informe tesicnor - asidero

7/25/2019 Informe Tesicnor - Asidero

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CERTIFICACIN DE ASIDERO Y

PUNTO DE AMARRE PARA LNEA

DE VIDA

ACCIONA WINDPOWER


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Fecha: 18/01/2008

Ref./Rev.: E-08-003/1

EXPEDIENTE TCNICO DE CONSTRUCCINCERTIFICACIN DE ASIDERO Y PUNTO DE AMARRE PARA LNEA DE VIDA

ACCIONA WINDPOWERPgina 2 de 29

POLGONO INDUSTRIAL MOCHOL C/ Ro Elorz NAVE 13E-31.110-NOAIN NAVARRA)

TFNO. 948 214 040 FAX948 214 041 [email protected]

NDICE

MEMORIA

1. OBJETO

2. CAMPO DE APLICACIN

3. NORMATIVA DE REFERENCIA

4. DESCRIPCION

4.1.- PUNTO DE AMARRE PARA LNEA DE VIDA

4.2.- ASIDERO

5. RECEPCION DE MATERIALES

CLCULOS

6. DATOS DE PARTIDA

7. CALCULO DE RESISTENCIAS

8. INTRODUCCION AL ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS

9. ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS

10. SOLDADURAS

PLANOS

11. PUNTO DE AMARRE

12. ASIDERO

CONCLUSIONES

NOCIONES DE EMPLEO


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MEMORIA

1. OBJETO

El objeto del presente expediente es establecer las prescripciones tcnicas (resistenciamecnica de elementos, dimensiones, capacidades,) que tienen el asidero y el punto de amarre de

la lnea de vida. Se analizar de acuerdo a la normativa de referencia indicada en el presente

documento.

2. CAMPO DE APLICACIN

Este expediente ser vlido exclusivamente para el anclaje superior de lneas de vida, y

asidero en la parte superior de las lneas de vida indicados, por lo que los clculos reflejados en el

presente informe pierden su validez en caso de no utili zar los elementos aqu especificados o

utili zarlos con una configuracin di ferente a la dispuesta en el expediente.

3. NORMATIVA DE REFERENCIA

Las normas de referencia empleadas son:

UNE-EN 50308:2005, Aerogeneradores. Medidas de proteccin. Requisitos para

diseo, operacin y mantenimiento.

UNE EN 795:1997, proteccin contra cadas de altura. Dispositivos de anclaje.

Requisitos y ensayos.

4. DESCRIPCION


Se trata del punto de amarre superior de la lnea de vida de acceso a nacelle en

aerogeneradores. Es una pieza soldada a la parte interior de la virola con un agujero sobre el que

amarrar el mosquetn de la lnea de vida. Las aristas del til debern estar matadas y se pintar

de color amarillo para contrastar con el fondo. Construido en acero S275JR.


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4.2.- ASIDERO

Se trata de un asidero dispuesto en la parte superior de la lnea de vida de ascenso a

aerogeneradores. Es un conjunto soldado formado por dos orejetas soldadas a la parte del interiorde la virola unidas por un cilindro macizo que las atraviesa y a las que esta unido mediante

soldadura. Una de las orejetas dispone de un alojamiento para un cncamo, sobre el que se

debern amarrar los operarios una vez hayan alcanzado el tope superior de la lnea de vida. Los

tres componentes del asidero sern de acero S 355JR debidamente soldados entre s, tal y como

se describe en el expediente tcnico de construccin. El cncamo de amarre del asidero deber

disponer de marcado CE y CMU de al menos 2.25t o 22kN con un CS de 4. ste deber seguir las

instrucciones del fabricante en cuanto a par de apriete, tipo de tuerca y arandela, etc.

El asidero se soldar de manera que el elemento cilndrico quede en posicin horizontal.

5. RECEPCION DE MATERIALES

El punto de amarre para lnea de vida ser de acero S 275JR. Los tres componentes del

asidero sern de acero S 355JR debidamente soldados entre s, tal y como se describe en el

presente expediente tcnico de construccin. El cncamo de amarre del asidero deber disponer de

marcado CE y CMU de al menos 2.25t o 22kN con un CS de 4.


