ingeniero

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO
________________________________________

“ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD DE TUBERÍAS Y
EVALUACIÓN DE CARGAS EN BOQUILLAS DE
EQUIPOS ROTATORIOS”.

T É S I S
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO MECÁNICO
PRESENTA
JOSÉ LEOBARDO SERAPIO LEÓN SÁNCHEZ
MÉXICO, D.F.

2009___________________________________________________________________________________________________

A MI FAMILIA:
MIS PADRES:
CARMEN Y ARMANDO.
MI ESPOSA:
TERESA.
MIS HIJOS:
VALERIE Y LEOBARDO.

A MI ESCUELA:

“ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA”

AL

H. JURADO.

►INDICE◄___________________________________________________________________________________________________

INDICE
PAG.
INTRODUCCIÓN.
CAPÍTULO 1.
1.1

1
ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y CÁLCULO DE ESFUERZOS EN TUBERÍAS.

SOLICITACIONES.

4
6

1.2 FACTORES A CONSIDERAR EN UN PROBLEMA DE FLEXIBILIDAD.

7

1.3

ESFUERZOS EN LA TUBERÍA.

9

1.4

ESFUERZO EQUIVALENTE.

9

1.5

ESFUERZOS PERMISIBLES.

11

1.6

ESFUERZOS DEBIDOS A CONDICIONES DE CARGAS: SOSTENIDAS YOCASIONALES.
12
1.6.1 CARGAS SOSTENIDAS.

12

1.6.2 CARGAS SOSTENIDAS MÁS CARGAS OCASIONALES.

13

1.6.3

13

CAPÍTULO 2.

ESFUERZOS ADITIVOS.

CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESIÓN INTERNA. 14

2.1 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍAS BAJO PRESIÓN INTERNA.

15

2.2

FACTOR DE CORRECCIÓN (Y) (TABLA).

16

2.3

TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN (Tf)(TABLA).

17

2.4

FACTORES DE JUNTA PARA DIFERENTES MATERIALES (TABLA).

18

2.5 “CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA”
(EJEMPLO).

19

2.5.1 CONDICION INICIAL.

19

2.5.2 CÁLCULO DEL ESPESOR DE TUBERÍA BAJO PRESIÓN INTERNA.

19

2.5.3 CÁLCULO DEL ESPESOR MÍNIMO REQUERIDO.

20

2.5.4 CÁLCULO DEL ESPESOR NOMINAL.

20

2.5.5 CONCLUSIÓN.

20

2.6REPORTE DE CÁLCULO DE ESPESOR (HOJA DE TRABAJO).

21

►INDICE◄
___________________________________________________________________________________________________
2.7

PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 1 DE 4).

22

2.8

PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 2 DE 4).

23

2.9

PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 3 DE 4).

24

2.10 PROPIEDADES DE TUBERÍA (HOJA 4 DE 4).
CAPÍTULO 3.
3.1EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE EQUIPO
ROTATORIO.

EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE BOMBAS API.

25

26
27

3.1.1

BOMBA, BREVE HISTORIA.

27

3.1.2

BREVE DESCRIPCIÓN DE UNA BOMBA.

28

3.1.3

FUERZAS Y MOMENTOS EXTERNOS EN BOQUILLAS.

28

3.1.4 “EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN LAS BOQUILLAS DE UNA BOMBA
API (HORIZONTAL)”.
30
3.1.5SISTEMA DE COORDENADAS PARA FUERZAS Y MOMENTOS.

3.1.6 CARGAS PERMISIBLES EN BOMBAS API (TABLA).

33
33

3.1.7 “EVALUACIÓN DE LAS CARGAS APLICADAS EN LA CARA DE BRIDA DE LAS
BOQUILLAS DE LA BOMBA EP-0221 A/S” (EJEMPLO).
35
3.1.8 REPORTE DE EVALUACIÓN DE CARGAS EN BOMBA (HOJA DE TRABAJO).
3.2

41

EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE UNA TURBINA DE VAPOR.
42
3.2.1

BREVEDESCRIPCIÓN DE UNA TURBINA.

42

3.2.2 “EVALUACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN BOQUILLAS DE TURBINAS DE
VAPOR”.

44

3.2.3 “EVALUACIÓN DE LAS CARGAS APLICADAS EN LAS BOQUILLAS DE LA
TURBINA DE VAPOR EKT-0201” (EJEMPLO).

52

3.2.4 REPORTE DE EVALUACIÓN DE CARGAS EN TURBINA (HOJA DE TRABAJO). 66
CAPÍTULO 4.

DETERMINACIÓN DE LA PLACA DE REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZALRAMAL.

4.1 ASPECTOSA CONSIDERAR EN ESTE ANÁLISIS.

67
68

4.2 “DETERMINACIÓN DE LA PLACA DE REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZAL-RAMAL”.
69

►INDICE◄
___________________________________________________________________________________________________
4.2.1 ÁREA DE REFUERZO REQUERIDA (AI), (AE).

69

4.2.2 ÁREAS DE REFUERZO EXISTENTES.

71

4.3 “DETERMINACIÓN DEL REFUERZO EN CONEXIÓN CABEZAL-RAMAL”...