anexo 2.1 ejemplo de cruce cap.ii

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Fecha: MARZO 2007

Documento: CCGPE-N1Rev. 1

PROYECTO: GASODUCTO 6" BAHIA PECKET - ESPERANZA

CALCULO: DISEO CRUCE RUTA 255-CHNORMAS:

ASME B31.8 "Gas Transmission and Distribution Piping System"

ASME B31.4 "Liquid Transportation System for Hydrocarbons, Liquid Petroleum Gas, Anhydrous Ammonia, and Alcohols"

API 1102 "Steel Pipelines Crossing Railroads and Highways"

Dec. N90 "Reglamento de Seguridad para el Almacenamiento, Refinacin,Transporte y Expendio al Pblico de Combustibles Lquidos Derivados del Petrleo"

Dec. N254 "Reglamento de Seguridad para el Transporte y Distribucin de Gas Natural"

Reg. MOP "Instructivo sobre Paralelismos en Caminos Pblicos". Direccin General de Obras Pblicas. Direccin de Vialidad.

Reg. MOP "Normas para Atraviesos en Caminos Pblicos". Direccin General de Obras Pblicas. Direccin de Vialidad.

TIPO: VIAL (H) o FERROCARRIL (R)= HTIPO DE LINEA: OLEODUCTO (O) o GASODUCTO (G)= G

A. PARAMETROS DE DISEO:

A.1 PIPELINE

TIPO DE ACERO CAERIA: API 5L Gr. X42TENSION DE FLUENCIA: SMYS = 289,6 [MPa] = 42000 [psi] MODULO DE YOUNG'S: Es = 203136 [MPa] = 2,95E+07 [psi]

COEFICIENTE DE POISSON'S: s = 0,3COEFICIENTE DILATACION TERMICA: t = 1,1E-05 [m/m/C] = 6,1E-06 [in/in/F]

DIAMETRO EXTERIOR: D = 0,168 [m] = 6,625 [in]ESPESOR: tw = 0,009 [m] = 0,365 [in]

PESO DE LA CAERIA: Wp = 36,31 [kg/m] = 24,40 [lb/ft]PRESION INTERIOR CAERIA (DISEO): p = (d.p.) = 10,2 [MPa] = 1480 [psi]

PRESION MAX. DE OPERACIN (MOP): m.o.p. = 10,2 [MPa] = 1480 [psi]PRESION DE PRUEBA: t.p. = 11,2 [MPa] = 1630 [psi]

FACTOR DE DISEO (1): F = 0,6 Clase 2FACTOR DE SOLDADURA (2): E = 1 API 5L

FACTOR DE TEMPERATURA (3): T = 1 250 o menosTEMP. DE INSTALACION: T1 = 273 [K] = 32 [F]

TEMP. DE OPERACION (MAX. o MIN.): T2 = 283 [K] = 50 [F]

MEMORIA DE CALCULO

DISEO DE TUBERIAS EN CRUCES VIALES Y FFCC

1 Factor de diseo: punto 402.3.1 (ASME B31.4-1192) para oleoductos (O); tablas 841.114A y 841.114B (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G).

2 Factor de junta longitudinal: tabla 402.4.3 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O); tabla 841.116A (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G).

3 Factor de reduccin por temperatura: tabla 841.115A (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G); en oleoductos N/A.

D

Bd

HBd

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A.2 SUELO

TIPO DE SUELO: TIPO A

MODULO DE RESISTENCIA (1): E' = 3,4 [MPa] = 0,5 [ksi]MODULO DE ELASTICIDAD (2): Er = 68,9 [MPa] = 10,0 [ksi]

PESO UNITARIO: = 1900 [kg/m3] = 0,069 [lb/in3]

A.3 CARGAS DE TRANSITO

TIPO DE PAVIMENTO: RIGIDO

EJE DE DISEO (3): EJE TANDEM

PROFUNDIDAD: H = 1,50 [m] = 59,06 [in]ANCHO COLABORANTE (Bd = D+ 2"): Bd = 0,219 [m] = 8,63 [in]

CARGA DE DISEO (3): P = 4535,9 [Kg] = 10000 [lb]AREA DE APLICACION CARGA P: Ap = 0,093 [m2] = 144,0 [in2]

