GUIA DEL CODIGO ASME SECCION VIII DIVISION 1 TOMO 1 PDF

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ESIME AZCAPOTZALCO Ing. Francisco Rodríguez Lezama 1 PROLOGO Lamentablemente en México no se ha logrado establecer una vinculación eficiente entre el sector industrial y el sector académico; esto es debido a las diferentes interacciones, protocolos y tratos del sector industrial al académico y vice...

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ESIME AZCAPOTZALCO

Ing. Francisco Rodríguez Lezama 1

PROLOGO

Lamentablemente en México no se ha logrado establecer una vinculación eficiente entre el sector industrial y el sector académico; esto es debido a las diferentes interacciones, protocolos y tratos del sector industrial al académico y viceversa; si esto se llegara a superar, los egresados y pasantes de ingeniería tendrían más herramientas para resolver los problemas que necesitan solucionar las industrias en la cual se sustenta el desarrollo social mediante actividades de colaboración entre el gobierno, las instituciones académicas y la industria, sería favorable en el desempeño económico de México si hubiera un desarrollo considerable de actividades de vinculación entre los sectores académico e industrial; bajo esa premisa el presente trabajo trata de explicar las normas vigentes de la aplicación a la ingeniería de una de las asociaciones mas prestigiosas de Ingeniería Mecánica que rige el diseño mecánica estructural, específicamente me refiero al código ASME Sección VIII División 1. Este trabajo está dirigido principalmente dirigido a inspectores de control de calidad, personal de ingeniería, supervisores de montaje, inspectores de soldadura, personal de ensayos no destructivos, inspectores de obra y de contrato, de empresas que realizan el diseño, la fabricación y montaje, mantenimiento y operación de equipos bajo presión; así mismo a los estudiantes de los últimos semestres de Ingeniera, a fin de brindarles las herramientas de aplicación de los diversos temas que dicta el código ASME Sección VIII división 1; se ha tratado de relacionar al máximo de manera explícita las experiencias obtenidas en talleres y obras, direccionadas a la aplicación que se da a los estudiantes dentro del aula de clases; también espero brindar a los profesionales vinculados al ramo de las refinerías plantas de procesos una actualización y una familiarización con el uso y aplicación del Código ASME SECCIÓN VIII división 1. Debido a que el Código ASME SECCIÓN VIII es bastante extenso, en este trabajo no se encuentra toda la información del referida al código, será necesario consultar el segundo tomo donde abarca análisis de silletas, accesorios y muchos ejemplos y ejercicios de aplicación.

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CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 1 TEMARIO 1.-BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DEL CODIGO ASME. 2.- SISTEMA ASME 2.1.- ¿Quiénes lo integran? 2.2.- ¿Cómo es desarrollado? 2.3.- Organización de los Comités de revisión de los Códigos y Normas ASME. 2.4.- Códigos del ASME actualmente en existencia. 2.5.- Adendas. 2.6.- Interpretaciones. 2.7.- Casos Código. 2.8.- Como se deben leer los Códigos ASME. 3.- QUE SON LOS RECIPIENTES A PRESIÓN. 3.1.- Definición 3.2.- Clasificación 3.3.- Componentes Principales. 4.- CONTENIDO DEL CODIGO ASME SECCION VIII DIV. 1 4.1.- Subsección A. 4.2.- Subsección B. 4.3.- Subsección C. 4.4.- Apéndices Mandatorios. 4.5.- Apéndices No Mandatorios. 5.- REQUERIMIENTOS DE ASME SECCION VIII DIV. 1. 5.1.- Sistema De Control de Calidad. 5.2.- Diseño. 5.3.- Materiales. 5.4.- Fabricación. 5.5.- Tratamiento Térmico. 5.6.- Pruebas No Destructivas. 5.7.- Pruebas Finales de Validación. 5.8.- Certificación del Producto. 5.9.- Envio de Reportes de Datos al National Board.

