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Soportes en recipientes a presión

septiembre 14, 2025
admin

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Los recipientes a presión son uno de los equipos industriales más importantes en las industrias del petróleo y el gas, petroquímica, de centrales eléctricas e incluso alimentaria y farmacéutica. Estos recipientes se utilizan para almacenar o transportar fluidos a presión y, debido a su alta sensibilidad, deben cumplir con las normas de diseño y seguridad.

Uno de los componentes más críticos en el diseño y la operación de recipientes a presión es el soporte . Este soporta el peso del recipiente y su contenido, transfiere las cargas a la cimentación y resiste fuerzas externas como el viento y los terremotos. La selección y el diseño adecuados del soporte inciden directamente en la seguridad, la vida útil y el costo del recipiente.

En este artículo, cubriremos los tipos, usos, beneficios y consejos de diseño de los arriostramientos.

Importancia de los soportes en recipientes a presión

El diseño del soporte no solo sirve como base para el tanque de agua. También cumple muchas funciones importantes, entre ellas:

  • Soporte de carga del tanque y del fluido : Los soportes deben ser capaces de soportar cargas estáticas y dinámicas sin deformación excesiva.

  • Prevención de movimiento : El movimiento causado por presión interna, vibración o cambios de temperatura debe restringirse adecuadamente.

  • Transferencia de cargas a la cimentación : Las fuerzas axiales, las fuerzas cortantes y los momentos deben transferirse a la cimentación.

  • Mayor estabilidad ante fuerzas ambientales : como cargas de viento, terremotos y cargas térmicas.

  • Manténgase seguro y reduzca el estrés : un diseño adecuado evita concentraciones de estrés dentro del tanque.

Tipos de soporte en recipientes a presión

1. Soporte de sillín

  • El tipo de soporte más común para tanques cilíndricos horizontales .

  • Generalmente se utilizan dos sillas de montar: una cerca del centro y otra cerca del final del tanque.

  • El diseño debe minimizar las tensiones de flexión en la carcasa del tanque.

🔹 ventaja:

  • Transferencia uniforme de carga a la cimentación

  • Alta resistencia

  • Adecuado para latas largas.

🔹 defecto:

  • Se requieren cálculos precisos para evitar concentraciones de tensión en los puntos de contacto.

2. Soporte de falda

  • Se utiliza principalmente en recipientes a presión verticales o torres .

  • Consiste en un cilindro metálico soldado al extremo de la lente del tanque.

  • El faldón está atornillado a la base de hormigón, transfiriendo cargas axiales y laterales.

🔹 ventaja:

  • Alta resistencia a cargas axiales y laterales.

  • Se puede instalar sobre cimientos pesados.

  • Adecuado para tanques de agua altos.

🔹 defecto:

  • Costos de construcción relativamente altos

  • Aumentar la altura total del tanque

3. Soporte del anillo inferior

  • Es adecuado para tanques de almacenamiento verticales de tamaño pequeño y mediano .

  • Consiste en un anillo de acero soldado al fondo del tanque.

  • La carga se transfiere uniformemente a la base a través del anillo.

🔹 ventaja:

  • Construcción e instalación sencillas

  • Distribución uniforme de la carga

  • Cuesta menos que una falda

🔹 defecto:

  • Capacidad limitada para soportar cargas laterales severas

4. Soporte para las piernas

  • Para utilizar con tanques pequeños o de baja presión  .

  • Se compone de varias bases metálicas que se sueldan al cuerpo del tanque o lente.

🔹 ventaja:

🔹 defecto:

  • Concentración de estrés en la conexión entre las piernas y el cuerpo.

  • Restricciones para llevar objetos pesados

5. Soporte de orejeta/soporte

  • Para uso en tanques de almacenamiento horizontales pequeños y livianos.

  • Consiste en un componente tipo soporte soldado a la carrocería del vehículo y colocado sobre una estructura de soporte.

🔹 ventaja:

  • Luz

  • Adecuado para tanques pequeños.

🔹 defecto:

  • Restricciones al uso de tanques pesados

Folleto web de asme-bpvc

Carga en soporte

Al diseñar los soportes se deben considerar todas las cargas posibles:

  1. Carga estática: peso del tanque + peso del fluido + peso de los componentes auxiliares.

  2. Cargas dinámicas: Vibraciones provocadas por bombas, golpes de ariete o sobrepresiones.

  3. Carga térmica: Cambio en la longitud del tanque debido a la expansión o contracción térmica.

  4. Cargas ambientales: viento, terremotos, nieve y heladas.

  5. Fuerza de la tubería: La presión mecánica creada al conectar la tubería a la boquilla .

Puntos clave del diseño de soporte

  • La selección del tipo de soporte debe basarse en el tamaño, la presión de trabajo, la orientación de montaje (horizontal o vertical) y las condiciones ambientales.

  • El material utilizado normalmente es acero al carbono o acero aleado con suficiente resistencia a la tensión.

  • El diseño debe realizarse de acuerdo con las normas ASME Sección VIII, API 650 y EN 13445.

  • La expansión térmica debe tenerse en cuenta en el diseño para evitar tensiones adicionales.

  • La conexión soldada entre el soporte y la carrocería debe ser precisa y de alta calidad.

  • En algunos casos se utilizan almohadillas de refuerzo en las juntas para reducir la tensión.

Ejemplos prácticos

Supongamos que una planta de proceso está equipada con un recipiente a presión horizontal con una longitud de 12 metros y un diámetro de 2 metros, y el líquido lleno en el recipiente pesa aproximadamente 40 toneladas .

  • Si se utiliza soporte de sillín, normalmente se diseñan dos sillines:

    • La primera silla mide aproximadamente un cuarto de la longitud desde un extremo.

    • La segunda silla está a la misma distancia del otro extremo.

Esta disposición asegura una distribución adecuada de la carga y reduce las tensiones de flexión dentro del tanque.

Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de soportes

Tipo de soporte Aplicaciones principales beneficio defecto
sillín Grandes tanques de almacenamiento horizontales Alta resistencia y distribución de carga razonable. Se requieren cálculos precisos.
falda Tanque de almacenamiento vertical elevado Excelente resistencia a cargas laterales. Costos más altos
anillo inferior Tanque vertical pequeño Simple, barato, carga uniforme. Limitación de carga lateral
pierna Tanque ligero pequeño Barato y fácil de instalar. Alta concentración de estrés
orejetas tanque ligero horizontal Ligero y sencillo Restricciones de la aplicación

en conclusión

Los soportes son componentes críticos en el diseño de recipientes a presión. La selección adecuada del tipo de soporte, según el tamaño del recipiente, las condiciones de operación y las cargas aplicadas, es crucial para la seguridad y la estabilidad del sistema.

  • Asiento de tanque horizontal

  • Faldones para torres y tanques verticales altos

  • Anillo inferior del tanque vertical pequeño

  • Estabilizadores para tanques pequeños y ligeros

  • Orejetas de elevación para aplicaciones especiales y tanques ligeros

En última instancia, el diseño del soporte debe basarse en cálculos de ingeniería precisos y cumplir con estándares válidos para garantizar la seguridad y optimizar los costos de construcción y mantenimiento.