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INSTALACIN DE NUEVOS EQUIPOS PARA MANEJAR GAS EN LA ESTACIN DEFLUJO MUSIPN

MEMORIA DE CLCULO

REV. FECHA DESCRIPCINELABORADO

PORREVISADO

PORAPROBADO

PORFIRMA DE

APROBACIN

0 11/01/11 Incorporacin de Comentarios FinalesAndry

Snchez

Lrida

Salazar

Jos Daboin

C 16/12/10 Incorporacin de Comentarios ACCIAndrySnchez

LridaSalazar

Jos Daboin

B 02/12/10 Incorporacin de ComentariosAndrySnchez

LridaSalazar

Jos Daboin

A 09/11/10 Emisin OriginalAndrySnchez

LridaSalazar

Jos Daboin

08/11/10 Emisin Borrador AndrySnchez

LridaSalazar

Jos Daboin

GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA Y PROCESOS DE SUPERFICIE-DISTRITO PUNTA DE MATA

C0800-23C000-BM62001

PDVSA

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MEMORIA DE CLCULO

ARQUITECO, C.A. ARQ1004-C10500-MD01001

INDICE

2. OBJETIVO DEL DOCUMENTO........................................................................3

3. ALCANCE DEL DOCUMENTO.........................................................................3

4. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES................................................................3

5. CRITERIOS DE DISEO................................................................................44..1 General.......................................................................................................................................... 4

4..2 Unidades de Medicin.................................................................................................................. 4

4..3 Ubicacin de las instalaciones....................................................................................................4

4..4 Condiciones ambientales.............................................................................................................4

6. DATOS DE ENTRADA PARA CLCULO DE RECIPIENTES A PRESION..................5

7. RESULTADOS.............................................................................................7

8. CALCULO ESPESOR DE TUBERA..................................................................8

9. DATOS DE ENTRADA PARA CLCULO ESPESOR DE TUBERAS........................9

10. RESULTADOS...........................................................................................9

11. ANEXOS.................................................................................................10

ANEXO A. DESARROLLO DE LOS CLCULOS TERICOS DE LOS DEPURADORES V-2301 Y V-2302.............................................................................................11

ANEXO A. DESARROLLO DE LOS CLCULOS TERICOS DE LOS DEPURADORES V-2301 Y V-2302.............................................................................................11

ANEXO B. TABLAS DE REFERENCIA PARA CLCULO DE PESO SECO DE LOSRECIPIENTES...............................................................................................17

ANEXO B. TABLAS DE REFERENCIA PARA CLCULO DE PESO SECO DE LOSRECIPIENTES...............................................................................................17

ANEXO C. TABLAS DE REFERENCIA DE CLCULO DE PESO DE PRUEBAHIDROSTTICA DE LOS RECIPIENTES.............................................................19

GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA Y PROCESOS DESUPERFICIE-DISTRITO PUNTA DE MATA

C0800-23C000-BM62001 Revisin 0 Pgina

ARQUITECO, C.A. ARQ1004-C10500-MD01001 Fecha 11/01/11 2 de 20

PDVSA

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MEMORIA DE CLCULO

ANEXO C. TABLAS DE REFERENCIA DE CLCULO DE PESO DE PRUEBAHIDROSTTICA DE LOS RECIPIENTES.............................................................19

1.

2. OBJETIVO DEL DOCUMENTO

El objetivo del presente documento es el dimensionamiento mecnico de los Depuradoresidentificados con los Tag. V-2301 y V-2302, as como tambin, las tuberas asociadas alproceso, contempladas en la ejecucin del Proyecto INSTALACIN DE NUEVOS EQUIPOSPARA MANEJAR GAS EN LA ESTACIN DE FLUJO MUSIPN, a ser desarrollada porPDVSA en las instalaciones de la Estacin de Flujo Musipn (NMEF 1) ubicada en elmunicipio Ezequiel Zamora del estado Monagas.

3. ALCANCE DEL DOCUMENTO

El alcance del presente documento es el dimensionamiento preliminar de los Depuradoresidentificados con los Tag. V-2301 y V-2302, y espesores de tuberas asociadas al proceso dedepuracin, a instalar en la Estacin de Flujo Musipn, contemplando este los siguientesclculos:

Clculo del espesor de pared del cilindro del recipiente.

Clculo del espesor de pared de los cabezales del recipiente.

