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Diseño de Tuberías

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Exposición sobre el diseño de Tuberias, dimensionamiento, parametros a tomar en cuenta, unión de tubos, bridas, cédula, etc...

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Presentacin de PowerPoint

Diseo de TuberasTuberas:Pueden ser fabricadas de: acero al carbono, aleaciones de acero, latn, vidrio, plsticos y hule.

Pueden fabricarse por estos dos mtodos:-A partir de una placa plana para una forma cilndrica.Por horadacin de un lingote caliente para tubos de T y P altas.

Code for Pressure Piping: Aplicable a todas las instalaciones de tuberas.Normalizaciones

Existe una variada gama de sociedades y asociaciones de normalizaciones tanto en Amrica como en Europa y Asia. Dentro de estas podemos citar las siguientes:

ASA: American Standard Asociation ASTM: American Society Testing Machine ASME: American Society Machinical Energiering API: American Pipe Institute NPS: National Pipe Standard NPT: National Pipe Thread BSPT: British Standard Pipe Thread INN : Instituto nacional de Normalizaciones

Dimetro de los tubos.I.P.S. : Iron Pipe Size (Dimetro de tubo de hierro).

Valor nominal = Dimetro real >12 plg.Variaciones de 1/8plg en tubos de acero >24plg.

Nmero de ClulaNmero de clula = 1000 P/SDonde: P= Presin manomtrica interna en lb/plg2 S= Esfuerzo admisible de Trabajo en lb/plg2Calculo de espesor del tubo:t = [(PD)/2S] +Cdonde: D = Dimetro exterior plg t = Espesor del tubo plg C = Tolerancia por corrosin plg

Materiales de ConstruccinSe tienen ms de 150 materiales especificados por ASTM para la fabricacin de Tubos.

Acero: Material ms usado en tuberas. TUBERIAS METALICASTENEMOS:Tubos de hierro fundidoTuberas de acero.Tuberas de cobre.Tuberas de bronce.

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TUBERIAS DE HIERRO FUNDIDOSe utiliza generalmente en el servicio de agua y desage, sobretodo cuando la tubera debe estar en contacto directo con la tierra.9

Las tuberas de hierro fundido son largamente utilizados para aguas residuales.

TUBERIAS DE ACERO Su uso comn es en el transporte de agua, vapores, aceites, combustibles y gases.Se utiliza para altas temperaturas y presiones.

Las tuberas con mayor capacidad condujeron al desarrollo de aceros con un mayor lmite de fluencia. 10

TUBERIAS DE ACEROSe unen por uniones roscadas, soldadas y con brida.

El transporte de gas, petrleo y cidos requiere de un acero resistente a la corrosin.

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TUBERAS DE COBRE La mayora de las instalaciones modernas se hacen con tuberas de cobre, ya que es un material ligero, fcil de manipular y que suelda con facilidad.Adems, sirve para las conducciones tanto de agua fra como de agua caliente.

12TUBERIAS DE BRONCESon apropiadas para el suministro de agua.Se debe unir con accesorios de cobre para evitar corrosin galvnica.Su costo es elevado comparado con los dems13TUBERIAS NO METALICASTENEMOS:Tuberas cermicas Tuberas de hormign y de hormign armado Tuberas de polister Tuberas de PVCTuberas de polietileno (PE) y de polipropileno (PP)

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TUBERIAS CERAMICAS Los tubos cermicos son qumicamente inertes logrando resistir los ataques qumicos corrosivos de las aguas domsticas e industriales.Poseen una buena resistencia a la abrasin. 15

TUBERIAS CERAMICASSon lisas, con bajos coeficientes de friccin, impermeables y poco atacables por cidos; son sin embargo las que ms se deben controlar y comprobar debido a su fragilidad, permeabilidad por fisuras y por la dificultad de ejecucin de sus juntas.16

TUBERIAS DE HORMIGONLos tubos de hormign, se fabrican en moldes metlicos, empleando hormigones ricos en dosificacin de cemento.

Los tubos pueden ser de hormign simple o de hormign armado.

