8/18/2019 Soportes Tuberia
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ASME B31.3 SOPORTES
La norma ASME B31.3 no cubre el diseño de soportes
de tuberías. No obstante, revisa una serie de guías y
requerimientos que deben ser conocidos para ser
incluidos en los diseños.
2009
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SOPORTE
Debido a que este código no incluye el diseño de estructuras para soporte de
tuberías, el diseñador debe tener en cuenta, para estos casos todas las cargas que
actúan en el sistema como lo son: peso, causas dinámicas, efectos cíclicos, cargas por
temperatura y presión, vibraciones, vientos, movimientos telúricos, entre otros. Para
casos de tuberías donde se asegure que no entrara de ninguna forma algún líquido, el
peso del gas o vapor puede ser obviado en los cálculos.
¿Por qué hay que considerar soportes de tuberías?
El diseño de soportes de tuberías debe realizarse mediante cálculos de
ingeniería sencillos con el objeto de evitar las siguientes situaciones:
Esfuerzos de tuberías muy grandes.
Goteos en juntas.
Fuerzas o momentos adicionales en equipos conectados a las tuberías.
Efecto de resonancias o fluidos en vibración.
Excesiva interferencia con la expansión y/o contracción térmica.
Separación no intencional en juntas.
Excesivo flujo de calor a los miembros del soporte.
Análisis
Los esfuerzos para este tipo de soportes pueden calcularse utilizando los
modelos de flexibilidad de tuberías y/o calculas de ingeniería de todo nivel, tomando
en cuenta que cuanto más complejo sea el sistema, el cálculo debe ser más refinado.
(Apartado 321.1.2)
Nota: Otra situación que debe ser tomada en cuenta es que los soportes para
tuberías de descarga con válvulas de purga tienen que soportar la reacción de lacorriente que se produce en su operación.
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Esfuerzos sobre los
soportes
Las tensiones admisibles para los materiales de soporte, excepto resortes,
deben estar de acuerdo a lo indicado en la norma en la sección 302.3.1, según
corresponda para la tracción, torsión, flexión o compresión pero no es necesario
afectar a los valores de tensión con el valor del factor de calidad de junta soldada “ ”.
Materiales
Para el caso de soportes, los materiales pueden ser variados y dependen
principalmente del tipo de carga al cual serán sometidos. El hierro colado y los
materiales fundidos no son muy recomendables para tuberías que experimenten
vibraciones fuertes; el acero puede ser utilizado en casos donde la tubería no esté
soldada directamente a un recipiente a presión; la madera y otros materiales, pueden
ser usados siempre y cuando el diseño sea adecuado y las temperaturas, resistencia y
durabilidad, sean conocidas.
Roscas
Debe conformar a ANSI B1.1., a menos de que se requiera otro tipo de ajuste
para cargas altas. Todas las uniones roscadas de ajuste deben roscarse por completo y
deben poseer una contratuerca o asegurarse con otro dispositivo.
Tipos de soporte
El layout de tubería y todo tipo de soportes debe ser diseñado de acuerdo al
apéndice X, párrafo X301.2.2 del código. Las cargas de las tuberías y los elementos de
soporte no deben afectar a edificaciones, recipientes a presión, fundaciones, entre
otros.
(Apartado 321.1.5)
(Apartado 321.1.4)
(Apartado 321.1.3)
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Fijaciones
Anclajes y guías
Estos dispositivos son utilizados para proteger los equipos terminales; reducir
las cargas de reacción altas en los equipos; dirigir o controlas los movimientos debidos
a la expansión térmica y deben ser diseñados para mantener una posición fija.
Soportes no extensibles (sólidos) diferentes a los anclajes y guías
Estos deben ser diseñados con las siguientes características:
Deben permitir el libre movimiento causado por la expansión térmica.
Deben funcionar para todas las cargas requeridas.
Las partes roscadas deben estar basadas en la raíz de las roscas.
Los soportes deslizantes deben resistir las fuerzas de fricción además de la
carga de deslizamiento.
Soportes elásticos (ó con resortes)
Estos deben ser diseñados para ejercer una fuerza soportante igual a la carga
determinada por los cálculos de peso y deben prevenir la desalineación, deformación o
cargas excéntricas.
Soportes de contrapeso
En este caso para cadenas, cables, colgantes y otros dispositivos para fijar
contrapesos, están sujetos a los mismos requerimientos de los soportes no
extensibles. Otra característica a considerar es que deben poseer topes para limitar el
recorrido.
El uso de soportes con resorte o suspensorios es recomendable cuando se
trabaja a elevadas temperaturas o con tuberías de servicio crítico, con el fin de obtener
(Apartado 321.2)
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un reparto uniforme sobre el soporte de la fuerza cuando el movimiento sea
apreciable.
Soportes hidráulicos
Un cilindro hidráulico puede ser usado para dar un soporte constante y deben
estar provistos por un sistema de seguridad y topes para soportar la carga en caso de
falla hidráulica (o de presión).
Fijaciones estructurales
Estas no deben provocar aplastamiento, tensiones de flexión ni gradiente
térmico indeseado, teniendo especial consideración con los servicios cíclicos. Estas
incluyen los siguientes grupos:
No Integrales: Aquellas que están en contacto pero no soldadas, incluyen abrazaderas,
tornillos en U, fajas, entre otros.
Integrales: Son aquellos que pueden ser fundidos, forjados o soldados integralmente a
las tubería, teniendo en cuenta que el material a soldar debe ser compatible. Se
pueden utilizar elementos de ciertos materiales que eviten la contaminación entre
superficies de composición disímil. Los tratamientos térmicos en estos casos deber
regirse por el capítulo V y deben considerarse las tensiones localizadas inducidas en la
tubería por efecto de la soldadura.
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