AIE 4.1

ANALISÍS DE RIESGOS

• El riegos es la probabilidad de ocurrencia de una evento o escenario que causará impacto sobre un determinado objetivo, sobre una área o sobre una región, sobre circunstancia o sobre bienes intangibles o tangibles.

• Puede ser cualitativo y cuantitativo definido como el producto de la probabilidad de ocurrencia de un escenario o falla POF por consecuencia de la ocurrencia del escenario o falla COF

– Riesgo=


• Causas de falla, frecuencias de ocurrencia, consecuencias , los mecanismo de daño que actúan en ductos y los medios para la detección y análisis pueden ser investigados en documentos tales como publicaciones DOT, por referencias clásicas, como por ejemplo, el libros en normas o recomendaciones, tales como la API 1160 e la ASME 31.8S. Además existen programa específicos, publicaciones de empresas públicas y privadas , en general las mas destacadas se puede ver en la siguiente tabla


• En las siguiente tabla se tiene datos de DOT con respecto a las principales causas de accidentes en ductos en los EEUU que involucraron explosión de ductos, muestra y heridos o daños de propiedades que excedieron los 50.000 dólares en un área de 344 km , en un periodo de 10 años


• Usando datos como los mostrados en la tabla siguiente, Muhlbauer concluido que existen 4 cargas mas importantes, con igual peso que pueden llevar a un ducto a un estado de no funcionamiento:

• Daños provocados por terceros

• Corrosión

• Fallas de diseño

• Operación Incorrecta


• Muhlbaer propuso un método para analizar los riesgos en ductos. El método asigna en cada una de las 4 cargas citadas antes , causas o atributos ( características de instalación difíciles de ser modificadas) y formas de prevención o mitigación.


• La Norma API 1160 proporciona directrices para el gerenciamiento de la integridad de ductos que transportan hidrocarburos en áreas donde una ruptura o fuga de fluido causaría fuertes consecuencias.

• Cuatro áreas son citadas: • Aquellas con alta densidad de población, ( 50.000 o más

personas y/o con densidad poblacional de más de 1.000 personas por milla cuadrada.

• Áreas muy pobladas alrededor de ciudades y zonas comerciales, caminos marítimos navegables.

• Áreas extremadamente sensibles al derrame de petroleo


• La Norma API 1160 proporciona directrices para el gerenciamiento de la integridad de ductos que transportan hidrocarburos en áreas donde una ruptura o fuga de fluido causaría fuertes consecuencias.

• Cuatro áreas son citadas: • Aquellas con alta densidad de población, ( 50.000 o más

personas y con densidad poblacional de más de 1.000 personas por milla cuadrada.

• Áreas muy pobladas alrededor de ciudades y zonas comerciales, caminos marítimos navegables.

• Áreas extremadamente sensibles al derrame de petroleo


• El suplemento ASME b31.8 S de la Norma B31.8 se aplica a ductos terrestres construidos con materiales ferrosos y transportan gas. La norma provee las condiciones necesarias para desenvolver e implementar un programa de gerenciamiento de integridad basado en prácticas e procedimientos ya probados y aplicados en la industria del transporte. El suplemento destaca 21 amenazas agrupadas en nueve categorías ( en clases pasadas ya mencionadas). En la siguiente figura esta dos fluxogramas de cierta forma similares , que sugieren la conducción de los programas de gerenciamiento de la integridad conforme sugiere la norma API 1160 y ASME 31.8S


Identificar si la falla del ducto puede impactar de manera importante

CARGAS Y TENSIONES EN DUCTOS

• El calculo de diseño mecánico de ductos involucra comportamiento elástico del material, material continuo, ausencia de fisuras y otros defectos. Estas cargas pueden afectar de manera PELIGROSA cuando actúan combinado con daños , por ejemplo la corrosión, que disminuye el espesor de las paredes de los ductos, la existencia de fisuras o otros daños como abolladuras , ovalizaciones ,etc


• En adelante se describe las principales relaciones de cargas y las tensiones por ellas causadas, considerando que los ductos tienen paredes finas, D/t mayor o igual a (10;20) y operan en régimen nominal y elástico de los materiales


• Presión interna y externa

• Esfuerzos externos: Flexión, torsión, cortante e normal

• Temperatura y restricción de desplazamiento

• Carga critica de pandeo en tramos libre

• Tensiones longitudinales causadas por flexión o tracción debido a acomodaciones del terreno


