• Author / Uploaded
• Red Death

Citation preview

Norma intercambiador de calor. La norma más ampliamente utilizada en los intercambiadores de calor es la norma TEMA. The Tubular Exchanger Manufacturers Association, Inc. (TEMA) es la asociación comercial de los principales fabricantes de intercambiador de calor de carcasa y tubos, que han sido pioneros de la investigación y el desarrollo de los intercambiadores de calor durante más de sesenta años. Las Normas y software de TEMA han logrado aceptación en todo el mundo como la autoridad en el diseño mecánico de carcasa y tubos del intercambiador de calor. TEMA es una organización progresista con un ojo hacia el futuro. Miembros son conscientes de mercado y participar activamente, reunido varias veces al año para discutir las tendencias actuales en el diseño y la fabricación. La organización interna incluye varias subdivisiones comprometidos con la solución de problemas técnicos y mejorar el rendimiento del equipo. Este esfuerzo de cooperación técnica crea una extensa red para la resolución de problemas, la adición de valor, desde el diseño hasta la fabricación. Si tiene un intercambiador de calor diseñado, fabricado o reparado, puede contar con miembros de TEMA para proporcionar las soluciones de diseño y fabricación más actuales y eficientes. TEMA es una forma de pensar - miembros no sólo están investigando la tecnología más avanzada, lo están creando. Durante más de medio siglo nuestro principal objetivo ha sido el de encontrar continuamente enfoques innovadores para calentar aplicaciones de intercambiadores. Como resultado, los miembros de TEMA tienen una capacidad única de entender y anticipar las necesidades técnicas y prácticas del mercado actual. Esta norma clasifica a los intercambiadores de calor de tubo y coraza en tres clases, de acuerdo al proceso y a las condiciones de operación. Las cuales se mencionan a continuación: Clase R: incluye a los intercambiadores de calor que se utilizan en la industria del petróleo y procesos similares. Clases C: Abarca a los intercambiadores de calor en procesos tales como comerciales y generales Clase B: Incluye a los intercambiadores de calor que se utilizan en procesos químicos Las tres clases de intercambiadores de calor de tubo y coraza presentan las siguientes limitaciones, el diámetro interior de la coraza no debe exceder de 1524 mm y la presión de diseño no debe ser mayor a 207 bars. Estos puntos tienen la finalidad de limitar el espesor de la coraza a 50.8 mm (2in) y el diámetro de los pernos a 76.2 mm (3 in)

La siguiente figura muestra las diferentes configuraciones de un intercambiador de calor del tubo el corazón, las cuales se dividen en tres columnas; la primera columna define el cabezal de entrada con las letras A,B,C,N, y D; la segunda columna muestra la coraza con las letras E,F,G,H,J,K y X; la tercera columna ilustra el cabezal de salida con las letras L,M,N,P,S,T,U y W.

Por ejemplo, la configuración BEM nos indica que el cabezal de entrada es de tipo bonete con espejo fijo, con la coraza de un solo paso y un cabezal salido del tipo bonete. La norma TEMA recomienda las tolerancias externas permitidas para la fabricación de los componentes de calor, tales como: espejos, bridas, tapas, soportes, etc. Al igual que describe brevemente las pruebas de fuga que se tienen que realizar a los