Clculo de la Mxima Presin de Trabajo Permitida (MAWP), para el espesor comercial de

plancha requerido como resultados de los clculos.

Estimacin del peso en seco (vaco), peso para la prueba hidrosttica del recipiente, con la

finalidad de dimensionar las fundaciones del equipo.

Calculo de Espesores de tuberas de diferentes dimetros.

4. CDIGOS Y NORMAS APLICABLES

Las siguientes normas y referencias sern utilizadas para la realizacin de los clculos, enaquellos casos donde aplique sern referidas como soporte y/o justificacin de los criteriosusados para el clculo

ASME American Society Mechanical Engineers: Boiler and Pressure Vessel Code.Section VIII, Division 1.

Part. UG-27 Thickness of Shells Under Internal Pressure.

Part. UG-32 Formed Heads, and Sections, Pressure on Concave Side

Part. UG-99 Standard Hydrostatic Test.

Part UG-101 Proof Tests to Establish Maximum Allowable WorkingPressure.




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MEMORIA DE CLCULO

ASME American Society Mechanical Engineers: Boiler and Pressure Vessel Code.Section II. Material Specification.

PDVSA Petrleos de Venezuela S.A.: Normas de IngenieraPDVSA D-211 Pressure Vessels Design and Fabrication Specification

PDVSA D-251-PRT Requerimientos de Diseo para Recipientes a Presin

PDVSA-H221 Materiales de Tuberas

5. CRITERIOS DE DISEO

4..1 General

Los recipientes identificados con los Tag. V-08 y V-09 sern instalados en la de la Estacin

de Flujo Musipn. La finalidad de este recipiente es la de garantizar que el gas que sedirigir hacia la Planta compresora Muscar no arrastre partculas de liquido, si no que sernrecolectadas en este recipiente.

El diseo de dichos depuradores estar de acuerdo a los requerimientos de la AmericanSociety Mechanical Engineers, ASME: Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII,Division 1.

Los depuradores sern recipientes de presin interna del tipo vertical, con cabezales de tipoelptico. El tipo de soporte a utilizar ser tipo Falda ubicada a una distancia de la lneatangente no mayor a la mitad del radio del recipiente.

4..2 Unidades de Medicin

La unidad de medida de este proyecto es el sistema mtrico (Metro/Kg/Seg). Se exceptadel uso del referido sistema, los dimetros de las tuberas, dimensiones de boquillas,tamao de vlvulas y otros elementos relacionados con tuberas, incluyendo tolerancia decorrosin; los cuales se indicaran segn la norma ASME (pulgadas).

VARIABLE UNIDAD (SMBOLO)

Temperatura F

Presin Psig

Peso Kg.

4..3 Ubicacin de las instalacionesLa Estacin de Flujo Musipn (NMEF 1) esta ubicada en el Municipio Ezequiel Zamora delEstado Monagas, adyacente al pueblo de Musipn y a 16 Km. De la ciudad de Punta deMata, perteneciente al Distrito Norte. Su capacidad de diseo nominal para procesar fluidoes de 180 MBPD de liquido (crudo + agua) y 430 MMPCND de gas de separacin. Laproduccin esta asociada a 59 sartas, provenientes de los yacimientos de los camposMulata, Carito y Furrial.

4..4 Condiciones ambientales




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MEMORIA DE CLCULO

Las condiciones ambientales de la zona donde sern instalados los mencionados equiposse muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Condiciones Ambientales

CONDICIN PARMETRO

Zona Ssmica 5

Velocidad Promedio del Viento Prom: 11,12 km (Estacin Maturn-Aeropuerto)

Direccin PredominanteLa direccin del viento predominante es ESE(Estacin Maturn-Aeropuerto)

Temperatura Ambiente Mnima 72,14 F

Temperatura Ambiente Promedio 80,06 F

Temperatura Ambiente Mxima 88,70 F

Presin Baromtrica Mnima 1010,1 mb (Maturn, 2000)

Presin Baromtrica Promedio 1012,2 mb (Maturn, 2000)

Zona Ssmica 1014,3 mb (Maturn, 2000)

Velocidad Promedio del Viento N/A

Presin Baromtrica Mxima 688,98

Humedad Relativa

El rea presenta una precipitacin promedio de1017, 4 mm al ao, con un perodo lluvioso (>100mm al mes) de ocho meses, que va desde Mayohasta Diciembre. El mes ms lluvioso es Julio, con215 mm y el de menor precipitacin es Marzo, con

24 mm en promedio mensual.