• Presión interna y externa

La presión interna causa tensiones circunferenciales e longitudinales. Las tensiones circunferenciales son necesarias para el equilibrio de la presión interna. Las tensiones longitudinales dependen de curvas y restricciones impuestas por apoyos o por el suelo. De esta manera tenemos lo siguiente:


• Presión interna y externa Tensión circunferencial causada por la presión interna

En el caso de los ductos enterrados, los desplazamientos axiales o longitudinales son impedidos debido al contacto con el suelo, haciendo como que la deformación longitudinal sea nula, y que la tensión longitudinal sea igual a la multiplicación del coeficiente de poisson por la tensión circunferencial


• Presión interna y externa Para ductos que pueden deformarse longitudinalmente y donde la presión interna se aplica axialmente , se tiene que:

La tensión longitudinal causada por la curva es


• Esfuerzos externos: Flexión, torsión, cortante y normal

• Los esfuerzos de momento flector (M), torsión T, Cortante Q y normal N generan tensiones normales, longitudinales y tensiones cortantes.


• :Flexión • C es el punto mas alejado de la fibra neutra, I es el momento

de inercia de la sección tubular en relación a un diametral.


• Torsión J es el momento de inercia polar de la sección tubular


• Corte A es el área de la sección tubular


Tracción y compresión


• Temperatura y restricciones de desplazamiento

La siguiente figura permitirá el análisis de este tipo de cargas



Zona 1: El ducto tiene grandes longitudes enterradas y su desplazamiento longitudinal pasa a ser comandado por el movimiento del suelo. Para el suelo en reposo, las deformación longitudinal y la tensión actuante depende de la diferencia de la temperatura ∆𝜃, determinado por la diferencia entre la temperatura existente en el instante considerado y en el instante en que ocurre el montaje. Indicando el coeficiente de expansión y el modulo de elasticidad del material del ducto.



Zona 2: La longitud de esta zona de tracción depende de la fuerza longitudinal que es generada en la zona 3, Fzona3, así como de las restricciones a los desplazamientos en ductos inducidos por la presión interna y por la temperatura. En el inicio de la zona 2, la deformación longitudinal es la misma de la zona 3. En el final de la zona 2. la deformación longitudinal ese cero. En el calculo de la Longitud de la zona de transición𝐿𝑡𝑟 , la fuerza resistente al movimiento longitudinal del ducto impuesto por el suelo por unida de longitud, f, es constante. Valores de coeficientes de fricción entre el suelo y el tubo con revestimiento asfaltado epoxi varían de 0,55 a 0,75.

Los pesos específicos del suelo varían entre 1,1 a 2,0. A partir de estos valores se puede encontrar f, del orden de 10 N/mm y La longitud 𝐿𝑡𝑟 varia de 10 a 90 mm



Zona 3: La tensión longitudinal en esta zona es el resultado de la restricciones producidas por el desplazamiento horizontal del ducto y del efecto causado por la presión interna en el sentido longitudinal del ducto ( taponamiento debido a la acción de cerrar válvulas, curvas, etc ). Considerando-se apenas el posible efecto de la cerradura por taponamiento o equivalente Y también una fuerza externa F3, fuerza de operación, aplicada al ducto.


• Carga crítica de pandeo en valles libre del ducto

Los desplazamientos ∆𝑙 generados por la presión interna ( efectos de Poisson) y por la diferencia de temperatura ∆𝜃 son contenidos por las restricciones impuestas por los soportes axiales del ducto. La fuerza P resultante, de compresión, puede causar pandeo en una longitud libre del ducto. Como muestra la figura

Carga crítica de pandeo en valles libre del ducto


• Carga crítica de pandeo en valles libre del ducto

El valle libre del ducto: P= fuerza de anclaje causada por la restricción que el suelo ofrece al desplazamiento de ductos

𝑃𝑐𝑟 = fuerza de compresión necesaria para provocar pandeo en la longitud libre del ducto (L),

Las restricciones del terreno son: E= módulo de elasticidad, C = condiciones de anclaje del ducto en terreno con extremidades de Longitud Libre: C= 4,2,1, ¼,


• Tensiones longitudinales causadas por flexión o tracción por acomodaciones al terreno en movimiento.

