Foros de SóloIngeniería

- 31 Ago 2016, 10:54 #357679

Buenos días
Ante todo debo admitir que estoy en pañales con temas de vacío, he intentado mirar algo en el poco tiempo que tengo, pero me parece que no sera suficiente dedicarle solo un rato, así que por eso recurro al foro a ver si me sintetizan un poco las causas y las posibles soluciones.

Intentaré plantear el problema de la manera mas sencilla posible.
Tenemos un deposito como el de la imagen, es decir
ø exterior: 1700mm,
espesor de la chapa: 4mm
Altura total: 3000mm aprox
Material Aisi-304

El tema en cuestión es que a este deposito se le conecta una bomba de vacío (creo que el vacío que crea es máximo 0.8 bar en valor absoluto) para varias cosas entre ellas es usada para crear la succión de producto y llenarlo, es decir, el operario activa la bomba de vacío por un periodo aproximado de 2-5 minutos y luego acciona la válvula de entrada de producto y así lo llena.

El problema que ocurrió es que, nuestro técnico estaba realizando unos ajustes y calibraciones de pesaje mientras la bomba estaba activada y el deposito completamente vacío, eso ocurrió por un tiempo aproximado de 30 minutos y causo la deformación que pueden ver en la foto (como una lata de coca cola).

Posibles Causas?
Método correcto para el calculo del espesor de la chapa?

Saludos y gracias de antemano.

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Un científico debe tomarse la libertad de plantear cualquier cuestión, de dudar de cualquier afirmación, de corregir errores.
Julius Robert Oppenheimer

En realidad, prefiero la ciencia a la religión. Si me dan a escoger entre Dios y el aire acondicionado, me quedo con el aire.
Woody Allen

En principio la investigación necesita más cabezas que medios.
Severo Ochoa

- 01 Sep 2016, 07:54 #357692

Se aceptan todo tipo de ideas, consejos o lo que sea, pero digan algo, jajaja
Saludos :

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Severo Ochoa

- 02 Sep 2016, 06:12 #357710

Yo recuerdo hace algunos años cuando entre al foro que una cuestión como esta hubiese tenido muchísimas mas participaciones,

Que pasa colegas? Lean y escriban que cualquier cosa en bienvenida.

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Severo Ochoa

- 02 Sep 2016, 08:05 #357712

Buenos días Cabilla,

Así a bote de pronto no se me ocurre cuál ha podido ser el problema, ya que para un depósito de esas dimensiones el espesor es más que aceptable. Se me ocurre que el problema pueda ser por la soldadura, o que la presión de vació sea mucho mayor de 0,8 bar.
Tienes la ficha técnica del depósito? Si es así puedes ver en ella la pres. máxima de trabajo.
Si saco un rato en el trabajo te lo miro con más detenimiento.

Un saludo.

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- 02 Sep 2016, 10:40 #357716

Gracias Dewit.
El deposito lo hemos diseñado nosotros, como muchos otros y nunca nos había pasado, claro tampoco nunca había estado la bomba de vacío tanto tiempo funcionando sin producto en el interior, por lo que incrementa el área de incidencia de dicho vacío, la verdad, a mi se me escapan muchas cosas, lo único que puedo pensar es que la bomba provocó un vacío superior, como tu también dices. Por otra parte si te fijas en las fotos las soldaduras aparentemente esta bien, porque no son el punto de inflexión en ningún pliegue, así que en principio las daría por buenas,
Gracias otra vez y dime que crees.

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Severo Ochoa

- 02 Sep 2016, 10:58 #357719

Mmm... Solo se me ocurre entonces que en esa media hora no se abriera la válvula de llenado (o la válvula de seguridad), o bien esta esté obstruida, y lo que pasó es que la presión de vacío fue en aumento hasta que el depósito no pudo soportar la tensión y colapsó.

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- 02 Sep 2016, 11:12 #357720

Esa es una de mis principales dudas, es decir,
Si la bomba es para máximo 0.8 bar de vacío, ¿puede incrementarse más?

Lo otro que comentas es totalmente cierto, es decir todas las posibles entradas estaban cerradas y como nunca había pasado, tampoco teníamos instalada una válvula de seguridad.

Yo he hecho el calculo en SolidWorks y me da un resultado sobrado, es decir un coeficiente de seguridad de casi 4 o asi, pero la verdad es que no se si lo estoy haciendo correctamente.

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Severo Ochoa

- 02 Sep 2016, 18:15 #357723

Como sabrás el vacío absoluto no se ha conseguido y este es igual a 1 atm así que la bomba no podrá pasar de un bar ni en sueños.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 02 Sep 2016, 18:40 #357724

Yo lo he visto en depósito de cisternas, vueltas de los manparos y deformación del depósito por hacerse más vacio que el que soporta el depósito.

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- 02 Sep 2016, 23:14 #357727

Buenas.

