UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULT FACULTAD AD DE INGENIERÍA MECÁNICA MEC ÁNICA
ASME B31.3 EJERCICIOS:
Posición
1
Material
$%I &' rado $ in costura
Diámetro Nominal
1././/
Diámetro Eterior
1./.-.!&
!
"
$%I &' $*+ $ ""& rado $ in %,1 in costura costura /#/
10
-.!&/ # #-&0/ 10-7&/ (! (!7"mm)
# $ """ r- 7 in costura
1# 1 #” ("&&-.)
("&&mm) &00 psi
"&0 psi
00 psi
00 psi
(!0&& 2%a)
(!0&& 2%a)
(� 2%a)
(� 2%a)
#em$erat%ra m&nima es$era!a
1003F ("34)
1003F ("34)
&003F
1003F
(!.03F)
("34)
#em$erat%ra !el 'l%i!o máima es$era!a
7003F (#!.34)
#003F (#!.34)
11003F
&003F
(&,"34)
(!.03F)
#olerancia !e 'a(ricación:
1!-&5
1!-&5
1 ! -& 5
1!-&5
#olerancia !e corrosión )c*
0-10/ (!-&mm)
0-0/ (!-0mm)
0-10/
0-10/
(!-&mm)
(!-&mm)
C%r+a!o
6
I
I
NO
Rosca!o
6
6
6
NO
Ser+icio c&clico se+ero
6
6
I
NO
I
6
6
6
Presión !e !ise"o
Canti!a! !e ciclos Pie,a a -aos )Mitter* / 30 EJERCICIO 1 Indicar para los siguientes componentes de una tubería con las condiciones de diseño correspondientes al tubo posición “1” (700°F) cual sería la temperatura de diseño a adoptar considerando que la línea no est
1
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aislada t8rmicamente 9 que no se :an reali;ado ensa9os ni clculos de temperatura< a) *ubo< b) =ridas slip on< c) >l?ulas< d) %ernos=ulones (=olts)@ Asprragos<
1* EJERCICIO 2 -a) eleccionar la serie (clase) requerida para una brida slip on de material $*+ $"&0 r 'F! B a instalar en la tubería de la línea del tubo posición 1< b) Ceali;ar el mismo eDercicio pero considerando que la brida ?as a ser instalada en una línea en que la temperatura del Eluido es de F 9 la presión de diseño< (&00 psi)
2* EJERCICIO 3 Indicar de acuerdo a las bases para establecer la tensión de diseño dadas por el 4ódigoB cual es el ?alor mimo de tensión bsica admisible a temperatura ambiente correspondiente a un tubo de acero al carbono con tensión de Eluencia mínima especiEicada G #& 2si 9 resistencia mínima especiEicada a la tracción G .. 2si 4onsiderar que no es esperado el Eenómeno creep ni corresponde aplicar las condiciones para ser?icio crítico ni otro requisito especiEico sal?o la solicitación de presión
3* EJERCICIO Htili;ando las tablas del ap8ndice $B determinar la mima tensión admisible (psi) para los siguientes tubos a temperatura de diseño indicadaa) b) c) d)
$%I &' rado $@ *emperatura de diseño G 7003F G $%I &' rado =@ *emperatura de diseño G 7003F G $ """ rado 7@ *emperatura de diseño G 11003F G $ """ rado ,@ *emperatura de diseño G !003F G
* EJERCICIO 4 Indicar el Eactor de calidad de Dunta soldada (AD) correspondiente a los siguientes tubos< a) b) c) d) e)
$%I &' in costura< $*+ $ &" *ipo < $*+ $ &" *ipo A< $*+ $ &" *ipo F< $*+ $ .71 4lase 1"<
4* EJERCICIO 5
!