El conocimiento de la curva de acomodación del ducto y = y(x), conforme muestra la figura



Permite el calculo analítico o numérico de primer y segunda derivada de y con relación a la distancia o posición x de una dada sección en estudio y entonces la determinación del radio de curvatura de la línea del ducto p o de movimiento flector actuante en aquella sección.

La ecuación puede ser utilizada para el cálculo de la tensión en caso elástico y de la deformación en caso plástico.



La siguiente ecuación posibilita el calculo de la tensión elástica para el caso de movimiento de suelo

INTEGRIDAD DE DUCTOS SIN DEFECTOS

• A continuación se presentan los criterios de verificación de integridad de ductos que no tienen daños ni defectos contra fugas de fluidos, ruptura, fatiga, pandeo causada por presión externa, doblamiento y perforaciones


• FACTORES DE SEGURIDAD DE DUCTOS SIN DEFECTOS SOBRE LA PRESIÓN INTERNA

Como se vio antes, el cálculo del producto SMYS.T para un caudal previamente seleccionado y que fija el producto P.D, lleva en cuenta el efecto de la seguridad el tipo de unión y la temperatura del trabajo.

El espesor mínimo del ducto debe ser



• Factores de seguridad pueden ser obtenidos para espesores diferentes a partir del uso de materiales diferentes . Considerando los índices 1 y 2 para tubos de materiales con resistencias diferentes, SMYS1 y SMYS2, los espesores t1 y t2 deberán ser determinados para los factores FS1 y FS2 iguales



• Así considerando 2 materiales con resistencias tales que SMYS2 ≥ SMYS1. Por ejemplo:

• Para tubos API 5L X56 y X52 el espesor del tubo X52 deberá ser igual a 60/42 = 1,43 veces el espesor del tubo X56. Esto implica que el peso del tubo X42 también es 1,43 veces el peso de la misma longitud del tubo X56.



• La relación entre los costos de adquisición de los tubos no es la misma, por la causa de que los costos de los tubos X52 y X60 son diferentes. Esto puede ser visto en el cálculo presentado abajo en el que se utilizó la hipótesis de que el costo de los tubos X60 es 20 % superior a los tubos X42


• FUGAS GENERALIZADAS Y RUPTURA DE TUBOS CON PRESIÓN INTERNA

• El flujo generalizado de un ducto sin defecto ocurre cuando todos los puntos del espesor de la pared alcanzan o sobre pasan el límite del flujo del material el limite del flujo generalizado S flow , al ser adoptado en un cálculo de este tipo depende de la naturaleza del cálculos y el factor de seguridad.

• Los valores de S flow normalmente utilizados en la literatura son


• FUGAS GENERALIZADAS Y RUPTURA DE TUBOS CON PRESIÓN INTERNA

• El criterio de resistencia ( utiliza de Von Mises ) también influenciará el valor de presión que lleva al tubo a fallar, depende de las restricciones de taponamiento o desplazamiento que fueron impuestas al ducto. La ruptura de un tubo sin defecto ocurre cuando la presión interna llega a un valor necesario para causar la tensión equivalente, calculada por el criterio de Von Mises, siendo igual a la resistencia del material de ducto Su, la cual puede ser representada por la resistencia mínima a la atracción especifica del material SMUS o SMTS usando el criterio se tiene que


• PANDEO LOCALIZADO CAUSADO POR LA PRESIÓN EXTERNA Y SU PROPAGACIÓN

• El pandeo o achatamiento localizado que ocurre en las paredes del ducto ocasionando por la presión externa, con lleva deformaciones plásticas generalizadas y colapso en su sección trasversal .

• El achatamiento puede ser causada por una ovalización producto de una carga puntual accidental, por una carga de flexión o por contacto o por apoyo irregular de superficie del tubo en el terreno.

• La norma DNV- OS- F 101 propone las ecuaciones para prevenir la presión externa critica para el pandeo de achatamiento localizado Pc


• PANDEO LOCALIZADO CAUSADO POR LA PRESIÓN EXTERNA Y SU PROPAGACIÓN


• PANDEO LOCALIZADO CAUSA DO POR LA PRESIÓN EXTERNA Y SU PROPAGACIÓN

• Después de la ocurrencia del pandeo o del achatamiento iniciado por un defecto iniciado por una abolladura u ovalización provocada por un choque accidental, su propagación puede ocurrir a lo largo de segmento grande del tubo.

