Piping Espagnol (3)

8/4/2019 Piping Espagnol (3)

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CURSO deCAERAS INDUSTRIALES(PIPING)

Ing. Fernando Golzman - 2003


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CAERAS INDUSTRIALES (PIPING)INDICE DE TEMAS

TEMA 1 Materiales y accesorios

Definiciones

MaterialesMtodos De Fabricacin

FundicinForjaExtrusinLaminacinCaos con Costura

Caos y Tubos

Aceros al Carbono

Tipos de aceros al Carbono con o sin costura para conduccin.Caos de aceros aleados e inoxidables.

Medios De Unin

Uniones RoscadasUniones SoldadasSoldadura a TopeSoldadura de Enchufe (socket weld)Soldadura SolapadaBridas (Flanges)

Otros Medios De Unin

De CompresinUniones Patentadas (Juntas Dresser, Victaulic, etc)Derivaciones especiales

Temperatura y Presin

TEMA 2 Diseo hidrulico de Caeras

Diseo hidrulico de caeras

Clculo del dimetroVelocidades y Prdidas De Carga RecomendadasDeterminacin de la Presin de Prueba Hidrulica

Las Normas ANSI

Clculo del espesor de paredClculo por presin interna (ANSI B 31.1)Clculo por presin externa :


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TEMA 3 Especificaciones y Planos

Especificaciones de Caeras

Especificaciones generalesEspecificaciones de materiales

Listas de LneasListas de Materiales

Diseo de Planos de Caeras

Consideraciones bsicasDisposicin de lneas no subterrneasAgrupamientosCotas de caeras y equiposDrenajes, Venteos y Detalles

Importancia del conocimiento del proceso

Planos de CaerasDiagramas de flujo

a) Diagramas de Proceso.b) Diagrama de Piping - Instrumentos (P&ID).

Planos de Planta y ElevacinRutina para dibujar planos de planta - elevacinPlanos isomtricos

TEMA 4 Fenmenos Ocasionales - Aislacin de caeras

Fenmenos Ocasionales

En operacinPrueba

Golpe de ArieteAislacin de Caeras

Clculo para determinar la temperatura global sobre la superficie del material aislanteClculo para los casos de superficies no expuestas al aireImportancia de la aislacin complementaria de las bridas y las vlvulasPrdida residual de calor sobre superficies planasPrdida residual de calor sobre caerasClculo practico simplificado de las perdidas de calor para las caeras aisladasCalentamiento de caeras (tracing)Sistemas usados para calentamiento.

TEMA 5 Caeras subterrneas Corrosin - Recubrimientos

Caeras Subterrneas

Anlisis de cargas.Deflexin y tensiones circunferenciales mximas

Deflexin o flecha mxima para materiales elsticos

Corrosin


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Proteccin CatdicaRecubrimientosRecubrimientos Internos


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TEMA 6 La temperatura en el diseo de Caeras

La temperatura en el diseo de caeras

Tensiones internas y reacciones provenientes de la dilatacin trmica.Como controlar la dilatacin

Influencia del trazado en la flexibilidad de caerasPretensionado y relajamiento espontaneo

Clculos de flexibilidad

Mtodos de anlisisTensiones en flexibilidadCalculo de las reacciones (caeras metlicas)

Clculo de flexibilidad por computadora

TEMA 7 Soportes de Caeras

Soportes de caeras

Definicin y Clasificacin:

1.- Soportes destinados a sostener pesos.2.- Soportes destinados a limitar los movimientos de los caos.3.- Dispositivos que absorben las vibraciones - amortiguadores

Esfuerzos que actan sobre los soportes.Soportes rgidosContacto entre caos y soportes

Soportes Semi-rgidosSoportes especiales para caos livianosSoportes de contrapesoSoportes que limitan los movimientos de las caerasSoportes para caeras sujetas a vibracionesFuerzas de friccin sobre soportes

Juntas de expansin

TEMA 8 Caeras no Metlicas

Caeras no metlicas

Polietilenos de alta densidadMtodos de unin en caeras de Polietileno.AccesoriosClculos hidrulicos y estructurales.Caeras de PVC y CPVCResistencia QumicaResistencia y propiedades fsicas del PVC Tipo I grado I clasificacin 1114.Caeras De Poliester Reforzado (RTR-Reinforced Thermosetting Resin)Materias primas y forma de construccinResinas TermoendureciblesLaminado EstructuralTerminacin Exterior

Clculo del espesor de pared (ANSI B31.3)


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Apndice A Tablas de Presin-Temperatura para Caeras

Dimensiones Lista de Normas

Apndice B Frmulas, Grficos y Tablas para

Dimensionamiento

Hidrulico de Caeras

Apndice C Tablas y Grficos para el trazado de CaerasDistancia entre ejes Distancia entre soportesApndice D Tablas y Grficos para el clculo de tensiones enCaeras de alta temperatura.


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Caeras Industriales (Piping)

TEMA 1Materiales y accesorios

CONTENIDO

Definiciones ______________________________________________________________________________ 3Materiales________________________________________________________________________________ 3Mtodos De Fabricacin ____________________________________________________________________ 4

Fundicin______________________________________________________________________________ 4Forja___________________________________________________________________________

_______ 5Extrusin ______________________________________________________________________________ 5Laminacin ____________________________________________________________________________ 5Caos con Costura ______________________________________________________________________ 6

Caos y Tubos ____________________________________________________________________________ 8Aceros al Carbono ______________________________________________________________________ 9Tipos de aceros al Carbono con o sin costura para conduccin. ____________________

_____________ 9Caos de aceros aleados e inoxidables. _____________________________________________________ 11

Medios De Unin _________________________________________________________________________ 12Uniones Roscadas ______________________________________________________________________ 13Uniones Soldadas ______________________________________________________________________ 13Soldadura a Tope ______________________________________________________________________ 14Soldadura de Enchufe (socket weld) _______________________________________________________ 14Soldadura Solapada ____________________________________________________________________ 15Bridas (Flanges) _______________________________________________________________________ 15

Otros Medios De Unin ____________________________________________________________________ 16De Compresin ________________________________________________________________________ 16Uniones Patentadas (Juntas Dresser, Victaulic, etc) __________________________________________ 16

Derivaciones especiales__________________________________________________________________ 17


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Temperatura y Presin ____________________________________________________________________ 18

Materiales y Accesorios Tema 1 Pgina 2


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Definiciones

Llmase caera a un conjunto de caos, conductos cerrados destinados al transporte de fluidos, y sus

accesorios.

La gran mayora de las caeras acta como conductos a presin es decir, sin superficie libre,con el fluido mojando toda su rea transversal, a excepcin de los desages o alcantarillado donde elfluido trabaja con superficie libre, como canales.

La necesidad del uso de caeras surge del hecho de que el punto de almacenamiento ogeneracin de los fluidos se encuentra generalmente distante de los puntos de utilizacin.

Se usan para el transporte de todos los fluidos conocidos lquidos o gaseosos, para materialespastosos o pulpa y para los fluidos en suspensin, en toda la gama de presiones que se usan en laindustria, desde el vaco absoluto hasta presiones de hasta 4000 kg/cm2(400MPa) ydesde ceroabsoluto hasta las temperaturas de fusin de los metales.

Su empleo se remonta a la antigedad, pero su aplicacin industrial y fabricacin comercialrecin se desarrolla a fines del siglo XIX por la necesidad de que los materialesresistieran las

crecientes presiones motivadas por la utilizacin del vapor.

La importancia de las caeras es muy grande y son, de los equipos industriales, losmsusados. El costo puede llegar al 50% o 70% de los equipos de una planta de proceso y el 15% a 20%del total de la instalacin. En complejos mineros estas cifras se reducen por la incidencia de costo delas instalaciones del tratamiento del mineral, pero representa un 6% a 8% de lasHH de ingeniera y del10% al 12% del costo total.

Estas son obviamente dependientes de la naturaleza de la instalacin industrial, ya que encaso de una Refinera electroltica de cobre, stas cifras son superadas ampliamente.

Materiales

Se emplean en la actualidad gran variedad de materiales para la fabricacin de caeras. Lasnormas ASTM, por ejemplo, especifica ms de 150 diferentes tipos. Podemos resumirlos en elsiguiente cuadro :

Acero al Carbono (Carbon Steel)Acero de baja aleacin(Low alloy steel)Acero inoxidable (Stainless steel)


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Ferrosos

Hierro fundido (Cast Steel)Hierro forjado (Wrough Iron)

Cobre

Caos Metlicos

Latn (Brass)BronceMonel

No Ferrosos

Cupro-niquelNiquelPlomo

AluminioTitanio, Zirconio etc.



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Cloruro de Polivinilo PVCPolitetrafluoroetileno (Teflon)

Materiales Plsticos

Poliestireno, PolietilenoEpoxi, Poliester etc

VidrioCermicaBarro vidriadoPorcelanaHormign armado

Caeras NoCaucho

MetlicasCemento - amianto etc.Plomo, estao

Materiales Plsticos

Caeras

Caos de acero

Caucho

Metlicas con

o hierro conVidrio

Revestimiento

revestimiento

Porcelana

Anticorrosivo

de

Cemento, etc.

La eleccin del material adecuado para una determinada aplicacin es siempre un problemacomplejo, cuya solucin depende principalmente de la presin y temperatura de trabajo, del fluidoconducido (aspectos de corrosin y contaminacin), el costo, grado de seguridad requ

erida,sobrecargas externas, y en algunos casos, la resistencia al escurrimiento o prdida de carga.


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Mtodos De Fabricacin

Existen seis procesos de fabricacin de caos.

Fundicin (casting)

Forja (forging)

Caos sin costura (seamless pipe)Extrusin (extrusion)Laminacin (rolling)

Los procesos de laminacin y de fabricacin por soldadura son los ms importantes yconstituyen los 2/3 de todos los caos utilizados por la industria.

Fundicin

En este proceso, el material en estado lquido se moldea tomando su forma final.

Se fabrican mediante este proceso los caos de hierro fundido, algunos aceros especiales noforjables y la mayora de los no metlicos como vidrio, porcelana, barro vidriado, hormign, cemento amianto,cauchos, etc.Para caos de hierro fundido y de hormign de buena calidad se usa el procedimientode centrifugadoen el que el material lquido es colado en un molde rotativo que da como resultadouna composicinms homognea de las paredes.Para caos de hormign se procede a controlar estrictamente la granulometra de los cidos y la

relacin agua -cemento procediendo a vibrar los moldes en el hormigonado y desmoldando deinmediato.



