3.1-ELEMENTOS PARA LA CONDUCCION DE FLUIDOS

3.1-ELEMENTOS PARA LA CONDUCCION DE FLUIDOS Estos elementos, denominados generalmente bajo el término de “cañerías”, cumplen un rol de suma importancia en las instalaciones de toda planta industrial, no solamente por permitir la “circulación de fluidos por su interior” sino porque además de ello, nos asegurarán realizarlo con: *Confiabilidad Operativa de los Procesos (a lo largo de la vida útil estipulada para los

mismos)

*Condiciones de Seguridad frente a los Trabajadores (ya que resulta común conducir fluidos

altamente peligrosos como ser combustibles, líquidos y gases altamente corrosivos y tóxicos además de otros a altísimas temperaturas y presiones)

Definidas así las cañerías decimos que al movimiento de líquidos, a una determinada presión, dentro de las mismas, suele denominárselo como “escurrimiento en cañerías”. Las dimensiones de la sección transversal de estas conducciones, varían notablemente desde unos pocos centímetros de diámetro en cañerías utilizadas en plantas industriales para la distribución de distintos servicios, hasta de varios metros en conductos de alimentación a centrales hidroeléctricas. Para las primeras existen dimensiones y materiales estandarizados (de uso comercial) a las cuales generalmente se debe sujetar todo proyecto. En cambio, las segundas, se fabrican especialmente con dimensiones, materiales y demás exigencias resultantes o requeridas en cada proyecto en particular. Generalmente las cañerías (caños y tubos) son de sección circular y con su eje longitudinal rectilíneo o de muy pequeña curvatura. Se las fabrica de aceros al carbono y aleados, de fundición de acero, de hormigón, de materiales no ferrosos como así también de diversos termoplásticos de ingeniería, de acuerdo tanto al tipo de fluido a transportar como de las condiciones con que éste debe ser operado en los procesos intervinientes. Para satisfacer estas condiciones, se hace necesario que tanto los materiales empleados en la construcción de las mismas como los espesores de pared, tolerancias de fabricación, rugosidades internas, tipos de accesorios y demás cuestiones propias de las mismas, respondan a normas específicas para cada servicio. Se indican a continuación una serie de normas 1 nacionales e internacionales que serán tenidas en cuenta en este tratado, para el desarrollo de alguno de los temas abordados: IRAM - Instituto Argentino de Normalización y Certificación (Normas de aplicación local) ASME - American Society of Mechanical Engineers (Código para diseño y ensayos de recipientes sometidos a presión) ASTM - American Society for Testing and Materials (Especificaciones para ensayos y métodos de prueba de materiales para cañerías, accesorios de cañerías, chapas para recipientes, etc.) API - American Petroleum Institute (Especificaciones para cañerías, accesorios y equipos utilizados en la industria del petróleo) ANSI - American National Std. Institute (Especificaciones para dimensiones de cañerías y accesorios. Valores de tensiones admisibles de trabajo para distintos materiales y procesos de fabricación en función de la temperatura de trabajo, etc.) ISO - International Organization for Standarization (Organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica. AWS - American Welding Society (Especificaciones para diseño y ejecución de soldaduras) AISI - American Iron and Steel Institute (Especificaciones para aceros inoxidables)

1

Se indica para cada una de ellas, el uso frecuente o más común en la industria.

SAE - Society of Automotive Engineers (Especificaciones de aceros al carbono y aleados) DIN - Deutches Institut fur Normung E.V. (Normas alemanas) 3.1.1-CONSIDERACIONES GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE CAÑERIAS La correcta elección del material para una determinada aplicación, en la mayoría de los casos exige una resolución que dependerá fundamentalmente de cuestiones técnicas-económicas para cuyo análisis describimos los siguientes factores a considerar: Condiciones de presión y temperatura máxima de trabajo: El material seleccionado debe resistir las condiciones máximas de presión y temperatura para la cual se diseña el sistema. Es importante definir con precisión, teniendo presente la normativa exigible, tanto los datos de operación como los de diseño2. Características del fluido conducido: Debe conocerse, con la mayor precisión posible, la naturaleza y características del fluido a transportar como ser: P.H., densidad, cantidad y tamaño de sólidos en suspensión, toxicidad, corrosividad, etc. Tipo de uniones a utilizar: El tipo de unión adoptada debe ser adecuada al diámetro de las cañerías a vincular brindando fundamentalmente estanqueidad, facilidades de mantenimiento y de limpieza, etc. otorgándole al sistema la confiabilidad esperada bajo condiciones extremas de servicio. Tensiones de trabajo: El material y diseño seleccionado para la cañería debe soportar las solicitaciones que surjan por las condiciones de presión, temperatura, tensiones por dilataciones, vibraciones, esfuerzos dinámicos, etc. propias del proceso en la que se hallan involucradas. Confiabilidad operativa y seguridad: Cuando se transportan fluidos del tipo peligrosos (combustibles, inflamables, tóxicos, etc.) que presentan un riesgo potencial de accidente, deben seleccionarse materiales, juntas, uniones y demás componentes cuyos comportamientos otorguen al sistema la necesaria confiabilidad y seguridad operativas. Costo del material: Una vez cubiertos los factores antes mencionados, aparece el factor costo de la instalación como factor importante a ser considerado. Para ello deberá tenerse en cuenta no solo el costo inicial de la instalación sino también el tiempo de duración de la misma para asegurar, con la selección adoptada, obtener el alcance de la vida útil esperada. Los materiales normalmente utilizados para la construcción de cañerías podemos agruparlos en:

FUNDICIONES) MATERIALES

SIDERÚRGICOS

(ACEROS AL CARBONO, ALEADOS E INOXIDABLES Y

TERMOPLÁSTICOS (CLORURO DE POLIVINILO-PVC-, TEFLON, ETC.) OTROS (FIBROCEMENTO, HORMIGÓN, MATERIALES NO FERROSOS, ETC.)

3.1.2-FABRICACION DE CAÑOS Y TUBOS DE ACERO La fabricación de caños y tubos de acero para la conducción de fluidos pueden dividirse fundamentalmente bajo dos diseños diferentes:

FABRICACION DE CAÑOS Y TUBOS

SIN COSTURA (SEAMLESS PIPE) CON COSTURA (WELDED PIPE)

Para la fabricación de caños y tubos “sin costura” existen diferentes procedimientos de fabricación, siendo que todos ellos parten de procesos basados en la “deformación” de barras, originalmente de sección circular y alma llena.

2

Los datos que se utilizan para el diseño, provienen de los valores reales de operación de los equipos, afectados por algún coeficiente de seguridad (normalmente mayores a la unidad).

Por los esfuerzos a los que se ven sometidas las barras de acero utilizadas en estos sistemas de fabricación, cuyos acabados finales pueden obtenerse tanto en frío como en caliente, se requiere de la utilización de aceros de alta calidad y libres de defectos, debido a que eventuales imperfecciones en la estructura interna de la barra a transformar, se magnifican grandemente en el producto terminado. Para la fabricación de caños y tubos “ con costura ” se parte de un fleje continuo de acero, al que se lo va deformando por rolado hasta lograr su formato final de sección circular, procediéndose luego a realizar la soldadura de unión de ambos extremos. Estos diseños de fabricación con costura se dividen fundamentalmente en tres grupos que tienen que ver directamente con el tipo de proceso de soldadura adoptado para realizar la costura de unión: Con costura en caliente y soldadura a tope. Generalmente, se fabrican para diámetros desde ½” hasta 4” (FURNACE BUTT WELDED PIPE) Mediante soldadura eléctrica con arco protegido. Se construyen para todo el rango de diámetros normalizados, generalmente, hasta las 12” fabricándose mediante soldadura en forma longitudinal. Para diámetros mayores a las 12”, generalmente, el diseño de rolado y la soldadura se realizan en forma de espiral (ELECTRIC FUSION [ARC] WELDED PIPE) Soldadura por resistencia eléctrica. Se construyen para diámetros que van desde ½” hasta 16”

(ELECTRIC RESISTANCE WELDING, E.R.W.)

La forma más adecuada de valorar cuál de los procesos de fabricación se ajusta mejor a cada proyecto es analizando el valor de cada uno de ellos con respecto a la Eficiencia de Junta 3 correspondiente. Un caño obtenido mediante un proceso de fabricación del tipo “sin costura” poseerá como valor de Eficiencia de Junta a la unidad (E.J.=1) ya que, en este proceso de fabricación de cañerías, no existe tal unión soldada de partes. Por este motivo, la conducción poseerá idénticas cualidades de resistencia mecánica en todo su perímetro. Por el contrario, en los procesos de fabricación con costura, los valores de eficiencia de junta tendrán que ver con la calidad del procedimiento de unión de los extremos del fleje con el que se conformó la cañería. Según la norma ASME-ANSI B31-14, para aceros al carbono, estos valores pueden variar de 0,6 a 0,85. Las cañerías de acero al carbono, especialmente por sus cualidades mecánicas, facilidad de soldadura, confiabilidad operativa y costos, resultan ser las normalmente utilizadas en la mayoría de las instalaciones industriales para una gran variedad de fluidos y servicios como ser agua potable, agua para incendio, gas natural, aire comprimido, vapor de agua, etc. pudiendo las mismas operar sin dificultad en condiciones severas tanto de temperatura como de presión. Las propiedades mecánicas de estas conducciones (de acero al carbono) aumentan a medida que lo hace el contenido de carbono de las mismas, disminuyendo al mismo tiempo la ductilidad y soldabilidad de las mismas. También resulta que, al no poseer elementos aleantes, su utilización se vea restringida cuando la temperatura del fluido a transportar se halla por debajo de los 0 ºC o cuando ésta sobrepasa los 300 ºC. La cañerías construidas con “aceros al carbono aleados”, principalmente con Cr, Mo y Ni, poseen propiedades mecánicas que permiten su utilización en rangos amplios de temperatura sin mayor tipo de inconvenientes. 3.1.3-DIMENSIONES, GEOMETRIA Y MATERIALES DE CAÑOS Y TUBOS Definiendo a los caños como aquellas conducciones que se identifican mediante su Diámetro Nominal y su Número de Serie5 , diremos que: 3

Eficiencia de Junta (E.J.): Diseño y calidad de la unión por soldadura entre extremos de flejes en la conformación de la cañería. 4 ASME/ ANSI B31-1: Normas que definen calidades y propiedades de los aceros para cañerías 5 Número de Serie: Comúnmente denominado como Schedule (SCH)

-

Diámetro Nominal (DN)

Diámetro tal que, para caños de 12” o menores, no coincide ni con el diámetro interior ni con el diámetro exterior del caño. Para diámetros de 14” y mayores, el DN del caño coincide con el diámetro exterior del mismo. La norma ASME B.36.10 M define las dimensiones de caños desde 1/8” hasta 80” de DN. -

Número de Serie

Siglas que “dan idea” del espesor de pared del caño. De acuerdo a la norma ASME B 36.10 M se hallan agrupadas mediante dos criterios diferentes: Por Schedule (Sch.) Por peso El Schedule está representado por números adimensionales que identifican a conjuntos de caños de distinto DN con la misma relación: presión6- tensión admisible7, previsto así para similares condiciones de servicio. El número de serie definido por el Schedule expresa valores aproximados, obtenidos de la siguiente expresión:

Nº Schedule

= 1000

P S

Donde: P: S:

Presión de trabajo (kg/cm2) Tensión admisible a la flexión del acero de la cañería (kg/cm2)

El segundo criterio indicado (por peso) corresponde a la forma más antigua de agrupación/ clasificación de las conducciones, y que a la fecha aún continúa vigente. Como se pude observar en las tablas 20 A; 20B y 20C (ver más adelante), las variantes de cañerías con número de serie por peso (normativa original) cubren solo a una parte de las conducciones que actualmente se fabrican y utilizan, casi todas bajo la normalización más moderna del Schedule. La denominación original de éstos elementos de conducción, según la Iron Pipe Size8 son: i - PARA USO STANDARD

- Standard Weight

- STD

(Equiv. al Sch. 40)

ii - PARA USO PESADO

- Extra-Strong Weigth

- XS

(Equiv. al Sch. 80)

iii – PARA USO EXTRAPESADO - Double Extra-Strong Weigth - XXS

160)

(Equiv.

al

Sch.