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1.- BREVE HISTORIA DEL NACIMIENTO DE LOS CODIGOS ASME El Código para Calderas y Recipientes a Presión emitido por la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos ( ASME ), se origina de la necesidad de proteger a la sociedad de las continuas explosiones de calderas que se tuvieron antes de reglamentar su diseño y fabricación. Fue el país de Inglaterra uno de los primeros países que sintió esta necesidad después de explotar una caldera en 1915, causando un gran desastre al tener perdida de vidas humanas primordialmente y perdidas materiales. La investigación de las causas que provocaron la explosión estableció que las principales causas del desastre fueron: Métodos de Fabricación inapropiados, Materiales inadecuados y Aumento gradual y excesivo de la Presión a la cual se estaba operando. En los Estados Unidos de Norteamérica las personas dedicadas a la fabricación de calderas, se agruparon en una asociación en 1889. Esta asociación nombra un comité al que se le asigno preparar reglas y especificaciones las cuales deberían ser seguidas por los diferentes talleres que fabricaran calderas. Después de haber realizado sus análisis ,estudios y pruebas, este comité presento un informe en el cual cubrían temas tales como especificaciones de materiales, armado por medio de remaches, factores de seguridad, tipos de tapas y bridas, así como reglas para la prueba hidrostática. Sin embargo, no obstante los dos intentos anteriores para evitar las explosiones de calderas, estas seguían sucediendo. A principios del Siglo XX, tan solo en los Estados Unidos de Nortéamerica, ocurrieron entre 300 y 400 explosiones con sus consecuentes tremendas perdidas de vidas y propiedades. Llego a ser costumbre que la autorización para usar una caldera la diera el cuerpo de Bomberos. Hasta la primera década del Siglo XX, las explosiones de calderas habían sido catalogadas como “ Actos de Dios ’’. Se hacia pues necesaria la existencia de un Código Legal sobre Calderas. El 10 de Marzo de 1905, ocurrió la explosión de una caldera de una fabrica de zapatos en Cracktown Massachussets, matando a 58 personas e hiriendo a otras 117.Teniendo también grandes perdidas materiales. Este catastrófico accidente motivo por imperiosa necesidad que los legisladores del estado de Massachussets se dieran a la tarea de legislar sobre la construcción de calderas que garantizaran la vida de la ciudadanía. Después de muchos debates y discusiones publicas, el estado promulgo en 1907, el Primer Código Legal de un Reglamento para la Construcción de Calderas de Vapor. En 1908, el estado de Ohio aprobó un reglamento similar.

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Otros estados de la Unión Americana que habían padecido explosiones similares, se dieron cuenta de que estas podían ser evitadas mediante un buen diseño y fabricación adecuados por lo que también se dieron a la tarea de formular reglamentos para este propósito. Lo anterior ocasiono un verdadero caos para los fabricantes de calderas ya que los reglamentos de cada estado o aun más, de cada ciudad, diferían de un estado o ciudad a otra y a menudo estaban en desacuerdo teniendo como consecuencia dificultad para fabricar un equipo con el reglamento de un estado que pudiera ser aceptado por otro. Debido a esta falta de uniformidad los fabricantes de calderas apelaron en 1911 ante el Concilio de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos para corregir esta situación. Este ultimo respondió nombrando un comité para que formulara especificaciones uniformes para la construcción de Calderas de Vapor y otros Recipientes a Presión especificados para su cuidado durante el servicio. El comité estaba formado por siete miembros, todos ellos de un reconocido prestigio dentro de sus respectivos campos, estos fueron:  Un Ingeniero de Seguro de Calderas.  Un fabricante de Materiales.  Dos fabricantes de Calderas.  Dos profesores de Ingeniería.  Un Ingeniero Consultor. Este comité fue asesorado por otro comité formado por 18 miembros en calidad de consejero, que representaban varias fases de Diseño, Construcción, Instalación y Operación de Calderas. El Comité inicia su trabajo tomando como base los reglamentos de Massachussets, Ohio y otros datos de utilidad con los cuales emitió un informe preliminar el cual fue presentado en 1913. Se hicieron 2,000 copias del informe las cuales fueron enviadas a los Profesores de Ingeniería Mecánica, a los Departamentos de Inspección de Calderas de Estados y Ciudades, a los Fabricantes de Calderas, a Editores de revistas de Ingeniería y a todos los interesados en la Construcción y Operación de Calderas, con el propósito de obtener de parte de cada uno de ellos retroalimentación de experiencias y comentarios. Después de tres años de innumerables reuniones y audiencias publicas fue adoptado en la primavera de 1915 el primer Código ASME, el cual fue denominado “Reglas para la Construcción de Calderas Estacionarias y para las presiones permisibles de trabajo” conocido como la Edición 1914. Desde entonces el Código ha sufrido