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Forja

Es el menos usado. Slo se utiliza para caos de paredes gruesas, para muy altas presiones.

El lingote de acero es previamente perforado en el centro con una broca, en fro.Luego la pieza escalentada en un horno y las paredes son forjadas con un martinete contra una mandril central. Ellingote sufre durante la forja un notable aumento de longitud.

Extrusin

En la fabricacin por extrusin, una pieza cilndrica de acero en estado pastoso es colocado enun recipiente de acero debajo de una poderosa prensa. En una nica operacin, que dura pocos

segundos se produce :1) El mbolo de la prensa, cuyo dimetro es el mismo que el de la pieza, se apoya sobre lamisma.2) El mandril accionado por la prensa agujerea completamente el centro de la pieza.3) De inmediato, el mbolo de la prensa empuja la pieza obligando al material a pasar por

una matriz calibrada con el dimetro exterior de cao.

Para caos de acero, la temperatura de calentamiento de la pieza es de 1200 grados

C. Lasprensas son verticales y pueden alcanzar un esfuerzo de 1500t. Los caos salen dela operacin conparedes gruesas. De all son llevados an calientes, a un laminador de cilindros o rolos para reducirsu dimetro. Finalmente van a otros laminadores para lograr un dimetro final normalizado yreduccin mayor del espesor. Con este proceso se fabrican caos de dimetro nominal dehasta 3" enacero y tambin de aluminio, cobre, latn, bronce, plomo y materiales plsticos.

Fig. 1 Formacin de caos por extrusin.

Laminacin

Los procesos de laminacin son los ms importantes para la fabricacin de caos sin costura. Seemplean para caos de acero al carbono, de baja aleacin e inoxidables.Uno de los ms difundidos, el proceso "Mannesmann" es el siguiente :

1.Un lingote de acero con dimetro aproximado del cao que se quiere fabricar, se calienta a

una temperatura de aproximadamente 1200 grados C y llevado al denominado " laminadoroblicuo".


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Materiales y AccesoriosTema 1 Pgina 5


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2.El laminador oblicuo est formado por rolos de doble cono, con ngulos muy pequeos. Ellingote es colocado entre dos rolos que giran, lo prensan y a la vez le imprimen

unmovimiento de rotacin y otro de traslacin.3.A consecuencia del movimiento de traslacin el lingote es presionado contra un mandrilcnico que se encuentra entre los rolos. El mandril abre un agujero en el centro del lingote,transformndolo en un cao y alisando continuamente la superficie interior del mismo. Elmandril est fijo y su longitud es mayor que la del cao a formar(FIG. 2).4.El cao formado en la primera operacin tiene an paredes muy gruesas. Es llevado

entonces a un segundo laminador oblicuo, luego de haber sido retirado el mandrilyestando an caliente, que adelgaza las paredes ajustando el dimetro externo yaumentando su longitud.

5.Al pasar por los laminadores oblicuos el cao se curva. Se le hace pasar de inmediato porun tren enderezador consistente en rodillos con la curva del dimetro exterior delcao,dispuestos para ejercer fuerzas laterales que finalmente dejan el cao recto.6.Finalmente el cao sufre una serie de calibraciones y alisado de las superficies i

nterna yexterna(FIG. 3). Este proceso se usa en caos de 3" a 12" y en Estados Unidos hasta 24".Caos con Costura

Todos los caos con costura son fabricados a partir de flejes de acero laminado (bobinas).El tipo de unin es el de soldadura

FWP (Furnace Welded Pipe)

1) Un fleje continuo es empujado por cilindros que giran, introducindolo en un horno quelo lleva a una temperatura de aproximadamente 1200 grados Celsius (en la salidadelhorno).2) Un grupo de cilindros colocado a la salida del horno deforman el fleje hastacerrar uncilindro presionando fuertemente los bordes que a esa temperatura se sueldan.



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3) Luego el cao es cortado por una sierra cada 6, 9 12m segn sea la longitud

requerida.

4)Los caos pasan por una calibradora y por un chorro continuo de agua que al mismotiempo de enfriarlo le quita el laminillo o escamas que se forman en el procesodeenfriamiento.

5)Ms tarde se los transporta a travs de mesas de transferencia donde son sometidos auna lluvia continua de agua y una vez enfriado se los pasa por juegos de cilindrosenderezadores. Finalmente se los frentea con tornos y cuando es requerido se pro

cedea roscar los extremos.

6)Este proceso se usa para caos de hasta 3" de dimetro nominal.

ERW (Electric Resistance Welding)

1)En este caso la operacin de formacin del cao se realiza en fro, haciendo pasar elfleje continuo por rolos que gradualmente lo doblan hasta su forma cilndrica.

2)

Luego de formado el cao se cierra por soldadura continua ejecutada por mquina (arcosumergido en gas inerte).

3)El proceso se termina pasando el cao por enderezadores y si as fuere requerido porun tratamiento trmico en horno, para alivio de tensiones producidas en el rea de lasoldadura. Luego son frenteados y si es requerido, roscados.

4)En el caso antes descrito la soldadura es longitudinal y se utiliza para caos dehasta 4"de dimetro nominal.

Para dimetros mayores (hasta 24") es comn utilizar soldadura helicoidal con arco

sumergido. Segn sea el espesor del material pueden ser requeridas dos o ms pasadasexternas y

una interna.

Estos caos son de mejor calidad que los de soldadura por presin (en caliente).

La ventaja del cao formado a partir del fleje es que su espesor es uniforme, ya que se logra apartir de un tren de laminacin, y el acomodamiento de la microestructura es conve


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niente

desde el punto de vista tensional.

En cambio, la soldadura deber ser inspeccionada por rayos X u otros procedimientos para que elmismo no incida sobre el espesor calculado.



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Fig. 4 Formacin de Caos en fro

El cao sin costura no tiene este problema, pero la tolerancia de fabricacin es del

12,5%, valor quedeber restarse del espesor nominal cuando se lo compara con el calculado.

Caos y Tubos

La denominacin de "cao"(pipe) identifica a estos materiales por dos caractersticasfundamentales :

1) Sus dimetros nominales en pulgadas NO coinciden con los exteriores hasta 12"inclusive. De 14" en adelante el dimetro nominal coincide con el dimetro exterior.2) Sus espesores son clasificados en series (schedules) que se obtienen por una

frmulade aproximacin emprica :1000 PSch. =S

donde P = presin interna en psiS = tensin admisible del material en psiEn cambio los "tubos" (tubes) se caracterizan por :3) Sus dimetros nominales COINCIDEN con los dimetros exteriores.4) Sus espesores se definen por un nmero de calibre o gage BWG (Birmingham Wire

Gage).

Para identificar un cao, basta pedir, por ejemplo 2" Sch. 40significa un cao de 2,375" de dimetro exterior y 0,154" de espesor.

Para identificar un tubo, basta pedir, por ejemplo 2" BWG 12

significa un tubo de 2" de dimetro exterior y 0,109" de espesor.

Como se ve, son dos productos totalmente diferentes, aunque puedan ser usados paraservicios idnticos.



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Aparte de las diferencias en denominacin, dimensiones y materiales, los tubos y caos seaplican para usos totalmente distintos.

Cuando la conduccin constituye en si misma un elemento estructural se debern utilizarcaos, por su resistencia como tal. Del mismo modo, los dimetros de fabricacin de los caos sonmucho ms amplias que la de los tubos que rara vez pasan las 6", siendo su uso ms difundido hasta2". Por otra parte, los requerimientos de fabricacin de los tubos son ms exigentesque los de loscaos.

As, rara vez se usan caos para un intercambiador de calor, donde el sellado se efecta por

mandrilado. El calibrado de los tubos y un menor espesor uniforme garantiza un mejor intercambiotrmico sin que aumente rpidamente el ensuciamiento del equipo.

Aceros al Carbono

Representan los 2/3 de todos los materiales usados en caeras.

Los lmites de temperatura son -30 C a +400 C por sobre la cual no se usa por la precipitacinde carburos en grafito que provoca una rpida disminucin de la resistencia mecnica.Algunosaceros al carbono se revisten con una capa de ZINC de 0,1 mm aproximadamente, po

r inmersin auna temperatura de 500 C, llamado galvanizado, que provee mayor resistencia a lacorrosin.

Tambin, por sobre los 450 C se producen en los aceros al carbono deformaciones lentas porfluencia (creep) que son ms acentuadas cuanto mayor es la temperatura y la variacin de signos delas tensiones a que est sometido. En general, cuanto mayor es el porcentaje de carbono, mayor es ladureza y mayores los lmites de fluencia y ruptura, pero menor ser su soldabilidady menor sucapacidad de doblarse.

Los aceros tienen pequeos porcentajes de Mn(hasta 0,9%) que produce un incrementoen loslmites de fluencia y ruptura y de Si (hasta 0,1%) que aumenta la resistencia a laoxidacin en altastemperaturas y resistencia al impacto a baja temperatura.

Los aceros al carbono con Silicio son tambin llamados "calmados" (Killed Steel) paradistinguirlos de los "efervescentes" (rimed Steel) que no tienen Silicio. Los aceros al Carbono con Sitienen una estructura ms fina y uniforme y son de mejor calidad que los "efervesc

entes", por lo que serecomienda su uso en altas temperaturas, an siendo ocasionales ( 480 C).


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Para aceros al Carbono a bajas temperaturas (hasta -50 C) ANSI B.31 permite su uso,exigiendo que se realicen ensayos de impacto (Charpy) para cada pieza.

Tipos de aceros al Carbono con o sin costura para conduccin.

ASTM A-106

Caos de acero al Carbono sin costura, de 1/8" a 24" de alta calidad paratemperaturas elevadas.

C % max. Mn % Si % Ruptura(Kg/mm2)Fluencia(Kg/mm2)Gr.A (bajo Carbono) 0,25 0,27-0,93 0,10 34 20Gr.B (medio Carbono) 0,30 0,29-1,06 0,10 41 24Gr.C (alto Carbono) 0,35 0,29-1,06 0,10 48 27

Materiales y Accesorios

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Los caos grado C son fabricados slo por encargo. Los grados A y B son usados paratemperaturas sobre 400 C por largos perodos de tiempo.

