Determinación de deformaciones y tensiones residuales en tuberías unidas por soldadura utilizando simulación numérica para su aplicación en gasoductos
El objetivo principal de la presente tesis es presentar un procedimiento que permita calcular las deformaciones y tensiones residuales que se producen en las tuberías en el proceso de soldadura. Este análisis se realiza mediante simulación numérica, basada en el método de los elementos finitos y...
| Autor Principal: | Curi Grados, Osmar Giordano Adolfo |
|---|---|
| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2016
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6608 |
| Etiquetas: |
Agregar Etiqueta
Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!
|
| Sumario: |
El objetivo principal de la presente tesis es presentar un procedimiento que permita
calcular las deformaciones y tensiones residuales que se producen en las tuberías
en el proceso de soldadura. Este análisis se realiza mediante simulación numérica,
basada en el método de los elementos finitos y para ello se utilizan las herramientas
del software ANSYS. El procedimiento considera los parámetros del proceso de
soldadura, las dimensiones de las tuberías y de la junta, las propiedades físicas,
térmicas y mecánicas del material, dependientes de la temperatura y las
condiciones de contorno, tanto térmicas como estructurales. Se aplicó la técnica del
birth and death o técnica del elemento quieto para modelar la deposición del
material de aporte. Asimismo, se empleó el modelo del doble elipsoide de Goldak
para simular el efecto de la fuente de calor. En primer lugar, se resuelve el
problema térmico y se obtiene un campo de temperaturas para cada paso de
tiempo. Los resultados obtenidos son los datos de entrada para la solución del
problema estructural, es decir, para determinar las tensiones residuales y
deformaciones, ya que éstas se producen debido a los cambios de temperatura
durante la soldadura. Todos los resultados obtenidos fueron comparados con datos
de resultados experimentales disponibles en la literatura para validar el
procedimiento. Se observa que los resultados obtenidos por simulación tienen una
correlación cercana con los resultados experimentales. Finalmente, se aplicó el
procedimiento a un caso de estudio, la soldadura en un gasoducto. Se obtuvieron
resultados de temperaturas, de tensiones residuales axiales y circunferenciales y de
deformaciones axiales. Los resultados de las tensiones residuales se compararon
con los valores estimados según la norma API 579 / ASME FITNESS FOR
SERVICE y demuestran que el procedimiento desarrollado en la presente tesis
puede ser utilizado como una herramienta alternativa en el diseño y el control de la
integridad de uniones soldadas en gasoductos basados en normas. |
|---|