Yo nunca había visto nada así, no trabajo con estas cosas.
Pero desde un punto de vista meramente físico se me ocurre que:
- El vacío conseguido tuvo que ser, a la fuerza, más profundo que el que indicas. Tal vez esa bomba puede llegar a esa depresión en ese tiempo, pero no es su límite a largo plazo.
- Las soldaduras y juntas seguro que están perfectas! Si hubiera la más mínima fisura (normalmente no deseable) se habría limitado el vacío y tal vez se habría salvado el depósito.

Del resto de tu exposición, y desde la ignorancia, permíteme que te diga que si lo habéis construído vosotros pero no sabes si estás haciendo bien tu propia simulación... no dice mucho a vuestro favor. Pero supongo que de todo aprenderéis, no?
Yo miraría mejor las características de la bomba, e incluiría manómetro y válvula de seguridad.

saludos

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- Proyectos de baja, clima, dirección de obra,...
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- Entiendo.

- 03 Sep 2016, 10:59 #357729

Si la bomba no dispone de presostato, seguirá haciendo vacío hasta alcanza casi -1 bar relativo. Es como si el depósito recibiera un bar exterior de presión.
Por la forma del dibujo, está dimensionado para presiones interna, no externas, y se produce flexión en la longitudde 3 m.

Lo más sencillo sería añadir anillos internos de refuerzo cada 50 cm por ejemplo, o rigidizadores exteriores como aletas, y comprobar si resiste el bar exterior.
Saludos

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- 05 Sep 2016, 06:35 #357743

Muchas Gracias a todos por las respuestas,
Es evidente que ha fallado algo mas que el deposito, el tema es que este proyecto se ha hecho entre varias empresas y al estar tan disgregado puede que algunos de los componentes no estuviera calculado o seleccionado acorde con otros, cosa que se evidencia en estos resultados.
Por otra parte como ya habíamos comentado antes, de estos depósitos o similares hay unos cuantos trabajando pero a ninguno le había ocurrido nada similar, de todas formas queda claro que es super importante lo de incluir manómetros y válvulas de seguridad en la instalación.

Lo que me quedaría pendiente es si alguien podría decirme cual seria la manera correcta de plantear el calculo para vacio, ya que cuando yo lo hago me da un buen resultado y es evidente que algo se me esta escapando.

Saludos a todos

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Severo Ochoa

- 05 Sep 2016, 15:05 #357749

Buenas.

Si no os ha pasado más, será porque siempre se ha seguido el mismo procedimiento de uso: vaciado, vacío, rellenado, todo en un tiempo fijado y dentro de los mismo límites. Por supuesto, las medidas de seguridad se requieren cuando esos límites no se cumplen.

No seré yo quien te diga cómo dimensionar tu depósito (no tengo ni idea) pero sí te puedo decir que de la forma que lo preguntas... es poco probable que obtengas respuesta, porque en realidad no dices lo que has hecho, tus hipótesis de trabajo, método... Yo al menos esperaría que hicieras la pregunta con fundamento, para indicar lo que haces bien o mal, pero no "cómo se hace?" que se puede interpretar como "hacedme el trabajo".

en mi opinión, claro...

saludetes

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- 06 Sep 2016, 06:14 #357758

Hola Teleñeco
Entiendo lo que planteas y ademas es cierto tal vez me falta explicar el método de calculo que estamos utilizando, pues bien aquí va.
Todos estos depósitos los estamos calculando usando el SolidWorks, en este caso especifico, lo hemos calculado de varias formas pero el resultado es el mismo, es decir, hemos aplicado una presión de 1 bar en las paredes internas hacia dentro del deposito, para que se comporte como el vacío. También lo he hecho desde las paredes exteriores en el mismo sentido y también lo he calculado con 2 bares de presión, aun así todos los resultados concluyen que el limite elástico del material esta por encima del que le estamos aplicando.
Es por ello que pienso que me falta incluir algo en el procedimiento de cálculo, porque de lo contrario es inexplicable lo que ha ocurrido.
Saludos y muchas gracias

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Severo Ochoa

- 06 Oct 2016, 09:21 #358221

Buenos días:

Mucho cuidado con los cálculos de un depósito sometido a presión exterior (depresión). Se deben tener en cuenta los fenómenos de pandeo elástico por depresión. En estos casos los factores determinantes son el diámetro, el espesor, el material (hay que tener en cuenta la temperatura de trabajo) y la longitud de pandeo (buckling length). Lo más adecuado es emplear códigos de cálculo de reconocido prestigio como ASME VIII, Div. 1.
En tu caso particular, haciendo un cálculo preliminar con ASME a presión exterior (depresión) considerando temperatura ambiente me sale una depresión máxima de 0,28 bar muy inferior a los 0,8 bar a los que has sometido al depósito. Por lo tanto es lógico que haya colapsado.
Indicar que el vacío total (-1 bar) es una depresión muy importante y tus 0,8 están cercanos.
Para solucionarlo tendríais que poner aros de refuerzo, bien interior o exteriormente de la virola para reducir la longitud de pandeo (distancia máxima entre 2 puntos de la virola rigidizados). Lógicamente los aros han de ser dimensionados adecuadamente.
Te recomiendo que sigas los apartados UG-28 y UG-29 del código ASME VIII, Div.1
Saludos

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