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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

Grupo de Anlisis de Integridad de Ductos

CLCULO DE PMPO Y TV

GRUPO DE ANLISIS

DE INTEGRIDAD DE DUCTOS

CLCULO DE PMPO Y TVR DE TRAMOSCLCULO DE PMPO Y TVR DE TRAMOS

DE DUCTOS CON INDICACIONESDE DUCTOS CON INDICACIONES

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CLCULO DE PMPO Y TV

CALCULO DE LA PMPO Y TVR

El calculo de la Pre

sin Mxima Permisible de Operacin (PMPO) y

Tiempo de Vida Remanente es primordial para determinar la Integridad

Mecnica del tramo de una lnea !ue trasporta "idrocarburos a presin#

$ continuacin se presentan los %undamentos de este anlisis& en

tramos con indicaciones con base en m'todos determinsticos en los

cuales se interienen ariables independientes (tipo y dimensiones de

la indicacin)#

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CLCULO DE PMPO Y TV

QUE ES UNA INDICACIN

I!DICACI"!#$ Es u

na se%al e&itida por un e'uipo de ensa(os no

destructi)os 'ue se identi*ca co&o una +alta de continuidad del

&aterial 'ue puede ser generada durante el ser)icio, +a-ricaci.n del

tu-o o construcci.n, en su estructura +/sica o en la con*guraci.n de

una parte#

DI0CO!TI!UIDAD# Es la perdida de continuidad en la estructura

&ecnica de un &aterial#

DE1ECTO#$ Es una indicaci.n cu(as caracter/sticas geo&2tricas (

&agnitud son rec3a4adas de acuerdo al criterio de e)aluaci.nutili4ado#

A!OMALIA#$ Cual'uier da%o &ecnico, de+ecto o condiciones e5ternas

'ue puedan poner en riesgo la integridad del ducto#

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CLCULO DE PMPO Y TV

DEFINICIONES

iesgo de +alla#$ Es la

condici.n de un ducto 'ue i&plica una +uga, +ractura o

una e5plosi.n, 'ue pro)oca 'ue la capacidad de la tu-er/a, sea reducida o

eli&inada#

Presi.n de Dise%o 6Pdis7#$ Es la presi.n &5i&a per&isi-le en ausencia deindicaciones ( en cu&pli&iento con todas las especi*caciones de di&etro,espesor, propiedades del &aterial ( condiciones de ser)icio# Inclu(e +actorde seguridad ( se calcula &ediante la ecuaci.n de 8arlo9#

Presi.n de Operaci.n 6Pop7#$ Es la presi.n de operaci.n nor&al del ducto6pro&edio7# 0e reco&ienda to&ar la Pop co&o la presi.n de disparo de lossiste&as de seguridad#

Presi.n M5i&a Per&isi-le de Operaci.n 6PMPO7#$ Presi.n M5i&a Per&isi-lede Operaci.n de un ducto o tra&o de ducto 'ue contiene indicaciones#

elaci.n de Presiones 6p7#$ 1racci.n 'ue indica el grado de deterioro de lacapacidad original del ducto para soportar presi.n interna# 0e calcula co&o:

p ; PMPO

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CLCULO DE PMPO Y TV

DEFINICIONES

Ta&a%o critico de i

ndicaci.n#$ Es el ta&a%o de indicaci.n 'ue produceuna condici.n indesea-le o de riesgo#

Tie&po de Vida e&anente 6TV7#$ Tie&po esti&ado en la cual unaperdida de &etal alcan4a el =>? del espesor no&inal de pared deltu-o o tie&po esti&ado en 'ue la PMPO iguala a la presi.n deoperaci.n# La esti&aci.n se reali4a para a&-os casos ( el TV ser el

&enor de los dos#

Tie&po de Vida e&anente 6TV7#$ Tie&po desde la inspecci.n con -aseen la cual se reali4a la e)aluaci.n, 3asta el &o&ento en 'ue el ductollega al criterio de +uga o +alla a causa de la presencia de unaindicaci.n#

@El tie&po de )ida re&anente no proporciona una esti&aci.n precisa enel cual la indicaci.n llegara a la +alla#

