Projeto de Separador Vertical de 3 Fases

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Instituto Politécnico Nacional 
E. S. I. M. E. – U. P. A. 
“Separador vertical de 3 fases: Agua, Aceite y Gas.” 
 
 
Autores: 
Alejandro Castro Almazán. Página 1 
 
Instituto Politécnico Nacional 
 
Escuela Superior de Ingeniería 
 
Mecánica y Eléctrica 
 
Unidad Profesional Azcapotzalco 
 
 
 
Proyecto de Titulación 
 
 
 
Integrantes: 
 
 
Castro Almazán Alejandro. 
 
 
 
Tema a Desarrollar: 
 
 
DISEÑO MECÁNICO DE UN SEPARADOR 
VERTICAL DE TRES FASES: AGUA, ACEITE Y GAS, 
CON UN ΦE DE 42” x 15’ DE LONGITUD 
DE SOLDADURA A SOLDADURA. 
 
 
Asesor: 
 
 
M. en C. José Luis Mora R. 
 
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ÍNDICE 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
OBJETIVO. 1 
 
JUSTIFICACIÓN. 1 
 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES. 2 
 
1.1. DEFINICIÓN DE CONCEPTOS. 3 
1.1.1. RECIPIENTE A PRESIÓN. 
1.1.2. PRESIÓN DE OPERACIÓN (Po). 
1.1.3. PRESIÓN DE DISEÑO (P). 
1.1.4. PRESIÓN DE PRUEBA (Pp). 
1.1.5. PRESIÓN DE TRABAJO MÁXIMA PERMISIBLE. 
1.1.6. ESFUERZO DE DISEÑO A LA TENSIÓN (S). 
1.1.7. EFICIENCIA DE LAS SOLDADURAS (E). 
1.2. TIPOS DE RECIPIENTES. 4 
1.2.1. POR SU USO. 
1.2.2. POR SU FORMA. 
1.3. TIPOS DE TAPAS. 5 
1.3.1. TAPAS PLANAS. 
1.3.2. TAPAS PLANAS CON CEJA. 
1.3.3. TAPAS ÚNICAMENTE ABOMBADAS. 
1.3.4. TAPAS ABOMBADAS CON CEJA INVERTIDA. 
1.3.5. TAPAS TORIESFÉRICAS. 
1.3.6. TAPAS SEMIELÍPTICAS. 
1.3.7. TAPAS SEMIESFÉRICAS. 
1.3.8. TAPAS 80:10. 
1.3.9. TAPAS CÓNICAS. 
1.3.10. TAPAS TORICÓNICAS. 
1.4. BOQUILLAS EN RECIPIENTES A PRESIÓN. 6 
1.4.1. ESPESORES DE LOS CUELLOS DE LAS BOQUILLAS. 
1.4.2. SELECCIÓN DE BRIDAS PARA BOQUILLAS. 
1.5. MATERIALES EN RECIPIENTES A PRESIÓN. 9 
1.5.1. MATERIALES MÁS COMUNES 
1.5.1.1 PLACA 
1.5.1.2 FORJA (Bridas) 
1.5.1.3 TUBOS DE CÉDULA 
1.5.1.4 TUBOS DE CALIBRE 
1.5.2. PROPIEDADES QUE DEBEN TENER Y 
REQUISITOS QUE DEBEN LLENAR LOS MATERIALES 
PARA SATISFACER LAS CONDICIONES DE SERVICIO. 
1.5.2.1. PROPIEDADES MECÁNICAS. 
 
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1.5.2.2. PROPIEDADES FÍSICAS. 
1.5.2.3. PROPIEDADES QUÍMICAS. 
1.5.2.3. I) Reposición del equipo corroído. 
1.5.2.3. II) Sobre diseño en las dimensiones. 
1.5.2.3. III) Mantenimiento preventivo. 
1.5.2.3. IV) Paros debidos a la corrosión de los equipos. 
1.5.2.3. V) Contaminación o pérdida del producto. 
1.5.2.3. VII) Consecuencias de tipo social. 
1.5.2.3. VI) Daños a equipos adyacentes. 
1.5.2.4 SOLDABILIDAD. 
 
CAPÍTULO 2. TIPOS DE SEPARACIÓN EN RECIPIENTES. 12 
 
2.1. SEPARADORES DE 3 FASES. 13 
2.1.1. VERTICALES. 
2.1.2. HORIZONTALES. 
2.2. NOMENCLATURA. 14 
2.2.1. SEPARADOR. 
2.2.2. DEPURADOR (SCRUBBER). 
2.2.3. ELIMINADOR (KNOCKOUT). 
2.2.3. SEPARADOR FLASH. 
2.3 SEPARADORES VERTICALES 15 
2.3.1. SEPARACION PRIMARA. 
2.3.2. SEPARCION SECUNDARIA. 
2.3.3. EXTRACTOR DE NEBLINA. 
2.4. SEPARADORES VERTICALES DE TRES FASES. 16 
2.4.1. FUCIONAMIENTO. 
2.4.2. CAPACIDAD DE GAS. 
2.4.3. CAPACIDAD DE LIQUDOS. 
 
CAPÍTULO 3. NORMAS Y CÓDIGOS DE SEGURIDAD. 19 
 
3.1 NORMAS PARA DISEÑO. 21 
3.3.1 NORMAS Y CÓDIGOS DE DISEÑO. 
3.3.1.1 TANQUES DE ALMACENAJE. 
3.3.1.2 RECIPIENTES A PRESIÓN. 
3.2 NORMAS DE FABRICACION. 24 
3.2.1 ALCANCE DEL SUMINISTRO. 
3.2.2 DETALLES CONSTRUCTIVOS. 
3.3 NORMAS PARA SOLDADURAS. 26 
 
CAPITULO 4. MEMORIA DE CÁLCULO. 27 
 
4.1. PRESIÓN DE DISEÑO. 29 
4.2. ESPESORES DE TAPA Y CUERPO. 29 
 
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4.3. CÁLCULO DE PESO. 30 
4.4. DISEÑO DE OREJAS DE IZAJE. 30 
4.5. CÁLCULO POR PRESIÓN EXTERNA. 32 
4.6. CÁLCULO DE TAPA POR PRESIÓN EXTERNA. 32 
4.7. DISEÑO DE APOYOS PARA EL RECIPIENTE. 33 
4.7.1. POR PESO PROPIO 
4.7.2. CÁLCULO POR VIENTO. 
4.7.3 CÁLCULO POR SISMO. 
4.7.4 CALCULO POR DEFLEXIÓN. 
4.8. CALCULO DE BASE PARA EL SOPORTE. 36 
4.9. CÁLCULO DE ESPESOR PARA BASE DE FALDÓN. 37 
4.9.1 RECONSIDERACIÓN DEL USO DE FALDÓN. 
4.10. CÁLCULO DE BASE DE CIMENTACIÓN. 40 
4.11. CÁLCULO DE PLACA DE CHOQUE. 44 
4.12. DISEÑO DE CADA UNA DE LAS BOQUILLAS 
CON LAS QUE CUENTA EL RECIPIENTE. 46 
 
