Investigacion de Tuberias y Acoplamientos

8/18/2019 Investigacion de Tuberias y Acoplamientos

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SISTEMAS Y MAQUINAS DE FLUIDOSInvestigación de tuberías

I CARACTERISTICAS GENERALES

1.1DEFINICIÓN:

Las tuberías son un sistema formado por tubos, que pueden ser de diferentes materiales, quecumplen la funcin de permitir el transporte de líquidos, !ases o slidos en suspensin "me#clas$ enforma eficiente, si!uiendo normas estandari#adas % cu%a seleccin se reali#a de acuerdo a lasnecesidades de traba&o que se 'a (a reali#ar.

1.) DIFE*ENCI+ EN*E -/0 -E*2+0

• Es de !ran importancia aclarar la diferencia que e3iste entre los t4rminos 5tubería6 % 5tubo6, pues com7nmente son confundidos.

• Las uberías corresponde al con&unto conformado por tubos normali#ados, los accesorios, las

'8l'ulas, etc9 encar!ados de transportar los !ases o líquidos que así lo necesitan.

• ientras que ubo es aquel producto tubular de seccin trans'ersal constante % de material deuso com7n.

1.; -E*2+0 IND-0*I+LE0

Las tuberías con destinacin industrial tienen una mu% amplia aplicacin, pues es por medio de ellasque se transportan todos lo fluidos "!ases, me#clas, líquidos, etc$ para optimi#ar % no limitar los

procesos industriales.

ienen como principal destino la industria de la construccin, la industria el4ctrica % lametalmec8nica. Dentro de la industria de la construccin, las tuberías son demandadas para la

elaboracin de estructuras firmes así como para cableado, 'entilacin, alcantarillado % conduccinde a!uas blancas % ne!ras.

1.< D+/0 C+*+CE*20IC/0:

=*E0IÓN N/IN+L

• La presin de dise>o no ser8 menor que la presin a las condiciones m8s se'eras de presin %temperatura coincidentes, e3terna o internamente, que se espere en operacin normal.

• La condicin m8s se'era de presin % temperatura coincidente, es aquella condicin que resulteen el ma%or espesor requerido % en la clasificacin "5ratin!6$ m8s alta de los componentes delsistema de tuberías.

E=E*+-*+ N/IN+L

RIARDO !ARIA RAMIRE"


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• Es la temperatura del metal que representa la condicin m8s se'era de presin % temperaturacoincidentes. Los requisitos para determinar la temperatura del material de dise>o para tuberíasson como si!ue:

• =ara componentes de tubería con aislamiento e3terno, la temperatura del material para dise>oser8 la m83ima temperatura de dise>o del fluido contenido.

• =ara componentes de tubería sin aislamiento e3terno % sin re'estimiento interno, con fluidos atemperaturas de ;)?F "@?C$ % ma%ores, la temperatura del material para dise>o ser8 la m83imatemperatura de dise>o del fluido reducida, se!7n los porcenta&es de la tabla.

• =ara temperaturas de fluidos menores de ;)?F "@?C$, la temperatura del material para el dise>o,ser8 la temperatura de dise>o del fluido contenido.

E0=E0/* N/IN+L

• Es el !rosor de la pared del tubo. El mínimo espesor de pared para cualquier tubo sometido a presin interna o e3terna es una funcin de:

• El esfuer#o permisible para el material del tubo

• =resin de dise>o

• Di8metro de dise>o del tubo

• Di8metro de la corrosin %Ao erosin

DIBE*/ N/IN+L

• Di8metro e3terior del tubo. Es la medida de un accesorio mediante el cual se identifica almismo % depende de las especificaciones t4cnicas e3i!idas.



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*E0I0ENCI+

• Es la capacidad de tensin en libras o en ilo!ramos que puede aportar un determinadoaccesorio en plena operati'idad.

+LE+CIÓN

• Es el material o con&unto de materiales del cual esta (ec(o un accesorio de tubería.

