Curso elemental de diseño de tuberías industriales http://es.scribd.com/doc/6416542/Curso-Elemental-deDiseno-de-Tuberias-ales#archive Fundamentos y aplicación en ingeniería Volumen 1 1 Curso elemental de diseño de tuberíasindustriales Fundamentos y su aplicación en ingeniería Volumen 1 Benjamín Serratos Monroy 2 Volumen 1 1 Especificación de tubería. 1.1 1.1 Definición de tubería. 1.2 Clasificación 1.2 Clasificación, estándares, códigos y diferencias entre tubería y flux (tubing). 1.3
Códigos 1.3 Códigos y estándares involucrados en la definición de un sistema de tuberías.1.4 Definición
1.4
Códigos y estándares de diámetros (IPS y NPS), longitudes y tipos de terminales para tuberías.
1.5 Definición de tubos de pared delgada. 1.6
1.6 Definición de tubos de acero inoxidable.
1.7
1.7 Definición de tubos de norma europea.
1.8
1.8 Materiales para tuberías:
1.80
Selección de acuerdo a sus propiedades mecánicas y químicas 1.8.1 Materiales ferrosos. 1.8.2 Materiales no ferrosos 1.8.3 Materiales plásticos 1.8.4 Vidrios 1.8.5 Tuberías con baños y recubrimientos 1.8.6 Tuberías de asbesto y concreto (civiles). 1.8.7 Tuberías especiales
1.3
1Rangos de temperatura y presión
1.4
111.8.2. 12 Métodos para unión de tuberías.
2.1. Conceptos generales, clasificación y usos. 2.2. Clasificación y usos.. 2.3. Componentes para sistemas de tuberías soldadas a tope. 2.2.3.1 2.3.1. Ventajas. 2.2.3.2 2.3.2. Donde se usan. 2.2.3.3 2.3.3. Desventajas. 2.2.3.4 2.3.4. Como se realizan. 2.2.3.5 2.3.5. Accesorios para sistemas soldados a Tope. Tablas. 2.4 32.4. Componentes para sistemas de tuberías por soldadura enchufada 2.4.1 2.4.1. Ventajas. 2.4.2 2.4.2. Donde se usan. 2.4.3 2.4.3. Desventajas. 2.4.4 2.4.4. Como se realizan. 2.4.5 2.4.5. Tablas. 2.5 2.5. Componentes para sistemas de tuberías en sistemas roscados. 2.5.1 2.4.1. Ventajas. 2.5.2 2.4.2. Donde se usan. 2.5.3 2.4.3. Desventajas. 2.5.4 2.4.4. Como se realizan. 2.5.5 2.4.5. Tablas. 2.1 2.2 2.3
2.6 2.6. Componentes para sistemas de tuberías bridadas. 2.6.1 2.6.1. Clasificación y usos. a)Brida de cuello soldable (welding neck flange) b) b) Brida deslizable (slip-on flange) c) c) Brida enchufable (socket weld flange) d) d) Brida roscada (screwed flange) e) e) Brida loca (lap-joint flange) f) f) Brida ciega (blind flange) g) g) Brida reductora (reducing flange) h) h) Brida expansora (expander flange) 2.6.2. 2.6.2. Tipo de cara de bridas y acabados. 2.6.3. 2.6.3. Tipo de sujetadores (tornillos, birlos, etc. ) 2.6.4. Tablas 2.6.5. 2.6.5. Tipo de empaque y empaquetaduras. 2.6.6. 2.6.6. Bridas especiales 2.7 2.7. Componentes para sistemas de tuberías sanitarias. 2.8.1 2.7.1. Clasificación y usos. 2.8.2 2.7.2. Tipo de empalme. 2.8.3 2.7.3. Tipo de acabados. 2.8.4 2.7.4. Ventajas. 2.8.5 4 2.7.5. Donde se usan. 2.8.6 2.7.6. Desventajas. 2.8.7 2.7.7. Como se realizan. 2.8.8 2.7.8. Accesorios y equipos especiales 3 2
Válvulas 3.1 Especificación de una válvula. 3.2 3.2. Clasificación de válvulas. 3.3 3.3. Válvulas especiales.
3.4 3.5 3.6
3.4. Válvulas de seguridad ó alivio. 3.5. Partes de una válvula. 3.6 Válvulas de control de flujo.
4. 4 Componentes menores conectados a tuberías 4.1 4.1. Separadores, coladeras, filtros 4.2 4.2. Elementos para señales de instrumentación 4.3 4.3. Accesorios para sistemas de vapor. 4.4 4.4. Accesorios para sistemas de aire comprimido. 4.5 4.5. Equipos para modificación química o mecánica del fluido. 4.6 1224.6. Piernas húmedas. 54.7 4.7. Juntas de expansión. 4.8 4.8. Accesorios especiales.
