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Los amortiguadores Visco reducen las vibraciones en los sistemas de tuberías de una planta petroquímica
Una empresa petroquímica de la región de Oriente Medio se puso en contacto con GERB para que le ayudara a reducir los problemas de vibración de una de sus plantas de aminas.
Era necesario reducir el grado de vibración en cuatro plantas, ya que excedía los límites permitidos (véase la figura 1). El estudio interno del proceso del cliente reveló que existe un flujo en tramos en las tuberías que induce fuerzas internas que no se pueden eliminar. Teniendo en cuenta las limitaciones, como el gran diámetro de las tuberías (36″), los largos recorridos verticales y el hecho de que la mayoría de los soportes están unidos a un recipiente a presión, no es posible modificar el trazado de las tuberías ni los soportes existentes. Los amortiguadores de tuberías GERB son la solución ideal para este tipo de problemas debido a sus excelentes propiedades de reacondicionamiento y a su gran capacidad de reducción de las vibraciones. El objetivo era reducir el nivel de clasificación de «Preocupante» a «Aceptable» en las ubicaciones 6 y 7 de la primera unidad de instalación (puntos parecidos, aunque ligeramente diferentes en las demás unidades).
Creación del modelo y simulación
El cliente proporcionó los datos del modelo CEASAR II que se importaron a Rohr2. En la figura 2 se ofrece una visión general del sistema de tuberías y en la figura 3 se presenta una idea de instalación con amortiguadores.
Para comprender el impacto, se probaron diferentes configuraciones de amortiguadores, por ejemplo, dos o cuatro amortiguadores por sección de tubería. En la figura 3 se muestra el sistema con dos amortiguadores instalados.
Consulte [1] para obtener una explicación detallada de la modelización de los amortiguadores viscosos o [2] para obtener una explicación más específica sobre cómo utilizarlos en aplicaciones de tuberías.
Resultados de la simulación
Se compararon las siguientes configuraciones:
- Sin amortiguadores
- Con dos amortiguadores
- Con cuatro amortiguadores (dos amortiguadores en cada ubicación en disposición de tándem)
Se observa que es posible lograr una considerable reducción de las vibraciones en los nodos 1010 y 1050, que se encuentran cerca de los lugares de instalación de los amortiguadores. En el nodo 1060, que está más alejado del lugar de instalación del amortiguador, el efecto de reducción es menor.
Selección de amortiguadores
El número de amortiguadores se eligió para lograr la mejor reducción posible de la amortiguación de acuerdo con las condiciones locales de la instalación y las capacidades de soporte:
- Las fuerzas máximas en los soportes no debían superar los 5 kN
- Los puntos de instalación de soportes adecuados eran limitados
Se decidió instalar cuatro amortiguadores de tamaño medio en esta unidad de instalación. El tamaño de los amortiguadores se eligió de manera que se redujeran los requisitos de resistencia y rigidez necesarios de los soportes del lugar. Asimismo, se decidió instalar los amortiguadores en la llamada disposición de tándem para reducir el posible par en los soportes y en la propia tubería. En la figura 7 se muestra una imagen de este esquema de instalación.
Diseño de la abrazadera de fricción
El cliente pidió a GERB que también proporcionara el complejo diseño y la fabricación de las abrazaderas de fricción para esta disposición de tándem. En la fase de diseño, hubo que tener en cuenta aspectos como la capacidad de fricción, la expansión térmica y la protección contra la corrosión debida a las tuberías de acero inoxidable y las abrazaderas de acero al carbono. A continuación se presenta una lista abreviada de los requisitos:
- Tubería de acero inoxidable de 30 pulgadas
- Abrazadera de acero al carbono en disposición de tándem
- Temperatura de funcionamiento del fluido de 107 °C
- Temperatura ambiente entre +5 °C y +55 °C
- Todas las fuerzas de amortiguación necesarias debían transferirse a través de las fuerzas de fricción de la abrazadera
- Todos los componentes debían cumplir los requisitos de resistencia de las normativas y reglamentos aplicables
- Útiles opciones de instalación en los niveles superiores de la planta
Para evitar la corrosión por contacto, se diseñó una capa de acero inoxidable para colocarla entre la abrazadera y la tubería. La propia abrazadera es de S355. Además, el diseño puede adaptarse a los requisitos mencionados anteriormente y, al mismo tiempo, es económico y fácil de instalar.