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4onsiderando como nica solicitación la presión interiorB resol?er lo siguiente< a) 4alcular el mínimo espesor requerido debido a presión interior 9 determinar el espesor comercial a adoptarB para los siguientes tubos rectos posición 1 a #B de acuerdo a J"0# b) Indicar el sc:edule adoptado en cada casoB considerando la tolerancia por corrosión segn sea aplicablePos 1: $%I &' rado $ in costuraB 6% 1.@ % G &00 psig- *emperatura de diseño< 7003 FB cG0B1in Pos 2: $%I &' rado $ in costuraB 6% @ % G "&0 psig- *emperatura de diseño< #003 F@ cG0B0in Pos. 3: A335 Grado P91, in costuraB 6% 10@ % G 00 psig- *emperatura de diseño< 11003 F cG0B1in Pos. 4: A333 Grado 7, in costuraB 6% 1#@ % G 00 psig- *emperatura de diseño< &003 F cG0B1in
5* EJERCICIO 6 4alcular $ para un sistema de tubería construido en $*+ $ 10. r = con una temperatura de operación de &003F (!.034) 9 1-000 ciclos t8rmicos
CONE7IONES EN DERI8ACI9N 7) EJERCICIO
A* 8eri'icación !e %na coneión eistente en '%nción !e con!iciones !e ser+icio:
*ubo principal< $%I &' rado $B sin costuraB 6% 1. c:edule #0-
*ubo deri?ación< $%I &' rado $B sin costuraB 6% . c:edule #0-
$ngulo menor entre tubos< .03-
CeEuer;o< $nillo de 1! pulgadas de dimetro eterior- (+edido a lo largo del tubo principal)B espesor 0-& pulgada-
Filetes de unión de reEuer;o al tubo principal 9 tubo de deri?ación< 10mm (" in) de cateto-
obre espesor de corrosión< !B& mm (0-10 in-)
%resión de diseño< &70 psig-
*emperatura de diseño< 7003F-
Fluido< $ceite-
Keterminar si esta coneión en deri?aciónB es apta para las condiciones de diseño< olución<
#ensiones (ásicas a!misi(les ; 'actor !e cali!a! !e %nta sol!a!a E: Es$esores !e t%(os )m&nimos* ; re'%er,o.
"
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>rea !e re'%er,o re=%eri!a: >rea !e re'%er,o $ro+ista $or el t%(o $rinci$al: >rea !e re'%er,o $ro+ista $or el t%(o !e !eri+ación: >rea !e re'%er,o $ro+ista $or el anillo !e re'%er,o: >rea !e re'%er,o $ro+ista $or las sol!a!%ras !e 'ilete: >rea total !e re'%er,o $ro+ista $or los t%(os? anillo ; 'iletes: Concl%sión: B* Cálc%lo !e área !e re'%er,o re=%eri!a $ara la constr%cción !e %na coneión en !eri+ación: Datos:
*ubo principal< $%I &' rado $B sin costuraB 6% 1. c:edule #0
*ubo deri?ación< $%I &' rado $B sin costuraB 6% . c:edule #0
$ngulo menor entre tubos< ,03
obe espesor de corrosión< !B& mm (0-10 in-)
%resión de diseño< .00 psig-
*emperatura de diseño< 7003F-
Fluido< $ceite-
*rG (asumir igual al espesor del tubo principal) 4alcular< >rea !e re'%er,o re=%eri!a: rea !e re'%er,o $ro+ista $or el anillo: >rea !e re'%er,o $ro+ista $or la sol!a!%ra !e 'ilete:
* EJERCICIO @ 4alcular el espesor requerido para una placa ciega (=lan2) a instalar entre dos bridas slip on serie #00 9 para las siguientes condiciones de diseño<
#
*ubo< 6% 1.@
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% G &00 psig-
*emperatura de diseño< 7003 F
obreLespesor de corrosión< 0-10 in-
+aterial< $*+ $ !& r- $ (in soldadura)
4alcular para empaque plano no metlico 9 para anillo metlico tipo C
@* EJERCICIO 10 4HC>$ 4alcular el mínimo espesor requerido en la ;ona de radios de cur?ado menor 9 ma9or<
KGin (B.!&) C1 G 0 in%G &00 psig t3G 700 3F cG 0-10 in$%I &' rado $-
10* EJERCICIO 11 4alcular la mima presión admisible para un codo a gaDos de secciones mltiplesB construido con un tubo posición 1 9 ngulo θ G !0B&3 (Aspaciado estrec:o) $%I &' r $ t°G 700°F %G&00psi KG1.in + G 1. inC1 G 0 in*G 0B#"in (espesor de tablaG0B&) cG0B10
&
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AG1MG1 G1##00psi θ r! G (K N *)! θ G !0B&3@ tan θ G 0B"7#
11* EJERCICIO 12 Indicar la mima temperatura de trabaDo admisible para los siguientes materiales< $) =rida Oelding nec2 $ 1! r F, serie "00< (*omar tensiones admisibles de $ 1! r F, igual que $""& r- F,) =) 4:apa $ "7 r- ! 4l 1<
12* EJERCICIO 13 Indicar si se requiere ensa9o de impacto para los siguientes materiales 9 temperaturas mínimas de diseño (aplicando tabla "!"-!-!$)< *ubo $ "., r- F%$ Aspesor< 0-& in- (1!B+m) *emperatura mínima de diseño L73F (L!1-734) *ubo $ .7! 4&& Aspesor< 0-7& in- (1,mm) *emperatura mínima de diseño L!13F (L!,-#34)
13* EJERCICIO 1 Indicar el criterio de aceptación requerido por el código para las probetas de impacto del eDercicio anterior-
1* EJERCICIO 14 Indicar dos normas estndares de componentes listados aceptados por el códigoB del siguiente tipo< =ridas de acero< >l?ulas esE8ricas< *ubos de acero<
14* EJERCICIO 15
Indicar cuales de los siguientes tubos son aceptables para utili;ar en ser?icio con Eluido normal sometido a condiciones cíclicas se?eras$*+ $ &" *ipo < $*+ $ &" *ipo A< $*+ $ 10. rado $< $*+ $ 1"&< $*+ $ """ rado 7 *ipo A< $*+ $ ""& rado %,1< $*+ $ &7<
.
