg., o si se espera

una corrosión acelerada en la zona de incidencia de la vena fluida, deberá colocarse una chapa

de desgaste de 10 mm de espesor mínimo y del mismo material de la envolvente que cubra

completamente dicha zona.

Se añadirá un sobreespesor para corrosión no inferior a 1,5 mm a los soportes, tales como

faldones, cunas, consolas y patas, así como el anillo base.

Se añadirá un sobreespesor para corrosión de 3 mm. al diámetro de los pernos de anclaje. En

ningún caso será inferior a 25 mm.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 14 de 26

ALTMP_EPC_1

3.4 Fondos y zonas de transición.

Normalmente los fondos de los recipientes a presión serán toriesféricos, del tipo Klopper. Fondos

toriesféricos del tipo Korbbogen, Elípticos con relación máxima 2:1 ó Semiesféricos, se usarán

cuando se den algunas de las siguientes condiciones:

a) Presión de diseño igual o superior a 7 kg/cm2.

b) Temperatura de diseño superior a 350ºC.

c) Fondos inferiores de recipientes verticales cuya relación:

D

L sea igual o mayor que 10.

(L = Altura recipiente (incluido faldón) - D = Diámetro medio del recipiente).

d) Fondos superiores de recipientes verticales que deban soportar cargas concentradas

(agitadores, etc.).

Los fondos de tipo cónico y las secciones de transición, serán toricónicas con zonas de acuerdo.

El radio interior de acuerdo, nunca será inferior al 6% del diámetro exterior de la sección cilíndrica

adyacente, excepto que el espesor de pared de la zona de acuerdo sea igual o superior a 20 mm,

en cuyo caso, no podrá ser inferior al 10% del diámetro exterior antes citado.

Los fondos de los recipientes sobre los que se monten agitadores, serán diseñados con la rigidez

adecuada, con objeto de minimizar las deformaciones debidas a las cargas estáticas y dinámicas

transmitidas por aquéllos.

Los esfuerzos en la zona de acuerdo de los fondos toriesféricos que tengan una relación

espesor/diámetro menor que 0,002, serán calculados de forma que se asegure la estabilidad al

pandeo.

Los fondos de diámetro igual o menor que 3.400 mm, se harán de una sola pieza.

Los fondos intermedios se conectarán a la envolvente de acuerdo con la figura UW 13.1 (f) del

Código ASME, Sección VIII, División 1, con soldadura en ángulo.

3.5 Soportes.

Los recipientes verticales serán diseñados como unidades autosoportadas. Como soportes

pueden utilizarse: faldones, patas, silletas y consolas.

Se usarán faldones cuando se cumpla alguna de las siguientes condiciones:

a) El diámetro de la envolvente sea superior a 1.500 mm.

b) La relación altura total / diámetro del recipiente, sea mayor que 5, ó si la altura del soporte

es mayor de 1.500 mm.

c) Puedan esperarse vibraciones.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 15 de 26

ALTMP_EPC_1

d) El peso del recipiente lleno de agua sea superior a 15.000 kg.

El faldón y los pernos de anclaje deberán diseñarse para la condición de carga más desfavorable,

incluyendo la prueba hidráulica.

Los faldones se soldarán al fondo inferior de forma que los diámetros medios del faldón y de la

envolvente coincidan. En ningún caso el faldón será soldado al exterior de la envolvente.

No se permitirán uniones bridadas o roscadas en el interior de los faldones. Las tubuladuras del

fondo inferior del recipiente llevarán un codo de 90º y una tubería horizontal de prolongación hasta

el exterior del faldón, terminada en una brida.

Todos los faldones dispondrán al menos de una abertura de acceso de acuerdo con el Standard

STD-RP-033 e irán provistos de rejilla desmontable de acuerdo con el Standard STD-RP-043.

- Para diámetro del recipiente ≤ 2.500 mm: 1 abertura.

- Para diámetros superiores a 2.500 mm: 2 aberturas.

Se colocarán nipples de ventilación de 4 pulgadas de diámetro en la parte superior del faldón,

para ventear el espacio situado debajo de su intersección con el fondo inferior.

El número de ventilaciones, situadas igualmente espaciadas, será:

- Diámetro del recipiente > 1.000 mm: 4 ventilaciones.