Fabricación
Los amortiguadores y las abrazaderas se fabricaron en la sede de GERB en Berlín (Alemania). El control de calidad y la documentación de la producción se llevaron a cabo con arreglo a las normas vigentes y a un detallado plan para garantizar la calidad (Quality Assurance Plan, QAP) acordado con el cliente (véase la figura 8). Las piezas se fabricaron y se entregaron al cliente en el plazo previsto.
Instalación y supervisión
El proceso de instalación se llevo a cabo en colaboración con el cliente final. El cliente se encargó de proporcionar una grúa y el personal de instalación. El proceso de instalación fue supervisado por un ingeniero experimentado de GERB en el lugar. Un manual de calidad ofrecía explicaciones detalladas sobre todos los pasos necesarios para la instalación.
En las figuras 9 y 10 se muestra una página de este manual de instalación a modo de ejemplo. [3] es una referencia al manual de instalación estándar de GERB para amortiguadores. Cada instalación de abrazaderas cuenta con un manual específico creado especialmente para ese esquema de instalación.
Confirmación de las medidas
La tabla 2 contiene los resultados de la instalación en las 4 unidades antes y después de instalar los amortiguadores. A excepción del sistema 2, que no era preocupante desde el principio, todos los sistemas pudieron reducirse del nivel «Preocupante» al nivel «Aceptable» La reducción media osciló entre el 60 % y el 80 %, con una media general del 68 % (para los sistemas 1, 3 y 4). Esto supone aproximadamente un 20 % más de lo que se había previsto en la simulación, con una reducción media de alrededor del 45 %.
Este valor de reducción media es elevado, lo que indica que la planificación, la selección, la fabricación y la instalación de los amortiguadores se efectuaron de forma correcta.
Conclusión
Este estudio de caso demuestra que el uso de amortiguadores viscosos en las tuberías puede ser un método muy eficaz para reducir las vibraciones operativas en los sistemas de tuberías con flujo en tramos y fenómenos parecidos. La instalación descrita es muy rentable y pudo instalarse con toda la planta en funcionamiento. Esto reduce el tiempo de inactividad de la planta y evita costes adicionales debidos a las interrupciones.
La reducción media de aproximadamente un 68 % es superior a la obtenida con la simulación, lo que indica cierto conservadurismo en el enfoque de la modelización. Al mismo tiempo, revela que la planificación de los preparativos del punto de apoyo y de la instalación general se realizó de forma profesional, lo cual es necesario para lograr el mejor rendimiento posible de los amortiguadores. En el diseño de los amortiguadores y los componentes de conexión se tuvieron en cuenta todos los parámetros relacionados con el proyecto. Esto demuestra que la simulación y el uso de los amortiguadores de tuberías es una herramienta factible y rentable para atenuar las vibraciones en las plantas petroquímicas.
REFERENCIAS
[1] Descripción de las características dependientes de la frecuencia de los amortiguadores viscoelásticos
Barutzki, GERB, diciembre de 2006, pdf
[2] Aumento de la vida útil y la seguridad de los sistemas de tuberías mediante el uso de amortiguadores viscosos, para la Convención Estática de Oriente Medio 2018
Fischer, Barutzki, GERB, marzo de 2018, pdf
[3] Instrucciones para el transporte, la instalación, el mantenimiento y la eliminación de todos los tipos de amortiguadores para tuberías
Fischer, Barutzki, GERB, abril de 2020, pdf
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Los amortiguadores Visco reducen las vibraciones en los sistemas de tuberías de una planta petroquímica
Una empresa petroquímica de la región de Oriente Medio se puso en contacto con GERB para que le ayudara a reducir los problemas de vibración de una de sus plantas de aminas.