De la observación y análisis de los valores indicados en la tablas 20 A; 20 B y 20 C surge que los caños de hasta 10” de DN, poseen espesores en los que coinciden el criterio definido como tipo “STD” con los definidos como de “Sch. 40” y hasta el DN de 8” coinciden los espesores de tipo “XS” con los de “Sch. 80”. La normalización de estas “relaciones y siglas particulares” (que dan idea de espesores de pared en los caños) incluye a los siguientes números de Schedule: a9 - 10; 20; 30; 40; 60; 80; 100; 120; 140 y 160 (Aceros al carbono y aleados) b10 - 5S; 10S; 40S y 80S (Aceros inoxidables) 6

Presión del fluido circulante Tensión Admisible del acero de la cañería 8 Iron Pipe Size (IPS): Normalizó originalmente a los espesores de pared en tan sólo tres grupos. Posteriormente fue creado el sistema de números de Schedule definiendo la Nominal Pipe Size (NPS). 9 Clasificación de Schedules para conducciones de aceros al carbono con o sin costura según la norma ASTM/ ANSI B 36.10 10 Clasificación de Schedules para conducciones de aceros inoxidables con o sin costura según la norma ASTM/ ANSI B 36.19 7

c11 - 40; 80 y SDR 13,5; SDR 17; SDR 21; SDR 26 y SDR 41 12 (Termoplásticos “PVC”) Para la mayoría de los diámetros nominales sólo se fabrican algunos de estos números de Schedule. Por ejemplo, los caños de diámetro nominal de 2” se fabrican comúnmente con Sch. Nº 40, 80 y 160 y para los caños de 10” los Sch. Nº 20, 30 y 40 son los más utilizados (ver tablas 20A, 20B y 20C). Los CAÑOS13 son utilizados principalmente, en instalaciones industriales, para conducción de fluidos. Los TUBOS14 son empleados normalmente en la construcción de equipos para intercambio de calor, tales como calderas, condensadores, intercambiadores, etc. Se define como tubos a aquellas conducciones que se identifican, a diferencia de los caños, mediante su diámetro exterior y el espesor de pared. Con el objeto de visualizar las importantes diferencias, tanto geométricas como de peso lineal, se muestra en las Figuras 1 y 2, conducciones de diámetro 1”, con sus correspondientes datos. FIGURA 1: Caño de Diámetro Nominal = 1” - Especificación: Caño DN 1”, Sch. 40 FIGURA 2: Tubo de Diámetro 1” - Especificación: Tubo Diámetro Exterior 1”, Espesor de Pared

2mm.

FIGURA 1

FIGURA 2

La longitud estándar de fabricación para caños y tubos es de aproximadamente doce (12) metros, resultando común la comercialización de los mismos, tanto en dicha longitud como en submúltiplos de la misma, en seis (6) y tres (3) metros. Las conducciones, de acuerdo a la norma ASME/ ANSI B31.1, poseen las siguientes tolerancias de fabricación, a saber: ESPESORES DE PARED: + 0; - 12,50 % DN ≤ a 1 1/2” = + 0,40 / - 0,80 mm. DIAMETRO EXTERIOR

11

DN ≥l a 2” = 1,00 %

Clasificación de Schedules para conducciones de PVC según la normas ASTM F480 y ASTM D2241 y ASTM D1785 SDR: Standard Dimension Ratio - Agrupación normalizada de espesores de pared para conducciones de materiales termoplásticos, que responden a determinadas exigencias de presión y temperatura del fluido. 13 Denominados también como PIPE 14 Denominados también como TUBING 12

Para espesor menores o iguales a XS = 5 %

PESO

Para espesores mayores a XS = 10 % 3.1.4-CAÑERIAS DE ACERO AL CARBONO Y DE ACEROS ALEADOS A continuación se detallan los materiales de mayor uso en la industria, los que se fabrican bajo normas ASTM, a saber: I - ASTM A 53, GRADOS A y B: Suelen ser los materiales más comúnmente utilizados en instalaciones donde las condiciones de presión y temperatura del fluido no toman valores extremos. Se los fabrica con dos (2) porcentajes de carbono diferentes a los efectos de obtener de ellos diferentes características mecánicas (ver Tabla 12) II - ASTM A 106, GRADOS A, B y C: Son materiales similares al ASTM A 53 pero con mayor tenor de carbono y por tanto, mejores valores de resistencia mecánica. Esta composición química les permite a la vez adecuarse para trabajar con fluidos a importantes temperaturas, siendo normalmente empleados en servicios donde la misma llega hasta los 250/ 350 ºC. Cuando los valores de temperatura de los fluidos pasan a ser “extremos” (tanto en bajas como en altas marcas térmicas), se requiere de composiciones químicas particulares en el acero de las conducciones.

ASTM A53 (Grados)

Composición Química

Características Mecánicas

C máx.

Mn máx.

P máx.

S máx.

Fluencia (mínima)

Alargamiento (mínimo)

%

Resistencia a la tracción (mínima) Kg/ mm2

%

%

%

Kg/ mm2

%

A

0,25

0,95

0,05

0,06

34

21

35

B

0,35

1,2

0,05

0,06

42

25

30

Composición química de aceros ASTM A53

TABLA 12 III – Aceros para Servicios a Altas Temperaturas A continuación se indican algunos materiales utilizados para servicios a temperaturas extremas: Se requiere la utilización de aceros aleados de elevada resistencia mecánica, resistente tanto a los efectos de Creep15 como de oxidación. Los aceros comúnmente utilizados para estos servicios, son los siguientes: - ASTM A335: Aleación con Cr-Ni-Mo, en diferentes porcentajes. Estos aceros logran soportar temperaturas de hasta 500 ºC según su Grado. - ASTM A312: Es una aleación Cr-Ni, que soporta temperaturas de trabajo cercanas a los 600 ºC.

15

Creep: Deformación plástica que sufre un material debido a la acción continua de una carga, aplicada durante periodos muy largos de tiempo

IV – Aceros para Servicios a Temperaturas Criogénicas

16

Se emplean aleaciones que a muy baja temperatura no pierden su ductilidad y, por tanto no quedan expuestas a fracturas repentinas por fragilidad. Los aceros más utilizados, en estos casos, son los siguientes:

Norma ASTM A 53 A 106 A333 - Gr. 1 A333 - Gr. 3 A333 - Gr. 8

Temperaturas de Servicio ( º C )

Hasta aproximadamente los

0 -20 -45 -100 (con 3,5 % Ni) -200 (con 9,0 % Ni)

Materiales utilizados para Servicios Criogénicos

TABLA 13 3.1.5-TUBOS PARA USOS TÉRMICOS Estas conducciones (tuberías) son fabricadas tanto con aceros al carbono como con aceros aleados, generalmente mediante procesos de fabricación del tipo sin costura. Su utilización abarca una amplia variedad de usos entre los que se incluyen los tubos para calderas, sobrecalentadores, precalentadores y otros elementos utilizados habitualmente en instalaciones y equipos para la generación de vapor y en equipos intercambiadores de calor. Las condiciones de trabajo donde se los utiliza pueden ser muy amplias, según el tipo de instalación y procesos de que se trate, y van desde los denominados pequeños equipos que trabajan a 15 Kg/cm2 de presión y 300 ºC, hasta sobrepasar, en generadores de importancia, los 150 kg/cm2 y 600 ºC de temperatura. En la tabla 14 se indican los materiales normalmente utilizados para estos usos, como así también los principales campos de aplicación de los mismos:

Materiales según normas ASTM

Aplicaciones principales

A 192; A 209; A 210; A 213

Calderas y Sobrecalentadores

A 179; A 199

Intercambiadores de Calor y Condensadores

A 161; A 200

Hornos de Calentamiento de Petróleo y otros Alambiques

A 334

Servicios a Bajas Temperaturas Materiales para Tubos en Usos Térmicos

TABLA 14 3.1.6-CALCULO DE ESPESORES DE PARED EN CAÑOS Y TUBOS DE ACERO Para estas determinaciones se utilizarán las ecuaciones de cálculo propuestas en el Código ASME y las Norma ANSI B31.1, donde el mínimo espesor de pared se determina mediante la siguiente ecuación: P. Do tm = + A 2 (S. E + P. y)

16

Criogenia: Estudio de los procesos que se producen a temperaturas extremadamente bajas. Si bien no se ha acordado un límite superior para las temperaturas criogénicas, se sugiere el uso de este término para todos aquellos valores inferiores a - 150°C (123 °K). Sin embargo, en la industria es común la utilización del término aun con temperaturas, si bien muy bajas, lejanas a dicho valor.

Donde: Tm: Mínimo espesor de pared [pulgadas] P: Presión interior17 (p.s.i.g.18) Do: Diámetro exterior del caño (pulgadas) S: Tensión admisible máxima (p.s.i.), según la norma ANSI B31.1 E.J.: Eficiencia de junta, según la norma ANSI B31.1 Y: Coeficiente que depende del tipo de material utilizado y de la temperatura de servicio (Ver Tabla 15). A: Espesor adicional por: I -Compensación de material eliminado por roscado, para lo cual se considera que A = Valor de espesor de pared requerido para obtener la profundidad de la rosca deseada, valor mínimo a considerar = 1/64” (1,27 mm.) II-Previsión de espesor de material necesario por corrosión o erosión. Se toma un valor de acuerdo con el avance de la corrosión esperada en el proceso dónde trabajará la cañería bajo cálculo.

Temperatura de Servicio

Valores Coeficiente "Y"

(ºF) Hasta 900

Aceros al carbono y aleados 0,4

Aceros austeníticos (Cr-Ni) 0,4

950

0,5

0,4

1000

0,7

0,4

1050

0,7

0,4

1100

0,7

0,5

>1150

0,7

0,7

TABLA 15 Para el correcto cálculo del espesor de pared se debe considerar la tolerancia de fabricación de las cañerías (- 12,5 %), para lo cual se calculará primeramente el espesor nominal requerido (t nom.)

t nom. =

tm 0,875

3.1.61-VERIFICACION DE LA APTITUD DE UN MATERIAL PARA UN SERVICIO DADO (Ejemplo) Se pide verificar la aptitud del material, forma constructiva y Sch. adoptado, para una cañería en la siguiente condición de operación: -Caño diámetro nominal = 8”, Sch. Nº 40 -Material a verificar = ASTM A 53 Gr. A, con costura E.R.W. -Presión de diseño19 = 600 p.s.i.g. (lb/pulg2) -Temperatura de trabajo = 700 º F (aprox. 370 º C) -Tipo de Construcción = Soldada -No considerar sobre-espesores por corrosión P. Do tm = + A 2 (S. E + P. y) 17

Se entiende por presión interior a la presión esperada, en condiciones normales del proceso, que tomará el fluido circulante por la cañería, llamada también como presión de trabajo. 18 La unidad p.s.i.g. [pound square inch gauge - libra/pulgada 2 manométrica-] se la utiliza para medir presiones "relativas" o "manométricas", que toman como cero al valor de la presión atmosférica (14,7 p.s.i.). Es una unidad práctica, ya que los manómetros comunes marcan cero cuando están abiertos a la atmósfera. 19 Presión de diseño: = 1,5 x presión interior (donde el 1,5 = Coeficiente de seguridad definido por las normas ASME)

En este caso: P Do S E.J. Y A

= = = = = =

600 p.s.i.g. 219,1/25,4= 8,625” (ver Tabla 20 B) 9.900 p.s.i. (ver Tabla 21) 0,85 (ver Tabla 21) 0,4 (ver Tabla 15) 0 (por enunciado del problema) 600. 8,625 = 0,2989” = 7,592 mm. 2. (9.900. 0,85 + 600. 0,4)

tm =

Por lo tanto será:

tnom. =

7,592 mm. 0,875

= 8,676 mm.

De Tabla 20 B, para un diámetro nominal de 8” Sch. N° 40, se tiene un espesor nominal de 8,18 mm., por lo que el material adoptado: ASTM A 53 Gr. A, con costura (E.R.W.): “NO VERIFICA” (8,18 mm. < 8,676 mm.)

ALTERNATIVAS POSIBLES PARA LA RESOLUCION DEL CASO Empleo de un material de mayor calidad, por ejemplo: Por ejemplo ASTM A53 Gr. B, con costura (E.R.W.) con S= 12.200 p.s.i. (ver Tabla 21)

tm =

600. 8,625 = 0,2438” = 6,194 mm. 2. (12.200. 0,85 + 600. 0,4)

Por lo tanto será:

tnom. =

6,194 mm. 0,875

= 7,079 mm. < 8,18 mm. - VERIFICA -

Si en lugar de mejorar la calidad del material, se elige una solución constructiva diferente para la conducción y se utiliza un caño sin costura, sería:

S= 11.600 p.s.i. (ver Tabla 21) ASTM A53 Gr. A, sin costura

tm =

600. 8,625 2. (11.600. 1 + 600. 0,4)

E.J.= 1

= 0,2184” = 5,547 mm.

Por lo tanto será: tnom. =

5,547 mm.