- Diámetro del recipiente ≤ 1.000 mm: 2 ventilaciones.

Se utilizarán collarines para todas y cada una de las tuberías que atraviesen el faldón. Estos

collarines tendrán el tamaño suficiente para admitir el calorifugado y la expansión térmica.

La proyección interior y exterior de los refuerzos de las aberturas del faldón, venteos y collarines

para el paso de tubería, tendrán un mínimo de 50 mm. y 15 mm. respectivamente superior al

espesor del ignifugado.

Los recipientes horizontales serán diseñados para que sean soportados mediante dos cunas que

serán de acero al carbono y abarcarán, al menos, 120º de la circunferencia del recipiente.

Las cunas serán unidas al recipiente a través de chapas de refuerzo del mismo espesor de la

envolvente, y tendrán sus dimensiones de acuerdo con los Standards STD-RP-004 y 006.

3.6 Pescantes.

Toda columna o reactor tendrá instalado un pescante de capacidad suficiente para desmontar las

válvulas en cabeza y/o internos. En ningún caso esta capacidad será inferior a 500 kg. Dicho

pescante estará de acuerdo con el Standard STD-RP-044.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 16 de 26

ALTMP_EPC_1

3.7 Tubuladura, bocas de hombre y de inspección.

3.7.1 General.

Todas las conexiones serán bridadas. Las conexiones de tres pulgadas de diámetro nominal y

mayores, deberán ir provistas de una chapa de refuerzo cuyas dimensiones mínimas son las

indicadas en el Standard STD-RP-026.

Las conexiones de rating superior a 600 libras, serán autorreforzadas.

Las conexiones serán de 1½" de diámetro mínimo

3.7.2 Rating.

El rating de las bridas será el adecuado para las condiciones de presión y temperatura de diseño

del recipiente, de acuerdo con la Norma ASME/ANSI B 16.5 (Steel Pipe Flanges and Flanged

Fitting).

Para temperaturas de diseño superiores a 350ºC o para conexiones de válvulas de seguridad, no

está permitido el uso de bridas de rating 150 libras. En su lugar, se utilizarán bridas con rating de

300 libras o superior.

3.7.3 Características dimensionales.

Las bridas de tamaño 24 pulgadas de diámetro nominal y menores, cumplirán con la Norma

ASME / ANSI B 16.5. para cualquier material y rating,

Las bridas de tamaño superior a 24 pulgadas de diámetro nominal y rating no superior a 300#,

cumplirán con ASME B.16.47 "Large diameter Steel Flanges" Serie B.

Para tamaños superiores a 24 pulgadas de diámetro nominal, en recipientes de acero al carbono

con un rating superior a 300# y para recipientes de acero aleado o inoxidable con cualquier rating,

las bridas se diseñarán y calcularán de acuerdo con el Código ASME, Sección VIII, División 1,

Apéndice 2.

Las bridas de conexiones internas no sometidas a presión, estarán de acuerdo con el Standard

STD-RP-025.

3.7.4 Tipos de bridas

Todas las bridas de conexiones de tamaños de 3 pulgadas y mayores, incluidas bocas de hombre

e inspección, serán Welding Neck.

Las bridas de tamaño 1½ y 2 pulgadas serán Long Welding Neck



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 17 de 26

ALTMP_EPC_1

Como única excepción, se podrán utilizar bridas tipo "SLIP-ON" en los recipientes de acero al

carbono sin recubrimiento interior metálico, si se dan simultáneamente las siguientes condiciones:

- Diámetros nominales iguales o superiores a 16 pulgadas.

- Rating requerido de 150 libras.

- Temperatura de diseño no superior a 230ºC.

- Corrosión o erosión esperada inferior a 0,15 mm/año.

- No se requiera posterior tratamiento térmico de la soldadura.

- No se esperen variaciones cíclicas de temperatura, tal como se definen en el Código

ASME/ANSI B 31.3.

- No operen para servicios de: Hidrógeno, Sulfihídrico Húmedo, Aminas, Sosa Cáustica y

Ácido Fluorhídrico.

Los espesores de los tubos de las conexiones, estarán de acuerdo con el Standard STD-RP-028.

El Sch. de los tubos y bridas W.N. de las conexiones serán coincidentes.

