Simulación y validación de la reparación de ductos en servicio por la deposición directa de soldadura

LUIS DANTE MELENDEZ MORALES (2023, [Tesis de doctorado])

El transporte de hidrocarburos por ductos enterrados es la forma más segura, confiable y económica para su suministro, estos pueden extenderse grandes longitudes territoriales e inclusive atravesar países con tal de satisfacer la demanda energética. No obstante, los ductos pueden sufrir daños provocados por el ambiente, su operación o bien provocados por terceros, siendo necesario que sean intervenidos reemplazando las secciones dañadas. Las regulaciones nacionales y tratados internacionales desalientan la liberación de grandes cantidades de gas natural a la atmósfera, por demás de que un paro de suministro conlleva a desabasto energético, multas y a costosas operaciones asociadas con la rehabilitación del ducto, forzando a soldar envolventes y accesorios sin detener la operación de los ductos, esto se conoce como “soldadura en servicio”. La soldadura en servicio es un proceso tecnológico, por el cual se puede efectuar la interconexión y la reparación de ductos mientras están en operación, previo a realizar estas actividades, se requiere que dos riesgos sean evaluados: agrietamiento por hidrógeno y quemada pasante. Las simulaciones actuales y validaciones evalúan estos riesgos de forma independiente, pero debido a su interdependencia estos riesgos deben evaluarse en conjunto. Un método de reparación que no es normalmente empleado, pero con un alto potencial debido a su simplicidad y versatilidad, es la deposición directa de soldadura. En la presente investigación, se realizó una simulación numérica fluido-termo-mecánica acoplada con validación experimental, de la reparación de un tubo con flujo presurizado conteniendo un defecto interno por la deposición directa de soldadura. Por medio de la cual, es posible predecir el comportamiento estructural del ducto mientras se realiza la reparación.

La simulación numérica se efectuó con el apoyo del software ANSYS versión académica 22R2, siendo esta una herramienta de última generación capaz de contribuir en la predicción de mecanismos complejos como lo es la soldadura en servicio, incrementando con ello la seguridad y confiabilidad de estas operaciones. Cabe hacer mención, que la regulación nacional prohíbe la reparación de defectos internos por la deposición directa de soldadura, esto se debe principalmente a la falta de investigaciones validadas que respalden su viabilidad. Los resultados demostraron la efectividad de emplear este método de reparación para restaurar la resistencia mecánica de los ductos. Las inspecciones por pruebas no destructivas superficiales, subsuperficiales y volumétricas, evidenciaron que no ocurrió agrietamiento inmediatamente al finalizar la reparación y retardada (posterior a por lo menos 12 horas después de haberse finalizada la reparación, tiempo suficiente para permitir la difusión de hidrógeno atómico a hidrógeno molecular). Las curvas de tendencia de temperatura mostraron buena aproximación teniéndose una diferencia máxima de 5.09% entre los resultados numéricos y experimental. Los resultados numéricos y experimentales de la deformación perimetral a lo largo de la longitud de la tubería mostraron un comportamiento similar con una diferencia significativa del 17.7% entre los valores numéricos atribuidos a la falta de información de entrada para las propiedades de la soldadura. El análisis estructural efectuado en este estudio emplea la estimación del riesgo de quemada pasante bajo presión interna, determinado por la ocurrencia de abultamiento radial localizado. Los resultados numéricos indican que no ocurre deformación plástica relevante. Se hace una fuerte recomendación para que las evaluaciones de análisis térmico empleen la morfología actual del defecto y no solo consideren el espesor remanente del tubo. De acuerdo con la revisión bibliográfica realizada y recientemente publicada, este tipo de simulación numérica acoplada con validación experimental de la reparación de ductos en servicio por deposición directa de soldadura para la reparación de defectos internos contemplando la prevención de quemada pasante y agrietamiento por hidrógeno no ha sido realizada con anterioridad.

Hydrocarbon transportation by buried pipelines is the safest, most reliable, and economical way for its supply; these can extend long territorial distances and even cross countries with the purpose of satisfying the energy demand. However, the pipelines can suffer damages caused by their environment, their operation, or provoked by third parties, making necessary interventions to replace the damaged sections. National regulations and international agreements discourage the release of large quantities of natural gas into the atmosphere; moreover, a stop in its supply entails an energetic shortage, fines, and expensive operations associated with the pipeline rehabilitation, forcing to weld sleeves and fittings without stop the pipeline operation, this is known as “In-Service Welding”. In-Service welding is a technological process for which interconnection and repair of pipelines can be made while they are in operation; before making it, two main risks need to be assessed: hydrogen cracking and burn-through. Current simulations and validations assess these risks independently, but due to their interdependence, these risks need to be assessed in conjunction. A repair method not normally used but with high potential due to its simplicity and versatility is the direct deposition of the weld. In the present research, a fluid-thermo-mechanical coupled numerical simulation with experimental validation was done of a repair on a pipe with pressurized flow having an internal defect by direct deposition of the weld. It is possible predict the structural behavior of a pipeline while the reparation is performed.

