103859584-Espesor-Nrf-Pemex-013-2009-i
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REV A
CLIENTEPROY No 1 DE 10
NOMBRE DEL PROYECTO
FECHA 0812
NOMBRE Y FIRMA ING JRLB ING JAMM INGTHC
ELABORO REVISO VERIFICO
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
NORMA NRF-013-PEMEX-2009
VALIDO
I N S T I T U T O M E X I C A N O D E L P E T R O L E O
ESTE DOCUMENTO CONSTA DE 10 HOJAS INCLUYENDO LA PRESENTACIOacuteN
ING AEL
MEMORIA DE CALCULO
PROYECTO
DATOS GENERALESACTIVO INTEGRAL LITORAL TABASCO - SIDOEF11111
OLEOGASODUCTO DE 16Oslash x X0 KM DE XXX-X A XXX-X
DISENtildeO DE ESPESOR DE PARED PARA LIacuteNEA REGULAR Y DUCTO ASCENDENTE
DEPARTAMENTO DE DUCTOS
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
OLEOGASODUCTO DE 16Oslash x X0 KM DE XXX-X A XXX-X
DISENtildeO DE ESPESORES DE PARED
Caso Anaacutelisis Revisioacuten Consideraciones t tcorr tr tfab tcom
I Prueba Hidrostaacutetica Presioacuten de prueba (125 Pint) tfab 0203 0000 0203 125 0250
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tfab 0271 0000 0271 125 0312
Colapso (Pext) tfab 0243 0000 0243 125 0281
III Fase de Operacioacuten Normal Presioacuten interna (Pint-Pext) tcorr tfab 0161 0125 0286 125 0344
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tcorr tfab 0281 0000 0281 125 0344
Colapso (Pint-Pext) tcorr tfab 0253 0000 0253 125 0312
V Anaacutelisis por Temperatura Alta Temperatura (Pint-Pext) tcorr tfab0119 0000 0119 125 0165
0344
Caso Anaacutelisis Revisioacuten Consideraciones t tcorr tr tfab tcom
I Prueba Hidrostaacutetica Presioacuten de prueba (125 Pint) tfab 0286 0000 0286 125 0344
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tfab 0271 0000 0271 125 0312
Colapso (Pext) tfab 0243 0000 0243 125 0281
III Fase de Operacioacuten Normal Presioacuten interna (Pint-Pext) tcorr tfab 0229 0200 0429 125 0500
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tcorr tfab 0281 0000 0281 125 0344
Colapso (Pint-Pext) tcorr tfab 0253 0000 0000 125 0000
V Anaacutelisis por Temperatura Alta Temperatura (Pint-Pext) tcorr tfab0119 0000 0119 125 0165
0500
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Fase de Operacioacuten NormalFase de Operacioacuten por Paro Temporal yAnaacutelisis por Temperatura Alta para liacuteneas restringidas
IV Fase de Operacioacuten por Paro
Espesor de pared seleccionado
II Fase de Instalacioacuten
Espesor de pared seleccionado
Tensioacuten longitudinal
El procedimiento de caacutelculo de esta memoria revisa por cinco casos las condiciones de disentildeo bajo la formulacioacuten de Presioacuten Interna
Obtenido el espesor de pared mandatorio de acuerdo a los requerimientos de la Norma se analizan los efectos siguientes
y Presioacuten Externa en las fases de Instalacioacuten y Operacioacuten Los cinco casos de anaacutelisis son los siguientes
Calculo de espesores para la zona B
Prueba HidrostaacuteticaFase de Instalacioacuten
Las siguientes tablas presenta el resumen de los espesores obtenidos
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Calculo de espesores para la zona A
II Fase de Instalacioacuten
IV Fase de Operacioacuten por Paro
RESUMEN DE CALCULO 2 DE 10
Los valores de espesores calculados estan dados en pulgadas (in)
Momento flexionantePandeo GlobalTensioacuten y Momento flexionante y Tensioacuten axialMomento flexionante y Presioacuten de colapso
CONDICIONES DE OPERACIOacuteN
SERVICIO
PRESIOacuteN TEMPERATURA
MAacuteXIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MAacuteXIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
NORMAL = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi NORMAL = 40 ordmC = 1040 ordmF
MIacuteNIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MIacuteNIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
DISENtildeO = 6000 kgcmsup2 = 853 psi DISENtildeO = 400 ordmC = 1040 ordmF
FLUJO
MAacuteXIMA = 000 MBPD MAacuteXIMA = 5000 MMPCD
NORMAL = 000 MBPD NORMAL = 3600 MMPCD
MIacuteNIMA = 000 MBPD MIacuteNIMA = 1600 MMPCD
VIDA UacuteTIL = 20 ANtildeOS
= 8000 kgmsup3 = 499lbftsup3
TIPO DE FLUIDO = MEZCLA AMARGA
PRODUCCIOacuteN EQUIVALENTE = 1013 MBCPED
CSS EN ZONA A (LR) = ALTA
CSS EN ZONA B (DA) = MUY ALTA
DIAacuteMETRO NOMINAL = = 4064 mm = 16000 in
DIAacuteMETRO EXTERIOR = = 4064 mm = 16000 in
ESPECIFICACIOacuteN = DSAW
S = 360 Pa = 5220000 psi
U = 460 Pa = 6670000 psi
= 000625 inantildeo = 0125 in
= 0010 inantildeo = 0200 in
= 1250 = 1250
= 030 = 030
= 206E+06 kgcmsup2 = 2931 E+06 psi
= 117E-05 mmmmordmC = 650E-06 ininordmF
DENSIDAD DEL ACERO = 786E+03 kgcmsup3 = 49094 lbftsup3
= 060 = 060
= 044 = 044
ESPECIFICACIOacuteN = FBE = FBE
ESPESOR = 1905 mm = 0075 in
DENSIDAD = 1922 kgmsup3 = 12000 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = POLIURETANO --
LONGITUD = 381000 mm = 15000 in
DENSIDAD = 12815 kgmsup3 = 800 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = CONCRETO --
DENSIDAD = 300000 kgmsup3 = 18728 lbftsup3
TIRANTE MAacuteXIMO = 26000 m = 1023622 in
TIRANTE MIacuteNIMO = 26000 m = 1023622 in
DENSIDAD DEL AGUA = 102500 kgmsup3 = 00370 lbinsup3
= 1489 m = 586262 in
= 10413 m = 409960 in
COEFICIENTE DE EXP TEacuteRMICA
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA A (LR)
ESP DE TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA B (DA)
GAS
DENSIDAD DEL FLUIDO EN CONDIC NORMALES
CARACTERIacuteSTICAS DEL RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=100 ANtildeOS
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=10 ANtildeOS
CARACTERIacuteSTICAS DE LA TUBERIacuteA
CARACTERIacuteSTICA DE OLEAJE
CARACTERIacuteSTICAS DE LA JUNTA DE CAMPO
CARACTERIacuteSTICAS DEL LASTRE DE CONCRETO
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA A
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA B
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ACEITE
MODULO DE POISSON
MODULO DE ELASTICIDAD
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO DATOS DE PROYECTO 3 DE 10
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
Contenido GAS Contenido GAS
Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD
Produccioacuten de Aceite 000 MBPD Produccioacuten de Aceite 000 MBPD
Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED
CSS ALTA CSS MUY ALTA
