Sin ttulo de diapositiva - PowerPoint PPT Presentation

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Sin ttulo de diapositiva

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SELECCIONAR LOS SISTEMAS PROTEGER LAS INSTALACIONES ANTE ... LIMITES DE EXPLOSIVIDAD:. MINIMA Y MAXIMA CONCENTRACION DE VAPORES COMBUSTIBLES EN AIRE ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Sin ttulo de diapositiva


1
CONDICIONES DE DISEÑO Y SEGURIDAD
2
CONTENIDO
  • TEMPERATURA Y PRESION DE DISEÑO
  • SISTEMAS DE ALIVIO
  • SELECCION DE CONTINGENCIAS
  • SELECCION DE VALVULAS DE ALIVIO
  • SELECCION DE SISTEMAS DE DEPRESURIZACION, VENTEO
    Y ANTORCHA

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OBJETIVO
  • PROPORCIONAR HERRAMIENTAS PARA ESTABLECER
    CONDICIONES DE DISEÑO
  • SELECCIONAR LOS SISTEMAS PROTEGER LAS
    INSTALACIONES ANTE DESVIACIONES DE LAS
    CONDICIONES NORMALES DE OPERACIÓN
  • GENERAR LA INFORMACION DE SEGURIDAD PARA SU
    INCLUSION EN LA HOJA DE DATOS DE PROCESO DE
    EQUIPOS

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TEMPERATURA Y PRESION
TEMPERATURA Y PRESION DE OPERACION TEMPERATURA Y
PRESION NORMAL DE OPERACION
  • TEMPERATURA Y PRESION MAXIMAS/MINIMAS
    TEMPERATURAS Y PRESIONES NORMALES DESVIACIONES
    POR
  • ARRANQUE
  • PARADA
  • DEPRESURIZACION
  • OPERACIÓN ALTERNA
  • FALLAS
  • FLEXIBILIDAD

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TEMPERATURA DE DISEÑO RECIPIENTES
  • TMETAL PARA LA CONDICION COINCIDENTE DE PRESION Y
    TEMPERATURA MAS SEVERA
  • T METAL T FLUIDO SI NO HAY AISLAMIENTO INTERNO
  • MAXIMA O MINIMA, O AMBAS
  • UTILIZADA PARA DISEÑO MECANICO

CONSIDERE EFECTO DE LIMPIEZA CON VAPOR
(DECOKING), FALLA DE ENFRIAMIENTO, FALLA DE
REFLUJO, ETC
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TEMPERATURA DE DISEÑO TUBERIAS
  • NORMALMENTE NO SE ESPECIFICA T DISEÑO
  • SE ESPECIFICAN CONDICIONES MAXIMAS Y MINIMAS.
    CONSIDERE DECOKING, ARRANQUE, PARADA, OPERACION
    ALTERNADA
  • ESFUERZO PERMISIBLE (S) DEPENDE DE T ENTRE
    100-650 oF. SE REQUIERE SELECCION CUIDADOSA
  • PARA CONEXIONES SIN AISLAMIENTO, T maxima 0,9
    Tmaxima DEL FLUIDO DE PROCESO

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PRESION DE DISEÑO GENERAL
  • LA PRESION MAXIMA DE OPERACIÓN SE DETERMINA
    CONSIDERANDO VARIACIONES EN
  • PRESION DE VAPOR
  • CABEZAL ESTATICO
  • CAIDA DE PRESION SISTEMA
  • P SHUT OFF BOMBAS/COMPRESORES
  • CAMBIOS DE T AMBIENTE
  • CAMBIOS DE ALIMENTACION
  • CAMBIOS EN DENSIDAD

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PRESION DE DISEÑO RECIPIENTES
  • PRESION MAXIMA O MINIMA (VACIO) UTILIZADA PARA
    DETERMINAR MINIMO ESPESOR DE PARED
  • ESPECIFICADA EN EL TOPE A MENOS QUE SE INDIQUE
  • MARGEN ENTRE T MAX OPER Y T DISEÑO EVITA APERTURA
    DE VALVULA DE ALIVIO
  • P DISEÑO ES
  • P DISEÑO gt 16 PSIG PARA ASME