The numerical simulation was done with the support of ANSYS software academic version 22R2, the latest generation tool able to contribute to the prediction of complex mechanisms, as is in-service welding, increasing the security and confidence of these operations. It is worth mentioning that national regulation forbids the reparation of internal defects for direct deposition of the weld; the main reason is the lack of validated investigations supporting its viability. The results demonstrated the effectiveness of using this repair method to restore the mechanical strength of pipelines. Surface, sub-surface, and volumetric non-destructive inspections evidenced no cracking immediately to finish the repair and delayed (after at least 12 hours of having finished the repair, time enough to allow the hydrogen diffusion from atomic hydrogen to molecular hydrogen). Temperature tendency curves showed good approximations, having a maximum difference of 5.09 % between numerical and experimental. Perimeter deformation along the pipe length between numerical and experimental results displayed a similar behavior with a significant difference of 17.7% against numerical values attributed to the lack of input data for weld properties. The structural analysis performed in this study used the approach of the risk of burn-through under internal pressure determined by the occurrence of localized radial bulging. Numerical results indicated no relevant plastic strain occurs. It is strongly recommended that thermal analysis assessments using the actual defect morphology be performed, not only considering the remaining thickness of the pipe. According to the bibliographic revision performed and recently published, this kind of coupled numerical simulation of in-service repair or pipelines by direct deposition for repairing internal defects considering the prevention of burn-through and hydrogen cracking has not been done.

Ducto Soldadura en servicio Quemada pasante Agrietamiento por hidrógeno Reparación de soldadura Simulación numérica Pipeline In-service welding Burn-through Hydrogen cracking Weld repair Numerical simulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS

Plastificado higro-térmico de la madera de Quercus scytophylla. Estudio por ondas de esfuerzo

Joel Benancio Olguín Cerón (2011, [Tesis de maestría])

Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera. Maestría en Ciencias en Tecnología de la Madera

Wood is a thermoelastic material: when the internal temperature of the wood increases, its modulus of elasticity decreases. This manifestation has an instantaneous and temporary character. That is, if the wood recovers its initial temperature, the modulus of elasticity regains its previous value. This is preferably observed in a temperature range of 0 to 120 ° C.

La madera es un material termoelástico: cuando la temperatura interna de la madera aumenta, su módulo de elasticidad disminuye. Esta manifestación tiene un carácter instantáneo y temporal. Es decir, si la madera recobra su temperatura inicial, el módulo de elasticidad recobra su valor anterior. Este hecho se observa preferentemente en un rango de temperaturas de 0 a 120 °C.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA FITECMA-M-2011-0003 Plastificado Hogro-térmico Madera Quercus scytophylla Ondas

Diagnóstico de las condiciones atmosféricas asociadas al arribo de sargazo a costas de Quintana Roo

José Antonio Salinas Prieto María Eugenia Maya Magaña (2019, [Documento de trabajo])

El arribo del sargazo en forma masiva genera impactos ambientales, sociales y económicos adversos. Se sabe poco de su origen y trayectoria, así como de las condiciones atmosféricas y oceánicas bajo las cuales arriba a costas de Quintana Roo. En este trabajo se presenta un diagnóstico de la variabilidad estacional, anual e interanual de las circulaciones atmosféricas en el Atlántico y Caribe identificando las condiciones atmosféricas bajo las cuales arriba de sargazo a costas de Quintana Roo. Se analizaron 30 años de datos de viento superficial de CFRS (Climate Forecast System Reanalysis) de NCAR sobre el Atlántico y Caribe, dividiendo la zona en seis áreas, para cada una se estimó su variabilidad estacional, anual e interanual, así como sus valores extremos del período 1989 a 2018, enfocándose el estudio tanto al mar Caribe como a la costa Atlántica de Brasil.

Algas Sargazo Climatología Diagnóstico CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Herramientas biológicas para el análisis de toxicidad y detección de efectos asociados a contaminantes, en sistemas acuáticos epicontinentales, costeros y aguas de uso antropogénico : desarrollo, adaptación y calibración de tecnologías: 2a parte

YOLANDA PICA GRANADOS (2013, [Documento de trabajo])

El presente proyecto, iniciado en el año 2011 con continuidad en 2012, se ha efectuado para desarrollar y/o adaptar herramientas biológicas para su aplicación en el contexto ambiental, con el fin de lograr el desarrollo o adaptación de procedimientos de análisis biológico que permitan la evaluación de los posibles efectos de la amplia gama de xenobióticos que actualmente residen en los ecosistemas, incluidos tanto los contaminantes convencionales enlistados en normas, como los compuestos emergentes, respecto a los cuales es necesario intensificar la investigación para el desarrollo de técnicas analíticas, biológicas y químicas, que sean de utilidad para su identificación en el ambiente y para la definición de efectos en la biota y del riesgo al ambiente.