= 6,34 mm. < 8,18 mm. - VERIFICA -

0,875

CONCLUSIONES Las dos alternativas calculadas verifican y satisfacen las condiciones de operación impuestas. Corresponderá entonces seleccionar una de ellas para dar solución al problema. Resultará fundamental, para la determinación final, tener presente las siguientes consideraciones mínimas, a saber: -Disponibilidad de materiales en el mercado (cañerías y accesorios) -Costos generales (tanto de materiales como de mano de obra y mantenimiento) -Diversidad de materiales en la instalación/planta (por costos de repuestos), todo ello para encontrar la solución técnica - económica más conveniente. 3.1.7-CAÑERIAS DE ACERO INOXIDABLE Las cañerías de acero inoxidable son normalmente utilizadas en instalaciones donde se requiere una alta resistencia a la corrosión o altos valores de resistencia mecánica para procesos a temperaturas elevadas o bien simplemente para evitar que se produzca contaminación del producto que circula por las mismas20. Los materiales utilizados generalmente para estos casos responden a los aceros normalizados por las normas ASTM-ANSI-AISI, por ejemplo: ASTM A-269 – ANSI B 36.19 – AISI 316 ASTM A-312 – ANSI B 36.19 – AISI 316 Donde las normas: ASTM A-269: Define características y métodos de ensayo para los tubos de acero inoxidable austeníticos con o sin costura. ASTM A-312: Define características y métodos de ensayo para los caños de acero inoxidable austeníticos con o sin costura. ANSI B-36.19: Define dimensiones y tolerancias generales para las conducciones de acero inoxidable con o sin costura. AISI 316:

Define el Grado del acero, especificando la composición típica del mismo.

Los aceros AISI Serie 300 Tipo 304, 304L21, 316, 316L y 321, son los más comúnmente utilizados. El tipo de acero más adecuado para cada medio corrosivo, puede obtenerse seleccionándolo mediante el uso de las tablas estándar de resistencia a la corrosión (de las que normalmente disponen los distintos fabricantes o comercializadores de los mismos), como así también pueden ser definidos mediante ensayos y pruebas prácticas con los distintos productos corrosivos y aceros que en particular se requiera utilizar. Se considerará “adecuado” la utilización de un determinado material, hallándose éste sometido a un medio agresivo, cuando el mismo acuse una disminución de espesor debido a la corrosión igual o menor a 0,1 mm. por año. Con respecto a la composición química de los aceros inoxidables, respecto de la problemática de la posterior soldadura de los mismos, podemos decir que resulta deseable que éstos posean el mínimo valor porcentual de carbono posible. Con ello, se logra atenuar la precipitación de carburos 20

Estas cañerías son generalmente del tipo “con costura” soldadas por fusión eléctrica sin aporte de material - Electric Fusion Welded (EFW) 21 La denominación “L”, refiere a un Grado especial de aleación (dentro del mismo tipo de acero) que posee menor contenido de carbono (0,03% Cmáx.) haciéndolo adecuado, entre otras cosas, para prevenir la generación de corrosión en la estructura molecular de las regiones cercanas a la soldadura.

de cromo en la periferia de granos cuando se calienta al acero entre los 400ºC y 900ºC, situación que lo hace susceptible a la “corrosión intergranular” por precipitación de carburos. La pérdida de cromo, en lugares inmediatamente adyacentes a la periferia de los granos del mismo, hace que el material se torne susceptible al ataque de soluciones corrosivas, las que lo invalidarán para un adecuado desempeño. Este problema se da frecuentemente, entre otros, en las instalaciones y procesos utilizados en la industria alimenticia dónde las cañerías y o tuberías no sólo deben ser de aleaciones especiales (de bajo contenido de carbono) sino que además, requieren procesos de soldadura en atmósferas (medios) debidamente controladas. Existen aleaciones que incorporan al columbio o al titanio con los que se logra estabilizar al carbono existente en los aceros, formando así carburos más estables. Esta estabilización se produce principalmente por la mayor afinidad que poseen estos dos compuestos frente al carbono, en contraposición a la menor afinidad obtenida con el cromo como principal elemento aleante. El cálculo del espesor de pared de una cañería bajo presión interna se realiza de acuerdo a las ecuaciones vistas para las conducciones de acero al carbono y aleados, para lo cual se deberán utilizar los valores correspondientes de tensión admisible y de eficiencia de junta, dados por el código ASME/ANSI B 31.1 que correspondan. Debido a los mayores costos de los aceros inoxidables comparados con las cañerías de acero al carbono, el espesor estándar adoptado en la mayoría de casos corresponde a un Schedule 10S para diámetro de cañerías de ½” a ¾” y un Schedule 5S para diámetro de cañerías igual a 1” o mayores. Estas conducciones se fabrican con y sin costura. Las primeras (utilizadas generalmente para la construcción de caños) se sueldan generalmente bajo atmósfera inerte - con gas argón - y sin material de aporte. Las restantes, resultan diseños particularmente requeridos en la construcción de tubos que, generalmente, son utilizados en equipos Intercambiadores de Calor, con diámetros y espesores de pared22 apropiados para cada caso en particular.

COMPOSICION QUIMICA DE ACEROS INOXIDABLES

AISI (Tipo)

C (Max.)

Cr

Ni

Si

304 304-L 316 316-L 321

0,08 0,03 0,08 0,03 0,08

18-20 18-20 16-18 16-18 17-19

8-10,5 10-12 10-14 10-14 9-12

Máx. 1 %

Mg

Máx. 2 %

Mo

Ti

Co

2-3 2-3 -

0,4 - 0,7

-

Composición química de algunos aceros AISI

TABLA 16 3.1.8-CAÑERIAS DE POLICLORURO DE VINILO23 Las cañerías de Policloruro de Vinilo (PVC) poseen un elevado rango de resistencia a la corrosión, muy buen comportamiento a la acción de álcalis, ácidos, derivados de la descomposición de sustancias orgánicas, etc., son inmunes al ataque de corrientes galvánicas y no producen contaminación en los productos que se transportan. Los fabricantes de estos materiales proveen datos, información y tablas en las que se indica el comportamiento del mismo en función de las características del fluido a transportar y la temperatura y presión de trabajo requeridas. 22

Los tubos “sin costura” normalmente suelen ser fabricados en diámetros exteriores que van desde ¼” hasta las 2” con espesores de pared que no responden a los Schedule std. de las cañerías. Los espesores de pared con los que se construyen estas tuberías van, generalmente, desde los 0,889 mm. (calibre BWG 20) hasta los 3,404 mm. (calibre BWG 10) - BWG: British Standard Wire Gauge - Norma británica para calibre de alambres. También es utilizada regularmente para definir espesores de chapa. 23 El Policloruro de Vinilo, comúnmente denominado PVC, es un polímero termoplástico. Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80°C y se descompone llegando a los 140°C.

Las conducciones de PVC se usan generalmente para la conducción de fluidos corrosivos, cañerías de drenaje y desagües industriales, agua potable, agua desmineralizada, salmuera, servicios donde se requiere mantener al producto libre de contaminación, etc. Presenta las siguientes ventajas: 1) bajo peso específico (1,36 Kg./dm 3) lo que facilita su manipulación para el montaje e instalación. 2) superficies perfectamente lisas, ofreciendo poca resistencia a la circulación del fluido, por lo tanto, mínimas pérdidas de presión además de no posibilitar la formación de incrustaciones. 3) no requieren procesos ni trabajos de protección exterior mediante pintura, ofreciéndose en los más diversos tamaños en variados colores de terminación. Las desventajas a tener en cuenta para su uso son: reducida resistencia el calor, temperatura máxima de trabajo de aproximadamente 60ºC (140°F) y elevado coeficiente de dilatación (aproximadamente siete veces mayor a la de un acero). Por ello, en su instalación deben preverse “facilidades” para permitir que las cañerías dilaten libremente. Poseen además escasa resistencia a los choques, vibraciones e impacto, baja resistencia mecánica (por lo que en las instalaciones aéreas deben estar perfectamente sustentadas, situación por la que requerirán de un importante número de soportes o bien estar directamente apoyadas sobre soportes del tipo continuo) La normativa empleada para la determinación de las dimensiones físicas, tolerancias y espesores de pared de las conducciones de PVC son las normas ASTM D2241 24 y la ASTM D178525. Para el diseño de instalaciones donde se requiere la utilización de este tipo de conducciones de PVC, generalmente se utilizan cañerías con las siguientes relaciones de espesor de pared, presiones y temperaturas de trabajo, tal como se indican a continuación (establecidas por las normas ASTM anteriormente referidas) a saber:

SERIES

SDR 21 - 3/4” a 8” Sizes – 200 p.s.i – 73°F SDR 26 - 1” a 24” Sizes – 160 p.s.i – 73°F SDR 41 - 18” a 24” Sizes – 100 p.s.i – 73°F

El cálculo de verificación de espesores de pared necesarios para una determinada aplicación puede calcularse mediante la siguiente expresión: tmín. =

P . D 2 . S

Donde: tmín.: D: P: S:

Espesor de pared mínimo (mm.) Diámetro exterior de la cañería (mm.) Presión interior de diseño (Kg./cm2) Tensión admisible de trabajo del material de la cañería (Kg./cm2)

El valor de la tensión admisible (S) es de aproximadamente 60 Kg./cm 2 para temperaturas de trabajo de 20ºC. Este valor de tensión admisible deberá reducirse aproximadamente un 15 % por cada 10 ºC de aumento de la temperatura del fluido circulante, teniendo presente que la temperatura máxima de trabajo no debe superar los 60°C.

3.1.9-CAÑERIAS DE FUNDICION DE HIERRO GRIS26

24

ASTM D2241: Standard Specification por Poly (Vinyl Chloride) (PVC) Pressure-Rated Pipe. (SDR Series) ASTM D1785: Standard Specification por Poly (Vinyl Chloride) (PVC) Plastic Pipe, schedules 40,80 and 120. 26 Fundición de hierro gris: Según las norma IRAM 2501, se define así a la aleación de hierro, carbono y silicio en la que el grafito libre se presenta sustancialmente en forma de láminas. 25

Su utilización está generalizada en instalaciones subterráneas para la conducción de agua potable, de pozo y pluviales, en instalaciones sanitarias, desagües industriales y otras que, instalándose enterradas, presentan entre otras ventajas, una muy buena resistencia a la corrosión. Estas cañerías no resultan aptas para quedar expuestas a esfuerzos de dilatación, contracciones o vibraciones. Las normas ANSI B31.1 limitan su uso a presiones máximas no mayores a los 17 Kg./cm2 y o para temperaturas de trabajo superiores a los 200 ºC. Localmente, se fabrican caños de fundición27 bajo el método de fabricación “por centrifugado”, con dimensiones, pesos y características encuadradas en lo estipulado en la norma IRAM 2501, la que define tres “Clases” diferentes, tal como se observa en la Tabla 17. PARA DIAMETRO DE CAÑOS IGUAL O MENORES A 600 mm. LINEA CLASE

DENOMINACION

PRESION DE TRABAJO MAX. (kg/cm2)

LA

Std.

10,0

A

Pesado

12,5

B

Extrapesado

15,0

PARA DIAMETRO DE CAÑOS MAYORES A 600 mm. LINEA CLASE

DENOMINACION

LA

Std.

PRESION DE TRABAJO MAX. (kg/cm2) 7,5

A

Pesado

10,0

B

Extrapesado

12,5

Valores de presión admisible máximas para caños de fundición de hierro gris

TABLA 17 El cálculo del espesor de pared para trabajar bajo presión interna se realiza mediante la siguiente expresión: tmín. =

P. D 2 . S

Donde: tmín.: D: P: S:

Espesor de pared mínimo (cm.) Diámetro exterior del caño (cm.) Presión interior de diseño (Kg./cm2) Tensión admisible de trabajo del material de la cañería.28

Resulta importante aclarar que para este tipo de conducciones, las dimensiones de los diámetros nominales y espesores de pared dados por la norma IRAM 2501 no se condicen con las definidas en el estudio de las cañerías de acero, variando notablemente respecto de aquellas, tal se observa en las tablas 18 y 20A, 20B y 20C. DIAMETRO NOMINAL

DIAMETRO EXTERIOR

ESPESOR DE PARED SEGUN CLASE (mm.)

D.N. (mm.)

D.E. (mm.)

LA

A

B

60

77

6,8

7,5

8,2

100

118

7,5

8,3

9,0

300

326

10,8

11,9

13,0

600

635

15,8

17,4

19,0

1000

1048

22,5

24,8

27,0

Dimensiones std. para cañerías de fundición de hierro gris, según la IRAM 250129

TABLA 18

27

Las normas IRAM define como caño de fundición a una “pieza hueca, de eje recto, de sección circular y de periferia continua”. 28 Los valores de las tensiones admisibles para las fundiciones, se pueden observar en el código ASTM (Ejemplo: para la fundición gris, S= 250 Kg./cm2) 29 En esta tabla se ha trascripto sólo algunos de los diámetros definidos por la norma IRAM 2501.

