Evaluación de integridad estructural de un tanque ligero de GNV aplicando simulación por elementos finitos en el marco del estándar API 579

Abstract

En los últimos años, el uso del gas natural vehicular GNV se está incrementado de forma gradual y según la Cámara Peruana de Gas Natural Vehicular (CPGNV), hasta enero de 2016 se han registrado 226 mil unidades que utilizan este combustible aproximadamente. Actualmente, en el país se cuenta con normas técnicas que regulan los requerimientos mínimos de diseño de tanques de GNV, además proporcionan criterios de evaluación para las tareas de inspección de los mismos; sin embargo, dichas normas no contemplan criterios técnicos rigurosos como en otros países, tampoco recomiendan la consulta de algún estándar especializado ante la presencia de algún tipo de defecto en el cilindro durante el periodo de servicio. Por otro lado, en las últimas décadas, han surgido avances notables en diferentes campos de la ingeniería, como es el surgimiento de estándares que determinan la “idoneidad para el servicio” de un componente que presenta algún tipo de defecto sometido a una determinada carga, y el avance tecnológico de las herramientas de simulación que permiten analizar problemas complejos con relativa facilidad. Por lo expuesto, el presente trabajo evalúa la integridad estructural de un tanque de GNV que presenta fisuras semi elípticas, ubicadas sobre la superficie cilíndrica exterior en dirección circunferencial y longitudinal, mediante procedimientos de evaluación recomendados por el estándar API 579 y complementados por simulación numérica mediante el método de los Elementos Finitos. La fisura inicial, con profundidad de 0.4mm y longitud de 1.6mm, no afecta significativamente la integridad del tanque de GNV; sin embargo durante el servicio se propicia el crecimiento de la misma y observa la necesidad de evaluar el momento en que este defecto alcanza dimensiones que lleven al componente a una falla inminente. Al aplicar el procedimiento se obtiene que durante al menos 15 años el tanque no fallará.