• La presión necesaria para que haya una propagación Ppe es dada por


• PANDEO DE LAS PAREDES Y ARRUGAMIENTO CAUSADO POR LA CURVATURA DEL TUBO

• Tubos sometidos a deformaciones causadas por esfuerzos de compresión debido a su curvatura y carga normal compresiva pueden sufrir pandeo localizado y arrugamiento. La deformación critica para ocurrir pandeo en la usencia de presión interna o externa y en secciones largas de soldaduras circunferenciales es dada por la siguiente ecuación en el que la razón entre la resistencia a la atracción y al flujo puede ser tomado como igual a 1 para dar valores más conservativos de 휀𝑐 .


• PANDEO DE LAS PAREDES Y ARRUGAMIENTO CAUSADO POR LA CURVATURA DEL TUBO

• El valor de la deformación debido a las fuerzas de compresión causada por la curvatura del tubo es dada por la ecuación 15.33 a en la cual 𝜌es el radio mínimo de curvatura.

• En la literatura existen otras ecuaciones sobre situaciones de carga y valores de momento flector crítico.


• CARGA PARA PROVOCAR UNA ABOLLADURA

• Indentación longitudinal

• La carga F en N para provocar y sustentar una indentación o abolladura según la geometría presentada a continuación



• Con profundidad a dimensional 𝛿𝑜 =2𝛿

𝐷 en el que 𝛿 es la

profundidad de indentación y está dada por la siguiente ecuación



• En esta ecuación, la longitud de la zona endentada es L y el medio de la longitud de la zona afectada es 휀. Considere que el ducto tiene un diámetro de D=2R, espesor t resistencia al flujo Sy y que está operando con la presión p



• Para un ducto construido con acero API 5L X52, diámetro D=24 “ = 609.6 mm, espesor t=6,35 mm y una longitud de indentación L=20mm se tiene fuerzas que varían entre desde 0 hasta 60 kn para presiones de operaciones que varían entre 0 y 5 MPa



• La fuerza de indentación variando con la profundidad de indentación adimensional para un ducto construido con acero API 5L X52, D=24 “ , espesor t= 6,25 mm y longitud de identador L = 20 mm, para presiones internas = a 0;2 y 5,0 Mpa


• CARGA PARA PROVOCAR PERFORACIÓN

• La carga de una pared sobre un ducto provocada por un objeto puntiagudo puede resultar en la penetración de este objeto y perforación de la pared. La resistencia de la pared de un ducto a la perforación esta dada por la siguiente expresión empírica

• Donde Ld y Wd son respectivamente la longitud y el ancho del objeto puntiagudo


• FATIGA

• Para la verificación del cálculo de una fatiga sin defecto puede ser usado el siguiente procedimiento: – Determinar la historia de carga y contabilizar el número de ciclos para

cada nivel de tensión usando un modelo determinístico, un procedimiento basado en su análisis espectral. El método “ Rain – Flow “ puede ser usada para la contabilización de ciclos .

– Determinar las tensiones alternadas equivalentes misses para los casos no uniaxiales.

– Determinar la curva SxN. Existen varias curvas de fatiga que pueden ser utilizadas como por ejemplo las sugeridas por DNV-OS-F101, DNV-RP-F204, DNV-RP-203, por los códigos ASME B31.3, código ASME B&PV sección VIII y por la API 579-1/ASME FFS-1


• FATIGA

• La API 579-1/ASME FFS-1 usa curvas basadas en probetas de prueba no soldadas y en probetas que contienen detalles específicos de construcción soldada.

• La siguiente ecuación da una manera bastante aproximada a la curva de probetas no soldadas propuesta por la API 579 considerando tensiones alternadas.

• Estas tensiones son ficticias para el caso de trabajo en el régimen elasto plástico y son validas a penas para mantener la continuidad de la curva en este régimen.


• FATIGA

• Estas curvas pueden ser modeladas por la ecuación de Manson para fatiga que utiliza exponentes universales para las regiones elástica y plástica . Esta ecuación fue construida para aceros con resistencia de hasta 80 KPSI(551 MPa) y un coeficiente cíclico de ductilidad a la fatiga del 100%


• OVALIZACIÓN

• La ovalización causada por deflexión adicionada a la tolerancia de fabricación para el ducto instalado no debe superar el 3%.