CAPITULO 5. PLANOS Y DIBUJOS DE DETALLE 
DEL SEPARADOR. 61 
 
5.1. PLANO DE SEPARADOR VERTICAL DE TRES FASES: 
AGUA, ACEITE Y GAS, CON UN ΦE DE 42” x 15’ 
DE LONGITUD DE SOLDADURA A SOLDADURA. RH-001 
5.2. PLANO DE BASE DE CIMENTACIÓN. RH-002 
 
CAPÍTULO 6. PREBAS REALIZADAS A RECIPIENTES 
A PRESIÓN. 62 
 
6.1. PRUEBA HIDROSTÁTICA. 63 
6.2. PRUEBAS NEUMÁTICAS. 63 
6.3. PRUEBA DE ELASTICIDAD. 64 
6.4. PRUEBAS DE RADIOGRAFIADO. 64 
 
Anexo A. LISTA DE DETALLES PARA EL DISEÑO DEL EQUIPO. 65 
 
Anexo B. TABLAS Y GRÁFICAS UTILIZADAS 
PARA DETERMINAR VALORES REQUERIDOS 
EN LA MEMORIA DE CÁLCULO. 69 
 
Anexo C. DIBUJOS DE DETALLE. 80 
 
Anexo D. MANUALES PARA LA SELECCIÓN DE ACCESORIOS. 84 
 
CONCLUSIÓN. 116 
BIBLIOGRAFÍA. 117 
 
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A MI MAMÁ Y MI HERMANO: 
 
Gracias por el apoyo y el ejemplo que en 
cada segundo de mi vida me han 
brindado, por los cuidados, amor y 
comprensión por el sabio consejo que me 
oriento en mi vida. 
 
Por eso con gratitud permanente, 
emoción y respeto, dedico a ustedes este 
trabajo así como mi entero y sincero 
agradecimiento. 
 
A MI FAMILIA: 
 
Agradezco por brindarme confianza y el 
apoyo necesario para poder llegar, por 
toda la paciencia y comprensión que he 
recibido. 
 
Por haber compartido conmigo mis 
derrotas y fracasos, disfrutando por igual 
mis triunfos y alegrías. 
 
Al término de esta etapa de mi vida, 
quiero expresarles un profundo 
agradecimiento a quienes con su ayuda, 
apoyo y comprensión, me han alentado 
lograr esta hermosa realidad. 
 
 
 
 
Gracias, 
Alejandro Castro Almazán. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Objetivo. 
 
Elaboración de un proyecto para demostrar los conocimientos obtenidos durante la carrera 
Ingeniería Mecánica. Demostrando así mediante la práctica y los métodos adecuados para el 
desarrollo del proyecto la capacidad, actitud y aptitud que se ha adquirido mediante este proceso. 
 
El diseño que se realizará se basa en un Recipiente a Presión, aplicando solo el área de 
separadores-medidores con lo cual se diseñara un recipiente de las siguientes características: 
 
Separador de tres fases. 
 Equipo Vertical Separador - Medidor 
 Po = 500 Psi To = 150 °F 
 DE = 42” L = 15’ 
 
 
 
 
Justificación del proyecto. 
 
Es necesario dentro del país generar industrias las cuales traigan mas beneficios a la sociedad, 
(uno de los principales es el empleo) estas se logran mediante la inversión extranjera para lo cual 
necesitamos demostrar que en México es posible realizar proyectos los cuales son creados por 
mismos mexicanos. 
 
Uno de los principales campos a cubrir es el de la industria del petróleo ya que esta industria es la 
principal fuente del PIB que se genera dentro de nuestro país y es necesario aprovechar al máximo 
los productos obtenidos por él. 
 
Es dentro de este campo en el cual daremos a conocer los estudios que hemos obtenido y 
demostrar que tanto el producto mexicano como su mano de obra pueden competir en el mercado 
mundial. 
 
La elaboración de este tipode recipientes ayuda principalmente a la elaboración de procesos 
químicos los cuales pueden generar grandes presiones a demás que pueden ayudar como tanques 
de almacenamiento en caso que el producto necesite ser almacenado. Se prevé que el mercado 
en México no solo se aplique a nuevas industrias sino que también ayude a las industrias con 
equipo obsoleto se modernice y compita en el mercado como una empresa de primer mundo. 
 
 
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CAPÍTULO 1. 
 
 
GENERALIDADES. 
 
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1.1. DEFINICIÓN DE CONCEPTOS. 
 
1.1.1. RECIPIENTE A PRESIÓN. 
 
Se considera como un recipiente a presión cualquier vasija cerrada que sea capaz de almacenar 
un fluido a presión manométrica, ya sea presión interna o vació, independientemente de su forma y 
dimensiones. Los recipientes cilíndricos a que nos referimos en este tomo, son calculados como 
cilindros de pared delgada. 
 
1.1.2. PRESIÓN DE OPERACIÓN (Po). 
 
Es identificada como la presión de trabajo y es la presión manométrica a la cual estará sometido un 
equipo en condiciones de operación normal. 
 
1.1.3. PRESIÓN DE DISEÑO (P). 
 
Es el valor que debe utilizarse en las ecuaciones para el cálculo de las partes constitutivas de los 
recipientes sometidos a presión, dicho valor será el siguiente: 
 
Si Po > 300 lb/pulg2. 
P = 1.1. Po. 
Si Po ≤ 300 lb/pulg2. 
P = Po + 30 lb/pulg2. 
 
Donde P es la presión de diseño, y Po es la presión de operación. 
 
Al determinar la presión de diseño (P), debe tomarse en consideración la presión hidrostática 
debida a la columna del fluido que estemos manejando, si éste es líquido sobre todo en recipientes 
cilíndricos verticales. 
 
1.1.4. PRESIÓN DE PRUEBA (Pp). 
 
Se entenderá por presión hidrostática de prueba y se cuantificará por medio de la siguiente 
ecuación: 
 
Pp = P (1.5) Sta/Std 
 
Donde: 
 
P = Presión de diseño. 
Sta = Esfuerzo a la tensión del material a la temperatura ambiente. 
Std = Esfuerzo a la tensión del material a la temperatura de diseño. 
 
1.1.5. PRESIÓN DE TRABAJO MÁXIMA PERMISIBLE. 
 
Es la presión máxima a la que se puede someter un recipiente, en condiciones de operación, 
suponiendo que él está: 
a) En condiciones después de haber sido corroído. 
b) Bajo los efectos de la temperatura de diseño. 
c) En la posición normal de operación. 
d) Bajo los efectos de otras cargas, tales como fuerza debida al viento, presión hidrostática, etc., 
cuyos efectos deben agregarse a los ocasionadas por la presión interna. 
Es una práctica común, seguida por los usuarios, diseñadores y fabricantes de recipientes a 
presión, limitar la presión de trabajo máxima permisible por la resistencia del cuerpo o las tapas, y 
no por elementos componentes pequeños tales como bridas, boquillas, etc. 
 
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El término “Máxima presión de trabajo permisible nuevo y frío” es usado frecuentemente. Esto 
significa: La presión máxima permisible, cuando se encuentra en las siguientes condiciones: 
a) El recipiente no está corroído (nuevo). 
b) La temperatura no afecta a la resistencia a la tensión del material (temperatura ambiente) (frío). 
c) Tampoco se consideran los efectos producidos por la acción del viento, presión hidrostática, etc. 
El valor de la presión de trabajo máxima permisible, se obtiene despejando 
“p” de las ecuaciones que determinan los espesores del cuerpo y las tapas, y usando como “t” el 
espesor real del equipo y su valor será el que resulte menor. 
 
