PED – Análisis de Tensión de tubería-Diseño de Soporte de tubería

“¿De dónde viene la tolerancia de molino?”¿La tolerancia del molino afecta el peso, el Fy y el estrés sostenido para B31.3?”, “What should be taken as a tolerance on plate? “, “Cuál es el significado de” Tolerancia de molino de -12,5%”. “¿Y si compruebo” todo caso corroído ” en César?”. Estas son muestras de preguntas sobre la tolerancia del molino que se encuentran en los foros.

Las primeras respuestas están contenidas en la imagen de arriba, de www.tmk-group.com, porque la mejor manera de entender la tolerancia del molino es entender de dónde viene. Las tuberías de acero se producen mediante dos métodos principales de fabricación. Básicamente, los tubos soldados se producen uniendo dos extremos de tiras de acero. Los tubos sin soldadura se producen perforando un tocho (paso 8 de la imagen superior).

La tolerancia del molino proviene del proceso de fabricación de tubos sin soldadura. Las tuberías soldadas también tienen una tolerancia, pero generalmente no son una tolerancia de molino y son mucho más bajas porque es más fácil obtener una alta precisión al producir placas de acero. Por otro lado, las tuberías soldadas deben considerar el factor de eficiencia de la junta de soldadura, para tener en cuenta la debilidad en la soldadura.

El margen de corrosión se calcula a partir de la tasa de corrosión por año (dependiendo del material de la tubería, la temperatura, la atmósfera, el tipo de fluido, la concentración,…) y la vida útil esperada de la tubería.

Los valores de tolerancia del molino se definen en las normas de materiales. Por ejemplo, el párrafo 16-3 de la norma ASTM A 106 establece que “el espesor mínimo de pared en cualquier punto no será superior al 12,5% por debajo del espesor nominal de pared especificado”.
Alguien escribió: “Según mi entendimiento, la Tolerancia del molino es la tolerancia para la variación en el grosor de la tubería desde el grosor nominal de la tubería, que es del 12,5% según B31.3”. Esto no es correcto. EN 13480, ASME B31.1 y B31.3 a menudo se dirigen a la tolerancia de la tubería, pero normalmente no definen su valor. Hay algunas excepciones; por ejemplo, B31. 3 da cierta tolerancia “para superficies mecanizadas o ranuras, donde la tolerancia no se especifica”. Lo que hacen es especificar cuándo se debe considerar el espesor nominal en los cálculos y cuándo se debe considerar la tolerancia del molino. Por ejemplo, se debe tener en cuenta la tolerancia para calcular el espesor mínimo de las tuberías.
ASME B31. 3: “El espesor mínimo T , teniendo en cuenta el manifacturado menos la tolerancia, no será inferior a la suma de los márgenes mecánicos más los márgenes de corrosión y erosión más el espesor de diseño de presión”. Para ser más conservador, es mejor restar la tolerancia del molino de los tubos nominales primero, y después restar la corrosión.
Muchos códigos utilizan el enfoque del peor escenario.
Por ejemplo, en los supuestos básicos para el análisis de la carga sostenida B31.3 requiere utilizar el espesor nominal para el cálculo del peso (“Las cargas debidas al peso deben basarse en el espesor nominal”), y el espesor nominal menos tolerancia y erosión para calcular el módulo de sección que se utilizará en esfuerzos sostenidos y ocasionales (“Los módulos de sección utilizados para calcular las tensiones en este párrafo se basarán en las dimensiones nominales de la tubería menos los permisos”). La eliminación de la corrosión minimizará el módulo de sección Z y, a continuación, maximizará el valor M/Z. En el caso de carga de expansión B31. 3 no se menciona la corrosión ni la tolerancia, por lo que se podría usar un grosor nominal.

