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

Antecedentes   



CAESAR II recomienda un conjunto de casos de carga báscia bá i para análisis. áli i Un usuario puede editar y agregar nuevas condiciones a estos casos de carga carga. Los casos de carga pueden modificarse para obtener cálculos de esfuerzo específicos p y una respuesta p 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. estática

Combinaciones de Carga 

Las combinaciones de carga g y su control son accesadas a través del menú principal:



O a través de los datos de Tuberías:

Combinaciones de Carga 

Dos pestañas serán revisadas en esta sesión: 

Editor de casos de carga:



Opciones de casos de carga:

Combinaciones de Carga 

Editor de Casos de Carga: g    

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)

Combinaciones de Cargas 

Opciones p de Casos de Carga: g    

Antecedentes generales Métodos de combinación Manipulando los efectos de la fricción Uso de módulos calientes para cargas de equipos

El Editor de Casos de Carga

¿Son Adecuados los “Casos de Recomedados”? Carga Recomedados ? 

CAESAR II: Los casos recomendados satisfacen los cálculos de estrés en situaciones normales y extremas. 



Situaciones especiales tienen impacto adicional. adicional  

 

Los casos que no son código L ódi B31.3 B31 3 titienen su propio i criterio Dimensiones de colgantes Pruebas de fugas g hidrostáticas

No crea los rangos de estrés entre los casos de operación. No crea estados ocasionales.

Situaciones Especiales – Dimensiones de Colgantes

Los casos de carga pueden verse afectados por los datos del Control de Diseño de Colgantes Colgantes.

Situaciones Especiales – Dimensiones de Colgantes 

Casos de carga g adicionales son requeridos: q

Situaciones Especiales – Dimensiones de Colgantes

Situaciones Especiales – Dimensiones de Colgantes

L2

L1

L3

Situaciones Especiales – Prueba de Fugas Hidrostáticas Una p prueba de fugas g hidrostáticas p puede imponer p 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 di i l siempre i que una presión ió d de prueba hidrostática (HP) esté definida. 

Situaciones Especiales – Prueba de Fugas Hidrostáticas

Situaciones Especiales – Prueba de Fugas Hidrostáticas

Situaciones Especiales – Prueba de Fugas Hidrostáticas 

También p puede controlarse el p peso del aislante en la prueba hidrostática:

Rangos de Esfuerzo entre Estados de Operación CAESAR II creará un cálculo de rango g 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 ca e eyo otra a sob sobre e la ap pierna e aa temperatura ambiente, pueden hacer fallar la Tee.

Ambiente Caliente T1

T2

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:      

Una medición U di ió sobre b lla pierna caliente y otra sobre la pierna a p ambiente,, temperatura pueden hacer fallar la Tee.

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) Ambiente Caliente

T1

T2

Revisión de Respuesta No Lineal (Restricciones) 

Esfuerzo sostenido 



Operación - esfuerzo = Carga basada en fuerza

Esfuerzo ocasional 

Operando con ocasional - Operación = Ocasional

Layout Ejemplo No lineal



El esfuerzo ocasional p puede ser modelado aislándolo en sistemas lineales o en sistemas que siguen siendo lineales.

X Z 

Aquí está el punto de partida del modelado del sistema, diferencia equivalente.

Independiente, +X Wind Ejemplo No lineal

L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: WIND1 (OCC) L4: L1-L2 (EXP) L5: L2+L3 (OCC)

X Z

L3

Independiente, -X Wind Ejemplo No lineal

L1: W+T1+P1 (OPE) L2: W+P1 (SUS) L3: -WIND1 (OCC) L4: L1-L2 (EXP) L5: L2+L3 (OCC)

X Z 

L3

Pero esta posición, basada en un caso de sólo una carga de viento, ignora la verdadera “ “posición i ió d de partida” tid ” – la l posición i ió de d operación. ió

Posición de Operación Ejemplo No lineal L1

X Z

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)

Cargas Operativas y +X Wind Ejemplo No lineal L5 L1

X Z 

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 L2 L5 (OCC) L9: L2+L6 (OCC) 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.

Cargas de Operación y -X Wind Ejemplo No lineal L6 L4

X Z 

L1

L1: W L1 W+T1+P1 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.

Construyendo Listas Estándares de Casos de Carga  

 

Muchas empresas p han estandarizado sus conjuntos j de cargas. En muchas instancias, éstos son muy completos:  Sísmico, viento, explosión  FPSO  Fatiga … y por lo tanto, tediosos y propensos a error. L casos d Los de carga pueden d copiarse i d de un ttrabajo b j a otro.

Compartiendo Casos de Carga

Compartiendo Casos de Carga – Fatiga

Compartiendo Casos de Carga – Fatiga

Compartiendo Casos de Carga– Sísmico

Compartiendo Casos de Carga 

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

Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) 

Se p puede asociar un número de ciclos ((N)) o un factor cíclico (f) con cada estado térmico del sistema de tuberías.

Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) 

Sin embargo, g , una aplicación p correcta de N será con los rangos individuales analizados.

Especificación de Ciclos de Carga (Evaluación de Fatiga) 

Sin embargo, una aplicación correcta de N será con los rangos individuales analizados.

Opciones de Casos de Carga

Repaso General



A continuación revisaremos los puntos más importantes:

Métodos de Combinación



¿Cómo son usados estos términos?

Métodos de Combinación 

El rango g de expansión p de esfuerzo es una combinación algebraica de dos casos de carga.

Métodos de Combinación 

Esfuerzos p permanentes y ocasionales se combinan de modo escalar.

Métodos de Combinación 

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

Métodos de Combinación 

Para obtener la máxima respuesta p de una variedad de casos de operación:  

Aquí, aparece un caso de operación con un grupo de 8 combinaciones bi i sísmicas. í i Sería conveniente mostrar el desplazamiento máximo á o de cada nodo odo y la a máxima á a restricción es cc ó de carga para todos estos casos.

Métodos de Combinación



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

Revisión de los Métodos de Combinación Combination  Method  Algebraic 

 of structural response 

 of stress 

xi 

f(xi) 

Scalar 

xi 

i 

SRSS 

SRSS(xi) 

SRSS (i ) 

Absolute 

|xi| 

i 

Maximum 

MAX of (|xi|), retain sign 

MAX of (i) 

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) 

Typical Use Structure Stress Traditional  Expansion range response  Sustained +  summation  occasional    Spatial seismic  summation    C ll Collect  C ll Collect maximum  i maximum  stress  cyclic load    Used  Used together to  collect  range of  restraint  load & pipe  movement 

Manipulando Efectos de la Fricción



¿Cuál C ál es ell coeficiente fi i t d de ffricción i ió acero-sobreb acero?

Manipulando Efectos de la Fricción 

Puede limitarse el efecto de la fricción en una sola corrida. 10

30

60

Usando Módulos Calientes para Cargas de Equipos





Mientras Mi t que la l mayoría í d de llas evaluaciones l i d 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 base las cargas de tensión base.

Usando Módulos Calientes para Cargas de Equipos





La rigidez del acero al carbón bó di disminuye i 9% @ 300°C La rigidez del acero Cr-Mo Cr Mo disminuye 23% @ 600°C

Conclusión 

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

Gracias por su Atención 

¿ ¿Preguntas? g