El Sch. de las conexiones de fondo de columnas cuya relación Altura total / Diámetro sea mayor

de 10, será el inmediato superior al indicado en el Standard STD-RP-028.

3.7.5 Tipos de caras.

Las caras de las bridas serán las especificadas en las Hojas de Datos, siendo necesariamente

RTJ a partir de 2.500 LB. de acuerdo con ANSI B16.20.

El acabado superficial de las caras de las bridas será suave o mate fino, con una rugosidad entre

125 y 250 Ra., de acuerdo con ASME/ANSI B46.1.

3.7.6 Esfuerzos transmitidos por las tuberías.

Las conexiones deberán diseñarse para soportar, como mínimo y sin sobrepasar las tensiones

permitidas a los materiales de la virola y conexión, las fuerzas y momentos indicados en el

Standard STD-RP-050.

3.7.7 Bocas de hombre y de inspección.

Los recipientes de diámetro interior igual o inferior a un metro con internos reemplazables tendrán

uno de los fondos bridados y se le dotará de orejetas para izado. Además, tendrán también una

boca de inspección de 6 pulgadas como mínimo en el otro extremo.

Los recipientes de diámetro interior igual o inferior a un metro sin internos reemplazables, tendrán

el número de bocas de inspección necesarias para inspeccionar a través de ellas todas las



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 18 de 26

ALTMP_EPC_1

uniones representativas de la virola y elementos críticos. Su tamaño no podrá ser inferior a 6

pulgadas.

Las conexiones bridadas para instrumentación o tuberías, con diámetros iguales o superiores a 6

pulgadas, pueden considerarse como bocas de inspección.

Los recipientes horizontales tendrán una boca de hombre en uno de los fondos y/o en la virola.

Los venteos se situarán preferiblemente en el extremo opuesto a la boca de hombre.

Las bocas de hombre de las columnas estarán situadas como sigue:

- Encima del plato superior.

- Encima del plato de alimentación normal.

- Encima de los platos de extracción.

- Debajo del plato inferior.

La máxima distancia entre las bocas de hombre de las columnas que contengan platos, no será

superior a 6 metros.

Las bocas de hombre serán de 24 pulgadas de diámetro mínimo.

Para servicios especiales tales como carga y vaciado de catalizador, manipulación de platos y

grandes internos desmontables, etc., el diámetro de las bocas de hombre, será consecuente con

el uso requerido.

Todas las tapas de bocas de hombre y otras bridas ciegas cuyo peso sea superior a 40 kg., se

equiparán con pescantes o bisagras, de acuerdo con los Standards STD-RP-017, 018, 019 ó

020.

Las bocas de hombre estarán colocadas de forma que se eviten los riesgos personales que

pudieran producirse al entrar o salir el personal del equipo, debido a: internos, sumideros y otras

aberturas.

Para facilitar esta operación, se dispondrán asideros, de acuerdo con el Standard STD-RP-029.

3.7.8 Varios.

La proyección mínima de las conexiones bridadas a partir de la superficie externa de la virola, será

la indicada en el Standard STD-RP-035.

Cuando los recipientes estén calorifugados, las proyecciones se aumentarán en el espesor del

calorifugado indicado en la ESP-4205-1 y Plano u Hoja de Datos del recipiente.

Las conexiones de tres pulgadas de diámetro nominal y mayores, deberán ir provistas de una

chapa de refuerzo cuyas dimensiones serán las indicadas en el Standard STD-RP-026.

Las conexiones menores de tres pulgadas de diámetro nominal con proyecciones superiores a las

requeridas en el párrafo anterior irán provistas de nervios rigidizadores .



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 19 de 26

ALTMP_EPC_1

Las tubuladuras y sus refuerzos no podrán situarse:

a) En la región de la zona de acuerdo de los fondos toriesféricos.

b) En la región de la zona de transición entre una virola cilíndrica y una virola cónica.

El apriete de los pernos de todas las tubuladuras, incluyendo bocas de hombre, se realizará de

acuerdo con la especificación ESP-0200-2.