FACTOR DE IMPACTO (4): Fi = 1,50

MEMORIA DE CALCULO


1 Modulo de reaccin del suelo: punto 4.7.2.1 y tabla A-1 (Anexo A, API 1102-1993).

2 Modulo de elasticidad del suelo: tabla A-2 (Anexo A, API 1102-1993).

3 Configuracin de eje critica y carga de diseo: punto 4.7.2.2.1 y tabla 1 (API 1102-1993).

4 Factor de impacto: punto 4.7.2.2.2 y figura 7 (API 1102-1993).

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B. VERIFICACION DE TENSIONES:

B.1 TENSION POR PRESION (BARLOW) SHiB = p * D/2 * tw(O) SH ADM. = F * E * SMYS N/A(G) SH ADM. = F * E * T * SMYS

HOOP STRESS: SHiB = 92,6 [MPa] = 13432 [psi]

TENSION ADMISIBLE (1): SH ADM. = 173,7 [MPa] = 25200 [psi]

VERIFICACION : SHiB < SH ADM. OK.

B.2 CARGAS PERMANENTES

B.2.1 TENSION CIRCUNFERENCIAL POR CARGA SHe = KHe * Be * Ee * * DDE TIERRA

tw/D = 0,055H/Bd = 6,847Bd/D = 1,302

FACTOR DE RIGIDEZ (2): KHe = 480 ==> f(tw/D, E') Fig. 3FACTOR DE ENTERRAMIENTO (3): Be = 1,150 ==> f(H/Bd, Suelo) Fig. 4

FACTOR DE EXCAVACION (4): Ee = 1,401 ==> f(Bd/D) Fig. 5

TENSION POR CARGA DE TIERRA (5): SHe = 2,4 [MPa] = 354 [psi]

MEMORIA DE CALCULO

1 Tensin admisible: punto 402.3.1 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O); punto 841.1 (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G).


2 Factor de rigidez para carga de tierra: punto 4.7.2.1 y figura 3 (API 1102-1993).

3 Factor de enterramiento para carga de tierra: punto 4.7.2.1 y figura 4 (API 1102-1993).

4 Factor de excavacin para carga de tierra: punto 4.7.2.1 y figura 5 (API 1102-1993).

5 Tensin circunferencial por carga de tierra: punto 4.7.2.1 (API 1102-1993).

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B.2.2 TENSIONES CICLICAS (CARGAS VIVAS) SHH = KHH * GHH * R * L * Fi * wCARGA DE TRANSITO SHR = KHR * GHR * NH * Fi * w N/A

SLH = KLH * GLH * R * L * Fi * wSLR = KLR * GLR * NL * Fi * w N/A

TIPO DE TRANSITO: H = VIALFACTOR DE RIGIDEZ TENSION CIRCUNFERENCIAL (1): KHH = 4,60 ==> f(tw/D, Er) Fig. 14

FACTOR DE RIGIDEZ TENSION LONGITUDINAL (2): KLH = 5,63 ==> f(tw/D, Er) Fig. 16FACTOR GEOMETRICO TENSION CIRCUNFERENCIAL (3): GHH = 1,26 ==> f(D, H) Fig. 15

FACTOR GEOMETRICO TENSION LONGITUDINAL (4): GLH = 1,42 ==> f(D, H) Fig. 17FACTOR DE VIA TENSION CIRCUNFERENCIAL (5): NH = - ==> f(D, H) N/A

FACTOR DE VIA TENSION LONGITUDINAL (6): NL = - ==> f(D, H) N/AFACTOR DE PAVIMENTO (7): R = 0,90 ==> f(D, H) Tabla 2

FACTOR DE EJE (8): L = 1,00 ==> f(D, H) Tabla 2CARGA DE DISEO: w = P/Ap = 69,4 [psi] = 4,9 [kg/cm2]

TENSION CIRCUNFERENCIAL CICLICA (9): SHH = 3,7 [MPa] = 543 [psi]

TENSION LONGITUDINAL CICLICA (10): SLH = 5,2 [MPa] = 749 [psi]

3 Factor geomtrico tensin cclica circunferencial: punto 4.7.2.2.3.1 y figura 9 para FF.CC., punto 4.7.2.2.4.1 y figura 15 para caminos (API 1102-1993).

