hg-252

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 13 II

� PDVSA, 1983

HG–252 CRITERIOS DE DISEÑO DE ESFUERZO EN SISTEMASDE TUBERIAS

Original

Alexis Arévalo Jesús E. RojasDIC.98 DIC.98

ESPECIFICACION DE INGENIERIA

JUN.93

DIC.98 Y.K.

L.T.

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0

Revisión General 6

7

A.A.

E.J.

J.E.R.

A.N.

MANUAL DE INGENIERIA DE DISEÑO

ESPECIALISTAS

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CRITERIOS DE DISEÑO DE ESFUERZOEN SISTEMAS DE TUBERIAS DIC.981

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.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

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Indice1 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 PROPOSITO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 CODIGOS Y NORMAS DE REFERENCIA 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) – Mindur 2. . . 3.2 Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA) 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 American Society of Mechanical Engineers – ASME 2. . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 American Petroleum Institute – API 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 CRITERIOS PARA CÁLCULOS DE ESFUERZOSY FLEXIBILIDAD 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Temperatura y Presión de Diseño 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Cargas Sísmicas 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Cargas de Viento 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Cargas por Vibración 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Cargas en las Boquillas de Equipos Mecánicos 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Cargas Externas en Oleoductos y Gasoductos 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Efectos de Fricción 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Cargas Sostenidas 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9 Cargas Ocasionales 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10 Cargas por Presión Externa 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mid/indice_mid.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mid/vol13-2/indice_vol13-2.htm

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1 ALCANCEEsta especificación de ingeniería establece los requerimientos mínimos para elanálisis de esfuerzos en tuberías ya sea por presión interna, cargas externas,cargas térmicas, etc.

2 PROPOSITO

2.1 El propósito de esta especificación es asegurar que todos los aspectos de cargasy esfuerzos en tuberías y equipos sean considerados en los análisis de esfuerzoy flexibilidad de los sistemas de tuberías

2.2 Las especificaciones del proyecto y los listados de líneas servirán para establecerlos parámetros para el análisis del sistema de tuberías.

3 CODIGOS Y NORMAS DE REFERENCIALos siguientes códigos, normas y especificaciones, incluyendo los anexosaplicables, con efecto en su ultima edición, formarán parte de esta especificación:

3.1 Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) – Mindur2003 (Provisional) Acciones del Viento sobre las Construcciones

3.2 Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA)H–221 Materiales de TuberíasHG–251 Criterios de Diseño de Soportes de TuberíasSD–251 Datos del SitioJA–221 Diseño Sismorresistente de Instalaciones IndustrialesJA–222 Diseño Sismorresistente de Recipientes y Estructuras

3.3 American Society of Mechanical Engineers – ASMESección VIII Div 1 y 2 Recipientes a Presión (Pressure Vessels)

B31.1 Power PipingB31.3 Process PipingB31.4 Liquid Transportation Systems For Hydrocarbons, Liquid

Petroleum Gas, Anhydrous Ammonia and Alcohols.B31.8 Gas Transmission and Distribution Piping Systems

3.4 American Petroleum Institute – API610 Centrifugal Pumps For General Refinery Services




http://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htm

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611 General Purpose Steam Turbines For Refinery Services

612 Special Purpose Steam Turbines For Refinery Services

616 Gas Turbines For Refinery Services

617 Centrifugal Compressors For Petroleum, Chemical and GasIndustry Services

618 Reciprocating Compressors For Petroleum, Chemical and GasIndustry Services

619 Rotary Type Positive Displacement Compressors For Petroleum,Chemical and Gas Industry Services

620 Design and Construction of Large, Welded, Low PressureStorage Tanks

650 Welded Steel Tanks For Oil Storage

660 Shell and Tube Heat Exchangers For General Refinery Service

661 Air–Cooled Heat Exchangers For General Refinery Service

662 Plate Heat Exchangers For General Refinery Service

674 Positive Displacement Pumps – Reciprocating

675 Positive Displacement Pumps – Controlled Volume

676 Positive Displacement Pumps – Rotary

RP 1102 Steel Pipelines Crossing Railroads and Highways

RP 1111 Design, Construction, Operation and Maintenance For OffshoreHydrocarbon Pipelines

RP 14e Recommended Practice For Design Of Offshore ProductionPlatform Piping System

4 CRITERIOS PARA CÁLCULOS DE ESFUERZOS YFLEXIBILIDAD

4.1 Temperatura y Presión de Diseño

Temperatura y Presión de diseño son la temperatura y presión coincidentes, quepuedan presentarse en el proceso, que producen el mayor espesor de tubería.

Para el cálculo de flexibilidad de tuberías se usará el código ASMEcorrespondiente B31.1, B31.3, B31.4 o B31.8.

4.2 Cargas Sísmicas

Las cargas sísmicas serán determinadas según lo establecen las normas dediseño sismorresistente PDVSA JA–221 y JA–222.




