¿Qué es WRC?
WRC o Welding Research Council es una Corporación de Investigación Científica, involucrada en la resolución de problemas relacionados con la soldadura y la tecnología de recipientes a presión . A la fecha se han publicado más de 500 boletines que resuelven diversos problemas de ingeniería.
Importancia de WRC 107 (WRC 537) y WRC 297 en el análisis de tensión de tuberías
Siempre que las cargas de las boquillas del recipiente a presión o del intercambiador de calor (equipo estático) excedan los valores permitidos proporcionados por los proveedores (fabricante del equipo) o las tablas estándar específicas del proyecto (directrices), el profesional de tensión de tuberías puede utilizar WRC 107 (537)/297 (o cualquier otro FEA) para calcular las tensiones en el punto de unión Boquilla-Carcasa y comparar las tensiones calculadas con los valores permitidos proporcionados por los Códigos. Si se encuentra que las tensiones están dentro del límite permisible, entonces los valores de carga y momento pueden aceptarse sin ninguna vacilación.
Sin embargo, hay algunas condiciones de contorno que deben cumplirse antes de usar WRC. Este pequeño artículo intentará explicar los detalles necesarios para realizar WRC 107 (WRC 537) y WRC 297 utilizando Caesar II y el método paso a paso para realizar las comprobaciones de WRC.
¿Qué es WRC 107 (WRC 537) y WRC 297?
Los boletines WRC 107 (537) y WRC 297 se ocupan de los estados de tensión “locales” en las proximidades de un accesorio a un recipiente o tubería . Como lo indican los títulos de sus boletines, WRC-107 se puede usar para conexiones a carcasas esféricas y cilíndricas, mientras que WRC-297 solo se ocupa de las conexiones de cilindro a cilindro .Mientras que ambos boletines se utilizan para la conexión de la boquilla. WRC-107 se basa en un caparazón no penetrado, mientras que WRC-297 asume una abertura circular en un recipiente. Además, la WRC-107 define valores para uniones sólidas y huecas de forma redonda o rectangular para carcasas esféricas, pero elimina la distinción sólido/hueco para conexiones a carcasas cilíndricas. WRC-297, por otro lado, está diseñado solo para boquillas cilíndricas unidas a carcasas cilíndricas.
Condiciones de contorno para el uso de WRC 107 / WRC 537
Para determinar si el boletín WRC 107 / WRC 537 se puede utilizar para la verificación de tensión local, se deben cumplir las siguientes pautas de geometría:
- d/D<0,33
- Dm/T=(DT)/T>50 (Aquí, T=Grosor del vaso, Dm=diámetro medio del vaso)
Condiciones de contorno para usar WRC 297
Para determinar si el boletín WRC 297 se puede utilizar para la verificación de tensión local, se deben cumplir las siguientes pautas de geometría:
- d/D<=0.5
- d/t>=20 y d/t<=100 (Aquí t=grosor de boquilla)
- D/T>=20 y D/T<=2500
- d/T>=5
- La boquilla debe estar aislada (no puede estar cerca de una discontinuidad) – no dentro de 2√(DT) en el recipiente y no dentro de 2√(dt) en la boquilla
Diferencia entre WRC 107 (WRC 537) y 297
Las principales diferencias además de las condiciones de contorno mencionadas anteriormente se enumeran a continuación:
1. WRC 107 calcula solo las tensiones del recipiente, mientras que WRC 297 calcula las tensiones del recipiente junto con las tensiones de la boquilla.
2. WRC 297 es aplicable solo para dos capas cilíndricas que se cruzan normalmente (perpendiculares), mientras que WRC 107 es aplicable para capas cilíndricas y esféricas de cualquier intersección.
3. Los aditamentos para la comprobación WRC 297 deben ser huecos pero el WRC 107 analiza aditamentos cilíndricos o rectangulares que pueden ser rígidos o huecos.
4. WRC 297 no es aplicable para boquillas que sobresalen dentro del recipiente (Fig. 1), Boquilla tangencial (Fig. 2), Boquilla en ángulo (Fig. 3).
5. Por lo general, WRC-107 se usa para cálculos de tensión local y WRC-297 para cálculos de flexibilidad.
Limitaciones de WRC 107 (WRC 537) y WRC 297
Además de las condiciones de contorno mencionadas anteriormente, existen algunas limitaciones más, como se menciona a continuación:
- Ninguno de los boletines considera el refuerzo del caparazón ni aborda el estrés debido a la presión.
- CAESAR II, PVElite y CodeCalc no extrapolarán datos de los gráficos cuando se excedan las limitaciones geométricas mencionadas anteriormente. Los datos extrapolados pueden no ser apropiados.
Metodología de cálculo WRC-107/ WRC-297 en Caesar II
Entradas necesarias para realizar la comprobación de WRC
Los siguientes documentos deben estar listos con usted antes de comenzar a realizar la verificación WRC 107/297:
- Detalles del equipo/ Plano de disposición general
- Detalles de la boquilla
- lista de líneas
Pasos de cálculo de WRC en Caesar II
Paso 1: Realice un análisis estático del sistema de tensiones y descubra las cargas de boquilla necesarias para comprobar las tensiones locales.
Paso 2: Ingrese al módulo WRC de Caesar II. Proporcione un nombre de archivo para su trabajo. Consulte la figura 2
Paso 3: Aparecerá la siguiente pantalla. Ingrese los datos de la boquilla como se muestra en la Fig. 3 a continuación.
Paso 4: ahora ingrese los detalles del recipiente, es decir, el diámetro, el espesor de la pared, el margen de corrosión y el material (Fig. 4)
Paso 5: Ingrese los cosenos de dirección del recipiente y la boquilla, la presión de diseño interno y los valores de carga y momentos de la salida del análisis estático Caesar (sostenido, de expansión y ocasional, según corresponda).
Paso 6: En opciones, se sugiere no cambiar ningún parámetro. Ahora haga clic en análisis para leer los resultados. La salida le informará si la verificación de WRC está pasando o fallando. Utilice los resultados según sus requisitos.
Para ingresar cargas y momentos según la convención local, se puede usar la siguiente descripción y figura (Fig. 7) para convertir fuerzas globales en fuerzas locales.
Como se muestra en la Fig. 7, estire la mano derecha con el dedo medio a lo largo de la línea central del vaso. El dedo índice debe estar paralelo a la línea central de la boquilla y debe apuntar en una dirección desde la boquilla hacia la entrada al recipiente. Y el pulgar debe ser perpendicular a ambos. Después
- La dirección del dedo índice representa +P.
- La dirección del dedo medio representa +V L
- La dirección del Pulgar representa +V C
- M L será positivo si al aplicar la regla del pulgar de la mano derecha a M L , la dirección del pulgar es la misma que la de V C .
- M C será positivo si al aplicar la regla del pulgar derecho a M C , la dirección del pulgar es opuesta a la dirección de V L .
- M T será positivo si al aplicar la regla del pulgar derecho a M T , la dirección del pulgar es opuesta a la dirección de P. Obtenga las cargas y los momentos de la salida CAESAR. Compare la dirección de las fuerzas y los momentos en la salida de CAESAR con las direcciones convencionales de las fuerzas y los momentos e ingrese los valores de P, V L , V C , M T , M C y M L según corresponda.