ASTM A 53 Caos de acero al Carbono con o sin costura de

para uso general, negro o galvanizado.calidad media 1/8" a 24"La especificacin distingue 4 grados; para curvado en fro debe usarse el Gr.A.Aunque los lmites de temperatura son similares que para el A106 no debenusarse por encima de los 400 C. El ASTM A53 es el ms usado por ser demenor precio que el A109.ASTM A 120 Caos de acero al Carbono, con o sin costura de baja calidad 1/8" o 12"singaranta de calidad, negro o galvanizado.No deben ser doblados en fro ni sobrepasar temperaturas de 200 C.presenta exigencias de composicin qumica.

NoAPI 5L Especificacin del "American Petroleum Institute" de calidad media. Dimetro1/8" a 36" negros, con o sin costura. Los grados y requisitos de composicinqumica son similares al ASTM A53.API 5LX Especificacin para caos con o sin costura, de acero al Carbono de altaresistencia empleados en oleoductos. No deben ser utilizados por sobre los200 C.

Aceros al Carbono con costura (Welded Pipes) :ASTM A-134 Para caos fabricados con soldadura de arco protegido para dimetros sobre16" y espesores hasta 3/4" con soldadura longitudinal o en espiral.ASTM A-135 Para caos fabricados con soldadura de arco protegido para dimetros de

hasta 30".ASTM A-155 Para caos fabricados con soldadura de arco protegido para dimetros dehasta 30".ASTM A-211 Para caos con soldadura en espiral. En dimetros de 4" a 48".

Tubos de acero al Carbono.ASTM A-83 Para tubos sin costura para calderas en dimetros de 1/2" a 6".ASTM A-178 Especificacin para tubos fabricados por soldadura de resistencia elctrica,

para calderas de media y baja presin, en dimetros de 1/2" a 6".ASTM A-179 Para tubos sin costura, trefilados en fro para intercambiadores de calor endimetros de 1/2" a 2".ASTM A-214 Para tubos con costura, soldados por arco protegido, para intercambiadoresde calor en dimetros de 1/2" a 2".ASTM A-192 Para tubos sin costura, para calderas de alta presin, de acero al Carbonocalmado (con Si) en dimetros de 1/2" a 7".



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Caos de aceros aleados e inoxidables.

Podemos clasificar los aceros de baja aleacin en:

Aceros de baja aleacin (low alloy steel), cuando tienen hasta 5% de elementos adicionales. Aceros de media aleacin (imtermediate alloy steel), cuando tienen de 5% a 10% deelementosadicionales. Aceros de alta aleacin (high alloy steel), ms de 10% de elementos adicionales.

De todos estos materiales, los de mayor utilizacin son los de baja aleacin, compuestosferrticos (magnticos) con agregado de cromo, molibdeno, y a veces, niquel.

Desde el punto de vista econmico, no es conveniente usar aceros aleados para prol

ongar lavida de las caeras, ya que las instalaciones industriales tienen una duracin limitada y su costo esvarias veces mayor que los del acero al Carbono.

Los casos en que se justifica usar aceros aleados o inoxidables son los siguientes :

a)Altas temperaturas.

b)Bajas temperaturas (inferiores a -30 C) donde los aceros al Carbono se tornan qu

ebradizos.

c)Alta corrosin. En servicios corrosivos aun dentro de los recomendados para aceroal

Carbono, el comportamiento de los inoxidables es mejor para resistencia a la erosin o severa

corrosin.

d)Servicios de fluidos letales. Para caso de fluidos de alta peligrosidad y por razones deseguridad.

e)Para evitar contaminacin : Industria de la alimentacin o farmacutica, donde los xidos oresiduos de las caeras de acero al Carbono pueden deteriorar la calidad de los productos.

Deben hacerse consideraciones de proceso y costo de mantenimiento, comparando cuntocuesta la reposicin o reparacin de una caera de acero al Carbono en comparacin con el

elevadocosto inicial de una de acero inoxidable.


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Los aceros inoxidables no slo tienen mejor comportamiento frente a los problemasdecorrosin y erosin sino que adems poseen mayores tensiones de fluencia y rotura. Elcosto delmontaje y soldadura de las aleaciones tambin es mucho mayor que en el acero al Carbono.

La resistencia a la oxidacin es proporcional (aprox) al contenido de Cr; siendo ste superior al1% no se produce grafitizacin en la soldadura.

La temperatura mxima de trabajo puede llegar en algunos casos a 650 C.

El agregado de Ni contribuye a combatir la tendencia de los aceros al Carbono avolversequebradizos a bajas temperaturas. Por esa razn es usado en servicios criognicos.

El Mo es el elemento ms eficiente para mejorar el comportamiento a altas temperaturas,

aumentando mucho al resistencia a la fluencia.La resistencia de los aceros aleados a la accin atmosfrica y al agua dulce es mejor que la delos aceros al Carbono, aunque tambin se oxidan.

Frente a los cidos, lcalis calientes y agua salada el comportamiento de los acerosaleadoses semejante al de los aceros al Carbono.

Los aceros con mayor cantidad de Cr resisten muy bien a los hidrocarburos calientes conimpurezas sulfurosas, y resisten muy bien las modificaciones de la estructura cr

istalina producida porel Hidrgeno, en alta presin y temperatura (comportamiento quebradizo).



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La especificacin ms importante para caos de baja aleacin es la ASTM A 335 para altatemperatura y la A333 para baja temperatura , cuyos grados principales son :

Elementos %

Cr Mo Ni Lmites de temp.C(Serv. Cont.)A 335 P-1 -1/2 -590A 335 P-5 5 1/2 -650A 335 P-11 1-1/4 1/2 -620A 335 P-3 --3 - 100

El agregado de Ni provee a las aleaciones que trabajan debajo de -30 C buena ductilidad yresistencia al impacto.

Los aceros inoxidables son aquellos que contienen Cr por sobre 11% y que en exposicinprolongada a la intemperie no se oxidan. Los ms usados son compuestos austenticos,nomagnticos, de alta aleacin (stainless steel) con 16% a 26% de Cr, 9 a 12% de Ni adems de otroselementos. Son mucho ms costosos que los de baja aleacin y por eso menos usados.

Tienen gran resistencia a la rotura, especialmente a altas temperaturas y elevada resistencia ala mayora de los fluidos industriales. Es resistente a los compuestos sulfurososy a la prdida deductilidad debida al hidrgeno libre (hydrogen embrittlement). Es un buen inhibido

r de la grafitizacin aaltas temperaturas.

Son inertes en relacin a la mayora de los compuestos orgnicos, pero estn sujetos a severacorrosin alveolar (pitting) cuando estn en contacto con agua de mar y numerosos compuestosclorados. La soldadura en los aceros inoxidables es ms costosa y complicada que en los aceros alCarbono ya que deben hacerse con proteccin especial de gas inerte (argn), con electrodos detungsteno y material de aporte afn con las partes a soldar.

La especificacin ms importante de aceros inoxidables es la ASTM A-312 que abarca varios tipos demateriales denominados "Aceros 18-8" de los cuales los ms usados son los siguientes :

CON TRATAMIENTOS TERMICOS

TiposAISICROMO NIQUEL OTROS TENSION DERUPTURATENSION DE

FLUENCIA304 18 8 58 Kg/mm2 24 Kg/mm216 18 8 2.5 Mo 58 Kg/mm2 24 Kg/mm2


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321 18 8 0.4 Ti 58 Kg/mm2 24 Kg/mm2347 18 8 0.8 (Cb * Ta) 58 Kg/mm2 24 Kg/mm2

Los aceros inoxidables pueden trabajar desde -270 C hasta 800 C en servicio continuo;algunos pueden trabajar hasta 1100 C. El agregado de Ti o Cb (aceros inoxidablesestabilizados)

tiene por finalidad evitar la precipitacin de carbono entre temperatura de 450 Ca 850 C en ambientescorrosivos, fenmeno que ocurre en los no estabilizados.

Medios de Unin

Los diversos medios de unin sirven no slo para vincular secciones de caos entre si,sinotambin para conectarlos con diversos accesorios, vlvulas y equipos.

Los principales medios de unin son los siguientes :

Conexiones roscadas (Screwed joints) Conexiones soldadas (Welded joints) Conexiones bridadas (Flanged joints) Conexiones de enchufe (Socket Welded joints).



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Existen otros tipos de conexiones, entre ellas las del tipo Victaulic, juntas elsticas, de cierre

rpido, etc.

Muchos factores inciden en la eleccin del tipo de unin costo, operatividad, seguridad,presin y temperatura de trabajo, fluido contenido, dimetro del cao, etc.

Uniones Roscadas

Son unos de los medios ms antiguos de conexin. Son de bajo costo y fcil ejecucin, perosu uso est limitado a 4" (max) en general y se usan en instalaciones secundariasde baja presin,(condensado, aire, agua), domiciliarias (agua, gas) debido al peligro de prdidas

y la baja resistenciamecnica de las mismas.

La norma ANSI B 31 exige que las roscas de los caos sean cnicas y recomienda que seefecten soldaduras de sello para caeras que conduzcan fluidos inflamables, txicos yen otrosdonde se debe tener absoluta seguridad que no se produzcan filtraciones o prdidas.Son las nicas usadas para caos galvanizados. Se usan tambin en acero al Carbono, baja aleacin,hierro fundido, plsticos, vidrio y porcelana, siempre limitadas a 4".

Para acero inoxidable y metales no ferrosos es muy raro el uso de roscas, debidoa que soncomunes los espesores finos en dichos materiales.

Los tramos rectos son unidos por medio de cuplas o uniones roscadas. Las roscascnicasaseguran mejor sellado pero para asegurarlo se coloca una banda de tefln.Antiguamente se usaban otros materiales, litargirio - glicerina, fibras vegetales, etc., pero en su mayorparte dificultaban el desarme de las piezas y an contaminaban el fluido.

En los caos es recomendable no usar espesores menores que Sch. 80 por el debilitamientode la pared que significa la rosca.

Uniones Soldadas

Las ms utilizadas son las soldaduras de arco protegido, que pueden ser :

- A tope (butt weld)- De enchufe (socket weld)VENTAJAS :

- Buena resistencia mecnica (casi siempre equivalente a la del cao)- Estanqueidad perfecta y permanente

- Buena apariencia- Facilidad en la aplicacin de aislacin y pintura- Ninguna necesidad de mantenimiento.


