¿Qué es la presión de diseño?

En términos de recipientes a presión, la presión de diseño de una tubería, tanque, reactor u otro recipiente es la presión a la que se espera que la unidad funcione durante las operaciones normales. Esto incluye el exceso de presión que puede ocurrir en la operación normal; Como regla general, este exceso de presión puede variar del 10 al 25 por ciento de la presión calculada del recipiente. La presión de diseño se utiliza para determinar las características del recipiente a presión y para medir las capacidades del recipiente.

Un recipiente a presión es un recipiente cerrado, como un reactor químico o tanque de proceso, que está diseñado para contener gases o líquidos a presiones superiores a la de la atmósfera. Dichos recipientes se encuentran comúnmente en instalaciones de procesamiento de productos químicos y petróleo. Los intercambiadores de calor, columnas de destilación, calderas, tanques de proceso, tuberías y reactores pueden considerarse recipientes a presión en las circunstancias adecuadas.

La presión de diseño de una operación de unidad dada generalmente se determina mediante cálculo o simulación de proceso. El software de diseño se utiliza para calcular la presión de funcionamiento de la unidad en función de las entradas de material y energía al sistema. Una vez que se ha desarrollado un modelo convergente, la presión de diseño se calcula tomando la presión predicha del modelo y agregando un exceso de presión estimado. El exceso de presión generalmente varía del 10 por ciento al 25 por ciento de la presión prevista y dependerá de la estimación del ingeniero de diseño de la estabilidad del proceso.

Una vez que la presión de diseño se ha determinado a partir de un modelo predictivo, el recipiente se puede fabricar. Esta presión se usa para determinar las dimensiones del recipiente. Los factores prácticos, como el material de construcción y los factores de seguridad de diseño a menudo dan como resultado un recipiente fabricado que puede exceder las especificaciones del factor de diseño. Los factores de seguridad se utilizan para garantizar que los recipientes a presión puedan operar de manera segura por encima de sus presiones operativas previstas durante cortos períodos de tiempo.

La presión de diseño de un recipiente no debe confundirse con la presión de trabajo máxima permitida (MAWP). El MAWP de un recipiente a presión se calcula utilizando el material de construcción y las dimensiones del recipiente y es una medida de la presión que el recipiente puede soportar antes de fallar. El MAWP se utiliza para determinar la configuración de las válvulas de seguridad de presión en la unidad. La corrosión de fuentes químicas, el desgaste mecánico y la exposición a la intemperie pueden reducir el MAWP de un barco con el tiempo.

La presión de diseño es una medida útil para ingenieros y operadores en lo que respecta a la seguridad del proceso. Puede ser necesario conocer la presión de operación promedio para una operación de la unidad para elegir el equipo apropiado para tomar muestras del proceso. La presión de diseño de un recipiente también se puede utilizar para estimar las condiciones del proceso, aunque las mediciones directas suelen ser más precisas.