EN 13445
La norma europea para recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama
La EN 13445 es la norma europea armonizada que proporciona reglas completas para el diseño, la fabricación y la inspección de recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama que operan por encima de 0,5 bar. Reconocida en todo el Espacio Económico Europeo, constituye la vía principal para demostrar la conformidad con la Directiva de Equipos a Presión (DEP) 2014/68/UE.
Calcular con NextGen¿Qué es la EN 13445?
La EN 13445 es una serie de normas europeas publicadas por el CEN (Comité Europeo de Normalización) que define los requisitos para los recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama fabricados en aceros, aleaciones de níquel y otros materiales metálicos.
Publicada por primera vez en 2002 como sustitución de diversas normas nacionales en toda Europa, la EN 13445 unificó las prácticas de diseño de recipientes a presión bajo un único marco armonizado. Se aplica a recipientes que no están directamente expuestos a llamas o gases de combustión, abarcando una amplia gama de equipos industriales como intercambiadores de calor, reactores, columnas, depósitos de almacenamiento y depósitos de aire.
La norma se estructura en once partes. Las Partes 1 a 5 forman el núcleo, cubriendo requisitos generales, materiales, diseño, fabricación e inspección. Las Partes 6, 8, 10 y 11 amplían la norma a materiales adicionales (fundición, aluminio, níquel, titanio), mientras que las Partes 7 y 9 son Informes Técnicos del CEN sobre la evaluación de la conformidad con la DEP y el cumplimiento de la ISO 16528.
Datos clave
- Publicada por: CEN (TC 54)
- Primera edición: 2002
- Alcance: Recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama > 0,5 bar
- Armonizada con: DEP 2014/68/UE
- Materiales: Aceros, aleaciones de níquel, aluminio, titanio, fundición
- Sustituye: Códigos nacionales (BS 5500, CODAP, AD Merkblatt, VSR, etc.)
Las once partes de la EN 13445
Parte 1 Generalidades
Contiene información general sobre el alcance de la norma, así como términos, definiciones, magnitudes, símbolos y unidades que se aplican a lo largo de toda la norma.
Parte 2 Materiales
Trata la filosofía general sobre materiales, agrupación de materiales y comportamiento a baja temperatura. Se limita a aceros con ductilidad suficiente y, para componentes en el rango de fluencia, ductilidad de fluencia suficiente. También establece requisitos generales para las condiciones técnicas de suministro y el marcado de materiales.
Parte 3 Diseño
Proporciona las reglas de diseño y cálculo bajo presión interna y/o externa, cargas locales y acciones distintas de la presión. Ofrece Diseño por Fórmulas (DBF), Diseño por Análisis (DBA) y Diseño por Experimentación (DBE). También establece requisitos para el análisis de fatiga. Es la sección central de cálculo utilizada a diario por los ingenieros de recipientes a presión.
Parte 4 Fabricación
Especifica los requisitos para la fabricación de recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama y sus conexiones a partes no sometidas a presión, incluyendo la trazabilidad de materiales, tolerancias de fabricación, requisitos de soldadura, uniones permanentes distintas de la soldadura, ensayos de producción, conformado, tratamiento térmico, reparaciones y operaciones de acabado.
Parte 5 Inspección y ensayos
Cubre las actividades de inspección y ensayo para la verificación de conformidad, incluyendo la revisión del diseño, END, control documental, trazabilidad de materiales, preparación de juntas y soldadura. El grupo de ensayo determina el nivel de END y el coeficiente de junta utilizado en el diseño. Los END siguen el nivel de calidad «C» de la EN ISO 5817 para cargas no cíclicas y «B» para cargas cíclicas.
Parte 6 Fundición de grafito esferoidal
Reglas especiales para materiales, diseño, fabricación, inspección y ensayo de recipientes a presión fabricados en fundición de grafito esferoidal. Las reglas de las Partes 2–5 se aplican con las adiciones y excepciones indicadas en esta parte.
Parte 7 Evaluación de la conformidad DEP CEN/TR
Informe Técnico del CEN que proporciona orientación sobre cómo utilizar los procedimientos de evaluación de la conformidad de la Directiva de Equipos a Presión.