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PRESION DE DISEÑO TUBERIAS
  • CONSISTENTE CON P DISEÑO RECIPIENTES
  • SHORT TIME (10 Horas/vez o 100 Horas/año)
  • Se permite incremento de S (Presión) 33
  • INTERMEDIATE TIME (50 Horas/vez o 500 horas/año)
  • Se permite incremento de S (Presión) 20
  • AGUAS ABAJO DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  • P1 NORMAL 1,2 (?P NORMAL)
  • P1 MAXIMO ?P NORMAL
  • ?P MAXIMO (SHUT OFF) P1 NORMAL
  • EN BOMBAS EN PARALELO P SUCCION BUENA PARA 75 P
    DISEÑO DESCARGA

10
CONSIDERACIONES EN LA PRESION DE DISEÑO
CONEXIONES
11
TEMPERATURA Y PRESION DE DISEÑO EJEMPLO
600 PSIG NORMAL 500 OF MÁXIMO
590 PSIG NORMAL 300 OF MÁXIMO
20 PSIG NORMAL 100 PSIG MÁXIMO
A
B
MAXIMA PDESCARGA BOMBA 20 1,2580 716
PSIG 100 580 680 PSIG P DISEÑO
INTERCAMBIADOR A 716 PSIG P DISEÑO
INTERCAMBIADOR B 716 PSIG T DISEÑO
INTERCAMBIADOR A 500 OF T DISEÑO INTERCAMBIADOR
B 500 OF
Clase 400
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SISTEMAS DE ALIVIO
  • ASPECTOS CLAVE
  • EVALUACION DE LAS DESVIACIONES DEL PROCESO Y
    SELECCIÓN DE LA CONTINGENCIA DE DISEÑO
  • DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA Y VALVULAS DE ALIVIO
    PARA MANEJAR DICHA CONTINGENCIA
  • REFERENCIAS
  • API RECOMMENDED PRACTICES 520, PART I, II. API
    521
  • ASME CODE
  • ANSI STANDARD, B31.3, B31.4, B31.8

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DEFINICIONES Y REFERENCIAS
  • TEMPERATURA DE AUTOIGNICION MINIMA T PARA
    COMBUSTION AUTO SOSTENIDA SIN INTERVENCION DE
    CHISPA
  • CONTINGENCIA EVENTO ANORMAL, CONDUCE A
    EMERGENCIA
  • LIMITES DE EXPLOSIVIDAD. MINIMA Y MAXIMA
    CONCENTRACION DE VAPORES COMBUSTIBLES EN AIRE
  • FLASH POINT MINIMA T EN QUE UN LIQUIDO EXPUESTO
    AL AIRE GENERA VAPORES PARA FORMAR MEZCLA
    INFLAMABLE
  • CARGAS DE ALTO FLASH FLASH POINT gt 130 oF
  • CARGAS DE BAJO FLASH FLASH POINT lt 130 oF O T lt
    15 oF DE F.P.
  • LIGTH ENDS COMPUESTOS CON RVP gt15 psi
  • MATERIAL PIROFORICO MATERIAL COMBUSBLE
    EXPONTANEAO AL CONTACTO CON AIRE A Tambiente
  • MATERIAL TOXICO COMPUESTO QUE CAUSA LESIONES AL
    CONTACTO CON EL CUERPO (e.g FENOL, H2S, HF,
    BENCENO)
  • RIESGO SENCILLO EQUIPO AFECTADO POR UNA SOLA
    CONTINGENCIA

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DEFINICIONES Y REFERENCIAS
  • PRESION DE AJUSTE (SET PRESSURE) PRESION DE
    ENTRADA A LA CUAL LA PSV ESTA AJUSTADA PARA ABRIR
  • MAWP MAXIMA PRESION A LA CUAL EL RECIPIENTE
    PUEDE SER SOMETIDO CONTINUAMENTE
  • PRESION DE DISEÑO PRESION UTILIZADA PARA
    DETERMINAR tmin
  • ACUMULACION INCREMENTO DE PRESION SOBRE MAWP
    DURANTE DESCARGA DE PSV
  • SOBREPRESION EL INCREMENTO DE PRESION SOBRE LA
    PRESION DE AJUSTE DURANTE LA DESCARGA DE LA PSV
  • CONTRAPRESION (BACK PRESSURE) LA PRESION EN LA
    DESCARGA DE LA VALVULA DE ALIVIO
  • CONTRAPRESION IMPUESTA (SUPERIMPOSED BACK
    PRESSURE) PRESION EN LA DE DESCARGA ANTES DE LA
    APERTURA DE LA PSV
  • CONTRAPRESION CONSTRUIDA (BUILD UP BACK
    PRESSURE) PRESION EN EL LADO DESCARGA PRODUCTO
    DE LA APERTURA DE LA VALVULA