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muchos cambios y se han emitido otros códigos de acuerdo a las necesidades contractuales. Los códigos han sido emitidos en siguiente orden: 1914

Sección I

Calderas de Potencia.

1923

Sección IV

Calderas para Calentamiento de Agua.

1924

Sección II

Especificaciones de Materiales.

1928

Sección VIII

Recipientes A Presión no sometidos a Fuego Directo.

1937

Sección IX

Calificaciones de Soldadura.

1965

Sección III

Componentes de Plantas Nucleares.

1968

Sección VIII Div. 1

Código para Recipientes a Presión.

1968

Sección VIII Div. 2

Reglas Alternativas para Recipientes a Presión.

1969

Sección X

Recipientes a Presión de Plástico con Fibra Reforzada.

1971

Sección V

Ensayos No Destructivos.

1974

Sección IX

Se incluyen las calificaciones para soldadura por Brazing.

1997

Sección VIII Div. 3

Reglas Alternativas para Recipientes a Alta Presión.

1998

Sección III Div 3

Sistemas de Contención y Empacado para Transporte de Combustible Nuclear Desgastado y Desechos con Alto Nivel de Radioactividad.

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2.0 SISTEMA ASME 2.1 ¿QUIÉNES LO INTEGRAN? En los Estados Unidos, el negocio de la Construcción y Regulación de Equipo que este sometido a Presión involucra los esfuerzos de cuatro grupos principalmente : - El ASME ( Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos). - Los Fabricantes. - Las Jurisdicciones. - Las Agencias de Inspección Autorizadas.

El ASME Proporciona la infraestructura ( Estructura del Comité, Secretarias de Apoyo, Programas de Acreditación, etc.) para desarrollar y mantener los Códigos y las Normas. Ellos promueven un proceso de consenso abierto para el desarrollo de sus Estándares. Voluntarios de la Industria ( Fabricantes, Duenos/Usuarios, Agencias de Inspección, Jurisdicciones) son las personas que integran los Comités de ASME que mantienen actualizados los Códigos. La función del Comité de Calderas y Recipientes a Presión ASME es establecer reglas consideradas necesarias para la Fabricación de Recipientes a Presión y Calderas que se desarrollaran de manera segura y confiable, y para interpretar estas reglas cuando surjan preguntas respecto al significado o intención de algún tema especifico.