• FISURAMIENTO SOBRE LA TENSIÓN EN ATMÓSFERA CORROSIVA -CST

• El fenómeno de CST ocurre sobre 2 situaciones: Alto pH y pH neutro.

• La publicación ASME B31.8S-2001 da una lista de condiciones que indican posibilidad de ocurrencia de CST, en caso de existencia de las condiciones al mismo tiempo, en ductos que transportan gas, los ítems de la lista son los siguientes:


• FISURAMIENTO SOBRE LA TENSIÓN EN ATMÓSFERA CORROSIVA -CST

• Operación sobre tensiones mayores del 70% del límite de fluencia

• Temperatura de operación encima de 38° C

• Distancia de la estación de compresión menor que 30km

• Tiempo de operación / construcción mayor que 10 años

• Cualquier tipo de recubrimiento de protección colocado en la tubería contra corrosión, excepto por fusion –bonded-epoxy FBE

DUCTOS CON DEFECTOS DE CORROSIÓN

• Ductos con efectos de corrosión, erosión o perdida metálica y fisuras, que no presentan abollamientos u ovalizaciones, pueden ser analizados por procedimientos ya normalizados y bien probados.

• El daño por corrosión o erosión genera perdidas metálicas de las paredes internas o externas del ducto y puede ser de tipo uniforme, semi-uniforme o localizado.


• La caracterización de daño de corrosión es hecha por la geometría de defecto.

• En el caso de ductos la perdida de espesor más peligrosa es aquella que se extiende paralelamente a lo largo de su generatriz.

• Una forma simplificada de caracterizar la geometría es informar la mayor profundidad de perdida de espesor d y de longitud L diseñada en un plano meridional o paralelo al eje del ducto.

• Considerando una tasa de corrosión y un tiempo T de actuación de esta tasa, se puede prevenir que la profundidad de daño será d=r.T


• Pueden ocurrir dos tipos de fallas que generan fugas de fluidos de la tubería.

• Falla por ruptura (brusca) caracterizada por el colapso plástico de las uniones de la pared, este fallo puede ser prevenido por un criterio en el cual no es permitido que la presión del trabajo de ducto corroído sobrepase un valor admisible previsto por alguna recomendaciòn o norma


• Falla por fuga de fluido (perdida total de espesor), a pesar de sobre presiones bajas, la corrosión localizada lleva a la perdida de la contención.

• Este tipo de falla puede ser prevenido por un criterio en el cual no se permita que la profundidad de perdida metálica d sobre pase un valor admisible previsto por alguna recomendación o norma.


• La norma ASME B31.G considera un valor admisible de perdida máxima igual a d/t=0,8.

• El criterio de ecuación al uso propuesto por la norma API 579-/ASME FFS-1 usa el menor valor para espesores remanentes de pared dados por: 0,2t y 2,5mm.

• Los defectos de corrosión están localizados en las superficies internas o externas de los ductos.

• Para el cálculo y análisis de admisibilidad, los defectos pueden ser clasificados como aislados o combinados, longitudinales o circunferenciales, cortos o largos.


• Para este estudio solo serán tratados los defectos que pueden ser considerados aislados y longitudinales, cortos y largos.

• La siguiente figura ilustra este tipo de defecto


• Las siguientes consideraciones son hechas para establecer el procedimiento de cálculo para la determinación de nuevas presiones de trabajo en ductos que tienen defectos de corrosión: – Perdida de espesor menor que el 10% da un espesor

nominal no caracterizado como daño para un ducto . – Las tensiones circunferenciales son aquellas que pueden

provocar una falla dúctil de un ducto (por sobre pasar el límite de fluencia o factura).

– La longitud de defecto L es relevante para la falla. – La longitud de L es obtenida diseñando las máximas

profundidades de corrosión en un plano longitudinal del ducto tal como muestra la figura anterior


– Las paredes del material vecinas a los defectos y que delimitan su longitud L, contribuyen para la resistencia de un ducto contra el defecto. Si las paredes estuvieran muy distantes ( 𝐿2 >𝐷𝑡, ) ellas tienen poca influencia y el efecto será considerado largo. Un factor largo, por consideraciones de equilibrio de fuerzas, se dice que el espesor de la pared será igual al espesor restante, esto es, t’=t-d, en el que d es la profundidad de corrosión máxima.