VOLUMEN 2 5. Equipo Volumen 25 Equipos mayores conectados a tuberías 5.1 Recipientes 5.2 Recipientes 5.1. Recipientes.5.2. Recipientes móviles. 5.3 Recipientes 5.3. Recipientes subterráneos 5.4 Calderas 5.5 Bombas 5.6 Compresores 5.7 Turbinas 5.8 Equipos de proceso 5.9 Intercambiadores de calor 5.10 Tratamiento de suministro de agua 5.11 Tratamiento de efluentes 6. Conducción de tuberías
6.1 6.2 6.3 6.4
Puentes de tubería Trincheras Tuberías enterradas Soporte de tuberías
7. Dibujo de tuberías 7.1 Dibujo de tuberías 7.1.1 Formas de representación 7.1.2 Simbologia 7.1.2.a Para equipos 7.1.2.b Para tuberias 7.1.2.c Para valvulas 7.1.2.d Para operadoras 7.1.2.e Para instrumentos 7.1.2.f Para soportes 7.1.2.g Para soldadura 7.1.2.h En general
7.1.3 Clasificación de dibujos comúnmente usados 7.1.2.a 7.1.3.b 7.1.3.c 7.1.3.d 7.1.3.e
Diagramas de bloques Diagrama de flujo Diagrama de tubería Diagrama de tubería e instrumentación Localización y distribución de
equipos 7.1.3.f elevaciones) 7.1.3.g 7.1.3.h 7.1.3.i validación
Ortográficos de
tuberías (plantas y
Isométricos de tubería Planos 3D Planos especiales ( en exposición y
7.1.4 Como dibujar un plano de tubería
7.1.4.a Comentarios generales 7.1.4.b Escala 7.1.4.c Dimenciones del plano 7.1.4.d Detallado de fondo 7.1.4.e Como dibujar las lineas 7.1.4.f Como dibujar los accesorios 7.1.4.g Como diujar los detalles, secciones y elevaciones 7.1.4.h Como dibujar ortograficos 7.1.4.i Como dibujar isometricos 7.1.4.j El usos de puntos de referencia 7.1.4.k El uso de notas, cambio de materials, niveles y elevaciones 8 Diseño de tuberías Diseño 8.1. Diseño de localización geográfica de la planta. Los servicios municipales vs planta. 8.2 Diseño de Di localización de bloques de planta. Los edificios en relación a la tubería.8.3. Diseño 8.3 Diseño de tuberías de bloques de tuberías de servicios generales, de proceso y municipales.8.4. Diseño 8.4 Diseño de tuberías en cuartos de maquinas.8.4.a. Generadores 8.4.a Generadores de vapor 8.4.b Compresores 8.5 .Diseño 8.4.b. Compresores.8.5. Diseño de tuberías en suministro de agua a planta. 8.6 Diseño 8.6. Diseño de tuberías en tratamiento de efluentes. 8.7 Diseño 8.7. Diseño de tuberías en puentes generales y ramales de planta. 8.7.a Teoria 8.7.a Teoría de cavidades. Dimensionamiento vertical de planta. 8.1
8.7.b Cavidad 8.7.b Cavidad mínima para flujo de personal y equipo de manejo de materia prima. 8.7.c Cavidad 8.7.c. Cavidad mínima para recipientes.8.7.d. Cavidad mínima para equipos y sus áreas de servicio y mantenimiento8.7.e. Cavidad mínima para drenajes, contratrabes y tuberías enterradas o subterráneas.8.7.f. Cavidad mínima y restringida a la superestructura del edificio.8.7.g. Cavidad mínima para sistemas de ventilación.8.7.h. Cavidad mínima para conduits eléctricos o de instrumentación.8.7.i. Cavidad mínima para paso de gatos del personal de mantenimiento.8.7.j. Cavidad mínima para lámparas y cajas de filtros de ventilación.8.7.k. Cavidad suficiente para montaje y desmontaje de equipos.8.8. Tuberías conectadas a bombas.8.8.a. Diseño típico y tipos de bombas.8.8.b. Bombas centrifugas.8.8.c. Bombas de pozo.8.8.d. Bombas de engranes8.8.e. Bombas Monho8.8.f. Bombas de diafragma.8.8.g. Bombas especiales ( dosificadoras, de tambo )8.9. Válvulas en el diseño de tuberías.9.9.a. Como dimensionar una válvula. 8 9.9b. Donde se sitúan las válvulas.9.9.c. Accesos de operación de válvulas9.9.d. Accesos a válvulas en lugares peligrosos.9.9.e. Como hacer el diseño de fácil y seguro mantenimiento.9.9.f. Como se orientan los vástagos de las válvulas.9.9.g. Como se clausuran tuberías.9.9.h. Como colocar válvulas si no hay diagrama de tuberías e instrumentación.9.9.i. Como arreglar válvulas de seguridad.9.9.j. Como instalar válvulas de mariposa.9.9.k. Estaciones de control y sus puntos de diseño.8.10. Tuberías conectadas a recipientes.8.11. Tuberías de vapor.8.11.a Diseño de tuberías de vapor8.11.b Trampas de vapor8.11.c Bombas para vapor.8.12. Mantenimiento de temperatura en tuberías.8.13. Tubería para aire comprimido.8.14. Tubería conectada