ASME B31.1 es similar a B31. 3, con corrosión y tolerancia un poco más ocultas. La tolerancia se incluye en el espesor mínimo: “Después de determinar el espesor mínimo de pared de la tubería, este espesor mínimo se aumentará en una cantidad suficiente para proporcionar la tolerancia de fabricación permitida en la especificación de tubería aplicable o requerida por el proceso.”La corrosión se incluye en el espesor adicional A para prevenir la corrosión y / o la erosión”.
Por otro lado, ASME B31.1 solo menciona el grosor nominal en los cálculos de módulo de sección y el análisis de flexibilidad.
Esto es muy importante para la corrosión. Caesar II no utiliza los valores de corrosión especificados al usar B31.1, porque B31.1 no lo menciona. El uso de espesor nominal para el diseño de carga sostenida puede parecer un poco no conservador. Alguien dice que la razón por la que B31.1 no menciona la corrosión en caso sostenido es porque se debe seleccionar material sin corrosión significativa. Es por eso que muchos usuarios prefieren forzar a Caesar II a usar corrosión al verificar “Todas las cajas corridas” en la configuración de Caesar II. También es posible establecer este parámetro cuando se utiliza Asme B31. 3: la consecuencia será que Caesar utilizará cálculos de tubos corroídos en módulos de sección no solo para casos ocasionales y sostenidos, sino también para casos térmicos.

En cuanto a tolerancia y corrosión, EN 13480 es muy similar a Asme B31.1. Después de indicar “el espesor mínimo se determinará en relación con el proceso de fabricación de tuberías y accesorios”, la norma EN 13480 muestra cómo tener en cuenta el margen de corrosión c0 y la tolerancia de espesor de tubería c1 en el cálculo del espesor mínimo de tubería. Las tolerancias y las corrosiones no se mencionan en la sección cálculo de módulos y análisis de tensiones.
“En los cálculos se utilizará la dimensión nominal y se cumplirá la tolerancia de espesor”.
De nuevo, cuando se enfrenta con EN 13480 y usa Caesar II, muchos usuarios prefieren usar la opción “todo corroído” activada.

Hay algunas excepciones. Por ejemplo, el Código de Gas británico IGE/TD/12 se refiere tanto a la condición de tolerancia +molino como a la condición de tolerancia-molino. B31. 8 El capítulo VIII exige que se tenga en cuenta la tolerancia del molino al componer el “esfuerzo combinado”.

Tolerancia del molino mencionada en el párrafo UG 16 del Código Asme, Sección VIII, Div.1 también: “se tendrá en cuenta la tolerancia inferior de fabricación en el espesor de la pared, excepto para los requisitos del área de refuerzo de la pared de la boquilla de acuerdo con UG-37 y UG-40.Las capas inferiores de fabricación se indican en las diversas especificaciones de tuberías y tubos enumeradas en las Tablas aplicables de la Subsección C. Una vez determinado el espesor mínimo de pared, se aumentará en una cantidad suficiente para proporcionar la tolerancia inferior de fabricación permitida en la especificación de tuberías o tubos.”

Otra pregunta es el diseño de la percha elástica: para este cálculo, Caesar II utiliza el grosor nominal.
Se utilizan muchos enfoques para resolver estos problemas.
La primera regla es : nunca reduzca el grosor de los wal en el nivel de entrada. Esto reduciría la rigidez del sistema, haciéndolo demasiado flexible, y reduciría el peso del sistema.
Otra consideración vino del foro Caesar, donde un usuario escribió que tenía que cumplir con Asme B31.1, pero el proveedor de tuberías declaró que su tubería podría tener una tolerancia de molino de +25%. Esta situación no es muy común, ya que muchas personas sospechan que el proveedor intenta usar toda la tolerancia del molino de -12,5% para ahorrar acero. Por cierto, la respuesta dada por Intergraph fue bastante interesante:
“Suponiendo que el fluido de la tubería es un gas (es decir, densidad = 0.0), y que solo le preocupa un aumento en el peso del sistema, puede evaluar la condición +mil_tolerance simplemente configurando un caso de carga adicional y aplicando un multiplier al componente “W”. Por ejemplo, supongamos que calcula que + mill_tolerance aumentará el peso (tubería) del sistema en un 5%, luego podría configurar otro caso de carga como este:

caso n) 1.05 W + P1 + T1 (OPE)

Tenga cuidado con este multiplicador en “W”, aumentará todo el peso del sistema: rígidos, aislamiento, tubería y fluido”.

• Proceso de fabricación de tubos de acero (tubos sin soldadura y soldados)
• Fabricación de tubos sin soldadura (vídeo)
• Proceso de producción de Tenaris (vídeo)
• Intergraph Caesar II forum