Las tensiones máximas que actúan en los defectos son calculados por la tensión circunferencial nominal de acuerdo a la siguiente ecuación.

Que actúan en la pared del ducto sin defecto, afectada por un factor de forma K que puede ser en este caso equivalente al factor de resistencia restante RSF, este factor es determinado por varias ecuaciones normalizadas o afectadas en la buena práctica.


• La resistencia de ductos es representada por un límite de fluencia generalizado S flow dado por cada método o procedimiento de cálculo, el límite de flujo generalizado es reducido por un factor de diseño normalmente idéntico o aplicado para el ducto original.

• Según la nomenclatura de la norma ASME B31.8 el factor del diseño es F, E,T que son definidos como: (𝛾𝑑)F= factor de diseño, (𝛾𝐸) E = factor longitudinal de la junta, ( 𝛾𝑇) T= factor reducido debido a la temperatura.


• La presión de trabajo admisible para ductos con defectos es calculada según la siguiente ecuación

• En esta ecuación el factor K fue explicado en términos de las variables A, Ao y M estas corresponden respectivamente a la geometría del defecto proyectada en el plano longitudinal, a la geometría original del ducto sin defectos y a la consideración sobre la relevancia de la longitud L del defecto con relación a las dimensiones D y t de la tubería original dada por el factor M

RESUMEN DE LA NORMA B31.G “ MANUAL FOR DETERMINING THE REMAINING STRENGTH OF

CORRODED PIPELINES

La ASME B31.G es aplicable a ductos en operación que transportan gas, petróleo y sus derivados.

Esta norma no sirve para aceptar defectos en tubos que ya estén corroídos antes del montaje o instalación


CORRODED PIPELINES LIMITACIONES.- • Aplicables a ductos soldados en acero al carbono o acero de alta

resistencia y de bajo contenido de aleación. • Aplicable a defectos con contornos suaves con baja

concentración de tensiones, generados por corrosión galvánica o electrolítica o perdida de espesor metálico por erosión.

• Basada en la capacidad del ducto para mantener su integridad estructural sobre presiones internas, sin sufrir tensiones secundarias y esfuerzos de flexión relevantes.

• No aplica a defectos que pasen por soldadura ( longitudinal o circunferencial) o perdida de material provocada por procesos metálicos.

• No predice falla por ruptura o fuga de fluido.


CORRODED PIPELINES METODOLOGÍA.- • Basado en el hecho de que los aceros para ductos

tienen una tenacidad adecuada y que la tenacidad no es un factor relevante para la integridad (no hay riesgo de falla fragil y que la fr|actura será comandada por colapso plástico y agotamiento de la ductilidad)

• La falla de defectos de corrosión con contornos suaves es controlado por su tamaño y por el límite fluencia del material.

• Los tubos deberán poder soportar las presiones que llevan a su material en la presión critica al resistir una presión de por lo menos un valor igual a SMYS.


CORRODED PIPELINES CRITERIOS DE ACEPTACIÓN.- Cualquier región corroída que tiene aceptación válida por la formulación propuesta para trabajar en MAOP establecida es capaz de soportar una prueba hidrostática que producirá una tensión igual al 100% del SMYS del material del ducto. Cualquier región corroída aceptada para trabajar sobre una MAOP reducida, es capaz de soportar una presión de prueba hidrostática superior a MAOP, en la región igual al 100% de SMYS ( prueba de presión) sobre 72% SMYS presión de operación. El operador podrá hacer un análisis de riesgo de la región corroída para determinar su resistencia remanente por la mecánica de fractura, usando datos reales de geometría corroída. El operador podrá establecer un MAOP para una prueba hidrostática completa que produzca una tensión mínima al 100% del SMYS o establecer un MAOP reducido basada en una prueba bien realizada sobre una presión menor


CORRODED PIPELINES • El siguiente flujo grama muestra la secuencia de

cálculo que deben ser realizados para la aplicación de métodos de la B31G. en este método, para cada defecto con perdida de espesor, se debe determinar la profundidad máxima del defecto y su longitud diseñada en un plano longitudinal paralela al ducto.

• Si d/t≤ 10%, nada será necesario realizar.