1.1.6. ESFUERZO DE DISEÑO A LA TENSIÓN (S). 
 
Es el valor máximo al que podemos someter un material, que forma parte de un recipiente a 
presión, en condiciones normales de operación. Su valor es aproximadamente el 25% del esfuerzo 
último a la tensión del material en cuestión. 
 
1.1.7. EFICIENCIA DE LAS SOLDADURAS (E). 
 
Se puede definir la eficiencia de las soldaduras, como el grado de confiabilidad que se puede tener 
de ellas. 
 
1.2. TIPOS DE RECIPIENTES. 
 
Los diferentes tipos de recipientes a presión que existen, se clasifican de la siguiente manera: 
 
 
De almacenamiento 
Por su uso 
De proceso 
Recipientes 
 
a presión. Horizontales 
 
 Cilíndricos 
Por su forma Verticales 
 
 Esféricos 
 
 
1.2.1. POR SU USO. 
 
Por su uso los podemos dividir en recipientes de almacenamiento y en recipientes de proceso. Los 
primeros nos sirven únicamente para almacenar fluidos a presión, y de acuerdo con su servicio son 
conocidos como tanques de almacenamiento, tanques de día, tanques acumuladores, etc. Los 
recipientes a presión de proceso tienen múltiples y muy variados usos, entre ellos podemos citar 
los cambiadores de calor, reactores, torres fraccionadoras, torres de destilación, etc. 
 
1.2.2. POR SU FORMA. 
 
Por su forma, los recipientes a presión, pueden ser cilíndricos o esféricos. Los primeros pueden ser 
horizontales o verticales, y pueden tener, en algunos casos, chaquetas para incrementar o 
decrecer la temperatura de los fluidos según el caso. Los recipientes esféricos se utilizan 
generalmente como tanques de almacenamiento, y se recomiendan para almacenar grandes 
volúmenes a altas presiones. 
Puesto que la forma esférica es la forma “natural” que toman los cuerpos al ser sometidos a 
presión interna, ésta sería la forma más económica para almacenar fluidos a presión, sin embargo, 
 
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la fabricación de este tipo de recipientes e mucho más cara en comparación con los recipientes 
cilíndricos. 
 
1.3. TIPOS DE TAPAS. 
 
Para “cerrar” recipientes cilíndricos, existen varios tipos de tapas, entre otras tenemos las 
siguientes: Tapas planas, planas con ceja, únicamente abombadas, abombadas con ceja invertida, 
toriesféricas, semielípticas, semiesféricas, tapas 80-10, tapas cónicas, toricónicas, etc. 
 
1.3.1. TAPAS PLANAS. 
 
Se utilizan para “cerrar” recipientes sujetos a presión atmosférica generalmente, aunque en 
algunos casos se usan también en recipientes sujetos a presión. Su costo entre las tapas es el 
más bajo, se utilizan también como fondos de tanques de almacenamiento de grandes 
dimensiones. 
 
1.3.2. TAPAS PLANAS CON CEJA. 
 
Al igual que las anteriores, se utilizan generalmente para presiones atmosféricas, su costo también 
es relativamente bajo, y tienen un límite dimensional de 6 metros de diámetro máximo. 
 
1.3.3. TAPAS ÚNICAMENTE ABOMBADAS. 
 
Son empleadas en recipientes a presión manométrica relativamente baja, su costo puede 
considerarse bajo, sin embargo, si se usan para soportar presiones relativamente altas, será 
necesario analizar la concentración de esfuerzos generada al efectuar un cambio brusco de 
dirección. 
 
1.3.4. TAPAS ABOMBADAS CON CEJA INVERTIDA. 
 
Su uso es limitado debido a su difícil fabricación, por lo que su costo es alto, siendo empleadas 
solamente en casos especiales. 
 
1.3.5. TAPAS TORIESFÉRICAS. 
 
Son las que mayor aceptación tienen en la industria, debido a su bajo costo y a que soportan altas 
presiones manométricas, su característica principal es que el radio de abombado es 
aproximadamente igual al diámetro. Se pueden fabricar en diámetros desde 0.3 hasta 6 metros. 
 
1.3.6. TAPAS SEMIELÍPTICAS. 
 
Son empleadas cuando el espesor calculado de una tapa toriesférica es relativamente alto, ya que 
las tapas semielípticas soportan mayores presiones que las toriesféricas. El proceso de 
fabricación de estas tapas es el troquelado, su silueta describe una elipse relación 2:1, su costo es 
altoy en México se fabrican hasta un diámetro máximo de 3 metros. 
 
 
 
 
1.3.7. TAPAS SEMIESFÉRICAS. 
 
Utilizadas exclusivamente para soportar presiones críticas. Como su nombre lo indica, su silueta 
describe una media circunferencia perfecta, su costo es alto y no hay límite dimensional para su 
fabricación. 
 
 
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1.3.8. TAPAS 80:10. 
 
Ya que en México no se cuenta con prensas lo suficientemente grandes para troquelar tapas 
semielípticas 2:1 de dimensiones relativamente grandes, hemos optado por fabricar este tipo de 
tapas, cuyas características principales son: El radio de abombado es el 80% del diámetro; y el 
radio de esquina o radio de nudillos es igual al 10% del diámetro. Estas tapas las usamos como 
equivalentes a la semielíptica relación 2:1. 
 
1.3.9. TAPAS CÓNICAS. 
 
Se utilizan generalmente en fondos donde pudiese haber acumulación de sólidos y como 
transiciones en cambios de diámetro de recipientes cilíndricos. Su uso es muy común en torres 
fraccionadoras o de destilación, no hay límite en cuanto a dimensiones para su fabricación y su 
única limitación consiste en que el ángulo del vértice no deberá ser mayor de 60º. Las tapas 
cónicas con ángulo mayor de 60º en el vértice, deberán ser calculadas como tapas planas. 
Deberá tenerse la precaución de reforzar las uniones cono-cilindro de acuerdo al procedimiento. 
 
1.3.10. TAPAS TORICÓNICAS. 
 
A diferencia de las tapas cónicas, este tipo de tapas tienen en su diámetro mayor un radio de 
transición que no deberá ser menor al 6% del diámetro mayor ó 3 veces el espesor. Tienen las 
mismas restricciones que la tapa cónica a excepción de que en México no se pueden fabricar con 
un diámetro mayor de 6 metros. 
 
1.4. BOQUILLAS EN RECIPIENTES A PRESIÓN. 
 
Todos los recipientes a presión deberán estar provistos de boquillas y conexiones de entrada y 
salida del producto, válvula de seguridad, entrada de hombre, venteo, etc; A continuación se 
enlistan algunas de las boquillas que se deben instalar en los recipientes a presión: 
 
A.- Entrada (s) de producto. 
B.- Salida (s) de producto. 
C.- Drene. 
D.- Venteo. 
E.- Entrada (s) de hombre. 
F.- Conexión para válvula de seguridad. 
G.- Conexión para manómetro. 
H.- Conexión para termómetro (termopozo). 
I.- Conexiones para indicadores de nivel. 
J.- Conexiones para control de nivel, etc. 
 