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CLCULOS

6. DATOS DE PARTIDA

Los materiales que se utilizarn en los elementos a certificar sern acero S 275JR y aceroS 355JR con las siguientes propiedades:

Acero S 275JR:

elstico=2750kg/cm2

rotura traccin=4100kg/cm2

Acero S 355JR:

elstico=3550kg/cm2

rotura traccin=4700kg/cm2

La norma exige una resistencia de 22kN (2242kg) en cualquier sentido posible de tiro, que en

el caso del punto de anclaje ser en vertical y hacia abajo sobre el punto de amarre del mosquetn, y

en cualquier direccin y sentido y sobre cualquier punto en el caso del asidero.

7. CALCULO DE RESISTENCIAS


10.1.1.- Estudio resistente

-Flexin

Calculamos la resistencia a flexin (despreciando el esfuerzo cortante) en la parte ms

lejana al amarre a la lnea de vida:

M=F*d=2242.6*29.5=66156.7kg*cm

=M/W

IT=2*I1=2[(b*h3/12)+(A*d2)]=2[(1.5*63/12)+(6*1.5*72)]=936cm4

W=IT/dMX=936/10=93.6cm3

=66156.7/93.6=706.8kg/cm2

CS=2750/706.8=3.9

Consideramos apta la pieza descrita.

-Aplastamiento

Estudiamos el efecto del mosquetn de la lnea de vida sobre la seccin a la que se

amarra:

=F/2A=2242.6/2*1.5*1.2=623kg/cm2

-Tensin de comparacin:

co=( 32

)

1/2

=1079kg/cm

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CS=2750/1079=2.5


10.1.2.- SoldadurasCalculamos el efecto sobre las soldaduras teniendo en cuenta las soldaduras

verticales para el caso de la flexin, y las soldaduras horizontales para el caso del cortante:

-Flexin

C=3.55*F*e/a*L2=3.55*2242.6*29.5/a*1224100kg/cm2 a4mm

-Cortadura

C=F/0.85*a*L=2272.6/0.85*a*4*1.24100kg/cm2 a1.3mm

Los valores definitivos de los espesores de soldadura se especifican en el apartado 13

(soldaduras).

10.2.- ASIDERO

10.2.1.- Estudio resistente

-Parte cilndrica

La parte central del asidero est formada por un cilindro de 20cm de longitud y 40mm

de dimetro:

-Flexin:

M=F*d=2242.6*7.5=16819.5kg*cm

f=M/W

Para nuestra seccin:

W=*R3/4=*8/4=6.28cm3 f=16819.5/6.28=2676.9kg/cm2

-Cortadura:

=F/A=2242.6/*R2=178.5kg/cm2


co=(f2+32)1/2=2695kg/cm2

CS=3550/2695=1.3


-Orejeta 1

-Aplastamiento:

La orejeta soportara el aplastamiento sobre unas caras de dimensiones mnimas de

2*1.2cm2:

=F/2*A=2242.6/2*2*1.2=467.2kg/cm2


co=(f2+32)1/2=809kg/cm2


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CS=3550/809=4.4


-Orejeta 2

-Aplastamiento:La orejeta soportara sin problemas el aplastamiento del cilindro, puesto que el espesor

de esta orejeta es mayor que el de la otra. A continuacin estudiaremos el aplastamiento del

cncamo, sobre unas caras de dimensiones mnimas de 3.5*1.5cm2:

=F/2*A=2242.6/2*3.5*1.5=213.6kg/cm2


co=(f2+32)1/2=370kg/cm2

CS=3550/370=9.6


10.2.2.- Soldaduras

-Parte cilndrica

Las soldaduras del cilindro tendrn que soportar los esfuerzos en el sentido de su eje,

puesto que en los dems sentidos son absorbidos por el propio cilindro.

Suponemos todo el esfuerzo sobre una sola de las soldaduras:

Longitud de soldadura=2*R=2*2*=4

F/0.85*a*L4100kg/cm2 2242.6/0.85*a*44100 a0.5mm


(soldaduras).

