ING117-IMCC-120-CA-0006=0 (Memoria de calculo espesor de tubería)
description
Transcript of ING117-IMCC-120-CA-0006=0 (Memoria de calculo espesor de tubería)
-
MEMORIA DE CALCULO NO ING117-IMCC-120-CA-0006
CLIENTE:
YPFB REFINACION S.A. HOJA
1 de 9
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
DOCUMENTO ORIGINAL:
REVISIN NDICE
REV. DESCRIPCIN Y/O HOJAS AFECTADAS
0
1
EMISIN ORIGINAL
PARA APROBACION DEL CLIENTE
REV. 0 REV. 1 REV. 2 REV. 3 REV. 4 REV. 5 REV. 6 REV. 7
FECHA 27/09/2014 03/10/2014
EJECUCION DC DC
VERIFICACION TA TA
APROBACION JH JH
LA INFORMACION DE ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD DE YPFB REFINACION S.A., SIENDO PROHIBIDA SU UTILIZACION FUERA DE SU FINALIDAD
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
2 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
INDICE
1. OBJETIVO ..................................................................................................................... 3
2. ALCANCE ..................................................................................................................... 3
3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA ............................................................................... 3
4. CALCULO ..................................................................................................................... 3
4.1 Frmula de clculo ......................................................................................................... 3
4.2 Datos ............................................................................................................................. 4
4.2.1 Presin de diseo................................................................................................. 4
4.2.2 Tensin permitida aplicable .................................................................................. 4
4.2.3 Coeficiente por temperatura ................................................................................. 4
4.2.4 Factor de Reduccin por soldadura ...................................................................... 5
4.2.5 Factor de junta longitudinal .................................................................................. 5
4.2.6 Sobre espesores .................................................................................................. 5
4.2.7 Criterios de diseo ................................................................................................ 5
4.3 Clculo del espesor t y espesor adoptado ................................................................... 6
Anexo 1 .................................................................................................................................. 9
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
3 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
1. OBJETIVO
El objetivo de este documento es determinar los espesores de las tuberas y materiales a
utilizarse en el diseo del. nuevo sistema de agua de enfriamiento del rea 320.25 de la
Refinera Gualberto Villarruel.
2. ALCANCE
El clculo de espesores desarrollado en este documento cubre el proyecto NUTANKS. Con el
fin de asegurar la integridad mecnica del ducto, la norma de clculo utilizada es la ASME
B31.3.
3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA
El anlisis y los diferentes clculos se realizarn de acuerdo a la siguiente documentacin:
REF. 1 ASME B31.3 2012 Process Piping
REF. 2 ING117-120-IMCC-PI-0003 P&ID De Proyecto NUTANKS
REF. 3 1P-2951; 1P-2952; 1P-2953 Hoja De Datos Bomba De Proyecto
NUTANKS
REF. 4 ING117-136-IMCC-LT-007 Lista de lneas De Proyecto NUTANKS
4. CALCULO
4.1 Frmula de clculo
La frmula utilizada est basada en la norma ASME B31.3 - 2012. A continuacin se indica la
formula y la descripcin de cada variable:
=
2 ( + ) = +
Dnde:
tc = Espesor calculado [inch]
P = Presin interna de diseo [psig]
D = Dimetro exterior de la tubera [inch]
S = Tensin permitida aplicable [psi]
Y = Coeficiente por temperatura [s.u.]
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
4 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
W = Factor de reduccin por soldadura [s.u.]
E = Factor de junta longitudinal [s.u.]
tn = Espesor nominal calculado [inch]
A = Suma de sobre espesores [inch]
4.2 Datos
4.2.1 Presin de diseo
De acuerdo al documento de la [Ref. 3], la presin de descarga de las bombas es de 60 psig.
La presin de diseo de la lnea de la esfera TK-2953 225 psig.
La presin de diseo de la lnea de blending 145 psig.
4.2.2 Tensin permitida aplicable
La tensin mnima de fluencia se obtiene de acuerdo al acero seleccionado para el diseo. Este
dato se puede obtener de la norma de fabricacin de tubera del acero seleccionado. Algunos
valores de esta variable se encuentran en la norma ASME B31.3 (ver anexo 1).
El acero seleccionado es ASTM A106 Gr.B, que nos permite tener una buena integridad del
ducto.
A continuacin se coloca el valor de acuerdo al material seleccionado:
ESPECIFICACION DEL ACERO SMYS (psi)
ASTM A106, GRADO B, SEAMLESS 20000
4.2.3 Coeficiente por temperatura
De acuerdo a la [Ref. 1], el coeficiente para aceros ferrticos a temperaturas menores a 482C
Y=0.4
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
5 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
4.2.4 Factor de Reduccin por soldadura
Ya que la tubera seleccionada es de tipo sin costura, seamless, el factor de reduccin debe
ser W=1 segn [Ref 1].
4.2.5 Factor de junta longitudinal
Este factor esta relacionado con la forma de fabricacin de la tubera a utilizar. Su valor se
obtiene de acuerdo a la [Ref 1].
La tubera que se especifica para este proyecto es ASTM A106, sin costura, por lo que se toma
el valor de E=1 segn [Ref 1].
4.2.6 Sobre espesores
Los sobre espesores a considerar se deben debido a la fabricacin, erosin y a la corrosin. En
este sistema no se presentar erosin en la tubera ya que las velocidades de operacin sern
menores a la velocidad erosional.
