Estudio del comportamiento mecánico de ductos sometidos a diferentes condiciones de carga mediante modelado numérico

Abstract

La gran actividad y crecimiento cada vez más dinámicos de la industria Petrolera Nacional, demanda crear una mayor infraestructura para satisfacer sus necesidades de explotación, producción, almacenamiento y distribución del crudo, así como de sus derivados. En lo referente al almacenamiento y distribución de estos productos, en años recientes se ha estado requiriendo la construcción de nuevas líneas de ductos, así como la reparación o rehabilitación de otras ya existentes; razón por la cual, esta investigación está dirigida al estudio y comportamiento mecánico de ductos sometidos a diferentes estados de carga. Por lo tanto, en este trabajo de tesis se analizan tuberías de acero con diferentes espesores, en algunos casos tomando en cuenta el comportamiento elástico lineal y modelos mecánicos no lineales del material, con el propósito de estudiar la respuesta estructural bajo acciones combinadas como: presión interna, presión externa, tensión axial y momento flexionante. Modelos teóricos de cascarones y modelos numéricos basados en el Método de los Elementos finitos (MEF) fueron usados para los análisis elásticos y de colapso de las tuberías. Los modelos numéricos son generados con el programa comercial Ansys. Los modelos numéricos incluyen las geometrías reales de ductos típicos usados en la industria petrolera y las leyes de comportamiento del material. Finalmente, las aproximaciones de los modelos numéricos son comparadas con los resultados teóricos y de datos experimentales los cuales muestran buenas aproximaciones.