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$*+ $ .71 *ipo 1!< $*+ $ .71 *ipo 1"<
15* EJERCICIO 16 Indicar la mima presión de trabaDo indicada en $+A =1.-& para las siguientes bridas< =rida $*+ $ 10& erie .00B *emperatura de diseño .003F< =rida $*+ $ 1! r F,B erie .00B *emperatura de diseño .003F< =rida $*+ $ "&0 r 'F!B erie #00B *emperatura de diseño 03F<
16* EJERCICIO 1 Indicar en cuales de los siguientes casosB $+A ="1-" admite baDo ciertas condiciones utili;ar %rocedimientos de soldadura caliEicados por otros-
Material Base
Es$esor
Min. t !e !ise"o
$ &1. r .0 ($.71
1.mm
&03 F
$%I &' rado $
0-&.! in(1#-"mm)
L"03F
$ &1. r .0 ($.71)
!! mm
&03 F
$ """ *ipo #
1. mm
&03 F
$ ""& *ipo %!1
10 mm
1003 F
Res$%esta
(L"#-#34)
1* EJERCICIO 1@ Indicar la mima desalineación permitida entre la superEicie interior del tubo de deri?ación 9 el aguDero reali;ado en el tubo principal de la siguiente coneión en deri?ación*ubo principal< $%I &' rado $B sin costuraB 6% 1. c:edule #0 < (1" mm)0-& in *ubo deri?ación< $%I &' rado $B sin costuraB 6% . c:edule #0< *b G (7B1! mm) 0-! in
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1@* EJERCICIO 20 Indicar el mínimo tamaño de Eilete requerido para la soldadura de unión del tubo principal al tubo de deri?ación del eDercicio anterior*c G
20* EJERCICIO 21 Indicar las temperaturas de precalentamiento requeridas o recomendadas (segn sea requerido) para los siguientes materiales 9 el anc:o mínimo de la ;ona a precalentar (!&mm a cada lado de la soldadura)<
Material
Es$esor
$ &1. r .0 ($.71)
1.mm
$%I &' rado $
0-&.! in- (1#-"mm)
$ &1. r .0 ($.71)
! mm
$ """ *ipo 7
1. mm
$ """ *ipo #
1. mm
$ ""& *ipo %!1
10 mm
Precalentamiento m&nimo.
21* EJERCICIO 22 Indicar para soldaduras de los siguientes materiales< a) i es requerido el %MP* 9 en su caso la -mínima temperatura 9 tiempo de mantenimientob) i es requerido la ?eriEicación de mima dure;a 9 en su caso indicar el mimo ?alor especiEicadoB la cantidad de ensa9os requeridos 9 las ;onas a ensa9ar (tratamiento t8rmico locali;ado) Material
Es$esor
#em$erat%ra
#iem$o
D%re,a 8alor máimo
$ &1. r .0 ($.71)
1.mm
$%I &' rado $
0-&.! in(1#-"mm)
$ &1. r .0 ($.71)
! mm
$ """ *ipo 7
1. mm
$ """ *ipo #
1. mm
Cant )*
ona
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA $ ""& *ipo %!1
10 mm
$ ""& *ipo %&
1!mm
$ .7! rado '7&
1. mm
c) i el %MP* es requerido para la soldadura de la siguiente coneión en deri?ación entre tubos sin reEuer;o adicional a la soldadura*ubo principal< $%I &' rado $B sin costuraB 6% !# c:edule #0< *:G (17B& mm) 0-. in *ubo deri?ación< $%I &' rado $B sin costuraB 6% . c:edule #0< *b G (7B1! mm) 0-! in CeEuer;o *rG (17B&mm) 0B.in *ipo de construcción " *ipo de construcción #
22* EJERCICIO 23 Indicar la mima diEerencia (en mm) entre dimetro mimo 9 mínima permitida para una cur?a reali;ada con un tubo 6% 10 c:edule 0 sometida a presión eterior-
23* EJERCICIO 2 Indicar si es requerido tratamiento t8rmico pos cur?ado para la siguiente cur?a< +aterial< *ubo $ .7! 4&& Aspesor< 0-7& in- (1,mm) *emperatura mínima de diseño L!13F (L!,-#34) *emperatura de cur?ado< .&034 Cadio de cur?ado< &K