-Orejetas

Las orejetas estarn soldadas a la pared de la virola en todo el permetro de las 4

caras de contacto. Para los clculos supondremos soldaduras solamente verticales y en las caras

exteriores de las orejetas, un caso mucho peor que el real:

1) Esfuerzo vertical sobre el asidero:

-Flexin:

[2+1.8(n2+a

2)]1/24100kg/cm2

donde

=n=3*F*e/(2)1/2*a*L2=3*2242.6*12/1.41*a*11 2=417/a

a=F/2a*L=2242.6/2*a*11=102/a

as

[(417/a)2+1.8(417/a)2+1.8(102/a)2]1/24100 a1.7mm

-Cortadura:

F/0.75*a*L4100kg/cm2 a0.6mm


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(soldaduras).

2) Esfuerzo horizontal sobre el asidero:

-Flexin:1.18*F*e/L*h*a=1.18*2242.6*12/11*17.6*a4100kg/cm2 a0.4mm

-Cortadura:

F/0.85*a*L4100kg/cm2 a0.6mm


(soldaduras).

8. INTRODUCCION AL ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS

En el anlisis por elementos finitos supone las siguientes propiedades del comportamiento delmaterial en toda su extensin:

- Lineal: la tensin es directamente proporcional a la tensin.

- Continuo: no existen huecos entre partculas ni, por lo tanto, huecos intersticiales.

- Homogneo: las propiedades no cambian en todo el volumen de la pieza.

- Istropo: las propiedades de los materiales son idnticas en todas las direcciones.

Las propiedades del material son:

PropiedadAcero S 275JR

(Punto amarre lnea de vida)

Acero S 355JR

(Asidero)

Mdulo de Young 210GPa 210GPa

Coeficiente de Poisson 0,3 0,3

Densidad 7.85g/cm3 7.85g/cm3

Lmite de elasticidad 275MPa 355MPa

Resistencia mxima a traccin 410MPa 470MPa

El factor de seguridad se ha calculado utilizando el equivalente mximo de la teora de fallo de

tensin para materiales dctiles. El lmite de elasticidad del material especifica el lmite de tensin.


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9. ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS

A continuacin se estudiarn las solicitaciones de los elementos mediante mtodos de

anlisis por elementos finitos.

12.1.- PUNTO DE ANCLAJE PARA LNEA DE VIDASe estudia la situacin en la que el esfuerzo es vertical y hacia abajo sobre el punto en

el que se amarra la lnea de vida.


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12.2.- ASIDERO

A continuacin se estudian las 13 peores situaciones posibles para el conjunto completo.

Caso 1) -Zona de aplicacin: Alojamiento del cncamo.

-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido vertical y momento de 605000N*mmsobre plano vertical y alineado al eje del perno del cncamo.


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-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido horizontal y perpendicular al eje del

perno del cncamo y momento de 605000N*mm sobre plano horizontal y

alineado al eje del plano del cncamo.


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-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido horizontal y momento de 605000N*mm

sobre plano horizontal y alineado al eje del perno del cncamo.


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Caso 4) -Zona de aplicacin: Seccin central del cilindro.

-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido vertical.


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Caso 5) -Zona de aplicacin: Seccin central del cilindro.


cilindro.


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Caso 6) -Zona de aplicacin: Extremo ms lejano al amarre a la virola de la orejeta 1.



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-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido horizontal y paralelo al eje del cilindro.


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cilindro.


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Caso 9) -Zona de aplicacin: Cara circular del cilindro del lado de la orejeta 1.



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-Esfuerzos: Fuerza de 22kN en sentido horizontal y paralelo al eje del cilindro.


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cilindro.


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Caso 12) -Zona de aplicacin: Hueco entre orejeta 1 y virola.



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Caso 13) -Zona de aplicacin: Hueco entre orejeta 1 y virola.


cilindro.


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10. SOLDADURAS

Compatibilidad de soldaduras: relacin de valores lmites de garganta segn el espesor de

las piezas a unir.

Garganta de soldadura (a)Espesor pieza

(mm.) Valor mximo (mm.) Valor mnimo (mm.)

11.4-12.0 8.0 4.0

14.2-15.5 10.0 5.0

As, definimos los valores finales de espesor de garganta de soldadura para todos

componentes, teniendo en cuenta los valores hallados en los clculos y la compatibilidad con la

tabla anterior:

Garganta de soldadura (a)Unin

Valor mximo (mm.) Valor mnimo (mm.)