15
CARACTERISTICAS DE PROTECCION
16
VALVULA CONVENCIONAL VS BALANCEADA
BACK PRESSURE AFECTA SET PRESSURE
BACK PRESSURE SIN EFECTO EN SET PRESSURE
Cortesía NGPSA Data Book
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DETERMINACION DE CONTINGENCIAS
  • CONSIDERAR UNA SOLA CONTINGENCIA A LA VEZ
  • SUPONER QUE ANTES DE LA CONTINGENCIA, LA PLANTA
    SE ENCUENTRA OPERANDO EN SU CONDICION NORMAL
  • CONSIDERAR QUE LOS EQUIPOS EN OPERACIÓN
    CONTINUARAN FUNCIONANDO SI NO SON PARTE DE LA
    CONTINGENCIA
  • VALVULAS NORMALMENTE ABIERTAS CONTINUAN ABIERTAS.
    VALVULAS NORMALMENTE CERRADAS CONTINUAN CERRADAS

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QUE PUEDE IR MAL ?
  • FUEGO
  • LA PRESION EN UN EQUIPO SOMETIDO A FUEGO
    INCREMENTA DEBIDO A LA VAPORIZACION DE LIQUIDO
  • FALLA DE SERVICIOS
  • FALLA DE AGUA DE ENFRIAMIENTO. INCAPACIDAD DE
    REMOVER CALOR INCREMENTA PRESION
  • FALLA DE ELECTRICIDAD GENERALMENTE RESULTA EN
    INCAPACIDAD DE REMOVER CALOR
  • FALLA DE VAPOR SIMILAR A ELECTRICIDAD
  • FALLA DE AIRE DE INSTRUMENTOS VALVULAS FALLAN DE
    ACUERDO A SU MODO (AOAIR TO OPEN, ACAIR TO
    CLOSE)

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QUE PUEDE IR MAL ?
  • FALLA MECANICA
  • LAS VALVULAS DE CONTROL PUEDEN FALLAR EN
    CUALQUIER POSICION
  • LAS TUBERIAS DE HORNOS E INTERCAMBIADORES SE
    ROMPEN Y SE TAPONAN
  • ERRORES DE OPERACION
  • APERTURA O CIERRE DE LA VALVULA EQUIVOCADA

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CONTINGENCIAS
  • BLOQUEO SALIDA DE GAS
  • BLOQUEO DE SALIDA DE LIQUIDO
  • PERDIDA DE SELLO DE LIQUIDO AGUAS ARRIBA
  • FUEGO

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DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
GAS O VAPOR, FLUJO CRITICO
A Area de descarga (pulg2) Qv Flujo a través de
la válvula (scfm) T1 Temperatura absoluta
(oR) G Gravedad Especifica referida a
aire1 z Factor de compresibilidad C1 Coeficiente
en función de kCv/Cp K Coeficiente de descarga
(suplidor) K0,975 para diseño preliminar P1 Presi
ón absoluta (psia) Kb Corrección por contra
presión W Flujo de gas (lb/hr) F2 Coeficiente de
flujo subcrítico r Relación de presión
P2/P1 MW Peso molecular del gas
GAS O VAPOR, FLUJO SUB- CRITICO
22
DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
Cortesia NGPSA Data Book
23
DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
Cortesia NGPSA Data Book
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DIMENSIONAMIENTO PARA LIQUIDO
A Area de descarga (pulg2) gpm Flujo a través de
la válvula G Gravedad Especifica referida a
agua1 K Coeficiente de descarga
(suplidor) K0,975 para diseño
preliminar Kp Factor de corrección por
sobrepresión Kw Factor de corrección por contra
presión Kv Factor de corrección por
viscosidad P Presión de alivio (psia) Pb Contra
presión (psia)
LIQUIDO
Cortesia NGPSA Data Book
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DIMENSIONAMIENTO PARA LIQUIDO
KW
KP
Cortesia NGPSA Data Book
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DIMENSIONAMIENTO PARA MULTIFASICO
  • DETERMINAR LAS TASAS DE GAS (VAPOR) Y LIQUIDO A
    ALIVIAR
  • CALCULAR EL AREA REQUERIDA PARA ALIVIO DE GAS
    (VAPOR)
  • CALCULAR EL AREA REQUERIDA PARA ALIVIO DE LIQUIDO
  • SUMAR PARA OBTENER EL AREA TOTAL