2* EJERCICIO 24 Indicar cul es el mimo Euera de paralelismo admitido en la presentación entre las bridas de una unión (6% 10) 9 la mima desalineación entre aguDeros para bulones (pernos) Fuera de paralelismo Kesalineación mima entre aguDeros G
24* EJERCICIO 25 Indicar para el caso de soldaduras circunEerenciales reali;adas entre los tubos indicados a continuación (%ara datos de los tubos ?er primera pgina del conDunto de eDercicios) tubos la mínima eaminación radiogrEica requerida 9 los criterios de aceptación para las indicaciones detalladas (4onsiderar Eluido normal)< 1) oldaduras entre tubos < AspesorG 0B&in ( er?icio 4íclico se?ero) Examinación radiográfica mínima re!erida: 4riterios de aceptación<
,
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"a#$a de f!sión: "a#$a de %ene$ración &Prof!ndidad': (oca)ad!ra &Prof!ndidad': *nc#!sión de escoria. +áximo #argo %ara escoria indi)id!a#: !) oldaduras entre tubos < AspesorG 0B&in )Ser+icio normal* Examinación radiográfica mínima re!erida: 4riterios de aceptación< "a#$a de f!sión: "a#$a de %ene$ración &Prof!ndidad': (oca)ad!ra &Prof!ndidad': *nc#!sión de escoria. +áximo #argo %ara escoria indi)id!a#:
25* EJERCICIO 26 Indicar la presión mínima requerida para el ensa9o de p8rdidas (%rueba de presión) de tuberías construidas con tubos posición " 9 #< (>er datos en primera pgina del conDunto de eDercicios)
!-ería cons$r!ida con $!-os %osición 3: P/00%si $ diseo: 1100" A335P91
!-ería cons$r!ida con $!-os %osición 4: P/00%si diseo: 500" A333gr 7
26* EJERCICIO 2 Indicar de acuerdo a los requerimientos del 4ódigo para categoría de Eluido de ser?icio clase +B la mínima eaminación radiogrEica requerida para soldaduras circunEerenciales reali;adas entre tubos de la posición " 9 entre tubos de la posición #B 9 los criterios de aceptación para las indicaciones detalladas< oldaduras entre tubos posición "<
Examinación radiográfica mínima re!erida:
"a#$a de f!sión:
"a#$a de %ene$ración &Prof!ndidad':
(oca)ad!ra &Prof!ndidad':
Escoria. +áximo #argo %ara escoria indi)id!a#:
oldaduras entre tubos posición #<
Examinación radiográfica mínima re!erida:
4riterios de aceptación<
"a#$a de f!sión:
"a#$a de %ene$ración &Prof!ndidad':
10
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(oca)ad!ra &Prof!ndidad':
Escoria. +áximo #argo %ara escoria indi)id!a#:
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EJERCICIO 2@ Keterminar el mínimo espesor requerido para tubo recto $*+ $ 10. r- = para una temperatura mínima de diseño de "003F 9 una presión de diseño de 000 psig- *olerancia de corrosión G 0mmK G 1!-7& in % G 000 psig G !0700 psig (*abla QL1)
2* EJERCICIO 30 Indicar para soldaduras de los siguientes materiales aEectados a ser?icio de alta presiónB si se requiere %MP*< Material
Es$esor
$ &1. r .0 ($.71)
1.mm
$%I &' rado $
0-&.! in(1#-"mm)
$ &1. r .0 ($.71)
! mm
$ """ *ipo #
1. mm
$ "" *ipo %!1
10 mm
#em$erat%ra
2@* EJERCICIO 31 Indicar el alcance la de eaminación radiogrEica requerida para soldaduras circunEerenciales de tuberías sometidas a ser?icio de alta presión 9 el criterio de aceptación para las siguientes indicaciones: &+a$eria# ase A(+ A 106 ca#c!#ado an$eriormen$e' A#cance: "a#$a de %ene$ración. &Prof!ndidad': Escoria. &+áxima #ongi$!d %ara indicación indi)id!a#': (o-rees%esor máximo de so#dad!ra:
1!
