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Cálculo de resorte. Carga en Caliente vs carga en frío.
Entendí por carga en caliente, la carga que ha de soportar el resorte cuando el sistema entra en operación balanceando las cargas con el resto de los soportes y la boquilla del equipo adyacente (en caso de que lo haya). El equipo siempre debe cargar parte de la carga.
por carga en frío, entendí que el resorte es el que balancea la carga con la tubería fuera de servicio a temperatura ambiente (y no recuerdo si se menciona que es con o sin fluido). El resorte viene haciendo el trabajo de un soporte convencional, hasta que entra en operación y en el caso de un hanger, su carga soportada disminuye ya que al resorte estar menos comprimido es menor su fuerza de reacción. Transmitiendo así el resto de la carga a los soportes y conexiones adyacentes. Pero por otro lado. Pudiese un resorte con una constante de resorte elevada, generar en el caso de las conexiones a equipos una fuerza de tracción? pudiendo en operación incluso disminuir aún más la carga sobre el equipo a proteger o en el peor de los casos añadiendo fuerzas de tracción al mismo.
Se pudiese decir que en general la carga en caliente compromete más al resorte y menos al equipo adyacente.
Ahora el tema de la variación de carga y por ende la constante de resorte. Me consigo en un libro de piping donde se indica lo siguiente.
***Industry standards [5] limit the load variation to no more than 25%. This means that, regardless of
the pipe movement, the spring will carry no more than 125% and no less than 75% of the properly bal
anced portion of load. The unbalanced load will be shifted to the neighboring supports or equipment.
In actual applications, a smaller design load variation may be specified for critical piping systems,
such as the ones operating at creep range or connected to rotating equipment.***En resumen dice que la variación de carga es limitada por tema de estándares supongo que esto es por temas de experiencia e historiales de operación, pero es eso nada más. También indican que hay variaciones de carga menor ( como lo muestra en el texto de abajo), y van en función de la experiencia y/o las especificaciones del proyecto de construcción. Qué nos recomiendan hacer?
***3. Selecting allowable load variation
The maximum allowable load variation is 0.25 (25%). Within this maximum variation, other limitations may be used depending on experiences and project specification [6]. A load variation of 0.15
(15%) is generally recommended for hot piping operating at creep range, and a load variation as low
as 0.06 (6%) may be specified for piping connected to sensitive equipment.*** -
5 Respuestas
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14608
Tutor
Piping
Hola Hussein,
Sí, es justo así. La carga en caliente es la que soporta el resorte con el escenario de temperatura aplicado y la carga en frío la que soporta el resorte en el escenario “sostenido” (aplicando gravedad).
Es posible que el resorte interfiera con el equipo y es parte del buen diseño del resorte. En Autopipe puedes confirmar el tensionado de las conexiones del equipo evaluando todos los escenarios de presión y temperatura. Así sabrás si el resorte sobrecarga el equipo o no.
Para la variación de carga, coincido en parte con la publicación. En las empresas donde trabajé siempre se usaba 25% salvo que estuviéramos conectados a equipos cuyo fabricante necesitaba fuerza y momento CERO en su conexión. En ese caso usábamos 15%.
A decir verdad, nunca he trabajado con un Load Variation del 6% 😅
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1026
Graduado
Iniciado
Profe, cuando me dices que el cliente buscaba una fuerza y momento 0 en la conexión. Te refieres en operación no? porque habría que hacer que la carga en frío imponga una tracción en las boquillas. Para eso habría que diseñar el resorte con la carga en frió no? Ya que si en operación la carga al equipo debe ser cero habrá una tracción inicial cosa que cuand la tubería busque expandir la boquilla se alivie no? Sería algo muy parecido a lo que llaman Cold Sprung. Una sobretensión inicial.
Por otro lado mantener la carga en 0 tanto en operación como fuera de servicio ha de ser con un spring constante. Y allí ha de ser otro dilema.
Por último profe. Solo para reforzar conceptos porque no me quedó muy claro. Diseñar la carga en frío se hace obviamente considerando el fluido del sistema no? Osea no es con el sistema vacío o sí?
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14608
Tutor
Piping
Hola Hussein,
Hay fabricantes que exigen que en sus equipos haya carga cero en todos los escenarios. Eso puedes conseguirlo con un resorte.
En frío, la tubería puede estar correctamente soportada con un resorte que actúa como v-stop.
Cuando la tubería entra en estado de operación (carga en caliente) el resorte la acompaña en su movimiento y alivia la carga en la conexión del equipo.
Lo importante para diseñar un resorte es mirar los puntos de conexión (usando Reference Points) y asegurar que cumplimos con las cargas máximas de conexión al equipo.
Por último (esto lo comento varias veces en el vídeo) NUNCA diseñes con tubería vacía. Siempre especifica gravedad específica del fluido. En el caso frío, sería con el fluido en frío.
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1026
Graduado
Iniciado
Listo profe. Muchísimas gracias nuevamente, y perfecto será cuestión de ensayo y error, hasta que salgan los valores buscados. No sé si te sucede pero mi problema es que siempre tengo desconfianza de los software, siempre estoy con que, será esto real, representa de verdad la realidad de lo que va a pasar etc. Entonces puede que logre conseguir los valores que busco pero tendré siempre ese grillo molestando jajajaja.
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14608
Tutor
Piping
😂 No desconfíes hombre! Autopipe es certero en sus resultados. Si hubiera algún error sería más bien de la aproximación que nosotros como diseñadores le damos al modelo.
Cuestión de ir practicando!
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