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Las Jurisdicciones En los Estados Unidos y Provincias de Canadá, el uso mandatorio de uno o mas Códigos ASME es obligado por las Jurisdicciones. En los Estados Unidos, cada estado mas algunas grandes ciudades, son consideradas Jurisdicciones. Aproximadamente 34 de los 50 estados adoptan la Sección VIII Div. 1 como su Ley para la fabricación de Recipientes a Presión, y 48 de 50 estados adoptan la Sección I como su Ley para la fabricación de Calderas. El Inspector en Jefe de cada jurisdicción es asignado con la responsabilidad de hacer cumplir sus leyes en lo referente a Calderas y Recipientes a Presión que vayan a ser instaladas dentro de su jurisdicción. Los Inspectores en Jefe son miembros del National Board. Las Agencias de Inspección Autorizadas Estas proporcionan la verificación de tercera parte independiente de que la fabricación de equipo nuevo de Calderas y Recipientes a Presión es realizada de acuerdo con el Código ASME. Actualmente una Agencia de Inspección Autorizada esta definida como una Compañía Aseguradora regularmente involucrada en la practica de asegurar Calderas y Recipientes a Presión una o mas jurisdicciones que adoptan el Código ASME como ley, o una Jurisdicción que proporciona Servicios de Inspección. Los Inspectores Autorizados que trabajan para una Agencia de Inspección Autorizada, deben tener un Certificado de Comisión emitido por el National Board y mantener un endorso “A”(Inspector Autorizado) o “B”(Supervisor de Inspector Autorizado). Los Fabricantes Los Fabricantes de cualquier parte del mundo, pueden adquirir las estampas del Código ASME autorizándolos a fabricar y estampar Equipo sometido a Presión que a cumplido con las reglas de los Códigos ASME. Un Fabricante puede poseer mas de una estampa, tal como la estampa “S”, la “PP”, la “U” , etc. Los Fabricantes son acreditados por un periodo de tres anos. Un auditoria es realizada cada 3 anos para retener las estampas. En muchos casos, Consultores del National Board actúan como los Inspectores designados por el ASME y conducen la Auditoria de Acreditación. Muchos Fabricantes patrocinan voluntarios para trabajar en los Comités de ASME que mantienen el Código de Calderas y Recipientes a Presión. 2.2 ¿CÓMO ES DESARROLLADO? El ASME promueve fuertemente un proceso de consenso abierto para el desarrollo y mantenimiento de sus códigos y normas. Esto significa que cualquier parte interesada puede participar en el proceso , ya sea por participación directa o en un comité técnico, o por ejemplo dando sus comentarios durante el proceso de aprobación. De manera

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general, todas las reuniones técnicas son abiertas al publico, por lo que miembros que no son del comité también pueden participar en las discusiones. Un balanceo de miembros es mantenido en los subcomités y en el comité principal. De este manera, ningún grupo interesado como pueden ser los fabricantes, duenos/usuarios, jurisdicciones, agencias de inspección, puedan tener un control mayoritario en un comité. Esto asegura que las propuestas reciban una justa e igual consideración en lo relativo a seguridad, economía , y confiabilidad. El desarrollo y mantenimiento del Código es desarrollado de manera general de la siguiente manera: . Las partes interesadas( fabricantes, usuarios, agencias de inspección) pueden solicitar o sugerir una revisión al código, interpretación o caso código. La Sección I en el apéndice I; la Sección IV, apéndice 1, o la Sección VIII Div. 1, Apéndice 16, contienen instrucciones para el envio de preguntas al ASME. . Las propuestas son revisadas y reconciliadas por los miembros del subgrupo apropiado para ganar la aceptación y acuerdos. Las propuestas acordadas son presentadas para su aprobación e implementación. Frecuentemente, las revisiones al Código resultan del proceso de responder una pregunta, donde un mejoramiento al Código es identificado, y una partida de trabajo abierta. Los Comités del ASME asignan un numero a cada partida de trabajo. En los últimos anos, se han iniciado hasta 900 partidas de trabajo. El Código ASME para Calderas y Recipientes a Presión es escrito, revisado e interpretado por el Comité de Proceso. Las revisiones al Código son realizadas mediante el siguiente proceso: 1.- La propuesta es desarrollada en los grupos de trabajo o a nivel subgrupo. 2.- Las propuestas son revisadas y sometidas a voto en el Subcomité correspondiente y, si son aprobadas, la propuesta es sometida para su aprobación mediante el voto, del Comité Principal. 3.- Las propuestas enviadas al Comité Principal, también son revisadas por las Jurisdicciones y el Comité de Conferencia de la Marina. 4.- Una revisión administrativa por la Junta sobre Tecnología de Presión, Códigos y Estándares. 5.- Una revisión del Público en General. Todo lo anterior es realizado en un tiempo mínimo de 1 a 2 anos para que las nuevas propuestas sean desarrolladas y aprobadas en todos los niveles de los comités.

