ANALISIS DE FLEXIBILIDAD

(REPORTE DE FUERZAS Y MOMENTOS)MC-B-E-KU-A-01-X-001

“ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD PARA LÍNEA DE 16” Ø DE LA LINEA DE ACEITE DE CABEZAL DE POZOS DE 24”Ø, A LINEA DE LLEGADA DE KU-G Y KU-M

CON DERIVACION AL RECTIFICADOR DE 1ra. ETAPA FA-1103”.

REV DESCRIPCIÓN CICSSA P.E.P. FECHA

0 EMITIDO PARA CONSTRUCCIÓN J.J.L.C. J.C.G J.C.R. ABR. 2012

OBSERVACIONES:

CONTENIDO

PAG.

1.1 Generalidades 3

1.2 Análisis de Flexibilidad 3

1.2.1 Alcance 3

1.2.2 Objetivo 3

1.2.3 Ubicación y Servicio 3

1.2.4 Consideraciones del Análisis 4

1.2.5 Desarrollo 4

1.3 Resultados 4

1.4 Conclusión 4

1.5 Corrida de CAESAR II vers. 4.40 5

1.1 GENERALIDADES.

Como parte del proyecto: "INTERCONEXION PARA EL MANEJO DE GAS DE KU-A", se debe realizar el análisis de la flexibilidad para determinar que el sistema actual soporte-tuberías, cumple con los requisitos normativos vigentes en líneas de 16” de diámetro, en la plataforma E-KU-A.

1.2 ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD.

1.2.1 ALCANCE.

Efectuar los cálculos necesarios para garantizar un buen funcionamiento mecánico del sistema actual soporte-tubería, cumpliendo con los requerimientos de análisis establecido en el código ASME B31.3.

Se revisará que la trayectoria de la línea en conjunto con su soportería existente, presente esfuerzos actuales menores a los esfuerzos permisibles del código ASME B31.3 y no existan puntos de concentración de los mismos.

1.2.2 OBJETIVO.

Llevar a cabo el análisis de flexibilidad del sistema actual soporte-tubería, tomando en cuenta los aspectos técnicos para obtener;

Los esfuerzos actuales en el sistema soporte-tubería y se encuentren dentro del rango de esfuerzos admisibles para que las tuberías tengan un buen comportamiento mecánico-estructural durante su operación.

1.2.3 UBICACIÓN Y SERVICIO.

Las tuberías revisadas para cumplir con las condiciones de operación actuales, son:

PLATAFORMA E-KU-A

SistemaNo de

circuitoDiametro

Presión de

operación (Kg./cm²)

Temperatura de

operación (ºC)

Resultados Conclusión

Linea 16” ACEITE

B-E-KUA-01-X-100

16” 70 76

radio de interacción: 71.80@Node 210

Si pasa el chequeo de código de esfuerzo

TABLA I

1.2.4 CONSIDERACIONES DEL ANÁLISIS.

Para la evaluación del estado de esfuerzos a que están sujetos los sistemas actuales soporte-tubería, se realizó el análisis de flexibilidad con el programa CAESAR II Versión 4.40, considerando los lineamientos que establece el código ASME B31.3

El análisis de flexibilidad se realizó considerando los datos de operación, tabla I y con las solicitaciones de diseño siguiente:

A) Peso de tubería (WI)B) Temperatura de operación (TI)C) Presión de operación (PI)D) Presión del viento en operación (WNI)

1.2.5 DESARROLLO.

Etapa Inicial – Se procede a la modelación de la trayectoria de la línea en un sistema de ejes espaciales (sistema nodal), simulando cada uno de sus componentes como; tubería, codos, tees, reducciones, válvulas, bridas, restricciones (Soporte), condiciones de carga, combinaciones de carga, temperatura, presión, tipo de material, propiedades mecánicas y códigos aplicables.

Etapa intermedia – Chequeo del modelo, por posibles errores en modelación, distancias, cargas, etc. Así como la obtención del centro de gravedad del sistema, con los pesos involucrados en el mismo, de todos los componentes de la línea.

Etapa final – Revisión de los datos de salida, comprobando que los esfuerzos actuantes a lo largo de la trayectoria de la línea sea menores a los esfuerzos permisibles, de acuerdo al código ASME B31.3.

1.3 RESULTADOS.

Como se podrá observar en los listados anexos de salida del programa de análisis de flexibilidad CAESAR II Versión 4.4.0, específicamente en la columna del radio de interacción obtenido para toda la trayectoria de la línea, es menor a 100. Lo anterior significa que los esfuerzos actuales que se presentan en las condiciones de operación actual son menores a los esfuerzos permisibles de acuerdo al código B31.3.

