CAESAR II. Usando Todo el Potencial en. Carga

Transcripción

1 CAESAR II Usando Todo el Potencial en las Combinaciones de Casos de Carga

2 Antecedentes CAESAR II recomienda un conjunto de casos de carga báscia para análisis. i Un usuario puede editar y agregar nuevas condiciones a estos casos de carga. Los casos de carga pueden modificarse para obtener cálculos de esfuerzo específicos y una respuesta más general de la estructura (ejemplo: cargas en equipos y soportes y desplazamientos de tuberías). Esta presentación no es una introducción a los casos de carga básica sino una revisión del potencial encontrado en la herramienta para casos con carga estática.

3 Combinaciones de Carga Las combinaciones de carga y su control son accesadas a través del menú principal: O a través de los datos de Tuberías:

4 Combinaciones de Carga Dos pestañas serán revisadas en esta sesión: Editor de casos de carga: Opciones de casos de carga:

5 Combinaciones de Carga Editor de Casos de Carga: Resaltar los casos de carga recomendados Tratamiento de respuesta no lineal (restricciones) Construcción de listas de casos de carga típicos Especificación de ciclos de carga (evaluación de fatiga)

6 Combinaciones de Cargas Opciones de Casos de Carga: Antecedentes generales Métodos de combinación Manipulando los efectos de la fricción Uso de módulos calientes para cargas de equipos

7 El Editor de Casos de Carga

8 Son Adecuados los Casos de Carga Recomedados? CAESAR II: Los casos recomendados satisfacen los cálculos de estrés en situaciones normales y extremas. Los casos que no son código B tienen su propio criterio Situaciones especiales tienen impacto adicional. Dimensiones de colgantes Pruebas de fugas hidrostáticas No crea los rangos de estrés entre los casos de operación. No crea estados ocasionales.

9 Situaciones Especiales Dimensiones de Colgantes Los casos de carga pueden verse afectados por los datos del Control de Diseño de Colgantes.

10 Situaciones Especiales Dimensiones de Colgantes Casos de carga adicionales son requeridos:

11 Situaciones Especiales Dimensiones de Colgantes

12 Situaciones Especiales Dimensiones de Colgantes L2 L1 L3

13 Situaciones Especiales Prueba de Fugas Hidrostáticas Una prueba de fugas hidrostáticas puede imponer un conjunto único de cargas estructurales en un sistema de tuberías, especialmente en un sistema de vapor. CAESAR II aborda esta carga con un caso de carga adicional i siempre que una presión de prueba hidrostática (HP) esté definida.

14 Situaciones Especiales Prueba de Fugas Hidrostáticas

15 Situaciones Especiales Prueba de Fugas Hidrostáticas

16 Situaciones Especiales Prueba de Fugas Hidrostáticas También puede controlarse el peso del aislante en la prueba hidrostática:

17 Rangos de Esfuerzo entre Estados de Operación CAESAR II creará un cálculo de rango de expansión entre el ambiente (ej.: W+P1) y cada estado de operación. Pero eso podría no identificar los mayores rangos de stress Análisis de temperaturas por encima y por debajo de la temperatura ambiente El estado de las válvulas puede alterar los valores de esfuerzo Una medición sobre la pierna caliente e y otra sobre la pierna a temperatura ambiente, pueden hacer fallar la Tee. Ambiente Caliente T1 T2

18 Rangos de Esfuerzo entre Estados de Operación Casos recomendados: L1: W+P1+T1 (OPE) L2: W+P1+T2 (OPE) L3: W+P1 (SUS) L4: L1-L3 (EXP) L5: L2-L3 (EXP) Casos ajustados: L1: W+P1+T1 (OPE) L2: W+P1+T2 (OPE) L3: W+P1 (SUS) L4: L1-L3 (EXP) L5: L2-L3 (EXP) L6: L1-L2 (EXP) Una medición ió sobre la pierna caliente y otra sobre la pierna a temperatura ambiente, pueden hacer fallar la Tee. T1 T2 Ambiente Caliente

19 Revisión de Respuesta No Lineal (Restricciones) Esfuerzo sostenido Operación - esfuerzo = Carga basada en fuerza Esfuerzo ocasional Operando con ocasional - Operación = Ocasional

20 Layout Ejemplo No lineal El esfuerzo ocasional puede ser modelado aislándolo en sistemas lineales o en sistemas que siguen siendo lineales. Z X Aquí está el punto de partida del modelado del sistema, diferencia equivalente.

21 Independiente, +X Wind Ejemplo No lineal Z X L3 L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: WIND1 (OCC) L4: L1-L2 (EXP) L5: L2+L3 (OCC)

22 Independiente, -X Wind Ejemplo No lineal Z X L3 L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: -WIND1 (OCC) L4: L1-L2 (EXP) L5: L2+L3 (OCC) Pero esta posición, basada en un caso de sólo una carga de viento, ignora la verdadera posición ió de partida la posición ió de operación.