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DIMENSIONAMIENTO PARA FUEGO
Q Calor generado (Btu/hr) F Factor de
aislamiento Aw Area mojada del recipiente (pie2)
AMBIENTE F METAL DESNUDO 1,0 t AISLAMIENTO
(pulg) 1 0,30 2 0,15 4 0,075 6 0,05 8 0,
037 10 0,03 12 o mas 0,025
LA TASA DE ALIVIO SE DETERMINA CON EL CALOR
LATENTE DE VAPORIZACION DEL FLUIDO CONTENIDO EN
EL RECIPIENTE A 121 DE MAWP O Pdiseño
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ORIFICIOS ESTANDAR
Cortesia NGPSA Data Book
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VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE ENTRADA
  • CAIDA DE PRESION
  • MENOR A 3 DE LA PRESION DE AJUSTE
  • DIMENSIONES
  • POR LO MENOS DEL DIAMETRO DE ENTRADA DE PSV
  • PARA MULTIPLES PSV, EL AREA DE SECCION DEL
    MULTIPLE DEBE SER IGUAL A LA SUMA DE CADA ENTRADA
  • ORIENTACION
  • DEBE PODER DRENAR LIBREMENTE HACIA EL FLUIDO. NO
    TRAMPAS
  • PREVENCION DE TAPONAMIENTO
  • TRACEADO CON VAPOR SI EXISTEN HIDRATOS Y/O
    PARAFINAS
  • PURGA CONTINUA DE LIQUIDO LIMPIO PARA COQUE

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VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA.
CONTRAPRESION
  • DEPENDE DE LA MAXIMA PRESION PERMITIDA EN LA
    DESCARGA (BUILD UP BACK PRESSURE)
  • 10 -20 DE PRESION DE AJUSTE EN CONTINGENCIA
    NORMAL Y FUEGO RESPECTIVAMENTE
  • 50 DE LA PRESION DE AJUSTE PARA BALANCEADAS

PSV
PSV
A
PSET _at_ 100 psig
PSET _at_ 400 psig
Presión normal 0 psig
F ?
Ambas válvulas aliviando
  • PRESION MAXIMA EN A 10 psig PARA CONVENCIONALES
    Y 50 psig PARA BALANCEADAS
  • DESCARGA NO MENOR DE DIAMETRO DE SALIDA PSV
  • VELOCIDAD DE SALIDA lt 0,75 Vs

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VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA.
CONTRAPRESION
PSV
PSV
A
PSET _at_ 100 psig
PSET _at_ 400 psig
Presión normal 0 psig
F ?
PR A NO ALIVIA
  • PARA PSV CONVENCIONALES, P MAX A 25 psig
  • PARA PSV BALANCEADAS, P MAX A 75 PSIG

SE DETERMINA DIAMETRO DEL CABEZAL DE ALIVIO
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VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA ATMOSFERICA
  • COLECTOR DE DESCARGA
  • 10 pie POR ENCIMA DE LA PLATAFORMA SUPERIOR
  • 50 pie POR ENCIMA DE CUALQUIER EQUIPO
  • DESCARGA VERTICAL
  • NINGUNA RESTRICCION VALVULAS DE RETENCION, FLAME
    ARRESTOR, ORIFICIOS.
  • VELOCIDAD MAXIMA 75 DEL SONIDO
  • VELOCIDAD MINIMA 100 pie/s EN LIQUIDOS
    INFLAMABLES
  • INSTALAR INYECTOR DE VAPOR EN CASO DE LIQUIDO
    AUTOINFLAMABLE

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VALVULAS DE ALIVIO MULTIPLES
  • CONSIDERACIONES GENERALES
  • UTILIZAR CUANDO LA DESCARGA NO PUEDE SER MANEJADA
    POR LA MAYOR DE LAS PSV ESTANDAR
  • REDUCE POTENCIAL DE CHATTERING
  • MAS ECONOMICO DOS PEQUEÑAS QUE UNA GRANDE
  • CODIGO ASME PARA MULTIVALVULAS
  • SOLO UNA AJUSTADA A PRESION DE DISEÑO
  • LAS OTRAS A 105 DE PRESION DE DISEÑO
  • TODAS DISEÑADAS PARA PRESION DE DISEÑO 16 DE
    ACUMULACION (105 110 116)
  • PARA FUEGO LA ACUMULACION ES 121