Era necesario reducir el grado de vibración en cuatro plantas, ya que excedía los límites permitidos (véase la figura 1). El estudio interno del proceso del cliente reveló que existe un flujo en tramos en las tuberías que induce fuerzas internas que no se pueden eliminar. Teniendo en cuenta las limitaciones, como el gran diámetro de las tuberías (36″), los largos recorridos verticales y el hecho de que la mayoría de los soportes están unidos a un recipiente a presión, no es posible modificar el trazado de las tuberías ni los soportes existentes. Los amortiguadores de tuberías GERB son la solución ideal para este tipo de problemas debido a sus excelentes propiedades de reacondicionamiento y a su gran capacidad de reducción de las vibraciones. El objetivo era reducir el nivel de clasificación de «Preocupante» a «Aceptable» en las ubicaciones 6 y 7 de la primera unidad de instalación (puntos parecidos, aunque ligeramente diferentes en las demás unidades).
Los amortiguadores Visco reducen las vibraciones en los sistemas de tuberías de una planta petroquímica
Una empresa petroquímica de la región de Oriente Medio se puso en contacto con GERB para que le ayudara a reducir los problemas de vibración de una de sus plantas de aminas.
Era necesario reducir el grado de vibración en cuatro plantas, ya que excedía los límites permitidos (véase la figura 1). El estudio interno del proceso del cliente reveló que existe un flujo en tramos en las tuberías que induce fuerzas internas que no se pueden eliminar. Teniendo en cuenta las limitaciones, como el gran diámetro de las tuberías (36″), los largos recorridos verticales y el hecho de que la mayoría de los soportes están unidos a un recipiente a presión, no es posible modificar el trazado de las tuberías ni los soportes existentes. Los amortiguadores de tuberías GERB son la solución ideal para este tipo de problemas debido a sus excelentes propiedades de reacondicionamiento y a su gran capacidad de reducción de las vibraciones. El objetivo era reducir el nivel de clasificación de «Preocupante» a «Aceptable» en las ubicaciones 6 y 7 de la primera unidad de instalación (puntos parecidos, aunque ligeramente diferentes en las demás unidades).
Creación del modelo y simulación
El cliente proporcionó los datos del modelo CEASAR II que se importaron a Rohr2. En la figura 2 se ofrece una visión general del sistema de tuberías y en la figura 3 se presenta una idea de instalación con amortiguadores.
Para comprender el impacto, se probaron diferentes configuraciones de amortiguadores, por ejemplo, dos o cuatro amortiguadores por sección de tubería. En la figura 3 se muestra el sistema con dos amortiguadores instalados. Consulte [1] para obtener una explicación detallada de la modelización de los amortiguadores viscosos o [2] para obtener una explicación más específica sobre cómo utilizarlos en aplicaciones de tuberías.
Resultados de la simulación
Se compararon las siguientes configuraciones:
- Sin amortiguadores
- Con dos amortiguadores
- Con cuatro amortiguadores (dos amortiguadores en cada ubicación en disposición de tándem)
Se observa que es posible lograr una considerable reducción de las vibraciones en los nodos 1010 y 1050, que se encuentran cerca de los lugares de instalación de los amortiguadores. En el nodo 1060, que está más alejado del lugar de instalación del amortiguador, el efecto de reducción es menor.
