Pregunta:
¿Cómo puedo calcular las tensiones y los límites para el descenso físico de las tuberías en servicio?
jmpreiks
2015-01-21 21:27:42 UTC
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A veces, las tuberías subterráneas están expuestas debido a la erosión vertical o la migración lateral de arroyos (u otra erosión). Una opción es bajar la tubería (en servicio) a una nueva profundidad que proporcione suficiente cobertura del suelo.

¿Cómo puedo determinar las tensiones mecánicas en la tubería y determinar cuánto se puede bajar la línea? También se requiere determinar qué longitud de zanja se requerirá para acomodar el descenso. ¿Cuáles son los códigos o estándares relevantes?

Esta pregunta está relacionada con las tuberías de acero tanto para gas como para líquidos.

Pipeline Lowering Profile

Ésta es una buena pregunta. ¿Cómo hacen para bajar una tubería? ¿Simplemente quitan la tierra de apoyo debajo y dejan que se doble ...?
¿Los puntos en el diagrama representan conexiones de segmentos de tubería?
Sí, Rick. La gravedad hace la flexión. La tubería se apoya temporalmente mientras se remueve el suelo. Luego, la tubería se baja gradualmente al nuevo fondo de la zanja.
Los puntos son solo puntos representativos a lo largo del perfil para mostrar valores de profundidad. La tubería está conectada mediante soldadura y no es necesario representarla en este análisis.
One responder:
#1
+6
thomasmichaelwallace
2015-01-21 23:27:54 UTC
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Esto es algo que he analizado con túneles, en lugar de tuberías, y posiblemente con deflexiones más pequeñas. Sin embargo, con suerte será de alguna ayuda.

Si puede estar seguro de que la tasa de curvatura es relativamente pequeña, entonces puede aproximar la tensión generada por la bajada utilizando la teoría de la viga simple:

$$ \ sigma = \ frac {Ey} {R} $$

Donde:

  • E es el módulo de Young
  • y es la distancia desde el eje neutral en el que está midiendo la tensión (es decir, el radio de la tubería)
  • R es el radio de curvatura.

Mecánicamente, deberá verificar que las tensiones en la tubería a lo largo de la parabaola que define su curva nunca excedan la tensión límite del material de la tubería y (probablemente más críticamente) la capacidad de las conexiones.

Esto es un poco simplificado y, dependiendo del tipo de tubería, las uniones en sí tendrán algo de juego.

Gracias por la entrada, pero es un poco más complicado que esto. El factor limitante será la tensión longitudinal total en la tubería debido a las condiciones existentes, como la presión interna, así como las tensiones impuestas por la flexión y el alargamiento de la tubería.
Sin embargo, ¿la tensión anterior sería la tensión longitudinal causada por el alargamiento por flexión? Me imagino que la presión interna es principalmente una fuerza de anillo, ¿entonces no contribuye?
La teoría de la viga simple funciona bastante bien siempre que las deflexiones y pendientes se mantengan relativamente pequeñas como proporción de la longitud de la viga. Cuando ya no se puedan obtener estas condiciones, entonces es posible que deba emplearse una teoría más sofisticada de vigas de gran defección, y creo que el tendido de tuberías submarinas es una de esas áreas en las que normalmente se utilizan tales análisis. El análisis es complicado, porque las cosas ya no son lineales como en la teoría de vigas estándar. Debido a que el análisis es tan complicado, generalmente se utilizan programas FEM no lineales en lugar de cálculos manuales.


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