4 PRUEBAS Y ANÁLISIS.

4.1 Pruebas hidráulicas.

4.1.1 General.

Todo recipiente deberá diseñarse para resistir las pruebas hidráulicas siguientes:

a) La prueba en el taller del fabricante, se realizará con el recipiente en su posición de

fabricación, si no es posible realizarla en su posición de operación. Estará de acuerdo con

ASME VIII, Div. 1, y la Directiva 97/23/CE. (La más elevada de las calculadas).

b) La prueba inicial en el lugar de instalación se realizará con el recipiente en su posición de

operación, de acuerdo con ASME VIII, Div. 1, y la Directiva 97/23/CE.

Las pruebas periódicas se realizarán de acuerdo con RAP-MIE-AP6.

Ph = 1,25 * Pd * d

h

S

S

4.1.2 Presión de prueba.

Los valores de las presiones de prueba hidráulica del apartado 4.1 son los siguientes:

Ph = 1,3 * Pd * d

h

S

S (S/ASME VIII, Div. 1)

Ph = 1,43 * Pd ó 1,25 * Pd * d

h

S

S (S/Directiva 97/23/CE)

Siendo:

Ph = Presión de prueba.

Pd = Presión de diseño.

Sh = Tensión admisible del material a la temperatura de prueba.

Sd = Tensión admisible del material a la temperatura de diseño.

Debiéndose tener en cuenta la siguiente limitación:

Sh



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 20 de 26

ALTMP_EPC_1

------ : Para este cociente se tomará el de la sección que de un valor más

Sd bajo en los casos en que en el recipiente se puedan diferenciar distintas secciones

debido a diferentes temperaturas de diseño o distintos materiales.

El valor de la presión de prueba hidráulica de recipientes verticales que se prueben en posición

horizontal, será el que se obtenga de aplicar la fórmula anterior incrementando en la presión de

columna de columna de agua correspondiente a la altura del recipiente.

En caso de que debido al valor de la presión de prueba hidráulica determinado según lo anterior,

fuese necesario modificar las bridas del recipiente, se tomará como valor de prueba hidráulica el

valor máximo que permita el elemento limitador sin necesidad de modificarlo.

Cuando se prueben componentes de acero inoxidable austenítico, no se podrá utilizar agua con

más de 30 ppm. de cloruros. El equipo será drenado y secado inmediatamente después de la

prueba mediante corriente de aire.

4.1.3 Temperatura de prueba.

Cuando el espesor del recipiente es superior a 13 mm, la temperatura del metal del recipiente

durante la prueba hidráulica, será la siguiente:

a) Para espesores de 50 mm. o inferiores, la temperatura será, al menos, de 6ºC por encima

de aquella a partir de la cual se requieran pruebas de impacto de acuerdo con ASME ,

Sección VIII, División 1.

b) Para espesores superiores a 50 mm, la temperatura será, al menos, 17ºC por encima de

aquella a partir de la cual se requieran pruebas de impacto de acuerdo con ASME, Sección

VIII, División 1.

c) Cuando, de acuerdo con los requerimientos de los dos apartados anteriores, se requiera una

temperatura del recipiente durante la prueba hidráulica mayor de 21ºC, la temperatura

mínima a la que el recipiente debe mantenerse, se marcará en la placa de características de

éste.

d) La temperatura mínima de prueba, será determinada por el Fabricante y deberá figurar en

los planos, placa característica y Expediente Técnico del equipo.

4.2 Análisis vibratorios.

Se tendrá que realizar un análisis vibratorio siempre y cuando se den simultáneamente las

siguientes circunstancias:

a) Altura total de la columna sea superior a 30 metros.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 21 de 26

ALTMP_EPC_1

b) W ----------- ≤ 25 L Dr

2

Siendo:

L = Altura total de la columna, en pies.

W = Peso total de la columna, incluidos los internos, en libras.

Dr = Diámetro medio de la mitad superior de la columna, en pies.

En el caso de que el equipo incorpore internos dinámicos, se tendrán consideraciones especiales.

5 MATERIALES.

5.1 General.

Los materiales a utilizar en la construcción de los recipientes sometidos a presión, serán los

indicados en los Planos u Hojas de Datos del recipiente y estarán de acuerdo con el Código

ASME, Sección II y con las limitaciones que se indican en los siguientes párrafos.