Selección de amortiguadores
El número de amortiguadores se eligió para lograr la mejor reducción posible de la amortiguación de acuerdo con las condiciones locales de la instalación y las capacidades de soporte:
- Las fuerzas máximas en los soportes no debían superar los 5 kN
- Los puntos de instalación de soportes adecuados eran limitados
Se decidió instalar cuatro amortiguadores de tamaño medio en esta unidad de instalación. El tamaño de los amortiguadores se eligió de manera que se redujeran los requisitos de resistencia y rigidez necesarios de los soportes del lugar. Asimismo, se decidió instalar los amortiguadores en la llamada disposición de tándem para reducir el posible par en los soportes y en la propia tubería. En la figura 7 se muestra una imagen de este esquema de instalación.
Diseño de la abrazadera de fricción
El cliente pidió a GERB que también proporcionara el complejo diseño y la fabricación de las abrazaderas de fricción para esta disposición de tándem. En la fase de diseño, hubo que tener en cuenta aspectos como la capacidad de fricción, la expansión térmica y la protección contra la corrosión debida a las tuberías de acero inoxidable y las abrazaderas de acero al carbono. A continuación se presenta una lista abreviada de los requisitos:
- Tubería de acero inoxidable de 30 pulgadas
- Abrazadera de acero al carbono en disposición de tándem
- Temperatura de funcionamiento del fluido de 107 °C
- Temperatura ambiente entre +5 °C y +55 °C
- Todas las fuerzas de amortiguación necesarias debían transferirse a través de las fuerzas de fricción de la abrazadera
- Todos los componentes debían cumplir los requisitos de resistencia de las normativas y reglamentos aplicables
- Útiles opciones de instalación en los niveles superiores de la planta
Para evitar la corrosión por contacto, se diseñó una capa de acero inoxidable para colocarla entre la abrazadera y la tubería. La propia abrazadera es de S355. Además, el diseño puede adaptarse a los requisitos mencionados anteriormente y, al mismo tiempo, es económico y fácil de instalar.
Fabricación
Los amortiguadores y las abrazaderas se fabricaron en la sede de GERB en Berlín (Alemania). El control de calidad y la documentación de la producción se llevaron a cabo con arreglo a las normas vigentes y a un detallado plan para garantizar la calidad (Quality Assurance Plan, QAP) acordado con el cliente (véase la figura 8). Las piezas se fabricaron y se entregaron al cliente en el plazo previsto.
Instalación y supervisión
El proceso de instalación se llevo a cabo en colaboración con el cliente final. El cliente se encargó de proporcionar una grúa y el personal de instalación. El proceso de instalación fue supervisado por un ingeniero experimentado de GERB en el lugar. Un manual de calidad ofrecía explicaciones detalladas sobre todos los pasos necesarios para la instalación.
En las figuras 9 y 10 se muestra una página de este manual de instalación a modo de ejemplo. [3] es una referencia al manual de instalación estándar de GERB para amortiguadores. Cada instalación de abrazaderas cuenta con un manual específico creado especialmente para ese esquema de instalación.
Confirmación de las medidas
La tabla 2 contiene los resultados de la instalación en las 4 unidades antes y después de instalar los amortiguadores. A excepción del sistema 2, que no era preocupante desde el principio, todos los sistemas pudieron reducirse del nivel «Preocupante» al nivel «Aceptable» La reducción media osciló entre el 60 % y el 80 %, con una media general del 68 % (para los sistemas 1, 3 y 4). Esto supone aproximadamente un 20 % más de lo que se había previsto en la simulación, con una reducción media de alrededor del 45 %.
Este valor de reducción media es elevado, lo que indica que la planificación, la selección, la fabricación y la instalación de los amortiguadores se efectuaron de forma correcta.
Conclusión
Este estudio de caso demuestra que el uso de amortiguadores viscosos en las tuberías puede ser un método muy eficaz para reducir las vibraciones operativas en los sistemas de tuberías con flujo en tramos y fenómenos parecidos. La instalación descrita es muy rentable y pudo instalarse con toda la planta en funcionamiento. Esto reduce el tiempo de inactividad de la planta y evita costes adicionales debidos a las interrupciones.
