Acerca de esta herramienta
La Calculadora de tensión en recipientes a presión de pared delgada halla las tensiones de membrana en un recipiente cilíndrico o esférico bajo presión interna, o trabaja hacia atrás hasta el espesor de pared que requiere una tensión admisible elegida. Introduce la presión interna, el diámetro interior y el espesor de pared para el modo de tensión, o la presión, el diámetro, la tensión admisible y la eficiencia de la junta para el modo de espesor. La presión puede darse en MPa, bar o psi y las dimensiones en mm o pulgadas; todo se calcula localmente en tu navegador.
Para un cilindro de pared delgada (relación diámetro-espesor superior a unos 20) la tensión circunferencial es σ_c = p·r / t y la tensión longitudinal es la mitad, σ_l = p·r / 2t, donde r es el radio interior y t el espesor de pared. Para una esfera la tensión de membrana es p·r / 2t en toda dirección. Despejando el espesor requerido se obtiene t = p·r / (S·E) para un cilindro o t = p·r / (2·S·E) para una esfera, donde S es la tensión admisible y E la eficiencia de la junta soldada. La herramienta también reporta el mínimo al estilo ASME, t = p·r / (S·E − 0,6p) para un cilindro, que tiene en cuenta la presión actuando sobre el radio medio en lugar del interior. Si la relación diámetro-espesor cae por debajo de 20, señala que la hipótesis de pared delgada ya no se cumple y se necesita un análisis de pared gruesa (Lamé).
Como ejemplo resuelto, un cilindro con 500 mm de diámetro interior y 6 mm de pared bajo 2 MPa de presión interna tiene una tensión circunferencial de 2 × 250 / 6 ≈ 83,3 MPa y una tensión longitudinal de unos 41,7 MPa, con una relación diámetro-espesor de 83, cómodamente de pared delgada. Estas fórmulas cubren solo el comportamiento de membrana (lejos de extremos, boquillas y apoyos); la flexión local en discontinuidades requiere un análisis adicional.