Cálculo del Espesor de Pared de Cabezal Torisférico Bajo Presión Interna
 
  ASME Sección VIII Div 1 - UG-32 - Cabezales Conformados y Secciones, Presión en el Lado Cóncavo
  UG-32(d) Cabezales Torisféricos con ts/L ≥ 0,002
                                                   
    (Ingrese valores en celdas amarillas para cálculos)
  DATOS DE ENTRADA
                                                         
    Condiciones de Diseño     Material      
    Presión de Diseño, Pd =  barg Especificación del  Material del Cabezal (1)(2)
   
                                                         
    Temperatura de Diseño, Td =  °C Esfuerzo Permisible del Cabezal (3), S =  MPa  
                                                         
    Eficiencia de Junta, E =
  Dimensiones      
Ver Tabla UW-12
Diámetro interior de la falda del cabezal, Di =   mm
Tolerancia a la Corrosión, CA =  mm
          Espesor nominal de la pared antes de la conformación (4), tn =
 mm  
          Espesor minimo especificado después de la conformación (5), tf =  mm  
Espesor mínimo requerido después de la conformación, tr =  mm
Diametro Exterior de la falda del cabezal, Do =  mm
      Radio interior del nudillo ( Radio de Transición) es el 6% del radio exterior de la corona (6), r =  mm  
Compruebe que el radio interior del nudillo no sea en ningún caso inferior a 3 veces el espesor del cabezal (t)
          Longitud de la falda recta (7)(8), SK =  mm  
Comprobar si tr ≤ tn
          Comprobar si tr ≤ tf    
    Notas:                                                    
  (1) S ≤ 66.66% de σy @ temp.                                                    
  (2) S > 66.66% pero < 90% de σy @ temp.                                                    
  (3) De acuerdo con UG-32 (d), los cabezales torisféricos hechos de materiales que tienen una resistencia a la tracción mínima especificada superior a 70,000 psi (485 MPa) deben diseñarse usando un valor de S igual a 20,000 psi (138 MPa) a temperatura ambiente y reducido en proporción a la reducción en los valores máximos de tensión permisible a temperatura para el material como se muestra en la tabla correspondiente (ver UG-23).  
  (4) Se recomienda un espesor nominal antes de la conformación un 15% mayor que el espesor mínimo especificado para garantizar que después de la conformación el espesor está por encima del mismo.  
  (5) Según UG-79(d)(3) La reducción de espesor de la soldadura después de la conformación no debe exceder 1/32 in. (1 mm) o 10% del espesor nominal de la superficie adyacente, lo que sea menor.  
  (6) Según UG-32(i) El radio interior de la corona no debe ser mayor que el diámetro exterior de la falda del cabezal. El radio interior del nudillo de un cabezal toriesférico no debe ser inferior al 6% del diámetro exterior de la falda del cabezal.  
  (7) Según UG-32(k) Todos los cabezales conformados, más gruesos que la carcasa y cóncavas a presión, destinadas a uniones soldadas a tope, tendrán una longitud de falda suficiente para cumplir los requisitos de la Figura UW-13.1, cuando una transición gradual es requerida. Todos los cabezales conformados cóncavos a presión y destinados a unión a tope no necesitan tener una falda integral cuando el espesor del cabezal es igual o inferior al espesor de la carcasa. Cuando se proporciona una falda, su espesor debe ser al menos el requerido para una carcasa sin costuras del mismo diámetro interior.  
  (8) Según UG-32 (l) Los cabezales cóncavos a presión, destinados a unirse mediante soldadura fuerte, deben tener una longitud de falda suficiente para cumplir con los requisitos de las juntas circunferenciales en la Parte UB.  
                                                         
                                                       
  CÁLCULOS
                                                         
    Cabezal Torisferico                                                    
    con tf/L ≥ 0.002                                                    
    Espesor después del conformado ajustado por corrosión, nt =  mm   nt = tf-CA                                    
                                                         
    Radio interior esférico o de corona ajustado por corrosión, Lc (9) =  mm   Lc = Do + CA                                    
                                                         