Factor de Disentildeo 06 Factor de Disentildeo 044
TABLA 1 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN GAS
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-300 MBCPED ALTA MUY ALTA
TABLA 2 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN CRUDO
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-100 MBCPED MODERADA MODERADA
101-1000 MBCPED MUY ALTA ALTA
CONTENIDO
MODERADA ALTA MUY ALTA MODERADA ALTA MUY ALTA
GAS NO APLICA 06 NO APLICA NO APLICA NO APLICA 044
CRUDO 063 NO APLICA 057 052 047 NO APLICA
INTERPOLACION
MODULO DE
ELASTICIDAD Formula
degC degF lbpulgsup2 x 106
21 70 2950 Datos de entrada
90 194 2880 ordmC1 = 21 ordmC E1= 2950
110 230 2860 ordmC = 40 ordmC E =
130 266 2850 ordmC2 = 90 ordmC E2= 2880
150 302 2830 Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar E = 2931 lbpulgsup2 x 106
INTERPOLACION
FACTOR POR
TEMPERATURA Formula
degC degF ft
121 250 1000 Datos de entrada
130 266 0989 ordmC1 = 121 ordmC E1= 1000
140 284 0977 ordmC = 40 ordmC E =
150 302 0966 ordmC2 = 121 ordmC E2= 1000
Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar ft = 1000
Tabla 4 Factor de temperatura (ft) para tuberiacuteas de acero
Factor de Disentildeo (fpb)
TEMPERATURA
Factor por temperatura (ft)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Modulo de Elasticidad (E)
TEMPERATURA
Tabla 6 Moacutedulos de elasticidad para aceros al carboacuten
ZONA A ZONA B
TABLA 3 FACTORES PARA DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA (fPb)
Zona A Zona B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Factor de Disentildeo (fpb) Modulo de elasticidad (E ) y Factor por temp (ft) 4 DE 10
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
Altura de ola Maacutexima para Tr = 10 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1041 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1041 m
Altura de ola Maacutexima para Tr = 100 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1489 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1489 m
H = Profundidad en m
Caso I Prueba Hidrostaacutetica (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso II Colapso y Propagacioacuten (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 34121 kgcmsup2 = 49 lbinsup2
Caso III Presioacuten Interna (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso IV Colapso y Propagacioacuten (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 37334 kgcmsup2 = 53 lbinsup2
Caso V Por alta temperatura (Fase de operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CALCULO DE LA PRESIOacuteN EXTERNA PARA LOS CASOS DE DISENtildeO
Figura A-7 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche y Litoral Tabasco (Periodo
de retorno de 100 antildeos)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Presioacuten Externa en los casos de anaacutelisis
Figura A-3 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche
y Litoral Tabasco (Periodo de retorno de 10 antildeos)
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Caso Anaacutelisis Revisioacuten Consideraciones t tcorr tr tfab tcom
I Prueba Hidrostaacutetica Presioacuten de prueba (125 Pint) tfab 0203 0000 0203 125 0250
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tfab 0271 0000 0271 125 0312
Colapso (Pext) tfab 0243 0000 0243 125 0281
III Fase de Operacioacuten Normal Presioacuten interna (Pint-Pext) tcorr tfab 0161 0125 0286 125 0344
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tcorr tfab 0281 0000 0281 125 0344
Colapso (Pint-Pext) tcorr tfab 0253 0000 0253 125 0312
V Anaacutelisis por Temperatura Alta Temperatura (Pint-Pext) tcorr tfab0119 0000 0119 125 0165
0344
Caso Anaacutelisis Revisioacuten Consideraciones t tcorr tr tfab tcom
I Prueba Hidrostaacutetica Presioacuten de prueba (125 Pint) tfab 0286 0000 0286 125 0344
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tfab 0271 0000 0271 125 0312
Colapso (Pext) tfab 0243 0000 0243 125 0281
III Fase de Operacioacuten Normal Presioacuten interna (Pint-Pext) tcorr tfab 0229 0200 0429 125 0500
Propagacioacuten de pandeo (Pext) tcorr tfab 0281 0000 0281 125 0344
Colapso (Pint-Pext) tcorr tfab 0253 0000 0000 125 0000
V Anaacutelisis por Temperatura Alta Temperatura (Pint-Pext) tcorr tfab0119 0000 0119 125 0165
0500
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Fase de Operacioacuten NormalFase de Operacioacuten por Paro Temporal yAnaacutelisis por Temperatura Alta para liacuteneas restringidas
IV Fase de Operacioacuten por Paro
Espesor de pared seleccionado
II Fase de Instalacioacuten
Espesor de pared seleccionado
Tensioacuten longitudinal
El procedimiento de caacutelculo de esta memoria revisa por cinco casos las condiciones de disentildeo bajo la formulacioacuten de Presioacuten Interna
Obtenido el espesor de pared mandatorio de acuerdo a los requerimientos de la Norma se analizan los efectos siguientes
y Presioacuten Externa en las fases de Instalacioacuten y Operacioacuten Los cinco casos de anaacutelisis son los siguientes
Calculo de espesores para la zona B
Prueba HidrostaacuteticaFase de Instalacioacuten
Las siguientes tablas presenta el resumen de los espesores obtenidos
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Calculo de espesores para la zona A
II Fase de Instalacioacuten
IV Fase de Operacioacuten por Paro
RESUMEN DE CALCULO 2 DE 10
Los valores de espesores calculados estan dados en pulgadas (in)
Momento flexionantePandeo GlobalTensioacuten y Momento flexionante y Tensioacuten axialMomento flexionante y Presioacuten de colapso
CONDICIONES DE OPERACIOacuteN
SERVICIO
PRESIOacuteN TEMPERATURA
MAacuteXIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MAacuteXIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
NORMAL = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi NORMAL = 40 ordmC = 1040 ordmF
MIacuteNIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MIacuteNIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
DISENtildeO = 6000 kgcmsup2 = 853 psi DISENtildeO = 400 ordmC = 1040 ordmF
FLUJO
MAacuteXIMA = 000 MBPD MAacuteXIMA = 5000 MMPCD
NORMAL = 000 MBPD NORMAL = 3600 MMPCD
MIacuteNIMA = 000 MBPD MIacuteNIMA = 1600 MMPCD
VIDA UacuteTIL = 20 ANtildeOS
= 8000 kgmsup3 = 499lbftsup3