1. =*/CEDIIEN/ DEL DI0E/ DE -N 0I0E+ DE -E*2+0:

El dise>o de un sistema de tuberías consiste en el dise>o de sus tuberías, brida, empaquetaduras, '8l'ulas,accesorios, filtros, trampas de 'apor &untas de e3pansin.

a$ Establecimiento de las condiciones de dise>o inclu%endo presin, temperaturas % otrascondiciones, tales como la 'elocidad del 'iento, mo'imientos sísmicos, c(oques de fluido,!radientes t4rmicos % n7mero de ciclos de 'arias car!as.

b$ Determinacin del di8metro de la tubería, el cual depende fundamentalmente de las condicionesdel proceso, es decir, del caudal, la 'elocidad % la presin del fluido.

c$ 0eleccin de los materiales de la tubería con base en corrosin, fra!ili#acin % resistencia.

d$ 0eleccin de las clases de 5ratin!6 de bridas % '8l'ulas.



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e$ C8lculo del espesor mínimo de pared "0c(edule$ para las temperaturas % presiones de dise>o, demanera que la tubería sea capa# de soportar los esfuer#os tan!enciales producidos por la presindel fluido.

f$ Establecimiento de una confi!uracin aceptable de soportes para el sistema de tuberías.

!$ +n8lisis de esfuer#os por fle3ibilidad para 'erificar que los esfuer#os producidos en la tubería por los distintos tipos de car!a est4n dentro de los 'alores admisibles, a ob&eto de comprobar que las car!as sobre los equipos no sobrepasen los 'alores límites, satisfaciendo así los criteriosdel cdi!o a emplear.

0istema de una tubería

II MATERIALES DE TUBERIAS

).1 -E*I+0 E+LIC+0:

ENE/0:

• ubos de (ierro fundido

• uberías de acero.

• uberías de cobre.

• uberías de bronce.



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a$ -E*I+0 DE IE**/ F-NDID/

• 0e utili#a !eneralmente en el ser'icio de a!ua % desa!Ge, sobre todo cuando la tubería debeestar en contacto directo con la tierra.

• Las tuberías de (ierro fundido son lar!amente utili#ados para a!uas residuales.

ubería de (ierro fundido

En colectores de alcantarillado, este tipo de tubería se recomienda emplear:



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a$ Cuando la tubería sea instalada en un lu!ar de paso de 'e(ículos % con un recubrimientomínimo "tapada$.

b$ Cuando la tubería sea instalada a !randes profundidades por sobre los límites de resistencia deotros materiales.

c$ Cuando la tubería sea instalada en forma col!ada o aparente, donde pueden producirsedeformaciones importantes.

d$ Cuando e3iste la necesidad de atra'esar o pasar sobre ríos.

e$ Cuando e3iste la necesidad de pasar sobre 'anos de puentes donde la 'ibracin afectaría a otrotipo de materiales.

f$ Cuando la pendiente del colector es superior a 1 H.

La principal des'enta&a que se puede mencionar de los tubos de (ierro fundido es la abrasin, principalmente en tuberías de impulsin.

=ara la utili#acin en redes de alcantarillado, los tubos, deben ser prote!idos contra la corrosininterna % e3terna mediante por lo menos, un re'estimiento de cemento. odernamente, talesre'estimientos son e&ecutados empleando materiales 'inílicos, resinas ep3icas % ceras micro

cristali#adas.

b$ -E*I+0 DE +CE*/:

• 0u uso com7n es en el transporte de a!ua, 'apores, aceites, combustibles % !ases.

• 0e utili#a para altas temperaturas % presiones.

• Las tuberías con ma%or capacidad condu&eron al desarrollo de aceros con un ma%or límite defluencia.

El transporte de !as, petrleo % 8cidos requiere de un acero resistente a la corrosin.



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0e unen por uniones roscadas, soldadas % con brida.

c$ -E*2+0 DE C/*E:

• La ma%oría de las instalaciones modernas se (acen con tuberías de cobre, %a que es un materialli!ero, f8cil de manipular % que suelda con facilidad.

• +dem8s, sir'e para las conducciones tanto de a!ua fría como de a!ua caliente.

• E3isten b8sicamente dos tipos de tuberías de cobre:• ubos de cobre rí!ido: se presentan en forma de barras rectas de metros.

• ubos de cobre blando o recocido: se 'enden en rollos de @ metros. Es un material muc(o m8smoldeable.

Cobre

• Las tuberías de cobre se pueden doblar % cur'ar, % si se (ace correctamente se puede inclusoe'itar la instalacin de codos. La tubería se introduce en el interior de un muelle % con unasimple presin sobre 4l, el tubo de cobre se cur'ar8 sin deformarse ni aplastarse.



