Ingeniero

SIMULACIÓN DEL AVANCE DEL DIABLO INSTRUMENTADO DENTRO DE UN DUCTO
Carlos Rubio-González a, Julio César Díaz Montesb
a

Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial . Pie de la Cuesta 702, Desarrollo San Pablo, 76130 Querétaro, Qro. b Instituto Tecnológico de Morelia, Av. Tecnológico 1500, Morelia; Mich. 58120,

RESUMEN El diablo instrumentado es un dispositivo de inspección no destructivaque se introduce en la tubería de distribución de hidrocarburos. Almacena la información adquirida y una vez fuera del ducto la transfiere al software de análisis para su procesamiento posterior. Con el fin de estimar la fuerza necesaria para desplazar el diablo y verificar si la fuerza ejercida por el fluido es suficiente para permitir su movimiento, es necesario realizar una simulación empleandoel método del elemento finito. En el presente trabajo se presenta la simulación empleando ANSYS de un diablo instrumentado dentro de un ducto. Se realizó la simulación del diablo entrando al ducto y se calculó la fuerza requerida para desplazarlo por el interior de éste, se consideraron varios valores del coeficiente de fricción y de interferencia. Previamente se determinaron las propiedadesmecánicas del poliuretano que es el material de las copas.

INTRODUCCION Es importante mantener en buenas condiciones la red de ductos de PEMEX la cual tiene cerca de 54,000 km de longitud. La corrosión del material de los ductos es inevitable. La pérdida de metal debida a corrosión disminuye la capacidad de carga, adicionalmente, los movimientos del suelo generan deformaciones en el ducto. El diabloinstrumentado es el equipo más eficaz para realizar la inspección. Los diablos se clasifican de acuerdo a la función que desarrollan en: Diablos de limpieza, diablos para evaluación de defectos geométricos (Caliper o geómetra), los diablos para evaluación de pérdida de metal, diablos para medición de espesores (pueden usar ultrasonido o fuga de campo magnético) y los diablos para detección degrietas (los cuales son ultrasónicos). La figura 1 muestra el prototipo de diablo geómetra desarrollado en el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI). El diablo instrumentado se introduce en la tubería de distribución de hidrocarburos, es transportado por el mismo flujo del fluido y durante su viaje efectúa una inspección de la sanidad estructural del material de la tubería. Generalmentela velocidad alcanzada por el diablo en el interior del ducto está dada por muchos factores, pero los más importantes son la presión diferencial, la interferencia entre las copas y el ducto y la configuración del bypass (orificios por donde se permite la circulación del fluido). Es importante conocer la fuerza que se requerirá para hacer mover este instrumento dentro de la tubería, y si la fuerzade arrastre que ejerce el fluido detrás del diablo debido a la velocidad y a la diferencia de presiones serán suficientes para desplazarlo, es por eso que se deben tomar en cuenta y comparar estos valores para decidir la configuración más adecuada del bypass así como la interferencia adecuada entre las copas y el ducto. En este trabajo el análisis fue realizado haciendo uso del programa ANSYS.Copas de poliuretano

Figura 1. Diablo geómetra desarrollado en CIDESI

FUERZA REQUERIDA PARA DESPLAZAR EL DIABLO EN LA TUBERÍA
Se desea simular el comportamiento del diablo en el interior del ducto para determinar la fuerza necesaria para desplazarlo, dado que el diámetro de las copas es ligeramente mayor que el diámetro interior del ducto (esta diferencia la llamamos interferencia). Elanálisis se hace para diferentes valores de interferencia y coeficiente de fricción. Previo a este análisis se determinaron experimentalmente las propiedades mecánicas del material de las copas de acuerdo a la norma ASTM D412 [1]. Algunas características del análisis son: Se considera el material de las copas como hiper-elástico, utilizando el modelo de Mooney Rivlin de 9 parámetros. La figura 2...