Evaluación de la resistencia mecánica de la máquina de taponado utilizado en el corte de flujo de tuberías en servicio para reducir riesgos operacionales

Abstract

La finalidad del presente informe de trabajo de suficiencia profesional es la evaluación de la resistencia mecánica de la máquina de taponado (stopping machine) utilizado en la técnica de corte flujo con tubería en servicio en caliente (line stop), para reducir los riesgos operacionales y posterior instalación de nuevas válvulas. El corte de flujo en caliente se aplicará a una tubería de alta presión (aproximadamente 60.4 bar), que se encuentra en la derivación de la tubería forzada (tubería de presión de la central hidroeléctrica) cuya finalidad es suministrar de agua al sistema de refrigeración auxiliar de la central hidroeléctrica (CH). La utilización de la técnica de corte de flujo en caliente genera riesgos operacionales como es el corte por exposición a la alta presión del agua, muerte por ahogamiento debido a la inundación del área de trabajo y cortes por proyección de partículas debido a la alta presión, siendo necesario la evaluación de la resistencia mecánica de los componentes de la máquina de taponado. Los datos de entrada de la evaluación serán las presiones registradas en la tubería forzada y las especificaciones técnicas de los componentes (esfuerzos de fluencia, %alargamiento) de la máquina taponadora, los valores de presiones serán obtenidas por los sensores de presión instalados en la tubería forzada, se utilizará el máximo valor obtenido del sistema, desde el año 2018 hasta el 2022. Para la evaluación de la resistencia mecánica, se realizará el modelado en 3D de cada componente de la máquina de taponado mediante el software Inventor, posterior simulación de las cargas actuantes y restricciones como resultado de la presión en el sistema y valores de esfuerzos permisibles de los componentes; de los resultados de la simulación se evaluará los esfuerzos Von Mises, deformaciones y factores de seguridad obtenidos, los cuales deberán ser menores a los límites permisibles para asegurar la reducción de los riesgos operaciones de la técnica taponado de tuberías en servicio.

The current research work will carry out the evaluation of the material resistance of a component of the line stop, it is known as flow cut with pipe in service, to ensure the mechanical integrity during its application in the line stop technique. The line stop technique will be applied in a high-pressure pipeline, approximately 60.4 bar, the operating risks associated to application of line stop are cuts due to exposure to high water pressure, death by drowning due to flooding of the area of work and cuts by projection of particles due to the high pressure. To reduce the indicated risks, the resistance materials of components of stopping machine will be evaluated, as input data the mechanical drawings of the components, their mechanical properties and the acting loads are required. The evaluation of the resistance of the material will be carried out through the 3D simulation of the components, the components will be characterized by mechanical properties, the loads due to the high pressure in the pipe will also be simulated and finally the stress analysis will be carried out, to Inventor software will be used for this evaluation, which will evaluate the Von Mises stresses, deformation and safety factors resulting from the simulation.