De la misma manera se deberán observar las tolerancias permisibles, tanto para los espesores de pared como para los diámetros de caños, que según la norma IRAM 2501, poseen las siguientes discrepancias admisibles respecto de los valores indicados en la tabla 18, a saber: Discrepancias permisibles para espesores (Te): Te

+0 - (1+ 0,005 x espesor pared)

Discrepancias permisibles para diámetros exteriores (Tf): Tf = + / - (4,5 x 0,0015 D.N.) Discrepancias permisibles para el peso de caños: + / - 6 % para caños de D.N. igual o menores a 250 mm. + / - 5 % para caños de D.N. mayores a los 250 mm. Para las pruebas hidráulicas de estanqueidad, la norma IRAM 2501 define valores de presión de 2500 kPa30 y 2000 kPa según se trate de caños de D.N. menores o iguales a los 600 mm. o para caños con D.N. mayores a los 600 mm. respectivamente. Para cualquiera de las opciones de diámetros de caño a ensayar, el tiempo de prueba bajo presión, nunca deberá ser inferior a los 30 segundos. 3.1.10-UNION ENTRE CAÑERIAS Para la construcción de una línea31, existen diferentes tipos y elementos de vinculación, tanto para los tramos de cañerías entre sí como entre éstas y los accesorios y/ o equipos que intervienen en la instalación. El proyectista puede seleccionar, en función de las exigencias y necesidades del proyecto: características del fluido a transportar, presión y temperatura de trabajo, grado de confiabilidad requerido, facilidad de limpieza, mantenimiento y presupuesto disponible, el tipo de unión más adecuado para cada diseño en particular, disponiendo para ello de diversos “tipos de unión entre cañerías” normalizados. El tipo de unión más conveniente podrá variar según resulte el tipo de material constitutivo de la línea, por lo tanto, las uniones poseerán un diseño, dimensiones y demás características particulares dependiendo si se trata de conducciones de acero al carbono o aleados, aceros inoxidables, fundición de hierro, PVC, etc. A continuación se indican los tipos de unión comúnmente utilizados en la industria, a saber: SOLDADURA A TOPE TIPOS DE UNION

SOLDADURA A ENCHUFE ROSCADA BRIDADA

30

KPa: Unidad de presión en el Sistema Internacional (SI), resultando: kPa = 0,102 kg/cm2 = 0,01 bar = 0,145 p.s.i. Línea: término comúnmente empleado con el que se denomina a una cañería de un determinado proceso, desde el inicio hasta el fin de la misma, por ejemplo: línea de vapor, de agua potable, de gas natural, etc. 31

Resulta importante señalar que cuando nos referimos a uniones entre cañerías, éstas considerarán no sólo al diseño empleado para llevar a cabo la unión entre caños entre sí, sino también a los accesorios (juntas de cierre y tornillería de sujeción) utilizados en el mismo. En adelante, nos referiremos exclusivamente a las uniones de cañerías de acero. 3.1.10.1-SOLDADURA A TOPE La unión por soldadura a tope constituye el método más generalizado para vincular cañerías de acero de cualquier tipo y en todos los diámetros, con especial referencia a aquellos mayores de 2”. Esta forma de unión puede ser utilizada tanto para servicios de baja exigencia como en servicios del tipo severos/ pesados. Las cañerías o accesorios para ser soldados a tope deben poseer indefectiblemente sus extremos con una geometría/ formatos y separaciones entre sí particulares, para asegurar con ello una posterior y correcta unión por soldadura. La norma ANSI B16.25 define que los extremos de caños de espesor de pared de 3/16” (4,8 mm.) o menores, deben ser rectos. Para espesores de pared mayores de 4,8 mm. deben poseer un chanfle de diseño tal como se observa en la Figura 3.

Diseño de Extremos en función del Espesor de pared de la Cañería

FIGURA 3 Para realizar una soldadura entre cañerías, éstas deben alinearse manteniendo una adecuada separación entre sus extremos de 1,5 a 6,0 mm. dependiendo ello del espesor y diámetro de la conducción, para permitir la correcta penetración del cordón inferior de soldadura. Para la construcción de líneas del tipo soldadas, se dispone de accesorios estándar adecuados para unir a tope, tales como: te, te de reducción, codo a 90º de radio corto y radio largo, codo a 45º, codo a 180º, ramal a 45º, reducciones excéntricas, concéntricas, etc. Los accesorios se fabrican con D.N. desde ½” a 24” y paredes del tipo std., pesado y extrapesado (Sch. N° 40, 80 y 160). Por lo general, se utiliza un espesor de pared de accesorio igual al espesor de pared de la cañería, salvo en casos especiales donde se incrementa el espesor de pared de accesorios para tener en cuenta, por ejemplo, desgastes producidos por erosión o abrasión en las mismas. En el caso particular de los codos, también denominados regularmente como curvas, se fabrican con dos diseños diferentes conocidos con las denominaciones de: Radio Corto y Radio Largo. Estos accesorios poseen diferentes relaciones geométricas entre su Diámetro Nominal y la cota “A”, tal se muestra en la Figura 4. Cabe señalar que los accesorios comúnmente utilizados tanto en instalaciones industriales como domiciliarias son los de radio corto. Los de radio largo se utilizan en instalaciones donde se requiere y o establecen necesidades con menores valores de pérdida de carga. (Este tema se abordará más adelante) RADIO CORTO

A = D.N.

RELACION “D.N. & A” PARA CODOS CON DISEÑO DE:

RADIO LARGO

A = 1,5 x

D.N.

Relaciones Geométricas en Codos

FIGURA 4 3.1.10.2-UNION POR SOLDADURA A ENCHUFE32 Este tipo de unión soldada se utiliza en instalaciones sujetas a severas condiciones de presión, temperatura y/o vibraciones, generalmente utilizada en diámetros desde ½” a 3”. Los accesorios utilizados en este sistema de soldadura (te, codos, unión doble, etc.) se fabrican en acero forjado en series tipo 2000, 3000, 4000 y 6000 libras, utilizándose generalmente la serie 2000 para cañerías de Schedule Nº 40, la serie 3000 para cañerías de Schedule Nº 80 y las series 4000 y 6000 para cañerías de Schedule Nº 160. La unión entre el accesorio y la cañería se realiza mediante soldadura, según el esquema indicado en la Figura 5.

Diseño de Extremos, Separaciones y Espesores de Pared

FIGURA 5 Con este tipo de unión se simplifica la construcción de líneas dado que el diseño de encastre, previo a la soldadura, facilita tanto la alineación como el posicionamiento del tramo de cañería a soldar traduciéndose ésta en una menor cuantía de mano de obra para el armado y construcción de la línea. 3.1.10.3-UNIONES ROSCADAS Las uniones roscadas se usan generalmente en líneas con exigencias poco severas de presión y/o temperatura en instalaciones industriales (agua, aire comprimido, gas natural, aceite, etc.) e instalaciones domiciliarias (agua potable, gas natural), generalmente en diámetros pequeños hasta 2”. La unión roscada presenta la ventaja de su fácil de armado y desarmado, especialmente en aquellos lugares donde no pueden realizarse soldaduras. Cabe señalar que este tipo de unión no es recomendable en servicios en los que puedan producirse vibraciones, erosión y corrosión. 32

Unión por soldadura a enchufe: Unión comúnmente denominada “SOCKET WEL”

Los accesorios utilizados para este tipo de unión de cañerías (codos, te, derivaciones, cuplas, niples33, etc.) se fabrican de fundición maleable cuando se los utilizan en servicios tipo “domiciliarios” con bajas exigencias de presión y/o temperatura. Para exigencias importantes, tanto de presión como de temperatura, se los construye de acero forjado, en Series 2000, 3000 y 6000, utilizándose normalmente una Serie 2000 con cañería Schedule 40, Serie 3000 con cañería Schedule 80 y Serie 6000 con cañería Schedule 160. En este tipo de unión de cañerías, se utiliza normalmente un accesorio denominado Unión Doble (roscada), cuya inclusión en las líneas resulta de fundamental importancia ya que ésta no sólo nos permite realizar un fácil armado de los distintos tramos de la misma, sino que además sin ellos no resultaría posible el fácil desarme de la línea ante necesidades como ser: cambio de partes por pérdidas, modificación de la traza, etc.

Esquema de las partes constituyentes de una Unión Doble

FIGURA 6 Resulta fundamental, al momento de decidir respecto a la utilización de uniones dobles, explicitar el diseño o tipo de rosca seleccionado ya que estos accesorios se construyen y utilizan en versiones con roscas cilíndricas y roscas cónicas tanto bajo normas norteamericanas (NPS34; NPT35) como bajo normas inglesas (BSP36; BSPT37). La rosca de diseño cónico BSPT (equivalente a las roscas DIN 2999 e IRAM 5063) es la más comúnmente utilizada. Respecto de las roscas mencionadas podemos señalar que la diferencia fundamental respecto del diseño de las mismas, se basa en el ángulo de filetes correspondiendo un ángulo de 60° para las roscas norteamericanas Vs. el ángulo de 55° utilizado por las roscas BSPT. 3.1.10.4-UNIONES BRIDADAS Las uniones del tipo bridadas son ampliamente utilizadas en las instalaciones industriales para unir cañerías con cañerías o cañerías con accesorios, válvulas y equipos. Estos accesorios se fabrican desde 2” hasta las 24” de D.N. bajo normas 38 diferentes de aquellas de D.N. igual a 26” o mayores. Este diseño de unión permite además realizar conjuntos fácilmente desarmables, los que posibilitan un rápido desmontaje de partes o bien el retiro de equipos de una línea con suma facilidad. Las bridas se fabrican de acero forjado con sus caras frontales maquinadas y tal como se ha mencionado anteriormente, la elaboración de las mismas se realiza en base a lo definido por las

33

Niple: Se denomina así a los accesorios tubulares, generalmente roscados en ambos extremos y de longitud menor a 12” (aproximadamente 305 mm.). De superar dicha longitud se considera entonces como un tramo de conducción (tubo/ caño) cortado. 34 Rosca NPS: American National Pipe Straight Pipe - Rosca norteamericana cilíndrica para caños 35 Rosca NPT: American National Pipe Taper Threads - Rosca norteamericana cónica para caños 36 Rosca BSP: British Standad Pipe Paralell Threads - Rosca inglesa (Whitworth) cilíndrica para caños 37 Rosca BSPT: British Standad Pipe Taper Threads - Rosca inglesa (Whitworth) cónica para caños 38 Hasta Diámetros Nominales de 24”, las bridas se fabrican según especificaciones dadas por la norma ASTM/ ANSI B16.5, para Diámetros Nominales de 26” o mayores se fabrican bajo especificaciones dadas por la norma ASTM/ ANSI B16.47.

normas ASTM/ANSI B16.5 y ASTM/ANSI B16.47 cubriendo dicha normalización todo lo relacionado con dimensiones, tolerancias, condiciones de presión y temperatura de trabajo, etc. . Las normas ASTM/ ANSI al igual que las normas IRAM definen para estos accesorios, en función de resistencia y capacidades, diferentes “Series” o “Clases” mediante la siguientes denominaciones: Series: 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# y 2500# 39 - Normas ASTM/ ANSI Series: 10, 21, 28, 40, 63, 100 y 160 ( kg./cm2) - Normas IRAM Esta denominación (numérica) surge de ensayos donde se relacionan, para diferentes geometrías constructivas y tipos de aceros, máximas presiones admisibles de trabajo Vs. temperatura de servicio del fluido. A modo de ejemplo se detallan a continuación los límites o capacidades de operación definidas por las normas IRAM 251240 para bridas de Serie Nro. 10 y Serie Nro. 21, a saber: Temp. de Trabajo Prueba

(kg/cm2)

(°C)

Serie Nro. 10 (150#)

Serie Nro. 21 (300#)

Presión de Trabajo

460 100 40

4,75 14,00 16,00

460 100

16,00 31,50

40

Presión

de

(kg/cm2) 29,75

36,50

77,00

A su vez, la norma IRAM 2512 define tres diferentes conceptos o tipo de presiones, a saber:

Presión Nominal: Es la presión que sirve para denominar a un elemento (Serie o Clase). Presión de Trabajo: Es la presión efectiva en el proceso, que se obtiene partiendo de una presión nominal, teniendo en cuenta además la temperatura de trabajo. Presión de Prueba: Es la presión a la que se ensaya el material (línea). Los valores indicados para las Series 150# y 300# muestran claramente que los rangos posibles de aplicación para cada una de las series son verdaderamente amplios, por ello, resultará sumamente importante definir con la mayor precisión posible los valores y tolerancias asumidos para la variación de presión y temperatura en el servicio/ proceso. El aumento de una Serie en las bridas y por ende del resto de accesorios, válvulas, etc., a utilizar en la conformación de la línea, implicará la erogación de importantes sumas de dinero seguramente innecesarias. A modo de ejemplo se indican a continuación los valores aproximados del peso correspondiente a una brida ciega (tapón) en dos “Series” diferentes, para un mismo D.N. de 10”, a saber: Nro. de Serie

