DATOS REQUERIDOS PARA EL DISEÑO (PROPORCIONADOS EN LA HOJA DE DATOS)

1) Número de tubos requeridos. 2) Diámetro de los tubos.

3) Requiere mampara de choque o no (III.1). 4) Diámetro interior de la coraza.

6) Arreglo de los tubos (III.2.1.2).

7) Número de pasos por los tubos (III.2.1.3). 8) Tipo de flujo en la coraza (III.2.1.4).

III.2.1.1. TIPOS DE CABEZAL

El número de tubos que específica la hoja de datos para el haz, debe estar comprendido en un círculo cuyo diámetro se establece en función de las tolerancias de fabricación y montaje que deben considerarse para el tipo de cabezal requerido, así como por las dimensiones del empaque, el cual se reduce al ancho mínimo permisible (TEMA R-6.3) para obtener el mayor “Círculo Límite de Tubos”, (CLT) y así contener los tubos necesarios.

El ancho mínimo de los empaques especificados por las normas es 3/8pulg. (9.5mm.) para equipos con 23pulg. (584mm.) de diámetro nominal o menores y 1/2pulg (13mm.) para aquéllos de mayor diámetro, pero será necesario comprobar posteriormente que estos empaques cumplan las necesidades de sello al diseñar los cabezales flotantes que los incluyen (Cap. III.3).

a) Cabezal Tipo “S”

Este cabezal será diseñado teniéndose presente que será desmontable y por lo mismo, requerirá tolerancias en su dimensionado que le permita al espejo flotante, salir libremente a través de la coraza al extraerse el haz, después de desmontar el bonete y las bridas de este cabezal flotante, que también contarán con tolerancias de fabricación para el fácil acoplamiento y desmontaje.

Cálculo del Máximo Círculo Límite de Tubos.

Considerando la Figura III.2-a, se calculará el “CLT” de la manera siguiente: Diámetro del espejo flotante (DE)

DE = DI – 3/8 ó (DI – 9.5 mm) Diámetro exterior del empaque (DEE)

DEE = DE

Diámetro interior del empaque (DIE) DIE = DEE – 2N

Diámetro macho del espejo flotante (DM)

DM = DIE – 3/8” ó (DIE – 9.5 mm) Diámetro del máximo círculo límite de tubos (CLT)

CLT = DM – 1/4” ó (DM – 6.3mm.) b) Cabezal Tipo “T”

Deberá diseñarse de tal forma que al ser extraído el haz de tubos para la operación de limpieza y mantenimiento, el espejo del cabezal flotante, pueda salir libremente a través de la coraza estando acoplado con la brida de la tapa del cabezal mediante sus espárragos.

La tolerancia de 3/16pulg. (4.8mm.) mínima que se indica en la Figura III.2- a y b entre la cara interna de la coraza y el radio del espejo, es una dimensión que permitirá librar pequeños obstáculos que pudieran presentarse en la longitud de la coraza al extraer el haz, debidos a irregularidades en ella, tales como deformaciones causadas por golpes, por cambios de temperatura al aplicar la soldadura o bien defectos en la forma cilíndrica de la misma. Las tolerancias indicadas sobre el cabezal flotante permitirán el fácil acoplamiento y desensamble del espejo y la brida, además de facilitar su fabricación.

Literales utilizadas en la Figura III.2-b.

ϕ B – Diámetro del espárrago, que podrá tomarse por el momento como 3/4pulg. (19mm.) por ser el mínimo permitido en las normas, para evitar el peligro de sobreesfuerzo que existe en espárragos de menor diámetro, además de poder conseguir así una brida menos alta y con ello un “CLT” más amplio, aunque tendrá que verificarse al diseñar la brida del cabezal flotante (Cap. III.3)

E – Dimensión correspondiente al diámetro de espárrago seleccionado para proporcionar apoyo suficiente a las tuercas y dar resistencia a la brida en la sección acotada (Figura III.20).

N – Ancho del empaque

DI – Diámetro interior de la unidad

C – Tolerancia en el diámetro de las perforaciones del espejo y la brida para el libre cruce de los espárragos, que será de 1/16pulg. (1.6mm.) en diámetros menores o iguales a 1pulg, (25.4mm.) y 1/8pulg. (3mm.) para diámetros de espárragos mayores.

Cálculo del Máximo Círculo Límite de Tubos.

Considerando la Figura III.2-b se calcula el “CLT” de la siguiente manera: CLT = DI-3/8 – 2E (ϕB + c) – ¼-1/8 – 2N-1/4 –1/8 – ¼

CLT = DI – 2E - ϕ B – c – 2N –1 3/8pulg. c) Cabezales Tipo L, M, N.

Siendo estos cabezales de espejos fijos, sólo tendrá que considerarse una tolerancia para el cálculo del “CLT”, entre la cara interna de la coraza y la cara externa de los tubos más próximos a ella (Figura III. 1-a) con el fin de evitar que al aplicarse la soldadura de unión entre el espejo y la coraza, afecte por temperatura las uniones tubos espejo o bien para facilitar la soldadura y/o rolado de los tubos al espejo, además de no permitir que las perforaciones para los tubos de transferencia en las mamparas lleguen a su perímetro.

CLT = DI – 2 (3/8”) = DI – 3/4”

III.2.1.2. ARREGLO DE TUBOS

El arreglo corresponde a la forma que presenta la línea de unión entre los centros de tubos más próximos entre sí, en su corte transversal y está en función de la dirección del fluido que circula por la coraza. En la Figura III.1.-c, se muestran los diferentes arreglos de tubos, denominado como “Paso” a la distancia comprendida de centro a centro de cada tubo.

III.2.1.3. NÚMERO DE PASOS POR LOS TUBOS

El arreglo de las placas divisorias en los cabezales de distribución y de retorno (o cabezal flotante), determinan el número de veces que el fluido lado tubos cambia de dirección al circular por el interior de ellos, a lo que se llamará número de pasos. En la Figura III.3., se ilustran los arreglos más usuales de placas divisorias para diferente número de pasos por los tubos.

III.2.1.4. TIPOS DE FLUJO EN LA CORAZA

En la Figura III.4. se presentan varios dibujos ilustrativos que muestran arreglos diferentes de las mamparas para lograr el tipo de flujo deseado en la coraza, el cual se indica en cada esquema.

III.2.2. DATOS FINALES QUE DEBERÁ INCLUIR LA PLANTILLA DE BARRENADO