Punto de anclaje - Virola 5.0 4.0

Cilindro Orejetas 6.5 6.0

Orejeta 1 Virola 4.5 4.0

Orejeta 2 - Virola 5.5 5.0

Las soldaduras se realizarn a lo largo de todo el permetro de las superficies de contacto.

De esta forma se concluye que cumplen con las condiciones de resistencia.

En los ensayos que se van a realizar sobre los componentes las soldaduras se validarn

de manera prctica.


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PLANOS

11. PUNTO DE AMARRE


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12. ASIDERO


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CONCLUSIONES

En base a los resultados de los estudios, ensayos y pruebas realizadas, se concluye que tantoel asidero como el punto de anclaje para lnea de vida segn planos adjuntos cumplen los

requisitos establecidos segn normas UNE EN 795:1997, proteccin contra cadas de altura y

UNE-EN 50308:2005, aerogeneradores, medidas de proteccin; y se consideran aptos para el

servicio.


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NOCIONES DE EMPLEO

Dispositivos de seguridad

Para garantizar un nivel adecuado de seguridad el operador que acceda a la parte superior delaerogenerador deber ir equiparo con el material de seguridad habitual para el acceso a los

aerogeneradores:

Botas de seguridad UNE EN 132.

Casco de seguridad con barbuquejo UNE EN 397.

Guantes de seguridad contra agresiones mecnicas UNE EN 420.

Arns de seguridad integral UNE EN 352-2.

Cabo de anclaje con absorbedor de energa UNE EN 361.

Sistema anticadas UNE EN 363

Aplicaciones previstas

La carga mxima que deben soportar tanto el punto de amarre como el asidero es de 22kN

(2242.6kg). El nmero mximo de personas autorizado para el uso al mismo tiempo de cada uno de

los elementos estudiados es de 2. El objetivo del punto de amarre y del asidero es posibilitar el

acceso seguro a la parte superior del aerogenerador.

Proceso de utilizacin

Los operarios que vayan a acceder al aerogenerador, debern haber recibido formacin de

trabajo en alturas.

Los operarios alcanzarn el tope superior de la lnea de vida, y entonces debern amarrarse al

cncamo dispuesto sobre el asidero, evitando hacerlo sobre cualquier otro punto. Todo el asidero

est calculado para soportar los 22kN exigidos por la norma, pero el amarre del mosquetn del arnsal cncamo permite apoyarse o agarrar el asidero con mayores garantas. Una vez realizado el

amarre al asidero y nunca antes, se podr soltar el amarre a la lnea de vida y acceder a la

plataforma superior. El amarre al asidero no debe soltarse hasta que el riesgo de cada en altura

haya desaparecido, o se haya realizado un nuevo amarre a un elemento seguro. A la hora de

descender, el proceso de utilizacin ser similar.

En general, NUNCA SE DEBER LIBERAR UN AMARRE SIN ASEGURAR UN NUEVO

AMARRE MIENTRAS EXISTA RIESGO DE CADA EN ELTURA. En todo trabajo en altura las

personas debern permanecer siempre amarradas a un punto seguro.


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Mantenimiento

El fabricante disear un plan y revisin tanto de la instalacin como de las distintas revisiones

peridicas que deban llevarse a cabo; con el fin de verificar el estado real de los elementos.Se realizar una revisin a fondo de los tiles, consignando el resultado, as como las

reparaciones necesarias, en un libro de registro. Dicha revisin debe llevarse a cabo por personal

competente.

Tratamiento de los residuos

Se tendrn en cuenta las prescripciones vigentes

Los tiles, llegado el caso, debern ser tratados como chatarra de acero.

Modos de utilizacin prohibidos

Nunca emplear los tiles:

Con elementos distintos o configuraciones diferentes a las estipuladas en el presente

documento.

Sin haber realizado las operaciones de mantenimiento.

Con componentes, elementos o accesorios que no dispongan de marcado CE.

De forma general, quedan prohibidos todos los modos de utilizacin no especificados

expresamente en el presente manual.

Los tiles dejarn de utilizarse y debern ser sustituidos si se producen deterioros,

deformaciones u otras circunstancias que comprometan la seguridadde su funcionamiento, de

los operarios que los manipulan o de terceras personas.


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REALIZADO POR: FIRMA:

Flix ngel Mateo Egulaz

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