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TUBERIAS DE POLIESTER Se fabrican con resinas de polister, refuerzos de fibra de vidrio y cargas inertes (arenas, carbonato clcico, etc.) con secciones de 400 a 1500mm.18

TUBERIAS DE PVCEste tipo de tuberas, gracias al gran desarrollo tecnolgico de la industria de plsticos y la facilidad de manipulacin de todos los productos fabricados con ste material, hacen que en la actualidad tengan gran aceptacin para redes de alcantarillado, solamente en dimetros pequeos de 6" y 8" ya que para dimetros mayores el costo es muy alto.19

TUBERIAS DE PVCSon de poco peso (Peso especfico 1.4 g/cm3).Son inertes a la corrosin por aguas y suelos agresivos.La superficie interior de los tubos puede considerarse "hidrulicamente lisa".Baja probabilidad de obstrucciones.No favorecen el desarrollo de algas ni hongos.20

Tubera y tuboMateriales de construccin Hierro colado Hierro dulce Acero al carbono Aleaciones de acero (Cr, Cr-Ni, Cr-Mo) Metales y aleaciones no frricas: Pb, Br, Cr, Cu, Monel, Latn Plsticos, madera, cermica, vidrio, cemento, asbesto cementoEspecificacin de tuberasANSI: Instituto Americano de Normas NacionalesDimetro NominalCedula (Schedule)DN > 12 pulg DN = Dimetro externo real3 < DN < 12 pulg DN Dimetro interno realTuberias pequeas no se cumpleTubera y tuboEspecificacin de tuberasCedula Espesor de la pared Dimetro interno

Tubera y tuboEspecificacin de tubosDimetro Externo realBWG BWGEspesor de la pared Dimetro internoempleadosIntercambiadores de calor y conexiones de instrumentos

Tubera y tuboTamao optimo de tuberaBWGTamao mnimoPulgadasLneas de servicio1/2Lneas de proceso 1Conexiones de instrumento y lneas trazadas con vaporNo hay limitacionesCaerias subterrneas 4dependeCosto de instalacinPotencia, mantenimientoTuberas y accesorios de repuestoAccesorios para tuberasBWGAccesorios para tuberaMtodos comunes para unirJuntas de expansinCierre o sello mecnico Principales funcionesAccesorios para tuberasBWGPrincipales funcionesUnir tramos de tuberaCambiar el dimetro de la lnea

Tuerca unin Cople Niples Reduccin

Accesorios para tuberasBWGPrincipales funcionesCambiar la direccin de la lneaCerrar el final de la lneaCodos y tesBrida roscada Brida ciega Vlvula

Accesorios para tuberasBWG

Mtodos comunes para unir tramos de tubera y accesorios Material de construccin Espesor de la pareddependeAccesorios roscadosSoldaduraTuberas de pared gruesa No son fuertes Normalizados hasta tuberas de 12 in Se emplean muy raramente para tuberas mayores de 3 in Unir tubera de dimetros mayores de 50-65 mmm Para cerrar una tubera Forma rpida de desarmar tuberasBrida Conexiones permanentes Lneas de alta presin y temperatura Dificultad para realizar cambiosAccesorios para tuberas

Juntas de expansinDispositivo utilizado para absorber las tensiones originadas por la expansin de tuberas largas sometidas a cambios de temperatura

Amortiguan y reducen los ruidos, las vibraciones y eliminan la tensin

En servicios de inyecciones de vapor

Cierre mecnico y prensa estopaEs un dispositivo mecnico que une una parte mvil con una fija, cerrando hermticamente la unin permitiendo la libertad de movimiento con el objetivo de disminuir las fugas

Prensa estopa: Cmara estacionaria que rodea al eje o tubera

Vlvulas BWG

Elementos de una Vlvula

CuerpoBoneteEstoperoAsientoVstagoVlvulas BWG

Materiales de empaquetaduras y juntasFactores para la seleccinMateriales de construccinCapacidades de presin y temperatura de diseo Tipo de vlvulaCosto y disponibilidadFuncin de la vlvula:Cierre EstrangulacinRetencin