1.4 CONCLUSIONSe concluye del análisis de flexibilidad de la línea mencionada en la tabla I, se analizó tomando como base el isométrico B-E-KUA-01-X-100 realizado en campo, se adiciono un soporte SP-09 a la línea existente de 24“Ø, debido a esto cumple satisfactoriamente el requerimiento del código ASME B31.3, al no presentar puntos de concentración de esfuerzos fuera de los valores permisibles teniendo un comportamiento adecuado en la aplicación de sus condiciones de operación actuales.

1.5 CORRIDA DE CAESAR II vers. 4.

CAESAR II STRESS REPORT FILE:B-E-KU-A-01-X-100 CASE 1 (OCC) W+T1+P1+WIN1 DATE:APR 13,2012 --Stress( KPa )--- --( KPa )-- ELEMENT BENDING TORSION SIF'S CODE ALLOWABLE NODES STRESS STRESS IN/OUT PLANE STRESS STRESS %

**** CODE STRESS CHECK PASSED PIPING CODE: B31.3 -1999, August 31, 2001

HIGHEST STRESSES: ( KPa ) CODE STRESS %: 71.80 @NODE 210 STRESS: 131685.5 ALLOWABLE: 183400.5 BENDING STRESS: 126632.5 @NODE 210 TORSIONAL STRESS: 7058.8 @NODE 210 AXIAL STRESS: 64223.8 @NODE 390 HOOP STRESS: 131792.4 @NODE 390 3D MAX INTENSITY: 142176.8 @NODE 390

10 0. 0. 1.000 / 1.000 27710. 183401. 15. 20 18405. 0. 1.000 / 1.000 46115. 183401. 25.

20 18405. 0. 1.000 / 1.000 46115. 183401. 25. 30 65345. 0. 3.168 / 3.891 93055. 183401. 51.

30 36473. 0. 3.168 / 3.891 64183. 183401. 35. 40 6572. 0. 1.000 / 1.000 34282. 183401. 19.

40 6572. 0. 1.000 / 1.000 34282. 183401. 19. 50 0. 0. 1.000 / 1.000 27710. 183401. 15.

30 26936. -1922. 3.168 / 3.891 52613. 183401. 29. 60 8518. 1922. 1.000 / 1.000 34230. 183401. 19.

90 8973. -1922. 1.000 / 1.000 35505. 183401. 19. 98 13060. 1922. 1.000 / 1.000 40064. 183401. 22.

98 22146. -1922. 1.707 / 1.422 49149. 183401. 27. 99 20330. 2453. 1.707 / 1.422 47516. 183401. 26.

99 20330. -2453. 1.707 / 1.422 47516. 183401. 26. 100 16134. 1853. 1.707 / 1.422 43756. 183401. 24.

100 9580. -1853. 1.000 / 1.000 37201. 183401. 20. 110 9334. 1853. 1.000 / 1.000 36955. 183401. 20.

110 9334. -1853. 1.000 / 1.000 36955. 183401. 20. 118 7169. 1853. 1.000 / 1.000 34790. 183401. 19.

118 10596. -1853. 1.707 / 1.422 38217. 183401. 21. 119 10286. 607. 1.707 / 1.422 37943. 183401. 21.

119 10286. -607. 1.707 / 1.422 37943. 183401. 21. 120 9139. -469. 1.707 / 1.422 36840. 183401. 20.

120 5971. 469. 1.000 / 1.000 33672. 183401. 18. 130 10503. -469. 1.000 / 1.000 38203. 183401. 21.

130 10503. 469. 1.000 / 1.000 38203. 183401. 21.

138 4233. -469. 1.000 / 1.000 31934. 183401. 17.

138 6155. 469. 1.707 / 1.422 33856. 183401. 18. 139 9458. 847. 1.707 / 1.422 36172. 183401. 20.

139 9458. -847. 1.707 / 1.422 36172. 183401. 20. 140 13539. 1118. 1.707 / 1.422 39849. 183401. 22.

140 7954. -1118. 1.000 / 1.000 34264. 183401. 19. 150 26346. 1118. 3.168 / 3.891 52656. 183401. 29.

150 7214. -3427. 3.168 / 3.891 34934. 183401. 19. 160 11907. 3427. 1.000 / 1.000 39627. 183401. 22.

160 11907. -3427. 1.000 / 1.000 39627. 183401. 22. 170 15056. 3427. 1.000 / 1.000 42776. 183401. 23.