El contenido máximo de carbono o carbono equivalente de los aceros que han de soldarse, no

serán, en ningún caso, superiores a los valores de la siguiente tabla:

Material del recipiente % C. (3) % Ceq.

Aceros al carbono (1) 0,25 0,41 (4)

Aceros al carbono microaleados. 0,20 0,42 (5)

Aceros al cromo-molibdeno (2) 0,15 -

NOTAS:

(1) Comprende cualquier tipo de acero al carbono, incluso los aceros al carbono-manganeso.

(2) Comprende los aceros de media y baja aleación (9% de Cr. y menores).

(3) Sólo aplicable cuando la composición del material indicase valores superiores a éstos.

(4) Determinado según la fórmula:

% Mn

% Ceq = % C + -----------

6

(5) Determinado según la fórmula:

% Mn % Cr + % Mo + % v % Ni + % Cu

% Ceq = % C + ---------- + ------------------------------- + ---------------------

6 5 15



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 22 de 26

ALTMP_EPC_1

Todo elemento no sometido a presión, soldado a otro sometido a presión, será de la misma

calidad que este último. A este fin, las condiciones de calmado y microaleado de los aceros al

carbono, deberán entenderse como calidades distintas al simple acero al carbono.

5.2 Chapas.

La calidad de las chapas para las virolas y fondos de los recipientes serán:

Cuando se indique acero al carbono, la calidad mínima aceptada estará de acuerdo con la

especificación SA 285 Gr.C.

Cuando se indique acero al carbono calmado, los materiales estarán de acuerdo con la

especificación SA-516 (preferiblemente Gr. 60).

Cuando se indique acero aleado de baja o media aleación o acero inoxidable, los materiales

estarán de acuerdo con las especificaciones SA-387 ó SA-240 respectivamente.

Las chapas para recipientes con revestimiento interior metálico, estarán de acuerdo con las

especificaciones SA-263; SA-264 ó SA-265.

El medio metro superior del faldón, será del mismo material que el del recipiente. El resto de

faldón estará de acuerdo con la especificación SA-285 Gr.C.

Las chapas de acero para los anillos de la base, refuerzos de las aberturas del faldón y las cunas

de los recipientes horizontales estarán de acuerdo con la especificación SA-285 Gr.C.

Todos los internos soldados a las virolas o fondos, serán del mismo tipo de material que la

superficie interior del recipiente.

Los elementos estructurales no soldados directamente a las virolas o fondos de los recipientes,

estarán de acuerdo con la especificación SA-285 Gr.C.

5.3 Tuberías.

Los tubos utilizados para las tubuladuras, de diámetros nominales de hasta 16 pulgadas inclusive,

serán sin soldadura y de acuerdo con las siguientes especificaciones:

Para recipientes de acero al carbono y acero al carbono calmado: SA-106, Grado B.

Para recipientes de acero de baja o media aleación: SA-335 y grado correspondiente al material

de la virola.

Para recipientes de acero inoxidable ferrítico: SA-268 y grado correspondiente al material de la

virola.

Para recipientes de aceros inoxidables austeníticos: SA-312 y grado correspondiente al material

de la virola.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 23 de 26

ALTMP_EPC_1

Las tubuladuras de diámetros nominales superiores a 16 pulgadas, se podrán fabricar con la

misma calidad de chapa de la virola y con los espesores dados en el Standard STD-RP-028.

5.4 Bridas.

Los materiales utilizados en la fabricación de las bridas, estarán de acuerdo con las siguientes

especificaciones:

a) Para recipientes de acero al carbono y acero al carbono calmado: SA-105.

b) Para recipientes de aceros aleados o inoxidables: SA-182 y grado correspondiente al

material de la virola.

5.5 Juntas, espárragos y tuercas.

Serán los correspondientes a la clase de tubería.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 24 de 26

ALTMP_EPC_1

ANEXO A. CARGAS DEBIDAS A SEISMOS.

A-1. Los recipientes se diseñarán considerando que el efecto del terremoto es una carga estática

lateral cuyo valor viene dado por:

V = Z . I . K . C . S . W

Siendo:

Z = Factor sísmico.

Es función de la zona sísmica donde está localizado el recipiente. Su valor viene dado por:

Zona sísmica Valor de Z

Primera 0,1875

Segunda 0,3750

Tercera 0,7500

Las zonas sísmicas se determinarán de acuerdo con la Norma Sismoresistente NCSE-94.

