curso análisis de flexibilidad 1

7/30/2019 Curso Anlisis de Flexibilidad 1

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Introduccin a anlisis de PROYECTO / SERVICIO:

flexibilidad de tubera. AREAMecnica

ELABORO FECHA

S. Antonio R. 17 -21 Dic07FOLIO

HOJA1 DE 53

FGC-17 Revisin 1 22.Mar.10


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ELABORO FECHA


HOJA2 DE 53

= 0xMx

= 0yMy

= 0Fv

Paso No. 1

Momentos en eje y-y (Figura 2)

= 0yMy1.81 (1,418) + 8(1,084) 11 (H-2) = 0H-2= (2,567 + 8,672) / 11

= 1,022 lbs.

Paso No. 2

Momentos en eje x-x (Figura 2)

= 0xMx

1.81 (1,418) + 6.5 (542) 7 (H-1) + 9.5 (3,533) 11(A)= 02,567 + 3,523 + 33,564= 7(H-1) + 11(A)39,654 = 7 (H-1) + 11 (A) ------------------------------Ecuacin 1

Paso No. 3

= 0FvA + H-1 + H-2 - 3,533 542 1,418 1,084 = 0A + H-1 + H-2 = 6,577

Sustituyendo el valor de H-2 calculado,A + H-1 + 1,022 = 6,577



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ELABORO FECHA


HOJA3 DE 53

A = 5,555 - H-1 ------------------------------------------ Ecuacin 2Paso No. 3

Sustituyendo el valor deA de Ecuacin 2 a Ecuacin 1

39,654 = 7 (H-1) + 11 (5,555 - H-1)39,654 = 7 (H-1) + 61105 11 (H-1)11(H-1) 7 (H-1) = 61105 39,654H-1 = 21451 / 4H-1 = 5363 lbs.

Sustituyendo H-1 en Ecuacin 2,

A = 5,555 - H-1 = 5,555 5,363

= 192 lbs. en la cual es menor que la carga permisible de 500 lbs. del puntoA.

Considerando la seccin H-2 y H-3 para determinar la distribucin de carga,

= 0"2MH2 (723) + 7.19 (1,418) 9(H-3) = 0H-3 = (1,446 + 10,195) / 9H-3 = 1,293 lbs.

= 03MH = 0Fv1.81 (1,418) + 7 (723) 9 (H-2) = 0 H-2 723 -1,418 + 1,293 = 0H-2 = (2,567 + 5,061) / 9 H-2 = 723 +1,418 - 1,293H-2 = 848 lbs. H-2 = 848 lbs.

La carga total en el soporte H-2,


H-2


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HOJA4 DE 53

H-2 = H-2 + H-2

= 1,022 + 848= 1,870 lbs.

H-3 + H-4 = 65 (180.7)= 11,746 lbs.

Suponiendo que el soporte H-3 carga 10 pies + 30 pies de la tubera,

H-3 = (10 + 30) (180.7)= 7,228 lbs.


H-3 = H-3 + H-3

= 1,293 + 7,228= 8,521 lbs.

H-4 = (10 + 15) (180.7)= 4,518 lbs

Considerando la seccin H-4 y H-5 para determinar la distribucin de carga,



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HOJA5 DE 53

= 0"4MH1.81 (1.418) + 7.5 (904) 10 (H-5) = 0H-5 = (2,567 + 6,780) / 10

= 935 lbs.

= 05MH2.5 (904) + 8.19 (1,418) 10(H-4) = 0H-4 = (2,260 + 11,613) / 10

= 1,387 lbs.


H-4 = H-4 + H-4= 4,518 + 1,387= 5,905 lbs.



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HOJA6 DE 53

= 0yMy0.07 (33) + 2.34 (341) + 4.81 (70) + 5 (2,031) 5 (H-9) = 0H-9 = (2.31 + 798 + 337 + 10,155) / 5

= 2,258 lbs.

= 0xMx0.19 (70) + 2.66 (341) + 5.03 (33) 9 (H-8) + 12.78 (849) + 20.73 (70) -21(R-1) = 013.3 + 907 + 166 + 10,850 + 1,451 = 9(H-8) + 21(R1)13,387 = 9 (H-8) + 21(R1) ----------------------------- Ecuacin 3

= 0FvR1 + H-8 + H-9 2,031 70 341 33 849 70 = 0R1 + H-8 + H-9 = 3,394 lbs.