200 18401. -5436. 1.000 / 1.000 23454. 183401. 13. 210 126633. 7059. 6.983 / 8.977 131686. 183401. 72.

210 21827. -122. 6.983 / 8.977 28955. 183401. 16. 220 2279. 122. 1.000 / 1.000 9488. 183401. 5.

220 3001. -161. 1.000 / 1.000 12822. 183401. 7. 228 2454. 161. 1.000 / 1.000 12631. 183401. 7.

228 8647. -161. 3.785 / 3.154 18824. 183401. 10. 229 9807. -427. 3.785 / 3.154 20222. 183401. 11.

229 9807. 427. 3.785 / 3.154 20222. 183401. 11. 230 12092. -712. 3.785 / 3.154 22706. 183401. 12.

230 3196. 712. 1.000 / 1.000 13810. 183401. 8. 238 2269. -712. 1.000 / 1.000 12883. 183401. 7.

238 7155. 712. 3.785 / 3.154 17770. 183401. 10. 239 5973. -294. 3.785 / 3.154 16589. 183401. 9.

239 5973. 294. 3.785 / 3.154 16589. 183401. 9. 240 3258. 0. 3.785 / 3.154 13876. 183401. 8.

240 1033. 0. 1.000 / 1.000 11651. 183401. 6. 250 0. 0. 1.000 / 1.000 10617. 183401. 6.

210 100748. -4. 6.983 / 8.977 109538. 183401. 60. 260 9123. 4. 1.000 / 1.000 17121. 183401. 9.

150 39508. -1202. 3.168 / 3.891 66805. 183401. 36. 268 13564. 1202. 1.000 / 1.000 40860. 183401. 22.

268 22540. -1202. 1.707 / 1.422 49836. 183401. 27. 269 28158. 2825. 1.707 / 1.422 54826. 183401. 30.

269 28158. -2825. 1.707 / 1.422 54826. 183401. 30. 270 28413. 2793. 1.707 / 1.422 55009. 183401. 30.

270 16702. -2793. 1.000 / 1.000 43299. 183401. 24. 280 8596. 2793. 1.000 / 1.000 34588. 183401. 19.

280 8596. -2793. 1.000 / 1.000 34588. 183401. 19. 290 10073. 2793. 1.000 / 1.000 36030. 183401. 20.

290 13749. 0. 1.000 / 1.000 13749. 183401. 7. 300 0. 0. 1.000 / 1.000 0. 183401. 0.

290 2230. 0. 1.000 / 1.000 2230. 183401. 1. 310 0. 0. 1.000 / 1.000 0. 183401. 0.

290 14681. 3791. 1.000 / 1.000 41801. 183401. 23. 318 20838. -3791. 1.000 / 1.000 47614. 183401. 26.

318 34028. 3791. 1.707 / 1.422 60804. 183401. 33. 319 33977. -6551. 1.707 / 1.422 60392. 183401. 33.

319 33977. 6551. 1.707 / 1.422 60392. 183401. 33. 320 30395. -5473. 1.707 / 1.422 57264. 183401. 31.

320 18297. 5473. 1.000 / 1.000 45167. 183401. 25. 328 10870. -5473. 1.000 / 1.000 37740. 183401. 21.

328 17033. 5473. 1.707 / 1.422 43903. 183401. 24. 329 14935. -5500. 1.707 / 1.422 42051. 183401. 23.

329 14935. 5500. 1.707 / 1.422 42051. 183401. 23. 330 27186. 13. 1.707 / 1.422 54896. 183401. 30.

330 19070. -13. 1.000 / 1.000 46780. 183401. 26. 341 21579. 13. 1.000 / 1.000 49289. 183401. 27.

341 21579. -13. 1.000 / 1.000 49289. 183401. 27. 340 11479. 13. 1.000 / 1.000 39189. 183401. 21.

370 1689. -21. 1.000 / 1.000 52059. 183401. 28. 380 0. 21. 5.140 / 6.520 50369. 183401. 27.

380 4670. 0. 5.140 / 6.520 68894. 183401. 38. 390 262. 0. 1.000 / 1.000 64485. 183401. 35.

390 262. 0. 1.000 / 1.000 64485. 183401. 35. 400 0. 0. 1.000 / 1.000 64224. 183401. 35.

380 4496. 0. 5.140 / 6.520 68720. 183401. 37. 410 262. 0. 1.000 / 1.000 64485. 183401. 35.

410 262. 0. 1.000 / 1.000 64485. 183401. 35. 420 0. 0. 1.000 / 1.000 64224. 183401. 35.