6 Factor de va simple o doble de FF.CC., tensin cclica longitudinal: punto 4.7.2.2.3.2 y figura 13 (API 1102-1993).

1 Factor de rigidez tensin cclica circunferencial: punto 4.7.2.2.3.1 y figura 8 para FF.CC., punto 4.7.2.2.4.1 y figura 14 para caminos (API 1102-1993).

MEMORIA DE CALCULO


2 Factor de rigidez tensin cclica longitudinal: punto 4.7.2.2.3.2 y figura 11 para FF.CC., punto 4.7.2.2.4.2 y figura 16 para caminos (API 1102-1993).

10 Tensin longitudinal cclica por cargas viales o de tren: punto 4.7.2.2.3.2 para FF.CC. y punto 4.7.2.2.4.2 para caminos (API 1102-1993).

9 Tensin circunferencial cclica por cargas viales o de tren: punto 4.7.2.2.3.1 para FF.CC. y punto 4.7.2.2.4.1 para caminos (API 1102-1993).

8 Factor por configuracin eje diseo camino para tensin cclica: punto 4.7.2.2.4 y tabla 2 (API 1102-1993).

7 Factor por tipo de pavimento para tensin cclica: punto 4.7.2.2.4 y tabla 2 (API 1102-1993).

5 Factor de va simple o doble de FF.CC., tensin cclica circunferencial: punto 4.7.2.2.3.1 y figura 10 (API 1102-1993).

4 Factor geomtrico tensin cclica longitudinal: punto 4.7.2.2.3.2 y figura 12 para FF.CC., punto 4.7.2.2.4.2 y figura 17 para caminos (API 1102-1993).

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B.2.3 TENSION CIRCUNFERENCIAL POR SHi = p * (D - tw)/(2 * tw)PRESION INTERNA

HOOP STRESS (1): SHi = 87,5 [MPa] = 12692 [psi]

B.2.4 TENSION LONGITUDINAL (O) SL = - Es * t * (T2 - T1) + s * SHi N/A(O) SL ADM. = 0,9 * SMYS N/A

TENSION LONGITUDINAL (2): SL = N/A

TENSION ADMISIBLE (3): SL ADM. = N/A

VERIFICACION: SL -- SL ADM. --

B.2.5 TENSIONES PRINCIPALES S1 = SHe + SHH,R + SHi S2 = SLH,R - Es * t * (T2 - T1) + s * (SHe + SHi)S3 = - p = - MAOP MOP

(O) S1 ADM. = F * E * SMYS N/A(G) S1 ADM. = F * E * T * SMYS(G) S2 ADM. = 0,75 * SMYS

MAXIMA TENSION CIRCUNFERENCIAL (4): S1 = 93,7 [MPa] = 13588 [psi]

TENSION ADMISIBLE (5): S1 ADM. = 173,7 [MPa] = 25200 [psi]

VERIFICACION: S1 < S1 ADM. OK.

1 Tensin circunferencial debido a la presin interna: punto 4.7.3 (API 1102-1993).

2 Tensin longitudinal en caeras enterradas por temperatura y presin interna: punto 419.6.4 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O).

3 Tensin admisible por expansin para caeras enterradas: punto 402.3.2 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O).

4 Tensiones principales: punto 4.8.1.2 (API 1102-1993).

5 Tensin admisible: punto 402.3.2 y 434.13.4 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O); punto 841.1 (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G).


MEMORIA DE CALCULO

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MAXIMA TENSION LONGITUDINAL (1): S2 = 9,9 [MPa] = 1433 [psi]

TENSION ADMISIBLE (2): S2 ADM. = 217,2 [MPa] = 31500 [psi]

VERIFICACION: S2 < S2 ADM. OK.

MAXIMA TENSION RADIAL (1): S3 = -10,2 [MPa] = -1480 [psi]

B.2.6 TENSION EFECTIVA Seff. = [0,5 * {(S1 - S2)2 + (S2 - S3)2 + (S1 - S3)2}]0,5

Seff ADM. = F * SMYS

TENSION COMBINADA (3): Seff. = 95,4 [MPa] = 13844 [psi]

TENSION ADMISIBLE (4): Seff ADM. = 173,7 [MPa] = 25200 [psi]

VERIFICACION : Seff. < Seff ADM. OK.