39

Peso [N]

150 #

300

300 #

550

“#” Símbolo utilizado para referenciar la Clase o Serie de las bridas. Esta simbología representa a la unidad de presión p.s.i. (lbs./pulgada2). Normalmente se utilizan ambas denominaciones indistintamente. 40 Normas IRAM 2512 – Valores normales para válvulas de acero y accesorios de unión a bridas. (para elementos de unión de acero al carbono y temperaturas de trabajo inferiores a 460 °C; Fluido: agua o vapor de agua)

Como se observa, la diferencia de peso de las bridas de referencia para ambas series, resulta realmente considerable. Sin embargo, y para tener idea de los costos de cada una de las mismas, aparte de la diferencia de peso del acero necesario para la fabricación de cada una de ellas, se debe considerar los costos en más que implica la conformación por forjado y el maquinado posterior de sus caras. Todo ello hace, para el ejemplo propuesto, que los costos finales de una brida ciega de 10” de D.N.- Serie 150# resulte aproximadamente un 50% más económica que una de Serie 300#. 3.1.10.4.1-TIPO DE BRIDAS (Ver Figura 7) De acuerdo al servicio al que se halle sometida una línea, o bien a los espacios disponibles para el armado o el posterior recambio de partes o mantenimiento a realizar en la misma, etc. se dispone de bridas con los siguientes diseños normalizados: -Brida deslizante (Slip-On): Su instalación se realiza deslizando la brida sobre el caño, fijándose a éste mediante dos soldaduras, una interior en el extremo del caño y otro exterior a la cañería. Es el tipo más común y difundido de uso, son de bajo costo inicial aunque su costo final instalado se ve incrementado al requerirse dos soldaduras por brida. Las bridas se fabrican con aceros forjados bajo normas ASTM, siendo las mas utilizadas las de calidad ASTM A105. Estas bridas pueden ser suministradas con o sin resalte para la aplicación de la junta. Para altas presiones se utiliza normalmente bridas con resalte. Cabe señalar que ambos diseños requieren de juntas para realizar un sellado que asegure la estanqueidad de la instalación. Las uniones con este tipo de bridas presentan una resistencia aproximada del 70% de la resistencia calculada para la cañería (presión interna) y se las utiliza generalmente para servicios poco severos de presión y temperatura. -Brida roscada (Threaded): Son bridas que brindan similar capacidad de resistencia que las bridas deslizantes. Poseen rosca en su parte interna, la que se vincula directamente con la cañería roscada. Se emplea en casos donde no se pueden realizar soldaduras y no se recomienda su utilización en líneas que se hallen sometidas a esfuerzos de flexión y o dilataciones térmicas. -Brida a enchufe con asiento (Socket Weld): Se desarrollaron principalmente para utilizarlas en líneas de pequeños diámetros y alta presión. Cuando llevan soldadura interna su resistencia estática es igual a la de la brida deslizante pero su resistencia a la fatiga, respecto de esta última, resulta aproximadamente un 50% mayor. -Brida con cuello (Welding-Neck): Estas bridas se vinculan a las cañerías mediante una soldadura a tope en su cuello de diseño cónico con biselado, ya preparado para la soldadura, e igual diámetro exterior al de la cañería, por ello la dimensión de cuello debe pedirse de espesor igual al de la cañería con la que se va a soldar. Este diseño de bridas permite una “continuidad estructural entre cañería y brida” situación que le confiere una importante resistencia al conjunto equivalente al de una cañería sin cortes. Este tipo de bridas se utiliza generalmente para condiciones severas de presión y temperatura al igual que para líneas en las que se transportan fluidos peligrosos. El uso de este tipo de bridas, si bien resultan de mayor costo inicial (respecto por ejemplo de las bridas deslizantes), al requerir de una sola soldadura hacen que el costo final de la línea, teniendo en cuenta los ahorros de mano de obra en soldadura durante el montaje, no resulten excesivamente mayores respecto de otros diseños. -Brida con solapa (Lap-Joint): llamada también como brida loca, se utiliza junto con un cuello solapado o collar que se suelda a tope a la cañería, la brida por tanto queda suelta y puede girar. El acople es realizado por la brida presionando sobre dicho cuello. Este diseño presenta la ventaja de ser giratorio, con lo cual se facilita las operaciones de montaje, especialmente en cañerías de gran diámetro, mangueras flexibles, etc. Al no estar en contacto con el fluido en movimiento permite la unión entre cañerías con materiales diferentes a éstos y su uso está reservado para servicios poco severos de presión y/o temperatura. Normalmente las bridas locas, empleadas para el apriete de los cuellos solapados, se fabrican con aceros al carbono y no con aceros inoxidables, logrando así importantes disminuciones en los costos de la instalación. Este tipo de uniones bridadas sólo se utilizan en procesos con bajos valores de presión y/o temperatura de funcionamiento.

Por ello cuando deban realizarse uniones entre cañerías de acero inoxidable para servicios severos se deberán utilizar, sin excepción, alguno de los restantes tipos de bridas antes descriptas. -Brida ciega (Blind): Estas bridas son de diseño sólido y sin orificios para la circulación de fluido. Se las utiliza generalmente para bloqueo de líneas realizando el cierre de extremos de cañerías o válvulas. Al igual que las restantes bridas, deben utilizárselas respetando la serie de los restantes accesorios utilizados en la línea.

Diámetro Exterior de la Cañería

WELDING-NEC

SOCKET-WELD SLIP-ON

THREADED

LAP-JOINT

Diferentes Tipos de Bridas

FIGURA 7 3.1.10.4.2-ELEMENTOS UTILIZADOS EN LA UNION DE BRIDAS En todos los casos, entre caras de bridas que deban vincularse entre sí para dar continuidad a una línea, se debe hacer uso de dos elementos fundamentales, a saber:

PARA LA UNION DE DOS BRIDAS SE REQUIERE DE:

JUNTA BULONERIA

a- Junta: Este elemento, correctamente seleccionado e instalado, resuelve la problemática de estanqueidad en una línea. Para la selección de la misma se debe considerar los siguientes parámetros: Espesor: Este dependerá del estado de las bridas y de la compresibilidad permisible del material de la misma. Como norma general se recomienda utilizar el menor espesor posible debido a: En muchos casos, particularmente para el sello de líneas de gases, un espesor más delgado de junta requiere una tensión menor para el logro del sello. La resistencia a la relajación de la tensión disminuye directamente con el aumento del espesor de la junta. Una junta más fina posee mayor capacidad para soportar mayores esfuerzos. No obstante, la correcta determinación del “menor” espesor a utilizar debe tolerar las deformaciones, rugosidades y las irregularidades e imperfecciones de las superficies de las bridas. Material: El material debe seleccionarse de manera que éste se corresponda, no sólo con las necesidades de presión y temperatura del fluido circulante por la línea, sino que resulte compatible con éste, para evitar problemas de contaminación (del fluido circulante) o bien degradación de la junta.

Montaje: El montaje de juntas debe realizarse sobre bridas paralelas, limpias y secas sin utilizar aditamento alguno (grasas, lubricantes, etc.). Su colocación “centrada” debe ser cuidadosamente verificada, caso contrario la misma junta impedirá la libre circulación del fluido por la cañería. b- Bulonería: Para unir dos bridas y lograr sobre éstas y la junta la necesaria compresión que asegure la estanqueidad de la línea, se usan indistintamente bulones 41 y espárragos42. En la práctica, éstos últimos suelen ser los más utilizados por sus facilidades de montaje. La bulonería (tornillos y tuercas) debe seleccionarse respetando la “serie” de las bridas a unir, de forma tal que los materiales de los mismos resulten adecuados a la exigencia requerida por la línea. Las roscas de tornillos y tuercas deben ser sanas, libres de óxido y correctamente lubricadas. Para practicar el correcto montaje y cierre, el ajuste de la tornillería debe realizarse siempre en “secuencia cruzada” y en al menos, tres etapas de torque secuencial hasta lograr el torque final. 3.1.11-SOPORTES PARA CAÑERÍAS Se define como soportes para cañerías a todos aquellos elementos o dispositivos destinados a soportar los pesos y los demás esfuerzos ejercidos por las cañerías o de aquellas cargas que actúen sobre éstas transmitiéndolos al suelo, a estructuras vecinas, a equipos o en algunos casos a otras cañerías. Para seleccionar el tipo de soporte requerido por cada instalación deben considerarse, entre otros, las siguientes consideraciones y particularidades: -Diámetro de la línea, peso unitario de la cañería incluyendo el peso del fluido a conducir o el existente durante la prueba hidrostática (el mayor) incluyendo el peso de accesorios, válvulas, de poseer, el aislamiento de la misma y las longitudes entre apoyos y del total de la línea. -Magnitud de dilataciones esperadas. -Tipo de aislación (para interior o exterior) -Características del área (ambiente) donde estará instalada la línea; posibilidad de realizar soldaduras y magnitud de la corrosión exterior esperada para la cañería La vinculación de cañerías con los soportes de las mismas pueden ser generalmente de dos tipos: Fija (tramos sustentados en forma fija): Los soportes fijos se ubican de forma tal que el tramo considerado, normalmente, tiene continuación hacia ambos lados, con momentos sobre cada extremo y mínimos valores de flecha. Su comportamiento se asimila a los de una viga con extremos empotrados. Libre (tramos simplemente apoyados): En general, se los utiliza para tramos adyacentes a aquellos que presentan codos, curvas o ramales y su comportamiento se asemeja a los de una viga simplemente apoyada. Las distancias entre soportes libres resultan aproximadamente 20 a 25 % menores a las distancias requeridas por los soportes fijos, a igualdad de condiciones de diámetro, espesor de pared y peso total de la cañería. Una clasificación genérica para los soportes de cañerías podría ser la que a continuación se describe:

1- Soportes para sostén del peso de las cañerías

Rígidos

Semirrígidos

Apoyados Colgantes Con resorte Con contrapeso

41

Conjunto formado por un tornillo con o sin cabeza, una o mas tuerca y arandelas, según el diseño adoptado. Eje con un tramo central cilíndrico y con ambos extremos roscados (o bien eje de rosca completa) que requiere para su utilización, en ambos extremos, de tuercas y arandelas. 42

libertad) 2- Soportes destinados a limitar los movimientos en las cañerías

De fijación total (restringen la totalidad de grados de Que permiten sólo movimientos axiales (guías) Que restringen algún o algunos grados de libertad

3- Soportes destinados a la absorción de vibraciones – Amortiguadores (Resulta necesario aclarar que esta clasificación no resulta muy rigurosa, ya que los diferentes tipos de soportes descriptos cumplen a su vez distintas funciones. Así la totalidad de soportes que limitan movimientos también sustentan pesos y recíprocamente todos aquellos que se diseñan para soportar pesos ejercen alguna limitación en los movimientos de las cañerías) En aquellos casos en los que se quiera asegurar el drenaje completo de la línea por gravedad, la instalación de la misma deberá poseer pendientes capaces de compensar las flechas que se generen en los distintos tramos de sujeción de las cañerías. A continuación se muestran algunas soluciones/ tipos de soportes comúnmente utilizados:

Soporte Abrazadera Colgante para Servicios Pesados Diseños utilizados para cañerías de gran diámetro

FIGURA 8

Soporte Abrazadera Colgante Simple Se utilizan generalmente para la sustentación de cañerías de pequeño diámetro sin aislación, con o sin movimiento

FIGURA 9

Soporte tipo Deslizante Se utilizan generalmente para el soporte de cañerías con o sin aislación y con o sin movimiento

FIGURA 10

Soporte Deslizante a Rodillos Se utilizan normalmente para servicios pesados y líneas con gran movilidad, debido fundamentalmente a los altos gradientes de temperatura que generan determinados procesos

FIGURA 11

Diseños Típicos con Soportes Colgantes a Resorte (Muelles) Se utilizan generalmente en cañerías de hasta 4”, en instalaciones con líneas para conducción de fluidos a alta temperatura