Ecotoxicología Danio rerio Alevines BIOLOGÍA Y QUÍMICA

El duraznillo (Tapirira mexicana): una especie comestible poco conocida

Leonardo Díaz Sánchez CESAR ISIDRO CARVAJAL HERNANDEZ ELIA NORA AQUINO BOLAÑOS MARIA DEL SOCORRO HERRERA MEZA (2023, [Artículo])

Tapirira mexicana es un árbol de la familia Anacardiaceae (familia del mango), que se conoce como “duraznillo” o “huichini” (entre otros nombres comunes). En algunos lugares de México se consume la semilla como alimento secundario. Las semillas contienen ácidos grasos poliinsaturados y monoinsaturados cuyo potencial alimenticio y efectos en el organismo humano se desconocen. Resaltamos la importancia de Tapirira mexicana, en particular el consumo de sus semillas, una especie comestible que es poco valorada y reconocida en México.

ALIMENTO ANACARDIACEAE DURAZNILLO ESPECIE MEXICANA SEMILLAS BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Entretejiendo la historia biocultural del Agave cocui (Asparagaceae: Agavoideae) en Venezuela

SILVIA GOMEZ RANGEL (2022, [Artículo])

La presente contribución es un acercamiento a la historia biocultural del Agave cocui Trelease. En la América tropical (Neotrópico), pueblos indígenas y comunidades rurales evidencian una milenaria riqueza de conocimientos en el manejo y aprovechamiento de especies nativas. Sin embargo, los datos sobre A. cocui son fragmentarios e imprecisos. Desde la condición diacrónica de la antropología, son enunciadas y confrontadas diversas líneas de evidencias, a partir de la temprana descripción de Galeotto Cey en el siglo XVI y los orígenes amerindios de su nombre vernáculo. Revitalizar los conocimientos tradicionales sobre la especie contribuiría a mitigar eventuales impactos ambientales y a su aprovechamiento integral y sostenible.

ALIMENTO BEBIDA FERMENTADA CAQUETIO CORMO HORNEADO SUR AMERICA VICUYES BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Electrocoagulation to remove silica from cooling towers water

IVAN EMMANUEL VILLEGAS MENDOZA ALEJANDRA MARTIN DOMINGUEZ SARA PEREZ CASTREJON Silvia Gelover Santiago (2014, [Artículo])

El presente artículo muestra los resultados de un estudio que se llevó a cabo para evaluar el efecto de la calidad del agua en la remoción de sílice disuelto mediante un proceso de electrocoagulación utilizando electrodos de aluminio. La sílice se encuentra en el agua de repuesto (RW) y de purga de las torres de enfriamiento (CTBW). Las pruebas se hicieron a escala semipiloto a flujo continuo en un tren de tratamiento consistente de electrocoagulación (EC), floculación, sedimentación y filtración en arena. Se estudiaron dos RW y CTBW, con características fisicoquímicas diferentes. Las variables de respuesta analizadas fueron las siguientes: eficiencia del aluminio para remover sílice (relación mgl-1 de Al3+ dosificado/mgl-1 de sílice removido), eficiencia de remoción de Al3+ dosificado, pérdida de carga hidráulica a través del reactor electroquímico y el voltaje. Se calculó el costo del tratamiento de los cuatro tipos de agua. La relación mgl-1 de Al3+ dosificado/mgl-1 de sílice removido osciló de 1.09 ± 0.06 a 1.33 ± 0.05 al tratar RW, mientras que para CTBW fue de 0.85 ± 0.1. Los costos de energía, sustancias químicas y consumo de electrodos para el tratamiento de RW osciló de US$0.52 a US$ 0.74 m-3, y el costo del tratamiento de CTBW fue de aproximadamente US$0.53 m-3.

Aluminio Torre de enfriamiento Electrocoagulación Agua de repuesto Ciclos de concentración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Internal erosion under spillway rested on an embakment dam

JOSE RAUL FLORES BERRONES (2015, [Artículo])

This paper presents the investigation about the mechanism of internal erosion caused in the right abutment of the Shahghasem dam’s spillway. Shahghasem dam is an earthen dam located in Yasouj, in southwest of Iran. A significant hole and pipe have been observed in the corner of the right abutment from upstream view. The foundation is Marlstone, which has low cohesion and susceptible for internal erosion and piping in some conditions. Going through details of the design maps has shown that Lane’s criteria for selecting safe dimensions of the seepage control measures have not been considered properly. A series of the supportive walls are designed to attach to the right part of the spillway in order to increase the length of seepage. The pipe route of the erosion should also be grouted with high quality concrete.

Erosión del suelo Aliviaderos Presas Filtración INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

A comprehensive review of wheat phytochemicals: From farm to fork and beyond

Wenfei Tian Michael Tilley Zhonghu He Yonghui Li (2022, [Artículo])

Cereal Nutrients Health Benefits Wheat Phytochemicals CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA ALKYLRESORCINOLS ANTIOXIDANTS PHENOLIC ACIDS WHEAT

Genetic variability for aluminium tolerance in sunflower (Helianthus annuus L.)

Subhash Chander Ana Luisa Garcia-Oliveira (2022, [Artículo])

Characterization Variability CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA ALUMINIUM TOXICITY STRESS SUNFLOWERS GENETIC VARIATION