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DESVENTAJAS :

- Dificultad en desmontaje de las caeras- Mano de obra especializadaMateriales y Accesorios Tema 1 Pgina 13


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Soldadura a Tope

Es la ms usada en la unin de caos de 2" o mayores en aceros de cualquier clase. Seaplica a toda la gama de presiones y temperaturas. Los caos y dems accesorios para

soldadura atope, deben tener sus extremos preparados con biseles que dependen del espesor del cao.

Fig. 4 Soldaduras a tope

Para lograr ms estanqueidad y especialmente para alta presin se usan chapas de respaldoque quedan incluidas en las soldaduras. Estos anillos tienen 1/8" de espesor y se usan en dimetrosgrandes (20" o mayores). Ver ANSI 31.3 Fig 328.3.2.

Soldadura de Enchufe (socket weld)

Son empleados para dimetros de hasta 1 1/2" en caos de acero y hasta 4" para los noferrosos y plsticos.

Los extremos del cao seencajan en una cavidad delaccesorio o acoplamiento yse realiza una soldadura defilete.Ver ANSI B31.3 Par 328.5.2

y figura 328.5.2 A, B y C.

Fig. 5 Soldadura de enchufe



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Soldadura Solapada

Se utiliza en caos de plomo o en algunos plsticos. Unos de los extremos, de mayordimetro, entra en el extremo del otro cao y se sella con una nica soldadura de file

te.

Bridas (Flanges)

Estn compuestas por dos bridas, una junta, pernos con o sin cabeza roscados y tuercas. Sonfcilmente desmontables. Existen los siguientes tipos :

De cuello soldable (Welding Neck) Deslizantes (Slip on) Roscadas (Screwed) De enchufe (Socket Weld)

Lap Joint Ciegas.

Las caras de las bridas pueden se lisas (flat face), con resalto (Raise face), de anillo (RingJoint Type) y macho-hembra (male & female).

Las juntas pueden ser de materiales, diversos como caucho, resinas revestidas eninox, espiraly metlicas. El asbestos ha sido desechado por su accin cancergena. Los materiales msusadosson los aceros forjado y las bridas formadas a partir de chapa torneada, stas ltimas para bajas

presiones.

Una de las normas que regula la fabricacin de bridas (flanges) es la ANSI B16.5,queestablece las siguientes clases, segn sea el intervalo presin-temperatura de trabajo 150# ,300#,400# ,600#, 900# ,1500# y 2500# . Para las bridas de acero al Carbono la temperatura mxima es de260 C (500 F) para 150 y de 455 C (850 F) para las dems clases. La variacin de presin-temperatura es de valores ms altos para acero inoxidable y aleados. Se pueden graficar de lasiguiente manera :

Fig. 6 Relacin Presin - Temperatura para algunas clases de accesorios



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Otros Medios De Unin

De Compresin

Son sistemas muy usados en tubos de metales no ferrosos e inoxidables, todos depequeodimetro. (hasta 1")

La unin se logra con el uso de accesorios especiales, que mediante el apriete deuna tuercacomprime las paredes del tubo contra una cupla hasta lograr un contacto metal -metal estanco. Haydiferentes sistemas. Uno de ellos consiste en expandir el tubo en la punta, en forma cnica. Estecono es comprimido contra una pieza de unin.

Otro sistema consiste en agregar una virola en el extremo del cao que, comprimidacontra lapieza de unin va reduciendo su dimetro abrazando al tubo, que logra as estanqueidad.

Fig. 7 - Unin para alta presinSon usados para instrumentacin y conduccin de aceite hidrulico y resisten presionesdehasta 2000 Kg/cm2.

Uniones Patentadas (Juntas Dresser, Victaulic, etc)

Todas ellas son del tipo no rgido, permitiendo siempre un pequeo movimiento angular y axialentre los dos tramos de la caera. En el caso de las juntas Victaulic, los tramos de cao sonranurados en los extremos del mismo modo que los accesorios (codos, reducciones,etc.) y losacoplamientos son dos o ms arcos pivotados sobre pernos que abrazan a los elementos de unin yson ajustados por uno o ms pernos.

Entre la unin metlica y el cao se coloca una junta flexible (caucho) que garantizasuestanqueidad. El sistema es ms caro que la caera soldada tradicional pues requierepreparacin deextremos y accesorios, pero aparte de la facilidad de montaje (sobre todo en zonas de gasesexplosivos) tiene la gran ventaja de poder recuperar todos los elementos en caerasde uso portiempo limitado.

Haciendo un balance final, es muy conveniente su aplicacin en muchos casos, en particularen minera, donde le agotamiento de los minerales explotables en plazos previsibles hace necesario untendido de caeras secuencial a medida que se van agotando las zonas con alta ley d

e mineral y sonreemplazadas por otras nuevas.


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Fig. 8 Uniones Dresser y Victaulic

Derivaciones especiales

Los ramales en las caeras suponen un debilitamiento en la caera principal por extraccinde parte de su seccin. Cuando los espesores de pared estn calculados con cierta precisin y no hayexcedentes de pared disponible se refuerza la unin con una montura (saddle) o conun anillo que sehace con el mismo cao u otra chapa de caractersticas similares.

La seccin necesaria se calcula por medio de la NORMA ANSI PAR. 304.3 en el caso de ANSIB31.3 o sus similares en otras normas aplicables.

Este tipo de derivaciones se usa cuando la diferencia de dimetros entre la lnea principal y elramal es tan grande que su relacin est fuera de los accesorios (te) de fabricacin standard o endimetros grandes.

Cuando los ramales son de pequeo dimetro se utilizan los llamados Weldolet (soldado),Elbolet (en un codo), Latrolet (en ngulo), Sweepolet (en montura), Sockolet (ramal socked) yThredolet (roscada), todas ellas conexiones de pared reforzada para las derivaciones desde una

caera principal.

Su uso evita la utilizacin de placas de refuerzo de pequeo dimetro que trae comoconsecuencia una enorme cantidad de soldadura en reas reducidas y por tanto concentracin detensiones residuales en la zona del ramal.



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Temperatura y Presin

El efecto de la temperatura sobre bridas (flanges) y vlvula determina algunas veces las

puntas de mnima resistencia de una caera al disminuir la tensin admisible del material. La presinorigina tensiones en todos los elementos componentes de la caera. En el caso de los elementos deunin, bridas, vlvulas, cuplas etc., la combinacin de los dos factores de presin y temperaturainciden en el clculo de dimensionamiento de estos elementos.

A fin de normalizar stas dimensiones las ANSI B16.5 , que regulan su fabricacin, hanestablecido una relacin presin - temperatura que permite, sin necesidad de calcular cada accesorio o

vlvula, una eleccin correcta y que ayudar posteriormente a determinar la capacidadde trabajo de lacaera, comprobando cules son sus elementos de menor resistencia.

Esta relacin est tabulada en las PRESSURE -TEMPERATURE RATINGS, agrupadas paracada clase de presin (150# ,300# ,600# ,etc.) y para cada tipo de accesorio (vlvulas, bridas, cuplas,etc.).

Es de hacer notar que la relacin primaria (Primary Rating) definida como mxima temperaturaadmisible para presiones "non shock", est resaltada en las tablas, se usa para altas temperaturas. La

relacin para trabajo en fro (Cold Working Pressure Rating CWP) es aquella referidaa lastemperaturas de -20 F a 100 F y se aplica para hidrulica y refrigeracin.

La eleccin de juntas y pernos deber estar acorde con la presin y temperatura de servicio.



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TEMA 2

Diseo hidrulico de Caeras

CONTENIDO

Diseo hidrulico de caeras___________________________________________________________________ 2Clculo del dimetro________________________________________________________________________ 2Velocidades y Prdidas De Carga Recomendadas________________________________________________ 3Determinacin de la Presin de Prueba Hidrulica ______________________________________________ 4

Las Normas ANSI ____________________________________________________________________________ 5Clculo del espesor de pared _________________________________________________________________ 5Clculo por presin interna (ANSI B 31.1) _____________________________________________________ 6Clculo por presin externa : ________________________________________________________________ 7

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Las resistencias externas son tanto mayores cuanto mayores sean la velocidad delfluido y larugosidad de las paredes y cunto menor sea el dimetro.

Las resistencias internas son mayores cuanto mayor sea la velocidad y la viscosidad del fluido.

Esa parte de la energa perdida, llamada "prdida de carga" (pressure loss) se traduce por unagradual disminucin de la presin del fluido que va cayendo de un punto a otro en elsentido deescurrimiento (pressure drop).

En el estudio de la transmisin de fluidos se acostumbra a dividir las redes de caeras entramos, de modo que no se incluya en ninguno de ellos mquina alguna (bomba, compresor, turbina, etc.)capaz de intercambiar trabajo con el exterior, absorbiendo energa del fluido o ce

dindola al mismo.De ese modo, la nica variacin de la energa del fluido se circunscribe entre los puntos extremosde lnea y ser la producida por la prdida de carga.