FIGURA 12

3.1.12-VALVULAS En la actualidad se dispone de una gran variedad, tipo y diseños de válvulas, cada una de las cuales poseen cualidades especiales tanto como particulares. De entre ellas, el proyectista deberá elegir/ seleccionar las que más se adapten a las necesidades requeridas por los procesos de manera de poder proveer un servicio tanto eficaz como económico en cada caso. Es necesario entonces verificar y contrastar cuidadosamente las características y bondades de cada tipo de válvula, con las necesidades o requerimientos de cada proceso/ servicio. Por lo tanto, se necesita conocer lo más profundamente posible cada detalle y condición del trabajo que debe soportar como ser: presión y temperaturas de trabajo, tipo de fluido circulante, ciclos de operación, etc. Otras consideraciones a tener en cuenta, para seleccionar el tipo de válvula más adecuado para un proceso son los costos iniciales, de instalación y de mantenimiento ya que éstos varían sustancialmente para cada tipo de válvula. 3.1.12.1-TIPO DE VALVULAS A continuación se detallan los distintos tipos de válvulas generalmente utilizadas en las instalaciones industriales: Válvula Esclusa: Es el tipo más comúnmente utilizado en las cañerías industriales. En éstas un simple disco en forma de compuerta, accionado por un vástago roscado y un volante, se mueve en dirección perpendicular a la del fluido cerrando su paso al ajustar sobre dos asientos laterales. Las válvulas esclusas deben ser usadas como válvulas de paso, es decir, para cerrar o abrir la totalidad del paso al fluido, única función para la cual se recomienda este tipo de válvula. La

velocidad y presión del fluido actuando sobre el disco compuerta “poco abierto” puede causar una mayor turbulencia del flujo circulante, produciendo vibraciones y sacudidas del disco, dañando al mismo además de producir efectos erosivos y perjudiciales sobre los asientos. Este tipo de válvula no está diseñada para regulación de caudal ni para ser operadas frecuentemente. Por otro lado, permiten un “paso completo” al fluido y por lo tanto generan muy baja pérdida de carga en la línea. Válvula Globo: A diferencia de las válvulas esclusas, que asientan en forma perpendicular a la dirección del flujo, las válvulas globo tienen el asiento paralelamente a aquel. El flujo a través de la válvula sigue una trayectoria cambiante, aumentando la resistencia al paso del fluido y provocando por lo tanto una importante pérdida de carga. Este tipo de válvulas resultan adecuadas para realizar la regulación del caudal circulante. La proporcionalidad directa entre el tamaño de la abertura y el número de vueltas del volante de la válvula, permite una regulación bastante exacta del paso del fluido. El disco y el asiento pueden ser recambiados rápidamente. Resultan, fundamentalmente por esta razón, apropiadas para ser utilizadas en forma frecuente. Se las construye en dos diseños particulares, el más comúnmente utilizado posee sus bocas de conexión de entrada y salida de fluido sobre el mismo eje de la cañería. En cambio, el diseño restante, llamada válvula globo de ángulo o válvula de ángulo, posee una boca o conexión de ingreso inferior, alineada con el eje del vástago, con su boca o conexión de salida a 90 grados respecto de la boca de entrada del fluido. Válvula de Retención: Este tipo de válvulas se utilizan para prevenir el retorno del flujo en las líneas, funcionando de forma automática. Según el principio de operación, estas válvulas se dividen en dos tipos: A charnela (o clapeta): la presión del líquido mueve automáticamente un disco oscilante, abriéndolo para permitir la circulación del flujo máximo, en caso de inversión de flujo, el peso del disco y la presión contraria cierran el disco contra el asiento deteniendo el contra flujo. El movimiento del fluido se produce en una línea recta, prácticamente sin restricciones, similarmente a lo que ocurre en una válvula esclusa; por lo tanto, presentan poca pérdida de presión y pueden ser instaladas tanto en forma vertical como horizontal. A pistón (disco o bola): la presión de la línea levanta el pistón dejando pasar al fluido que cambia su curso de forma similar a lo que ocurre en las válvulas globo. Cuando el flujo se invierte, el pistón cae y apoya sobre su asiento deteniendo el contra flujo. Se instalan en posición horizontal con el lado de presión bajo el pistón. Otros modelos poseen diseños similares utilizando un disco con guías y otras una esfera metálica en lugar del pistón antes descripto, cumpliendo éstas una idéntica función y resultados. Estas válvulas, por su particular diseño, presentan una elevada pérdida de carga. Válvula Esférica: Están formadas por un cuerpo que contiene una esfera perforada (obturador) ubicada entre dos asientos, los que generalmente son auto-ajustables y material de teflón. En estas, a medida que la presión del fluido aumenta, el cierre producido por la esfera sobre el asiento, opuesto a la dirección del flujo, resulta cada vez más hermético. No obstante, el cierre se mantiene estanco sobre el otro asiento mediante un sistema de auto ajuste. La apertura o cierre total de este tipo de válvula se consigue girando sólo un cuarto (¼) de vuelta su asa de accionamiento, la que se halla vinculada a la esfera por medio de un sencillo vástago. Con la simple observación del asa y su alineación respecto del el eje longitudinal de la cañería se puede determinar si la válvula se halla en posición abierta (ejes alineados) o cerrada (ejes perpendiculares). El paso del fluido a través de una válvula esférica puede ser, dependiendo del diseño elegido, total o restringido. Es total cuando el diámetro de la perforación (abertura) es igual al diámetro interior de la cañería y restringido cuando el mismo es menor a éste. Las válvulas de paso total presentan valores mínimos de pérdida de carga pero costos mucho mayores respecto a las de paso reducido, las que además generan importantes pérdidas de carga.

Los diseños de paso total, son válvulas que permiten un sencillo y económico mantenimiento, permitiendo un fácil recambio de asientos y retenes, sin necesidad de retirar la válvula de la línea. Generalmente son utilizadas para servicios poco severos de agua, aire comprimido, líneas de vacío, fluidos viscosos, gas natural, etc. Se construyen con cuerpos de diversos materiales como ser bronce, acero inoxidable y en aceros cromados tanto como en materiales termoplásticos. Las relaciones de presión y temperatura de trabajo de las mismas son normalmente indicadas por los fabricantes de las mismas, dependiendo éstos de los materiales constructivos, diseño de asientos y de los diámetro de la válvula. Los extremos de estas válvulas se construyen tanto roscados (en válvulas de pequeño diámetro) como bridados. (normalmente para diámetros mayores a las 2”) Válvula a Tapón: Son válvulas del tipo cónicas y rotativas. La conicidad del tapón y del asiento permiten siempre un contacto continuo entre ambos. La apertura y cierre de la válvula se realiza con sólo un cuarto (¼) de vuelta, accionando un vástago, el que se encuentra vinculado por un lado al tapón cónico y por el otro a un asa con la que se maniobra y maneja la válvula. Se fabrican de diversos materiales como ser de bronce, fundiciones de hierro, aceros fundidos, etc. y se las utilizan generalmente en líneas y servicios de gas, aire comprimido, derivados de petróleo, etc. Válvula a Diafragma: Esta consiste de un cuerpo principal sobre el cual se apoya y ajusta un diafragma de material flexible generando así el cierre de la válvula. El diafragma normalmente se desplaza mediante la acción de un vástago roscado con un volante solidario. El cuerpo referenciado generalmente se construye en fundición de hierro con sus internos revestidos en diversos materiales como ser ebonita, polietileno u otros a los efectos de evitar desgastes, contaminación y otros efectos en función del fluido circulante por la misma. El diafragma flexible se selecciona también según la naturaleza del fluido circulante y normalmente se construye de caucho sintético y tela, hypalon, teflón, etc. Este tipo de válvulas presentan un buen cierre al paso del fluido e importante facilidad de mantenimiento. Se fabrican generalmente para pequeños diámetros (hasta Diámetros Nominales de 4” - 6”) con extremos tanto roscados como bridados. Su limitación de uso generalmente está definido por las temperaturas y/o presiones de trabajo en función al material seleccionado para el diafragma de la misma. Su uso está generalizado en el manejo de fluidos corrosivos, aire comprimido, líneas de vacío, gas natural, etc. Válvula de Seguridad: Llamada también como válvula de alivio. Su construcción es similar a la de las válvulas globo de ángulo. La válvula, se mantiene cerrada por la acción de un resorte (muelle) cargado y con regulación predefinida. Cuando la fuerza ejercida por la presión del fluido en la entrada, que actúa sobre la parte inferior del disco de cierre, supera el valor de la fuerza antagónica dada al resorte, la válvula se abre liberando presión de la línea. Se pueden diferenciar dos tipos de válvulas de similar construcción, salvo en detalles de diseño en obturadores y discos, situación que les confiere características de funcionamiento diferentes: a- Válvula de seguridad: es una válvula en la cual la apertura se produce por medio de la presión estática y se caracteriza por operar rápidamente abriéndose totalmente y produciendo una suerte de disparo (Blow-up). Se las utiliza generalmente para servicio con gases y vapor de agua. b- Válvula de alivio: su construcción y operación es similar al de la válvula de seguridad pero la apertura de la misma se produce guardando proporción con el incremento de la presión de apertura con que fue regulada. Se las utiliza generalmente en servicios con líquidos. La función principal de estas válvulas es la de proteger equipos, calderas, recipientes a presión, sistemas y cañerías de las presiones que excedan la presión de diseño en un porcentaje predeterminado como valor máximo permisible. Este valor permisible de sobre-presión está cubierto por diferentes códigos en función del tipo de equipamiento de que se trate como de las causas que generan dicha sobrepresión. El código ASME - Sección VIII, indica para recipientes a presión no expuestos al fuego: 10% de sobrepresión admisible, para calderas: 6%.

La selección del tamaño de válvula se realiza teniendo en cuenta los siguientes parámetros básicos: características del fluido conducido, temperatura máxima, presión de apertura y caudal máximo a ventear. Con esta información, en los catálogos de los fabricantes, se puede seleccionar orificios adecuados, tamaño y demás características constructivas de las válvula. Válvula de Control: Es una válvula, por lo general de diseño similar a una válvula globo, que de acuerdo al tipo de movimiento del vástago puede clasificarse como lineal (tipo globo de simple o doble asiento) o rotativa (tipo esférica, mariposa, etc.) La válvula de control es el elemento final de un “lazo de control”. Un lazo de control simple, consta de un instrumento capaz de captar, a través de un elemento sensor, cualquier desviación en las condiciones del proceso, comparado a un valor previamente definido. En estas condiciones envía una señal de presión (aire comprimido) al diafragma del actuador de la válvula para abrir o cerrar en forma proporcional a la desviación producida en el proceso. Válvulas Autoreguladoras de Presión -Temperatura: son válvulas automáticas que funcionan sin la intervención de una acción externa. La mayoría de ellas actúan a través de una pequeña válvula piloto, integral a la válvula principal, que es la encargada de recibir una determinada señal del equipo controlado, mediante el cual habilita su accionar. Las hay de diversos tipos, diseños y rangos y se utilizan como parte de los sistemas de control siendo que los fabricantes de las mismas facilitan tanto su cálculo como su mejor selección a través del uso de catálogos técnicos donde se explicitan diámetro de conexiones, capacidades, rangos de presiones y temperaturas (entrada/salida) y demás características propias a considerar para la selección del modelo más adecuado o conveniente para cada servicio. Otras: En el campo de “líneas de procesos o productos” existen no menos de una veintena más de válvulas donde cada una de ellas puede a su vez poseer diferentes modelos, tamaños y materiales constructivos; todo ello en función del tipo de servicio, caudales, pérdidas de carga, etc. que se requiera satisfacer en determinado proceso. Por otra parte es importante señalar que a su vez cada producto-proceso requiere generalmente de determinada cualidades, diseños y prestaciones que seguramente no resultan aptas para otros productos-procesos. Por ejemplo, en líneas y procesos en industrias de la alimentación normalmente se utilizan válvulas que en casi su totalidad necesariamente deben ser de acero inoxidable además de poseer sistemas y diseños en las líneas y accesorios que permitan un fácil y periódico desarme para limpieza. Sin embargo, si nos trasladamos a una refinería de petróleo, encontraremos líneas y valvulería absolutamente diferentes a las antes mencionadas y así sucesivamente podemos nombrar decenas de procesos particulares en los que se requieren tanto sistemas como elementos (válvulas, accesorios, sistemas de control, etc.) particulares. Sin embargo los diversos tipos y diseños referenciados en este trabajo constituyen la base principal de las válvulas existentes en el mercado. 3.1.12.2-ESQUEMAS, PARTES Y SENTIDO DE FLUJO DE DIVERSOS TIPOS DE VALVULAS

Válvula Globo – Esquema de partes constitutivas y sentido del flujo

FIGURA 13

Válvula de Retención Válvula a Diafragma Válvula Esclusa

Válvula Globo Angulo

Esquema de circulación del flujo en distintos tipos de válvulas

FIGURA 14 3.1.13-ACCESORIOS Aparte de los elementos descriptos, existe una importante cantidad de elementos denominados accesorios que normalmente son utilizados tanto para la conducción como para el control de las líneas. Juntas de expansión, curvas, filtros, derivaciones, reducciones, cruces, tés, placas de orificio, presostatos, vacuómetros, termómetros, caudalímetros, etc.