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SISTEMAS ABIERTOS Y CERRADOS
  • SISTEMA ABIERTO
  • LA TUBERIA DE DESCARGA DE PSV VA A LA ATMOSFERA
  • REGULACIONES EN ALGUNAS AREAS OBLIGAN LA
    UTILIZACION DE DISCOS DE RUPTURA
  • SISTEMA CERRADO
  • TUBERIAS DE DESCARGA VAN A UN COLECTOR GENERAL
    FLARE
  • LOS LIQUIDOS SIEMPRE VAN A SISTEMAS CERRADOS
  • LOS VAPORES DEPENDEN DE TOXICIDAD, CORROSIVIDAD,
    INFLAMABILIDAD, ETC

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SISTEMAS DE RECOLECCION DE ALIVIOS
ABIERTO
CERRADO
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SISTEMAS ABIERTOS Y CERRADOS
  • LAS PSV QUE SIEMPRE VAN A SISTEMAS CERRADOS SON
  • PSV QUE DESCARGA LIQUIDO O SUSTANCIAS
    PARCIALMENTE VAPORIZADAS
  • PSV EN VAPOR QUE DESCARGAN LIQUIDOS A CONDICIONES
    DE ALIVIO (EFECTO J-T)
  • PSV QUE MANEJAN GASES CORROSIVOS QUE CONDENSAN O
    TOXICOS (FENOL)
  • PSV EN SERVICIO TOXICO QUE PUEDE EXCEDER LIMITES
    DE CONCENTRACION
  • PSV QUE DESCARGAN VAPORES QUE SI SE INFLAMAN,
    RESULTAN EN DENSIDAD CALORICA gt 6000 BTU/HR-PIE2

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DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
  • OPCIONES DE UN SISTEMA CERRADO
  • HACIA UN SISTEMA DE FLARE CONVENCIONAL VIA TAMBOR
    DE BLOWDOWN
  • HACIA ATMOSFERA (VENTEO) VIA TAMBOR DE BLOWDOWN
  • HACIA SEGREGACION DE FLARE DE GAS CON H2S.
  • HACIA SEGREGACION ESPECIAL MATERIALES
    CORROSIVOS, MUY VALIOSOS, INESTABLES
  • USOS DEL TAMBOR DE BLOWDOWN
  • CUANDO EL VAPOR PUEDE CONDENSAR
  • CUANDO EL VAPOR ES MUY PESADO Y FORMA HUMO
  • CUANDO SE REQUIERE REDUCIR Tflare (SELLO LIQUIDO)

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SISTEMAS DE RECOLECCION DE ALIVIOS
Edificaciones
Vapor
500 pie
Piloto
200 pie
Tanques
Limite de propiedad
200 pie
200 pie
Posibilidad de hidrocarburos
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COMPONENTES DE SISTEMAS CERRADOS
PSV1
AREA 1
PSV2
PSV3
PILOTO E IGNITOR
ANTORCHA
0,2
CABEZAL
PSV4
AREA 2
PSV5
TAMBOR DE BLOWDOWN O KOD
TAMBOR DE SELLO
DRENAJE
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DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
  • RUTA
  • LINEAS DE RECOLECCION FUERA DE AREA DE PROCESO
  • EVITAR ZONAS DE ALTO RIESGO
  • INSTALAR VALVULAS CSO
  • DRENAJE DE LIQUIDOS
  • LINEA DE SALIDA PSV CON PENDIENTE HACIA CABEZAL
  • CABEZAL CON PENDIENTE HACIA BLOWDOWN
  • PENDIENTE HACIA BLOWDOWN ENTRE BD Y SELLO
  • EXPANSION TERMICA
  • LAZOS DE EXPANSION DENTRO DE LIMITES DE BATERIA
  • VELOCIDAD EN CABEZAL
  • lt 75 Vs

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DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
  • DIMENSIONAMIENTO
  • CONSIDERE TODOS LOS ALIVIOS
  • TOME EN CUENTA CRITERIO DE CONTRAPRESION
  • DIAMETRO DE CABEZAL PARA MANEJAR LA MAYOR
    CONTINGENCIA SIMPLE
  • DESGLOSE DE LA CAIDA DE PRESION
  • LINEAS LATERALES DE PSV
  • ?P EN TAMBOR DE BLOWDOWN
  • ?P EN TAMBOR DE SELLO (SUMERGENCIA DE LA PIERNA)
  • ?P EN EL MECHURRIO (STACK)
  • ?P EN LA PUNTA (TIPICO 1 PSI)

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DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
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