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Tensión Admisible por Material
Calcule la tensión admisible de diseño según ASME VIII Div.1 o EN 13445-3. Propiedades dependientes de la temperatura, verificación de fluencia, factor de eficiencia de junta soldada. Más de 12 grados de material.
Tensión Admisible de Diseño
EN 13445-3 (Aceros férricos)
ASME VIII Div.1
Reducción de capacidad por temperatura
Tanto la tensión de fluencia como la resistencia última a la tracción (UTS) disminuyen con la temperatura. Esta calculadora utiliza curvas de reducción de capacidad linealizadas basadas en datos de EN 10028 / ASME II-D:
- Por debajo de 100°C: las propiedades tienen los valores a temperatura ambiente
- 100–400°C: reducción gradual (la fluencia disminuye más rápido que la UTS)
- Por encima de 400°C: reducción significativa; la fluencia puede ser el factor rector
Régimen de fluencia
Cuando la temperatura de diseño supera la temperatura de inicio de la fluencia, la tensión de rotura dependiente del tiempo es el factor rector. Inicio típico de la fluencia:
| Tipo de material | Inicio de fluencia (°C) | T de diseño máx. típica |
|---|---|---|
| Acero al carbono (S235, S355) | ~350 | 400°C |
| Presión C-Mn (P265GH, P355GH) | ~380 | 450°C |
| Acero al Mo (16Mo3) | ~400 | 500°C |
| Acero CrMo (13CrMo4-5) | ~450 | 550°C |
| 2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10) | ~470 | 600°C |
| Acero inoxidable austenítico (304, 316L) | ~500 | 700°C |
Ejemplo práctico
Datos: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, soldadura E=1.0
Rp(250°C) ≈ 265 × 0.85 = 225.3 MPa (reducción por temperatura)
f_yield = 225.3 / 1.5 = 150.2 MPa
f_UTS = 410 / 2.4 = 170.8 MPa
f = min(150.2, 170.8) = 150.2 MPa (la fluencia es el factor rector)
Con E=1.0: σ_allow = 150.2 MPa
Comparación de materiales a temperatura ambiente
| Material | Rp0.2 | Rm | f (EN) | S (ASME) |
|---|---|---|---|---|
| S235JR | 235 | 360 | 150 | 103 |
| S355JR | 355 | 510 | 213 | 146 |
| P265GH | 265 | 410 | 171 | 117 |
| P355GH | 355 | 490 | 204 | 140 |
| 16Mo3 | 280 | 450 | 187 | 129 |
| 13CrMo4-5 | 295 | 460 | 192 | 131 |
| 10CrMo9-10 | 275 | 450 | 183 | 129 |
| 304 SS | 210 | 520 | 140 | 138 |
| 316L SS | 200 | 500 | 133 | 133 |
| 2205 Duplex | 450 | 620 | 258 | 177 |
⚠️ Nota: Esta calculadora proporciona valores aproximados para el diseño preliminar. Verifiquen siempre con las tablas reales del código (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) para su grado de material, forma del producto, espesor y temperatura específicos.
El esfuerzo admisible es el esfuerzo máximo permitido en un componente del diseño. Es la resistencia del material dividida entre un factor de seguridad definido por el código. Su uso garantiza que el componente no falle bajo cargas normales (o anormales), con un margen de seguridad adecuado.
Los distintos códigos usan diferentes factores de seguridad, lo que da lugar a diferentes esfuerzos admisibles para un mismo material.
ASME VIII usa un factor de seguridad para UTS de 3.5 (era 4.0 antes de 2007), mientras que EN 13445 usa 2.4. Esto significa que ASME es más conservador respecto al criterio de UTS. Sin embargo, ambos usan 1.5 para el límite elástico.
Para materiales de alta resistencia en los que el límite elástico es determinante (por ejemplo, S355, 2205), ambos códigos dan resultados similares. Para materiales de menor resistencia en los que UTS es determinante, ASME es considerablemente más conservador.
Tanto el límite elástico como la UTS disminuyen con la temperatura. El límite elástico disminuye más rápido. Por encima de la temperatura de inicio de la fluencia lenta, el esfuerzo de rotura dependiente del tiempo puede convertirse en el criterio determinante.
Ejemplo: S355 a 400°C tiene Rp ≈ 297 MPa (frente a 355 a RT), por lo que el esfuerzo admisible disminuye de 213 a ~173 MPa (EN).
La fluencia lenta es significativa por encima de: ~350°C para acero al carbono, ~400°C para acero al Mo, ~450°C para CrMo, ~500°C para SS austenítico. Por encima de estas temperaturas, el esfuerzo de rotura por fluencia lenta a 100,000h, dividido entre su factor de seguridad, puede ser menor que el esfuerzo admisible basado en el límite elástico.
La eficiencia de la junta soldada (E o z) tiene en cuenta los posibles defectos de soldadura:
- E=1.0: Examen radiográfico o ultrasónico completo de todas las soldaduras
- E=0.85: Examen radiográfico por muestreo (parcial)
- E=0.7: Sin NDE volumétrico (solo visual)
El esfuerzo admisible efectivo = σ_allow × E. El uso de E=1.0 requiere más NDE, pero permite paredes más delgadas.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Instrumentos profesionales de campo. Utilizados en más de 50 países.