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Velocidades y Prdidas De Carga Recomendadas

TIPO DEF LUIDO

Velocidades (ft/sec) para wn de:Hasta 2" 3" a 10" 12" o mayorDP-100ftIntervaloDPmax -DPminCada depresinLIMITELQUIDOSSuccin bomba 1 - 2 2 - 4 3 - 6 0,2 - 0,5 ANPA (NPSH)descarga corta cs 4 - 9 5 - 10 8 - 12 1,0-4,0 ANPA (NPSH)descarga larga cs 2 - 3 3 - 5 4 - 7 1,0-3,0 ANPA (NPSH)

descarga corta ss 5 - 9 6 - 12 8 - 15 3,0-10,0 ANPA (NPSH)descarga larga ss 3 - 5 5 - 10 6 - 12 1,0-6,0 ANPA (NPSH)drenajes 3 - 4 3 - 4 ANPA (NPSH)Aceite ViscosoSuccin Bomba 0.5 max 0.5 - 0.75 0.5 - 1.0 ANPA (NPSH)Descarga bomba 1 - 3 3 - 5 4 - 6 ANPA (NPSH)Drenajes 1 1.5 - 3 ANPA (NPSH)cido Sulfrico90-100%t< 110 F cs 2.5 2 - 5 2.5 3.0 ft/s max.90-100%t 110 F cs 2 - 3 3 - 5 4 - 6 7.0 ft/s max.SO4H2 diluidorevestido enpolipropileno

5 - 7

Aguaen trechos cortosde enfriamiento 3 - 6 1 - 1.5 2agua caliente 3 - 6 0.25 - 0.5 5



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TIPO DE FLUIDOVelocidadft/sPrdida de carga

Psi/100 pieLmite psiVapor de aguaHasta 30 psi (incl. esc.) 65 - 100 0.2 - 0.4 1.030-150 psi (sat. seco) 100 - 170 0.5 - 1.0 2.0sobre 150 psi 100 - 250sobrecalentado 100 - 200Gases y vaporesvapor de agua alto vaco 200 - 350vapor de agua vaco mod 150 - 200Aire y gases (promedio) 60-80 max 0.2 - 0.5 0.5 - 1.0Hidrgeno 60 - 70

Aire comprimido 50 - 70Acetileno 70 - 85Gas cloro 50 - 70Cloro lquido 5.7Vapores torre destilacin 0.2 - 0.5 0.5 - 1.0

Determinacin de la Presin de Prueba Hidrulica

Salvo excepciones mencionadas ms abajo, (par. 345.4.3 de ANSI). La presin de pruebahidrosttica en cualquier punto de una caera metlica ser :

a)

No menor que 1,5 veces la presin de diseo

b)Para temperaturas de diseo mayores que la de prueba, la presin de prueba mnima ser lacalculada por la siguiente ecuacin, excepto que el valor de St / S exceda de 6.5

1.5 P StPt =SDondePt = presin de prueba hidrosttica mnima (manomtrica)P = presin interna de diseo (manomtrica)St = valor de tensin admisible a temperatura de pruebaS = valor de tensin admisible a temperatura de diseo (Tablas A1 de ANSI)

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c)Si la Presin de Prueba, como se define arriba, fuera mayor que la tensin de fluencia a latemperatura de prueba, la presin mxima no exceder la fluencia a esa temperatura.

El par. 345.4.3 de ANSI establece los casos en que un sistema de caeras debe probarse juntocon un recipiente a presin. Son los siguientes:

a)Cuando la presin de prueba de caeras conectadas a recipientes a presin es la misma omenor que la presin de prueba del recipiente, la caera deber ser probada con elrecipiente a la presin de prueba de la caera.

b)

Cuando la presin de prueba de una caera excede a la de un recipiente y no es practicableaislar la caera del recipiente, ambos debern ser probados juntos a la presin de pruebadel recipiente. El propietario de la instalacin deber dar su consentimiento y adems, lapresin de prueba del recipiente no deber ser menor que el 77% de la correspondiente dela caera, calculada segn la ecuacin que antecede, de acuerdo a los par 345.2.4(b) A345.4.2.

Las Normas ANSI

Las NORMAS ANSI, incorporada a las ASME (American Society of Mechanical Engineers) sonlas ms utilizadas para clculo, diseo, fabricacin, inspeccin y montaje de caeras (vesta deStandards).

En este curso tomaremos como base lo establecido en las ANSI B31.3, Petroleum RefineryPiping, como ejemplo, pero su aplicacin deber tenerse en cuenta conforme sea el tipo de servicio de lacaera. Si bien la regulacin es diferente y los requisitos varan de una norma a otra,la estructura detodas las secciones es similar en todas la B31.

Las otras normas se refieren a la fabricacin e inspeccin de distintos tipos de accesorios. Paramateriales plsticos se agregarn las correspondientes normas aplicables. Aunque cada pas haelaborado sus propias normas sobre la materia y el uso de las ANSI no es obligatorio por ley, lageneralidad de las empresas que contratan servicios de proyecto y montaje de caeras industriales lohacen refirindose a estas normas.

Las ISO, International Standard Association, y las DIN alemanas tambin son utiliz

adas para elmismo fin.


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Las NORMAS ANSI son complementadas con las NORMAS API, American Petroleum Institute,las AWWA American Water Works Association, cuando el tipo de servicio as lo requiera o el propietariocontratante lo indique.

Clculo del espesor de pared

La tensin mxima en un cao recto se producir en el sentido circunferencial, que es elduplo dela tensin longitudinal. Basado en ste concepto de la teora de membrana para un cao sometido apresin interna, el clculo de ANSI B31.3(par 304) el espesor mnimo ser :

tn = t + c

El espesor seleccionado no ser menor que tm + tolerancia de fabricacin.

Diseo hidrulico de caeras

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NOMENCLATURA

tm =Mnimo espesor requerido por presin, incluyendo tolerancia de fabricacin, erosin y

corrosin.

t =Espesor por diseo por presin interna o la determinada para presin externa.

c =La suma de las tolerancias mecnicas, (roscas, ranuras, etc.) ms las tolerancias porerosin o corrosin. Para componentes roscados ser la profundidad (h de la normaANSI B 1.20.1 o equivalente) la que se aplicar. Para superficies maquinadas oranuras donde la tolerancia no se ha especificado, se asume una tolerancia de 0,02"

0,5 mm. agregada a la profundidad especificada en el corte.d = Dimetro interior del cao. Para clculo de diseo por presin, el dimetrointerior del cao es el mximo valor admisible bajo la especificacin de compra.P = Presin interna manomtricaD = Dimetro exterior del caoE = Factor de calidad de Tablas A-1A A1B.S = Valor de la tensin del material de tablas A1.T = Espesor de pared del cao (medido, o el mnimo de la especificacin de compra).y = Coeficiente de Tabla 304.1.1, vlido para T < D/6 y para cada material allsealado. Los valores de y pueden ser interpolados.

Clculo por presin interna (ANSI B 31.1)

Para T


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SE - P1 SE + PPara valores de t >= D/6 P/SE >= 0,385Se utilizar la frmula de Lam para paredes gruesas :

D

t =

2

Para la aplicacin de esta ecuacin, se requiere especial atencin a factores tales como losefectos de fatiga y tensiones por temperatura.

Clculo por presin externa :ANSI establece que para determinar el espesor de un cao por presin externa se utilizar elcdigo ASME VIII DIV. 1, pargrafos UG.28, UG.29 y UG.30 con la siguiente excepcin:

Para caos con relacin Do/t < 10 el valor de S para ser usado en la determinacin delespesorser el menor de los siguientes, para el material del cao a la temperatura de diseo:

a) 1,5 veces la tensin de la tabla A-1 de ANSI B-31.3

b) 0,9 veces la tensin de fluencia de ASME VIII DIVISION 2.



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TEMA 3

Especificaciones y Planos

CONTENIDO

Especificaciones de Caeras ____________________________________________________2Especificaciones generales ____________________________________________________2Especificaciones de materiales _________________________________________________2Listas de Lneas_____________________________________________________________4Listas de Materiales _________________________________________________________5

Diseo de Planos de Caeras ____________________________________________________5

Consideraciones bsicas ______________________________________________________5Disposicin de lneas no subterrneas___________________________________________6Agrupamientos _____________________________________________________________7Cotas de caeras y equipos ___________________________________________________7Drenajes, Venteos y Detalles _________________________________________________10

Importancia del conocimiento del proceso _________________________________________11Planos de Caeras ___________________________________________________________11

Diagramas de flujo _________________________________________________________12

a) Diagramas de Proceso. ___________________________________________________12b) Diagrama de Piping-Instrumentos (P&ID). ___________________________________12

Planos de Planta y Elevacin _________________________________________________13Rutina para dibujar planos de planta - elevacin ________________________________14Planos isomtricos__________________________________________________________14

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Especificaciones de Caeras

Las especificaciones constituyen un documento legal de validez, en muchos casoscontractual, en

donde se detallan los requerimientos tcnicos necesarios para efectuar una etapa oconjunto de etapas enel diseo, construccin, mantenimiento etc. de una instalacin industrial.

No es posible abarcar en este curso la totalidad del tipo de especificaciones posibles de redactar,por lo que slo veremos algunos casos ms importantes de los innumerables que se pueden presentarpara su aplicacin en caeras.

Especificaciones generales

Se emiten para regular todos los temas relativos a la especialidad, y contienendatos yprescripciones vlidas para todos los servicios que se tengan.

Se utilizan para contratar ingeniera, cuando se emiten antes del inicio de un proyecto, por partede una empresa que va a realizar una inversin destinada a una instalacin industrial, y tambin durante eldesarrollo de una ingeniera bsica, de modo que pueda regular ms tarde las diferentes etapas delproyecto.

Contienen por lo menos las siguientes informaciones :

Cdigos y normas que deben ser obedecidos. Abreviaturas y siglas empleada. Sistema adoptado para identificacin de lneas. Prescripciones diversas sobre le proyecto, clculo, trazado, fabricacin, montaje ypruebas delas caeras que se aplican en cada caso.

Los datos ms importantes son los detalles bsicos de distancias que se deben respetar entre lascaeras y equipar para evitar interferencias y facilitar su operatividad, la disposicin de caerassubterrneas, los drenajes y alcantarillado, la simbologa a utilizar en diagramas,planos de planta elevaciny de detalle, soportes, isomtricos etc.

Contienen adems una descripcin de los parmetros principales de los servicios bsicos,temperaturas, presiones etc., y los requerimientos de cada fluido en relacin a los materiales a usar, enlneas generales.

Especificaciones de materiales

Son las normas especficas escritas especialmente para cada clase de servicios y p

ara cadaproyecto o instalacin.


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Cada captulo de la especificacin acostumbra abarcar un nmero de servicios semejantes en unacierta gama de presiones y temperaturas, para las cuales puedan ser recomendadaslas mismasespecificaciones tipo y modelo de caos, vlvulas y accesorios.

Para ello se hace coincidir la gama de variaciones de cada especificacin con la d

e cada clase depresin nominal (Rating) de vlvulas, bridas y accesorios. As por ejemplo tendremos una especificacinque incluye las variaciones de presin - temperatura para la nominal de 150# , otra para 300# .

Una misma especificacin puede incluir uno o ms servicios con el mismo o diferentefluido, yaque para diferentes servicios se pueden adoptar los mismos caos, vlvula y accesorios. As tendremos



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una especificacin para hidrocarburos lquidos, otra para hidrocarburos gaseosos, otra para vapor vivo,otra para condensado, aire comprimido, etc.