De acuerdo con el tipo de recipiente a presión que vayamos a diseñar, éste puede tener una o 
varias boquillas de las antes mencionadas. Los diagramas de tubería e instrumentación nos 
indican cuantas boquillas, de que diámetro y para qué servicio debemos instalar en dichos 
recipientes. 
 
1.4.1. ESPESORES DE LOS CUELLOS DE LAS BOQUILLAS. 
 
Los espesores de los cuellos de las boquillas (cédulas) deberán ser determinados en base a: 
 
a).- Presión interna. 
b).- Tolerancia por corrosión. 
c).- Fuerzas y momentos debidos a dilataciones térmicas en tuberías, fuerzas transmitidas por 
otros equipos y acciones debidas al peso propio de las tuberías. 
 
 
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a).- Presión interna: 
 
Generalmente el espesor del cuello de una boquilla calculado para soportar presión interna, resulta 
muy pequeño debido al diámetro tan reducido que ellas tienen en comparación con el diámetro del 
recipiente. 
 
b).- Tolerancia por corrosión: 
 
La corrosión es uno de los factores decisivos para seleccionar las cédulas de los cuellos de las 
boquillas, ya que los espesores de los cuellos de tubos de diámetro pequeño son muy reducidos y 
únicamente la corrosión puede acabar con ellos. 
 
c).- Es muy importante, al diseñar recipientes a presión, analizar los arreglos de tuberías para 
hacer recomendaciones a los responsables de este departamento respecto a que las tuberías no 
deberán transmitir grandes fuerzas y momentos a nuestros recipientes. 
Cuando se trabaja con líneas de tuberías relativamente grandes en diámetro y que éstas manejan 
fluidos a altas temperaturas, debemos recomendar al departamento de tuberías hacer un estudio 
de análisis de esfuerzos en las líneas críticas a fin de minimizar las cargas y los momentos en las 
boquillas de los recipientes. Este análisis de esfuerzos incluye la selección y localización 
adecuada de soportes para las tuberías. 
 
1.4.2. SELECCIÓN DE BRIDAS PARA BOQUILLAS. 
 
Se recomienda que las boquillas de 1-1/4” de diámetro y menores sean instaladas por medio de 
coples roscados de 3,000 y 6,000 libras/pulgada2. Las boquillas de 1 - 1/2” y mayores deberán ser 
bridadas. 
De acuerdo a la forma de unir las bridas a los cuellos de las boquillas, existen los siguientes tipos 
de bridas: 
 
1.- Brida de cuello soldable. (Welding Neck). 
2.- Brida deslizable (Slip-On). 
3.- Brida de traslape (lap-Joint). 
4.- Bridas roscadas (Threaded). 
5.- Bridas de enchufe soldable (Socket Welding). 
6.- Bridas de orificio. 
7.- Bridas ciegas (Blind). 
8.- Bridas especiales. 
 
Bridas de cuello soldable (Welding Neck). 
 
Se distinguen de las demás por su cono largo y por su cambio gradual de espesor en la región de 
la soldadura que las une al tubo. El cono largo suministra un refuerzo importante a la brida desde 
el punto de vista de resistencia. La ligera transición desde el espesor de la brida hasta el espesor 
de la pared del tubo, efectuada por el cono de la brida, es extremadamente benéfico bajo los 
efectos de flexión repetida, causada por la expansión de la línea u otras fuerzas variables y 
produce una resistencia de duración equivalente a la de una unión soldada entre tubos. 
Por lo anterior, este tipo de brida se prefiere para todas las condiciones severas de trabajo, ya sea 
que esto resulte de altas presiones o de temperaturas elevadas o menores de cero, ya sea también 
para condiciones de carga que sean sustancialmente constantes o que fluctúen entre límites 
amplios. Las bridas de cuello soldable se recomiendan para el manejo de fluidos explosivos, 
inflamables o costosos, donde una falla puede ser acompañada de desastrosas consecuencias. 
 
Bridas deslizables (Slip-On). 
 
 
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Estas bridas se prefieren sobre las de cuello soldable, debido a su costo más bajo, a la menor 
precisión requerida al cortar los tubos a la medida, a la mayor facilidad de alineamiento en el 
ensamble ya que su costo de instalación final es menor que las bridas de cuello soldable. Su 
resistencia calculada bajo presión interna, es del orden de 2/3 de las anteriores y su vida bajo 
condiciones de fatiga es aproximadamente 1/3 de las últimas. 
Por estas razones, las bridas deslizables en presiones de 1,5000 libras/pulgada2 existen 
solamente en diámetros de 1/2” a 2-1/2”, y no existen en presiones de 2,500 libras / pulgada2. El 
manual de construcción de calderas A.S.M.E, limita su uso a 4” de diámetro. 
 
Bridas de traslape (Lap-Joint). 
 
Generalmente se instalan en tuberías de acero inoxidable o aleaciones especiales. Siempre que 
utilicemos este tipo de brida, debemos acompañarla de un extremo adaptador (stub-end). También 
usamos este tipo de bridas traslapadas cuando las tuberías no son paralelas a los ejes de los 
recipientes. 
 
Bridas roscadas (Threaded). 
 
Se usan para unir tuberías difíciles de soldar, como aluminio, PVC, etc; se recomienda usarlas en 
diámetros menores de 6”. Las bridas roscadas son inconvenientes para condiciones que 
involucren temperaturas o esfuerzos de flexión de cualquier magnitud, particularmente bajo 
condiciones cíclicas donde puede haber fugas a través de las cuerdas en pocos ciclos de 
esfuerzos o calentamiento. 
 
Bridas de enchufe soldable (SocketWelding). 
 
Cuando se manejan fluidos tóxicos, altamente explosivos, muy corrosivos o aquellos que al existir 
fugas provocarían gran riesgo, debemos usar bridas de este tipo. También es recomendable 
usarlas en tuberías que trabajan a muy altas presiones. 
 
Bridas ciegas (Blind). 
 
Se usan para cerrar los extremos de boquillas, tuberías y válvulas. Desde el punto de vista de 
presión interna y fuerzas ejercidas sobre los pernos, estas bridas, principalmente en tamaños 
grandes, son las que están sujetas a esfuerzos mayores. Al instalar las bridas ciegas debe 
tomarse en consideración la temperatura y el golpe de ariete, si existiera. 
Bridas especiales. 
Cuando una brida no corresponde a los tipos antes mencionados, le llamamos brida especial. Su 
uso es muy común en cambiadores de calor, cuyos diámetros no corresponden generalmente a los 
estandarizados de bridas. 
 
 
 
 
1.5. MATERIALES EN RECIPIENTES A PRESIÓN. 
 
En la etapa de diseño de recipientes a presión, la selección de los materiales de construcción es 
de relevante importancia, para lo cual, necesitamos definir una secuencia lógica en la selección de 
éstos. Cabe hacer la aclaración que éste es un tema muy amplio y complejo, por lo cual, será difícil 
llegar a dar recetas para la selección adecuada de los materiales a usar, en recipientes a presión. 
 
1.5.1. MATERIALES MÁS COMUNES 
 
 
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El Código A.S.M.E. indica la forma de suministro de los materiales más utilizados, la cual va 
implícita en su especificación. A continuación se dan algunos ejemplos de materiales, su 
especificación y forma de suministro. 
 
