CRITERIOS PDVSA.pdf

7/30/2019 CRITERIOS PDVSA.pdf

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PROYECTO: INCREMENTO DE LA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE CRUDO EN MORICHAL

FASE INGENIERIA BSICA

ACTIVIDAD DEFINIR

DISCIPLINA MECNICA - TUBERAS

REV FECHA DESCRIPCIN ELABORADO POR REVISADO POR APROBADOR PORFIIRMA DE

APROBACIN

0 Oct.10 Emisin FinalE. Guzmn /

E. GuarecucoL. Guaita

J. Chirinos /B. Jurado

B Sep.10 Incorporacin de ComentariosE. Guzmn /


J. Chirinos /

B. Jurado

A Jul.10 Emisin para ComentariosE. Guzmn /


J. Chirinos /

B. Jurado

PROYECTOS MAYORES E y P FAJA DEL ORINOCO 051321033BM11750

Estudios y Proyectos DITECH, S.A. 1250-13-000-JSD-1300-001

CRITERIOS DE ANALISIS DE ESFUERZOS


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DOCUMENTO: CRITERIOS DE ANALISIS DE ESFUERZOS

PROYECTOS MAYORES E y P FAJA DEL ORINOCO 051321033BM11750 Revisin 0 Pgina

Estudios y Proyectos DITECH, S.A 1250-13-000-JSD-1300-001 Fecha Oct.10 2 de 27

NDICE DE CONTENIDO

1. OBJETIVO ........................................................................................................................................... 32. ALCANCE ........................................................................................................................................... 33. NORMAS Y CDIGOS DE DISEO APLICABLES Y DOCUMENTACIN DE REFERENCIA .............. 33.1 CDIGOS Y NORMAS ............................................................................................................................. 43.2 DOCUMENTACIN DE REFERENCIA .................................................................................................... 54. ALCANCE DE LOS ANLISIS DE ESFUERZOS..................................................................................... 54.1 DEFINICIN DE NIVELES DE VERIFICACIN....................................................................................... 54.2 CRITERIOS DE SELECCIN PARA LOS ANLISIS:.............................................................................. 84.3 NOTA DE CLCULO................................................................................................................................. 85. PROCEDIMIENTO DE ANLISIS............................................................................................................. 96.

OBJETIVO DE LOS ANLISIS ............................................................................................................... 10

6.1 CONDICIONES DE DISEO Y ESFUERZOS ADMISIBLES ................................................................. 107. ANLISIS DE ESFUERZOS DE SISTEMAS DE TUBERAS................................................................. 117.1 ESFUERZOS Y DEFORMACIONES ...................................................................................................... 137.2 FLEXIBILIDAD Y DEFORMACIONES .................................................................................................... 148. VERIFICACIN DE REACCIONES EN LOS EQUIPOS ........................................................................ 189. VERIFICACION DE ESTABILIDAD......................................................................................................... 2010. VERIFICACIN DE CASOS DE CARGAS............................................................................................. 2011. ANEXOS ......................................................................................................................................... 22


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1. OBJETIVO

Establecer los criterios de anlisis de esfuerzos por la disciplina de Mecnica -

Tuberas utilizados para desarrollar la Ingeniera Bsica del proyecto "Incremento de

Capacidad de Almacenamiento de Crudo en Morichal".

2. ALCANCE

Este documento contiene los criterios generales de diseo, as como los

requerimientos tcnicos para el anlisis de esfuerzos en los sistemas de tuberas para

el proyecto Incremento de Capacidad de Almacenamiento de Crudo en Morichal.Ellos cubren lneas criticas y no-criticas, flexibilidad de las tuberas, requerimientos de

cdigo, condiciones de carga, cargas permitidas sobre equipos, criterios de

aceptacin, soportes factores ambientales y restricciones en las tuberas.

Excepciones a este documento se permitirn cuando sean de naturaleza local o

menor, o cuando se refiera a diseo de equipo no usual o condiciones de operacin

no usuales. Tales excepciones se mostraran en los documentos del proyecto

relacionados con esta especificacin. Otras excepciones y adiciones incluyendo

cualesquiera sean las leyes o regulaciones (Ej. Ciudad, estado, cdigos yordenanzas) que son de aplicacin sern sealadas en las especificaciones de

trabajos del proyecto.

El anlisis de esfuerzos de los sistemas de tuberas ser conforme a los

requerimientos de este documento, al igual que los cdigos y estndares aqu

indicados, sin embargo, cuando otro cdigo, regla o regulacin es especificado, el

anlisis se har conforme a tal especificacin y a las secciones de este documento si

ellas no entran en conflicto.