6. DATOS DE ENTRADA PARA CLCULO DE RECIPIENTES A PRESION

Tabla 2. Datos de Entrada Depurador de 500 Psig

DEPURADOR V- 2301

DATOS SMBOLO VALOR OBSERVACIONES

Presin de Operacin PO (Psig.) 578 (Nota 1)

Temperatura de Operacin TO (F) 122 (Nota 1)

Presin de Diseo PD (Psig.) 635 (Nota 1)

Temperatura de Diseo TD (F) 172 (Nota 1)

Dimetro Interno De (Pulg.) 72 (Nota 1)

Espesor de corrosin CA 0.125

Longitud del Cilindro (T-T) L (Pulg.) 180 (Nota 1)




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MEMORIA DE CLCULO

DEPURADOR V- 2301


Densidad del Lquido DL (Lb/pies3) 50.23 (Nota 1)

Inspeccin Radiogrfica 100% (Nota 2)

Eficiencia de la Junta E 1.00 (Nota 2)

Tipo de Cabezal Elptico (Nota 2)

Material del Cuerpo SA 516 Gr. 70 (Nota 2)

Mximo Esfuerzo Permisible S (Psi.) 20.000 (Nota 3)

Material del Cabezal SA 516 Gr. 70 (Nota 2)


Notas:

1) Referencia: Hoja de datos Suministrada por PDVSA.

2) Referencia: American Society Mechanical Engineers, ASME: Boiler and PressureVessel Code. Section VIII, Division 1

3) Referencia: American Society Mechanical Engineers, ASME: Boiler and PressureVessel Code. Section VIII. Adenda 99.

Tabla 3. Datos de Entrada Depurador de 60 Psig

DEPURADOR V- 2302


Presin de Operacin PO (Psig.) 105 (Nota 1)

Temperatura de Operacin TO (F) 1134 (Nota 1)

Presin de Diseo PD (Psig.) 130 (Nota 1)

Temperatura de Diseo TD (F) 184 (Nota 1)

Dimetro Interno De (Pulg.) 96 (Nota 1)

Espesor de corrosin CA 0.125

Longitud del Cilindro (T-T) L (Pulg.) 250 (Nota 1)

Densidad del Lquido DL (Lb/pies3) 51.78 (Nota 1)

Inspeccin Radiogrfica 100% (Nota 2)

Eficiencia de la Junta E 1.00 (Nota 2)

Tipo de Cabezal Elptico (Nota 2)

Material del Cuerpo SA 516 Gr. 70 (Nota 2)




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MEMORIA DE CLCULO

DEPURADOR V- 2302



Material del Cabezal SA 516 Gr. 70 (Nota 2)


Notas:

1) Referencia: Hoja de datos Suministrada por PDVSA.

2) Referencia: American Society Mechanical Engineers, ASME: Boiler and PressureVessel Code. Section VIII, Division 1

3) Referencia: American Society Mechanical Engineers, ASME: Boiler and PressureVessel Code. Section VIII. Adenda 99

7. RESULTADOS

Los clculos desarrollados para los depuradores se presentan en el Anexo A de estedocumento, en este se encuentran los clculos realizados de acuerdo a los alcances descritoscon anterioridad.

El espesor de pared reportado corresponde al espesor comercial de plancha superiorinmediato al mnimo espesor obtenido del desarrollo de los clculos.

Los pesos del recipiente en condiciones de seco (vaci), y lleno de agua (PruebaHidrosttica), incluyen el peso de las faldas y estructuras tales como: plataforma, escaleras,clip, etc.

Tabla 5 Resumen de Resultados Depurador V-2301 de 500 PsigDESCRIPCIN UNIDAD CANTIDAD

Dimetro Interno de Recipiente Pulg. 72

Espesor del Cuerpo Pulg. 1

Espesor de los Cabezales Pulg. 1

MAWP Psi 746.78

Peso en Condicin Seco (vaco) Lbm (Kgs) 30793.66 (13857.15)

Peso Lleno de Agua (Prueba Hidrosttica) Lbm (Kgs) 60216.21 (2797.30)

Peso en Operacin Lbm (Kgs) 32344.10 (14554.84)

Tabla 6 Resumen de Resultados Depurador V-2302 de 60 Psig




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MEMORIA DE CLCULO

DESCRIPCIN UNIDAD CANTIDAD

Dimetro Interno de Recipiente Pulg. 96

Espesor del Cuerpo Pulg. 1/2

Espesor de los Cabezales Pulg. 1/2

MAWP Psi 155.52

Peso en Condicin Seco (vaco) Lbm (Kgs) 16733.06 (7529.88)