TIPO DE FLUIDO = MEZCLA AMARGA
PRODUCCIOacuteN EQUIVALENTE = 1013 MBCPED
CSS EN ZONA A (LR) = ALTA
CSS EN ZONA B (DA) = MUY ALTA
DIAacuteMETRO NOMINAL = = 4064 mm = 16000 in
DIAacuteMETRO EXTERIOR = = 4064 mm = 16000 in
ESPECIFICACIOacuteN = DSAW
S = 360 Pa = 5220000 psi
U = 460 Pa = 6670000 psi
= 000625 inantildeo = 0125 in
= 0010 inantildeo = 0200 in
= 1250 = 1250
= 030 = 030
= 206E+06 kgcmsup2 = 2931 E+06 psi
= 117E-05 mmmmordmC = 650E-06 ininordmF
DENSIDAD DEL ACERO = 786E+03 kgcmsup3 = 49094 lbftsup3
= 060 = 060
= 044 = 044
ESPECIFICACIOacuteN = FBE = FBE
ESPESOR = 1905 mm = 0075 in
DENSIDAD = 1922 kgmsup3 = 12000 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = POLIURETANO --
LONGITUD = 381000 mm = 15000 in
DENSIDAD = 12815 kgmsup3 = 800 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = CONCRETO --
DENSIDAD = 300000 kgmsup3 = 18728 lbftsup3
TIRANTE MAacuteXIMO = 26000 m = 1023622 in
TIRANTE MIacuteNIMO = 26000 m = 1023622 in
DENSIDAD DEL AGUA = 102500 kgmsup3 = 00370 lbinsup3
= 1489 m = 586262 in
= 10413 m = 409960 in
COEFICIENTE DE EXP TEacuteRMICA
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA A (LR)
ESP DE TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA B (DA)
GAS
DENSIDAD DEL FLUIDO EN CONDIC NORMALES
CARACTERIacuteSTICAS DEL RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=100 ANtildeOS
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=10 ANtildeOS
CARACTERIacuteSTICAS DE LA TUBERIacuteA
CARACTERIacuteSTICA DE OLEAJE
CARACTERIacuteSTICAS DE LA JUNTA DE CAMPO
CARACTERIacuteSTICAS DEL LASTRE DE CONCRETO
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA A
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA B
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ACEITE
MODULO DE POISSON
MODULO DE ELASTICIDAD
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO DATOS DE PROYECTO 3 DE 10
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
Contenido GAS Contenido GAS
Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD
Produccioacuten de Aceite 000 MBPD Produccioacuten de Aceite 000 MBPD
Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED
CSS ALTA CSS MUY ALTA
Factor de Disentildeo 06 Factor de Disentildeo 044
TABLA 1 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN GAS
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-300 MBCPED ALTA MUY ALTA
TABLA 2 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN CRUDO
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-100 MBCPED MODERADA MODERADA
101-1000 MBCPED MUY ALTA ALTA
CONTENIDO
MODERADA ALTA MUY ALTA MODERADA ALTA MUY ALTA
GAS NO APLICA 06 NO APLICA NO APLICA NO APLICA 044
CRUDO 063 NO APLICA 057 052 047 NO APLICA
INTERPOLACION
MODULO DE
ELASTICIDAD Formula
degC degF lbpulgsup2 x 106
21 70 2950 Datos de entrada
90 194 2880 ordmC1 = 21 ordmC E1= 2950
110 230 2860 ordmC = 40 ordmC E =
130 266 2850 ordmC2 = 90 ordmC E2= 2880
150 302 2830 Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar E = 2931 lbpulgsup2 x 106
INTERPOLACION
FACTOR POR
TEMPERATURA Formula
degC degF ft
121 250 1000 Datos de entrada
130 266 0989 ordmC1 = 121 ordmC E1= 1000
140 284 0977 ordmC = 40 ordmC E =
150 302 0966 ordmC2 = 121 ordmC E2= 1000
Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar ft = 1000
Tabla 4 Factor de temperatura (ft) para tuberiacuteas de acero
Factor de Disentildeo (fpb)
TEMPERATURA
Factor por temperatura (ft)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Modulo de Elasticidad (E)
TEMPERATURA
Tabla 6 Moacutedulos de elasticidad para aceros al carboacuten
ZONA A ZONA B
TABLA 3 FACTORES PARA DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA (fPb)
Zona A Zona B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Factor de Disentildeo (fpb) Modulo de elasticidad (E ) y Factor por temp (ft) 4 DE 10
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
Altura de ola Maacutexima para Tr = 10 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1041 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1041 m
Altura de ola Maacutexima para Tr = 100 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1489 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1489 m
H = Profundidad en m
Caso I Prueba Hidrostaacutetica (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso II Colapso y Propagacioacuten (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 34121 kgcmsup2 = 49 lbinsup2
Caso III Presioacuten Interna (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso IV Colapso y Propagacioacuten (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 37334 kgcmsup2 = 53 lbinsup2
Caso V Por alta temperatura (Fase de operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CALCULO DE LA PRESIOacuteN EXTERNA PARA LOS CASOS DE DISENtildeO
Figura A-7 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche y Litoral Tabasco (Periodo
de retorno de 100 antildeos)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Presioacuten Externa en los casos de anaacutelisis
Figura A-3 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche
y Litoral Tabasco (Periodo de retorno de 10 antildeos)
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
CONDICIONES DE OPERACIOacuteN
SERVICIO
PRESIOacuteN TEMPERATURA
MAacuteXIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MAacuteXIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
NORMAL = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi NORMAL = 40 ordmC = 1040 ordmF
MIacuteNIMA = 5455 kgcmsup2 = 77582 psi MIacuteNIMA = 40 ordmC = 1040 ordmF
DISENtildeO = 6000 kgcmsup2 = 853 psi DISENtildeO = 400 ordmC = 1040 ordmF
FLUJO
MAacuteXIMA = 000 MBPD MAacuteXIMA = 5000 MMPCD
NORMAL = 000 MBPD NORMAL = 3600 MMPCD
MIacuteNIMA = 000 MBPD MIacuteNIMA = 1600 MMPCD
VIDA UacuteTIL = 20 ANtildeOS
= 8000 kgmsup3 = 499lbftsup3
TIPO DE FLUIDO = MEZCLA AMARGA
PRODUCCIOacuteN EQUIVALENTE = 1013 MBCPED
CSS EN ZONA A (LR) = ALTA
CSS EN ZONA B (DA) = MUY ALTA
DIAacuteMETRO NOMINAL = = 4064 mm = 16000 in
DIAacuteMETRO EXTERIOR = = 4064 mm = 16000 in
ESPECIFICACIOacuteN = DSAW
S = 360 Pa = 5220000 psi
U = 460 Pa = 6670000 psi
= 000625 inantildeo = 0125 in
= 0010 inantildeo = 0200 in
= 1250 = 1250
= 030 = 030