• Si d/t ≥ 80% el ducto deberá ser reparado o cambiado.

• Si 10%≤𝑑

𝑡≤ 80%, se deben seguir los pasos que se

muestran a continuación


CORRODED PIPELINES

1. Determinación de la longitud admisible para el defecto, La. Se aprueba el daño si la longitud medida, L, es menor que la longitud admisible La. Seguir los siguientes pasos para el cálculo:


CORRODED PIPELINES

2. Determinación del MAOP reducido si L es mayor que La.

Si

Entonces

Si

Entonces


CORRODED PIPELINES

Si MAOP ≤ 𝑃´ usar MAOP

Si MAOP ≥ establecer un MAOP > 𝑃´, reparar o cambiar.

DUCTOS CON ABOLLADURAS

• Una abolladura puede ser definida como una depresión en la superficie de un tubo que produce una alteración macroscópica en la curvatura de la pared del tubo, generando deformaciones plasticas.

• Una abolladura es causada por una carga concentrada debido al contacto de un objeto externo.

• La carga puedes ser ocasionadas por una piedra sobre la cual el tubo estaba asentado.


• La profundidad de una abolladura es definido como la distancia entre su punto mas bajo e la prolongación del contorno original del tubo en cualquier dirección. Esta definición incluye tanto la indentación local cuanto una eventual ovalización de la sección circular original del tubo.

• La profundidad de una abolladura varia en función de la permanencia o no del indentador en contacto con el tubo, asi como con el nivel de presión interna actuante en el tubo.


• La profundidad y sus relaciones con la presión interna actuante están en las siguiente figura

DUCTOS CON RANURAS

• El impacto de objetos extraños causa daños en tuberías, estos daños pueden ser abollamientos o ranuras.

• Ranuras es un daño superficial causado por contacto del ducto con un objeto extraño, donde ocurre la retirada del material metálico del ducto , resultando en perdida de espesor.

• Generalmente, las ranuras tienen longitudes mucho mayor de largo y muchas veces tiene un volumen de material asociado encuadrado y/o fisuras en regiones próximas a la raiz


• Términos utilizados para estudiar abolladuras : • Abolladuras Suaves: son aquella que causan cambios suaves en la curvatura de

la pared del tubo • Abolladuras con pliegue: son aquellas que causan un mudanza abrupta en la

curvatura de la pared del tubo. Una mudanza de la curvatura puede ser clasificadas como abrupta en la curvatura cuando el radio de curvatura de la región mas aguda de la abolladura es menor o igual a cinco veces el espesor de la pared del tubo.

• Abolladura simple: son abolladuras suaves sin reducción del espesor asociado ( por corrosión o fisura) y que no afectan la curvatura dl tubo en cordones de soldadura.

• Abolladura en soldadura: Son aquellas que alteran la curvatura original del tubo en los cordones de soldadura.

• Abolladura restringida: Son aquellas impedidas de tener profundidad modificada, sea por recuperación de la parcela elastica de deformación, sea por la acción de la presión interna, una vez que el indentador permaneces en contacto con el tubo.

• Abolladura no restringida: Son aquellas que se encuentran libre para sufrir recuperaciones elasticas.

DUCTOS CON FISURAS Varios documentos dan procedimientos para la evaluación de ductos con fisuras. Las principales condiciones e pasos de procedimiento son las siguientes:

1) Las fisuras deben tener profundidad menos que el 50 % del espesor del tuboç

2) El diagrama FAD es utilizad en forma mas simplificada, traducida como un rectángulo en que las razones Kr y Sr deben ser respectivamente menores que el 70% de la tenacidad a la fractura Kic y 80% del limite de flujo generalizado del material Sflow

DUCTOS CON FISURAS

3) El factor de intensificación de la tensión K1 debe ser calculado para una fisura pasante con longitud 2c igual al mayor valor entre 2 veces el espesor del tubo y la longitud detectada para la fisura. La tensión 𝜎 para la ecuación de K1 es dada por la tensión norma que provoca la abertura de la trinca en modo I. Caso esta tensión sea desconocida, o la fisura este en el cordón de soldadura o en la zona térmicamente afectada , usar el Sflow del material calculado de K1

DUCTOS CON RANURAS

• 4) la tensión de colapso plástica es dada por la siguiente ecuación

AIE 4.1

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