I = Factor de ocupación.

Es función del uso a que se destina el recipiente. Se tomará siempre I = 1.

K = Coeficiente de estructura.

Es función de la resistencia inherente del tipo de estructura a las fuerzas dinámicas debidas al

seísmo. Para recipientes se tomará K = 2.

C = Factor de flexibilidad.

Su valor viene dado por la expresión: C = T15

1

Siendo T = Periodo fundamental de la vibración en segundos.

C estará limitado por: 0,04 < C ≤ 0,12

S = Factor de suelo y cimentación.

Se tomará S = 1,5 que estará limitado por: C . S ≤ 0.14

W = Peso del recipiente incluido el faldón.

A-2. Distribución de las fuerzas laterales.

La fuerza lateral total V, se distribuirá a lo largo de la altura del recipiente de acuerdo con la

expresión:

x = n

V = Ft + ∑ Fx

x = 1

Siendo:

Ft = Fuerza concentrada aplicada en la coronación del recipiente y cuyo valor viene dado por:



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 25 de 26

ALTMP_EPC_1

Ft = 0,07 T.V. ≤ 0,25 V

Para T ≤ 0,7 segundos, Ft = 0

El resto de la fuerza lateral total V, será distribuida sobre la altura del recipiente incluyendo el

nivel superior "n" de acuerdo con la expresión:

(V – Ft) Wx hx

Fx = -----------------------

∑ Wx hx

Siendo:

Fx = Fuerza lateral actuando en el centro de gravedad del elemento considerado.

hx = Altura desde la base al centro de gravedad del elemento considerado.

Wx = Peso propio en operación del elemento considerado.

A-3. Momento flectores.

El momento flector existente en el nivel inferior de cada sección, se calculará mediante la

expresión:

Mx = Ft (H - hi) + ∑ Fx (hx - hi)

Siendo:

H = Altura total del recipiente incluido el faldón.

hi = Altura desde la base hasta el nivel inferior del elemento considerado.



PRESIÓN

ESP-1101-1

Hoja 26 de 26

ALTMP_EPC_1

ANEXO B. CALCULO DEL PERIODO FUNDAMENTAL DE LA VIBR ACION

B.1. Para recipientes uniformes .

Entenderemos por recipientes uniformes aquéllos cuyo diámetro, espesor, peso y temperatura es

constante a lo largo de la altura total del recipiente.

Para este tipo de recipientes utilizaremos la fórmula de FREESE dada a continuación:

T = 2 x 10-4 2

Do

H

)(

.

ctH

DoW

−

H = Altura total del recipiente, incluido el faldón. En milímetros.

Do = Diámetro exterior del recipiente. En milímetros.

W = Peso total del recipiente en operación. En kg.

t = Espesor total de pared. En milímetros.

c = Sobreespesor para corrosión. En milímetros.

B-2. Para recipientes no uniformes o irregulares.

Entendiéndose por tales aquellos recipientes en los que al menos una de las variables citadas en

el apartado anterior varía.

Para este tipo de recipientes, el cálculo del período fundamental de la vibración se realizará de

acuerdo con el método propuesto por WARREN W. MITCHEL dado a continuación:

∑ Wx ∆ α + ∑ Wz β / H

T = 1,97 x 10-4 H2 -------------------------------------

∑ Ex Dox3 (tx - c) ∆℘

H = Altura total, incluido el faldón. En metros.

Wx = Peso unitario uniforme de cada sección. En kg./metro.

Dox = Diámetro exterior de cada sección. En metros.

tx = Espesor de cada sección. En milímetros.

Ex = Módulo de elasticidad de cada sección por 10-6. En kg/cm2.

Wz = Cargas fijas concentradas importantes. En kg.

c = Sobreespesor para corrosión. En milímetros.

hx = Altura del centro de gravedad de cada sección. En metros.

α = Coeficiente de influencia de las distintas secciones. (Ver tabla).

β = Coeficiente de influencia de las cargas concentradas. (Ver tabla).

℘ = Coeficiente de influencia de la rigidez de cada sección. (Ver tabla).

esp-1101-1.doc

Documents