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CAERAS Y RECIPIENTES APRESIN

DISEO

Diseo de caeras: Programa. Caos y tubos Materiales Mtodos de fabricacin Dimensiones Medios de unin Accesorios de caeras

segn Normas ASMEB36.10-19, B16.1-3-4-5-9-11-15.

Bridas Vlvulas

Cdigos de diseo: ASMEB 31.1-3-4-5-8-9-11.

API 579 Aptitud para elservicio y vidaremanente.

Especificaciones y planos Diseo hidrulico Diseo por presin Diseo por temperatura Soportes, aislantes Proteccin catdica

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Diseo de Recipientes: Programa.

Alcance delCdigo ASME VIII-Divisin 1

Materiales Diseo general Soldadura: clculo Tratamientos

trmicos.

Ensayos deimpacto.

Inspeccin ypruebas de presin

Vlvulas deseguridad

Estampado ASME

del smbolo delcdigo

Diseo de caeras: Caos y tubos

Cao: Conduce y resiste estructuralmentecon o sin costura (aunque en general apartir de chapa cilindrada-calandrada- ysoldadura longitudinal). Negro ogalvanizado que se compra por su dimetronominal en pulgadas y cuyo espesor se

define a partir de su schedule. Hasta 42 Tubo: son sin costura y se identifican deotra manera. Se usan en calderas,intercambiadores, industria petrolera etc.Hasta 6. Uso habitual 2.Toleranciaestricta

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Diseo de caeras: Caos

Caos: Dimetro nominal o NPS(nominal pipe size): hasta 12 eldimetro nominal no coincide con eldimetro exterior.

A partir de 14 coinciden. Su espesor se define por la Serie o

Schedule = 1000.P/S

P presin [psi] S Tensin admisible del material [psi]

Diseo de caeras: Tubos

Dimetro nominal coincide condimetro exterior.

Espesor: nmero de calibre o gageBWG (Birmingham Wire Gage).

Ejemplo BWG 12 espesor 0.109

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Diseo de caeras:Sistema Mtrico para caos

DN (dimetro nominal) esadimensional e indica el tamaostandard.

Por ejemplo DN 50 es equivalente alNPS 2. Hay tablas de equivalenciaentre NPS y DN.

Diseo de caeras:colores

Rojo: vapor en general, vaporsaturado.

Rojo blanco rojo en franjas: vaporrecalentado

Rojo verde rojo: Vapor de escape Verde: Agua en general ypotable(salvo de emergencia que esrojo)

Verde blanco verde: agua caliente

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Diseo de caeras: colores deidentificacin

Verde rojo verde: agua a presin oalimentacin

Verde negro verde: Agua salada oaguas de desage

Azul Aire en general y airecomprimido

Azul rojo azul: aire alta presin Amarillo gas en general, natural,

licuado.

Diseo de caeras: colores deidentificacin

Amarillo blanco amarillo: acetileno Rosado: aceites en general Gris tubo con vaco (depresin)

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Diseo de caeras: Materiales

Cdigo ASME B 31.1: Caeras depotencia (Centrales elctricas;Plantas industriales)

Cdigo ASME B 31.3: Caeras deproceso (Refineras de petrleo)

Cdigo ASME B 31.4:Sistemas de

transporte de hidrocarburos lquidos(entre plantas)

Diseo de caeras: Materiales

Cdigo ASME B 31.5:Caeras derefrigeracin (lquidos refrigerantes)

Cdigo ASME B 31.8: Sistemas detransporte y distribucin de gas(entre

fuentes y terminales) Cdigo ASME B 31.9:Servicio enEdificios

Cdigo ASME B 31.11:Mezclasacuosas de barro, cemento,etc

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Diseo de caeras: Materiales

Si el ASME B 31 no dice nada encontrario las normas adoptadas por elcdigo para especificar materiales sonASTM (American Society for Testingand Materials).

Si usa otra lo indica por ejemplo API(American Petroleum Institute).

Diseo de caeras: Materiales Aceros al carbono ms habituales:

ASTM A 53 Grado A-B-C ASTM A 106 Grado A-B-C API 5 L Grado A-B

Distintos usos de presin y temperatura.Para el Cdigo ASME son todos de lafamilia P N: 1. Veremos esto para losrequisitos de impacto y otros.

