Uniones atornilladas en aplicaciones off-shore. modelización fem y numérica para optimización de secuencias de apriete

Abstract

[ES]La obtención de una distribución uniforme de carga en uniones atornilladas de bridas para la canalización offshore en el sector del gas y el petróleo es una tarea fundamental, pues de ello dependerá el correcto sellado de la unión y la prevención de escapes. El principal inconveniente para alcanzar la uniformidad final, reside en la pérdida de carga durante la secuencia de atornillado a causa de la Interacción Elástica. Existen distintas normativas como la ASME que proponen secuencias de atornillado para alcanzar una carga final uniforme. Sin embargo, estas secuencias son muy generalistas y requieren un gran número de pasadas. Ante este escenario, resultará de gran interés desarrollar procedimientos de ensamblaje específicos a la aplicación de estudio, con el objetivo de minimizar el tiempo de ensamblado y en definitiva, el gasto económico de la operación. Con este fin, este Trabajo de Fin de Grado desarrolla un metamodelo, consistente en un único sector de brida, que permitirá obtener el área de alcance y la magnitud de acción de la Interacción Elástica con un coste computacional mínimo.

[EU]Petrolioa nahiz gasa garraiatzeko erabili ohi diren offshore hodietan aurkitzen diren torloju bidezko loturetan uniformeki banandutako kargak lortzea ezinbestekoa da. Honen bidez, bermatuko baita loturaren finkotasuna eta ihesen sorpena. Torlojutze operazioan amaierako kargen uniformetasuna lotzeko aurkitzen den zailtasun nagusia Interakzio Elastikoari dagokio. ASME bezalako arauek amaieran karga uniformea burutzeko sekuentziak proposatzen dituzten arren, sekuentzia horiek orokorregiak dira eta pasada bat baino gehiago behar dituzte. Hau gainditzeko, aztertutako aplikaziorako zehatzak diren torlojutze prozedurak garatzea interesantea izango da, haien bitartez, arauek eskainitako denborekin batera, prozeduren gastu ekonomikoak murriztu daitezen. Helburu honekin, Gradu Amaierako Lan honek metamodelo berri bat aurkezten du, Interakzio Elastikoaren eraginaren area eremua etamagnitudea kalkulatuko dituena, koste konputazional minimoa erabilita.

[EN]Achieving uniform load distribution in pressure vessel gasketed joints for piping in Oil & Gas applications is a critical task, on which will depend the proper sealing of the joint and its leak-free service. The main inconvenient when trying to reach load uniformity is the loss of load that happens during the assembly sequence. This is due to the Elastic Interaction. There are different standards, such as ASME, collecting assembly sequences that reach a uniform load at the end. Nonetheless, this sequences are often too generalist and require more than a single pass. To solve the problem, it is recommended to develop specific procedure for the application under study. This way, not only the assembly time, but also the economic expenses of the operation will be reduced. In order to attain this goal, in this End-of-Degree Project a metamodel consisting on only one sector of the gasketed joint is developed, which provides the area of influence and the magnitude of the Elastic Interaction phenomena, requiring a minimum operational cost.