3. NORMAS Y CDIGOS DE DISEO APLICABLES Y DOCUMENTACIN DE

REFERENCIA

Todos los diseos, seleccin de materiales y fabricacin de tuberas debern ser

realizados de acuerdo a la ltima revisin de las Especificaciones PDVSA, Cdigos,

Normas y Estndares Locales e Internacionales aqu listados.


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En caso de presentarse alguna contradiccin durante el diseo entre las

Especificaciones, Normas, Cdigos y Estndares citados, se usara el criterio msrestrictivo. Cualquier desviacin ser discutida y sometida a consideracin de la

Gerencia de PDVSA para su aprobacin definitiva.

En el desarrollo del documento slo se har referencia a la norma por el ente que la

emite y su cdigo, Ej. ASME B31.3.

Se utilizar la ltima edicin de las siguientes normas o especificaciones:

3.1 Cdigos y normas

American Society of Mechanical Engineers (ASME)

B31.4 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other

Liquids (2006)

Sec. VIII Boiler and Pressure Vessel Code

American Petroleum Institute (API)

RP 520 Recommended practice for the Design and Installation of Pressure-

Relieving System in Refinery

STD 610 Centrifugal Pumps for General Refinery Service

STD 650 Welded Steel Tank for Oil Storage

STD 676 Positive Displacement Pumps

Welding Research Council (WRC)

Bulletins 107/297 Local Stresses in Pressure Vessel

Petrleos de Venezuela (PDVSA)

HG-251 Criterios de Diseo de Soportes para Tuberas (PDVSA)


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HG-252 Criterios de Diseo de Esfuerzo en Sistemas de Tuberas (PDVSA).

10606.1.204 Espaciamiento mximo sugerido entre guas para tuberas verticales

para recipientes verticales, metros (PDVSA)

10606.1.206 Espaciamiento sugerido entre guas para tuberas sobre bastidor

horizontal (PDVSA).

Comisin Venezolana de Normas Industriales (COVENIN)

1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes

3.2 Documentacin de referencia

051321033BM11651 Bases y Criterios de Diseo (DITECH - MecnicaTuberas).

051321003BP11402 Bases y Criterios de Diseo (DITECH - Procesos).

4. ALCANCE DE LOS ANLISIS DE ESFUERZOS

Los anlisis de flexibilidad efectuados debern estar en concordancia con lo

especificado en el cdigo ASME B31.4. El anlisis a realizar ser un anlisis esttico,

por lo que no se considerarn fenmenos estrictamente dinmicos como vibraciones

y golpe de Ariete.

Un diagnstico de acuerdo a los criterios especificados en la tabla 1, ser realizado

para determinar el grado de criticidad del sistema de tuberas y as establecer la

precisin de los mtodos de clculo a ser adoptados para verificar la confiabilidad y

seguridad del sistema de tuberas.

4.1 Definicin de Niveles de Verificacin

Los niveles de verificacin y los mtodos de anlisis se definen a continuacin:


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Nivel 1: Anlisis Visual

Procedimientos aproximados de inspeccin visual o anlisis realizados por medio de

grficas, o por el mtodo de Cantiliver (viga en voladizo) usados dentro del rango

para el cual su precisin es conocida.

Este procedimiento ser restringido a lneas similares a otras, o a las que posean

una flexibilidad adecuada.

Nivel 2: Anlisis Simplificado

El anlisis simplificado se basa en clculos cortos por computadora en configuracin

conservativa. Si el sistema de tubera presenta requerimientos especiales las lneas

sern evaluadas con base en el Nivel 3.

Nivel 3: Anlisis detallado

Se realizar anlisis detallado por computadora para cumplir la exigencia de los

cdigos de tubera aplicables. Se mantendr en archivo electrnico las respectivasnotas y memorias de clculos de los anlisis realizados.

TABLA 1: CRITERIOS PARA DETERMINAR CRITICIDAD DE LNEAS

CONDICIONDIAMETRO

DE LATUBERIA

TEMPERATURA MAXIMA DE LA TUBERIA ( C )Ambiente& Menos 90 150 260 350 Mas

I I I I

ATubera conectada aequipos No Crticos

33< 12

> 12

IIII

B Tubera conectada aEquipos Rotativos 4 > 4 I

CTubera conectada aTanques de

Almacenamiento

< 10 10

II


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TABLA 1: CRITERIOS PARA DETERMINAR CRITICIDAD DE LNEAS (continuacin)CONDICION

DIAMETRODE LA

TUBERIA

TEMPERATURA MAXIMA DE LA TUBERIA ( C )Ambiente& Menos 90 150 260 350 Mas

I I I I

DTubera de AceroInoxidable

33< 12

> 12

IIII

ETubera conectada aJuntas de Expansin

Todos los I

FTubera de No-metlicay Non-Ferrosa

3

G Tubera para altapresin ( clase 600lb.)

