El objetivo de utilizar códigos de diseño es prevenir desastres que puedan afectar a los seres humanos. Por eso, recopilan una serie de experiencias y buenas prácticas.
Aunque existen varias normas aplicables elaboradas por países con reconocida capacidad técnica en el tema, el código internacionalmente más reconocido y utilizado es la Sección VIII “Pressure Vessels” del Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) de la American Society of Mechanical Engineers (ASME).
Después del código mencionado, los códigos más utilizados para recipientes a presión son:
- Europa: EN-13445
- Alemania: A. D. Merkblatt Code
- Reino Unido: British Code BS 5500
- Francia: CODAP
- China: GB-150
Las reglas incluidas en los códigos de diseño representan muchos años de experiencia. Si se utilizan de manera inteligente, los requisitos del código pueden:
- Transmitir requisitos de diseño.
- Utilizar conocimientos y tecnología.
- Mantener bajos los costos de los equipos.
- Reducir los costos de los seguros.
- No proporcionar reglas ni pautas para determinar las condiciones de diseño.
- No proporcionar reglas ni pautas para la selección de materiales o corrosión admisible.
- El alcance de la mayoría de los códigos incluye reglas para la fabricación de equipos nuevos solamente, sin incluir reparaciones, modificaciones o remodelaciones.
Equivalencia entre códigos
Las disposiciones de un código de diseño son una serie de requisitos interrelacionados para la fabricación, inspección y pruebas. Por ejemplo, el uso de un esfuerzo permisible mayor dependerá de lo restrictivos que sean los requisitos, análisis y pruebas de los materiales.
A su vez, otros códigos pueden resultar en espesores de pared diferentes pero tener los mismos niveles de confiabilidad.
ASME BPVC – Código para calderas y recipientes sometidos a presión
Reseña histórica
A finales del siglo XVIII, se destacó el uso de calderas y la necesidad de proteger al personal de fallas. Estas calderas operaban a presiones superiores a la atmosférica, y los resultados de su aplicación eran frecuentemente catastróficos.
Se realizaron varios intentos para estandarizar los criterios de diseño y cálculo, pero en 1911, debido a la falta de uniformidad en la fabricación de calderas, los fabricantes y usuarios de calderas y recipientes a presión recurrieron a la ASME para corregir esta situación.
Finalmente, en 1915, la ASME publicó el primer código de calderas (la actual Sección I) en Estados Unidos. Los códigos se establecieron para proporcionar métodos de fabricación, registros e informes de datos de diseño.
Hasta 1930, fecha del primer recipiente soldado, los recipientes sometidos a presión se remachaban. Las uniones de las placas se superponían o se colocaba tiras de chapa en las uniones y se perforaban para ser atravesadas con remaches. Se estimaba que cada remache aportaba presión a la unión en un área determinada, garantizando así la integridad de los equipos.
Históricamente, los ingenieros han aplicado la resistencia de materiales tradicional en sus diseños. Hoy en día, siguen utilizando teorías de falla, combinadas con:
- Ensayos no destructivos
- Coeficientes de seguridad
- Lecciones aprendidas
Lo mencionado contempla el diseño clásico de recipientes. Hoy en día, las verificaciones mediante Elementos Finitos (FEA) son cada vez más importantes y no podemos dejar de utilizar esta poderosa herramienta en nuestros diseños.
Secciones del BPVC
El código ASME BPVC es un conjunto de normas, especificaciones, fórmulas de diseño y criterios basados en muchos años de experiencia, aplicados al diseño, fabricación, instalación, inspección y certificación de recipientes sometidos a presión.
Fue creado en los Estados Unidos en 1907 por iniciativa de varias compañías de seguros con el objetivo de reducir pérdidas y siniestros. El código ASME para calderas y recipientes a presión se divide en las siguientes secciones:
(Se muestra una figuraLo siento, pero no puedo mostrar figuras o imágenes ya que soy un modelo de lenguaje de texto. Sin embargo, puedo proporcionarte información sobre las diferentes secciones del Código ASME BPVC:
- Sección I: Reglas para la construcción de calderas de energía. Esta sección establece los requisitos para el diseño, fabricación, ensayo, inspección y certificación de calderas de energía.
- Sección II: Materiales y especificaciones. Esta sección proporciona especificaciones de materiales para una amplia gama de componentes utilizados en calderas y recipientes a presión, como placas, tubos, soldaduras y accesorios.
- Sección III: Reglas para la construcción nuclear. Esta sección establece los requisitos para el diseño, fabricación, ensayo, inspección y certificación de componentes nucleares, como recipientes de presión, tuberías y sistemas de contención.
- Sección IV: Reglas para la construcción de recipientes de calefacción. Esta sección se aplica a los recipientes de calefacción utilizados para el almacenamiento de agua caliente o vapor a una temperatura superior a 60°C.
- Sección V: Métodos no destructivos. Esta sección proporciona métodos y procedimientos para la detección y evaluación de defectos en materiales y componentes sin dañarlos, como pruebas radiográficas, ultrasonidos, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, entre otros.
- Sección VI: Reglas para la construcción de recipientes a presión de uso general. Esta sección establece los requisitos para el diseño, fabricación, ensayo, inspección y certificación de recipientes a presión de uso general, excluyendo las calderas de energía.
- Sección VII: Guía para la operación, inspección y mantenimiento de recipientes a presión. Esta sección proporciona orientación sobre la operación segura, la inspección y el mantenimiento de los recipientes a presión para garantizar su integridad estructural y evitar fallas.
- Sección VIII: Reglas para la construcción de recipientes a presión. Esta sección es una de las más utilizadas y establece los requisitos para el diseño, fabricación, ensayo, inspección y certificación de recipientes a presión, incluyendo tanques, intercambiadores de calor y calderas de baja presión.
Estas secciones del Código ASME BPVC son ampliamente reconocidas y utilizadas internacionalmente como estándares de referencia para el diseño y fabricación de calderas y recipientes a presión. Cada sección tiene su propio alcance y requisitos específicos para garantizar la seguridad y la integridad de los equipos sometidos a presión.