Parte 8 Aluminio y aleaciones de aluminio
Reglas especiales para materiales, diseño, fabricación, inspección y ensayo de recipientes a presión fabricados en aluminio y aleaciones de aluminio. Las reglas de las Partes 2–5 se aplican con las adiciones y excepciones indicadas en esta parte.
Parte 9 Conformidad con ISO 16528 CEN/TR
Informe Técnico del CEN que detalla la conformidad de la serie EN 13445 con la ISO 16528-1 «Calderas y recipientes a presión — Parte 1: Requisitos de rendimiento».
Parte 10 Níquel y aleaciones de níquel
Reglas especiales para materiales, diseño, fabricación, inspección y ensayo de recipientes a presión fabricados en níquel y aleaciones de níquel. Las reglas de las Partes 2–5 se aplican con las adiciones y excepciones indicadas en esta parte.
Parte 11 Titanio y aleaciones de titanio Nueva — 2024
La última incorporación a la serie EN 13445 (septiembre de 2024). Reglas especiales para materiales, diseño, fabricación, inspección y ensayo de recipientes a presión fabricados en titanio y aleaciones de titanio.
Cláusulas de diseño EN 13445-3
La Parte 3 es el núcleo de la EN 13445, proporcionando reglas detalladas de diseño por fórmulas para los componentes de recipientes a presión. La siguiente tabla enumera todas las cláusulas y anexos principales de diseño, mostrando qué cálculos son compatibles con el software NextGen.
| Cláusula | Descripción | NextGen |
|---|---|---|
| Cláusula 5 | Criterios básicos de diseño — condiciones de carga, presión de diseño, temperatura, factores de seguridad | |
| Cláusula 6 | Valores máximos de tensión admisible — tensión nominal de diseño para todos los grupos de materiales | |
| Cláusula 7 | Envolventes bajo presión interna — secciones cilíndricas, esféricas y cónicas | |
| Cláusula 8 | Envolventes bajo presión externa — análisis de pandeo, diseño de anillos rigidizadores | |
| Cláusula 9 | Aberturas en envolventes — refuerzo de tubuladuras, eficiencia de ligamento, aberturas múltiples | |
| Cláusula 10 | Fondos planos — cabezales planos circulares y no circulares, arriostrados y no arriostrados | |
| Cláusula 11 | Bridas — bridas integrales, sueltas e inversas con interacción de junta | |
| Cláusula 12 | Fondos abombados atornillados — cabezales de cierre cargados a presión y atornillados | |
| Cláusula 13 | Placas tubulares de intercambiadores de calor — configuraciones de placa fija, cabezal flotante y tubos en U | |
| Cláusula 14 | Fuelles de expansión — vida a fatiga, constante de muelle y análisis de estabilidad | |
| Cláusula 15 | Recipientes de sección rectangular — reglas de diseño para secciones transversales no circulares | |
| Cláusula 16 | Cargas adicionales no debidas a la presión — viento, sismo, peso propio y fuerzas de tuberías | |
| Cláusula 17 | Evaluación simplificada de fatiga — criterios de cribado y evaluación conservadora de fatiga | |
| Cláusula 18 | Evaluación detallada de fatiga — curvas S-N, conteo de ciclos, daño acumulado | |
| Cláusula 19 | Diseño a fluencia — reglas de diseño dependientes del tiempo a alta temperatura | |
| Cláusula 20 | Reglas de diseño de paredes planas reforzadas | |
| Cláusula 21 | Fondos planos circulares con nervios de refuerzo radiales | |
| Cláusula 22 | Análisis estático de recipientes verticales altos sobre faldones |
Anexos
| Anexo | Descripción | NextGen |
|---|---|---|
| Anexo E | Desviación de la circularidad — método de evaluación de la ovalidad | |
| Anexo F | Presión externa admisible para recipientes con desviaciones de circularidad | |