a turbinas.8.15. Tuberías conectadas a equipo de proceso.8.16. Tuberías conectadas a intercambiadores.8.17. Tuberías conectadas a equipo de suministro de agua. (hidroneumáticos )8.18. Tuberías para tratamiento de efluentes.8.19. Diseño de tuberías sanitarias.8.20 Venteos y drenes en tuberías y recipientes. Volumen 3 9 Instrumentación 9.1. Comentarios Generales9.2. Tipo de conexiones de instrumentos.9.3. Requerimientos de distancia, posición, dirección y orientación de un instrumento. 9 9.4. Requerimientos adicionales de servicios de apoyo a un instrumento. 10 Lista de materiales. 10.1. Códigos y estándares usuales.10.2. Formas de especificación.10.3. Formas de revisión.10.4. Correspondencia de estándares Americanos y europeos. 11 Flexibilidad. 11.1 Diseño mecánico.11.2. Soporteria. 10 Prefacio. El objetivo de este libro es presentar la información mínima para los dibujantes, diseñadores e ingenieros, quetrabajen en actividades relacionadas con el diseño y dibujo de tuberías industriales.Benjamín SerratosMéxico, D.F.Junio 2008 11 1 Especificación de tubería. 1.1. Definición.Se puede llamar tubería a cualquier cuerpo hueco, el cual puede al realizarse un corte transversal presentar unasilueta con cualquier forma geométrica;
puede seguir cualquier dirección ( regular o irregular) sobre su eje longitudinal; ademáspuede conducir entre sus paredes a sólidos, líquidos, gases, vapores, o mezclas de los anteriores.Resulta obvio observar que la practica común nos obliga a trabajar con cuerpos cilíndricos, de trayectoria recta ( o por lo menos regular); dejando las demás formas y trayectorias para tuberías especiales ( tubos aletados, serpentines, corrugados, perforados, etc. ).Fig. 1.1.a Serpentín.Fig. 1.1.b Tubo aletado.Fig. 1.1.c Tubo corrugado.A través de la historia se han usado diferentes tipos de materiales para conducir líquidos ( agua generalmente o drenaje ):
12 Canales de piedra o cerámica.Tubos de piedra o cerámica.Tubos de cobre o bronce,Tubos de fierro fundido o de acero.Siempre buscando el material que no contaminara el liquido o gas trasportado con un
precio accesible.A partir de la revolución industrial los materiales más comunes en usar fueron los de fierro, cobre y aleaciones diversas.Cabe mencionar el cambio de denominación que sufre una tubería al cambiar el fluido que conduce:Al manejar líquidos se le llamara tubería.Cuando maneja gases o vapores comúnmente a baja presión y velocidad se les llama ductos.Si conduce sólidos en caída por gravedad se les nombra como tiros. Fig. 1.1.d Tubería Fig. 1.1.e DuctosFig. 1.1.f Tiros de descarga a silos.
13 1.2 Clasificación, estándares, códigos y diferencias entre tubería y flux ( tubing ). De acuerdo a su método de fabricación las tuberías se clasifican en: Tubería sin costura y con costura. A continuación se muestra undiagrama de cómo se manufacturan ambas tuberías.Fig. 1.2.a Diagrama de
manufactura de tuberías.Tomando como tema principal de clasificación las dimensiones estándar y su uso, las tuberías que se manufacturan en forma común sepueden clasificar en: Tubería común ( pipe ) y tubo calibrado ( tubing ).El tubo calibrado o flux ( tubing en ingles) cuyo principal uso esta en la transferencia de calor ( intercambiadores de calor ), generalmentees de costo mas elevado; se especifica por su diámetro exterior ( que es igual al nominal ), y su grosor de pared en calibre AWG o milésimasde pulgada. Este tubo se fabrica con costura.
