Diseño flexible de tuberías industriales

La flexibilidad de una tubería es un concepto físico que refleja la facilidad de deformación de la tubería, lo que indica su capacidad para absorber la expansión térmica, contracción y otras deformaciones de desplazamiento. Los diferentes tipos de soportes obstaculizarán la expansión térmica de la tubería en diferentes grados. Las tuberías espaciales pueden experimentar flexión, torsión, cizallamiento, etc. El empuje en los puntos de restricción de la tubería también varía significativamente debido a la deformación de cada unidad dentro de la tubería.

Durante el diseño de la tubería, es esencial asegurarse de que la tubería tenga suficiente flexibilidad para absorber las tensiones de desplazamiento mientras se mantiene la longitud de la tubería lo más corta posible. En el diseño flexible de la tubería, además de considerar la expansión térmica y la contracción de la tubería en sí, también se deben considerar los desplazamientos adicionales en los puntos finales de la tubería.

La tarea de Pipeline Industrial El diseño flexible consiste en proporcionar a todo el sistema de tuberías la flexibilidad suficiente para evitar las siguientes ocurrencias debido a la temperatura, el peso propio, la presión interna, las cargas externas, las restricciones en los soportes de tuberías y los desplazamientos adicionales en los puntos finales de tuberías:

1. Fallo de la tubería debido a estrés excesivo o fatiga de metal.
2. Fugas en conexiones de tuberías.
3. Empuje o par excesivo en la tubería, causando estrés o deformación excesiva en el equipo conectado, afectando el funcionamiento normal.
4. Daños a los soportes de la tubería debido a un empuje o par excesivo.
1. Para tuberías complejas, dividalas en varias formas más simples, como forma de L, forma de π y forma de Z, utilizando puntos fijos para el análisis y el cálculo.

2. Al determinar las posiciones de los puntos fijos en la tubería, asegúrese de que los segmentos entre dos puntos fijos puedan compensarse naturalmente.

3. Inicialmente, utilice los cambios en la dirección de la tubería para lograr la flexibilidad necesaria, pero si existen limitaciones de espacio u otras razones, también se pueden emplear otros compensadores.

4. Está estrictamente prohibido utilizar compensadores de tipo caja de relleno en tuberías que transportan medios tóxicos o inflamables.

5. Cuando se emplean segmentos en forma de π para la compensación, es aconsejable colocarlos en el medio de dos puntos fijos.

6. El apriete en frío puede reducir el empuje y el par de la tubería en equipos conectados o puntos fijos durante la operación, pero las tuberías conectadas a equipos giratorios no deben ser apretadas en frío. Las tuberías conectadas a equipos giratorios deben cumplir con los requisitos de instalación libre de estrés. Al emplear el apriete en frío para tuberías, el coeficiente efectivo de apriete en frío debe establecerse en dos tercios.

7. En el diseño flexible de la tubería, se debe considerar la influencia de la fricción de soporte, y se debe seleccionar el coeficiente de fricción de acuerdo con la tabla a continuación.



8. La influencia de la fricción puede ser ignorada al utilizar perchas o perchas de resorte para soportar cargas de tuberías.

9. Además del diseño flexible, los compresores alternativos y las tuberías de entrada y salida de la bomba alternativa también deben tener en cuenta los efectos de la pulsación de la presión del fluido (análisis de vibración). Los estándares de referencia incluyen API 618 para compresores alternativos y API 674 para bombas alternativas.
 
10. El diseño flexible de tuberías incluye métodos de análisis simplificados y métodos de análisis por computadora. El método de análisis debe determinarse en función de las condiciones de diseño tales como el tipo de equipo conectado a la tubería, la temperatura de funcionamiento y el diámetro nominal.
 
11. Tanto el análisis por computadora como los métodos de análisis no por computadora se pueden utilizar para el diseño de tuberías, como se detalla en la "Especificación de diseño flexible de tuberías petroquímicas SHVT 3041 - 2016", u otras especificaciones estándar pertinentes.
 
12. El diseño flexible de la tubería debe tener en cuenta las siguientes cargas dinámicas:

a. Fuerza de impacto generada por el choque hidráulico, los cambios de velocidad del fluido y el flujo de las escamas;

b. Cargas de viento en tuberías expuestas al aire libre;
C. Cargas sísmicas;

d. Fuerzas de reacción generadas por la descarga de fluido.
 El concepto de apriete en frío aquí no es el mismo que el apriete en frío de los sujetadores de brida; más bien, es similar a la alineación en frío de las bombas de maquinaria grande.
 
El apertado en frío se refiere a un método de generación de desplazamiento inicial y tensión inicial en la tubería durante la instalación (estado frío). El apriete en frío se logra típicamente acortando la tubería (aplicable cuando la temperatura de funcionamiento es mayor que la temperatura de instalación) o alargándola (aplicable cuando la temperatura de funcionamiento es menor que la temperatura de instalación). El propósito del apriete en frío es distribuir una porción del desplazamiento térmico de la tubería al estado frío, reduciendo así la tensión de expansión térmica de la tubería y el empuje y el par en los puntos finales. El apriete en frío no altera la flexibilidad de la tubería, ni cambia el rango de tensión de expansión térmica, pero puede reducir las fuerzas en el estado térmico, por lo que a menudo se utiliza en los diseños.

En términos de resistencia del acero, la capacidad de carga a temperatura ambiente es mucho mayor que la a temperaturas elevadas. Por lo tanto, la transferencia de la deformación térmica de la tubería al estado frío es ventajosa. Por lo tanto, las especificaciones de diseño de tuberías en varias industrias estipulan los requisitos para el apriete en frío.