| Anexo G | Reglas alternativas de diseño de bridas — método simplificado para bridas estándar | |
| Anexo J | Diseño alternativo de placas tubulares de intercambiadores de calor — métodos de cálculo adicionales | |
| Anexo S | Extrapolación de la tensión de fluencia — predicción de la resistencia dependiente del tiempo |
Verificaciones adicionales
Además de las cláusulas principales de la EN 13445-3, NextGen también soporta cálculos según normas relacionadas frecuentemente utilizadas junto con la EN 13445:
- EN 1591-1 — Bridas y sus uniones (cálculo basado en juntas)
- EN 1092-1 — Bridas de acero (designación PN)
- EN 1759-1 — Bridas de acero (designación Class)
- Boletines WRC — Cargas locales en tubuladuras (WRC 107/537)
- EN 13480 — Tuberías industriales metálicas
- EJMA — Normas de la Asociación de Fabricantes de Juntas de Expansión
- TEMA — Normas de la Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares
- ASME PCC-1 — Directrices para el montaje de uniones embridadas atornilladas en límites de presión
- PD 5500 — Especificación para recipientes a presión no sometidos a la acción de la llama (norma británica)
- Nozzle PRO — Análisis de tubuladuras basado en FEA
Conformidad DEP y EN 13445
La Directiva de Equipos a Presión (DEP) 2014/68/UE es legislación obligatoria en todos los estados miembros de la UE y del EEE. La EN 13445, como norma armonizada en el marco de la DEP, proporciona una presunción de conformidad con los requisitos esenciales de seguridad de la directiva.
Cuando un recipiente a presión se diseña y fabrica de acuerdo con la EN 13445, el fabricante se beneficia de una presunción de conformidad con la DEP. Esto significa que se presume que el recipiente cumple los Requisitos Esenciales de Seguridad (RES) de la directiva sin necesidad de pruebas adicionales, lo que simplifica significativamente el proceso de evaluación de la conformidad.
Cómo la EN 13445 respalda la conformidad con la DEP
- Anexo I (RES 1 – General): Las Partes 1, 3 y 5 establecen la metodología de diseño, los factores de seguridad y los requisitos de inspección alineados con las disposiciones generales del Anexo I de la DEP.
- Anexo I (RES 4 – Materiales): La Parte 2 asegura que solo se utilicen materiales que cumplan las propiedades mecánicas y los requisitos de ensayo especificados en las normas EN.
- Anexo I (RES 3 – Fabricación): La Parte 4 aborda los requisitos de soldadura, conformado y tratamiento térmico correspondientes a los RES de fabricación de la DEP.
- Anexo I (RES 5 – Puesta en servicio): La Parte 5 define las presiones de ensayo hidrostático y los criterios de aceptación consistentes con los requisitos de puesta en servicio de la DEP.
Clasificación DEP
La DEP clasifica los equipos a presión en cuatro categorías (I a IV) en función del tipo de fluido, la presión máxima admisible (PS) y el volumen (V) o el diámetro nominal (DN). Cuanto mayor sea la categoría, más estricto será el procedimiento de evaluación de la conformidad.
| Categoría | Módulos de evaluación |
|---|---|
| I | Módulo A (control interno de producción) |
| II | Módulos A2, D1, E1 |
| III | Módulos B+D, B+F, B+E, B+C2, H |
| IV | Módulos B+D, B+F, G, H1 |
La EN 13445 está publicada en el Diario Oficial de la Unión Europea como norma armonizada en el marco de la DEP 2014/68/UE.
EN 13445 frente a otros códigos de recipientes a presión
Los ingenieros a menudo necesitan elegir entre o comparar códigos internacionales de recipientes a presión. La siguiente tabla destaca las principales diferencias entre la EN 13445, ASME VIII y AD 2000 Merkblatt.