14 La tubería común se identifica por su diámetro nominal definido como NPS ( nominal pipe size o tamaño nominal de tubo ) el cual no esigual al diámetro exterior, sino a un diámetro definido por convención a principios del siglo XX. Por su cedula
( modo indirecto de indicargrosor ). Esta tubería puede ser construida con costura y sin ella.Tuberías no estándar se pueden mandar construir bajo diseño indicando su diámetro y grosor de pared.Fig. 1.2.b Haz de tubos calibrado de un intercambiador. Fig. 1.2. Tubería común.Fig. 1.2.d Tubería construida sobre medida. 1.3 Códigos y estándares involucrados en la definición de un sistema de tuberías. El tamaño ( diámetro ) de la tubería se identifica por su nominal pipe size “NPS” ( tamaño nominal de tubo en ingles ).Para soportar diferentes presiones, la tubería en un diámetro dado puede ser ofertada con diferentes grosores; los cuales pueden serdefinidos por las siguientes fuentes:ANSI “ American National Standards Instituto” ( Instituto Nacional Americano de Estándares ), el cual anteriormente se llamabaASA “ American Standards Asociation”: Esta norma lo define por su numero de cedula . El numero de cedula esta dado por lasformulas :
15 t = grosor mínimo de pared de diseño, pulgadas.P = presión de diseño, psig
D = diámetro exterior de tubería, pulgadas.S = esfuerzo permisible, psi.E = factor de eficiencia de la soldadura de junta.y = factor adimensional que varia con la temperatura.Adicional al grosor de tubería que resulta de la formula anterior se deben adicionar los siguientes grosores probables:Grosor debido a la progresivo deterioro o adelgazamiento debido a la corrosión, erosión o debilitamiento.Grosor debido al retiro de material para procesos de junta como: roscado, ranurado y suaje.Grosor debido a fortalecer el material debido a vibración o esfuerzos externos adicionales.ASME “American Society of Mechanical Engineers “ ( Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos ) y ASTM “ American Society for Testing and Materials “ ( Sociedad Americana para pruebas y materiales ). Estas sociedades designan las tuberías por el peso demanufactura como: STD ( Standard- común en ingles ), XS ( extra strong- extra fuerte ), y XXS (doublé extra strong - doble extra fuerte ).API “ American Petroleum Institute “ ( Instituto Americano del petróleo ) los define con sus normas 5L y 5LX.La descripción de una tubería basada en su peso de manufactura, fue el primer medio para especificarla; pero ha sido siendo sustituida porel numero de cedula, aunque aun se sigue haciendo hincapié en el peso de manufactura.Un compendio de los tres puntos anteriores se resumieron por la norma ANSI B36.10-1970, para tuberías de fierro IPS ( iron pipe size ), ysus grosores designados como: STD, XS y XXS. Pero la tubería de fierro ha sido completamente sustituida por la de acero. Antes que elesquema del numero de
cedula predominara al ser publicado por el ASA ( ANSI ) en 1935, los IPS fueron modificados para ajustarse a latubería de acero, decreciendo ligeramente su grosor de pared ( manteniendo como estándar su diámetro exterior constante ) demanera que los pesos por pie son iguales para las tuberías de fierro ó acero.Para mayor información acerca de las propiedades de tubería estándar ver el anexo 1. 1.4 Definición de diámetros ( IPS y NPS ), longitudes y tipos de terminales para tuberías. Resumiendo lo anteriormente explicado para la definición de diámetros de tuberías estándar se llega a los siguientes puntos:a) La tubería se definirá por su NPS.b) Para la definición del NPS, se define un diámetro nominal cuyo símbolo es Ø el cual se colocará después del numero enpulgadas ( 6” Ø como ejemplo ).
