Modelamiento y análisis de esfuerzos en una unión soldada con defectologia para un tanque de almacenamiento de crudo en acero A-36 con método SMAW en una junta horizontal a tope en V

El siguiente trabajo de grado se centró en una simulación por elementos finitos de un proceso de soldadura por el método SMAW en una junta a tope en V de acero A-36 aplicada a un tanque de almacenamiento de crudo mediante el software ANSYS, donde se buscó predecir el comportamiento térmico de la soldadura, las consecuencias del proceso y el comportamiento estructural del modelo con sus factores de diseño. En primer lugar, se realizaron los cálculos iniciales para definir parámetros como el espesor de los anillos para la ubicación de la junta, la presión de trabajo y el diámetro proyectado del tanque; así se calcularon algunos esfuerzos teóricos presente en el tanque. Después, mediante el software CAD SolidWorks se modelaron las dos juntas soldadas, realizadas con el fin de tener una conforme y no conforme de acuerdo a norma internacional API 650. Dichos modelos fueron exportados al software ANSYS en su apartado Workbench, en la primera etapa de la simulación se ejecutó el proceso térmico transitorio, etapa en la que se replicó la soldadura en su método SMAW y donde se obtuvo el comportamiento térmico de las juntas en un intervalo de 120 segundos. La segunda etapa de la simulación constó del apartado estructural, donde se plantearon condiciones como la presión hidrostátic a, la fuerza del peso de tanque, entre otros. Con ello se obtuvieron resultados de deformación y esfuerzos, influenciados por el previo desarrollo térmico en el modelo. Con los resultados de la simulación, se fijaron varios nodos de detalle a ciertas distancias del cordón de soldadura, en estos puntos se obtuvo el comportamiento térmico y, en base al diagrama CCT del material, se determinaron las velocidades de enfriamiento de cada punto. Con la obtención de las velocidades se calcularon las fases presentes en el material y su respectivo porcentaje en cada punto tanto en la junta de rechazo como en la de aceptación. En la parte estructural también se determinaron puntos en las porosidades de ambas juntas, en dichos nodos se analizaron los esfuerzos y deformaciones presentes. Finalmente, se compararon los resultados térmicos y estructurales en los nodos de ambas juntas, para evaluar cuál de los dos modelos presenta un mejor rendimiento y desempeño frente a las condiciones establecidas para el tanque de almacenamiento. Con el desarrollo culminado se realizó el respectivo análisis, en el cual se hizo énfasis, que el valor de los esfuerzos y deformaciones está influenciado por la cantidad de porosidades y su diámetro, como también en las posibles problemáticas que esto puede significar en el tiempo para la posible aplicación en la realidad.

• Autores: Bulla Oñoro, James Daniel; Cabrera Romero, Anji Paola
• Fecha de publicación: 2024
• Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Repositorio: RIUD: repositorio U. Distrital
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.udistrital.edu.co:11349/42140
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/42140
• Palabra clave: Simulación; Soldadura; Estructural; Temperatura; Norma; Diseño; SImulation; Welding; Structural; Temperature; Regulation; Design
• License: Abierto (Texto Completo)