Sustituyendo H-9 = 2,258 lbs.R1 + H-8 = 3,394 2,258H-8 = 1,136 R1----------------------------------------- Ecuacin 4



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HOJA7 DE 53

Sustituyendo H-8 en la en la Ecuacin 3,13,387 = 9 (1,136 R1) + 21 (R1)

= 10,224 9 (R1) + 21 (R1)3,163 = 12 (R1)R1 = 264 lbs

Sustituyendo R1 a Ecuacin 4H-8 = 1,136 R1

= 1,136 264= 872 lbs.

= 0"5MH2 (449) + 5 (1,807) + 11.5 (4,813) 15 (H-6) + 15.75 (994) + 19.46 (218) = 0H-6 = (898 + 9,035 + 55,350 + 15,656 + 4,242) / 15

= 5,679 lbs.

= 06MH3.5 (4,813) + 10 (1,807) + 13 (449) 0.75 (994) 4.46 (218) 15 (H-5) = 0H-5 = (16,846 + 18,070 + 5,837 746 972) / 15

= 2,602 lbs.


H-5 = H-5+ H-5= 935 + 2,602= 3,537 lbs



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HOJA8 DE 53

= 0Fv218 + 1,626 + 436 + 1,235 H-7 = 0H-7 = 3,515 lbs

Resolviendo la distancia X,

= 0Mc0.54 (436) X (H-7) + 6 (1,626) + 11.46 (218) = 0X (H-7) = 9,756 + 2,498 + 235X (H-7) = 12,489 lbs

Sustituyendo el valor de H-7 = 3,515 lbs,X (3,515) = 12,489X = 3.55 pies

Sumario de peso de tuberas y carga en los soportes

Cant. Sistema de tuberas Peso Carga en los soportes, lbs

109.5 pies Tubera de 12 @ 180.7 lb/pie 19,787 A = 192

3 Codo de 12 5 Dia. @ 1,418 lb 4,254 H-1 = 5,363

2 Codo de 12 R.L @ 436 lb 872 H-2 = 1,870

30.45 pies Tubera de 6 @ 56.8 lb/pie 1,730 H-3 = 8,521

2 Codo de 6 R.L @ 70 lb 140 H-4 = 5,905

1 Codo de 6 45 @ 33 lb 33 H-5 = 3,537

1 Valv. Retencin 12 1500 lb @ 3,533 lb 3,533 H-6 = 5,679

1 Valv. Compuerta 12 1500 lb @ 4,813 lb 4,813 H-7 = 3,515

1 Brida WNRF 12 1500 lb @ 874 lb 874 H-8 = 872

1 Valv. Compuerta 6 1500 lb @ 1,676 lb 1,676 H-9 = 2,258

Total 37,712 37,712



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HOJA9 DE 53

Calculo de los desplazamientos trmicos de tuberas.

Paso No. 1 - Movimientos de las boquillas y anclajes

Movimientos de las boquillas y anclajes,

PuntoA = 2 pulg. hacia arriba, frio a caliente.

Punto B = 0.0625 pulg. hacia arriba, fri a caliente.

Punto C = 0.125 pulg. hacia abajo, fra a caliente.

Punto H-4= 0.0 pulg., fra a caliente.

La temperatura de operacin = 1,050 F

Coeficiente de expansin para acero-bajo cromo ( A 335 P12 ) a 1,050 F = 0.0946 pulg/pie. (Ver tabla en lapagina 23.



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HOJA10 DE 53

Calculo de desplazamientos en los puntos D y E,

D = 55 pies x 0.0946 pulg / pie= 5.2 pulg. hacia arriba

E = 20 pies x 0.0946 pulg / pie= 1.89 pulg. hacia abajo

Paso No. 2 Seccin A D

1 = (4 / 31) 3.20= 0.41 pulg.

Desplazamiento vertical en soporte H-1,= 0.41 pulg. + 2 pulg.= 2.41 pulg.

2 = (22 / 31) 3.20= 2.27 pulg.

Desplazamiento vertical en soporte H-2,= 2.27 pulg. + 2 pulg.= 4.27 pulg.

Paso No. 3 Calculo de desplazamientos en soporte H-3

H-3 = 40 pies x 0.0946 pulg/pie= 3.78 pulg.