En un determinado proyecto no se tendr un nmero excesivamente grande de especificacionesdiferentes, que complicara el proyecto y dificultara la compra y almacenaje de losmateriales.Tampoco deber tener un nmero pequeo de especificaciones, pues originara gastos innecesarios por eluso no adecuado de muchos materiales.

Es evidente que existiendo una nica especificacin, sta debera cubrir al servicio ms severo,quedando as sobredimensionada para los dems.

Para la preparacin de la especificacin de materiales, el primer paso es confeccionar la lista detodos los servicios existentes, con sus caractersticas completas, presiones y temperaturas de operacin.Hecha la lista, es posible agrupar los fluidos que puedan ser incluidos en una misma especificacin, estoes, para los cuales se puedan recomendar los mismos materiales.

En todas las especificaciones deben constar obligatoriamente las siguientes informaciones :

Sigla de identificacin de la especificacin Clase de fluido al cual se la destina

Gama de variacin de presin y temperatura Tolerancia de corrosin adoptada Caos : Material, proceso de fabricacin, espesores recomendados para los distintosdimetros, y sistema de unin adoptado. Vlvulas : Tipos empleados para bloqueo (esclusa (gate va.) esfrica, etc.) para regulacin(globo, aguja, diafragma), para retencin, etc., con indicacin completa de los materialesusados en su construccin, carcaza, vstago, proceso de fabricacin, tipo de extremidades,clase de presin nominal, accionamiento etc. Bridas (flanges) y accesorios brindados; especificacin del material, clase de presin nominal ytipo de caras. Accesorios para soldar y roscados : Material, proceso de fabricacin, clase de presin nominal,espesor. Pernos (bolts-stud bolts) : tipo y especificacin del material. Juntas; tipo, espesor, material.

Debe tenerse en cuenta que los materiales, clase de presin, espesores, etc. tantode los caoscomo de las vlvulas y accesorios, casi nunca son los mismos para todos los dimetros nominales de unamisma especificacin.

Las especificaciones deben tener en cuenta, si as lo requiere el caso, exigenciasespeciales de


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los procedimientos de soldadura y electrodos usados, tratamientos trmicos, revestimientos externos einternos, caso de empleo de codos en secciones (mittered bends) o de derivaciones soldadas los cualesdeben constar en cada especificacin.

Para el caso particular de las vlvulas, es costumbre usar siglas que son adoptada

s en diferenteshojas de esp. ya que se pueden aplicar a diferentes servicios.

Agrupadas las vlvulas con sus siglas de identificacin aparte, constituyen en si mismas otraespecificacin que facilita la compra y almacenaje de las vlvulas.

Tanto las especificaciones generales como las de clase de materiales son usadasen lacontratacin de montajes de plantas industriales, en fabricacin de caeras y en las plantas ya en marcha,para las tareas de mantenimiento o ampliaciones, como gua de diseo.



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Son complementadas adems con las siguientes especificaciones particulares de cadagrupo deservicios

Soldadura

Aislacin trmica

Pintura y tratamiento de superficies

Filtros (materiales e instalacin)

Sistemas de calentamiento (tracing)

Clculos de dimetro, espesores, flexibilidad.

En caso de especificaciones para mantenimiento, se incluyen los siguientes captulos queconfiguran en s mismos un contrato de carcter tcnico-legal :

1. Alcance Estos captulos son un2. Materiales y normas ejemplo que puede ampliarse3. Fabricacin o reducirse segn sean4. Soldadura los requerimientos de cada5. Transporte proyecto. El contratista6. Almacenamiento los tomar en cuenta en7. Montaje su oferta tcnica y si8. Inspeccin cumplen con la esp. general9. Puesta en marcha de materiales, de montaje etc.

10. Plazos de entrega vigentes en la planta, sta11. Garantas podr ser tcnicamente aceptable.Listas de Lneas

Como complemento de los planos de caeras, se emiten planillas con las caractersticas de cadalnea, que si bien no forman parte de los mismos proveen todos los datos necesarios para identificarlas.

Estas hojas de datos o listas de lneas contienen las siguientes columnas :a) Nmero de lneab) Clase o tipo de fluido circulantec) Dimetro nominald) Sigla abreviada de la especificacin de materialese) Extremos de la lnea, es decir desde donde viene y hacia donde vaf) Caudal, velocidad y prdida de cargag) Temperatura y presin de operacinh) Temperatura y presin de diseoi) Presin de pruebaj) Aislacin trmica si fuera requerido y tipok) Necesidad de calentamiento (tracing) y tipo.



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Listas de Materiales

Se incluyen algunas veces en los mismos planos o en documento aparte y en este ltimo caso

pueden incluir los materiales de varios planos.

Es recomendable que contengan todas las caractersticas de los materiales, incluyendo :

a) Nmero de temb) Dimetro nominalc) Tipo de accesoriod) Caractersticas (roscado, soldable etc.)e) Rating (Relacin nominal presin- temperatura)f) Cantidadg) Material

Donde generalmente se incluyen, es en los planos en los de fabricacin e isomtricosparamantenimiento.

Tambin en los planos de planta - elevacin y en los isomtricos de diseo se incluyen las listas demateriales.

En los sistemas grficos (CAD) se utilizan bases de datos como documento separadodel archivogrfico o tambin incorporado al plano como texto.

Los Sistemas Grficos relacionan cada elemento o entidad componente de las lneas enel planocon cada lnea de la base (record) y el manipuleo se puede realizar dentro del archivo del softwareutilizado, del mismo modo que se procede como con cualquier otra base de datos.

Diseo de Planos de Caeras

Consideraciones bsicas

1) Condiciones de servicio: Raramente las condiciones de servicio imponen en forma obligatoriael trazado de una caera. An as es importante conocerlas, para lograr un mnimo de prda de carga,pendientes apropiadas, etc.

2) Flexibilidad: Las lneas deben tener un trazado tal que les d flexibilidad suficiente paraabsorber los esfuerzos provenientes de las dilataciones (ser visto en Tema 6).

3) Transmisin de esfuerzos y vibraciones: no debe haber transmisin de esfuerzos noadmisibles, de las caeras a los equipos y viceversa.

4) Accesibilidad: las vlvulas o equipos que exijan operacin o mantenimiento debenseraccesibles con facilidad. Las lneas deben ser accesibles por lo menos para inspec


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cin.

5) Mantenimiento: deben ser provistas de facilidades para mantenimiento, inclusopintura, de todala caera y accesorios. El desmontaje rara vez ocurre y no es considerado.

6) Seguridad: Deben prevenirse accidentes y minimizar sus consecuencias, si se p

roducen.

7) Economa: El mejor trazado es el ms barato, siempre que se respeten las dems exigencias.

8) Apariencia: Una buena apariencia, es decir, un aspecto de orden y de buena terminacin essiempre necesaria, sumada a la facilidad de operacin, mantenimiento y economa.



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Disposicin de lneas no subterrneas

Ninguna regla se puede establecer en el ruteo de las caeras y muchas veces el proyectista lo

define de acuerdo a las condiciones particulares de cada proyecto. No obstante podemos definir algunas:

1) Grupos paralelos de la misma elevacin: Todos los caos deben tenderse sobre unamismacota inferior para simplificar sus soportes.

Los caos de gran dimetro (mas de 20") hacen excepcin a esta regla, no slo por razones deservicio, sino tambin porque en trayectos cortos y directos se logra economa de material. El trazado de

caera debe comenzar siempre por las lneas de mayor dimetro, por las troncales y tambin por laszonas mas congestionadas.

2) Direcciones ortogonales del proyecto: Siempre que sea posible las lneas debenquedar almismo nivel y paralelas a una de las direcciones ortogonales del proyecto. Siempre que sea posible todoslos caos que pasan de un nivel a otro deben ser perfectamente verticales. Consecuentemente no seproyectarn caeras en curvas y los cambios de direccin se harn a 90.

3) Elevaciones a cotas diferentes para direcciones diferentes: Para facilitar la

s derivaciones ycruces de lneas, los caos horizontales paralelos a una de las direcciones ortogonales deben trazarse enelevacin diferente de los caos paralelos de la otra direccin. Esta regla no necesita ser observada encaso de lneas donde no haya derivaciones ni cruces, ni cuando por motivos de flexibilidad sea necesariocambiar de direccin.

4) Flexibilidad: Para absorber mejor los esfuerzos provocados por la dilatacin sehacenmodificaciones en el trazado, tratando de convertir tensiones de flexin en flexo-torsin. Esto se logra porla premisa: "a cada cambio de direccin, cambio de nivel".

Como regla general, ninguna lnea debe comenzar y terminar en una lnea recta, aunque trabajefra o en tramos cortos. Hacen excepcin aquellas que incluyen juntas de expansin queabsorben losmovimientos de dilatacin.

Las liras de expansin suelen hacerse en el plano horizontal, en nivel superior alos caosparalelos. Por motivo de economa de soportes, se colocan en la misma zona para caos que las

requieran.

5) Distancia entre ejes de caos paralelos: Se toman a efectos de permitir distanc


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ias mnimasrequeridas para pintura y el espacio necesario para ajustar pernos en bridas. Encaeras calientes debenpreverse los movimientos laterales y el espesor de aislacin. Como base de distancias mnimas seacostumbra a tomar 25 mm. de huelgo, a los que se suman la distancia de aislacindimetro de bridas,

etc.

6.-Caeras de gran dimetro: En dimetros muy grandes (30" o ms) para conduccin defluidos lquidos, la inercia de la masa en movimiento puede alcanzar valores considerables con lasvariaciones de velocidad, direccin y generacin de turbulencias adicionales.

Es por eso que las derivaciones se hacen a 45 en "Y" en el sentido del flujo. Setrata de mantenerla velocidad lo ms constante posible.

Tambin se hacen reducciones de seccin donde vara el caudal.



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Los soportes, tomados aqu como tema aparte (Ver Tema 7) son tambin de vital importancia en el diseode caeras.

Agrupamientos

Los conjuntos de caeras se agrupan en estructuras tpicas, metlicas o de hormign. Podemosmencionar entre las ms utilizadas a los parrales (PIPE RACK) durmientes (PIPE PIERS) trincheras(TRENCH).

En reas de proceso, donde se produce congestin de lneas por necesidades de operacinseutilizan los racks que se proyectan paralelos a los caminos de acceso a las diferentes reas de trabajo.

