Cálculo de Espesor de Pared de Cabezales Cónicos Bajo Presión Interna
 
  ASME Sección VIII Div 1 - UG-32 - Cabezales Conformados y Secciones, Presión en el Lado Cóncavo
  UG-32(f) Cabezales y secciones cónicas (sin articulación de transición)
                                   
    (Ingrese valores en celdas amarillas para cálculos)
  ENTRADA DE DATOS
                                         
    Condiciones de Diseño     Materiales      
    Presión de Diseño, Pd =  barg Especificación del Material del Cabezal Cónico (1)(2)
   
                                         
    Temperatura de Diseño, Td =  °C Esfuerzo Permisible del Cabezal Cónico, S  =  MPa  
                                         
    Eficiencia de Junta, E =
  Dimensiones      
Ver Tabla UW-12
Diámetro interior extremo mayor, Di =  mm
Tolerancia a la Corrosión, CA =  mm Diámetro interior extremo menor, di =  mm
    Tolerancia del Laminador Permisible (3)(4)(5), U1 =  valor predeterminado = 0 Espesor nominal de la pared, tn =
 mm  
Espesor mínimo requerido, tr =  mm
Longitud del Cabezal Cónico, Lc =   mm
                Si tr ≤ tn aceptable    
    Notas:                                    
  (1) S ≤ 66.66% de σy @ temp.                                    
  (2) S > 66.66% pero < 90% de σy @ temp.                                    
  (3) Según UG-16 (c) Tolerancia del laminador. El material de la placa debe ordenarse no más delgado que el espesor del diseño. Los recipientes fabricados con placas provistos de un valor inferior a un valor menor de 0,01 pulg. (0,25 mm) o 6% del espesor ordenado se pueden usar a la presión de diseño total para el espesor solicitado. Si la especificación a la que está ordenada la placa permite un mayor margen de error, el espesor ordenado de los materiales debe ser lo suficientemente mayor que el espesor de diseño para que el espesor del material suministrado no sea mayor que el menor de 0,01 pulg. (0,25 mm) o 6% bajo el espesor del diseño.  
  (4) De acuerdo con UG-16 (d) Tolerancia de la Tubería. Si la tubería o tubo está ordenado por su espesor nominal de pared, se tendrá en cuenta el defecto de fabricación en el espesor de la pared, a excepción del refuerzo de la pared de la boquilla, que son requisitos de acuerdo con UG-37 y UG-40. Los defectos de fabricación se dan en las diversas especificaciones de tuberías y tubos enumeradas en las Tablas aplicables en la Subsección C. Después de determinar el espesor mínimo de pared, se aumentará en una cantidad suficiente para proporcionar la tolerancia de fabricación permitida en la especificación de la tubería o tubo.  
  (5) Si está ordenando un cabezal u otro accesorio similar formado por una placa, como una cabezal elíptica, toriesférica, etc., no necesita incluir la tolerancia. Debe tener en cuenta el adelgazamiento durante la formación del cabezal. Los cálculos deben hacerse en función del espesor mínimo después de la formación. El vendedor de dichos cabezales debe proporcionar esa información.  
                                         
                                       
  CÁLCULOS
                                         
    Cabezales Cónicos                                    
    Espesor de Pared [ASME UG-32(f)]                                    
                                         
    Espesor por tolerancia de fabricación, U2 =  mm   U2 = tn*U1                    
                                         
    Espesor nominal ajustado por corrosión y tolerancia, nt =  mm   nt = tn-CA-U2                    
                                         
    Diametro interior del extremo mayor con la corrosión y tolerancia removida, D =  mm   D = Di+2CA+2U2                    
                                         
    Diametro interior del extremo menor con la corrosión y tolerancia removida, d =  mm   d = di+2CA+2U2                    
                                         
    La mitad del ángulo incluido (vértice) del cono, α ≤ 30ᵒ =  gdo.   α  = arctan ( 0.5 (D - d) )              
            Lc              
                                         
    Espesor mínimo requerido, t =  mm   t  = P D                
            2 cos α (S E - 0.6 P)                
                                         
    Espesor mínimo requerido, tr =  mm   tr  = P D + CA            
            2 cos α (S E - 0.6 P)            
    Espesor nominal de la pared, tn =  mm                                
                                         
    Compruebe si tr ≤ tn                                    
                                         
    Presión de trabajo máxima permisible [ASME UG-32(f)]                                    
    Presión de trabajo máxima permisible del Cabezal Cónico, MAWP =  barg   MAWP = 2 S E nt cos α                
            D + 1.2 nt cos α                
                                         
    Volumen interior =  m³   Vi  =  1/3*π*Lc(Ri² + ri² + Riri ) / 10⁹            
                                         
    Volumen exterior =  m³   Vo  = 1/3*π* Lc(Ro² + ro² + Roro ) / 10⁹            
                                         
    Peso =  Kg   W = (Vo - Vi) ρm                    
                                         
                                   
  RESULTADO
    Condiciones de Diseño    
   
Presión de Diseño, Pd =  barg
Temperatura de Diseño, Td =  °C
    Material        
Tipo de Material del Cabezal Cónico
    Dimensiones        
Diámetro interior extremo mayor, Di = mm
Diámetro interior extremo menor, di = mm
Espesor nominal de la pared, tn = mm
Longitud del Cabezal Cónico, Lc =  mm
Presión de trabajo máxima permisible del Cabezal Cónico, MAWP =  barg
Volumen interior =  m³
Volumen exterior =  m³
Peso =  Kg
                                         
                                         
    Discusión y Referencias  
    Información sobre el Cálculo de Espesor de Pared de Cabezales Cónicos Bajo Presión Interna    
    ASME Section VIII Div 1 paragraph UG-32(f)    
    Estándares, Párrafos y Apéndices  
  - ASME BPVC.VIII.1  Rules for Construction of Pressure Vessels    
  - ASME BPVC SEC II-D Material Properties    
  - ASME Section VIII Div 1 paragraph UG-32  Formed Heads, and Sections, Pressure On Concave Side    
       
    Cabezales Cónicos (Sin Transición de Nudillo)    
                                       
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
    Espesor minimo requerido [ASME UG-32(f)]    
      t = P D                  
      2 Cos α (S E - 0.6 P)                  
    Presión interna de diseño [ASME UG-32(f)]    
      P = 2 S E t cos α                      
      D + 1.2 t cos α                      
    Donde:    
    P: Presión de Diseño, en barg    
    S: Esfuerzo Permisible, en Mpa    
    E: Eficiencia de Soldadura    
    D: diámetro interno de la sección cónica en el punto considerado, medida perpendicular al eje longitudinal, en mm    
    t: Espesor mínimo requerido, en mm    
    α = a mitad del ángulo incluido (vértice) del cono en la línea central del cabezal    
    Caracteristicas    
    - Se utiliza principalmente para cabezales en el fondo del recipiente.
- Limitaciones: α ≤ 30°
- Se proporcionará un anillo de refuerzo cuando lo requiera la regla en 1-5(d) y 1-5(e).