Se sabe que los eventos térmicos y los efectos térmicos transitorios desempeñan un papel importante en las fugas en juntas bridadas presurizadas. Cuando se produce una fuga, el desafío de ingeniería es comprender y diagnosticar adecuadamente el papel de la temperatura y los transitorios térmicos en esa falla y así especificar las medidas necesarias para evitar futuras fugas. Además, dado que la mayoría de los códigos de recipientes a presión requieren la consideración de los efectos térmicos sin proporcionar la metodología, tal vez el mayor desafío de ingeniería sea para el diseñador de juntas bridadas. Esto no es solo para determinar los efectos de la temperatura en los diseños de juntas bridadas para cumplir con los requisitos del código, sino también para una evaluación del diseño para garantizar una operación libre de fugas considerando los eventos térmicos anticipados. Este Boletín proporciona un conjunto de herramientas analíticas y directrices para abordar estos desafíos. El propósito del Proyecto PVRC 01-BFC-05 fue resumir los hallazgos del proyecto doctoral del autor sobre los efectos de las cargas de temperatura en uniones de bridas atornilladas y publicar un documento resumido que proporcione pautas de diseño para abordar los efectos de la temperatura y la magnitud relativa de estos efectos. . Al informar sobre este trabajo@, el Boletín proporciona a los usuarios métodos de cálculo térmico simplificados que permiten al diseñador de juntas bridadas o al solucionador de problemas de campo determinar el efecto de las temperaturas de estado estable o transitorias en las juntas bridadas@ incluyendo una evaluación de las posibilidades de fugas. El autor logra esto en un proceso legible paso a paso que proporciona las herramientas para responder a lo largo del camino preguntas como: ¿Qué aumento en la carga de los pernos de ensamblaje sería suficiente para superar los eventos térmicos anticipados? ¿La deflexión de la brida causada por la interacción térmica de los componentes de la junta es suficiente para provocar una fuga por pérdida de carga de la junta? ¿Podría provocar una falla el corte radial de la junta debido a la expansión radial diferencial de las bridas o la placa del tubo causada por diferencias en las temperaturas de las bridas de acoplamiento o por las propiedades del material? ¿Existe la posibilidad de que la junta se aplaste debido al aumento de carga causado por la interacción térmica de los componentes de la junta? ¿Cuánta carga de pernos y juntas podría perderse debido a un transitorio térmico del proceso@ o un enfriamiento repentino@ sin fallas? Si se aplica aislamiento a una junta bridada en funcionamiento no aislada, ¿cuánto más calientes que el anillo de la brida podrían estar los pernos? ¿Es este transitorio causa suficiente de una fuga? Después de una descripción general de la respuesta de las uniones bridadas atornilladas a las cargas térmicas (causas de falla) y una descripción general del análisis mecánico y térmico, se presenta un procedimiento de cálculo detallado. Por simplicidad, en el método de cálculo se suponen bridas axiales simétricas y generalmente idénticas. Luego se proporciona orientación detallada sobre cómo extender este enfoque a pares de bridas no idénticas @ uniones con una placa de tubos (uniones circunferenciales del intercambiador de calor) y placas de cubierta. El método primero proporciona resultados térmicos y de deformación en estado estacionario, seguidos de medios para calcular la carga del perno en estado estacionario utilizando la conformidad del componente. Una evaluación de los efectos transitorios mediante la extensión de estos hallazgos y el uso de una serie de gráficos que proporcionan el tiempo para alcanzar el 95% y el 5% de la temperatura en estado estacionario para cada componente completan el proceso. Los Apéndices A al D proporcionan información adicional sobre los detalles de la metodología de cálculo. Los apéndices E y F ilustran el método de cálculo mediante una hoja de cálculo Excel disponible.
BULLETIN 510-2006 Historia
2006BULLETIN 510-2006 ANÁLISIS DE LOS EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN LAS JUNTAS TORNEADAS