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4.3 Cargas de VientoLas cargas de viento serán calculadas según las condiciones de viento máximasposibles en el sitio de la instalación y de acuerdo a la norma COVENIN 2003(provisional): Acciones de Viento sobre las Construcciones.

4.4 Cargas por VibraciónSe deberán tomar en cuenta las cargas por vibraciones mecánicas, pulsación yacústicas en todo sistema de tuberías. Estas cargas pueden ser producidas porequipos rotativos, pulsantes, inducidas por el flujo del fluido de proceso, viento,sismos, etc.

En caso de vibraciones inducidas por cualquiera de las causas anteriores, losesfuerzos resultantes deberán cumplir con los criterios establecidos en loscódigos para el equipo correspondiente (API, ASME, etc.).

En sistemas de tuberías conectadas a equipos rotativos, se deberá efectuar elestudio de pulsaciones y vibraciones requeridos por el código correspondienteal equipo conectado.

4.5 Cargas en las Boquillas de Equipos Mecánicos

4.5.1 Las cargas y momentos resultantes sobre equipos rotativos (bombas,compresores, etc.) deberán estar dentro de los máximos establecidos en loscódigos correspondientes a dichos equipos (API, ASME, etc.).

4.5.2 En los equipos mecánicos no rotativos (recipientes a presión, tanques, etc.) sedeberá suministrar al fabricante las máximas fuerzas y momentos que sedeterminen actuarán sobre las boquillas de forma tal que éstas seanconsideradas en el diseño del equipo, estructuras del mismo, etc.

4.5.3 Para el cálculo de flexibilidad de los sistemas de tuberías, y con el fin de disminuirlos esfuerzos, se podrá permitir desplazamientos y rotaciones de las boquillasen aquellos equipos conectados a excepción de los equipos rotativos (bombas,compresores, etc.).

4.5.4 En aquellos equipos en que el código correspondiente al mismo no establezcalas cargas y momentos máximos permitidos y no se tengan disponibles las cargasy momentos máximos actuantes, se usarán las establecidas por el fabricante. Enestos casos es necesario solicitar al fabricante dichas cargas y momentos.




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4.6 Cargas Externas en Oleoductos y Gasoductos

Se deberán tomar en cuenta todas aquellas cargas externas tales como cargasresultantes sobre tuberías enterradas, cruces de carreteras, corrientes marinasactuando sobre las tuberías submarinas, cargas producidas durante lainstalación, pérdida de apoyo por falla en soportes o socavación en caso detubería submarina, etc.

4.7 Efectos de Fricción

4.7.1 No se dará ningún crédito por reducción de movimientos de expansión térmicao reducción de esfuerzo flexible debido a la compresión elástica axial resultantede las fuerzas de fricción.

4.7.2 Para tuberías de 24 pulgadas de diámetro y menores, la fricción considerada selimitará a resistir fuerzas de viento y terremotos.

4.7.3 Para tuberías mayores de 24 pulgadas de diámetro externo, la fricción debe serconsiderada en todos los puntos de soporte y en todos los puntos de sujeción.La fuerza de fricción debe ser aplicada en dirección opuesta al movimientotérmico.

4.7.4 Los efectos del peso de tuberías y fuerzas de fricción debidas a expansióntérmica, deben ser incluidas en la evaluación para cargas en boquillas de equiposmecánicos.

4.7.5 La fuerza de fricción que actúa en la base del soporte de las bombas en líneacausa una reacción de momento en las bridas de boquillas, el cual debe serconsiderado con los momentos y fuerzas térmicas en las boquillas.

4.8 Cargas Sostenidas

4.8.1 Normalmente las cargas por peso no deben ser calculadas en combinación conlas cargas térmicas. Los soportes deberán ser diseñados y colocados a fin dedisminuir los efectos de las reacciones por peso.

4.8.2 En el equipo mecánico, la carga de peso debe ser considerada simultáneamentecon la reacción térmica.

4.8.3 La carga o efectos generados por el efecto de la presión no serán calculados encombinación con los del rango de esfuerzo térmico.

4.9 Cargas Ocasionales

4.9.1 Las cargas por terremoto serán calculadas según las normas de diseñosismorresistente PDVSA JA–221 y JA–222.




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4.9.2 Cargas por Impacto

a. Un factor de impacto de 2 será suministrado para descarga de presión yreacción de la válvula de seguridad.

b. El efecto de Golpe de Ariete en líneas largas sujetas a cortes repentinos deflujo debe ser considerado.

Las causas típicas de golpe de ariete son el corte repentino de flujo por elcierre rápido de una válvula, paro de una o más bombas por corte deenergía eléctrica o por condición de proceso, produciendo una regresión delflujo o el cierre repentino de una válvula de retención.

4.10 Cargas por Presión ExternaLos sistemas de tuberías superficiales que estén sometidos a presiones externaso de vacío se deberán revisar de acuerdo con el ASME sección VIII, para verificarque no fallen por colapso y seleccionar el espesor adecuado.




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