= 206E+06 kgcmsup2 = 2931 E+06 psi
= 117E-05 mmmmordmC = 650E-06 ininordmF
DENSIDAD DEL ACERO = 786E+03 kgcmsup3 = 49094 lbftsup3
= 060 = 060
= 044 = 044
ESPECIFICACIOacuteN = FBE = FBE
ESPESOR = 1905 mm = 0075 in
DENSIDAD = 1922 kgmsup3 = 12000 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = POLIURETANO --
LONGITUD = 381000 mm = 15000 in
DENSIDAD = 12815 kgmsup3 = 800 lbftsup3
ESPECIFICACIOacuteN = CONCRETO --
DENSIDAD = 300000 kgmsup3 = 18728 lbftsup3
TIRANTE MAacuteXIMO = 26000 m = 1023622 in
TIRANTE MIacuteNIMO = 26000 m = 1023622 in
DENSIDAD DEL AGUA = 102500 kgmsup3 = 00370 lbinsup3
= 1489 m = 586262 in
= 10413 m = 409960 in
COEFICIENTE DE EXP TEacuteRMICA
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA A (LR)
ESP DE TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
ESP ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ZONA B (DA)
GAS
DENSIDAD DEL FLUIDO EN CONDIC NORMALES
CARACTERIacuteSTICAS DEL RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=100 ANtildeOS
ALTURA DE OLA MAacuteXIMA Tr=10 ANtildeOS
CARACTERIacuteSTICAS DE LA TUBERIacuteA
CARACTERIacuteSTICA DE OLEAJE
CARACTERIacuteSTICAS DE LA JUNTA DE CAMPO
CARACTERIacuteSTICAS DEL LASTRE DE CONCRETO
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA A
FACTORES DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA ZONA B
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ACEITE
MODULO DE POISSON
MODULO DE ELASTICIDAD
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO DATOS DE PROYECTO 3 DE 10
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
Contenido GAS Contenido GAS
Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD
Produccioacuten de Aceite 000 MBPD Produccioacuten de Aceite 000 MBPD
Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED
CSS ALTA CSS MUY ALTA
Factor de Disentildeo 06 Factor de Disentildeo 044
TABLA 1 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN GAS
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-300 MBCPED ALTA MUY ALTA
TABLA 2 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN CRUDO
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-100 MBCPED MODERADA MODERADA
101-1000 MBCPED MUY ALTA ALTA
CONTENIDO
MODERADA ALTA MUY ALTA MODERADA ALTA MUY ALTA
GAS NO APLICA 06 NO APLICA NO APLICA NO APLICA 044
CRUDO 063 NO APLICA 057 052 047 NO APLICA
INTERPOLACION
MODULO DE
ELASTICIDAD Formula
degC degF lbpulgsup2 x 106
21 70 2950 Datos de entrada
90 194 2880 ordmC1 = 21 ordmC E1= 2950
110 230 2860 ordmC = 40 ordmC E =
130 266 2850 ordmC2 = 90 ordmC E2= 2880
150 302 2830 Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar E = 2931 lbpulgsup2 x 106
INTERPOLACION
FACTOR POR
TEMPERATURA Formula
degC degF ft
121 250 1000 Datos de entrada
130 266 0989 ordmC1 = 121 ordmC E1= 1000
140 284 0977 ordmC = 40 ordmC E =
150 302 0966 ordmC2 = 121 ordmC E2= 1000
Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar ft = 1000
Tabla 4 Factor de temperatura (ft) para tuberiacuteas de acero
Factor de Disentildeo (fpb)
TEMPERATURA
Factor por temperatura (ft)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Modulo de Elasticidad (E)
TEMPERATURA
Tabla 6 Moacutedulos de elasticidad para aceros al carboacuten
ZONA A ZONA B
TABLA 3 FACTORES PARA DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA (fPb)
Zona A Zona B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Factor de Disentildeo (fpb) Modulo de elasticidad (E ) y Factor por temp (ft) 4 DE 10
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
Altura de ola Maacutexima para Tr = 10 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1041 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1041 m
Altura de ola Maacutexima para Tr = 100 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1489 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1489 m
H = Profundidad en m
Caso I Prueba Hidrostaacutetica (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso II Colapso y Propagacioacuten (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 34121 kgcmsup2 = 49 lbinsup2
Caso III Presioacuten Interna (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso IV Colapso y Propagacioacuten (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 37334 kgcmsup2 = 53 lbinsup2
Caso V Por alta temperatura (Fase de operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CALCULO DE LA PRESIOacuteN EXTERNA PARA LOS CASOS DE DISENtildeO
Figura A-7 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche y Litoral Tabasco (Periodo
de retorno de 100 antildeos)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Presioacuten Externa en los casos de anaacutelisis
Figura A-3 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche
y Litoral Tabasco (Periodo de retorno de 10 antildeos)
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
Contenido GAS Contenido GAS
Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD Produccioacuten de Gas 5000 MMPCD
Produccioacuten de Aceite 000 MBPD Produccioacuten de Aceite 000 MBPD
Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED Produccioacuten Equivalente 1013 MBCPED
CSS ALTA CSS MUY ALTA
Factor de Disentildeo 06 Factor de Disentildeo 044
TABLA 1 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN GAS
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-300 MBCPED ALTA MUY ALTA
TABLA 2 CSS DE LIacuteNEAS QUE TRANSPORTAN CRUDO
NIVEL DE PRODUCCIOacuteN ZONA A ZONA B
0-100 MBCPED MODERADA MODERADA
101-1000 MBCPED MUY ALTA ALTA
CONTENIDO
MODERADA ALTA MUY ALTA MODERADA ALTA MUY ALTA
GAS NO APLICA 06 NO APLICA NO APLICA NO APLICA 044
CRUDO 063 NO APLICA 057 052 047 NO APLICA
INTERPOLACION
MODULO DE
ELASTICIDAD Formula
degC degF lbpulgsup2 x 106
21 70 2950 Datos de entrada
90 194 2880 ordmC1 = 21 ordmC E1= 2950
110 230 2860 ordmC = 40 ordmC E =
130 266 2850 ordmC2 = 90 ordmC E2= 2880
150 302 2830 Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar E = 2931 lbpulgsup2 x 106
INTERPOLACION
FACTOR POR
TEMPERATURA Formula
degC degF ft
121 250 1000 Datos de entrada
130 266 0989 ordmC1 = 121 ordmC E1= 1000
140 284 0977 ordmC = 40 ordmC E =
150 302 0966 ordmC2 = 121 ordmC E2= 1000
Datos de salida
Nota Para temperaturas intermedias se debe interpolar ft = 1000