TENSION COMBINADA CON T=0: Seff. = 90,5 [MPa] = 13124 [psi]

VERIFICACION : Seff. < Seff ADM. OK.

2 Tensin admisible: punto 402.3.2 (ASME B31.4-1992) para oleoductos (O); punto 833.4 (ASME B31.8-1995) para gasoductos (G).

1 Tensiones principales: punto 4.8.1.2 (API 1102-1993).

MEMORIA DE CALCULO


4 Tensin admisible: punto 4.8.1.3 (API 1102-1993).

3 Tensin efectiva total: punto 4.8.1.3 (API 1102-1993).

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B.2.7 CHEQUEO POR FATIGA (SOLDADURAS)

METODO DE SOLDADURA: SAWLIMITE TENSION DE FATIGA TRANSVERSAL (1): SFG = 82,7 [MPa] = 12000 [psi]LIMITE TENSION DE FATIGA LONGITUDINAL (2): SFL = 82,7 [MPa] = 12000 [psi]

FACTOR REDUCCION FATIGA (3): RF = -

SOLDADURA TRANSVERSAL (4)SFG * F = 49,6 [MPa] = 7200 [psi]

SLH = 5,2 [MPa] = 749 [psi]

VERIFICACION : SLH < SFG * F OK.RF * SLR/NL = N/A

VERIFICACION : RF * SLR/NL -- SFG * F --

SOLDADURA LONGITUDINAL (5)SFL * F = 49,6 [MPa] = 7200 [psi]

SHH = 3,7 [MPa] = 543 [psi]

VERIFICACION : SHH < SFL * F OK.SHR/NH = N/A

VERIFICACION : SHR/NH -- SFL * F --

5 Verificacin soldadura longitudinal: punto 4.8.2.2.2 para FF.CC. (R) y punto 4.8.2.2.3 para caminos (H) (API 1102-1993).

1 Resistencia lmite por fatiga de la soldadura circunferencial: tabla 3 (API 1102-1993).

2 Resistencia lmite por fatiga de la soldadura longitudinal: tabla 3 (API 1102-1993).

3 Factor de reduccin de la tensin longitudinal: punto 4.8.2.1.1.2 (slo se aplica en cruces de FF.CC.) (API 1102-1993).

4 Verificacin soldadura circunferencial: punto 4.8.2.1.1 para FF.CC. (R) y punto 4.8.2.1.2 para caminos (H) (API 1102-1993).


MEMORIA DE CALCULO

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VERIFICACION TENSION EFECTIVA PARA DISTINTAS PROFUNDIDADES DE LA CAERIACON CARGA DE TRANSITO

S3 = -10,2 [MPa]

S1 Seff. 93,8 [MPa] 95,5 [MPa] 173,7 [MPa] OK.93,7 [MPa] 95,5 [MPa] 173,7 [MPa] OK.93,0 [MPa] 94,9 [MPa] 173,7 [MPa] OK.92,4 [MPa] 94,5 [MPa] 173,7 [MPa] OK.92,0 [MPa] 94,3 [MPa] 173,7 [MPa] OK.

VERIFICACION CON T=0

S1 Seff. 93,8 [MPa] 90,6 [MPa] 173,7 [MPa] OK.93,7 [MPa] 90,5 [MPa] 173,7 [MPa] OK.93,0 [MPa] 89,9 [MPa] 173,7 [MPa] OK.92,4 [MPa] 89,4 [MPa] 173,7 [MPa] OK.92,0 [MPa] 89,1 [MPa] 173,7 [MPa] OK.

PARA H = 2,5 m PARA H = 3 m

PARA H = 1,5 m9,9 [MPa]9,8 [MPa]9,4 [MPa]9,0 [MPa]8,6 [MPa]

H PARA H = 1 m

PARA H = 2 m

MEMORIA DE CALCULO


S2 RESULTADO

H S2 RESULTADO PARA H = 1 m 32,1 [MPa] PARA H = 1,5 m PARA H = 2 m

32,0 [MPa]31,6 [MPa]

PARA H = 2,5 m PARA H = 3 m

31,3 [MPa]30,9 [MPa]

anexo 2.1 ejemplo de cruce cap.ii

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