Un recipiente a presión é un recipiente deseñado para conter gases ou líquidos a unha presión substancialmente diferente da presión ambiente. Estes buques úsanse en varias industrias, incluíndo petróleo e gas, procesamento químico, xeración de enerxía e fabricación. Os recipientes a presión deben ser deseñados e construídos tendo en conta a seguridade debido aos posibles perigos asociados aos fluídos a alta presión.
Tipos comúns de recipientes a presión:
1. Buques de almacenamento:
o Úsase para almacenar líquidos ou gases a presión.
o Exemplos: depósitos de GLP (Gas Licuado de Petróleo), depósitos de almacenamento de gas natural.
2. Intercambiadores de calor:
o Estes recipientes utilízanse para transferir calor entre dous fluídos, moitas veces a presión.
o Exemplos: tambores de caldeiras, condensadores ou torres de refrixeración.
3. Reactores:
o Deseñado para reaccións químicas de alta presión.
o Exemplos: Autoclaves na industria química ou farmacéutica.
4. Receptores de aire/tanques compresores:
o Estes recipientes a presión almacenan aire comprimido ou gases en sistemas de compresores de aire, como se comentou anteriormente.
5. Caldeiras:
o Un tipo de recipiente a presión utilizado na xeración de vapor para a calefacción ou a xeración de enerxía.
o As caldeiras conteñen auga e vapor a presión.
Compoñentes do recipiente a presión:
• Concha: O corpo exterior do recipiente a presión. Normalmente é cilíndrico ou esférico e debe construírse para soportar a presión interna.
• Cabezas (Tapas finais): Son as partes superior e inferior do recipiente a presión. Normalmente son máis grosos que a cuncha para xestionar a presión interna de forma máis eficaz.
• Boquillas e Portos: permiten que o fluído ou o gas entre e saia do recipiente a presión e úsanse a miúdo para conexións a outros sistemas.
• Manway ou Abertura de Acceso: Abertura de maior tamaño que permite o acceso para a súa limpeza, inspección ou mantemento.
• Válvulas de seguridade: son cruciais para evitar que o recipiente supere os seus límites de presión liberando presión se é necesario.
• Soportes e Montaxes: Elementos estruturais que proporcionan soporte e estabilización ao recipiente a presión durante o seu uso.
Consideracións de deseño de recipientes a presión:
• Selección do material: os recipientes a presión deben estar feitos de materiais que poidan soportar a presión interna e o ambiente externo. Os materiais comúns inclúen aceiro ao carbono, aceiro inoxidable e ás veces aceiros de aliaxe ou compostos para ambientes altamente corrosivos.
• Espesor da parede: o grosor das paredes do recipiente a presión depende da presión interna e do material empregado. Precísanse paredes máis grosas para presións máis altas.
• Análise de tensións: os recipientes a presión están sometidos a varias forzas e esforzos (por exemplo, presión interna, temperatura, vibracións). As técnicas avanzadas de análise de tensión (como a análise de elementos finitos ou FEA) úsanse a miúdo na fase de deseño.
• Resistencia á temperatura: ademais da presión, os recipientes adoitan operar en ambientes de alta ou baixa temperatura, polo que o material debe ser capaz de resistir o estrés térmico e a corrosión.
• Cumprimento do código: os recipientes a presión adoitan estar obrigados a cumprir con códigos específicos, como:
o Código de caldeiras e recipientes a presión ASME (American Society of Mechanical Engineers) (BPVC)
o PED (Directiva de equipos a presión) en Europa
o Estándares API (American Petroleum Institute) para aplicacións de petróleo e gas
Materiais comúns para recipientes a presión:
• Aceiro ao carbono: úsase a miúdo para recipientes que almacenan materiais non corrosivos baixo presión moderada.
• Aceiro inoxidable: Úsase para aplicacións corrosivas ou de alta temperatura. O aceiro inoxidable tamén é resistente á ferruxe e é máis duradeiro que o aceiro carbono.
• Aceiros de aliaxe: utilízanse en ambientes específicos de alta tensión ou altas temperaturas, como as industrias aeroespacial ou de xeración de enerxía.
• Materiais compostos: os materiais compostos avanzados úsanse ás veces en aplicacións altamente especializadas (por exemplo, recipientes a presión lixeiros e de alta resistencia).
Aplicacións dos recipientes a presión:
1. Industria do petróleo e do gas:
o Depósitos de almacenamento de gas licuado de petróleo (GLP), gas natural ou petróleo, moitas veces a alta presión.
o Recipientes de separación en refinerías para separar petróleo, auga e gas a presión.
2. Procesamento químico:
o Úsase en reactores, columnas de destilación e almacenamento para reaccións químicas e procesos que requiren ambientes de presión específicos.
3. Xeración de enerxía:
o Caldeiras, tambores de vapor e reactores a presión utilizados na xeración de electricidade, incluídas as centrais nucleares e de combustibles fósiles.
4. Alimentos e bebidas:
o Recipientes a presión utilizados no procesado, esterilización e almacenamento de produtos alimenticios.
5. Industria farmacéutica:
o Autoclaves e reactores que impliquen esterilización a alta presión ou síntese química.
6. Aeroespacial e Crioxénica:
o Os tanques crioxénicos almacenan gases licuados a moi baixas temperaturas a presión.
Códigos e normas para recipientes a presión:
1. Código de caldeiras e recipientes a presión ASME (BPVC): este código ofrece directrices para o deseño, fabricación e inspección de recipientes a presión nos EE.
2. ASME Sección VIII: Ofrece requisitos específicos para o deseño e construción de recipientes a presión.
3. PED (Directiva de equipos a presión): Directiva da Unión Europea que establece normas para os equipos a presión utilizados nos países europeos.
4. Estándares API: para a industria do petróleo e do gas, o American Petroleum Institute (API) ofrece estándares específicos para recipientes a presión.
Conclusión:
Os recipientes a presión son compoñentes vitais nunha ampla gama de aplicacións industriais, desde a produción de enerxía ata o procesamento químico. O seu deseño, construción e mantemento requiren un estrito cumprimento das normas de seguridade, selección de materiais e principios de enxeñería para evitar fallos catastróficos. Xa sexa para almacenar gases comprimidos, manter líquidos a presións elevadas ou facilitar reaccións químicas, os recipientes a presión desempeñan un papel fundamental para manter a eficiencia e a seguridade dos procesos industriais.
Hora de publicación: 20-12-2024