Tabla 4 Factor de temperatura (ft) para tuberiacuteas de acero
Factor de Disentildeo (fpb)
TEMPERATURA
Factor por temperatura (ft)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Modulo de Elasticidad (E)
TEMPERATURA
Tabla 6 Moacutedulos de elasticidad para aceros al carboacuten
ZONA A ZONA B
TABLA 3 FACTORES PARA DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA (fPb)
Zona A Zona B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Factor de Disentildeo (fpb) Modulo de elasticidad (E ) y Factor por temp (ft) 4 DE 10
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
)xx(xx
yyyy O 0
01
01
Altura de ola Maacutexima para Tr = 10 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1041 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1041 m
Altura de ola Maacutexima para Tr = 100 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1489 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1489 m
H = Profundidad en m
Caso I Prueba Hidrostaacutetica (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso II Colapso y Propagacioacuten (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 34121 kgcmsup2 = 49 lbinsup2
Caso III Presioacuten Interna (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso IV Colapso y Propagacioacuten (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 37334 kgcmsup2 = 53 lbinsup2
Caso V Por alta temperatura (Fase de operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CALCULO DE LA PRESIOacuteN EXTERNA PARA LOS CASOS DE DISENtildeO
Figura A-7 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche y Litoral Tabasco (Periodo
de retorno de 100 antildeos)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Presioacuten Externa en los casos de anaacutelisis
Figura A-3 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche
y Litoral Tabasco (Periodo de retorno de 10 antildeos)
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Altura de ola Maacutexima para Tr = 10 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1041 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1041 m
Altura de ola Maacutexima para Tr = 100 antildeos
Datos de entrada
HMAacuteX = 2600 m
HMIacuteN = 2600 m
Datos de salida
Altura de ola MaxHMAacuteX = 1489 m
Altura de ola MaxHMIacuteN = 1489 m
H = Profundidad en m
Caso I Prueba Hidrostaacutetica (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso II Colapso y Propagacioacuten (Fase de instalacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 34121 kgcmsup2 = 49 lbinsup2
Caso III Presioacuten Interna (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
Caso IV Colapso y Propagacioacuten (Fase de Operacioacuten)
Pext = raguademar HMAacuteX 70HMAacuteX = 37334 kgcmsup2 = 53 lbinsup2
Caso V Por alta temperatura (Fase de operacioacuten)
Pext = raguademar HMIacuteN = 26650 kgcmsup2 = 38 lbinsup2
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CALCULO DE LA PRESIOacuteN EXTERNA PARA LOS CASOS DE DISENtildeO
Figura A-7 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche y Litoral Tabasco (Periodo
de retorno de 100 antildeos)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Presioacuten Externa en los casos de anaacutelisis
Figura A-3 Altura de ola maacutexima para la Sonda de Campeche
y Litoral Tabasco (Periodo de retorno de 10 antildeos)
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Donde
Zona A
Zona B Pi = 125 Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 0 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0203 in fPb = 044 psi t = 0286 in
ft = 100 ft = 100 psi
Pi = 1029 psi Pi = 1067 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0203 in tr = t + tC t = 0286 in tr = t + tC
tcorr = 0000 in tr = 0203 in tcorr = 0000 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0219 in tcom = 0312 in
tfab =125 0203 in le 0192 in tfab =125 0286 in le 0273 intr = 0203 in tr = 0286 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
tfab =125 0203 in le 0219 in tfab =125 0286 in le 0301 intr = 0203 in tr = 0286 in
tcom = 0250 in tcom = 0344 in
Pi = 125 Pint ndash Pext
tcom = 0219 in
tr le tcom - tfabtr le tcom - tfab
ZONA B
Pint Presioacuten interna de disentildeo lbpulg2
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbpulg2
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0250 in tcom =
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
ZONA A
ES SATISFACTORIO
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO
ft Factor por temperatura indicado
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor requerido por presioacuten interna para la prueba hidrostatica de la liacutenea submarina se obtiene con la siguiente expresioacuten
CASO I PRUEBA HIDROSTATICA CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
0344 in
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 15824 psi
Pext = 4853 psi Pext = 4853 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2243 psi
Ppc = 4853 psi t = 0271 in PCDE = 4853 psi
t = 0243 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 6933 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0271 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0271 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
069 = 069
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0243 in
tcorr = 0000 in tr = 0243 in
tcom = 0281 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0271 in le 0246 in tcom = 0250 in
tr = 0271 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0250 in
tfab = 12500 0243 in le 0219 in
tr = 0243 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0281 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0312 in
tfab = 12500 0271 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0271 in tfab = 12500 0243 in le 0246 in
tr = 0243 in
tcom = 0312 in tcom = 0281 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO II INSTALACIOacuteN CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0312 in
0281 in
DATOS DE SALIDA
PCDE gt Pext - Pint
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
PCDE = 070 PC
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab DATOS DE ENTRADA
DATOS DE SALIDA
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
ES SATISFACTORIO