| Aspecto | EN 13445 | ASME VIII Div. 1 & 2 | AD 2000 Merkblatt |
|---|---|---|---|
| Organismo emisor | CEN (Europeo) | ASME (EE. UU.) | VdTÜV (Alemania) |
| Ámbito geográfico | Países de la UE / EEE | Mundial (dominante en Américas, Asia) | Alemania, Europa Central |
| Armonización con la DEP | Sí — Publicada en el Diario Oficial de la UE | Parcial — Aceptada con lagunas | Sí — Publicada en el Diario Oficial de la UE |
| Enfoque de diseño | Enfoque semianalítico avanzado: DBF + DBA, próximo a la mecánica estructural moderna | Div. 1: DBF tradicional / Div. 2: DBF + DBA (elástico, elastoplástico, fatiga) / Div. 3: muy alta presión | DBF fuertemente prescriptivo con altos coeficientes de seguridad |
| Factor de seguridad (tracción) | 2,4 sobre Rm | 3,5 sobre Rm (Div. 1) / 2,4 (Div. 2) | 2,4 sobre Rm |
| Análisis de fatiga | Exhaustivo (Cláusulas 17 y 18) | Solo Div. 2 (detallado) | AD 2000 S1/S2 (simplificado) |
| Diseño a fluencia | Cláusula 19 + Anexo S | Div. 1 y Div. 2 (Parte 5) mediante valores admisibles dependientes del tiempo de ASME IID | AD 2000 S6 |
| Sistema de materiales | Normas EN (EN 10028, EN 10222, etc.) con trazabilidad DEP (certificados EN 10204) | Especificaciones ASME SA/SB — extensa base de datos para plantas de petróleo, gas y química | Materiales EN + DIN (W.Nr.) con restricciones más estrictas en algunos aceros |
| Conservadurismo de la tensión admisible | Generalmente menos conservador — espesores optimizados, componentes más ligeros | Div. 1: conservador (paredes más gruesas) / Div. 2: comparable a EN 13445 | Conservador — altos márgenes de seguridad, componentes generalmente más pesados |
| Cargas externas | Cláusula 16: viento, sismo, peso propio, fuerzas de tuberías — con referencias al Eurocódigo | Div. 2 (4.1): disposiciones generales; cargas locales mediante códigos auxiliares WRC | AD S3/S4: viento y cargas adicionales (simplificado) |
| Recipientes rectangulares | Cláusula 15 | Div. 1 (Parte UNC) y Div. 2 (4.12) | AD B5, B5/1 |
| Fuelles de expansión | Cláusula 14 | Div. 1 (Parte UEB) y Div. 2 (4.19) | AD B13 (solo capa única) |
| Complejidad y mejores casos de uso | Complejo y detallado — ideal para diseños personalizados, verificaciones avanzadas y optimización de peso. Requiere software de cálculo avanzado. | Div. 1: fácil de aplicar, referencia global para proyectos internacionales. Div. 2: más exigente pero potente para diseños optimizados. | Más sencillo de aplicar — preferido en contextos regulatorios alemanes y para equipos estandarizados. |
| Licencia / acceso | Adquisición a través de miembros del CEN | Suscripción o compra del BPVC | Adquisición a través de Beuth Verlag |
Fortalezas de la EN 13445
Enfoque semianalítico avanzado próximo a la mecánica estructural moderna. Tensiones admisibles menos conservadoras que permiten espesores de pared optimizados y recipientes más ligeros. Cláusulas dedicadas para recipientes rectangulares, fuelles de expansión y paredes planas reforzadas. Metodologías exhaustivas de fatiga, fluencia y cargas externas con integración del Eurocódigo. Conformidad directa con la DEP. Ideal para diseños personalizados y optimización de peso — el software NextGen hace que estos cálculos avanzados sean rápidos y accesibles.
Cuándo utilizar ASME
La norma de referencia global para proyectos internacionales, especialmente en Norteamérica, Oriente Medio y Asia. Requerida por el NBIC para recipientes registrados en jurisdicciones de EE. UU. La Div. 1 es ampliamente utilizada y fácil de aplicar; la Div. 2 ofrece análisis elástico y elastoplástico avanzado comparable al DBA de la EN 13445; la Div. 3 cubre aplicaciones de muy alta presión.
Cuándo utilizar AD 2000
Enfoque fuertemente prescriptivo preferido en contextos regulatorios alemanes y por fabricantes con tradición DIN. Más sencillo de aplicar para equipos estandarizados, con altos márgenes de seguridad que resultan en componentes robustos pero más pesados. A menudo utilizado como alternativa o complemento a la EN 13445 en Europa Central.
Calcular la EN 13445 con NextGen
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