Informe Analisis de Flexibilidad_B

EVALUACION DE FLEXIBILIDAD DE LINEAS DE 6” Y 3”

IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

“ESTUDIO DE ESFUERZO Y FLEXIBILIDAD DE LA TUBERÍAS DE GLP”

INFORME DE FLEXIBILIDAD

Aprobado por:

Elaborado por : Hugo Bautista Reyes ________

Encargados de proyecto : Clodoaldo Sivipaucar G. ________

Rafael Calle ________

Cliente : Ing. XXXXXXXX ________

REV. POR REVISADO EMITIDO PARA FECHA CHK’D

A HB CS Revisión Interna 09-10-12

B

C

D

Comentarios:

TERMODINAMICA SA document.docx

Jr. Victor Reynel 1045, Lima 1 – Perú T.(511)3366850 F.(511)3366801

(511)6266200 F.(511)4332842Página 1 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCION..........................................................................................................3

2 OBJETIVOS..................................................................................................................3

3 CONDICIONES DE ANALISIS.....................................................................................3

4 INFORMACION USADA...............................................................................................4

5 RESUMEN DE LAS GRAFICAS OBTENIDAS............................................................5

5.1 Evaluación de la Tubería:...........................................................................5

6 RESULTADOS............................................................................................................16

7 CONCLUSIONES.......................................................................................................16

8 ANEXO........................................................................................................................17



(511)6266200 F.(511)4332842Página 2 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

1 INTRODUCCION

La empresa REPSOL solicitó una evaluación de flexibilidad de las tuberías de 6” y 3” a la salida de su

estación reguladora de presión, para así poder determinar el mejor diseño y ubicación de los soportes

con el que contará dicha Tubería.

Las consideraciones que se toman para la simulación del sistema cumplen con la especificación de

Diseño de ED-L-07.00-01 para ANALISIS DE FLEXIBILIDAD DE TUBERIAS, proporcionadas por el

cliente.

Para lo cual se evaluó la tubería con el software de análisis por elementos finitos AUTOPIPE –

BENTLEY y de acuerdo este informe se implementóla distribución de los soportes a través de las

trayectorias de las 2 tuberías de 6” y 3”.

2 OBJETIVOS

Evaluar la disposición de los soportes que se instalarán en las líneas de gas de tal manera que

los esfuerzos en la tubería estén dentro de los valores permitidos de acuerdo a la norma

ASME B31.3

Evitar la rotura o excesiva deformación de las tuberías, bridas, pernos, válvulas, accesorios,

soportes, etc. por excesiva tensión o fatiga.

Evitar las fugas en bridas, además de que el esfuerzo en las bridas sean menor a 750

kg/cm2 o 73.55 N/mm2.

Evitar rotura o deformación en conexiones entre tuberías y a equipos.

3 CONDICIONES DE ANALISIS

Las condiciones usadas para la evaluación son:

Temperatura de diseño de la tubería: 65°C

Temperatura ambiente mínima considerada: 15°C

Presión máxima de trabajo 1: 28 Barg.

Consideraciones de Sismo: 0.4g (ver anexo)

Consideraciones de Viento: No Aplica (h<10m; D<400mm)

Tubería de 3” Acero al carbono ASTM A53 sch40

Tubería de 6” Acero al carbono ASTM A53 sch40

Material de los soportes: Acero al carbono A36.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 3 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

4 INFORMACION USADA

Las cargas para la evaluación del análisis estructural de los soportes son el resultado de la

información tomada en planta, así como la información proporcionada por los encargados del proyecto.