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Diseo de caeras:Uniones roscadas

Bajo costo y fcil ejecucin. Hasta 4 Instalaciones secundarias de baja

presin (condensado, aire, agua) Domiciliarias (agua, gas) Riesgo de prdidas y baja resistencia

mecnica de las uniones

Diseo de caeras:uniones roscadas

ASME B 31 exige roscas cnicas yrecomienda que se efectensoldaduras de sellos si hay fluidosinflamables.

Utilizadas en caos galvanizadosVictaulic?

Se usan muy poco en inoxidables yno ferrosos por los espesores finos

Schedule 80 como mnimo

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Diseo de caeras:uniones soldadas

A tope: butt weld De enchufe: socket weld

VENTAJAS:1. Alta resistencia mecnica2. Estanqueidad

3. Bajo mantenimiento y fcil aislaciny pintura.

Diseo de caeras:uniones soldadas

DESVENTAJAS

1. Dificultad en el montaje de caeras2. Mano de obra especializada3. Continuidad?

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Uniones soldadas a tope: (x=3/16al carbono 1/8 austentico)

Diseo de caeras:uniones soldadas a tope

A tope:1. Es la ms usada2. Se aplica a toda la gama de

presiones y temperatura

3. Requiere bisel o chafln4. Para dimetros mayores a 20 se usa

respaldo que queda incluido en lasoldadura

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Diseo de caeras:Soldadura de enchufe (socket)

Dimetros menores a 2 conaccesorio de acoplamiento ysoldadura de filete

Diseo de caeras:Soldadura de enchufe (socket)

Socket

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Diseo de caeras:Accesorios

Te: Derivacin a otra lnea o inyeccin.Dimetros constantes o reduccin.

Codos: cambio de direccin. Radio largo90 (1.5 veces el dimetro) y radio corto90 (1 vez el dimetro; ms compacto peroaltera el flujo con prdidas y erosin).

Codo 45

Codo reduccin.

Diseo de caeras:Accesorios

Casquetes: utilizados en los extremosde las lneas o colectores.

Reducciones: para realizar cambiosde dimetro, concntricas o

excntricas Todos los accesorios se normalizan

por material y tipo de unin.

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Diseo de caeras:Normas aplicables para Accesorios

ASME B 36.10M: acero conformadocon y sin costura

ASME B 36.19M: aceros inoxidables ASME B 16.1: Bridas y accesorios

bridados de acero fundido ASME B 16.11: acero forjado roscado

y de enchufe ASME B 16.15: Latn y bronce

fundidos roscados

Diseo de caeras:Normas aplicables para Accesorios

ASME B 16.22-16.18: Latn y bronceconformados

ASME B 16.3 Fundicin maleable ASME B 16.4: Acero fundido roscado ASME B 16.5: Acero forjado y

aleaciones de nquel bridadas ASME B 16.9: Acero conformado

soldados a tope

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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados

Las BRIDAS (flanges) son un mediode unin dentro de un sistema decaeras. Es un conjunto compuestopor dos bridas, una junta, pernos ytuercas.

Existen varios tipos dependiendo desu forma y de las condiciones detrabajo de las caeras.

Accesorios tipo tee

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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados

La ASME B 16.5 las clasifica en Seriesde acuerdo a cada rango de Presin-Temperatura:

Series 150 , 300 , 450 , 600 , 900 ,

1500 y 2500. Los rangos de Presin-Temperatura

dependen del material del accesorio.

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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados

VLVULAS

CONTROL RETENCIN ALIVIO BLOQUEO

1. GLOBO2. ESFERICA3. MARIPOSA4. ESCLUSA

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/DISE%C3%91O%20DE%20CA%C3%91ER%C3%8DAS/1%20002.jpg

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VLVULAS DE CONTROL

Son vlvulas de accionamientoautomtico y constituyen y el ltimoelemento de un lazo de control.

Se comporta como un orificio cuyaseccin de paso vara continuamentepara controlar el caudal.

VLVULAS DE CONTROL

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VLVULAS DE RETENCIN

Estn destinadas a evitar unainversin de la circulacin.