260 9123. -4. 1.000 / 1.000 17121. 183401. 9. 428 8784. 4. 1.000 / 1.000 16639. 183401. 9.

428 32302. -4. 3.785 / 3.154 40158. 183401. 22. 429 26840. 682. 3.785 / 3.154 34830. 183401. 19.

429 26840. -682. 3.785 / 3.154 34830. 183401. 19. 430 12024. 1178. 3.785 / 3.154 20572. 183401. 11.

430 3352. -1178. 1.000 / 1.000 11900. 183401. 6. 439 39132. 876. 3.785 / 3.154 46840. 183401. 26.

439 39132. -876. 3.785 / 3.154 46840. 183401. 26. 440 44832. 507. 3.785 / 3.154 52217. 183401. 28.

440 11896. -507. 1.000 / 1.000 19281. 183401. 11. 450 11817. 507. 1.000 / 1.000 19060. 183401. 10.

480 11738. -507. 1.000 / 1.000 17199. 183401. 9. 490 81926. 507. 6.983 / 8.977 87272. 183401. 48.

490 7197. 0. 6.983 / 8.977 17815. 183401. 10. 500 381. 0. 1.000 / 1.000 10999. 183401. 6.

500 381. 0. 1.000 / 1.000 10999. 183401. 6. 510 0. 0. 1.000 / 1.000 10617. 183401. 6.

490 75393. 0. 6.983 / 8.977 86010. 183401. 47. 520 10840. 0. 1.000 / 1.000 21457. 183401. 12.

550 6010. 0. 1.000 / 1.000 16627. 183401. 9. 560 2042. 0. 1.000 / 1.000 12659. 183401. 7.

560 2042. 0. 1.000 / 1.000 12659. 183401. 7. 570 0. 0. 1.000 / 1.000 10617. 183401. 6.

CAESAR II RESTRAINT REPORT FILE:B-E-KU-A-01-X-100 CASE 1 (OCC) W+T1+P1+WIN1 DATE:APR 13,2012 ------Forces( N.)------- ------Moments( N.m. )------ NODE FX FY FZ MX MY MZ TYPE 10 0. 0. 3760. 0. 0. 0. Rigid GUI 10 0. -22329. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 50 0. 0. 750. 0. 0. 0. Rigid GUI 50 0. -39802. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 110 4307. 0. -4307. 0. 0. 0. Rigid GUI 110 0. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 130 -37651. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid GUI 130 0. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 160 31850. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid GUI 160 0. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 250 0. -9077. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 300 43077. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid GUI 300 0. -33560. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 310 -8655. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid GUI 310 0. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 341 -21003. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid GUI 341 0. -63577. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 490 0. -99642. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 510 0. 0. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 560 0. -41428. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y 570 0. -1741. 0. 0. 0. 0. Rigid +Y

CAESAR II DISPLACEMENT REPORT FILE:B-E-KU-A-01-X-100 CASE 1 (OCC) W+T1+P1+WIN1 DATE:APR 13,2012 --------Translations(mm.)-------- --------Rotations(deg.)--------- NODE DX DY DZ RX RY RZ 10 11.973 0.000 0.000 0.0901 -0.0033 -0.0187