1. El modelado de la línea de tubería está basada de acuerdo a los planos N°:

a. Plano: 56-L-A0A01130-X-23413-0-A

b. Plano: 56-L-A0A01130-X-23413-0-A

c. Plano: xxxxxxxxxx

d. Plano: xxxxxxxxxx

e. Plano: xxxxxxxxxx

2. Consideraciones de diseño:

El siguiente análisis de Flexibilidad, está basado en:

ASME B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping

El código ASME B31 cubre todo lo relativo en materiales, diseño, manufactura, fabricación,

examen, inspección, prueba, instalación y Operación y mantenimiento de sistemas de

tuberías Sujetas a diferente condición de presión y temperatura

La especificación técnica ED-L-07.00-01 Especificaciones de diseño – ANALISIS DE

FLEXIBILIDAD.

Bajo las condiciones de las tuberías el siguiente análisis de flexibilidad debe ser el

METODO-C.

Método C: Análisis visual, cuando el trazado es visiblemente sencillo o con mucha

flexibilidad, apoyándose en tablas de deformaciones o ábacos ya estudiados, que deberán

presentarse para la aprobación por parte de REPSOL.

Combinaciones Usadas:

Combination Method Load Factor D/A/P ----------- -------- ---------- ------ ------- GR Sum Gravity 1.00 Y Y Y T1 Sum Thermal 1 1.00 Y Y Y E1 Sum Earth 1 1.00 Y Y Y E2 Sum Earth 2 1.00 Y Y Y P1 Sum Press 1 1.00 Y Y Y GE1 Sum Gravity 1.00 Y Y Y Earth 1 1.00



(511)6266200 F.(511)4332842Página 4 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

GE2 Sum Gravity 1.00 Y Y Y Earth 2 1.00 GP1 Sum Gravity 1.00 Y Y Y Press 1 1.00 GP1T1 Sum Gravity 1.00 Y Y Y Press 1 1.00

Thermal 1 1.00

3. Software usados:

AUTOPIPE – BENLEY V09.00.00.08: Evaluación de Flexibilidad de la Tubería

SAP2000 Advanced V 14.0.0: Evaluación de la deflexión entre soportes.

AUTOCAD 2008.

MSWORD.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 5 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

5 RESUMEN DE LAS GRAFICAS OBTENIDAS.

5.1 Evaluación de la Tubería del Sistema de Cogeneración:

Tubería 3” y 6” sch40 Acero al carbono ASTM A53.Presión1 28 Barg.Temperatura 65°CCombinaciones de Condiciones Usadas

Tipos de los soportes:

Fig1. Se muestra los gráficos de los soportes usados en la evaluación

Fig2. Vistas de la distribución de las juntas, se observa la distribución de las distintas clases de soporte



(511)6266200 F.(511)4332842Página 6 de 18

Soporte Guía

Soporte Fijo


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

que se utiliza a través del recorrido de la tubería de Gas Natural.

Fig3. Vistas de la distribución de las juntas, se observa la distribución de las distintas clases

de soporte que se utiliza a través del recorrido de la tubería de Gas

Fig4. Vistas de la distribución de las juntas, se observa la distribución de las distintas clases de soporte

que se utiliza a través del recorrido de la tubería de Gas Natural.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 7 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig5. Ratio de Esfuerzos a la cual está sometida la tubería, se puede apreciar la distribución de ratios de esfuerzos

de acuerdo a la distribución de colores, siendo el Máximo en la tubería igual a 0.79.

Nota:

Ratio máximo de operación permitida = 1.

Ratio=σoperaciónσLimiteElastico

=σ Stressσ Allow

Factorde Seguridad=σ LimiteElasticoσOperacion

=σ Allowσ Stress

σ LimiteElastico : El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material

elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material

experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En general, un material

sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 8 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig6. Ratio de Esfuerzos, detalle de las zonas críticas.

Fig7. Ratio de Esfuerzos, detalle de las zonas críticas.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 9 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig.8 Distribución de Esfuerzos de los esfuerzos principales a los cuales está sometido las tuberías, con un

máximo de 201 N/mm2.

Fig.9 Distribución de Esfuerzos de los esfuerzos principales a los cuales esta sometido las tuberías, con un

máximo de 113 N/mm2.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 10 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig.10 Distribución de Esfuerzos de los esfuerzos Circunferencial (HOOP) al cual está sometido las tuberías, con

un máximo de 44 N/mm2.