1.5.1.1 PLACA 
 
Especificación SA-515-70 SA-285-C SA-36 
Composición Nominal C-Si C-Si C-Si 
Esfuerzo de cedencia KSI 38 30 36 
Esfuerzo último en KSI 70 55 58 
Esfuerzo de diseño en KSI 20.0 13.8 12.7 
(de - 20 a 650 ºF) 
 
1.5.1.2 FORJA (Bridas) 
 
Especificación SA-105 SA-181 SA-266-II 
Composición nominal C-Si C-Si C-Si 
Esfuerzo de cedencia en KSI 36 36 35 
Esfuerzo último en KSI 70 70 70 
Esfuerzo de diseño en KSI 20.0 17.5 17.5 
(de - 20 a 650ºF) 
 
1.5.1.3 TUBOS DE CÉDULA 
 
Especificación SA-106-B SA-53 SA-333-1 
Composición nominal C-Si C-Si C-Si 
Esfuerzo de cedencia en KSI 30 30 30 
Esfuerzo último en KSI 48 48 55 
Esfuerzo de diseño en KSI 16.1 15 13.7 
(de - 20 a 650ºF) 
 
1.5.1.4 TUBOS DE CALIBRE 
 
Especificación SA-179 SA-334-1 SA-556-C2 
Composición nominal C-Si C-Si C-Mn 
Esfuerzo de cedencia en KSI 30 40 
Esfuerzo último en KSI 46 55 70 
Esfuerzo de diseño en KSI 11.7 13.7 17.5 
 
 
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Entre los materiales de más comúnmente usados en la fabricación de recipientes a presión, está 
principalmente el acero al carbón y algunas aleaciones especiales como: 
Aceros Especiales austeníticos y ferríticos: 
 
Titanio Incoloy 
Zirconio Hastelloy 
Hafnio Monel 
Tántalo Inconel 
Molibdeno Admiralty 
 
1.5.2. PROPIEDADES QUE DEBEN TENER Y REQUISITOS QUE DEBEN LLENAR LOS 
MATERIALES PARA SATISFACER LAS CONDICIONES DE SERVICIO. 
 
1.5.2.1. PROPIEDADES MECÁNICAS. 
 
Al considerar las propiedades mecánicas del material, es deseable que tenga buena resistencia a 
la tensión, alto punto de cedencia, por ciento de alargamiento alto y mínima reducción de área, con 
estas propiedades principalmente, se establecen los esfuerzos de diseño para el material en 
cuestión. 
 
1.5.2.2. PROPIEDADES FÍSICAS. 
 
En este tipo de propiedades, se buscará que el material deseado tenga bajo coeficiente de 
dilatación térmica. 
 
1.5.2.3. PROPIEDADES QUÍMICAS. 
 
La principal propiedad química que debemos considerar en el material que utilizaremos en la 
fabricación de recipientes a presión, es su resistencia a la corrosión. Este factor es de muchísima 
importancia, ya que un material mal seleccionado nos causará múltiples problemas, las 
consecuencias que se derivan de ello son: 
 
1.5.2.3. I) Reposición del equipo corroído. 
 
Un material que no sea resistente al ataque corrosivo, puede corrroerse en poco tiempo de 
servicio. 
 
 
1.5.2.3. II) Sobre diseño en las dimensiones. 
 
Para materiales poco resistentes a la corrosión, es necesario dejar un excedente en los espesores, 
dejando margen para la corrosión, esto trae como consecuencia que los equipos resulten más 
pesados, encarecen el diseño y además de no ser siempre la mejor solución. 
 
1.5.2.3. III) Mantenimiento preventivo. 
 
Para proteger a los equipos del medio ambiente corrosivo es necesario usar pinturas protectoras. 
 
1.5.2.3. IV) Paros debidos a la corrosión de los equipos. 
 
Un recipiente a presión que ha sido atacado por la corrosión, necesariamente debe ser retirado de 
operación, lo cual implica pérdidas en la producción. 
 
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1.5.2.3. V) Contaminación o pérdida del producto. 
 
Cuando en los componentes de los recipientes a presión se han llegado a producir perforaciones 
en las paredes metálicas, los productos de la corrosión contaminan el producto, lo cual en algunos 
casos es costosísimo. 
 
1.5.2.3. VI) Daños a equipos adyacentes. 
 
La destrucción de un recipiente a presión por corrosión, puede dañar los equipos con los que esté 
colaborando en el proceso. 
 
1.5.2.3. VII) Consecuencias de tipo social. 
La falla repentina de un recipiente a presión corroído, puede ocasionar desgracias personales, 
además de que los productos de la corrosión, pueden ser nocivos para la salud. 
 
1.5.2.4 SOLDABILIDAD. 
 
Los materiales usados para fabricar recipientes a presión, deben tener buenas propiedades de 
soldabilidad, dado que la mayoría de sus componentes son de construcción soldada. Para el caso 
en que se tengan que soldar materiales diferentes entre sí, éstos deberán ser compatibles en lo 
que a soldabilidad se refiere. Un material, cuantos más elementos de aleación contenga, mayores 
precauciones deberán tomarse durante los procedimientos de soldadura, de tal manera que se 
conserven las características que proporcionan los elementos de aleación. 
 
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CAPÍTULO 2. 
 
 
MÉTODOS DE 
SEPARACIÓN. 
 
 
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2.1. SEPARADORES DE 3 FASES. 
 
La selección adecuada del separador mas conveniente para la aplicación en cuestión representa el 
tener la máxima eficiencia en el equipo a menor precio, existen diferentes tipos de separadores: 
 
 Verticales cilíndricos. 
 Horizontales cilíndricos. 
 
Cada uno de estos dos tipos tiene sus ventajas y aplicaciones específicas que se pueden 
generalizar como sigue: 
 
2.1.1. VERTICALES. 
 
Pueden manejar más líquidos por la unidad de gas que los horizontales. Su gran capacidad para 
almacenar líquidos, hace que su aplicación sea mandataria en los casos en las que se presentan 
cabezadas de líquidos momentáneas, como sucede en los pozos que están en producción por 
inyección de gas. 
Debido a su forma vertical, este tipo de separadores tiene ventajas definitivas cuando la corriente 
del pozo tiene cantidades considerables de lodo o arena, ya que el drenaje colocado en la parte 
inferior, permite que la operación de limpieza sea muy simple. 
La forma vertical facilita el montaje de una batería de ellos cuando el espacio es limitado, pero a la 
vez hacedifícil su erección nos prestan para ser montados sobre patines. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.1 Separador de 3 
fases vertical. 
 
 
 
 
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2.1.2. HORIZONTALES. 
 
Son los más económicos cuando se pretende manejar grandes volúmenes de gas con 
relativamente poco líquido. 
No son recomendables cuando el gas contiene lodo o arena, ya que su limpieza se dificulta por su 
forma de fabricación interna. 
Se pueden montar fácilmente sobe patines lo cual facilita su transporte y erección. 
La inspección y reparación de los dispositivos de seguridad montados sobre el separador se puede 
hacer por lo general desde el piso. 
En climas fríos, el gas fluyendo sobre la extensa área de interfase gas-líquido mantiene caliente al 
líquido, a una temperatura por lo general arriba de la del hidrato. 
Debido también a la gran área de interfase que tienen estos separadores, hay más probabilidades 
del éxito al manejar crudos espumantes que con otros tipos de separadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig. 2.2 Separador de 3 fases horizontal. 
 
