memoria de calculo cruce de vias

RED URBANA DE DISTRIBUCIN DE GAS NATURAL

A CHINCHA TRAMO I (PESQUERA HAYDUK)

CTG-PY-C-GT-109-GA_CH

Rev. 0 19/08/2014

Memoria de Clculo Tubera Proyectada DN 10 Cruce de Vas

INDICE

1. ALCANCE

2. NORMAS Y ESTNDARES

3. DOCUMENTOS REFERENCIALES

4. DATOS GENERALES PARA EL DISEO

5. CONCLUSIONES

Hoja 1 de 14




Rev. 0 19/08/2014


1. ALCANCE La presente Memoria de Clculo forma parte del anlisis de la tubera de acero 10 proyectada. La tubera en anlisis es de dimetro 10 de espesor 0.365, de material ASTM A-53 STD con un esfuerzo de fluencia Fy=35000 PSI, con una presin mxima de diseo igual a 19.2 barg. El anlisis se realiza en el escenario de tuberas enterradas con cobertura de tierra y con cargas de camiones. 2. NORMAS Y ESTNDARES

El anlisis de la tubera de gas se desarrolla de acuerdo a los lineamientos de las especificaciones de diseo de la ASME B31.8: Sistemas de tubera para transporte y distribucin de gas.

El anlisis de la tubera en condicin de excavacin y relleno se hace en base a la

norma API RP-1102-2007 Steel Pipelines Crossing Railroads and Highways 3. DOCUMENTOS REFERENCIALES

Documento: Plano: CTG-PL-C-DT-1018-GA-TM Rev. 1 Plano de Lnea Troncal Planta y Perfil Pesqueras Chincha 4. DATOS GENERALES PARA EL DISEO 4.1 DATOS DE ENTRADA

DATOS DE LA TUBERA

tem Descripcin Dimetro Nominal

(pulgadas)

Espesor (pulgadas)

Material

1 Tubera Proyectada (Prof. =

1.20 m/ 4.00 ft.) 10 0.365 ASTM A-53 STD

Hoja 2 de 14




Rev. 0 19/08/2014


4.2 CARGAS CONSIDERADAS

Para el anlisis tubera existente se considero las cargas de tierra, sobrecarga y presin de servicio interna de tubera.

Para la sobrecarga de vehculos se estableci la siguiente relacin de vehculos:

MAESTRO GENERAL DE EQUIPOS

Se considera la carga del camin ms pesado para el anlisis de la tubera, los pesos admisibles en toneladas para el camin es de:

La carga concentrada es la de ejes traseros y es la de tndem:

Hoja 3 de 14




Rev. 0 19/08/2014


Carga concentrada a ser considerada en el anlisis: Pt=16*2/4=8ton=17.7kip

La carga puntual de 8 tn. considerada es equivalente a la carga de rueda del camin de diseo especificado por la AASHTO HL-93 usado para carreteras principales.

Hoja 4 de 14




Rev. 0 19/08/2014


4.2.1 TUBERIA ENTERRADA CON COBERTURA DE TIERRA DN 10 Se analiza la tubera en la zona donde ser instalada con dimetro 10, utilizando la norma API RP-1102-2007 Steel Pipelines Crossing Railroads and Highways. La cobertura de tierra es la que se encuentra proyectada.

Paso A Informacin Inicial de Diseo

Dimetro Exterior, D = 10 in

Presin de Operacin, p = 278,4 psi

Grado del Tubo = Gr. B

Mnima Extensin de fluencia especifica, SMYS

= 35000 psi ASTM A53, STD

Factor de Diseo, F

0,3 (ver anexo I, table 841.114B)

Factor de Junta Longitudinal, E = 1

Temperatura de Instalacin, T1 = N/A

Temperatura Mx. o Mn. de Operacin, T2

= N/A

Factor red. Temperatura, T = 1

Espesor de Tubo, tw = 0,365 in

Caractersticas del sitio e instalacin:

Tapada, H (medida desde el plano inferior de la va a tope de tubera)

= 4,00 ft. (segn API 1102, 4.4.2.a) = 1,20 mt.

Dimetro del hueco, Bd = 10 in

Tipo de suelo = Arena densa y grava

Mdulo de reaccin del suelo, E' = 1 ksi

Mdulo resilente, Er = 10 ksi

Peso unitario, = 120 Lb/ft. = 0,069 lb/in.3

Tipo de Costura longitudinal = ERW

Carga de rodadura para eje tandem, Pt = 10

Tipo de pavimento = rgido

Carga viva, w = 69,4

Otras propiedades del Tubo

Mdulo de Young, Es = 30000000 psi

Poisson's ratio, Vs = 0,30

Coeficiente de expansin trmica, r = 6,50E-06 per F

Hoja 5 de 14




Rev. 0 19/08/2014


Paso B Chequeo de la Tensin admisible de Barlow

ecuacin 8a (API 1102, parag. 4.8.1.1) con:

p = 278,4

D = 10 tw = 0,438 F = 0,3 E = 1 T = 1 SMYS = 35000

Shi (Barlow) = 3039

FxExSMYS = 10500

3039 10500 Ok Verifica!!