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• El cobre es un metal blando % por lo tanto f8cil de cortar. 0e puede usar una sierra para metales,aunque, para e'itar deformar la tubería % que el corte sea recto % limpio, es preferible usar uncorta tubos. Esta (erramienta posee unas ruedecillas que, una 'e# adaptadas al di8metro deltubo, permiten cortarlo sin esfuer#o % sin temor a (undirlo por la presin.

Cobre f8cil de cortar

d$ -E*I+0 DE */NCE

• 0on apropiadas para el suministro de a!ua.

•

0e debe unir con accesorios de cobre para e'itar corrosin !al'8nica.

• 0u costo es ele'ado comparado con los dem8s

).) -E*I+0 N/ E+LIC+0:

ENE/0:



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• uberías cer8micas

• uberías de (ormi!n % de (ormi!n armado

• uberías de poli4ster

• uberías de =C

• uberías de polietileno "=E$ % de polipropileno "==$

uberías no met8licas

a$ -E*I+0 CE*+IC+0

• Los tubos cer8micos son químicamente inertes lo!rando resistir los ataques químicos corrosi'osde las a!uas dom4sticas e industriales.

• =oseen una buena resistencia a la abrasin.



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• 0on lisas, con ba&os coeficientes de friccin, impermeables % poco atacables por 8cidos9 son sinembar!o las que m8s se deben controlar % comprobar debido a su fra!ilidad, permeabilidad por fisuras % por la dificultad de e&ecucin de sus &untas.

ubos de Cer8mica

b$ -E*I+0 DE /*IJ/N:

• Los tubos de (ormi!n, se fabrican en moldes met8licos, empleando (ormi!ones ricos endosificacin de cemento.

• Los tubos pueden ser de (ormi!n simple o de (ormi!n armado.

• Los tubos pueden ser de (ormi!n simple o de (ormi!n armado.



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• Las tuberías de (ormi!n armado deben lle'ar armaduras de refuer#o solamente cuando se tratade !randes di8metros.

• Este tipo de pueden alcan#ar un tama>o de di8metro inmenso.



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c$ -E*I+0 DE =/LIE0E*:

• 0e fabrican con resinas de poli4ster, refuer#os de fibra de 'idrio % car!as inertes "arenas,carbonato c8lcico, etc.$ con secciones de


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Características:

− ienen una !ran solide# % son mu% fle3ibles.

− 0on mu% resistentes a la corrosin "ideales para el transporte de salmuera$.

− ienen una !ran capacidad (idr8ulica.

− 0e fabrican con K metros de lon!itud.

− *esistentes a la corrosin electrolítica.

− No requieren proteccin catdica o de otro tipo.

− ienen un coeficiente de dilatacin t4rmica lineal mu% ba&o.

−

0e pueden cortar con facilidad en cualquier posicin.− 0on mu% impermeables debido a que se trata de un material mu% compacto.

− =ermite conducir a!uas con una amplia !amas de p.

− Los tubos manifiestan una !ran resistencia a la abrasin "ensa%os con lodos abrasi'os$.

− Jaranti#ados (asta temperaturas de ;? C para p entre 1 % 1@.

− *esistente a los ataques químicos.

− 0e pueden almacenar al aire libre sin problemas.

− 0on mu% caros.

d$ -E*I+0 DE =C:

• Este tipo de tuberías, !racias al !ran desarrollo tecnol!ico de la industria de pl8sticos % lafacilidad de manipulacin de todos los productos fabricados con 4ste material, (acen que en laactualidad ten!an !ran aceptacin para redes de alcantarillado, solamente en di8metros

peque>os de K % M %a que para di8metros ma%ores el costo es mu% alto.



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− 0on de poco peso "=eso específico 1.< !Acm;$. 0on inertes a la corrosin por a!uas % suelosa!resi'os.

− La superficie interior de los tubos puede considerarse (idr8ulicamente lisa.

− a&a probabilidad de obstrucciones.