De acuerdo a las especificaciones de YPFB Refinacin, las lneas deben disearse con un
sobre espesor por corrosin; esta es una prctica de ingeniera para asegurar el funcionamiento
correcto del sistema, para el sistema se ha definido un sobre espesor por corrosin de 1/16
(0.0625in).
De acuerdo a la norma de la [Ref. 1] el sobre espesor por fabricacin es del 12.5% del espesor
seleccionado.
Se aplica la siguiente formula:
T(12,5% por fabricacin) = Tnom (Tnomx12,5%)
4.2.7 Consideraciones de diseo
Para el calculo de la rigidez mecnica no se considerar el margen por corrosin
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
6 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
Los calculo del espesor de tubera se realizaran en los valores limites de Rating.
4.3 Clculo del espesor t y espesor adoptado
Con la frmula detallada en el punto 4.1 y los datos del punto 4.2 se elabor la siguiente tabla
que muestra los espesores calculados y la especificacin de la tubera seleccionada para la
lnea de la esfera TK-2953:
Pipe NPS Pipe OD tc A tn Sch / Nominal Min. Thk. Max.Allow. Ratio Check
inch (mm) D (mm) Y W E (mm) (mm) (mm) Thk. (inch) Thk. (mm) T (12,5% por fabricacin) P (barg) (D/t) (T>tmin)
Column "A" Tnom Column "B" Check (>6)
" (15) 21,34 0,40 1,00 1,00 0,08 1,59 1,66 Sch.40 2,77 2,42 111,42 25,55 Passed.
" (20) 26,67 0,40 1,00 1,00 0,10 1,59 1,68 Sch.40 2,87 2,51 98,26 28,87 Passed.
1" (25) 33,40 0,40 1,00 1,00 0,12 1,59 1,71 Sch.40 3,38 2,96 116,82 24,41 Passed.
1" (32) 42,16 0,40 1,00 1,00 0,15 1,59 1,74 Sch.40 3,56 3,11 102,65 27,67 Passed.
1" (40) 48,26 0,40 1,00 1,00 0,17 1,59 1,76 Sch.40 3,68 3,22 96,05 29,51 Passed.
2" (50) 60,33 0,40 1,00 1,00 0,22 1,59 1,81 Sch.40 3,91 3,42 85,99 32,87 Passed.
2" (65) 73,03 0,40 1,00 1,00 0,26 1,59 1,85 Sch.40 5,16 4,51 114,09 24,97 Passed.
3" (80) 88,90 0,40 1,00 1,00 0,32 1,59 1,91 Sch.40 5,49 4,80 102,65 27,67 Passed.
3" (90) 101,60 0,40 1,00 1,00 0,37 1,59 1,95 Sch.40 5,74 5,02 95,84 29,57 Passed.
4" (100) 114,30 0,40 1,00 1,00 0,41 1,59 2,00 Sch.40 6,02 5,27 91,14 31,06 Passed.
5" (125) 141,30 0,40 1,00 1,00 0,51 1,59 2,10 Sch.40 6,55 5,73 82,88 34,08 Passed.
6" (150) 168,28 0,40 1,00 1,00 0,61 1,59 2,20 Sch.40 7,11 6,22 77,68 36,30 Passed.
8" (200) 219,08 0,40 1,00 1,00 0,79 1,59 2,38 Sch.40 8,18 7,16 71,56 39,34 Passed.
10" (250) 273,05 0,40 1,00 1,00 0,99 1,59 2,57 Sch.40 9,27 8,11 67,19 41,85 Passed.
12" (300) 323,85 0,40 1,00 1,00 1,17 1,59 2,76 Sch.40 10,31 9,02 64,51 43,55 Passed.
14" (350) 355,60 0,40 1,00 1,00 1,29 1,59 2,87 Sch.40 11,13 9,73 64,37 43,65 Passed.
16" (400) 406,40 0,40 1,00 1,00 1,47 1,59 3,06 Sch.40 12,70 11,11 65,87 42,67 Passed.
18" (450) 457,20 0,40 1,00 1,00 1,65 1,59 3,24 Sch.40 14,27 12,49 67,05 41,93 Passed.
20" (500) 508,00 0,40 1,00 1,00 1,84 1,59 3,42 Sch.40 15,09 13,20 64,23 43,74 Passed.
Factores
1,00
15,51 barg
30,0C
20,000 ksi
1,59 mm 12,5%
0,4
0,011
tpressure = (P x D) / [2 x {(S.E) + (P.Y)}]
(Valid for t
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
7 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
Con la frmula detallada en el punto 4.1 y los datos del punto 4.2 se elabor la siguiente tabla
que muestra los espesores calculados y la especificacin de la tubera seleccionada para la
lnea de blending:
1,00
10,00 barg
30,0C
20,000 ksi
1,59 mm 12,5%
0,4
0,007
tpressure = (P x D) / [2 x {(S.E) + (P.Y)}]
(Valid for t
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
8 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
5. CONCLUSIONES
1.- La tubera seleccionada para el sistema de la lnea de la esfera TK-2953 es de material
A106 grado B de tipo seamles, esquema 40 para dimetros de 12.
2.- La tubera seleccionada para el sistema de la lnea de blending es de material A106 grado
B de tipo seamles, esquema 40 para dimetros de 12.
-
MEMORIA DE CALCULO NO
ING117-IMCC-120-CA-0006 REV.
1
PROYECTO:
NUTANKS REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL
HOJA:
9 de 9
TITULO:
CLCULO DE ESPESOR DE TUBERAS
Anexo 1