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tr le tcom - tfab
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr = t + tc
DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO
tcom =
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Donde
Zona A
Zona B Pi = Pint
ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBAHIDROSTAacuteTICA ESPESOR DE PARED POR PRESIOacuteN DE PRUEBA HIDROSTAacuteTICA
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
Pint = 853 psi Pint = 853 psi
Pext = 38 psi Pext = 38 psi
D = 16000 in D = 16000 psi
SMTS = 66700 psi SMTS = 66700 psi
fPb = 06 t = 0161 in fPb = 044 psi t = 0229 in
ft = 1 ft = 100 psi
Pi = 815 psi Pi = 853 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO ADICIONAL POR CORROSIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
t = 0161 in tr = t + tC t = 0229 in tr = t + tC
tcorr = 0125 in tr = 0286 in tcorr = 0200 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESRO INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in tcom = 0438 in
tfab = 125 0286 in le 0273 in tfab = 125 0429 in le 0383 intr = 0286 in tr = 0429 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN COMPROBANDO ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
DATOS DE SALIDA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
tfab = 125 0286 in le 0301 in tfab = 125 0429 in le 0438 intr = 0286 in tr = 0429 in
tcom = 0344 in tcom = 0500 in
NO SATISFACE NO SATISFACE
tcom = 0344 in
DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
0312 in tcom =
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
ES SATISFACTORIO ES SATISFACTORIO
DATOS DE ENTRADA DATOS DE ENTRADA
DATOS DE ENTRADA
tcom = 0500 in
tcom = 0438 in
DATOS DE ENTRADA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
ZONA A ZONA B
SMTS Specified Minimum Ultimate Tensile Strength en lbpulg2
fPb Factor para disentildeo por presioacuten interna
ft Factor por temperatura indicado
Pi = Pint ndash Pext
Pint Presioacuten interna de disentildeo en lbpulg2
Pext Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea en lbpulg2
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO CASO III OPERACIOacuteN NORMAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN INTERNA
El espesor requerido por presioacuten interna para disentildeo de liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg
t Espesor de pared de acero del tubo por presioacuten interna en pulg
tr le tcom - tfab tr le tcom - tfab
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
+=
itpb
i
Pf2SMTSf
DPt
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Se calcula con la siguiente expresioacuten Se calcula con la siguiente expresioacuten
donde donde
Pp Presioacuten de propagacioacuten lbpulg2 Py Presioacuten de fluencia por colapso lbpulg
2
SMYS Specified Minimum Yield Strength lbpulg2 Pc Presioacuten de colapso lbpulg
2
t Espesor de pared del tubo pulg fo factor de ovalizacioacuten
D Diaacutemetro nominal del tubo pulg Pe Presioacuten elaacutestica por colapso lbpulg2
La capacidad permisible por presioacuten externa es La capacidad permisible por presioacuten externa es
Ppc = 073Pp
Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten Y debe garantizar que se cumpla la expresioacuten
Ppc gt Pext - Pint
Pint = 853 psi Pint = 853 psi Py = 16508 psi
Pext = 5310 psi Pext = 5310 psi
D = 16000 in D = 16000 in
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi Pe = 2547 psi
Ppc = 5310 psi t = 0281 in PCDE = 5310 psi
t = 0253 psi
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA E = 293E+06psi PC = 7586 psi
u 030 psi
fo = 0120 in
t = 0281 in Comprobando la igualdad en la ecuac con t obtenido
tcorr = 0000 in tr = 0281 in
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
070 = 070
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO POR PRESIOacuteN EXTERNA
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
t = 0253 in
tcorr = 0000 in tr = 0253 in
tcom = 0312 in SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tfab = 12500 0281 in le 0273 in tcom = 0281 in
tr = 0281 in COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL tcom = 0281 in
tfab = 12500 0253 in le 0246 in
tr = 0253 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
tcom = 0312 in
COMPROBANDO EL ESP COMERCIALTOL POR FABRICACIOacuteN
tcom = 0344 in
tfab = 12500 0281 in le 0301 in tcom = 0312 in
tr = 0281 in tfab = 12500 0253 in le 0273 in
tr = 0253 in
tcom = 0344 in tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tr le tcom - tfab
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
NO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0344 inNO SATISFACE
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
tcom = 0312 in
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeO CALCULO DEL ESPESOR DE DISENtildeODATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
CASO II OPERACIOacuteN OCASIONAL CALCULO DE ESPESOR POR PRESIOacuteN EXTERNAIDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO
Propagacioacuten de pandeo (PP) Presioacuten de Colapso (PC)
ES SATISFACTORIO
tr le tcom - tfab
ES SATISFACTORIO
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
tr = t + tc
tr le tcom - tfab
PCDE = 070 PC
PCDE gt Pext - Pint
rfabcom ttt
rfabcom ttt
521
SMYS2482
PDt
pc
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
( )3
2 D t
1
E 2=
u -
D
t(SMYS) 2=
D
t(SMYS) 2=
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( ) ( )[ ] ( ) ( )tD
oP
P2
P
P
P
Pf 2=1-1-
y
c
y
c
e
c
( )25
Dt
34=SMYS
Pp
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
tt
Pint
Pext
D
SMYS
ft E
α
T1
T2
Pint = 853 psi
Pext = 38 psi
D = 1600 in
SMYS = 52200 psi
ft = 100 tt = 0119 in
E = 293 E+07 psi
α = 65E-06 ininordmF
T1 = 59 degF
T2 = 104 degF
tt = tr = tt + tcorr tr =
tcorr =
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE SALIDA
tcom = 0165 in tr le tcom - tfab
tfab = 12500 0119 in le 0144 in
tr = 0119 in ES SATISFACTORIO
tcom = 0165 in
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten externa hidrostaacutetica actuante en la tuberiacutea lbin2
Diaacutemetro exterior nominal del tubo en in
Esfuerzo de Fluencia Miacutenimo Especificado de la tuberiacutea en lbin2
Factor por temperatura indicado en la Tabla 4