 
2.2. NOMENCLATURA. 
 
Basados en su aplicación, se les ha dado nombres distintos a los separadores usados en el campo 
petrolero, eliminadores y separadores flash. 
 
Esta nomenclatura se aplica tanto a recipientes horizontales como verticales y se pueden definir 
como sigue: 
 
2.2.1. SEPARADOR. 
 
Se usa esencialmente para separar los componentes de una corriente combinada líquido-gas, 
para dejarlos relativamente libres uno al otro. 
 
En el campo petrolero este nombre se le da al recipiente destinado al separar el aceite del gas que 
viene directamente del pozo, o de un grupo de pozos. 
 
 
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2.2.2. DEPURADOR (SCRUBBER). 
 
Es un separador diseñado para manejar corrientes de gas con muy poco líquido. Generalmente se 
colocan corriente debajo de un separador o batería de separadores, o bien corriente arriba de 
aparatos o instalaciones que haya que proteger contra la posible admisión de líquidos como es el 
caso de compresoras, plantas deshidratadoras o plantas extractoras, quemadores etc. 
 
2.2.3. ELIMINADOR (KNOCKOUT). 
 
Por lo general se denomina así a los aparatos que se usan para separar el agua libre de una 
corriente combinada de gas, hidrocarburos líquidos y agua. 
 
El gas y los hidrocarburos líquidos salen del recipiente para ser subsecuente procesados en otro 
lado y el agua sale del recipiente para ser desechada. Es frecuente ver estos aparatos en campos 
peroleros en los que se está llevando acabo un programa de recuperación de recuperación por 
inyección de agua. 
 
2.2.4. SEPARADOR FLASH. 
 
Así se le llama a un separador que se usa en una subsecuente etapa de separación o presión 
menor que el separador primario. Al flash se le alimenta con lo líquidos a alta presión del separador 
primario. 
 
2.3 SEPARADORES VERTICALES 
 
Los separadores verticales, están diseñados y construidos para hacer uso de todos los factores 
que propician y facilitan una separación mecánica de la fase gaseosa de la fase liquida. 
 
2.3.1. SEPARACION PRIMARA. 
 
Al entrar la corriente al separador, encuentra una mampara que divide la corriente en dos y lanza 
por la circunferencia del cuerpo del separador. El brusco cambio de dirección y la fuerza centrifuga 
resultante del flujo circular, separan eficientemente el líquido que ahora fluye hacia abajo por las 
paredes del cuerpo. 
 
2.3.2. SEPARCION SECUNDARIA. 
 
El gas fluye verticalmente hacia arriba a baja velocidad y poca turbulencia, dándole oportunidad al 
líquido que ahora fluye hacia abajo por las paredes del cuerpo. 
 
2.3.3. EXTRACTOR DE NEBLINA. 
 
Esta colocado en la parte superior del separador y tiene por objeto poner en contacto las gotas 
mas pequeñas del líquido que aun arrastra el gas con una superficie metálica donde, por medio de 
cambios constantes de dirección de la corriente estas gotas se unen unas a otras hasta que 
adquieren suficiente peso para caer hasta la zona de almacenamiento de líquido. Cuando se ha 
acumulado suficiente líquido en la parte inferior del separador, su nivel llega al flotador del control 
de nivel, el cual opera la válvula motora que permite salir el aceite del separador. El gas seco fluye 
por la boquilla superior 
 
 
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2.4. SEPARADORES VERTICALES DE TRES FASES. 
 
Muchas veces es conveniente separar el agua del aceite en un separador de tres fases, sin la 
ayuda del calor. Con este objeto se utiliza un instrumento de nivel para localizar y mantener la 
interfase agua-aceite. 
 
2.4.1. FUCIONAMIENTO. 
 
Una vez que el agua ha sido separada en la sección de separación de gas, por los mismos 
métodos que en el caso de separadores de dos fases, el líquido combinado fluye por un ducto de 
bajada en donde se inicia la separación de los líquidos completándose el proceso en la zona de 
reposo. El aceite flota sobre el colchón de agua y el agua permanece en la parte inferior del 
recipiente. Cuando el nivel de agua llega al nivel del control de interfase, éste actúa la válvula 
motora de descarga, vaciando el agua necesaria para volver a su posición de reposo. 
 
Asimismo, cuando el nivel de aceite llega al flotador del control de nivel de aceite, éste opera la 
válvula motora que descarga el aceite. Su construcción libre en obstrucciones al flujo permite su 
fácil limpieza. 
2.4.2. CAPACIDAD DE GAS. 
 
Los separadores verticales de tres fases se fabrican en los siguientes tamaños: 3050 mm. (10´), 
4572 mm. (15´) y 6096 mm. (20´) de altura entre costuras. 
 
Altura del separador 
de tres fases 
Capacidad equivalente de gas 
referido a dos fases. 
mm. pies Mm pies 
3050 10 2286 7-1/2 
4572 15 3050 10 
6096 20 3050 10 
 
Tabla 2.1 Capacidad de gas de esto separadores a 
 los de dos fases 
 
2.4.3. CAPACIDAD DE LIQUDOS. 
 
La capacidad de líquidos en un separador de tres fases depende del tiempo de retención necesario 
para lograr la separación deseada. Es muy conveniente hacer pruebas de separación en el 
laboratorio, para que cuando se soliciten separadores de este tipo, se incluya esta información 
como dato al fabricante del separador. 
 
Como ejemplo para ilustrar lo importante de esta información, un separador de 1220 mm. (48´) de 
diámetro X 350 mm. (10´) entre costuras tiene una capacidad de 366, 677 lt. (2330 Bls) de líquido 
por día si el tiempo de retención es de 3 min.; pero sólo de 693 Bls. por día si el tiempo de 
retención es de 10 minutos. La condición primordial que debe existir para que in separado de tres 
fases funcione satisfactoriamente es que exista una interfase bien definida entre el agua y el 
aceite, es decir que no exista prácticamente emulsión aceite-agua o agua-aceite ya que de existir 
aquella, la capa se va a situar precisamente en la zona de la interfase y el control tendrá 
dificultades en distinguir lo que es agua de lo que es aceite. 
 
 
 
 
 
 
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Gráfica 2.1. Factor de corrección para la 
capacidad de gas del separador de 
acuerdo con la gravedad específica del 
gas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfica 2.2 Factor de corrección para la capacidad 
de gas del separador de acuerdo con la gravedad 
específica del aceite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2.2 Para presiones de operación mayores a 105.6 kg/cm2 (1500 PSI), 
podemos suministrar los siguientes separadores verticales, en largos de 1524 mm(5’), 2286 mm (7-1/2’), 3050 mm (10’), 4572 mm (15’) y 6090 mm (20’). 
 
 
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Gráfica 2.3 Capacidad del gas de los separadores verticales de 3050 mm 
(10’) de altura, operado entre 8.8 kg/cm2 (121 PSI) y 105.6 kg/cm2 (1500 
PSI) de presión. 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfica 2.4 Capacidades de gas de los 
separadores verticales, de 3050 mm (10’) 
de altura, operado entre 2.1 kg/cm2 (30 
PSI) y 8.8 kg/cm2 (125 PSI) de presión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2.3 Factor de corrección por altura 
del recipiente. 
 
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CAPÍTULO 3. 
 
 
NORMAS Y 
CÓDIGOS DE 
SEGURIDAD. 
 