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HOJA11 DE 53

Paso No. 2 Seccin E J

J = (3.5 pies x 0.0946 pulg/pie) + 0.125 pulg= 0.46 pulg hacia abajo

7 = (3.5 / 42) 1.43= 0.12 pulg

H-7 = 0.12 pulg + 0.46 pulg= 0.58 pulg hacia abajo

6 = (17 / 42) 1.43= 0.58 pulg


f = (30 / 42) 1.43= 1.02 pulg

F = 1.02 pulg + 0.46 pulg= 1.48 pulg hacia abajo

5 = (32 / 42) 1.43= 1.09 pulg




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HOJA12 DE 53

Paso No. 5 Calculo de desplazamientos en los soportes H-8 y H-9

G = 4 pies x 0.0946 pulg/pie= 0.38 pulg hacia arriba

G = 1.48 pulg hacia abajo 0.38 pulg hacia arriba= 1.10 pulg hacia abajo

H = (9 pies x 0.0946 pulg/pie) + 0.0625 pulg= 0.91 pulg hacia arriba

H-9 = H = 0.91 pulg hacia arriba

Y = (12 / 23.1) 2.01= 1.04 pulg

H-8 = 1.10 pulg 1.04 pulg= 0.06 pulg hacia abajo



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HOJA13 DE 53

Resumen de desplazamientos en lossoportes

Punto de soporte Desplazamientos

H-1 2.41 arriba

H-2 4.27 arriba

H-3 3.78 arriba

H-4 0

H-5 1.55 abajo

H-6 1.04 abajo

H-7 0.58 abajo

H-8 0.06 abajo

H-9 0.91 arriba

Seleccin de soportes flexibles(resortes).

Cuando una lnea de tubera se mueve verticalmente por expansin trmica, es necesario proveer soportesflexibles para absorber toda la carga en el ciclo de expansin y contraccin del sistema.

Hay dos tipos de soportes flexibles:

a) Resorte constanteb) Resorte variable

Resorte Constante Fig. 16

La funcin de usar el resorte constante es mantener la carga de tubera durante el movimiento vertical enexpansin o contraccin y se usa para evitar que la carga transmita a los equipos crticos o soportes adyacentes.

El desplazamiento total es la suma de desplazamiento actual y desplazamiento de ajuste redondeado al mascercano de pulg. El desplazamiento de ajuste se determina con la siguiente:

a) Para el desplazamiento actual menor a 5 pulg, el desplazamiento de ajuste es mas(+) 1 pulg.b) Para el desplazamiento actual mayor a 5 pulg, el desplazamiento de ajuste es mas(+) 20%.



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HOJA14 DE 53

Resorte Variable Fig. 17

Se recomienda el uso de resorte variable para tubera con pequeos movimientos y considerada como lnea no-

critica, la practica aceptada es limitar la cantidad de variacin a 25% como mximo, cuando la variacin es mayora 25% se recomienda usar el resorte constante.

Variabilidad = ((rigidez x desplazamiento) / carga en caliente) x 100 25%

Para mayor certeza de que el factor de variabilidad de cada resorte se cumpla, se considera los siguientes:

Fig. 82 Desplazamientos hasta pulg.Fig. B-268 Desplazamientos hasta 1 pulg.Fig. 98 Desplazamientos hasta 2 pulg.Triple Desplazamientos hasta 3 pulg.Quadruple Desplazamientos hasta 4 pulg.



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HOJA15 DE 53

Seleccin de resorte variable en punto H-1

Desplazamientos = 2.41 pulg. arriba Tamao = 15Carga en caliente = 5,363 lbs. Figura = TripleRigidez = 360 lbs /pulg.( Ver tabla en la pagina 18)

Carga en frio = 5,363 lbs. + (360 lbs/pulg. x 2.41 pulg.)= 6,231 lbs.

Variabilidad = ((360 lbs/pulg. x 2.41 pulg.) / 5363 lbs.) x 100= 16.2 % 25% Esta bien.

Seleccin de resorte constante en punto H-1

Desplazamientos actual = 2.41 pulg. arriba Tamao = 15Carga en caliente = 5,363 lbs.

Como el desplazamiento actual es menor a 5 pulg., el desplazamiento de ajuste es mas (+) 1 pulg.

Desplazamiento total = Desplazamiento actual + Desplazamiento de ajuste.

= 2.41 pulg. + 1 pulg

= 3.41 pulg. ( Usar 3.5 pulg.)


2.41


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HOJA16 DE 53

En la tabla de resortes constantes pagina 19, se selecciona el desplazamiento total de 3.5 pulg. y se proyectaverticalmente hacia abajo hasta llegar a la carga de 5,420 lbs., y proyectando hacia la izquierda el tamao de

resorte es 42.



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