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CLCULO DE PMPO Y TV

CORROSI

N

enerali*ada E+T,I-T

.ocali*ada E+T,I-T

/00 1 2I0

DEFECTOS EN SOLDADURAS

3uemadura por arco

Penetracin o %usin incompletas

rietas

DAOS MECNICOS

$bolladuras

Rayaduras y estras

Identaciones

MODOS DE FALLA E INDICACIONES MS COMUNES:
http://cursos_internos/CURSO_2005/1)Integridad/indicaciones-2004.ppt

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CLCULO DE PMPO Y TV

CLASIFICACIN DE INDICACIONES

Por su evolucin:

Pro!resivos

Es"#"icos

Por su ori!en:

De $%nu&%c"ur%

C%us%'os (or el servicio

Cons"ruccin

Por su !eo$e"r)%:

A*i%les

Circun&erenci%les

Aere%les

Por su co$(or"%$ien"o $ec#nico: Con"rol%'os (or el es&uer+o circun&erenci%l

Con"rol%'os (or el es&uer+o lon!i"u'in%l

Fu!% %n"es ,ue &%ll%

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CLCULO DE PMPO Y TV

CLASIFICACIN DE ACUERDO A SIPA

Tipo 1.-Riesgo muy alto, considere la suspensin de la operacin.

Tipo 2.-Riesgo alto, requiere correccin inmediata.

Tipo 3.-Riesgo substancial muy alto, necesita correccin.

Tipo 4.-Riesgo posible, atencin indicada.

Tipo 5.-Riesgo posiblemente aceptable en el estado actual

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CLCULO DE PMPO Y TV

CLASIFICACIN DE ACUERDO A SU RIESGO DE FALLA

Tipo 1.-Etremadamentese!era, riesgo muy alto, "alla inminente en un tiempo muy

corto # d$as%.

&'riterio(Toda anomal$a con )*)+ menor o igual )op o TR menor de meses.

& ccin Recomendada(

Reduccin de la )op a un !alor menor de la )*)+.

'olocacin inmediata de de un re"uer/o sin aplicar soldadura al tubo #en!ol!ente

con perno, no met0lica o met0lica sin soldadura de sello%.

'onsidere la suspensin temporal del ser!icio si la anomal$a es muy gra!e.

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CLCULO DE PMPO Y TV


Tipo 2.-e!era, riesgo alto. )osibilidad de "alla si se aumenta la presin. alla en

corto pla/o #meses%.

& 'riterio(Toda indicacin con una )*)+ mayor que la )op y una Rp menor de .5

o TR mayor de meses y menor de un ao.

& ccin Recomendada(

igilar estrecamente que la presin de operacin no aumente por arriba de la

considerada en el an0lisis.

Reducir la presin, si es posible a un !alor menor que .5 )dis.

'olocar una en!ol!ente temporal sin soldar.

Reparar de"initi!amente lo mas pronto posible.

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CLCULO DE PMPO Y TV


Tipo 3.- *oderadamente se!era, riesgo substancial, posibilidad de "alla en

represionamientos grande o en presencia de altos es"uer/os secundarios en e!entos

tales como( golpes de ariete, sismos, desli/amientos de terreno, golpes de maquinaria,

etc.

& 'riterio(Toda anomal$a con )*)+ mayor de la )op y una Rp mayor de .5 y menor

de .6 o TR mayor de 1 ao y menor o igual de 5 aos.

& ccin Recomendada(

Reparacin necesaria.

7a reparacin puede programarse para un pla/o no mayor de un ao,siempre y

cuando la )op no aumente a un !alor tal que )op8)dis sea mayor de .6.

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CLCULO DE PMPO Y TV


Tipo 4.-7e!ementese!era, riesgo posible. 9ebe aplicarse la reparacin indicada.

7a reparacin se reali/a con la intencin de restablecer la resistencia de diseo

y !ida :til del ducto.

& 'riterio(Toda indicacin con )*)+ mayor de la )op y una Rp mayor de .6 y

menor de 1. o TR mayor de 5 aos y menor o igual de 1 aos.

& ccin Recomendada(

plicar la reparacin recomendada en un pla/o no mayor de 5 aos.

*ientras no se repare el tubo, se recomienda el monitoreo de la indicacin de

acuerdo al TR o al menos cada 2 aos.

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CLCULO DE PMPO Y TV


Tipo 5.-;o se!era, riesgo aceptable en en el estado actual.

& 'riterio(Toda anomal$a con )*)+ igual o mayor de la )dis, o !ida remanente

mayor de 1 aos.

& ccin Recomendada(

*onitoreo al menos cada 5 aos.