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Introducción. 
 
Si bien existen varias Normas que son de aplicación, elaboradas por paises de reconocida 
capacidad técnica en la materia, la Norma internacionalmente mas reconocida y de uso mas 
común, es la Secc VIII Div.1 “Pressure Vessels” del Código ASME (American Society of 
Mechanical Engineers). Esta Norma, cubre el diseño, la selección de materiales, la fabricación, la 
inspección, las pruebas, los criterios de aprobación y la documentación resultante de las distintas 
etapas a cumplir. 
 
El Adquirente de un recipiente, debe informar al Fabricante sus requisitos operativos (presión y 
temperatura) tipo y características de fluido, capacidad volumétrica, forma de sustentación, 
limitaciones dimensionales del lugar de emplazamiento y cualquier otra característica particular que 
deba ser considerada. Si se cuenta con un anteproyecto previo, podrá incluir también la 
especificación del material constructivo, tipo de cabezales, accesorios operativos y de inspección, 
nivel del control de soldaduras, terminación superficial, tolerancia por corrosión, etc. 
 
El Fabricante, que es el único responsable del cumplimiento de todos los requisitos establecidos 
por la Norma, previo a la presupuestación, deberá verificar la viabilidad de todos los requerimientos 
solicitados, determinar el procedimiento y forma de realizar las soldaduras, la inspección 
considerada para las mismas, definir la tolerancia por corrosión aconsejable, calcular todos los 
espesores requeridos por las partes a presión para las condiciones de servicio y finalmente 
constatar la disponibilidad en el mercado de los materiales que se prevee utilizar en la 
construcción. 
 
El Fabricante siempre debe tratar de seleccionar materiales que puedan ser calificables bajo 
Código ASME; deberá además, detallar tipo y forma constructiva de los cabezales, determinar el 
tratamiento térmico (en los casos que corresponda), las características y dimensiones requeridas 
para los accesorios soldados y toda otra información que pueda resultar necesaria para una 
correcta definición y evaluación del suministro a realizar. 
 
Cuando el Adquirente suministre la Ingeniería básica, especificando los espesores requeridos, el 
fabricante se limitará a verificar que los espesores de cálculo, adicionada la tolerancia por 
corrosión, no superen los valores solicitados, ya que ésta es una responsabilidad de la que nunca 
podrá ser eximido, aunque los cálculos hayan sido entregados por el Adquirente. 
 
Acordada la provisión del recipiente y previo a la iniciación de su construcción, el Fabricante 
deberá presentar al Adquirente la documentación siguiente: 
 
 Planilla de datos básicos de diseño. 
 Plano constructivo en formato IRAM. 
 Memorias de cálculo de envolvente, cabezales y demás componentes que en cada caso 
corresponda incluir. 
 Lista de materiales. 
 Planilla de calificación del(los) procedimiento(s) de soldadura, avalados por Inspector 
Nivelado. 
 Certificado de calificación de habilidad de los Soldadores/Operadores. 
 Programa de Fabricación y Plan de Inspecciones previsto para el control de fabricación. 
 Certificado de Usina de las chapas ó en su defecto, de Laboratorio reconocido que 
certifique por los análisis físicos y químicos la calidad de la chapa a utilizar. 
 Documentación requerida para que, junto con los respaldos del control de fabricación, 
permita tramitar la aprobación del recipiente ante el Ente Estatal que corresponda 
s/requerimientos. 
3.1 NORMAS PARA DISEÑO. 
 
 
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La Secc VIII Div1 y Div 2 del Código, son parte de los denominados Códigos de Construcción de 
ASME. Los mismos contienen todo lo concerniente al diseño, la fabricación y el correspondiente 
control. A su vez, también hacen referencia a las fuentes de consulta sobre aspectos específicos 
tales como Materiales, Soldaduras y Ensayos no Destructivos, a los que denomina Códigos de 
Referencia. 
 
Estos son: Secc.II: Materiales – Secc.V: Ensayos no Destructivos – Secc.IX: Calificación de 
Soldaduras, los que también deben ser cumplidos por los Fabricantes en la medida que el Código 
de Construcción invoque determinado requerimiento y remita al Código de Referencia 
correspondiente. Si bien, en la gran mayoría de los casos se diseña y fabrica bajo la Secc VIII 
Div1, también se dispone de la Div 2: Reglas Alternativas; esta Norma permite el diseño por 
Análisis de Tensiones, resultando muy necesaria para el cálculo de grandes recipientes, espesores 
gruesos de pared, condiciones de servicio severas, etc. 
 
El criterio de diseño utilizado por la Secc VIII Div 1, establece que el espesor de pared de un 
recipiente a presión, deberá ser tal que las tensiones generadas por la presión, no deben exceder 
el valor de la tensión admisible del material. 
 
La tensión admisible a la tracción para cada material, resultará de dividir por 3,5 a la tensión de 
rotura de ese material a la temperatura de diseño. 
 
No obstante que los valores de tensión de rotura que figuren en los certificados de Usina ó que 
resulten de ensayos posteriores, tengan valores por arriba del valor que para ese material y esa 
temperatura se establece en la Secc.II, este último es a partir del cual se tomará la tensión 
admisible a utilizar en el cálculo. 
 
La presión de trabajo máxima permitida, estará limitada por la envolvente ó los cabezales y no por 
partes menores. 
 
Los recipientes cubiertos por la Secc. VIII Div1, serán diseñados para las mas severas condiciones 
coincidentes de presión y temperatura previstas para las condiciones normales de operación que le 
son requeridas. Consecuentemente, la presión de diseño será la máxima de trabajo admitida por el 
recipiente sin que se supere la tensión admisible del material en el punto mas comprometido. 
 
Los recipientes sometidos a presión, deberán ser diseñados para poder soportar las tensiones 
debidas a las cargas ejercidas por la presión interna ó externa, el peso del recipiente lleno de 
líquido y toda otra solicitación que agregue tensiones sobre las partes que lo componen. 
 
En el caso de tanques horizontales con longitud considerable y 2 cunas de apoyo, además del 
peso propio y de elementos interiores, deben ser calculadas solicitaciones generadas en los 
apoyos y en el centro de la luz por el peso del líquido durante la realización de la Prueba 
Hidráulica, los que suman esfuerzos de tracción en esas zonas que son las mas comprometidas. 
 
En los recipientes cilíndricos verticales de altura considerable, también deberán ser verificadas las 
tensiones que provocan, además de la presión, otros factores tales como las cargas excéntricas, la 
acción del viento y las cargas sísmicas (si correspondiere); asimismo, también deben serconsiderados el efecto de la temperatura si fuere el caso, la posibilidad de cargas de impacto, etc. 
 