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
0000 in
Coeficiente de expansioacuten teacutermica en inindegF
SELECCIONANDO EL ESPESOR INMEDIATO SUPERIOR COMERCIAL
COMPROBANDO CON EL ESPESOR COMERCIAL EL PORCENTAJE POR TOLERANCIA POR FABRICACIOacuteN
Moacutedulo de elasticidad de la tuberiacutea indicado en la Tabla 6 en lbin2
CALCULANDO EL ESPESOR DE DISENtildeO POR PRESIOacuteN INTERNA
DATOS DE ENTRADA
Temperatura de disentildeo en degF
0119 in 0119 in
DATOS DE SALIDA
ESPESOR MIacuteNIMO REQUERIDO MAS TOLERANCIA POR CORROSIOacuteN
DATOS DE ENTRADA DATOS DE SALIDA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
El espesor de disentildeo requerido por Temperatura para liacuteneas submarinas se obtiene con la siguiente expresioacuten
Espesor de pared de acero del tubo por temperatura en in
IDENTIFICACIOacuteNPARTIDAEQUIPO CASO V CALCULO DE ESPESOR POR TEMPERATURA ALTA PARA LIacuteNEAS RESTRINGIDAS
DATOS DE ENTRADA
Presioacuten interna de disentildeo lbin2
Temperatura de instalacioacuten considerada de 59degF
rfabcom ttt
rfabcom ttt
rfabcom ttt
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
[ ])T-α(T E-fSMYS09 2
D)P-(P07=t
12t
e x ti n t
t
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Capacidad del ducto a tensioacuten longitudinal
Tu=11SMYSAS
Donde
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2
As Aacuterea nominal de la seccioacuten transversal de acero de la tuberiacutea en pulg2
Tensioacuten longitudinal permisible (Tcp) para las fases de disentildeo
Tcp 062 T (Fase de Instalacioacuten) en lb
Tcp 056 T (Fase de Operacioacuten) en lb
Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible Calculo de Tensioacuten longitudinal permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
D = Tu=11SMYSAS D = Tu=11SMYSAS
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
t = t =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
TCP = 6023432 lb Fase de instalacioacuten TCP = 8667752 lb Fase de instalacioacuten
TCP = 5440519 lb Fase de operacioacuten TCP = 7828937 lb Fase de operacioacuten
Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias Calculo de la Tension longitudinal efectiva por cargas estaticas primarias
Donde Ta = saA Donde Ta = saA
Ty = SMYS A Ty = SMYS A
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
t = 0344 in A =1692 insup2 t = 0500 in A = 2435 insup2
Do = 16000 in sa 9923 psi Do = 16000 in sa 6827 psi
Di = 15312 in Ta =167897 lb Di = 15000 in Ta = 166224 lb
Pi = 853 psi Ty =883201 lb Pi = 853 psi Ty = 1270931 lb
Po = 38 psi Po = 38 psi
SMYS = 52200 psi Teff =18371 lb SMYS = 52200 psi Teff = 23037 lb
por lo tanto por lo tanto
Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe) Teff = 69820 lb Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Teff = 18371 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) Teff = 23037 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible Revisando la relacioacuten entre tensioacuten efectiva y tensioacuten permisible
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Teff = 69820 lb Teff le Tcp Teff = 69820 lb Teff le Tcp
Tcp = 602343 lb 69820 le 602343 Tcp = 866775 lb 69820 le 866775
Fase de Operacioacuten Fase de Operacioacuten
Teff = 18371 lb Teff le Tcp Teff = 23037 lb Teff le Tcp
Tcp = 544052 lb 18371 le 544052 Tcp = 782894 lb 23037 le 782894
0344 in Tu = 971521 lb
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de salida
ZONA A ZONA B
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
16000 in
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASAPASA
16000 in
0500 in Tu = 1398024 lb
Teff=Ta-PiAi+PoAo
Datos de entrada Datos de salida
PASA
Datos de entrada
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
)D-D(
4
=A-A=A2
i
2
oi0
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Capacidad de Momento flexionante transversal Momento Flexionante Permisible (Mu) para las fases de disentildeo
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D∕t)] Muc = fMMu
Donde Donde fM es
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo lbmiddotpulg fM para zona A en Operacioacuten 057
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 fM para zona A en Instalacioacuten 067
D Diaacutemetro exterior nominal del tubo en pulg2 fM para zona B en Operacioacuten 053
t Espesor de pared del tubo en pulg fM para zona B en Instalacioacuten 067
fM Factor de disentildeo por flexioacuten transversal
Calculo de Momento flexionante transversal Permisible Calculo de Momento flexionante transversal Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi SMYS = 52200 psi
D = 16000 in D = 16000 in
t = 0344 in t = 0500 in
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
MuC = 27482223 lbin Fase de operacioacuten MuC = 37707209 lbin Fase de operacioacuten
MuC = 32303665 lbin Fase de instalacioacuten MuC = 47667603 lbin Fase de instalacioacuten
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (π64)(Do4 - Di
4) I = (π64)(Do
4 - Di
4)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 73194 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = 15000 in
L = 564 in M = L = 582 in M =
Δ = 20 in Δ = 20 in
por lo tanto por lo tanto
M = 5734142 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico) M = 7599534 lbin Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) M = 484092 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
M = 5734142 lbin M le MuC M = 7599534 lbin M le MuC
MuC = 2748222 lbin 5734142 le 2748222 MuC = 3770721 lbin 7599534 le 3770721
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
M = 484092 lbin M le MuC M = 484092 lbin M le MuC
MuC = 484092 le 3230367 MuC = 4766760 lbin 484092 le 4766760
Mu = 11 [SMYSD2t (1-0001D ∕ t)] Mu = 11 [SMYSD
2t (1-0001D ∕ t)]
Mu = 7114568 lbinMu = 4821443 lbin
Datos de salida
NO PASA
Datos de salida
5734142 lbin 7599534 lbin
NO PASA
Datos de salida Datos de salida
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
Datos de entrada Datos de entrada
Fase de Operacioacuten
PASA PASA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
Datos de entrada Datos de entrada
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Capacidad de Pandeo Global Relacioacuten de esbeltez Momento de inercia
Cg = 11[SMYS(12-025λ2)]As l = KLπr (SMYSE)