2 < 12 12

I

H Tubera Criogenica 2 Nivel 2 para rangos de temperatura desde ambiente hasta 45C

Nivel 3 para 46C y menos

J

Tubera conectada aequipos reciprocantes(bombas ycompresores* )

3 > 3

I

KHeater-TransferLine-CompressorTurbine

3 > 3

I

L Tubera enterrada Todos los I

MTuberas que no entranen las clasificacionesanteriores

66< 12

> 12

IIII

(*) El anlisis dinmico debe ser realizado por otros. DITECH no cuenta con las herramientas necesarias para le realizacin de este tipode estudios.

Notas:

a. Este diagrama no exime de realizar anlisis de esfuerzos a cualquier otra lnea con

condiciones severas o particulares que ameriten anlisis de esfuerzos. Se tendr

atencin particular al cumplimiento de los requerimientos del Cdigo ASME B31.4

seccin 404.3.1 Branch Connections

b. Lneas sometidas a sobre-presin sern evaluadas por el analista de esfuerzos

para definir su criterio de clculo.

c. Lneas mayores a 36 sern revisadas por el analista de esfuerzos para

requerimientos especiales.


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d. El ms estricto requerimiento aplica a cualquier lnea que se considere valida para

varios tipos de conexin simultnea.

e. Los sistemas de tubera se analizaran por mtodos simplificados, aproximados o

detallados de acuerdo con la definicin de niveles de verificacin.

4.2 Criterios de seleccin para los anlisis:

Las verificaciones de flexibilidad sern realizadas por medio de:

Anlisis estructural detallado, usando sistemas computarizados en todos los

casos considerados complejos y crticos, para todas las tuberas conectadas amquinas rotativas (bombas, turbinas, compresores) y a hornos o calderas. Se

utilizar el programa CAESAR II (Versin 5.2) para realizar los anlisis

computacionales.

Anlisis estructural simplificado por medio de procedimientos de clculo para

configuraciones cuya validez pueda ser demostrada, siempre y cuando,

principios conservativos sean usados para la flexibilidad del sistema.

Tablas, grficas y monografas para configuraciones simples y repetitivas ascomo en configuraciones de sistemas equivalentes a otras que hayan sido

verificadas.

4.3 Nota de Clculo

Al finalizar cada clculo formal de flexibilidad, se elaborar un reporte de nota de

clculo, y se respaldarn los clculos computacionales finales en un disco comn.

En la memoria de clculo de flexibilidad se anexarn los reportes de todos los

sistemas de estudio definidos.

La informacin mnima contenida en cada reporte ser:

Consideraciones y Premisas.

Datos y condiciones bsicas de diseo y operacin.


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Documentos asociados, listado de lneas y equipos asociados al clculo.

Trazado en isomtrico completo del sistema de tubera analizado.

Seleccin y posicin de los soportes y sus tipos.

Posicin de los anclajes y desplazamientos.

Casos de esfuerzo calculados en los elementos del sistema de tubera.

Fuerzas y momentos admisibles en boquillas de equipos.

Anexos: Reportes del CAESAR (input data, esfuerzos mximos, cargas

mximas, verificacin del boletn F de la norma API 610 si aplica, seleccin de

soportes tipo resorte, etc.) y el reporte de cargas en boquillas asociadas al

clculo.

5. PROCEDIMIENTO DE ANLISIS

Las fases del anlisis de esfuerzos en tuberas se desarrollaran de la siguiente forma:

Definicin de la geometra de la lnea con sus soportes debidamente

posicionados.

Definicin de las restricciones

Verificacin de esfuerzos y deformaciones producidas por cargas permanentes

sostenidas (no autolimitantes).

Verificacin de esfuerzos y deformaciones producidas por cargas auto-limitantes

tales como cargas trmicas.

Verificacin de cargas ocasionales.

Verificacin de reacciones en las boquillas de los equipos y conexiones.

Verificacin de estabilidad elstica.


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6. OBJETIVO DE LOS ANLISIS

Dentro de su alcance, el anlisis de esfuerzos verificar las siguientes condiciones:

Mantener los esfuerzos en las tuberas por debajo de los admisibles a la

temperatura de diseo.

Garantizar estabilidad contra cualquier condicin externa de presin y/o carga.