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2.3 ORGANIZACION DE LOS COMITES DE REVISIÓN DE LOS CODIGOS ASME. El Comité principal de Calderas y Recipientes a Presión de ASME esta integrado por treinta miembros representando las 11 Secciones del Código. Cada Código de Construcción, Código en Servicio y Código de Referencia, tiene subcomités los cuales son responsables de sus propias secciones. Debajo de cada Subcomité existen diversos subgrupos y grupos de trabajo los cuales son responsables para áreas especificas de cada Código, tales como Requerimientos Generales, Diseño, Fabricación o Inspección.

Board of Pressure Technology Codes and Standards

Conference Committee

B& PV Main Committee Task Group

Subcommittee Subgroup

Subcommittee

Subgroup

Working Group

Working Group

Subgroup

Subgroup

Working Group

2.4 CODIGOS DEL ASME ACTUALMENTE EN EXISTENCIA. Las Secciones del Código actuales(Emisión 2007, Adenda 2008) son : SECCIONES DESCRIPCIÓN I Reglas para la Fabricación de Calderas de Potencia. II Materiales. Parte A : Especificaciones de Materiales Ferrosos. Parte B : Especificaciones de Materiales No Ferrosos. Parte C : Especificaciones para varillas, electrodos, y alambres Utilizados para soldar.

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III III

IV V VI VII VIII

IX X XI

Parte D : Propiedades de los Materiales. Subseccion NCA : Requerimientos Generales para la División 1 y División 2. División 1 Subseccion NB : Componentes Clase 1. Subseccion NC : Componentes Clase 2. Subseccion ND : Componentes Clase 3. Subseccion NE : Componentes Clase MC. Subseccion NF : Soportes. Subseccion NG : Estructuras de Soporte del Núcleo. Subseccion NH : Componentes Clase 1 en Servicio de Temperaturas Elevadas. Apéndices División 2 : Código para Contenedores de Concreto. División 3 : Sistemas de Contención para Almacenaje y Paquetes de de Transporte de Material Nuclear Desgastado y Material Radioactivo de Alto Nivel y Desechos. Reglas para la Fabricación de Calderas Calefactoras de Agua. Examinaciones No Destructivas. Reglas Recomendadas para el Cuidado y Operación de Calderas para Calentamiento de Agua. Guías Recomendadas para el Cuidado de Calderas de Potencia. Reglas para la Fabricación de Recipientes a Presión. División 1 : Recipientes a Presión. División 2 : Reglas Alternativas. División 3 : Reglas Alternativas para la Fabricación de Recipientes a Presión sometidos a Presiones Elevadas. Calificaciones de Soldadura y Soldadura por Brazing. Recipientes a Presión Fabricados de Plástico de Fibra Reforzada. Reglas para la Inspección en Servicio de Componentes de Plantas Nucleares.

2.5 ADENDAS. Las Adendas son paginas de colores, las cuales incluyen las adiciones y revisiones a las secciones individuales del Código, estas son publicadas anualmente y enviadas automáticamente a los Compradores de la Secciones aplicables hasta la publicación de la siguiente emisión del Código. Las nuevas ediciones de los Códigos de ASME son publicadas cada 3 anos. Durante los anos intermedios, revisiones, erratas y adiciones a los Códigos son publicados vía Adenda en Julio 1. Estas revisiones/adiciones llegan a

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ser mandatorias seis meses después de la publicación, es decir, en Enero del ano siguiente de la emisión. Sin embargo, estas revisiones pueden ser usadas para la Fabricación de Equipos de Código tan pronto como sean publicadas las adendas. 2.6 INTERPRETACIONES. Los usuarios del código pueden solicitar una aclaración de un requerimiento del Código enviando una solicitud al Comité. Las interpretaciones nunca introducen un requerimiento nuevo al Código. Las interpretaciones son...