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Conexiones a equipos – Bombas
Hola a todos!
Continuando el ejemplo discutido en el post
INTERPRETACION DE RESULTADOS e Iteraciones de Diseño (https://formacion-industrial.com/foros/debate/interpretacion-de-resultados-e-iteraciones-de-diseno/), ahora el problema que quisiera discutir son las conexiones a equipos, en particular la descarga de las bombas.DESCRIPCION DE LA LINEA
Código de diseño: EN13480 European Code
Diámetro = DN125
Material = P265GH
P.Op = 13bar
T.Op = 310°C
DESCRIPCION DE LAS BOMBAS
Succión: DN100/PN25
Descarga: DN80/PN25
Cargas admisibles: Según datos de fabricante
Trazado de la línea: Ver Imagen Trazado_Linea
En un primer diseño he conservado el trazado de la línea realizando 3 iteraciones (IT1-IT2-IT3) modificando únicamente los soporte el objetivo de reducir las reacciones en las conexiones a las bombas.
Modelo y resultados de los iteraciones: ver imágenes
IT1-STRESS-DESP-REACC.jpg
IT2-STRESS-DESP-REACC.jpg
IT3-STRESS-DESP-REACC.jpg
DEBATE
<div>1) Concentración de tensiones en anchors.</div><div>
Existe una diferencia de tensiones del 60% entre nodos contiguos a los nodos que conectan en la descarga de las bombas.
Qué puede ocasionar tal diferencia?
Si la diferencia es considerable, puede estar relacionada a limitaciones del modelo de cálculo?
2) Esfuerzos en nodos de conexión a bombas.
</div>
En la interpretación de estos resultados el problema principal que identifico es la expasión térmica T1 en la dirección de -Y, la cual genera altos esfuerzos Fy y momento Mx. Los esfuerzos en la dirección vertical Fz aún se encuentran por encima de los admisibles pero en menor porcentaje que Fy y Mx.
Cuáles serían las posibles alternativas para mitigar estas reacciones?
Cuándo se debe poner el foco en el modelado del equipo, es decir, cambiar la hipótesis de anclaje en los nodos de conexión por un modelo más realista?
Saludos!
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3 Respuestas
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¡Hola @maximilianoherrero !
En el transcurso de tiempo en el que vamos siendo cada vez más usuarios en la plataforma para poder aportar ideas, iré contestando yo a las cuestiones sobre Autopipe que vayáis planteando.
Te comento que la diferencia entre nodos contiguos es perfectamente normal cuando tenemos un punto empotrado ya que las fuerzas derivadas de tener un punto empotrado cuando al tubería intenta expandirse de forma cortante a ese anchor suelen elevarse mucho.
En este tipo de casos puede verse una expansión en la construcción que has planteado con formato lira de expansión, que tiende a abrir el sistema de bombeo hacia afuera, con consecuencias catastróficas en el resultado de tensiones.
De forma general no necesitaremos modelar en detalle el equipo salvo que estemos estudiando de forma muy específica la carga en las boquillas o hayamos agotado todas las opciones en el modelado del ruteado.
¿Qué hacemos para solventar esto?
En primer lugar, en sistemas de bombeo sometidos a altas temperaturas como este, el uso de juntas de expansión es común. Se usan, no sólo para absorber posibles vibraciones fruto del equipo, si no para liberar las conexiones de fuerzas y momentos en los ejes principales. Prueba a modelar 2 juntas en las boquillas del equipo, puedes usar la lección de modelado de juntas de expansión para atirantarlas y que los movimientos no sobrepasen los admitidos por el fabricante.
En segundo lugar, siempre que modelemos una lira es importante restringir todos los movimientos para que la lira trabaje del modo en que está pensada. En este caso yo colocaría un par de soportes (flechas verdes) que fuercen a la lira a trabajar del modo en que está diseñada (cerrándose, y no abriéndose como está trabajando ahora mismo). Recuerda que nosotros debemos permitir (y guiar) todas las expansiones en zonas lejanas a los puntos débiles de la instalación.
En tercer lugar, más brazo de expansión, más carga absorbemos. Cuando mayores sean los brazos de la lira, mayor desplazamiento y carga podremos absorber. En este caso deberíamos aumentar los brazos de la construcción en formato lira en busca de absorber una mayor cantidad de movimiento (líneas moradas).
Por último, si nada de lo anterior funciona, consideramos rerutear la línea para introducir más codos en el camino (trazado azul auxiliar), consultando siempre los cálculos de pérdida de carga con el procesista (o con nosotros mismos si lo hemos realizado nosotros) para comprobar que las caídas de presiones con los tramos adicionales no perjudican el proceso.
Muy buen trabajo investigando Maximiliano, así es como se aprende estrés de tuberías. Ensayar, repetir, ensayar, y continuar.
Espero que mis consejos te sean de utilidad. Saludos! 😁
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Hola @miguelruizautopipe
Recién puedo retomar el ejemplo y quería compartir los resultados de las modificaciones sugeridas.
Vengo con la Iteración N°4 en la que he aumentado el brazo de expansión y aplicado guías en el sentido del EJE Y para direccionar los desplazamientos tal como sugerido. La mejora tanto en tensiones, como en las reacciones Fy y Mx en las conexiones a las bombas, es sustancial, como se ve en la imagen IT 4 – REACC.
Gracias por las indicaciones!
Saludos!
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Magnífico @maximilianoherrero !! 👌🏽👌🏽👌🏽
Me alegra que vayas descubriendo lo gratificante que resuelta ver la luz cuando diseñamos un sistemas de tuberías con Autopipe y poco a poco va convergiendo todo hacia la solución.
Saludos!!
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