Evitar la deformacin excesiva o la formacin de bolsillos en las tuberas que

requieren inclinaciones para drenaje.

Garantizar la estabilidad elstica del sistema de tubera

Evitar reacciones excesivas en restricciones y anclajes

Mantener las cargas sobre los equipos conectados a la tubera dentro de los

valores admisibles de acuerdo al cdigo aplicable.

Evitar que la expansin y/o contraccin trmica de las tuberas cause

interferencia entre tuberas adyacentes o entre tuberas, estructuras y equipos.

6.1 Condiciones de diseo y esfuerzos admisibles

Las condiciones de diseo son aquellas definidas por la temperatura y presin de

diseo de la lnea, como se indica en el Listado Mecnico de Lneas.

a. Los esfuerzos admisibles debido a cargas actuantes sobre la tubera, durante las

fases descritas en las especificaciones de diseo, se definirn de acuerdo con el

pargrafo 402.3 (Esfuerzo Admisible y otros limites de Esfuerzo) del cdigo

ASME B31.4.

- El esfuerzo admisible de acuerdo al punto 419.6.4 (b) de la norma ASME B

31.4 para las lneas de baja restriccin no ser superior al 90% del lmite

elstico mnimo de la tubera. Para las lneas sin restricciones el esfuerzo

admisible SA no debe exceder el 72% del lmite mnimo elstico de la tubera


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de acuerdo al punto 419.6.4 (c) de sta norma. Esto para esfuerzos porexpansin trmica.

- Para esfuerzos por cargas en sostenido, la suma de las dimensiones

longitudinal, las tensiones debido al peso de la tubera, la presin y cargas

externas (punto 419.6.4 c de la norma ASME B31.4) no debe exceder el

valor del esfuerzo admisible especificado por SA del prrafo anterior

- Segn lo indicado en la norma ASME B 31.4, punto 402.3.3, la suma de los

esfuerzos longitudinales producidos por la presin, las cargas vivas ymuertas, y los producidos por cargas puntuales (ocasionales), como el

sismo, no superar el 80% del lmite elstico de la tubera. No es necesario

tener en cuenta viento y terremoto que se produzcan al mismo tiempo.

b. En los clculos de esfuerzo admisible, se tendr en cuenta la eficiencia de las

soldaduras (E) para determinar la presin mecnica y ser definida

numricamente de acuerdo con la tabla 402.4.3 (Factores de las Juntas

Soldadas en forma Espiral y Longitudinal, E) del cdigo ASME B31.4. No se

considerar la eficiencia de las soldaduras (E) en la verificacin de esfuerzoscausados por cargas auto-limitantes y no auto-limitantes.

c. De acuerdo con el pargrafo 402.2.4 del cdigo ASME B31.4, la presin en

condiciones de operacin por aumentos repentinos u otras variaciones en las

operaciones normales del sistema no puede exceder la presin interna de diseo

en cualquier punto del sistema de tuberas y equipos en ms de un 10%.

7. ANLISIS DE ESFUERZOS DE SISTEMAS DE TUBERAS

Se utilizar el sistema internacional de unidades, a excepcin de los dimetros en

pulgadas.

El estudio de los esfuerzos se realizar bajo la norma ASME B31.4, de acuerdo a los

siguientes casos:


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Prueba Hidrosttica: Este caso ser estudiado segn los parmetros

establecidos en el ASME B31.4.

Operacin: Se incluye dos casos de operacin del sistema, el primero en

condiciones de normales de operacin y otro caso en condiciones de diseo. Si

hay presencia de bombas, se incluyen los casos de las bombas en espera.

Expansin operacin: Se define en condiciones de operacin.

Expansin diseo: Se define en condiciones de diseo.

Carga Sostenida: Definir dos casos, el primero para condiciones de operacin y

el segundo con las condiciones de diseo.

Casos Ocasionales: se estudian los esfuerzos del sistema sometido a los

efectos de sismo y apertura de vlvula de alivio, empleando una analoga

esttica del evento dinmico estudiado.

o En caso de sismo, se estudia el esfuerzo de la suma del caso sustentacin

en condiciones de operacin, y el sismo en las direcciones horizontales (+X,-

X, +Z,-Z), por separado y en ambos sentidos.

o En el caso de los sistemas con vlvulas de alivio, se verifican los esfuerzos

de la suma del caso sustentacin en condiciones de diseo y la fuerza que

se presenta por la apertura de la vlvula.

Se deben verificar los sistemas asociados a vlvulas de alivio. Se considera el valor

de la fuerza de reaccin en las vlvulas de alivio indicado en las hojas de datos de

cada una, en caso de no contar con esta informacin y ser necesario el clculo de la

misma, se debe tomar un factor de impacto de 2.

La mxima expansin trmica esperada no debe sobrepasar los 5,91 pulg (150 mm).

Sin embargo, se debe tener en cuenta que el desplazamiento mximo podra ser

menor para prever el choque con estructuras u otras tuberas.


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La mxima deflexin esperada no debe sobrepasar los 15 mm, como se indica en la

norma PDVSA HG-251 Criterios de Diseo de Soportes para Tuberas.

Se verificarn los espesores y acoples de las tuberas con el fin de garantizar un

adecuado nivel de esfuerzos y deformaciones debidos a la accin de las cargas.

7.1 Esfuerzos y deformaciones

Los esfuerzos debidos a cargas sostenidas (no auto-limitantes) tanto permanentes

como ocasionales, sern verificados.

1. Verificacin de cargas permanentes

Las cargas sostenidas permanentes que se consideran en la verificacin de

esfuerzos y deformaciones longitudinales son el efecto de la presin (interna o

externa), el peso de la tubera y el fluido interno bajo las condiciones previstas, y

otras cargas de sustentacin.

2. Verificacin de cargas ocasionales

Las cargas sostenidas ocasionales a las cuales la tubera puede ser sometidasern tenidas en cuenta en la verificacin de esfuerzos y deformaciones.

Las cargas ocasionales (si aplican) incluyen cargas de viento, cargas ssmicas,

cargas causadas por la apertura de vlvulas de seguridad y cargas eventuales de

mantenimiento (si aplica):

Se har un anlisis cuidadoso para evaluar cul de estas cargas acta sobre la

tubera, e igualmente permitir una evaluacin cualitativa para la compensacin de

cualquier efecto, principalmente por medio de una adecuada seleccin yconfiguracin de los soportes.

3. Verificacin de Condiciones Prueba

En la verificacin de esfuerzos bajo las condiciones de prueba (hidrulica o

neumtica) las cargas eventuales no sern tenidas en cuenta. Los espesores


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nominales de pared sern considerados para dicho clculo.

Se asumir un esfuerzo admisible equivalente a 0.9 veces el Esfuerzo de Fluencia

(Yield Strength)

4. Verificacin de deformacin

La deflexin mxima entre dos soportes consecutivos debida a cargas

permanentes no exceder 1/250 de la distancia entre los soportes. Para lneas

inclinadas, la deflexin mxima ser de la diferencia en elevacin entre los dos

soportes.

7.2 Flexibilidad y deformaciones

Para verificar la flexibilidad de las tuberas se analizarn los esfuerzos y reacciones

derivados de los cambios en temperatura a los cuales son sometidas en las

diferentes fases de operacin, y de los movimientos a los cuales son sometidas por

los equipos conectados (cargas auto-limitantes).

Hasta donde los conceptos, definiciones y propiedades de los materiales metlicos

(y en particular los esfuerzos admisibles) son afectados, el criterio para combinaresfuerzos y determinar las reacciones es el indicado en el cdigo ASME B31.4.

Condiciones de Clculo

1. Los clculos de Flexibilidad sern realizados teniendo en cuenta cualquier fase

significante en las siguientes condiciones de lnea: diseo, operacin,

condiciones de prueba (hidrulica o neumtica) y condiciones anormales de

operacin (limpieza con vapor, rastreo de lneas, descarga de tubera)

2. La temperatura de pared Tp, para cada una de las condiciones anteriores ser

asumida igual a la temperatura del fluido. Definiendo:

o TMIN como la menor temperatura media diaria registrada en el sitio para

tuberas sin aislamiento bajo ninguna condicin de carga. Para este proyecto

se tiene una TMIN: 23C (73,4 F)


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o TMAX (TMAX > TMIN) como la mxima temperatura de pared para tubera sinaislamiento sometida a radiacin solar, bajo ninguna condicin de carga

(Donde no se dispone de datos especficos, se asumir TMAX = 45C(113F)).

o La diferencia de temperatura T a ser considerada en el anlisis de

flexibilidad para cada una de las condiciones indicadas en a) se determinar

segn lo indicado en la TABLA 2.

3. El coeficiente de expansin promedio para cada una de las condiciones

anteriores se determinar de acuerdo con la posicin efectiva de dicho intervalode temperatura T.

TABLA 2 - DIFERENCIA DE TEMPERATURAT

CASOTEMPERATURA DE

PAREDDIFERENCIA DETEMPERATURA

REPRESENTACIN GRFICA

Servicio Caliente TP > TMAX T = TP - TMIN

T||

T TMIN TMAX TP

Servicio Ambiente TMIN Tp TMAX T = TMAX - TMIN

T||

T

TMIN TP TMAX

Servicio Fro Tp < TMIN T = Tp - TMAX

T

||

TTP TMIN TMAX


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4. Adems de la dilatacin trmica unitaria para la misma lnea ( T), los clculos

de flexibilidad tendrn en cuenta todos los movimientos lineales y angulares

previstos en el equipo a los cuales se conecta la lnea.

5. En los casos donde cada derivacin del sistema de tubera presente diferentes

condiciones de temperatura, cada una de estas ser analizada y dar su

correspondiente dilatacin trmica T, teniendo en cuenta los respectivos

movimientos lineal y angular a los cuales es sometida.

6. En los clculos de flexibilidad, la dilatacin trmica unitaria T se usa en su

totalidad.

7. Los anlisis de flexibilidad se realizarn con referencia a los dimetros externos y

los espesores nominales de la tubera.

8. Las verificaciones de expansin y flexibilidad para un sistema de tuberas, ser

considerado como se indica en el Cdigo ASME B 31.4 punto 419. Las vlvulas,

bridas, filtros y otros elementos para los cuales no se pueden realizar

evaluaciones de flexibilidad, sern considerados infinitamente rgidos.

Verificacin de esfuerzos trmicos

1. La friccin en los puntos de apoyo no se tendr en cuenta para el clculo de

esfuerzos trmicos.

2. Los esfuerzos trmicos SE, sern evaluados y combinados segn ASME B31.4

Asentamiento

Para el tanque de almacenamiento se considera un asentamiento no mayor a 15mm.

Soportes de tubera

Los Soportes y restricciones de tubera, sern ubicados en el sistema de tubera y

estarn diseados para satisfacer las siguientes condiciones:


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o Mantener los esfuerzos en la tubera por debajo de los valores admisibles a la

temperatura de diseo de acuerdo con lo establecido en el Cdigo delproyecto.

o Evitar deformaciones indebidas de las tuberas y el pandeo de las que

requieran pendientes de drenaje.

o Asegurar la estabilidad elstica de la tubera.

o Evitar esfuerzos indebidos en las boquillas de equipos y mquinas

conectados.

o Prevenir que la expansin y contraccin trmica causen interferencia entre

tuberas o entre tuberas y estructuras.

o En todos los casos la mxima deflexin vertical entre dos soportes

adyacentes, debidamente calculada utilizando frmulas estndar de

construccin, no exceder 1/250 de la distancia entre soportes o, en el caso

de lneas inclinadas, de la diferencia de elevacin entre soportes.

o Cuando un soporte presente cargas superiores a las admisibles por elestndar de soportes, se definir un soporte mecnico especial o soporte civil

especial.

o La soportera de las tuberas small bore de clasificacin N/A, se realizar en

campo.

Espaciamiento mximo en tuberas

o Soportes simples en horizontal: El espaciamiento mximo de soportes simples

en horizontal, debe ser conforme al Anexo I

o Soportes tipo gua en horizontal: Para el espaciamiento mximo de guas en

horizontal, se tom como base el documento PDVSA No. 10606.1.206

Espaciamiento sugerido entre guas para tuberas sobre bastidor horizontal

(Ver Anexo III).


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Sismo

El efecto ssmico ser considerado en el estudio de anlisis de esfuerzos segn lo

indicado en la norma ASME B 31.4, punto 402.3.3

De acuerdo con la normativa COVENIN 1756-1-2001 Edificaciones

Sismorresistentes la regin corresponde a la zona ssmica 4 representar un peligro

ssmico Intermedio, del Mapa de Zonificacin Ssmica con Fines de Ingeniera

(2001).

El coeficiente de la aceleracin horizontal para sta zona es: 0.25g

8. VERIFICACIN DE REACCIONES EN LOS EQUIPOS

Las reacciones en los equipos sern calculadas considerando la expansin trmica

de las tuberas, y otras fuerzas externas que acten sobre la tubera (peso, friccin,

viento) y los movimientos a los cuales la tubera este sometida por los equipos

conectados.

El efecto de friccin se basar en los siguientes factores de friccin:

o Metal Concreto 0.4

o Acero Acero 0.3

o Acero Inoxidable PTFE: 0.1

Las reacciones sern calculadas usando lo mdulos de elasticidad a la temperatura

de referencia de clculo.

Las cargas mximas permitidas en las boquillas de los equipos deben ser conforme a

las recomendaciones del fabricante. Sin embargo en los siguientes casos se puede

seguir lo especificado en los estndares de fabricacin:

Equipos con partes rotativas

La reaccin en las boquillas para equipos con partes rotativas (bombas, turbinas y

compresores) deber ser menor a los valores admisibles establecidos por el

fabricante. Para los casos en los cuales esta informacin no est disponible, se


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utilizarn como valores admisibles los valores establecidos en los cdigos y

estndares correspondientes a cada equipo. Dichos valores definidos en la etapa dediseo de los equipos, en ningn caso entrarn en conflicto con los valores

especificados por los estndares que rigen dichos equipos, como se ha establecido

en las especificaciones de diseo.

Las bombas centrifugas si fuesen construidas segn API 610, se estudiarn las

cargas mximas en las boquillas de acuerdo a lo indicado en esta norma. Estos

valores sern evaluados bajo condiciones de operacin y considerando los casos de

carga asociados a bombas en espera (empleando temperatura promedio para la

bomba fuera de operacin). En caso de que la bomba no sea API 610, se verificarnlas cargas de acuerdo con los valores de admisibles suministrados por el fabricante.

Recipientes a presin

Si no se encuentra disponible la informacin de rigidez y reacciones admisibles en la

boquilla, se cumplir con los criterios aplicables de WRC 107/297. Si la geometra de

la boquilla o del recipiente est fuera de los lmites del WRC 107/297, se aplicarn

otros mtodos de clculo de la rigidez y esfuerzo (p Ej. Anlisis de Elementos Finitos

FEA). El estudio ser realizado bajo condiciones de operacin. Si alguna de lasboquillas estudiadas, no cumple con las premisas para la evaluacin con los boletines

antes nombrados, las cargas obtenidas del anlisis sern reportadas al fabricante

para su aprobacin.

Las cargas que actan en las boquillas de los recipientes a presin, sern menores

que las reacciones admisible en las boquillas aceptadas por el fabricante del equipo o

en su defecto por el departamento mecnico.

La rigidez local en las uniones boquilla / carcaza de recipientes a presin serconsiderada en el clculo de las cargas actuantes en las boquillas.

Tanques

La flexibilidad y el esfuerzo de las en las boquillas de los tanque sern calculadas de

acuerdo al API 650 Apndice P.


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Para el diseo ser considerado lo siguiente: movimiento Radial, rotacin hacia abajo

y el movimiento vertical de la boquilla del tanque.

9. VERIFICACION DE ESTABILIDAD

La estabilidad de una tubera sometida a presin interna y externa debe garantizarse

de acuerdo con el pargrafo 404.1 (Pressure Design of Components Straight Pipe)

del cdigo ASME B31.4.

De acuerdo al ASME B31.4 pargrafo 402.6 (Use of High D/t Ratio) se verificar la

estabilidad de las tuberas contra ovulacin, pandeo, abolladura y/o aplastamiento en

las secciones de la tubera con mximo momento de flexin. Si se tiene una relacin

D/t mayor a 100, la tubera requerir proteccin adicional por lo que se recomienda la

colocacin de conchas de refuerzo en los puntos de apoyo para toda la tubera. D se

refiere al Dimetro externo de la tubera, t el espesor de pared calculado con la

presin interna de acuerdo al prrafo 404.1.2 del ASME B31.4

10. VERIFICACIN DE CASOS DE CARGAS

Los siguientes son los casos de carga tpicos a estudiar para los anlisis de

flexibilidad conforme aplique de acuerdo a los criterios establecidos en este

documento.

Algunos casos ms especficos, como la evaluacin de los efectos de radicacin solar

en tubera, la evaluacin de condiciones de limpieza de vapor (en caso que aplique su

estudio) y los casos de bombas en espera, sern incluidos para el anlisis quecorresponda.


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Caso Tipo Detalle Revisin

1 Prueba Hidrosttica HYD Condicin de pruebaEsfuerzo /

Desplazamientos/Restricciones

2 Operacin 1 OPE Condicin de operacinEsfuerzos

RestriccionesDesplazamiento (X, Z) (

3 Operacin 2 OPE Condicin de diseoEsfuerzos

RestriccionesDesplazamiento (X, Z) (

4 Operacin 1 y Sismo en +X OPE Esfuerzos / Restriccione

5 Operacin 1 y Sismo en -X OPE Esfuerzos / Restriccione

6 Operacin 1 y Sismo en +Z OPE Esfuerzos / Restriccione

7 Operacin 1 y Sismo en -Z OPE Esfuerzos / Restriccione

8 Sustentacin 1 SUS Condicin de operacin Desplazamiento (+Y) (1

9 Sustentacin 2 SUS Condicin de diseo Desplazamiento (+Y) (1

10 Fuerza de vlvula de alivio OCC Reaccin por apertura Esfuerzo

11 Sismo en direccin +X OCC Esfuerzo

12 Sismo en direccin -X OCC Esfuerzo13 Sismo en direccin +Z OCC Esfuerzo

14 Sismo en direccin -Z OCC Esfuerzo

15 Expansin EXPCondicin de operacin

(L2-L8)Esfuerzo

16 Expansin EXPCondicin de diseo

(L3-L9)Esfuerzo

17Sustentacin 1 y Fuerza deapertura de vlvula de alivio

OCC (L8 + L10) Esfuerzo

18 Sustentacin1 y Sismo en +X OCC (L8 + L11) Esfuerzo

19 Sustentacin 1 y Sismo en -X OCC (L8 + L12) Esfuerzo20 Sustentacin 1 y Sismo en +Z OCC (L8 + L13) Esfuerzo

21 Sustentacin 1 y Sismo en -Z OCC (L8 + L14) Esfuerzo

(1) Los desplazamientos X y Z son horizontales y Y es en vertical


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11. ANEXOS

Anexo 1: Espaciamiento mximo de soportes simples en horizontal.

Anexo 2: Espaciamiento mximo sugerido entre guas para tuberas horizontales


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ANEXO 1:

Espaciamiento mximo de soportes simples en horizontal


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Tabla I.1 Espaciamiento mximo entre soportes para tubera de acero al carbono (m)

N.P.D. (in) SHC.Sin

AislanteCon

AislanteN.P.D. (in) SHC.

SinAislante

ConAislante

Std 2,3 1,8 Std 10,2 8,9

XS 2,3 1,9 XS 10,7 9,91/2

XXS 2,2 1,9

8

XXS 10,9 10,5

Std 2,9 2,3 Std 11,1 9,8

XS 2,9 2,4

10

XS 11,7 10,63/4

XXS 2,7 2,4 Std 11,7 10,3

Std 3,4 2,912

XS 12,5 11,2

XS 3,4 3,0 Std 12,0 10,61

XXS 3,3 3,014

XS 12,8 11,5

Std 4,5 4,0 Std 12,4 10,9

XS 4,6 4,116

XS 13,3 11,91 1/2

XXS 4,5 4,2 Std 12,7 11,2

Std 5,4 4,618

XS 13,7 12,2

XS 5,5 5,0 Std 13,0 11,42

XXS 5,4 5,120

XS 14,1 12,5

Std 6,8 5,9 Std 13,2 11,5

XS 6,9 6,322

XS 14,4 12,73

XXS 6,9 6,6 Std 13,4 11,7

Std 7,6 6,724

XS 14,7 13,0

XS 7,8 7,2 Std 13,8 12,14

XXS 7,9 7,530

XS 15,3 13,4

Std 9,1 8,0

XS 9,4 8,76

XXS 9,6 9,2


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N.P.D. (in) SCH. SinAislante

ConAsilante

Std 21,2 21,032

XS 22,3 22,1

Std 21,6 21,434

XS 22,8 22,6

Std 22,0 21,836

XS 23,2 23,0

Std 22,4 22,238

XS 23,7 23,5

Std 22,8 22,640

XS 24,1 23,9

Std 23,2 2342

XS 24,5 24,3

REF. DITECH N: PQ-TUB-014-1. Procedimiento de Anlisis de Flexibilidad en Tuberas.

Notas:(1) El espaciamiento definido para tubera de > 30 de dimetro es solo referencial, estos

valores debe calcularse y validarse por al analista de flexibilidad.


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ANEXO 2:

Espaciamiento mximo sugerido entre guas para tuberas horizontales


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ESPACIAMIENTO MXIMO SUGERIDO ENTRE GUAS PARA TUBERAS

HORIZONTALES

La siguiente tabla muestra la longitud mxima recomendada entre guas para tramos

rectos de tubera horizontal.

Dimetro nominal (in) Espaciamiento (m)

1 6

1 8

2 12

3 14

4 18

6 20

8 22

10 24

12 26

14 28

16 30

18 32

20 34

24 36

26 38

32-40 40Notas:

(1) No se deben instalar guas en las zonas cercanas a cambios de direccin sin previa

autorizacin del ingeniero analista de flexibilidad.

(2) El espaciamiento definido para tubera de > 30 de dimetro es solo referencial, estos

valores debe calcularse y validarse por al analista de flexibilidad.

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