05 r = radic(IAs)
Donde Donde
Cg Carga de compresioacuten por pandeo global en lb r Radio de giro
SMYS Specified Minimum Yield Strength en lbpulg2 K Factor de longitud efectiva (emp05 art10)
λ Relacioacuten de esbeltez en pulg2 L Longitud del tramo en pulg
As Aacuterea de la seccioacuten transversal pulg2 E Moacutedulo de elasticidad en lbpulg
2
I Momento de inercia en pulg4
Pandeo Global Permisible (CgP)
CgP = 05Cg
Calculo de Pandeo Global Permisible Calculo de Pandeo Global Permisible
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do4 - Di
4) = 5186 in⁴ SMYS = 52200 psi I = (π64)(Do
4 - Di
4) = 7319 in⁴
t = 0344 in t = 0500 in
Do = 16000 in As = (π4)(Do2 - Di
2) = 169 in⁴ Do = 16000 in As = (π4)(Do
2 - Di
2) = 243 insup2
Di = 15312 in Di = 15000 in
E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55 E = 2931 E+06 psi r = radic(IAs) = 55
K = 05 K = 05
L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19 L = 1574 in l = KLπr(SMYSE)05
= 19
Por lo tanto Cg = Por lo tanto Cg =
Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal Calculo de la capacidad permisible de tensioacuten longitudinal
CgP = 140094 lb Extremos empotrados CgP = 189067 lb Extremos empotrados
Calculo de Momento flexionante transversal Actuante Calculo de Momento flexionante transversal Actuante
Donde Donde
I = (πDo464) - (πDi
464) I = (πDo
464) - (πDi
464)
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
E = 2931 E+06 psi I = 51865 in⁴ E = 2931 E+06 psi I = 133125 in⁴
Do = 16000 in Do = 16000 in
Di = 15312 in Di = -14000 in
L = 5640 in M = L = 5170 in M =
Δ = 200 in Δ = 200 in
por lo tanto por lo tanto
CgP =5734142 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico) CgP =17515993 lb Fase de operacioacuten (Analiacutetico)
CgP = 1137000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe) CgP = 1228000 lbin Fase de instalacioacuten (Offpipe)
Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible Revisando la relacioacuten entre Momento actuante y Momento permisible
Fase de Operacioacuten
Cg =5734142 lb Cg le CgP Cg =17515993 lb Cg le CgP
CgP =140094 lb 5734142 le 140094 CgP = 189067 lb 17515993 le 189067
Fase de Instalacioacuten Fase de Instalacioacuten
Cg = 1137000 lb Cg le CgP Cg = 1228000 lb Cg le CgP
CgP = 140094 lb 1137000 le 140094 CgP = 189067 lb 1228000 le 189067
M = 6EIΔL2 M = 6EIΔL
2
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Tensioacuten Longitudinal
ZONA A ZONA B
28018747 insup2 37813351 insup2
5734142 lb 17515993 lb
Fase de Operacioacuten
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
NO PASA NO PASA
NO PASA NO PASA
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
fTM Factor de disentildeo para combinacioacuten de Tensioacuten y Momento Flexionante = 054
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal en lbmiddotin
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotin
T Fuerza axial aplicada en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0123 = 1189
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu = 0123 Esfuerzo convinado Tu-Mu = 1189
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0123 Actuante le Permisible Actuante = 1189 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0123 le 0540 Permisible = 0540 1189 le 0540
Tu-Mu = 1189
Datos de entrada Datos de salidaDatos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
PASA PASA
Datos de entrada
Tu-Mu = 0123
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+
( ) ( )[ ]TM
052
TuT2
MuM f le+ ( ) ( )[ ]
TM
052
TuT2
MuM f le+
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Esfuerzos combinados debido a Tensioacuten y Momento Flexionante
Donde
P Presioacuten externa actuante en lbpulg2
Pc Presioacuten de colapso en lbpulg2
M Momento flexionante aplicado en lbmiddotpulg
Mu Momento uacuteltimo por flexioacuten transversal para disentildeo en lbmiddotpulg
T Fuerza axial aplicada en lb
Tu Tensioacuten longitudinal uacuteltima en lb
Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante Calculo del esfuerzo convinado de Tensioacuten y Mom Flexionante
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
M = 4840920 lbin M = 57341420 lbin
Mu = 48214426 lbin Mu = 48214426 lbin
P = 485 lb P = 485 lb
Pc = 693 lb Pc = 693 lb
T = 698200 lb T = 183714 lb
Tu = 9715213 lb Tu = 9715213 lb
El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante El esfuerzo convinado permisible de Tensioacuten y Mom Flexionante
= 0711 = 1380
por lo tanto por lo tanto
Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 0711 Esfuerzo convinado Tu-Mu-Pu = 1380
Factor de disentildeo permisible = 0540 Factor de disentildeo permisible = 0540
Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo Revisando la relacioacuten esfuerzos convinados y factor de disentildeo
Actuante = 0711 Actuante le Permisible Actuante = 1380 Actuante le Permisible
Permisible = 0540 0711 le 0540 Permisible = 0540 1380 le 0540
NO PASA NO PASA
Tu-Mu-Pu = 0711 Tu-Mu = 1380
Datos de entrada Datos de salida Datos de entrada Datos de salida
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROacuteLEO
MEMORIA DE CAacuteLCULO
IDENTIFICACIOacuteN PARTIDA EQUIPO Cargas convinadas Tensioacuten y Momento Flexionante (Tu - Mu)
INSTALACIOacuteN OPERACIOacuteN
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
( ) ( ) ( )[ ]TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le + ( ) ( ) ( )[ ]
TMPc
052
TuT2
PcP2
MuM f+ le +
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral 1)Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de operacioacuten
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
x F
) 2 1 ( ) (
axial 0
) ( int ) ( int ) ( int
) ( ) ( ) (
inicio 0
friccioacuten
x instal p x inicio p x inicio p
x instal T x inicio T x inicio T
inicio w anclado
P
donde
p x T EA P
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p
Procedimiento para el anaacutelisis de pandeo lateral ndash Definicioacuten de los perfiles de la fuerza efectiva de
compresioacuten a lo largo de la ruta durante el inicio de
El perfil de la fuerza efectiva de compresioacuten es una combinacioacuten de
La fuerza efectiva de compresioacuten maacutexima es la carga de disentildeo
) ( int int inicio RLT A x p