Diseño de Equipo | P

Universidad de San Carlos de Guatemala[pic 1]

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Química

Área Complementaria

Diseño de Equipo | P

Impartido por Ing. Williams Álvarez

Diseño Tanque Tambor Horizontal

Guatemala, 29 de abril de 2016

1. INTRODUCCIÓN

Para el diseño de ingeniería química se debe de basar en la necesidad del cliente y poder calcular la base del diseño para poder solucionar el problema planteado. Con la incorporación de la titulación de ingeniero químico, se incorporan como elemento innovador la herramienta gráfica, y todo el componente que conlleva la ingeniería visual aplicada al diseño de ingenios químicos.

En el siguiente trabajo se emplea el diseño del tanque del tambor lo cual se presentara una metodología para el diseño de planta o elementos químicos teniendo en cuenta el carácter multidisciplinar de esta ingeniería, donde el cálculo de los elementos genera unas definiciones geométricas que hay que encajar el conjunto de la planta.

Se desea crear un diseño que pueda obtener las mejores condiciones y que pueda ser más factible en su construcción teniendo en cuenta en la inversión que pueda generar.  

2.  PASOS DEL PROCESO DE DISEÑO

2. Determinación del diseño.

Para el diseño del tanque tambor se recomienda los materiales más adecuados para las condiciones del proyecto, se debe de seleccionar material más económico que satisfaga tanto los requisitos del proceso como los mecánicos, el material tendrá el coste más económico durante la vida útil para la fabricación del diseño.

Para este diseño se tomara en cuenta que la presión estará a 60 psi con una temperatura de 600 oF  y con un revestimiento de CA = 1/8” para esto se revestirá el tanque de acero inoxidable A-240 Tipo 410, ASTM A-263, Con una armadura de casco y cabeza de Acero carbón, ASTM A-285 Grado C.

El espesor de la pared cilíndrica cuenta con un mino de espesor sin corrosión de 0.28”, los valores de la corrosión permisible oscilan generalmente entre 1/6” y 1/8”.

El tanque tambor tendrá un volumen total de 1.972 pies3 lo que se asume un peso específico para el líquido igual a 62.4 lbs/pies3. Para las propiedades mecánicas del material del acero al carbono se tiene que la resistencia a la tracción es de 430 N/mm2, con una prueba de tensión de 220 N/mm2 y un módulo de elasticidad de 210 KN/mm2.

Para el coste relativo del acero carbón tipo A-285 con un precio de 0.46 $/lb.

2.1.  Determinación de la necesidad del consumidor:

Antes de empezar a diseñar, se debe de tomar en cuenta la necesidad que pueda surgir del cliente. Para esto es importante distinguir entre la necesidad que se “debe hacer” de aquellas que se “tienen que hacer”. Por consiguiente para un tanque de tambor en posición horizontal se debe de calcular que tan factible podrá ser su instalación y el funcionamiento a diferentes condiciones de uso.  

2.2. Establecer la base de diseño:

Datos generales

Servicio: Tambor de carga

Posición: Horizontal

Presión = 60 psi

Temperatura = 600 oF

Elevación sobre el piso = 15 pies

Diámetro interno = 9´ - 0´´

Longitud entre líneas tangenciales = 28´- 0´´

Revestimiento externo: Si

Revestimiento interno: “Cladding” 1/8”

Tipo de cabeza: Elíptica

Esfuerzo permisible a tem. 600 oF = 13.700 psi

Eficiencia juntas soldadas = 0.85 (radiografía “spot”)

Materiales

Casco y cabeza = Acero carbón, ASTM A-285 Grado C.

Revestimiento de acero

Inoxidable (“claudding”) = A-240 tipo 410

                                          ASTM A-263

Elementos internos = A-240 tipo 410

Soportes externos = Acero carbón, ASTM

                                 A-283 Grado C

2.3.  Generación de diseño:

El proceso de diseño es la generación de soluciones posibles al problema para el análisis, evaluación y selección. En el caso del tanque tambor se proporciona una serie de datos que pueden planificar y estimar costos de operación de la instalación del equipo. Es por esto que se prefieren métodos probados y evaluados, en lugar de diseños nuevos no probados. Para esto se debe de crear un diseño que muestre las ideas principales y el funcionamiento de las etapas que pueda llevar acabo el diseño final.

2.4.  Construcción de modelos

En la construcción del modelo se debe de mostrar las principales etapas del proceso y las limitaciones principales para cada etapa.

Hay que construir varios tipos de modelos que permitan tener los requisitos establecidos para la elaboración del diseño ideal. Para la elaboración del tanque tambor se debe de plantear diferentes diseños de planta que permitan la ubicación correcta y la magnitud del mismo.

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2.5.  Predicción de resultados:

Se determinara que tan factible es el tanque tambor colocado en forma horizontal.

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