Análisis tensional no lineal basado en el Margen Normativo de Seguridad en codos de sistemas de cañerías
DOI:
https://doi.org/10.5944/ribim.30.1.45958Palabras clave:
Codos, códigos, Margen Normativo de Seguridad, métodos numéricos, material elastoplásticoResumen
Los codos y curvas de los sistemas de cañerías presentan niveles de tensión superiores a los observados en los tramos rectos, siendo una de las principales causas la ovalización de las secciones transversales ante la presencia de momentos externos. Los códigos y normas de los sistemas de cañerías consideran el efecto de la ovalización de estos accesorios mediante el uso de factores de flexibilidad e intensificación de tensiones para aproximar sus estados tensionales respecto de las tensiones de los tramos rectos de cañería. En este trabajo se estudian los estados tensionales en codos provocados por la presencia de momentos externos y presión interna del fluido, utilizando aceros con comportamiento elastoplástico. Se plantea como caso de estudio una serie de codos de diversos diámetros y espesores que presentan características adecuadas para el análisis y comprensión de fenómeno de la ovalización. Se comparan los resultados calculados mediante la aplicación de algunos de los códigos ASME B31 con aquellos obtenidos por un modelo numérico de elementos finitos, aplicando el Margen Normativo de Seguridad, definido por los autores en un trabajo anterior. Este es un parámetro de control que, cuando es menor que la unidad, indica la presencia de tensiones de rotura en los accesorios en estudio no detectadas mediante los cálculos normativos. Para una misma condición de carga, los márgenes normativos de seguridad obtenidos son decrecientes en magnitud con los Códigos B31.1, B31.3 y B31.8, respectivamente, por lo que esta serie ordena los códigos de más a menos conservativos. Una de las causas principales de este fenómeno son las diferentes tensiones de comparación establecidas por los códigos. Para toda la serie en estudio y todo tipo de cargas aplicadas, se obtuvieron menores márgenes normativos de seguridad cuando los accesorios fueron más flexibles.
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