Las ms comunes consisten en unacompuerta o clapeta vasculante quese cierra al retroceder el flujo.

VLVULAS DE RETENCIN

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VLVULAS DE ALIVIO

Regulacin automtica de la presin. Fluidos no comprimibles. Apertura lenta conforme aumenta la

presin. No son vlvulas de seguridad.

VLVULAS DE SEGURIDAD

Se abre con rapidez con un salto paradescargar la presin excesiva ocasionadapor gases o lquidos compresibles.

Se instalan de acuerdo a disposiciones delASME VIII o B 31 segn sea recipiente o

caera. Se calibran a un 10% o 3 psi (la que sea

mayor) arriba de la presin de diseo.

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VLVULAS DE ALIVIO

UG 125 ASME VIII DIV. 1 322.6.3 ASME B 31.3 843.44 ASME B 31.8 Fcil acceso para inspeccin,

mantenimiento y calibracin.

VLVULAS DE ALIVIO

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CLCULO FLUIDODINMICO DELDIMETRO DE LA CAERA

CAUDAL DIFERENCIA DE COTAS PRESIONES VELOCIDADES ADMISIBLES PRDIDAS DE CARGA ADMISIBLES PROPIEDADES DEL FLUIDO MATERIAL DEL CAO

CLCULO DEL DIMETRO DE LACAERA: OTROS FACTORES

LNEAS DE POCA LONGITUD ENTREEQUIPOS: MANDA EL DIMETRO DELAS BRIDAS DE LOS EQUIPOS PORSIMPLICIDAD Y ECONOMA DEACCESORIOS.

CLCULO POR DEBAJO DE 2:SE SOBREDIMENSIONA PARAECONOMIZAR SOPORTES YFUNDACIONES.

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PRDIDA DE ENERGA DEL FLUIDO

RESISTENCIA AL FLUJO QUE SEDISIPA COMO CALOR.

1. EXTERNAS: ROCE CON PAREDES DELA CAERA, ACELERACIONES,CAMBIOS DE DIRECCIN CONTURBULENCIA ASOCIADA.

2. VISCOSIDAD: ROCE ENTRE LASMOLCULAS DEL FLUIDO.

RESISTENCIAS EXTERNAS EINTERNAS

Externas: crecen con la velocidad delfluido y con la rugosidad. Tambinaumentan con la disminucin deldimetro.

Internas: crecen con la velocidad y laviscosidad del fluido.

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DIMENSIONADO

La prdida de carga es proporcional alcuadrado de la velocidad.

Velocidades razonables: adecuadaspara el servicio, sin serexageradamente elevadas paraproducir elevadas cadas de presin.

LISTA DE VELOCIDADESRAZONABLES

FLUIDO/SERVICIO1. Agua alimentacin

calderas2. Vapor saturado

para serviciogeneral.

3. Vaporsobrecalentadopara turbinas

VELOCIDAD MEDIA1. 150-200 m/min

2. 2000 a 3000

m/min

3. 3000 a 5000m/min

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CLCULO DE DIMETROS

Lquidosd= 4.95x(Q/V)1/2

Gasd= 2.28x(q.T/P.V)1/2

Vapor d= 1.75x(W.Ve/V)1/2

CLCULO DE DIMETROS d: dimetro interno en

pulgadas Q: caudal lquido en

galones por minuto q: caudal de gas en

pie cbico por minutoa 1 bar y 20C

W: caudal de vapor enlibra por hora

P: presin absoluta enpsi

T: temperaturaabsoluta en Rankine

V: velocidad del fluidoen pie por segundo

Ve: volumenespecfico de vapor enpie cbico por libra

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PRDIDA DE CARGA EN CAERAS

P: Frmula de Darcy Nmero de Reynolds Factor de friccin en funcin del

nmero de Reynolds y el dimetro decaera.

ASME B 31: diseo por presininterna.

ASME B 31.1 - Caeras de potenciaPara dimetro externo:t= P x D + A

2(S.E +P.y)

P: presin interna ; E: eficiencia juntaD: dimetro externo; y: f(temperatura)S: tensin admisible; A: sobreespesor