Ello implica la existencia de puentes sobre cruces de caminos y otros racks de acceso a losequipos.

Pueden ser de uno, dos o ms niveles o "pisos". En los cruces o ramificaciones seprocura nohacer coincidir los niveles de un rack con el otro, para que los caos que se derivan puedan cambiar sunivel con el cambio de direccin.

Las vigas que atraviesan el eje del rack, se colocan a distancias variables. Dependen del dimetro

de los caos que se apoyan. Se toma generalmente el vano que produce una flecha admisible deldimetro medio de los caos. Aunque los dimetros mayores del promedio estarn con vanossobredimensionados, los mismos son aprovechados para sostener a los de dimetro menor con vigasintermedias. Se logra as economa en el diseo.

Se acostumbra a dejar un 25% extra de longitud de las vigas (ancho del rack) para futurasampliaciones.

Para montar estos rack, se prefabrican los arcos. con placas base con agujeros para pernos deanclaje. Una vez fraguadas las bases de hormign, se montan los arcos y el resto de la estructura, convigas tambin prefabricadas.

Los Pipepiers (durmientes) se utilizan ampliamente en reas de almacenamiento de productos,descongestionadas, para conducciones a distancia, de diversos fluidos.

Normalmente se usan vigas de hormign con placas de metal en su coronamiento, o deperfiles.

La altura mnima que debe existir desde el nivel de terreno hasta el BOP no debe ser inferior a 400mm. o la que se requiera para hacer el mantenimiento y limpieza debajo del haz d


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e caeras y la previsinpara drenajes.

Para el cruce de caminos, se usan alcantarillas donde el camino es terraplenado,dejando accesopara tareas de mantenimiento y limpieza.

Cotas de caeras y equipos

Para fijar las cotas de las elevaciones de caeras y equipo, de mucha importancia en el diseo delneas de caeras, es preciso estudiar cules deben quedar encima o debajo del otro. Sipor ejemplo enun recipiente el fluido cae por gravedad o si las bombas deben tener succin ahogada, o si la caera debetener una pendiente determinada, etc.

Es requisito bsico que todos los equipos, donde ello sea posible, sean instaladossobre

fundaciones a nivel mnimo de 300 mm. sobre el terreno. A veces, por necesidad deproceso ellos soninstalados a 1,50 m o a mayores alturas, pero esto encarece las instalaciones. Se realiza en los casos :



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a) Para aumentar la altura neta positiva de aspiracin (NPSH) en estaciones de bombeo, para

lquidos calientes o voltiles.

b) Por necesidad de escurrir lquidos por gravedad

c) Funcionamiento por termo sifn

Para fijar las cotas de elevacin, se comienza siempre de abajo para arriba. Las elevaciones msbajas son establecidas en funcin de la posicin de las bocas (nozzles) de los equiposcolocados sobre bases con altura mnima.

Nunca debe tenerse ningn elemento de las caeras a menos de 150 mm. del suelo, inclu

sive losdrenajes en sus puntos ms bajos. En caso necesario, se aumentar la altura de las bases de los equipossi as se requiere.

Fijadas las elevaciones ms bajas, se calculan a partir de ellas todas las otras elevaciones, enfuncin de las posiciones relativas de los equipos, tamao de las curvas, ts, vlvulasy otros accesoriosde caera, procurando que todas las elevaciones resulten las menores posibles.

En reas de proceso, la necesidad de colocar las caeras sobre soportes elevados, conpasaje de

trnsito debajo, obliga frecuentemente a la instalacin de muchos recipientes en posiciones elevadas,cuando estos son reservatorios de succin de bombas.

La distancia vertical entre caeras en direcciones ortogonales, para permitir el cruce de unassobre las otras debe ser la mnima estrictamente necesaria para posibilitar las derivaciones. Esadistancia ser la mnima que resulta de la colocacin de una te y un codo del cao de mayor dimetro,como se muestra a continuacin.

Esta distancia, como es evidente se incrementar cuando la caera est aislada, o cuando seprev la instalacin de caeras de mayor dimetro a futuro.

Facilidades para montaje, operacin y mantenimiento.

a) Caeras para conexiones a los equipos.

Los caos de conexin a cualquier equipo que puedan necesitar ser desmontados o cambiadosperidicamente (bombas, compresores, turbinas, intercambiadores de calor, filtros,etc.) deben ser

dispuestos de forma de dejar libres los espacios necesarios para desmontaje o remocin, y siempretambin el espacio suficiente por encima del equipo para permitir la maniobra de g


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ras u otro elementoutilizado para elevacin de cargas.

Los caos de conexin debern tener una pieza bridada, adyacente al propio equipo, quepuedeser una vlvula, un accesorio con brida, etc., conectado al nozzle que permita retirar el equipo para

reparaciones.

Donde sea previsto el pasaje de operadores para atender bombas, compresores etc., las caerasdebern disearse de modo de no interferir en la tarea de operacin. Como regla general, siempre debe



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ser previsto un medio fcil de desmontaje y remocin del equipo, la propia lnea o lasauxiliaresconectadas a la misma.

b) Conexiones con los equipos en reas de proceso.

En reas de proceso, salvo raras excepciones, todas las mquinas (bombas, compresores,turbinas, etc.) son instaladas prximas al nivel del suelo. Las conexiones de caeraselevadas para losreferidos equipos se hacen descender verticalmente hasta los nozzles, dejando libre el espacio alrededordel equipo.

Las conexiones a tanques, intercambiadores, etc., pueden realizarse al mismo nivel de las

caeras elevadas o por medio de caos verticales, dependiendo del nivel en que estn ubicados losnozzles.

Los caos verticales a lo largo de torres o recipientes verticales deben trazarseen lo posible fuerade las plataformas de acceso, para evitar perforarlas, quitndoles rea.

Los caos horizontales deben instalarse por debajo de las plataformas y las entradas de hombredeben quedar libres en sus accesos.

c) Operacin de vlvulas equipos e instrumentos.

Todas las vlvulas, instrumentos y equipos que tengan operacin y/o mantenimiento deben teneracceso fcil desde el suelo, plataforma, de alguna estructura o escalera.

Las vlvulas de operacin local que estn por sobre los 2.10 m de altura del suelo o piso deoperacin debern tener volante con cadena o palanca de extensin. La cadena debe quedar a 1 m delpiso. Esta es una solucin extrema que debe tomarse cuando no existe otra mejor. No deben usarse paravlvulas de operacin muy frecuente ni en dimetros de lnea menores de 2".

No es necesario prever accesos para vlvulas raramente operadas como drenajes o venteos encaeras elevadas.

d) Facilidades para desmontajes

Estos no son muy frecuentes en las caeras de proceso. No obstante, es necesario que se dejesuficiente espacio para la remocin del equipo y su posible desconexin a la caera. Las bridas nodeben quedar soportando la caera de modo que los soportes puedan portar su peso encaso de

desmontar bridas para un cambio de junta.

e) Soldaduras y roscas


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Se debe prever espacios entre caeras para efectuar soldaduras de terreno en reascongestionadas. Adems es necesario tener en cuenta que la distancia mnima entre dos soldaduras nodebe ser menor de 100 mm., para evitar concentracin de tensiones en caos de 3" o mayores.

En dimetros menores es imposible respetar esa dimensin pero en cualquier caso no deben estara menos de 30 mm. de distancia.

En las caeras roscadas es necesario prever distancias requeridas para una tarraja,de modo depoder efectuar la rosca sobre una caera ya instalada si se presenta el caso.



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Drenajes, Venteos y Detalles

1) Para la derivacin de caera de gases y venteos, todas las conexiones sern efectuadas en la

parte superior de los caos, para evitar la salida de los lquidos o condensados quese pudieran encontrardentro de la lnea. Para lquidos no hay recomendacin. En caso de drenajes, estos seharn en la parteinferior del cao.

2) Las reducciones en caeras horizontales son generalmente excntricas, manteniendola lnearecta del fondo del cao (BOP). La excepcin importante a esta regla son las reducciones que se instalanen la succin de las bombas que deben ser excntricas pero niveladas por encima paraevitar la formacin

de bolsones de aire o vapor. Se ubican en lugar inmediato a la brida de succin. En las caerasverticales son usadas casi siempre las concntricas.

3)Posicin de las vlvulas. No es conveniente colocar las vlvulas con el vstago haciaabajo,por la posibilidad de prdida a travs de los sellos y acumulacin de residuos en la cmara de la vlvula.En lneas de succin de bombas no debe haber vlvulas con el vstago para arriba por elpeligro deformacin de vapores en la cmara; es mejor instalar el vstago en posicin horizontal.

4) Drenajes y Venteos: Todos los puntos bajos de cualquier caera deben tener siemp

re undrenaje que en las caeras de acero se hacen con una cupla, niple y vlvula. Suele colocarse un tapn ala vlvula para evitar entrada de residuos que dificulten la operacin de la misma.

Se usa generalmente un dimetro de 3/4" para cualquier fluido. Para lquidos viscosos que dejanresiduos se usa 1 1/2". En las partes altas se emplean los mismos dimetros, paraevacuar aire ogases que podran provocar inconvenientes en la operacin.

5) Vlvulas de alivio de presin: En trechos de caeras que quedarn con el lquido bloqudoentre dos vlvulas de bloqueo se pueden generar altsimas presiones por la dilatacindel lquido al estarexpuestas al sol. Se instalan en estos trechos vlvulas de alivio de presin calibradas para que abran auna presin que ser la de operacin de la lnea o un pequeo porcentaje mayor que sta.

6) Vlvulas de seguridad y alivio: La descarga de vlvulas de seguridad y alivio esfrecuentemente un chorro fuerte de gases calientes, inflamables, txicos o la combinacin de stascaractersticas. Para evitar accidentes las vlvulas de seguridad que descargan a laatmsfera se instalana 3 m por encima de cualquier piso situado en un radio de 6 m.

Para las vlvulas de seguridad suele hacerse una conexin en la salida a una lnea quedescarga


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en otra de menor presin que recircula el fluido. En las vlvulas de alivio, el caudal que expelen es menorque en las de seguridad y el fluido expulsado se dirige hacia un drenaje.

7) Pasaje de Caos a travs de paredes: Por regla general no se debe vincular los caos conlas paredes o pisos que atraviesan. Se los hace pasar por agujeros circulares, a

veces protegidos por uncao de mayor dimensin (sleeve) dejando suficiente espacio para los movimientos portemperatura de lalnea, la aislacin si la tuviera, etc.