− No fa'orecen el desarrollo de al!as ni (on!os.

uberías =C las m8s utili#adas



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ubería =C

e$ -E*2+0 DE =/LIEILEN/ "=E$ DE =/LI=*/=ILEN/ "==$:

• Este tipo de tuberías, se fabrican en forma an8lo!a al =..C., es decir, por e3trusin, aunque laconfi!uracin molecular de ambas es bastante diferente. El polietileno puede ser de ba&adensidad " @,O; !Acm;$ o de alta densidad "P @,O< !Acm;$. Durante la instalacin, en lostendidos de las tuberías, deben tenerse en cuenta los esfuer#os que se producen por dilataciones

% retracciones.

• 0u utili#acin es recomendada en especial para lan#amientos submarinos %a que resisten elataque de microor!anismos que pueden producir perforaciones en la tubería.



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=olietileno

III ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TUBERÍAS

3.1 ACCESORIOS

Es el con&unto de pie#as moldeadas o mecani#adas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso.



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BRIDAS

• 0on accesorios para conectar tuberías con equipos "bombas, intercambiadores de calor, calderas,tanques, etc.$ o accesorios "codos, '8l'ulas, etc.$.

•

Las 'enta&as de las uniones bridadas radica en el (ec(o de que permite el r8pido monta&e %desmonta&e a ob&eto de reali#ar reparaciones o mantenimiento.

Tipos Características !e Bri!as

• rida roscada. 0on bridas que pueden ser instaladas sin necesidad de soldadura % se utili#an enlíneas con fluidos con temperaturas moderadas, ba&a presin % poca corrosin, no es adecuada

para ser'icios que impliquen fati!as t4rmicas.

• rida cie!a. Es una pie#a completamente slida sin orificio para fluido, % se une a las tuberíasmediante el uso de tornillos, se puede colocar con&untamente con otro tipo de brida de i!ualdi8metro, cara % resistencia.

ridas



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CODOS

0on accesorios de forma cur'a que se utili#an para cambiar la direccin del flu&o de las líneas tantos!rados como lo especifiquen los planos o dibu&os de tuberías.

Tipos !e Co!os

• Los codos est8ndar son aquellos que 'ienen listos para la preQfabricacin de pie#as de tuberías %que son fundidos en una sola pie#a "


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"T #

• 0on accesorios que se utili#an para efectuar fabricacin en líneas de tubería.

Tipos

• Di8metros i!uales o te de recta

• *eductora con dos orificios de i!ual di8metro % uno desi!ual.

Características

• Diámetro. Las tes e3isten en di8metros desde RSS (asta T)SS

• Espesor. Este factor depende del espesor del tubo o accesorio a la cual 'a instalada.

• Aleación. +cero al carbono, acero ino3idable, !al'ani#ado, etc.



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ubería

REDUCCI$N

• 0on accesorios de forma cnica que se utili#an para disminuir el 'olumen del fluido a tra'4s delas líneas de tuberías.

Tipos

• Est%&!ar co&c'&trica. 0e utili#a para disminuir el caudal del fluido aumentando su 'elocidad,manteniendo su e&e.

• Est%&!ar e(c'&trica. 0e utili#a para disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su'elocidad perdiendo su e&e.

Características

• Di8metro. aría desde RSS 3 ;AMSS.

• +leacin. +cero al carbono, acero al cromo, acero ino3idable, etc.

*educcin



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EM)A*UETADURAS

+ccesorio utili#ado para reali#ar sellados en &untas mecani#adas e3istentes en líneas de ser'icio o plantasen proceso.

Tipos

• Empaquetadura fle3italica. Este tipo de Empaquetadura es de metal.

• +nillos de acero. 0on las que se usan con brida que tienen ranuras para el empalme con el anillode acero

• Empaquetadura de asbesto.

• Empaquetaduras de !oma.

• Empaquetaduras !rafitadas

TA)ONES.

• 0on accesorios utili#ados para bloquear o impedir el pase o salida de fluidos en un momentodeterminado. a%ormente son utili#ados en líneas de di8metros menores.

Tipos

• 0e!7n su forma de instalacin pueden ser mac(o % (embra.

Características

• *esistencia. ienen una capacidad de resistencia de 1@ libras (asta O@@@ libras• Uunta. La ma%oría de las 'eces estos accesorios se instalan de forma enroscable, sin embar!o

por normas de se!uridad muc(as 'eces adem8s de las roscas suelen soldarse.



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I+ TECNOLOGIAS DE LAS TUBERIAS

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