Paso C Tensin circunferencial por carga del suelo.

tw/D = 0,0365

Khe = 666,66

E' = 1,00

Hoja 6 de 14




Rev. 0 19/08/2014


H/Bd = 4,8

Be = 0,96

Bd/D = 1

Ee = 0,83

D = 10 in She= Khe x Be x Ee x x D

= 0,069 lb/in.3

She = 367 psi

Hoja 7 de 14




Rev. 0 19/08/2014


Paso D Factor de Impacto, Fi, y Presin superficial de diseo, w

H = 4,00 ft. Fi = 1,5

w = 69,4 psi Paso E Tensiones cclicas, SHh and SLh

E.1 Tensiones cclicas circunferenciales, SHh

Hoja 8 de 14




Rev. 0 19/08/2014


tw/D = 0,0365

KHh = 10

Er . = 10 ksi

D = 10 in. GHh = 1,3

E.1.3 Tabla 2 con pavimento rgido/ejes tandem

D = 10 in. R = 0,90

H = 4,00 ft. L = 1,00

Hoja 9 de 14




Rev. 0 19/08/2014


SHh = KHh x GHh x R x L x Fi x w = 1218 psi. SHh = 1218 psi

E.2 Tensiones cclicas longitudinales, SLh

tw/D = 0,0365

KLh = 8 Er . = 10 ksi

Hoja 10 de 14




Rev. 0 19/08/2014


D . = 10 in. GLh = 1,4

H . = 4,00 ft.

De la Tabla 2 con pavimento rgido/ejes tandem

H . = 4,00 ft. R = 0,90

D . = 10 in. L = 1,00

SLh = KLh x GLh x R x L x Fi x w = 1049

SLh = 1049 psi

Paso F Tensiones circunferencial por presin interna, Shi

p = 278,4 D = 10 tw = 0,365 Shi = p(D-tw)/2tw = 3674 psi Shi = 3674 psi

Paso G Tensiones Principales, S1, S2, S3

Es = 30000000 r = 6,50E-06 T1 = N/A T2 = N/A Vs = 0,30

G.1 Ecuacin 9 con: She = 367 psi

SHh = 1218 psi Shi = 3674 psi

S1 = She + SHh + Shi = 5259

S1 = 5259 psi

G.2 Ecuacin 10 con: SLh = 1049 psi

She = 367 psi Shi = 3674 psi

S2 = SLh - Es x T(T2-T1) + Vs(She + Shi) = 2238 psi S2 = 2238 psi

Hoja 11 de 14




Rev. 0 19/08/2014


G.3 Ecuacin 11 con:

p = 278,4

S3 = -278 psi

G.4 Effective stress, seff ecuacin 12 con: S1 = 5259 psi

S2 = 2238 psi S3 = -278,4 psi

Seff = (1/2[(S1-S2) + (S2-S3) + (S3-S1)]

= 4731 psi Seff = 4731 psi


Paso H Chequeo por fatiga

H.1 Costuras circunferenciales Tabla 3

F = 0,3 Ecuacin 17 con:

SLh = 1049 psi SFG = 12000 psi

SFG x F = 3600 psi

SLh

SFG xF


Hoja 12 de 14




Rev. 0 19/08/2014


H.2 Costuras longitudinales Tabla 3

F = 0,3 Ecuacin 20 con:

SHh = 1218 psi SFL = 21000 psi

SFL x F = 6300 psi

SHh SFL xF


Hoja 13 de 14




Rev. 0 19/08/2014


5. CONCLUSIONES

La tubera de gas proyectada de 10 con la cobertura de tierra de 1.20m (4.00ft),

tiene una suficiente capacidad de resistencia ante cargas de trnsito; por lo cual no es necesario la colocacin de proteccin mecnica.

Las tuberas de 10 tiene suficiente capacidad de resistencia ante cargas de trnsito

y as mismo cumple los requerimientos de la norma ASME B31.8.

Siendo que la tubera proyectada para el clculo es del material ms crtico existente en el mercado, se entiende que una tubera de mejor calidad tendr una capacidad de resistencia ante cargas de trnsito mejor a l tubera proyectada.

La tubera de gas proyectada de 10 no necesita la colocacin de proteccin mecnica, pero con el propsito de proteger de futuras excavaciones a la misma, en los cruces de canales se le colocara una proteccin mecnica tipo 3 (PM3).

La tubera de gas proyectada de 10 con la cobertura de tierra de 1.20m (4.00ft), tiene una suficiente capacidad de resistencia ante cargas de trnsito, pero por precaucin, en los cruces de vas la tapada ser de 1.50 m (4.50ft).

Hoja 14 de 14

memoria de calculo cruce de vias

Documents