Peso Lleno de Agua (Prueba Hidrosttica) Lbm (Kgs) 82641.52 (37188.68)

Peso en Operacion Lbm (Kgs) 4267.91 (19191.56)

8. CALCULO ESPESOR DE TUBERASe realizarn los clculos de espesor de pared de acuerdo las siguientes ecuaciones:

CAttm

+= [ASME B31.3 / 304.1.1]

( )YPES2DP

t+

= [ASME B31.3 / 304.1.2]

Donde:

t = Espesor a la Presin de Diseo en (pulg).

P = Presin de Diseo Interna Manomtrica en (Psig).

D = Dimetro Externo de la Tubera en (pulg).

S = Esfuerzo permitido del material en (Psi) (ASME B31.3 / Tabla A1).

E = Factor de junta (ASME B31.3 / Tabla A1B).

Y = Coeficiente que depende del material y la temperatura de diseo (ASME B31.3 / Tabla304.1.1).

tm = Espesor de pared mnimo requerido considerando el sobre espesor por corrosin,pulgadas.

CA = Corrosin Admisible en (pulg.).

Adems se tiene que:

%tr/100trtm = %)100/()100*mt(tr =

Donde:

tr= Espesor mnimo requerido incluyendo la tolerancia de fabricacin, pulgadas.

% = Tolerancia de fabricacin (12,5% segn tabla 9 de la norma API 5L).




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MEMORIA DE CLCULO

Si tm tr, entonces se selecciona el espesor comercial inmediatamente superior a tr.

De la ecuacin( )YPES2

DPt

+

= y tomando en cuenta la tubera de 16" se obtiene:

( ) ( )( )0.251pulg

0.4635psig1.0020000psig2

pulg.16psig635t =

+

=

Por lo tanto el espesor mnimo requerido ser:

pulg0,3130,0625pulg0,251pulgtm

=+=

Tomando el espesor mnimo requerido (con el sobre espesor de corrosin incluido) de 0.313pulg. y sumando una tolerancia de fabricacin de 12.5% (0,125Tc), se obtiene:

pulg.0.35812,5)-(100/100)*0,313pulg(tr ==

Como tm < tr, entonces se elige un espesor comercial de 0,375 pulgadas

9. DATOS DE ENTRADA PARA CLCULO ESPESOR DE TUBERAS

Tabla 7. Datos de Entrada

Diam. (Pulg)

Cond. De Diseo

S E CA Y

Tol.

Fab,T (F) P (Psig)

16 172 635 20000 1.00 0.0625 0.4 12.5

20 184 130 20000 1.00 0.0625 0.4 12.5

2 184 130 20000 1.00 0.0625 0.4 12.5

2 172 635 20000 1.00 0.0625 0.4 12.5

10. RESULTADOS

Tabla 8. Resumen Espesor de Tuberas

DIAMETRO

20 16 2




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MEMORIA DE CLCULO

MATERIAL API 5L-B API 5L-B API 5L-B

ESPECIFICACION AA1 BA1 AA1 / BA1

ESPESORCALCULADO

0.146 0.358 0.079 / 0.100

ESPESORCOMERCIAL

SELECCIONADO0.375 0.375 0.154

SCH STD. STD. STD.

Las especificaciones de materiales para tuberas y accesorios sern definidas de acuerdo con

el servicio y a los lmites de presin y temperatura de cada lnea, como se indica a continuacin:

Tabla 8. Resumen Espesor de Tuberas

EspecificacinClase /Tipo de

CaraMaterial

CorrosinPermisible

ServicioLmite de

Pres./Temp.

AA1 150 RFAcero alCarbono

0,0625 Gas Natural255 psi a

170F

BA1 300 RFAcero alCarbono

0,0625 Gas Natural1394 psi a

170F

11. ANEXOS




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MEMORIA DE CLCULO

Anexo A. Desarrollo de los Clculos Tericos de los Depuradores V-2301 y V-2302.




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MEMORIA DE CLCULO




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Anexo B. Tablas de Referencia para Clculo de Peso Seco de los Recipientes




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MEMORIA DE CLCULO

Anexo C. Tablas de Referencia de Clculo de Peso de Prueba Hidrosttica de los Recipientes.




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