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CLCULO DE PMPO Y TV

PRESIN INTERNA:0edencia, Ruptura,explosin, 4atiga,4ractura ###

PRESIN EXTERNA:Oalamiento& 0olapso ###

ESFUERZOS AXIALES:4atiga& Oalamiento& 4atiga,4ractura en soldadura###

DAOS DE TERCEROS:$bolladuras& da5o de la proteccin catdica###

COMBINADOS:0olapso& Ruptura,explosin, 4atiga,4ractura ####

CARGAS Y ESTADOS LMITES MS COMUNES:

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CLCULO DE PMPO Y TV

6# .a presin o carga mxima permisible de operacin (PMPO) del

componente en presencia de indicaciones#

7# El tama5o mximo de la indicacin#

8# El tiempo de crecimiento de la indicacin (TVR)#

Estos clculos estn %undamentados en los conocimientos tericos y

prcticos de la mecnica de la %ractura y se apoyan en el conocimiento

de las propiedades mecnicas de los materiales de %abricacin&

condiciones de sericio y las dimensiones de las indicaciones presentes&

detectadas por inspeccin no destructia#

EL ANLISIS DE INTEGRIDAD DE TRAMOSSE BASA EN EL CLCULO DE:

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CLCULO DE PMPO Y TV

FUNDAMENTOS DE LOS A. I. DETERMINSTICOS

.os parmetros !ue de%inen el estado de integridad del ducto secaracteri*an por un alor constante libre de errores# /e introducen %actores

de seguridad parciales para los alores de carga (e9# presin interna) y de

resistencia del ducto (e9# presin de dise5o)#

En un ducto libre de indicaciones: 0arga ; Popy resistencia ; Pdis

Po( FS MS-S " . R

)resin de operacin Radio eterior del ducto

Es"uer/o de cedencia m$nimo especi"icado

Espesor de la pared del ducto

actor de seguridad

In"e!ri'%' C%r!% FS Resis"enci%

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CLCULO DE PMPO Y TV

VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS A. I. DETERMINSTICOS

VE-T$

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CLCULO DE PMPO Y TV

ECUACIN MODIFICADA DEL B3G

>onde:

1

KSISMYSSf 10+=

=

Mt

dt

d

Sf 185.01

85.01

>

+

+=

0.503.3032.0

0.50003375.06275.0122

242

Dt

L

Dt

L

Dt

L

Dt

L

Dt

L

M

PARA

PARA

(Ec. 1)

(Ec. 2)

(Ec. 3)

(Ec. 4)

ALGORITMO PARA CLCULO DE PMPO

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CLCULO DE PMPO Y TV

>onde:

TS

locprofVc

.=

Vc

localproftTVR mn

).()(8.0 = (Ec. 5)

(Ec. 6)

ALGORITMO PARA CLCULO DE TVR

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CLCULO DE PMPO Y TV

D!"#$ %!&! '( )*()+(#:

Dimetro del ducto = 36 pulg.

Esp. Mat. = API 5L X56

Pop = 60 g!cm"

#iempo de $er%icio = "& a'os

#ipo de i(dicaci)( = PM!EX#

Pro*u(didad local = 0.+6 pulg.

Lo(gitud de la i(dicaci)( = "3. pulg.

tm-(= 0.&5+ pulg.

.$. = 0./"

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

CLCULO DE LA PRESIN MXIMA PERMISIBLE DE OPERACIN

L = 34.88 50

M = 4.34

De ecuacin 4

De ecuacin 3

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

Aplicando ecuacin 1:

)alla= 1.28 !"i

+=

34.4

1

451.0

168.085.01

451.0

168.085.01

36

)1056)(451.0(2Falla

P

#o$ lo %an%o:

)*)+=)alla*

)*)+ = 1.28 & 0.72

)*)+ = 0.877 Ksi = 61.7 Kg/cm2

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

CLCULO DEL TIEMPO DE VIDA REMANENTE

'e"ul%ado" (anli"i" po$ p$oundidad)

#M#* = 61.7 !+,c-2 /' = 27.5 ao"

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

nluencia del %ie-po en el clculo de la #M#*

Di-en"ione" c$i%ica" de la indicacin

P,. - ./0 %+(1.

