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Buenos días Eduardo,

Creo que estas cuestiones son interesantes y ayudarán al resto de alumnos, gracias por postearlas en el foro! Te contesto:

1. En la pagina 12 se menciona el uso de la temperatura Máxima de Operación para encontrar el Sh en el anexo, sin embargo por que para esta finalidad no se usa la temperatura de Diseño de la tubería, ya que tecnicamente esta temperatura esta por encima de la Temperatura de Operacion.

Esto no es del todo cierto Eduardo, es un error muy común a todos los ingenieros de piping, no te preocupes. Normalmente tomamos como termino “diseño” a los valores más altos de la operación de la instalación ( ya sea presión o temperatura) pero eso no es así.

La condición de diseño es aquella que supone la máxima presión (y por tanto nos condiciona a elegir el máximo espesor) para nuestra tubería, pero esta condición no siempre va ligada a la máxima temperatura.

Imagina una línea de vapor de baja en la que se dan dos escenarios de operación: un escenario a 15 psi y 315ºC y otro a 200psi y 205ºC. Las condiciones de diseño serán 200 psi y 205ºC porque son las condiciones que dan como resultado un espesor mayor de tubería. En cambio, las condiciones de operación son los 315ºC ya que son las que suponen una mayor temperatura.

En la sección 301.3 de la Normativa ASME puedes encontrar referencias a la temperatura de diseño.

2. En las ecuaciones del B31.1 se describen que es cada termino, menos este (i).

Ese término es el factor intensificador de tensiones o SIF, aprendemos a calcularlo en el tema 16. EN la Normativa ASME hay tablas con los valores tabulados que podrás encontrar en la sección dedicada al cálculo del SIF (Apéndice D)

3. En el apartado de relajamiento espontaneo, se hace notar la aparición de unas tensiones de valor negativo, cuando las lineas estan enfriandose (paro de planta), no me queda claro que es lo que pasa con el material cuando aparecen estas tensiones negativas , si la tension aumenta con el incremento de temperatura y esto produce una cambio de longitud en las tuberías, esto ocasiona que se contraigan los tubos?

Lo que sucede con esta secuencia de Planta es el fenómeno denominado “relajamiento del material”. No es que los tubos se contraigan, lo que sucede realmente es que el material se “acostumbra” a estar tensionado y se produce una reordenación interna de su estructura de grano para liberar la tensión a la que está sometido.

Pongamos un ejemplo práctico:

Imagina una línea de alta presión de vapor de Planta que sometemos a 300ºC. Una vez que la línea alcance los 300ºC se producirá un estado tensional en la tubería que provocará unas tensiones internas que se traducirán en esfuerzos en la tubería. Hasta ahí, todo correcto ¿no?

Si mantenemos esta temperatura durante un tiempo prolongado ( varía según cada material ) la estructura interna del material del tubo ( a nivel del tamaño de grano del material) sufre un proceso de acomodación o relajamiento para, manteniendo la misma temperatura, reducir las tensiones. En este caso el material reordena su estructura de grano liberando la tensión a la que está sometido y acostumbrándose a esa temperatura con un estado tensional menor.

Si tenemos una parada de Planta, simplemente la tubería volvería a su estado de tensiones original, pero como el grano no vuelve a reordenarse, se origina una tensión negativa, por lo tanto, si volvemos a aplicar la misma temperatura, la tensión generada esta vez estará por debajo del primer pico (de ahí que la gráfica se represente por debajo del eje X para luego volver a subir a un punto inferior al primero).

Espero haberme explicado con claridad. Igualmente te dejo un enlace a un documento muy interesante sobre este fenómeno: “https://www.redalyc.org/pdf/707/70732642003.pdf” No es necesario tener conocimientos previos de ciencias de materiales, se entiende muy bien su lectura,

Espero haberte ayudado Eduardo, muchas gracias por plantear estas cuestiones,

Saludos!!