Finite element analysis of a flange-type intern element of horizontal pressure vessel

Análisis de un interno tipo brida de un recipiente horizontal a presión utilizando elementos finitos

Luis Espinoza , Octavio Andrés González Estrada (1) , Carlos Graciano

1 GIEMA - Grupo de Investigación en Energía y Medioambiente [Bucaramanga]]

This work presents the stress analysis at the flange-type intern element in a pressure vessel which works at 175 °F and 135 psig of pressure, by using the Finite Element Method. This equipment belongs to flow stations and has the main function of separating gas and water from a production fluid. By effect of a contingency, some cracks may arise in the material between the holes of the intern. The mechanical stress distribution around the holes of the intern was estimated using static structural analysis of ANSYS v18.2. The results show that the stress concentrator is located at the intern central orifices, and the range of stress is 25 MPa to 137.5 MPa. In order to continue the operation of the equipment, it is necessary to weld a reinforcing pad.

Este trabajo presenta el estudio de la distribución de esfuerzos mecánicos del interno tipo brida en un recipiente a presión que opera a 175 °F y 135 psig, utilizando el método de los elementos finitos. Este equipo pertenece a estaciones de flujo y tiene como función principal separar gas y agua de un fluido de producción. Por efecto de una contingencia, se presume la aparición de grietas en el material entre los agujeros del interno. La distribución de los esfuerzos mecánicos alrededor de los agujeros del interno se estimó utilizando el módulo estructural de ANSYS v18.2. Los resultados obtenidos muestran que la concentración de esfuerzo se localiza en los orificios centrales del interno y el rango de los esfuerzos está entre 25 MPa y 137,5 MPa. Como resultado se indica que para garantizar las operaciones es necesario soldar una almohadilla de refuerzo hacia el centro del interno. Palabras clave: esfuerzos mecánicos; análisis por elementos finitos; Ansys; recipientes a presión.

Keywords: mechanical stress; finite element analysis; Ansys; pressure vessel

Domains: Structural mechanics [physics.class-ph]

Luis Espinoza, Octavio Andrés González Estrada, Carlos Graciano. Análisis de un interno tipo brida de un recipiente horizontal a presión utilizando elementos finitos. Revista UIS Ingenierías, 2019, 18 (3), pp.151-156. ⟨10.18273/revuin.v18n3-2019015⟩. ⟨hal-02307803⟩