Tipo de servicioVlvulas

Vlvula de cierre o bloqueoDe compuertaDe macho De mariposa Resistencia mnima al flujo Totalmente abierta o cerrada Accionamiento poco frecuente Resistencia mnima al flujo Cierre hermtico Totalmente abierta o cerradaAlto contenido de slidos Cierre y estrangulacin de gases y lquidos Evitan acumulacin de slidos Baja cada de presin

No hay obstruccin al flujo Lquidos viscosos y pastas aguadas Totalmente abierta o cerrada No manejas fluidos que polimerizan o sedimentan

De bola

Vlvulas

Vlvula de estrangulacinDe globoEn Y De ngulo Uso poco frecuente Cada de presin considerable Menor cada de presin que en la de globo convencional El flujo de fluido hace un giro de 90

Vlvulas

Vlvula de estrangulacinDe aguja De diafragmaDe mariposa

El diafragma asla el liquido que se maneja del mecanismo de operacin Baja presiones y pastas aguadas

Macho cnico similar a una aguja Sistemas hidrulicos No para altas presiones

Vlvulas

Vlvula de retencinLa presin del fluido circulante Abre la vlvulaImpiden la inversin de flujo en una tubera.

El mecanismo de retencin y cualquier Inversin en el flujo la cierranVlvulas

Vlvula de retencinDe bisagraHorizontales de retencin De bola Resistencia mnima al flujo Servicios a baja velocidad y con cambios de direccin poco frecuente Se utilizan en combinacin con vlvulas de compuerta Cadas de presin mas o menos grande Cambios en direccin Se utilizan en vlvulas de globo o ngulo Servicios de materiales viscosos que producen depsitosDe mariposaVlvulas

Vlvula especialesDe pie Se utiliza en la lnea de succin de una bomba evitando la contaminacin del liquido en el deposito Reduce el NPSH

De control Regula la alimentacin al procesoTrampa de vapor Se instala en la salida de todas las unidades de calentamiento (rehervidores, intercambiadores) Elimina el condensado, aire y otros gases no condensables Previene perdidas de vapor

Vlvulas

Vlvula especialesDe purgaDe Desahogo De seguridad Servicio de vapor a alta presin (Calderas) Aumento en relacin con la presin de apertura Servicios de vapor de agua y gases o vapores

41 Elementos de un Sistema de Tuberas y su Simbologa

42 Elementos de un Sistema de Tuberas y su Simbologa

43 Elementos de un Sistema de Tuberas y su Simbologa

44Elementos de un Sistema de Tuberas y su Simbologa

45 Elementos de un Sistema de Tuberas y su Simbologa

46Dibujo de TuberasRepresentacin Grfica: 3 tipos bsicos:

1. Esquemtica: Finalidad: Indicar el proceso de flujo del servicio.Muestran todos los equipos, mquinas y controles (vlvulas, manmetros, termmetros, etc.) que intervienen en el proceso; pero sin indicar los accesorios de montaje (codos, tees, bridas, etc.). Se dibujan sin escala.47

1. Esquemtica: 482. De montaje o Disposicin: Disposicin real del sistema Nmero de vistas necesarias que definan el sistema por completo.Vlvulas y accesorios Smbolos a escala.2 mtodos usados:

Lnea Simple: Dibuja la lnea central de la tubera Lnea gruesa y se van aadiendo componentes segn su simbologa.

Doble Lnea: En sistemas complicados donde hay gran cantidad de tuberas muy prximas unas a otras, y los espacios entre ellas son importantes49

Lnea SimpleDoble Lnea50Segn la forma de proyeccin:b) Proyeccin Ortogonal

a) Isomtrico (Pictrico)

c) Proyeccin Oblicua51d) Dibujo Desarrollado: Girando algunos accesorios, las tuberas verticales se pueden rebatir sobre el plano horizontal, pudindose representar la instalacin en un solo plano.

3. De Detalle: Son planos auxiliares de los de montaje y se usan bsicamente para el prefabricado de tramos de tuberas.

52AcotadoSe debe dar distancias de centro a centro, de extremo a extremo, o de centro a extremo de los accesorios o vlvulas.

El dimetro nominal y el espesor de la pared de c/tubera pueden indicarse por una nota adyacente si es necesario.53AcotadoPor lo general se acostumbra crear una Lista de Materiales (BOM).