El análisis debe concentrarse en la verificación de la condición mas desfavorable, provocada por 
su efecto combinado. En general se acepta que los recipientes verticales de altura considerable 
(caso torres de destilación), deban diseñarse con espesores variables, de manera tal que bajo las 
condiciones de operación normales, admitan una deflección no mayor de 6” por cada 100 piés de 
altura, bajo la velocidad máxima del viento tenida en cuenta para el diseño. Tolerancia por 
corrosión: Las superficies interiores de un recipiente, al estar en contacto con el fluido, pueden 
estar expuestas a sufrir la pérdida de espesor por efecto de la corrosión y en el caso de 
 
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movimiento de sólidos en suspensión, por erosión ó abrasión mecánica. El Código no permite que 
el espesor mínimo de la envolvente y de los cabezales (luego de conformados) de un recipiente a 
presión, sea menor a 1/16” (1,59 mm), excluida la tolerancia por corrosión; en todos los casos en 
los que se considere que esta pudiere aparecer, se debe sumar un sobreespesor adicional al de 
cálculo; está establecido como recomendable, adicionar un valor del orden de 1/16”, con lo cual el 
espesor mínimo, no debería ser menor de 1/8” (3,17 mm). En el caso de recipientes para aire 
comprimido, vapor de agua ó agua a presión, el espesor mínimo será de 3/32”(2,38 mm) y 
previéndose corrosión, no debería ser menor de 5/32” (3,97 mm). En el caso de generadores de 
vapor sin fuego, no será menor de ¼” (6,35 mm) y adicionando la tolerancia por corrosión, no 
menor de 5/16” (7,93 mm). 
 
Será responsabilidad del diseñador establecer en función del fluído y del servicio, el valor que 
resulte apropiado para permitir una vida útil razonable. Salvo casos especiales, los recipientes a 
presión deberán ser diseñados para una vida útil no menor de 15 años de operación continuada. 
 
En el caso particular de la Normativa de la Provincia de Buenos Aires, la vida útil de un recipiente 
habilitado, ha sido establecida en 30 años. Esto es un límite temporal válido siempre y cuando el 
espesor se mantenga por sobre el mínimo admisible por cálculo; cuando el valor medido resulte 
menor a ese mínimo, la vida útil del recipiente para operar a la presión para la que ha sido 
diseñado ha concluído, cualquiera sea el tiempo transcurrido desde su puesta en servicio. Como el 
avance real de una posible corrosión puede responder a factores que no hayan sido previstos, para 
no correr riesgos, la Norma exige la realización del control periódico de espesores. 
 
Por lo indicado precedentemente y a los efectos de posibilitar el control periódico, los recipientes 
deberán contar con aberturas de inspección. Así por ejemplo, el Código establece que los 
recipientes con diámetro interior hasta 36” deberán contar con una boca de hombre ó 2 cuplas de 
2” c/tapón roscado. Los diámetros mayores de 36” siempre deberán contar con boca de hombre 
con diámetro mayor ó igual a 16”; lo aconsejable es utilizar 18 ó 20”. Cuando exista seguridad de 
que el fluído no es corrosivo, la boca de hombre podrá ser obviada. 
 
3.1.1 NORMAS Y CÓDIGOS DE DISEÑO. 
 
3.1.1.1 TANQUES DE ALMACENAJE. 
 
Para el cálculo, diseño y construcción de estos equipos existen varias Normas y Códigos, pero las 
más difundidas y empleadas en las industrias de procesos son las del American Petroleum Institute 
(API), siendo los estándares aplicables los siguientes 
 
API Standard 620 (1990): es aplicable a grandes tanques horizontales o verticales soldados en el 
campo, aéreos que operan a presiones en el espacio vapor menores a 2.5 psig y a temperaturas 
no superiores a 93°C. 
 
API Standard 650 (1998): es aplicable a grandes tanques horizontales o verticales soldados en el 
campo, aéreos que operan a presiones en el espacio vapor menores a 1.5 psig y a temperaturas 
no superiores a 121°C. 
 
API Specification 12D: es aplicable a tanques horizontales o verticales soldados en el campo para 
almacenaje de líquidos de producción y con capacidades estandarizadas entre 75 y 1500 m3. 
 
API Specification 12F: es aplicable a tanques horizontales o verticales soldados en taller para 
almacenaje de líquidos de producción y con capacidades estandarizadas entre 13.5 y 75 m3. 
 
API Standard 653 (1991): es aplicable a la inspección, reparación, alteración desmontaje y 
reconstrucción de tanques horizontales o verticales, basándose en las recomendaciones del STD 
API 650. Recomienda también la aplicación de las técnicas de ensayos no destructivos aplicables. 
 
Instituto Politécnico Nacional 
E. S. I. M. E. – U. P. A. 
“Separador vertical de 3 fases: Agua, Aceite y Gas.” 
 
 
Autores: 
Alejandro Castro Almazán. Página 29 
Estos estándares cubren el diseño, fabricación, inspección, montaje ensayos y mantenimiento de 
los mismos y fueron desarrollados para el almacenaje de productos de la industria petrolera y 
petroquímica, pero su aceptación ha sido aplicada al almacenaje de numerosos productos en otras 
industrias. Si bien estas normas cubren muchos aspectos, no todos están contemplados, razón por 
la que existen otras normas complementarias a las mismas. Existen además de los mencionados 
estándares otras normas que también son aplicables a estos casos, pero cubriendo no solo 
materiales constructivos metálicos sino también otros materiales (plásticos, fibra de vidrio), etc. 
Estas normas son: 
 
 ASME, Boiler and Pressure Vessel Code ( edith 2001), Section VIII y X: es aplicable para el 
diseño de diferentes recipientes y tanques tanto cilíndricos, esféricos como de sección 
rectangular. Se trata de los estándares más reconocidos mundialmente en este campo de 
aplicación. 
 Underwriters Laboratories (UL) Standard UL 142: es aplicable a tanques de acero de 
diferentes diseños soldados en taller para almacenaje de líquidos inflamables y 
combustibles 
 British Standard (BS) 2594: es aplicable a tanques cilíndricos horizontales de acero al 
carbono soldado. 
 BS 4994: comprende las especificaciones para el diseño y construcción de recipientes y 
tanques en plásticos reforzados 
 BS 6374: comprende las especificaciones para el recubrimiento de recipientes y tanques 
con materiales poliméricos 
 ASTM D 3299 / 4021 / 4097: comprende las especificaciones para tanques plásticos 
reforzados con fibra de vidrio 
 
3.1.1.2 RECIPIENTES A PRESIÓN. 
 
Para el cálculo, diseño y construcción de estos equipos son tres las Normas y Códigos más 
difundidos y aceptados internacionalmente: 
 
ASME Boiler and Pressure Vessel Code ( edith 2001). 
 
# Sección VIII, División 1 – Rules for Construction of Pressure Vessels. 
# Sección VIII, División 2 – Alternatives Rules for Construction of Pressure Vessels. 
# Sección VIII, División 3 – Alternatives Rules for High Pressure Vessels. 
# Sección X – Fiber Reinforced Plastic Pressure Vessels. 
 
British Standards Institution (BSI). 
 
# BS 5500 – Especificación for Unfired Fusion Welded Pressure Vessels. 
# BS 5169 - Especificación for Fusion Welded Steel Air Receivers. 
 
European Commitee for Standarization (CEN). 
 
# EN 286: Part 1 – Specification for Simple Unfired Pressure Vessels Designed to Contain Air or 
Nitrogen. 
# CODAP 95 – French Code for Construction of Unfired Pressure Vessels. 
 
Todas estas Normas y Códigos han sido a su vez reconocidos y aceptados en 1997 por el National 
Board of Boilers and Pressure Vessels Inspectors de USA. 
 
Los estándares especifican los requerimientos para el diseño, construcción, inspección, ensayos y 
verificación de cumplimiento de los recipientes a presión, esto es, la consideración de aspectos 
tales como: