Las Fases de un Análisis de Stress

Recopilación de la información

  • Información del proceso, la cual incluye:
  • Temperaturas de diseño y operación Presión de diseño y operación
  • Isométricos o planos de planta en los que se pueda determinar en forma precisa:
  • Geometría de la tubería a analizar
  • Especificación de la tubería a analizar (material, espesor y espesor de sacrificio o corrosión permitida).
  • Tipos de soporte y ubicación de los mismos.
  • Especificación y ubicación de accesorios del sistema de tuberías tales como:
  • Bridas
  • Reducciones Codos
  • Válvulas
  • Válvulas de seguridad (especificando el caudal, presión de disparo y área de la descarga de la válvula o en su defecto la fuerza de reacción que genera al operar).
  • Filtros, etc.
  • Ubicación y especificaciones de los equipos (tipo de equipo, fuerzas y momentos máximos permitidos en sus boquillas por el fabricante, etc.)conectados la tubería, tales como:
  • Equipos rotativos (Bombas, Compresores, etc.)
  • Equipos estáticos (Tanques, Recipientes a presión, etc.) Fuentes de cargas ocasionales como son:
  • Características geológicas del área para determinar la incidencia de sismos.
  • Características climatológicas del lugar para determinar el efecto de vientos sobre el sistema de tuberías.
  • Cualquier otra fuente de cargas ocasionales como son: válvulas de alivio, válvulas de seguridad, equipos que produzcan vibración como equipos reciprocantes, etc.

Análisis preliminar

En esta etapa se realizará un análisis global (visual) de todo el sistema de tuberías de la siguiente forma:

  • Se realizará un análisis preliminar (visual) apoyado en las ecuaciones mencionadas en “Análisis formal no requerido”, que se han presentado anteriormente.
  • Forma geométrica: Esto significa que la geometría de la tubería debe ser flexible por sí sola, para lo cual debe cumplir con las ecuaciones mencionadas en “Análisis formal no requerido”.
  • Correcta ubicación de soportes: se deberá verificar la  correcta separación entre soportes y guías de acuerdo a las tablas mencionadas más adelante para tales efectos.
  • Revisión de restricciones de expansión térmica no deseadas por parte de algún soporte rígido.
  • Revisión de la expansión máxima permitida.

Selección de líneas a analizar

Se determina la similitud o equivalencia entre líneas y se agruparán en base a las siguientes características:

  • Temperatura de Diseño y temperatura máxima de operación.
  • Equipos asociados (Bombas, compresores, recipientes, tanques, etc).
  • Configuración Geométrica: Se agruparán las líneas en cuanto a su forma geométrica, comparando el diámetro y las longitudes para seleccionar las líneas representativas más críticas del sistema 

Selección del método de análisis a usar

Análisis visual

  • Forma geométrica de la tubería (la cual debe ser flexible) Distancia entre soportes (apoyos simples y guías)
  • Correcta ubicación de soportes (que no restrinjan la libre expansión de la tubería).

Análisis Formal

Este análisis puede ser realizado por métodos simplificados, aproximados o analíticos (comprehensive methods), los cuales comprenden el uso de gráficos, tablas y ecuaciones. 

Análisis Detallado (Comprehensive analysis)

Estos análisis comprenden el uso de métodos analíticos, modelos a escala y gráficos que provean una evaluación de las fuerzas, momentos y esfuerzos causados por los desplazamientos y deformaciones ocurridos sobre la tubería.

Conclusión de los requerimientos de análisis

De acuerdo a lo antes indicado, para realizar análisis de flexibilidad en forma eficiente, se deben realizar los diseños siguiendo los siguientes criterios:

  1. El diseño de los sistemas de tuberías debe guardar simetría entre sí de forma de poder separar o dividir el sistema en secciones más pequeñas equivalentes y de esta forma, reducir la complejidad de los sistemas a analizar.
  2. Los diseños deben ser replicas o duplicados de sistemas realizados y analizados previamente, con lo cual el análisis se reduce a una comparación entre los sistemas.
  3. Si se requiere diseñar varios sistemas de tuberías, se buscará realizar sistemas equivalentes o representativos entre sí de forma de reducir el número de líneas a analizar en forma numérica, analizando sólo por comparación.
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