Para la correcta selección de estos particulares y variados elementos se deberán tener presentes, entre otros, las condiciones de operación necesarias (caudal, presión y temperatura), tipo de fluido circulante por las líneas, condiciones de seguridad requerida en los procesos y demás características y exigencias propias de cada proyecto. Materiales constitutivos, peso por unidad, dimensiones, resistencia mecánica, diámetros nominales, pérdidas de carga y demás características se hallan normalizadas por lo que sólo restaría observar la existencia en plaza de los mismos a la hora de realizar y/o aprobar un determinado diseño. La mayoría de los accesorios se construyen, al igual que las cañerías, en determinados grados de resistencia que se agrupan en series/ Schedule que responden a dimensiones de pared apropiadas respecto de los espesores propios de los caños a los que deben unirse. Los accesorios para líneas de más de 2” de diámetro nominal o en aquellas líneas donde los valores de presión y/o temperatura poseen importante relevancia, se construyen de acero forjado y los mismos son de diseño para soldar. Por el contrario, en las líneas de poco diámetro y/o de bajos requerimientos se utiliza un diseño de accesorio con rosca en sus extremos y calidad y costo de materiales inferiores a los descriptos anteriormente. Es importante aclarar que no existe una dimensión tal de cañería que defina cómo será el diseño de unión de las mismas con los caños u otros accesorios. Ello dependerá de una sumatoria de cuestiones además del acabado conocimiento y experiencias que se posea respecto al fluido a manejar. A modo de ejemplo podemos citar que actualmente resulta normal y económico construir en plantas industriales cañerías para la conducción de agua potable y otros fluidos de hasta 4” de diámetro nominal o mayores, en materiales termoplásticos con accesorios roscados. Por el contrario existen cañerías menores a 1” que necesariamente deben construirse soldadas en toda su longitud, como ser algunas cañerías para el transporte de fluidos altamente corrosivos o bien cañerías en procesos con altos requerimientos de presión (circuitos hidráulicos de alta presión).

3.1.14-PROTECCION E IDENTIFICACION DE CAÑERIAS Toda instalación necesita que sus elementos componentes posean, entre otros, una protección exterior que garantice el buen estado de los mismos frente a la acción de la atmósfera del medio en el que se hallen. Para ello, se recurre normalmente a practicarles un proceso de “pintado exterior” con lo que no sólo se resuelve dicha instancia sino que también, y aprovechando el mismo, se obtiene la materialización de un “sistema de identificación” de las cañerías, por ello aseguramos que:

IDENTIFICACIÓN DEL FLUIDO CIRCULANTE PINTADO DE CAÑERÍAS PROVEE DE PROTECCIÓN EXTERIOR 3.1.14.1-IDENTIFICACION NORMAS IRAM

DEL

FLUIDO

CIRCULANTE

Y

DEFINICIONES

SEGUN

Para el proceso de pintura para la identificación de cañerías se hará referencia a la nomenclatura y conceptos utilizados por la norma IRAM 2507/65, la que define como: 3.1.14.1.1-CAÑERIA

“Se entiende por cañería a todo el sistema formado por los caños, uniones, válvulas, tapones, todas las conexiones para el cambio de dirección de la cañería y la eventual aislación exterior de ésta última, que se emplea para la conducción de gases, líquidos, semilíquidos, vapores, polvos, plásticos, cableados eléctricos, etc.” A su vez, dicha norma hace una clasificación particular de las cañerías a las que divide en dos (2) grandes grupos, a saber:

Cañerías destinadas a conducir productos de servicio (agua, vapor, combustible, etc.) Las cañerías destinadas a conducir productos de servicio se identificarán pintándolas en toda su longitud43 con los siguientes colores fundamentales:

SERVICIO

COLOR IDENTIFICATORIO

FUEGO

ROJO

COMBUSTIBLES

AMARILLO

AIRE COMPRIMIDO

AZUL

ELECTRICIDAD

NEGRO

VACIO

CASTAÑO

AGUA CALIENTE

VERDE CON FRANJAS

Colores empleados para la identificación de Cañerías

TABLA 16 Cañerías destinadas a conducir materias primas, productos en proceso y productos terminados. A su vez a éstas, se subdividen en dos grandes grupos: Productos Inofensivos y Productos Peligrosos. Productos Inofensivos: Color gris en toda su longitud (cualquiera sea el producto que conduzcan). Productos Peligrosos: Color Fundamental: Se pintarán en color gris en toda su longitud Color Secundario: Se pintarán sobre el color fundamental, franjas de color naranja. 3.1.14.1.2-FRANJAS Las franjas o grupos de franjas se pintarán a una distancia máxima de seis (6) metros entre sí en los tramos rectos, a cada lado de las válvulas, de las conexiones, de los cambios de dirección de la cañería y junto a los pisos, techos o paredes que atraviese la misma. Se debe dejar un espacio de aproximadamente diez (10) cm. entre la boca de las válvulas o conexiones y la franja correspondiente, y también entre las franjas de un mismo grupo. El ancho de las franjas, con relación al diámetro exterior de la cañería, serán de:

50 < 150 <

Diámetro exterior de la cañería D (mm.) D < D o igual a D D >

Ancho de franjas A (mm.) 50 150 250 250

200 300 600 800

Ancho de Franjas Vs. Diámetro Exterior de Cañerías

TABLA 17

43

En las cañerías de gran diámetro, puede reemplazarse el pintado total por el pintado de franjas del color establecido.

3.1.14.1.3-LEYENDAS La identificación de los productos conducidos por las cañerías se podrá completar indicando con leyendas el nombre y/ o el grado de peligrosidad de los mismos. Las leyendas se pintarán directamente sobre las franjas o se adosarán a las cañerías de pequeño diámetro por medio de carteles especiales y el color de las letras será el negro o el blanco. La elección del color estará condicionado al establecimiento de un buen contraste con el color de las franjas. Cuando la cañería está colocada contra la pared, las leyendas se pintarán sobre el lado visible desde el lugar de trabajo, si está elevada se pintarán las leyendas debajo del eje horizontal de la cañería y si ésta se encuentra apartada de las paredes, se pintarán las leyendas sobre sus lados visibles. La altura de las letras con relación al diámetro exterior de la cañería será:

Altura de letras B (mm.)

Diámetro exterior cañería D (mm.) 20 30 50 80 100 130 150 180 230

<

igual a

o

D

<

igual a

o

>

30 50 80 100 130 150 180 230 280 280

13 20 25 30 40 45 50 65 75 80

Altura de letras en función del D. Ext. de la Cañería

TABLA 18 3.1.14.1.4-FLECHAS El sentido de circulación del fluido dentro de las cañerías se podrá identificar cuando sea necesario por medio de flechas que se pintarán a cada lado de las franjas o a diez (10) cm. de las bocas de las válvulas y conexiones. 3.1.14.1.5-IDENTIFICACIONES ADICIONALES Se podrá efectuar una identificación adicional del producto conducido por las cañerías, por medio de franjas o signos que no interfieran en la identificación establecida. 3.1.14.1.6-CODIGO DE COLORES En todos los establecimientos debe exhibirse, en un lugar fácilmente accesible, y para uso de los operarios, un gráfico con el código de colores utilizados para la identificación de las cañerías. En la tabla 19 se detallan los colores y tonos definidos por las normas IRAM como “colores de seguridad” a los cuales deberán asemejarse en lo posible los colores aplicados en la práctica.

Color

Colores-Tonos según normas IRAM-DEF-D10-54

Amarillo

05-1-020

Naranja

02-1-040

Verde

01-1-120

Rojo

03-1-080

Azul

08-1-070

Gris

09-1-060

Castaño

07-1-120 Identificación de Colores y Tonos según normas IRAM

TABLA 19

La inclusión de leyendas, dibujo de franjas y flechas, para la correcta identificación de líneas y fluidos circulantes, deben estar plasmadas sobre sectores de las mismas que permitan al operador su correcta visualización. FIGURA 15

3.1.15-PROTECCION EXTERIOR PARA LAS CAÑERIAS Las cañerías pueden hallarse instaladas en forma subterránea (enterradas) o bien en contacto con la atmósfera (de determinados y variables medios) en instalaciones aéreas. En ambos casos, éstas pueden también ser de diversos materiales como ser fibrocemento, hormigón, termoplástico, materiales metálicos no férreos, fundición de hierro, acero al carbono o aleado, etc. Podemos asegurar que sólo con un correcto y exhaustivo estudio, cálculo y determinación del conjunto de variables intervinientes en cada proceso, se podrán obtener las protecciones externas más adecuadas. A continuación se describen las variables normalmente intervinientes, a saber: A-TIPO DE INSTALACIÓN (AÉREA O SUBTERRÁNEA) B-CONDICIONES DEL MEDIO EN EL QUE SERÁN INSTALADAS (HUMEDAD, TEMPERATURA, TIPO DE ATMÓSFERA, ETC.) C-MATERIAL, DIÁMETROS Y TIPO DE CONFORMACIÓN DE LA CAÑERÍA D-FLUIDO CONDUCIDO Y CONDICIONES FISICO-QUÍMICAS DEL MISMO E-TIPO DE MANTENIMIENTO DEFINIDO F- FLEXIBILIDAD REQUERIDA POR LOS PROCESOS EN LAS QUE FORMA PARTE G-DURACIÓN (VIDA ÚTIL ESPERADA) H-OTRAS

Las instalaciones realizadas con materiales inoxidables, fibrocemento, hormigón, vidrio, materiales termoplásticos y otros, normalmente no requieren de procesos de protección exterior por medio de pintura ni otros sistemas (recubrimientos varios) siendo normal la utilización de las mismas tan sólo con el acabado original del material correspondiente.

En cambio, existen instalaciones subterráneas (fundamentalmente gasoductos) construidas en aceros aleados sobre las que no sólo se debe prever un sistema de protección primario con pintura sino que además requieren de recubrimientos externos, como sistema de protección secundario (logrados mediante materiales de características físico-químicas, espesores y diversos procesos de envoltura) más un sistema de protección terciario logrado a través de una circulación de corriente eléctrica a través de los mismos y a lo largo de la totalidad de la traza. Por otra parte, se tienen las instalaciones industriales de diseño estándar para la conducción de fluidos comunes con las que se trabaja a diario. Estas, construidas tanto de aceros al carbono como aleados, requieren también de una adecuada protección exterior. Para estos casos, se hace referencia a lo establecido por la norma IRAM 1094 – Pintado de Superficies Férreas – En esta norma resultan de suma importancia los siguientes factores: productos a utilizar (pinturas), preparación de las superficies y una correcta aplicación (influencia del estado atmosférico, aplicación uniforme, etc.) Por otra parte la norma IRAM 1094, define dos tipos diferenciados de trabajos, siendo: Trabajos Finos (vehículos, muebles, etc.) Trabajos Rústicos (cañerías, estructuras metálicas, etc.) En nuestro caso, trabajos definidos como del tipo rústico, los pasos a seguir para una correcta realización del proceso de pintado, serán: -Limpieza de la superficie -Fondo de antióxido -Enmasillado (puede ser, o no, necesario incluirlo) -Impresión o fondo mate -Pintura de acabado al aceite o esmalte Normalmente se logran completar estas etapas con un total aproximado de tres o cuatro manos, siendo que los espesores finales requeridos deberán ser perfectamente estudiados y definidos con el objeto de obtener la vida útil realmente esperada. En instalaciones en las que no se requieran aptitudes extremas o complejas ni los medios de la atmósfera que circunda a las partes de las mismas resulten muy agresivas, un proceso standard adecuado consistiría en: Arenado de la superficie a tratar a un Grado comercial tipo SSPC-SP 1044 Una (1) mano de pintura antióxido de aproximadamente cuarenta (40) micrones de espesor. Dos (2) manos de esmalte sintético de aproximadamente cuarenta (40) micrones de espesor cada una, del color que por norma corresponda para brindar una adecuada seguridad de identificación del fluido que circulará por la misma. Corresponde, debido a su fundamental importancia, reiterar con respecto a la preparación de la superficie en todo proceso de pintura, lo siguiente:

“Para que un sistema de recubrimiento protector tenga éxito, es esencial una preparación adecuada de la superficie”. Nunca se insistirá suficientemente sobre la importancia que tiene la eliminación del aceite, grasa, los recubrimientos antiguos y los contaminantes superficiales como ser restos del proceso de laminación, óxido en las cañerías de acero y de sales de zinc en las superficies galvanizadas.

44

SSPC-SP10: STEEL STRUCTURAL PAINTING COUNCIL – Grado SP 10: Arenado mediante proyección/ chorreo con arena fina dando una altura máxima de perfil de anclaje de aproximadamente 1,5 mils (38,1 micrones) logrando un acabado final con el metal en estado casi blanco.

Podemos aseverar que el rendimiento de cualquier recubrimiento de pintura depende directamente de la preparación correcta y cuidadosa de la superficie antes de su aplicación ya que, toda preparación de superficie que resultara incorrecta o incompleta, incluso ante el sistema de protección más costoso o tecnológicamente mas avanzado, inevitablemente fracasará.