Fig.11 Fuerzas y momentos en los puntos fijos A10



(511)6266200 F.(511)4332842Página 11 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig.12 Fuerzas y momentos en el punto fijo A39

Fig.13 Fuerzas y momentos en los puntos fijos A54, A60 y A66



(511)6266200 F.(511)4332842Página 12 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

Fig.14 Fuerzas y momentos en los puntos fijos D01, A124 y A114

ESFUERZOS MAXIMOS EN LAS BRIDAS DEL SISTEMA

PuntoFx

N/mm2FyN

A00 44 HOOPA16 45 TEMPA17 44 HOOP

20 44 HOOP

21 44 HOOP

23 44 HOOP

24 44 HOOP

26 44 HOOP

27 44 HOOP

C02 44 HOOP

C03 44 HOOP

C05 44 HOOP

C06 44 HOOP

C08 44 HOOP

C09 44 HOOP

D02 32 HOOP

A125 32 HOOP

Esfuerzos en las bridas de las Válvulas halladas en el estudio



(511)6266200 F.(511)4332842Página 13 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

6 RESULTADOS.

De acuerdo al análisis en el Software AUTOPIPE - BENTLEY en el cual podemos observar que: Usando 28 Barg y

65ºC Como Condiciones máximas. La tubería trabaja dentro de los parámetros de elasticidad del material de dicha

tubería.

Teniendo como máximos:

Pto. C09 Máximo

Ratio Máximo de esfuerzos 0.79

Esfuerzo máximo 201. N/mm2

Factor de Seguridad Mínimo 1.27

7 CONCLUSIONES

De Acuerdo al análisis de flexibilidad de la tubería de 3” y 6”se puede concluir que: de acuerdo a la

configuración de soportes fijos y guías. El análisis se realiza para una evaluación del material en la zona

elástica. Teniendo en consideración la totalidad de las combinaciones de cargas que afectan la tubería para

un correcto funcionamiento.

Los esfuerzos circunferenciales (Strees Hoop) son los predominantes en dicha tubería. Esto a razón de tener

una temperatura de diseño bajo (65°C).

Los esfuerzos generados por la el peso y Sismo son mínimos en comparación con los generados por Presión y

Temperatura (ver resultados Anexado).

Las deflexiones entre los soportes para una longitud entre soportes igual a 6m son 10.34 mm para una

tubería de 3” sch40 y 2.4mm para una tubería de 6” sch40 ( ver anexo 2), cumpliendo así la Especificación

REPSOL ( 12.5mm>= L/200)



(511)6266200 F.(511)4332842Página 14 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

8 ANEXO

1. DISTRIBUCION DE ISOACELERACIONES PARA UN 10% DE EXCEDENCIA EN 50 AÑOS

http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/redacis/redacis55_p.pdf



(511)6266200 F.(511)4332842Página 15 de 18



IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12


2. EVALUACION DE LA TUBERIA SAP- 2000

Deflexion maxima en una tuberia de 3” igual a 10.34mm , esta es menor a 12.5mm ( solicitada por normas



(511)6266200 F.(511)4332842Página 16 de 18



IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

REPSOL), evaluada con una carga distribuida de 50 kg

Deflexion maxima en una tuberia de 6” igual a 2.3mm , esta es menor a 12.5mm ( solicitada por normas

REPSOL), evaluada con una carga distribuida de 50 kg



(511)6266200 F.(511)4332842Página 17 de 18


IG01-01-0100Rev. A

Fecha: 09/10/12

3. RESULTADOS DEL SOFTWARE AUTOPIPE – BENTLEY.



(511)6266200 F.(511)4332842Página 18 de 18

Informe Analisis de Flexibilidad_B

Documents

Transcript of Informe Analisis de Flexibilidad_B