La reducción media de aproximadamente un 68 % es superior a la obtenida con la simulación, lo que indica cierto conservadurismo en el enfoque de la modelización. Al mismo tiempo, revela que la planificación de los preparativos del punto de apoyo y de la instalación general se realizó de forma profesional, lo cual es necesario para lograr el mejor rendimiento posible de los amortiguadores. En el diseño de los amortiguadores y los componentes de conexión se tuvieron en cuenta todos los parámetros relacionados con el proyecto. Esto demuestra que la simulación y el uso de los amortiguadores de tuberías es una herramienta factible y rentable para atenuar las vibraciones en las plantas petroquímicas.
Creación del modelo y simulación
El cliente proporcionó los datos del modelo CEASAR II que se importaron a Rohr2. En la figura 2 se ofrece una visión general del sistema de tuberías y en la figura 3 se presenta una idea de instalación con amortiguadores.
Para comprender el impacto, se probaron diferentes configuraciones de amortiguadores, por ejemplo, dos o cuatro amortiguadores por sección de tubería. En la figura 3 se muestra el sistema con dos amortiguadores instalados.
Resultados de la simulación
Se compararon las siguientes configuraciones:
- Sin amortiguadores
- Con dos amortiguadores
- Con cuatro amortiguadores (dos amortiguadores en cada ubicación en disposición de tándem)
Se observa que es posible lograr una considerable reducción de las vibraciones en los nodos 1010 y 1050, que se encuentran cerca de los lugares de instalación de los amortiguadores. En el nodo 1060, que está más alejado del lugar de instalación del amortiguador, el efecto de reducción es menor.
Selección de amortiguadores
El número de amortiguadores se eligió para lograr la mejor reducción posible de la amortiguación de acuerdo con las condiciones locales de la instalación y las capacidades de soporte:
- Las fuerzas máximas en los soportes no debían superar los 5 kN
- Los puntos de instalación de soportes adecuados eran limitados
Se decidió instalar cuatro amortiguadores de tamaño medio en esta unidad de instalación. El tamaño de los amortiguadores se eligió de manera que se redujeran los requisitos de resistencia y rigidez necesarios de los soportes del lugar. Asimismo, se decidió instalar los amortiguadores en la llamada disposición de tándem para reducir el posible par en los soportes y en la propia tubería. En la figura 7 se muestra una imagen de este esquema de instalación.
Diseño de la abrazadera de fricción
El cliente pidió a GERB que también proporcionara el complejo diseño y la fabricación de las abrazaderas de fricción para esta disposición de tándem. En la fase de diseño, hubo que tener en cuenta aspectos como la capacidad de fricción, la expansión térmica y la protección contra la corrosión debida a las tuberías de acero inoxidable y las abrazaderas de acero al carbono. A continuación se presenta una lista abreviada de los requisitos:
- Tubería de acero inoxidable de 30 pulgadas
- Abrazadera de acero al carbono en disposición de tándem
- Temperatura de funcionamiento del fluido de 107 °C
- Temperatura ambiente entre +5 °C y +55 °C
- Todas las fuerzas de amortiguación necesarias debían transferirse a través de las fuerzas de fricción de la abrazadera
- Todos los componentes debían cumplir los requisitos de resistencia de las normativas y reglamentos aplicables
- Útiles opciones de instalación en los niveles superiores de la planta
Para evitar la corrosión por contacto, se diseñó una capa de acero inoxidable para colocarla entre la abrazadera y la tubería. La propia abrazadera es de S355. Además, el diseño puede adaptarse a los requisitos mencionados anteriormente y, al mismo tiempo, es económico y fácil de instalar.
Fabricación
Los amortiguadores y las abrazaderas se fabricaron en la sede de GERB en Berlín (Alemania). El control de calidad y la documentación de la producción se llevaron a cabo con arreglo a las normas vigentes y a un detallado plan para garantizar la calidad (Quality Assurance Plan, QAP) acordado con el cliente (véase la figura 8). Las piezas se fabricaron y se entregaron al cliente en el plazo previsto.