23 Posición de Operación Ejemplo No lineal Z X L1 L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: W+T1+P1+WIND1 (OPE) L4: W+T1+P1-WIND1 (OPE) L5: L3-L1 (OCC) L6: L4-L1 (OCC) L7: L1-L2 (EXP) L8: L2+L5 (OCC) L9: L2+L6 (OCC)

24 Cargas Operativas y +X Wind Ejemplo No lineal X L1 L5 L3 L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: W+T1+P1+WIND1 (OPE) L4: W+T1+P1-WIND1 (OPE) L5: L3-L1 (OCC) L6: L4-L1 (OCC) L7: L1-L2 (EXP) L8: L2+L5 L5 (OCC) L9: L2+L6 (OCC) Z Respuesta a la Carga de Viento Únicamente En este caso puede observarse que, basados en la posición de operación, el mismo viento +X comprometerá ahora a la guía.

25 Cargas de Operación y -X Wind Ejemplo No lineal Z X L4 L6 L1 L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: W+T1+P1+WIND1 (OPE) L4: W+T1+P1-WIND1 (OPE) L5: L3-L1 (OCC) L6: L4-L1 (OCC) L7: L1-L2 (EXP) L8: L2+L5 (OCC) L9: L2+L6 (OCC) Respuesta a la Carga de Viento Únicamente Mientras el viento X permanecerá libre.

26 Construyendo Listas Estándares de Casos de Carga Muchas empresas han estandarizado sus conjuntos de cargas. En muchas instancias, éstos son muy completos: Sísmico, viento, explosión FPSO Fatiga y por lo tanto, tediosos y propensos a error. Los casos de carga pueden copiarse de un trabajo a otro.

27 Compartiendo Casos de Carga

28 Compartiendo Casos de Carga Fatiga

29 Compartiendo Casos de Carga Fatiga

30 Compartiendo Casos de Carga Sísmico

31 Compartiendo Casos de Carga A continuación, una lista compleja de cargas que uno, p j g q no querría ingresar cada vez:

32 Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) Se puede asociar un número de ciclos (N) o un p ( ) factor cíclico (f) con cada estado térmico del sistema de tuberías.

33 Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) Sin embargo, una aplicación correcta de N será con los rangos individuales analizados.

34 Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) Sin embargo, una aplicación correcta de N será con los rangos individuales analizados.

35 Opciones de Casos de Carga

36 Repaso General A continuación revisaremos los puntos más importantes:

37 Métodos de Combinación Cómo son usados estos términos?

38 Métodos de Combinación El rango de expansión de esfuerzo es una combinación algebraica de dos casos de carga.

39 Métodos de Combinación Esfuerzos permanentes y ocasionales se combinan de modo escalar.

40 Métodos de Combinación Las cargas sísmicas (inercia y desplazamiento g ( y p de apoyo) pueden combinar componentes espaciales por suma de la raíz cuadrada de los cuadrados (SRSS).

41 Métodos de Combinación Para obtener la máxima respuesta de una variedad de casos de operación: Aquí, aparece un caso de operación con un grupo de 8 combinaciones i sísmicas. Sería conveniente mostrar el desplazamiento máximo de cada nodo y la máxima restricción de carga para todos estos casos.

42 Métodos de Combinación Notar como SignMin & SignMax son usados; además no hay salida de esfuerzo para SignMin.

43 Revisión de los Métodos de Combinación Combination Typical Use of structural response of stress Method Structure Stress Algebraic xi f(xi) Traditional Expansion range Scalar xi i response Sustained + summation occasional SRSS SRSS(xi) SRSS ( i ) Spatial seismic summation Absolute xi i Collect Collect maximum Maximum MAX of ( xi ), retain sign MAX of ( i) maximum cyclic load stress Minimum MIN of ( xi ), retain sign MIN of ( i) Signed Maximum MAX of (xi) MAX of ( i) Signed Minimum MIN of (xi) MIN of ( i) Used together to collect range of restraint load & pipe movement

44 Manipulando Efectos de la Fricción C ál l fi i t d f i ió b Cuál es el coeficiente de fricción acero-sobreacero?

45 Manipulando Efectos de la Fricción Puede limitarse el efecto de la fricción en una sola corrida

46 Usando Módulos Calientes para Cargas de Equipos Mientras que la mayoría de las evaluaciones de esfuerzo se especifican usando el módulo de referencia de elasticidad (ambiente) para esfuerzo de tuberías, el módulo a una dada temperatura puede ser usado para el cálculo de cargas de equipos. Esto puede reducir significativamente la magnitud de las cargas de tensión base.

47 Usando Módulos Calientes para Cargas de Equipos La rigidez del acero al carbón disminuye i 300 C La rigidez del acero Cr-Mo disminuye 600 C

48 Conclusión Existen más combinaciones de casos de carga g que las recomendadas usualmente para CAESAR ll.

49 Gracias por su Atención Preguntas?