Calculadora de la Tensión en un Recipiente a Presión de Pared Delgada (Cilindro y Esfera)
La tensión circunferencial y longitudinal en un cilindro o esfera de pared delgada bajo presión interior, el espesor de pared necesario para una tensión admisible y la mayor presión que soporta una pared dada.
Resultados
Qué hace esta herramienta
En un cilindro a presión, la tensión alrededor del perímetro es el doble de la tensión a lo largo del eje, σ = pr ÷ t frente a pr ÷ 2t; por eso una salchicha revienta a lo largo y la costura longitudinal de una caldera es la que cuenta. Una esfera soporta la presión con la mitad de pared que un cilindro del mismo tamaño, con pr ÷ 2t en todas las direcciones. Las fórmulas valen cuando el radio es al menos unas diez veces la pared. Los códigos reales de recipientes a presión añaden sobreespesor de corrosión, coeficientes de seguridad y eficiencias de junta ensayadas, así que use esto como primera estimación, no para certificar.
Fórmula
hoop σ = p r ÷ t · longitudinal σ = p r ÷ 2t (cylinder, and sphere) · t_needed = p r ÷ (S E) · valid when r ≥ 10 t
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
pb | Presión interior (manométrica) | bar |
di | Diámetro interior | mm |
tw | Espesor de pared | mm |
sa | Tensión admisible del material | MPa |
ej | Eficiencia de la junta soldada (1 = sin costura) | — |
HO | Tensión circunferencial (alrededor del perímetro) | MPa |
LO | Tensión longitudinal (a lo largo del eje; también la de una esfera) | MPa |
UT | Parte de la tensión admisible utilizada | % |
TR | Espesor de pared necesario | mm |
PM | Mayor presión que permite esta pared | bar |
VD | ¿Valen las fórmulas de pared delgada? | — |
Ejemplo resuelto
- Presión interior (manométrica)10 bar
- Diámetro interior500 mm
- Espesor de pared5 mm
- Tensión admisible del material120 MPa
- Eficiencia de la junta soldada (1 = sin costura)1
- Tensión circunferencial (alrededor del perímetro)50,0 MPa
- Tensión longitudinal (a lo largo del eje; también la de una esfera)25,0 MPa
- Parte de la tensión admisible utilizada42 %
- Espesor de pared necesario2,08 mm
- Mayor presión que permite esta pared24,0 bar
- ¿Valen las fórmulas de pared delgada?Sí — el radio es al menos 10 veces la pared
Limitaciones
- Para trabajos que deban cumplir una norma o ser firmados, contraste el resultado con el reglamento aplicable y pida la revisión de un ingeniero cualificado.
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.