    Radio interior del nudillo, r =  mm                                                
                                                         
    Espesor mínimo de pared  [UG-32(d)]                                                    
    Espesor mínimo requerido después de la conformación, t =  mm   t = 0.885 P Lc                              
            S E - 0.1 P                              
                                                         
    Espesor mínimo requerido después de la conformación, tr =  mm   tr = 0.885 P Lc +  CA                        
            S E - 0.1 P                        
                                                         
    Compruebe si tr ≤ tf                                                    
                                                         
    Presión de trabajo máxima permisible [UG-32(d)]                                                    
    Presión de trabajo máxima permisible para Cabezal Torisférico, MAWP =  barg   MAWP = S E nt                          
            0.885 Lc + 0.1 nt                          
                                                         
    Compruebe si MAWP ≥  P                                                  
                                                         
    Compruebe                                                    
    Limitaciones: tf/L ≥ 0.002                                
                                                         
    Volumen Interior =  m³   V = ( 0.0847 Di³ + π Di² SK ) /  10⁹                
            4                
                                                         
    Peso =  Kg   W = (( 0.0847 (Do³-Di³) + π (Do²-Di²) SK ) /  10⁹) ρm      
            4      
                                                         
    Nota:                                                    
  (9) Según UG-32(d), el radio interior de la corona será igual al diámetro exterior de la falda del cabezal [ver UG-32(i)]  
                                                         
                                                     
  RESULTADOS
    Condiciones de Diseño                                                  
Presión de Diseño, Pd =  barg
Temperatura de Diseño, Td =  °C
    Material                                                    
    Material del Cabezal                                                  
    Dimensiones                                                    
Diámetro Exterior, Do =  mm
Espesor nominal de la pared antes de la conformación, tn =  mm
    Espesor después de la conformación, tf =  mm                                                
Radio interior esférico o de la corona, L =  mm (L = Do)
Radio interior del nudillo, r =  mm
Presión de trabajo máxima permisible, MAWP =  barg
Volumen Interior =  m³
Peso =  Kg
                                                         
                                       
    Discusión y Referencias  
    Información sobre el Cálculo del Espesor de Pared de Cabezal Torisférico Bajo Presión Interna    
    ASME Section VIII Div 1 UG-32(d)    
    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 UG-32 Formed Heads, and Sections, Pressure on Concave Side    
       
    Torispherical Head with ts/L ≥ 0.002    
                                         
      Scan_Pic0004                                  
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
    Espesor mínimo requerido [ASME VIII Div 1 UG-32(d)]    
      t = 0.885 P L                      
      S E - 0.1 P                      
    Presión de diseño interna [ASME VIII Div 1 UG-32(d)]    
      P = S E t                      
      0.885 L + 0.1 t                      
    Donde:    
    P: Presión de Diseño, en barg (psig)    
    S: Esfuerzo Permisible, en MPa (psi)    
    E: Eficiencia de Soldadura    
    L: Radio interior de la corona no mayor que el diámetro exterior de la falda, en mm (inches)    
    t: Espesor mínimo requerido del cabezal después de la formación, en mm (inches) (*)    
    ts: Espesor mínimo especificado del cabezal después de la formación, en mm (inches).    
         ts debe ser ≥ t    
    (*) El espesor requerido de un cabezal toriesférico para el caso en el que el radio de la corona interior no será mayor que el diámetro exterior de la falda del cabezal. El radio del nudillo interior de un cabezal toriesférico no debe ser inferior al 6% del diámetro exterior de la falda del cabezal.    
    r = radio interior del nudillo    
    Caracteristicas:    
    - Alta disponibilidad
- Limitaciones: ts / L ≥ 0.002, L ≤ D + 2t, r ≥ 0.06 * (D + 2t)
- Para el cálculo de (t) se considerará L = D
- Para las cabezas con ts / L <0.002, vea el Apéndice. 1-4 (f) 		   
    - Los cabezales toriesféricos hechos de materiales con una resistencia mínima a la tracción especificada superior a 70,000 psi (485 MPa) deben diseñarse usando un valor de S igual a 20,000 psi (138 MPa) a temperatura ambiente y reducirse en proporción a la reducción en los valores del esfuerzo máximo permisibles a la temperatura del material (ver UG-23).