Instalación y supervisión
El proceso de instalación se llevo a cabo en colaboración con el cliente final. El cliente se encargó de proporcionar una grúa y el personal de instalación. El proceso de instalación fue supervisado por un ingeniero experimentado de GERB en el lugar. Un manual de calidad ofrecía explicaciones detalladas sobre todos los pasos necesarios para la instalación.
En la figura 9 se muestra una página de este manual de instalación a modo de ejemplo. [3] es una referencia al manual de instalación estándar de GERB para amortiguadores. Cada instalación de abrazaderas cuenta con un manual específico creado especialmente para ese esquema de instalación.
Confirmación de las medidas
La tabla 2 contiene los resultados de la instalación en las 4 unidades antes y después de instalar los amortiguadores. A excepción del sistema 2, que no era preocupante desde el principio, todos los sistemas pudieron reducirse del nivel «Preocupante» al nivel «Aceptable» La reducción media osciló entre el 60 % y el 80 %, con una media general del 68 % (para los sistemas 1, 3 y 4). Esto supone aproximadamente un 20 % más de lo que se había previsto en la simulación, con una reducción media de alrededor del 45 %.
Este valor de reducción media es elevado, lo que indica que la planificación, la selección, la fabricación y la instalación de los amortiguadores se efectuaron de forma correcta.
Conclusión
Este estudio de caso demuestra que el uso de amortiguadores viscosos en las tuberías puede ser un método muy eficaz para reducir las vibraciones operativas en los sistemas de tuberías con flujo en tramos y fenómenos parecidos. La instalación descrita es muy rentable y pudo instalarse con toda la planta en funcionamiento. Esto reduce el tiempo de inactividad de la planta y evita costes adicionales debidos a las interrupciones.
La reducción media de aproximadamente un 68 % es superior a la obtenida con la simulación, lo que indica cierto conservadurismo en el enfoque de la modelización. Al mismo tiempo, revela que la planificación de los preparativos del punto de apoyo y de la instalación general se realizó de forma profesional, lo cual es necesario para lograr el mejor rendimiento posible de los amortiguadores. En el diseño de los amortiguadores y los componentes de conexión se tuvieron en cuenta todos los parámetros relacionados con el proyecto. Esto demuestra que la simulación y el uso de los amortiguadores de tuberías es una herramienta factible y rentable para atenuar las vibraciones en las plantas petroquímicas.
REFERENCIAS
[1] Descripción de las características dependientes de la frecuencia de los amortiguadores viscoelásticos
Barutzki, GERB, diciembre de 2006, pdf
[2] Aumento de la vida útil y la seguridad de los sistemas de tuberías mediante el uso de amortiguadores viscosos, para la Convención Estática de Oriente Medio 2018
Fischer, Barutzki, GERB, marzo de 2018, pdf
[3] Instrucciones para el transporte, la instalación, el mantenimiento y la eliminación de todos los tipos de amortiguadores para tuberías
Fischer, Barutzki, GERB, abril de 2020, pdf
No dude en ponerse en contacto con nosotros en relación con las referencias mencionadas.
REFERENCIAS
[1] Descripción de las características dependientes de la frecuencia de los amortiguadores viscoelásticos
Barutzki, GERB, diciembre de 2006, pdf
[2] Aumento de la vida útil y la seguridad de los sistemas de tuberías mediante el uso de amortiguadores viscosos, para la Convención Estática de Oriente Medio 2018
Fischer, Barutzki, GERB, marzo de 2018, pdf
[3] Instrucciones para el transporte, la instalación, el mantenimiento y la eliminación de todos los tipos de amortiguadores para tuberías
Fischer, Barutzki, GERB, abril de 2020, pdf
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