intercambiadores de calor, después de su fabricación e instalación, para asegurarse de que no presente ninguna fuga en las uniones de los componentes, tales pruebas son hidrostáticas y neumáticas. También recomienda diferentes materiales que se pueden utilizar para la fabricación de tubos, espejos, bridas, coraza, cabezales (canal y tapa), mamparas, soporte, empaques tornillos, y tuercas. Los materiales recomendados son; aceros al carbón, aleaciones de acero, cobre aluminio, níquel, titanio y zirconio. En la clase C se recomiendan diámetros y espesores para los tubos construidos de cobre, acero al carbono, aluminio y aleaciones de aluminio. Describen los diferentes arreglos de los tubos que se utilizan en los intercambiadores de calor. Proporcionando el paso del tubo de centro a centro que es de q.25 a 1.5 veces el diámetro exterior del tubo. La tolerancia para el diámetro interno de la coraza no debe ser mayor al obtenido por el diseño en 1.175mm (1/8 in). También recomienda el espesor mínimo de la coraza para ceros al carbono y aleaciones. El espesor de las tapas del cabezal debe ser del mismo espesor al de la coraza. Es claro que hay entre la corona y mamparas se tiene con el diámetro de la coraza. En esta norma se describen los diferentes tipos de mamparas empleadas tales como: mamparas segmentadas horizontales, verticales y frotadas; mamparas segmentadas simples, dobles y triples. Se especifica que el corte de la mampara es un porcentaje del diámetro interno de la coraza, sin embargo, no se proporciona un porcentaje para este. También recomienda el claro entre mamparas-tubos y este es de 0.39 a 0.79 mm, del cual depende del espaciamiento entre mamparas centrales y del diámetro exterior de los tubos. El espesor de las mamparas segmentadas se determina con el diámetro de la coraza y con el espaciamiento entre mamparas centrales. El espaciamiento mínimo entre mamparas centrales es de 1/5 veces el diámetro interno de la coraza o 50.8 mm (2 in), el valor que sea mayor. El material de las barras de soporte y especiales horas de decepción material similar al de las mamparas. El diámetro y la cantidad de estas barras a utilizar en el ensamble de las mamparas dependen del diámetro de la coraza. Los empaques de asbesto se deben utilizar en uniones externas compresiones de diseño de 2.07 MPa. (300 psi) o menores, siempre y cuando la temperatura y la corrosión del fluido no sean tan severas. Los empaques de camisa metálica o metálica se deben utilizar en uniones internas en los cabezales flotantes. El ancho mínimo para los empaques es de 9.525 mm en uniones externas con corazas de diámetros de 584.2 mm y de 12.7 mm, para corazas de diámetros mayores. Para el espejo fijo se tienen ecuación para calcular el espesor del espejo que depende del esfuerzo de tensión permisible del material del espejo y de la presión de diseño del acorazado tubos. También proporciona ecuaciones para determinar los esfuerzos que pueden soportar la unión espejo-tubos. Para obtener la tolerancia de los barrenos en los espejos sólo se necesita conocer el diámetro exterior de los tubos. Se recomienda que las boquillas que son unidas a la coraza no deben sobresalir en el interior de la coraza en tanto, las boquillas que son unidas al canal deben sobresalir en el

interior del canal para proporcionar venteo. También se recomienda que las boquillas se utilicen para las conexiones de medición de presión y temperatura. El diámetro mínimo para los tornillos es de 12.7 mm y diámetros menores se debe tener cuidado para evitar sobre esfuerzos en los tornillos.Para determinar las dimensiones y distancias de separación entre los tornillos se debe consultar la tabla D-5. El código ASME (American Society of Mechanical Engineers) especifica los materiales y normas para la construcción de recipientes a presión, en donde, el intercambiador de calor detuvo la coraza es considerado como un recipiente de baja presión interna. El código ASME sección VIII división I, se observan las siguientes recomendaciones para la fabricación de algunos componentes del intercambiador de calor detuvo la coraza. Para el espesor de los espejos, coraza, cabezal, bridas, etc. se debe considerar el espesor del recubrimiento. Los materiales para los recubrimientos son láminas de acero cromo, SA-263, acero-níquel-cromo, SA264, acero baleado con níquel, SA-265, aceros inolvidables otros materiales resistentes a la corrosión de los fluidos de operación del equipo. Estos recubrimientos se deben aplicar al material base por medio de soldadura de arco, y el material del metal de aporte debe ser de la misma composición del material de recubrimiento. También específica diferentes espesores, factores de empaques y esfuerzos permitidos de los diferentes materiales de los empaques tales como, asbestos, fibras de asbesto o vegetales, cobre, cromo, níquel, etc. los cuales dependen del fluido de los tubos y de la coraza al igual que la temperatura y de la presión de operación del equipo. También, especifica el diseño de algunos componentes del intercambiador de aceros al carbono y aceros de baja aleación, proporcionando ecuaciones para determinar el espesor o presión interna de la coraza cilíndrica, cabezales, boquillas y espejos dependiendo de las condiciones iniciales que se tenga. Para determinar el espesor de las boquillas y coraza cilíndricas, fabricadas de tubos, se emplean las mismas ecuaciones y la resistencia a la corrosión permitida. En la sección II parte D, se proporciona los valores de las principales propiedades de metales ferrosos y no ferrosos para los diferentes componentes de un intercambiador de calor, tales propiedades son: esfuerzos permitidos, coeficientes de expansión térmica, coeficiente de conductividad térmica. Todas estas propiedades se encuentran a diferentes rangos de temperatura de operación de los fluidos de trabajo. La norma American National Standard Institute “ANSI” B!6.21, recomienda las dimensiones para los diferentes tipos de empaques planos no metálicos utilizados para las diferentes clases de bridas atornilladas. Tales dimensiones en el diámetro interior y exterior del empate, número y diámetro de los barrenos.