8) Manmetros y termmetros: Los manmetros son instalados en una pequea derivacinsaliendo de una te o una cupla soldada a la caera principal. Deben tener una vlvulade bloqueo y unventeo o purga de aire



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Importancia del conocimiento del proceso

Algunos autores consideran superfluo el conocimiento del proceso para el diseo de

caeras. Esindudable que el proyectista no puede determinar el uso de caos, accesorios, juntas, etc. sin saber queparmetros regulan la produccin de la planta que est proyectando. Una variacin de temperatura puededar como resultado una disposicin equivocada de una lnea; una presin errnea puede inducir a gravesconsecuencias en trminos de seguridad en la operacin. Falta de previsin en la conduccin de fluidoscorrosivos puede acortar la vida til de las caeras y la ltima consecuencia es la realizacin de unproyecto antieconmico.

Es evidente tambin que el conocimiento del proceso no necesita ser tan profundo como el quetiene el ingeniero de proceso pero debe abarcar como mnimo :

1) Presiones en todas las lneas

2) Temperaturas en todos los puntos de las conducciones

3) Corrosividad de los fluidos conducidos. Abrasividad, etc.

4) Puntos de medicin y control. Qu se mide y cmo

5) Caractersticas fsicas de los fluidos a conducir (viscosidad, densidad, arrastrede partculas,etc.).

Estos parmetros y caractersticas del proceso ayudan a definir correctamente el diseo y ruteo delas lneas de caeras.

Planos de Caeras

En los proyectos de caeras industriales se hacen generalmente

1) Diagramas de flujo

2) Planos de Planta y Elevacin

3) Isomtricos

4) Planos de detalle, fabricacin y de soportes

Antes de detallar cada uno de ello veremos como se identifican las lneas. Cada empresa tiene unsistema de codificacin pero casi todas adoptan un procedimiento que resumimos:



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A - B - C - D

dondeA = Dimetro nominal de la lnea

B = Clase de fluidoC = Nmero de orden de la lneaD = Especificacin de Materiales

As por ejemplo una lnea de 8", para conducir vapor, la tercera en el listado de suclase, deespecificacin A1 (vapor de baja presin) tendra : 8" - ST - 003 - A1

Esta modalidad no es mandatoria y el cliente puede proponer al ingeniero otra forma de identificarlas lneas, tal vez con ms datos (por ejemplo si es subterrnea o no, si tiene aislac

in o no, etc.)Fundamentalmente debe servir esta codificacin para identificar rpidamente cada lnea, prever unmantenimiento correcto, sin confusiones, y facilitar el montaje de la Planta y ampliaciones futuras.

Diagramas de flujo

a) Diagramas de Proceso.Son los diagramas preparados por la Ingeniera de Proceso que contienen, como mnimo:a) Caeras Principales con la indicacin del fluido que conducen y el sentido de flujo

b) Las principales vlvulas, dampers, etc.c) Todos los recipientes (tanques, torres, intercambiadores) con sus n de tem y caractersticasbsicas ; dimensiones, presin, temperatura, etc.d) Todos los equipos (bombas, compresores, etc.) con indicacin de sus caractersticas,potencias, caudal etc.e) Un cuadro de caudales, temperaturas y presiones de cada lnea de conduccin de fluidos.

b) Diagrama de Piping-Instrumentos (P&ID).Son los diagramas preparados por los grupos Mecnico-Caeras-Instrumentacin y contienen :a) Todos los recipientes, con dimensiones, identificacin y todas sus conexiones alas caerasb) Todos los equipos secundarios, trampas, filtros etc.c) Todas las vlvulas, drenajes, venteos, an las estaciones de utilidades (vapor, agua, aire),vlvulas de alivio, retencin, etc.d) Todos los instrumentos de medicin y control con sus lneas de transmisin y sus smbolosdefiniendo si es de control remoto o localCuando la red de conduccin es muy compleja se dividen los P&ID en varias hojas donde cadauna contiene un rea o servicio Varias hojas (planos) pueden abarcar slo un rea y en

es caso seadoptan convenciones de conexin entre los planos para definir la continuacin de una conduccin de un


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plano a otro.

Especificaciones y PlanosTema 3 - Pgina 12


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Planos de Planta y Elevacin

Son realizados en escala. Las ms usuales son :

Mtrico1:50 y 1:251:100 y 1:2501:10 y 1:251:250 y 1:1000reas de Proceso (onsite)Fuera de reas de Proceso (offsite)DetallesDisposicin generalSistema Ingles3/8" = 1' ; 1/4" = 1'1" = 20'; 1" = 50'

1" = 50'; 1" =200'reas de Proceso (onsite)Fuera de reas de Proceso (offsite)Disposicin General

Antiguamente y hasta aparecer los sistemas grficos computarizados, los caos de 12"y mayoresse representaban en estos planos con doble lnea y su eje, y las de 10" y menorescon un slo trazo.Actualmente algunas empresas de ingeniera que cuentan con sistemas CAD contratansus planos decaeras representando con un lnea slo las de 1'/2" y menores ya que el tiempo de elaboracin no difiere

entre un tipo de representacin y el otro, con lo que los costos no varan, dependiendo slo de laresolucin con que se dibujan los planos.

La ventaja de representar las caeras con doble lnea consiste en facilitar la visin del espacioque ocupan, detectar posibles interferencias y errores en espaciamiento entre ellos.

En reas de gran complejidad, son usados en CAD, planos en 3 dimensiones que suplantan a lasmaquetas, que ya estn obsoletas por su elevado costo, y que permiten proyeccionesaxonomtricasdesde distintos ngulos.

Adems de todos los caos con sus accesorios los planos de planta y elevacin, realizados enescala, debern incluir lo siguiente :

a)Lneas principales de referencia, con sus coordenadas, tales como : lmites de "batera" orea, lmite de los planos, de caminos y calles, diques, lneas de drenajes, recipientes,equipos, contorno de fundaciones, etc.

b)Todos los soportes de caeras , con numeracin, indicacin convencional del tipo, posic


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in yelevacin acotadas, inclusive las columnas de apoyo de caos elevados, indicados porsunumeracin

c)Todas las plataformas de acceso con posiciones, elevacin y dimensiones acotadas

d)Todos los instrumentos, con identificacin, indicacin convencional y posicin aproximada.Los conjuntos constituidos por las vlvulas de control con sus by-pass, vlvulas debloqueo yregulacin, son representados por todos sus accesorios indicando la identificacin de losinstrumentos con la sigla ISO correspondiente

e)Indicacin del NORTE de Planta y su ngulo con el geogrfico normalmente dirigido haci

aarriba o la derecha del plano

f)Lista de soportes con los planos de referencia donde se puedan encontrar los detallesconstructivos de los mismos

g)Lista de planos de referencia de reas contiguas y plano llave.

Especificaciones y PlanosTema 3 - Pgina 13


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Rutina para dibujar planos de planta - elevacin

1) Subdividir la Planta de Disposicin General en tantas hojas como sea necesariopara que

incluya en las escalas definidas todas las reas de trabajo2) Dibujar los contornos de los equipos principales, recipientes, tanques, fundaciones,columnas, parrales, soportes etc.3) Fijar cotas y elevaciones de las caeras

4)Elegir las cotas o elevaciones en que deben ser dibujadas cada planta. Cuando hay variosniveles superpuestos se deben dibujar dos o ms plantas y los cortes requeridos para mayorclaridad del plano

5) Dibujar primero los caos de mayor dimetro y/o que tengan requerimientos especiales.6) Fijar las distancias entre ejes de las caeras principales7) Dibujar las caeras secundarias8) Terminado esto, verificar si concuerda con el diagrama P&ID9) Verificar si todos los trazados tienen suficiente flexibilidad. Donde no se tenga seguridad,

enviar a clculo de flexibilidad (ver tema 5) las lneas en cuestin10) Verificar para cada lnea si los vanos o luces entre vigas o soportes son losapropiados. Si

fuera necesario colocar soportes adicionales o modificar el trazado para evitarlos.11) Verificar interferencias entre caos y con los equipos12) Colocar dispositivos de restriccin de movimientos (ver tema 5) como anclajes,patines,

guas, etc.)13) Completar el plano con los siguientes datos :

Identificacin de las lneas Coordenadas de los lmites y de las lneas principales Cotas y elevaciones Identificacin de los recipientes, equipos e instrumentos Identificacin y simbologa de los soportes Numeracin de lneas de eje de columnas Lista de soportes Lista de Planos de referencia

Planos isomtricos

Son planos realizados en perspectiva axonomtrica -isomtrica con proyecciones a 30 de cadauna de las direcciones ortogonales (horizontales) y con las caeras verticales sincambio. Se hacen sin

escala y sus aplicaciones son variadas, segn sea el caso :

Especificaciones y Planos


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1.- Conjunto de caeras para ingeniera bsica, abarcando reas completas, facilitan laestimacin de costo de un proyecto

2.- Caera individual, completa, se utiliza para mantenimiento y montaje

3.- Sector de una caera, utilizada para fabricacin o para elaborar a partir del isomtrico losplanos de fabricacin (pipe spools) y el algunos casos para montaje.

Estos casos que anteceden no son los nicos que se pueden mencionar para la aplicacin deisomtricos.

Aparte de no hacerse en escala, se diferencian de los planos de planta - elevacinen que todaslas caeras son unifilares. Los codos son representados por curvas, los recipientes

y bombas solo porsus nozzles o bridas y las leyendas, cotas, detalle de soportes etc., siguen lasdirecciones ortogonales.

Se incluyen, cuando es necesario todas las uniones de caeras rectas, soldaduras, roscas, etc.,en los caso 2 y 3. Tambin estos casos incluyen una lista completa de materiales,salvo que se realicenen un sistema grfico (CAD) donde se obtienen por una base de datos. An as hay mtodosquepermiten transformar la base (archivo.dbf) en texto (archivo.txt) que se incluyeen el dibujo. Se indicatambin los ejes principales de columnas, referencia a los ejes del parral s es apl

icable, la orientacin deplanta (NORTE) etc.



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TEMA 4

Fenmenos Ocasionales

Aislacin de caeras

Piping Espagnol (3)

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Transcript of Piping Espagnol (3)