3.1.16-TABLAS

CAÑO DIAMETRO NOMINAL (pulg.)

DIAMETRO EXTERIOR (mm)

1/8"

10.29

1/4"

13.72

3/8"

17.15

1/2"

21.34

3/4"

26.67

1"

33.40

1.1/4

42.16

1.1/2"

48.26

2"

60.33

2.1/2"

73.00

3"

88.90

4"

114.30

5"

141.30

DENOMINACION SEGUN Nº SERIE PESO (SCHEDULE)

40 80 40 80 40 80 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 160 40 80 120 160 40 80 120 160 -

STD XS STD XS STD XS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS STD XS XXS

DIAMETRO ESPESOR INTERIOR PARED (mm) (mm)

1.73 2.41 2.23 3.02 2.31 3.20 2.77 3.73 4.75 7.47 2.87 3.91 5.54 7.82 3.38 4.55 6.35 9.09 3.56 4.85 6.35 9.70 3.68 5.08 7.14 10.16 3.91 5.54 8.71 11.07 5.10 7.01 9.53 11.02 5.49 7.62 11.10 15.24 6.04 8.58 11.10 13.49 17.12 6.55 9.53 12.70 15.87 19.05

6.83 5.47 9.26 7.68 12.53 10.75 15.80 13.88 11.84 6.40 20.93 18.85 15.59 11.03 26.64 24.30 20.70 15.22 35.04 32.46 29.46 22.76 40.90 38.10 33.98 27.94 52.51 49.25 42.91 38.19 62.68 58.98 53.94 44.96 77.92 73.66 66.70 58.42 102.26 97.18 92.10 87.32 80.66 128.20 122.30 115.90 109.60 103.20

AREA INTERIOR (cm2)

0.37 0.24 0.67 0.46 1.23 0.91 1.96 1.51 1.10 0.32 3.44 2.79 1.91 0.95 5.57 4.64 3.37 1.82 9.65 8.27 6.82 4.07 13.13 11.40 9.07 6.13 21.67 19.05 14.45 11.44 30.90 27.35 22.90 15.87 47.67 42.58 34.90 26.77 82.11 74.18 66.63 59.86 50.31 129.10 117.35 105.50 94.25 83.67

PESO DEL SUPERFICIE PESO DEL CAÑO -lleno EXTERIOR CAÑO de agua(m2/m) (Kg/metro) (Kg/metro)

0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08 0.10 0.10 0.10 0.10 0.13 0.13 0.13 0.13 0.15 0.15 0.15 0.15 0.19 0.19 0.19 0.19 0.23 0.23 0.23 0.23 0.28 0.28 0.28 0.28 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45

0.37 0.47 0.63 0.80 0.84 1.10 1.27 1.62 1.94 2.55 1.68 2.19 2.98 3.62 2.50 3.23 4.23 5.44 3.38 4.46 5.60 7.76 4.04 5.40 7.23 9.53 5.44 7.47 11.08 13.44 8.50 11.50 14.85 20.30 11.28 15.25 21.31 27.65 16.06 22.29 28.21 33.49 40.98 20.30 30.90 40.30 49.00 57.40

0.40 0.49 0.70 0.84 0.97 1.19 1.46 1.77 2.05 2.58 2.02 2.97 3.07 3.73 3.05 3.70 4.57 5.63 4.35 5.29 6.28 8.16 5.36 6.54 8.13 10.15 7.60 9.38 12.52 14.58 12.00 14.10 17.15 21.95 16.04 19.51 24.80 30.23 24.26 29.70 34.88 39.47 46.01 34.60 42.60 50.80 58.45 65.60

DIMENSIONES Y PESOS DE CAÑERIAS DE ACERO CON COSTURA Y SIN COSTURA (ASTM B.36.10M -1996)

TABLA 20 (A)

CAÑO DIAMETRO NOMINAL (pulg.)

DIAMETRO EXTERIOR (mm)

6"

168.30

8"

219.10

10"

273.10

12"

323.80

14"

355.60

DENOMINACION SEGUN Nº SERIE PESO (SCHEDULE)

40 80 120 160 20 30 40 60 80 100 120 140 160 20 30 40 60 80 100 120 140 160 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160

STD XS XXS STD XS XXS STD XS STD XS STD XS -

DIAMETRO ESPESOR INTERIOR PARED (mm) (mm)

AREA INTERIOR (cm2)

PESO DEL SUPERFICIE PESO DEL CAÑO -lleno EXTERIOR CAÑO de agua(m2/m) (Kg/metro) (Kg/metro)

7.11 10.97 14.27 18.24 21.95 6.35 7.04 8.18 10.31 12.70 15.06 18.24 20.62 22.23 23.01 6.35 7.80 9.27 12.70 15.06 18.24 21.41 25.40 28.58 6.35 8.38 9.53 10.31 12.70 14.27 17.45 21.41 25.40 28.58 33.32 6.35 7.92 9.53 11.10 12.70 15.08 19.05 23.81 27.78 31.75 35.71

186.34 168.15 153.32 136.42 121.45 334.11 330.24 322.50 308.96 294.77 280.58 261.87 249.33 239.30 235.43 532.13 520.52 508.91 481.82 463.11 439.25 416.03 387.65 365.72 760.46 740.46 729.50 721.76 699.18 684.99 655.32 619.85 585.66 558.57 519.23 923.00 906.00 889.00 873.00 856.00 832.00 792.00 745.00 707.00 670.00 634.00

0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12

154.10 146.30 139.70 131.80 124.40 206.40 205.00 202.70 198.50 193.70 189.00 182.60 177.80 174.60 173.10 260.40 257.50 254.50 247.70 242.90 236.60 230.20 222.30 215.90 311.20 307.10 304.80 303.20 298.50 295.30 289.00 281.00 273.10 266.70 257.20 342.90 339.80 336.50 333.40 330.20 325.40 317.50 308.00 300.00 292.10 284.20

28.23 42.51 54.15 67.41 79.10 33.27 36.75 42.48 53.03 64.56 75.69 90.22 100.83 107.76 114.14 41.72 50.95 60.23 81.45 95.72 114.47 132.73 154.95 172.09 49.67 65.13 73.75 79.65 97.34 108.86 131.70 159.51 186.73 207.84 238.48 55.20 68.45 81.80 93.70 107.10 126.40 159.50 194.80 224.45 254.20 282.50

46.84 59.31 69.48 81.04 91.26 66.72 69.75 74.75 83.97 94.02 103.72 116.41 125.66 131.70 134.65 95.00 103.00 111.00 130.00 142.00 158.00 174.00 194.00 207.00 126.00 139.00 147.00 152.00 167.00 178.00 197.00 221.00 245.00 264.00 291.00 147.00 159.00 171.00 181.00 193.00 210.00 235.00 269.00 296.00 321.00 347.00

DIMENSIONES Y PESOS DE CAÑERIAS DE ACERO CON COSTURA Y SIN COSTURA (ASTM B.36.10M -1996)

TABLA 20 (B)

CAÑO DIAMETRO NOMINAL (pulg.)

DIAMETRO DENOMINACION SEGUN ESPESOR EXTERIOR PARED (mm) (mm) Nº SERIE PESO (SCHEDULE)

16"

406.40

18"

457.20

20"

508.00

22"

558.80

24"

609.60

26"

660.40

30"

762.00

10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 10 20 30

STD XS STD XS STD XS STD XS STD XS STD XS -

6,35 7,92 9,53 12,7 16,66 21,41 26,19 30,94 36,5 40,46 6.35 7.92 9.53 11.10 12.70 14.27 19.05 23.80 29.36 34.93 39.67 45.24 6.35 9.53 12.70 15.06 20.62 26.19 32.54 38.10 44.45 49.99 9.53 12.70 6.35 9.53 12.70 14.27 17.45 24.59 30.94 38.89 46.02 52.37 59.51 9.53 12.70 7.92 12.70 15.88

DIAMETRO INTERIOR (mm)

393,7 390,6 387,4 3,81 373,1 363,6 354 344,5 333,4 325,5 444.50 441.40 438.20 435.00 431.80 428.70 419.10 409.60 398.50 387.40 377.90 366.70 495.30 489.00 482.60 477.90 466.28 455.60 422.90 431.80 419.10 408.00 539.70 533.40 596.90 590.60 584.20 581.10 574.70 260.40 547.70 531.80 517.60 504.90 490.60 641.30 635.00 746.20 736.60 730.30

AREA INTERIOR (cm2)

1217 1197 1177 1139 1092 1037 984 932 872 832 1551.00 1529.00 1507.00 1486.00 1464.00 1442.00 1379.00 1317.00 1246.00 1177.00 1121.00 1055.00 1925.00 1876.00 1828.00 1793.00 1710.00 1629.00 1540.00 1464.00 1379.00 1307.00 2290.00 2232.00 2799.00 2741.00 2676.00 2650.00 2592.00 2463.00 2354.00 2218.00 2102.00 1999.00 1889.00 3232.00 3168.00 4373.00 4263.00 4186.00

SUPERFICIE EXTERIOR (m2/m)

1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.75 1.75 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 2.07 2.07 2.39 2.39 2.39

PESO DEL CAÑO (Kg/metro)

62,57 77,91 93,12 123,16 159,96 203,05 245,27 286,13 332,57 364,72 70.52 87.84 105.04 122.11 139.05 155.87 205.60 254.08 309.44 363.28 408.05 459.06 78.46 116.96 154.95 182.89 247.60 310.80 381.08 441.00 507.56 563.97 129.50 171.00 94.35 140.79 186.73 209.51 254.71 354.31 440.98 546.69 638.90 718.90 806.40 153.30 202.50 147.20 234.40 291.70

PESO DEL CAÑO -lleno de agua(Kg/metro)

184 198 211 237 269 307 344 397 420 488 226.00 241.00 256.00 271.00 285.00 300.00 344.00 386.00 434.00 479.00 526.00 565.00 271.00 304.00 338.00 362.00 419.00 474.00 535.00 587.00 545.00 695.00 359.00 394.00 374.00 414.00 455.00 475.00 514.00 601.00 677.00 769.00 849.00 919.00 995.00 476.00 520.00 584.00 660.00 711.00

DIMENSIONES Y PESOS DE CAÑERIAS DE ACERO CON COSTURA Y SIN COSTURA (ASTM B.36.10M -1996)

TABLA 20 (C)

Maximum Allowable Stress Values in Tension in Thousands of Pounds Per Square Inch For Metal Temperature Not Exceeding Deg. F

MATERIAL ESPECIFICATION CARBON STEEL

CLASS GRADO OR TYPE

WELD -20 JOINT to 200 300 EFFICIENCY 100

400

500

600

650

-20 to 650

700

750 800

S S -

-

10.8 -

10.6 -

10.2 -

9.8 -

-

-

-

12.0 15.0 12.0 15.0 17.5 11.7 11.7 15.0 17.5 13.7 15.0 12.0 15.0

11.6 14.3 11.6 14.3 16.6 11.5 11.5 14.3 16.6 11.6 14.3

10.7 12.9 10.7 12.9 14.7 10.7 10.7 12.9 14.7 10.7 12.9

9.0 10.8 9.0 10.8 12.0 9.0 9.0 10.8 12.0 9.0 10.8

F I & II

0.6 0.6 0.6

6.5 6.7

6.3 6.7

6.1 6.7

5.8 6.7

-

-

-

6.7 -

6.5 -

-

-

Seamless Pipe and Tubes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

A53 A53 A106 A106 A106 A120 A179 A192 A210 A210 A333 A333 API-5L API-5L

A B A B C A1 C 1 6 A B

Furnace Butt Welded Pipe 1 2 3

A53 A120 API-5L

A25

Electric Resistance Welded and Electric Flash Welded Pipe and Tubes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

A53 A53 A120 A135 A135 A178 A178 A214 A226 A333 A333 API-5L API-5L API-5L

A B A B A C 1 6 A25 A B

E E I & II -

0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85

9.2 9.5 -

9 9.5 -

8.6 9.5 -

8.3 9.5 -

-

-

-

10.2 12.7 10.2 12.7 9.9 12.7 9.9 9.9 11.7 12.7 10.2 12.7

9.9 12.2 9.9 12.2 9.8 12.1 9.8 9.8 9.9 12.2

9.1 11.0 9.1 11.1 9.1 11.0 9.1 9.1 9.1 11.0

7.6 9.2 7.6 9.2 7.6 9.2 7.6 7.6 7.6 9.2

0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

-

-

-

-

-

-

-

8.3 9.2 10.1 10.1 9.0 10.0 11.0 8.3 9.0 9.6

8.8 9.7 10.6 -

-

-

Electric Fusion (Arc) Welded Pipe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A134 A134 A134 A134 A134 A134 A134 A134 A134 A134

A283A A283B A283C A283D A285A A285B A285C A570A A570B A570C

-

TABLA 21