L#21"+4 4' (! 24)!)52 - 63.77 %+(1.T'8%# )&")# - .7 !9#$

'e"ul%ado" (anli"i" po$ p$e"in)

#M#* = 61.7 !+,c-2 /' = 0.8 ao"

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

0on base en los resultados obtenidos se determin !ue la indicacin

anali*ada presentar FALLA POR PRESIN;(al igualar la presin de

operacin en ?#@ a5os) y no POR FUGA; (al alcan*ar el @?A de

p'rdida de metal)#

EJEMPLO :

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CLCULO DE PMPO Y TV

D!"#$ %!&! '( )*()+(#:

Dimetro del ducto = 36 pulg.Esp. Mat. = API 5L X65

Pop = 60 g!cm"

#iempo de $er%icio = "& a'os

#ipo de i(dicaci)( = PM!EX#

Pro*u(didad local = 0.+6 pulg.

Lo(gitud de la i(dicaci)( = "3. pulg.

tm-(= 0.&5+ pulg.

.$. = 0./"

EJEMPLO 6:

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CLCULO DE PMPO Y TV


)alla= 1.38 !"i

+=

34.4

1

451.0

168.085.01

451.0

168.085.01

36

)1065)(451.0(2Falla

P

#o$ lo %an%o:

)*)+=)alla*

)*)+ = 1.38 & 0.72

)*)+ = 0.9936 Ksi = 70.12 Kg/cm2

EJEMPLO 6:

CLCULO DE LA PRESIN MXIMA PERMISIBLE DE OPERACIN

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CLCULO DE PMPO Y TV


#M#* = 70.12 !+,c-2 /' = 27.5 ao"


#M#* = 70.12 !+,c-2 /' = 7 ao"

CLCULO DEL TIEMPO DE VIDA REMANENTE

EJEMPLO 6:

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CLCULO DE PMPO Y TV

Di-en"ione" de laindicacin a un ao

P,.- ./0 %+(1.L#21"+4 4' (! 24)!)52 - 63.77 %+(1.


)alla= 1.36 !"i

+

=34.4

1

451.0

175.085.01

451.0

175.085.01

36

)1065)(451.0(2FallaP

#o$ lo %an%o:

)*)+=)alla*

)*)+ = 1.36 & 0.72

)*)+ = 0.9792 Ksi = 68.99 Kg/cm2

EJEMPLO 6.:

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CLCULO DE PMPO Y TV


#M#* = 68. +,c-2 /' = 26.5 ao"


#M#* = 68. +,c-

2

/' = 6 ao"

EJEMPLO 6.:

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CLCULO DE PMPO Y TV

Di-en"ione" de laindicacin a do" ao"

P,. - .76 %+(1.

L#21"+4 4' (! 24)!)52 - 63.7< %+(1.


)alla= 1.34 !"i

+=

34.4

1

451.0

182.0

85.01

451.0

182.085.01

36

)1065)(451.0(2FallaP

#o$ lo %an%o:

)*)+=)alla* )*)+ = 1.34 & 0.72

)*)+ = 0.9648 Ksi = 67.85 Kg/cm2

EJEMPLO 6.6:

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CLCULO DE PMPO Y TV


#M#* = 67.85 +,c-2 /' = 25.5 ao"


#M#* = 67.85 +,c-2 /' = 5 ao"

EJEMPLO 6.6:

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CLCULO DE PMPO Y TV

Di-en"ione" de laindicacin a cua%$o" ao"

P,. - .

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34/37



CLCULO DE PMPO Y TV


#M#* = 65.55 +,c-2

/' = 23.5 ao"


#M#* = 65.55 +,c-2 /' = 3 ao"

EJEMPLO 6.3:

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CLCULO DE PMPO Y TV

Di-en"ione" c$i%ica" de la indicacin

P,. - .6/ %+(1.

L#21"+4 4' (! 24)!)52 - 63.

7/23/2019 2-PMPO y TVR_4.ppt

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CLCULO DE PMPO Y TV


#M#* = 60.8 +,c-2

/' = 20.5 ao"


#M#* = 60.8 +,c-2 /' = 0. ao"

EJEMPLO 6.>:

"#'PARA"IN DE "RI%ERI#S

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CLCULO DE PMPO Y TV

PRE/IJ-

>E4$..$K),0M7L

PRESIN DE FAA EN F!N"IN DE A #N$I%!D DE DEFE"%# PARA !NA

P&RDIDA DE 'E%A DE 50( DE ESPES#R DE PARED

"#'PARA"IN DE "RI%ERI#S

.O-IT> KP.L

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