20 13.371 -0.378 0.064 0.0901 0.0023 0.0109 30 13.561 -0.303 0.049 0.0901 0.0039 0.0189 40 13.751 -0.180 0.028 0.0901 0.0040 0.0227 50 13.997 0.000 0.000 0.0901 0.0040 0.0245 60 13.451 -0.116 0.530 0.0900 0.0060 0.0225 70 13.378 -0.001 0.822 0.0900 0.0060 0.0225 80 12.985 0.616 2.378 0.0899 0.0062 0.0228 90 12.911 0.732 2.670 0.0899 0.0062 0.0229 98 9.702 3.230 7.895 0.0505 0.0339 0.0669 99 8.961 3.383 8.166 0.0206 0.0364 0.0893 100 8.260 2.993 8.221 -0.0031 0.0421 0.1099 110 8.224 2.942 8.224 -0.0036 0.0423 0.1100 118 7.842 2.368 8.260 -0.0084 0.0439 0.1111 119 7.601 2.060 8.243 -0.0167 0.0485 0.1155 120 7.365 1.878 8.138 -0.0246 0.0536 0.1170 130 0.000 0.151 4.651 0.0024 0.1046 0.1264 138 -0.976 0.190 4.331 0.0057 0.1083 0.1273 139 -1.684 0.676 3.729 0.0150 0.1021 0.1303 140 -1.720 1.719 2.922 0.0180 0.0815 0.1312 150 -1.532 2.420 2.496 0.0193 0.0782 0.1306 160 0.000 2.065 3.196 0.0138 0.0841 0.1443 170 3.457 2.046 4.481 -0.0174 0.1046 0.1695 180 3.797 2.102 4.597 -0.0175 0.1047 0.1696 190 5.608 2.409 5.214 -0.0180 0.1048 0.1699 200 5.949 2.468 5.330 -0.0181 0.1048 0.1699 210 6.698 2.640 5.554 -0.0271 0.1055 0.1778 220 5.362 2.877 5.350 -0.0271 0.1056 0.1768 228 0.622 3.730 4.615 -0.0272 0.1062 0.1730 229 -0.942 3.665 4.759 -0.0319 0.1115 0.1484 230 -0.931 3.044 5.761 -0.0492 0.1176 0.1249 238 0.849 1.555 8.850 -0.0506 0.1177 0.1195 239 1.092 1.148 9.568 -0.0563 0.1177 0.1104 240 1.042 0.572 10.325 -0.0578 0.1177 0.1029 250 0.864 0.000 10.985 -0.0578 0.1177 0.1027 260 18.151 0.771 7.938 -0.0521 0.1055 0.1993 268 -1.342 3.112 2.086 0.0206 0.0759 0.1261 269 -0.765 3.813 1.502 0.0198 0.0631 0.0830 270 -0.227 3.754 1.159 0.0223 0.0578 0.0334 280 0.003 0.567 -1.626 0.0394 0.0063 0.0025 290 0.023 0.380 -1.838 0.0404 0.0033 0.0063 300 0.000 0.000 -1.838 0.0370 -0.0013 0.0063 310 0.000 0.802 -1.838 0.0404 0.0024 0.0063 318 0.467 -1.440 -5.052 0.0848 0.0430 -0.0101 319 0.088 -1.561 -5.646 0.1079 0.0451 -0.0666 320 -0.448 -0.939 -5.618 0.1163 0.0572 -0.1215 328 -0.909 0.753 -4.823 0.1308 0.0650 -0.1342 329 -0.927 1.388 -4.144 0.1427 0.0857 -0.1393 330 -0.329 0.612 -3.590 0.1834 0.0977 -0.1304 340 1.371 -2.798 -2.973 0.2069 0.0982 -0.1304 341 0.000 0.000 -3.471 0.1887 0.0980 -0.1304 350 1.690 -3.470 -2.857 0.2069 0.0982 -0.1304 360 3.389 -7.052 -2.240 0.2071 0.0982 -0.1304 370 3.708 -7.725 -2.125 0.2071 0.0982 -0.1304 380 4.319 -9.018 -1.903 0.2075 0.0983 -0.1304 390 4.069 -8.110 -1.217 0.2075 0.0983 -0.1301 400 3.689 -6.722 -0.168 0.2075 0.0983 -0.1301 410 4.556 -9.886 -2.556 0.2075 0.0983 -0.1305 420 4.936 -11.281 -3.605 0.2075 0.0983 -0.1306 428 20.327 0.436 8.527 -0.0566 0.1055 0.2016 429 21.744 0.349 9.034 -0.0950 0.1085 0.2189 430 23.297 0.579 9.715 -0.1199 0.1148 0.2302

439 27.543 1.475 11.512 -0.0763 0.1178 0.2391 440 29.177 1.359 11.847 -0.0188 0.1191 0.2486 450 31.879 1.026 12.015 -0.0122 0.1184 0.2495 460 32.572 0.938 12.048 -0.0120 0.1183 0.2495 470 37.220 0.351 12.266 -0.0113 0.1183 0.2496 480 37.912 0.263 12.297 -0.0112 0.1182 0.2496 490 40.092 0.000 12.371 -0.0058 0.1177 0.2497 500 41.016 0.042 12.620 -0.0055 0.1177 0.2497 510 42.454 0.108 13.006 -0.0055 0.1177 0.2497 520 39.068 -0.030 12.095 -0.0009 0.1172 0.2497 530 38.743 -0.032 12.007 -0.0008 0.1172 0.2497 540 36.561 -0.039 11.418 -0.0003 0.1172 0.2497 550 36.886 -0.038 11.506 -0.0002 0.1172 0.2497 560 35.599 0.000 11.158 0.0010 0.1170 0.2497 570 31.317 0.000 9.998 0.0001 0.1168 0.2497