16 c) Cada NPS mantiene un diámetro exterior que se mantiene constante, independiente de la cedula. El diámetro exterior no es igualal diámetro nominal en tuberías de diámetro menor a 14 pulgadas, un tubo de ½” Ø tiene un diámetro exterior de 0.84 pulgadas. De 14“Ø en adelante, el diámetro nominal es igual al diámetro exterior.d) Para indicar el grosor de tubería se usa de preferencia la clasificación por numero de cedula; o en su falta la clasificación por pesode manufactura ( std, xs, xxs ).Los manufactureros ofrecen tuberías en un rango de 1/8” Ø hasta 44” Ø. Los diámetros normales son:
½ ”, ¾ ”, 1”, 1 ¼ ”, 1 ½ ”, 2”, 3”, 4”,6”, 8”, 10”, 12”, 14”, 16”, 18”, 20” y 24” ( pulgadas ).Los diámetros de 2 ½ ”, 3 ½ ”, 5” son de obtención mas difícil en el mercado.Las tuberías de 1/8”, ¼ ” y 3/8” se usan comúnmente en líneas de instrumentos, estaciones de servicio, líneas hidráulicas, líneasauxiliares de equipo o venas de calentamiento.La tubería recta se suministra en tramos de 17 a 25 pies ( alrededor de 6 metros. Es difícil el suministro de tramos de longitud mayor. Losextremos de los tramos pueden venir a corte plano ó biselado indistintamente, y solo bajo estricta especificación se entregan con un soloacabado en los extremos, ó con terminales roscadas. Solo en caso muy especiales se entrega con ranura para acoplamiento con empaqueredondo ( o-ring ). 1.5 Definición de tubos de pared delgada.Es una designación comercialmente aceptada correspondiente a las Cedulas 10 y 10S ( ANSI B36.10 ) comúnmente usadapara tubería de acero inoxidable o de aleaciones.1.6 Definición de tubos de acero inoxidable.Se establece en el ANSI B36.19-1965 ( revisada en 1971 ) un rango de tamaños de pared delgada para acero inoxidable,identificados como cedulas 5S y 10S.1.7 Definición de tubos de norma europea. Este curso se enfoca fundamentalmente en las tuberías de norma americana, eso en principio nos
hace reconsiderar que todos y cada uno delos países tienen sus códigos y normas que legislan sobre los equipos e instalaciones que trabajan en ellos. Tarde o temprano y debido a laglobalización que existe a escala mundial se tiene que hacer labores de correlación entre los diferentes estándares, esto en si no esdemasiado difícil ya que todos parten de los mismos parámetros de diseño, y solo se trata de hacerlos coincidir entre ellos.A nivel mundial y debido a que son los principales proveedores de equipo industrial, las normas de tubería que se comparan son:API. ASME/ASTM para USA.EN ( Euronorm e ISO ) para la comunidad europea. 17 BS para el Reino Unido.DIN para Alemania.NBM para Bélgica.AFNOR para Francia.UNI para Italia.JIS para Japón.Todos los países europeos están tratando de llegar a una sola norma común, por lo cual se reducen los códigos que existirán en el futuro.En el anexo 2 se hace referencia de diferentes normas de tuberías de países.Para mayor información acerca de los estándares internacionales ver el apéndice E 10 del “ Piping Handbook “ de Mohinder L. Nayyar. 1.8 Materiales para tuberías. 1.8.0. Selección de acuerdo a sus propiedades mecánicas y químicas. Todo fluido a ser conducido por una tubería tiene un material idóneo que soporte sus propiedades de resistencia química bajo lascondiciones de presión, temperatura, viscosidad, etc. Todas las compañías manufactureras de tuberías, y de equipos y accesoriosrelacionados con ellas tienen tablas de resistencia química que sugieren materiales adecuados a cada fluido. Es enteramente razonable ladesignación de un material de tubería idóneo, pero muchas veces se dificulta su uso desde el punto de vista económico. Por lo que debehaber un compromiso entre la corrosión, erosión y contaminación de
producto contra el costo.También se debe tomar en cuenta las propiedades de este material para las solicitudes bajo los esfuerzos mecánicos que va a recibir, asícomo las facilidades de soldadura y montaje.Diferentes pueden ser los puntos de vista y parámetros para clasificar los materiales de tuberías: comportamiento químico, mecánico,dureza, rugosidad, resistencia a la fatiga, a la vibración, conductividad térmica, etc.De acuerdo a nuestra experiencia nosotros clasificamos a la tuberías en:Tuberías hechas con materiales ferrosos.Tuberías hechas con materiales no ferrosos.Tuberías hechas con materiales no metálicos. 1.8.1. Materiales ferrosos.Debido a que desde la revolución industrial los materiales de fierro ( fierro fundido, acero y sus aleaciones ) han probadoser los materiales que dan mejores condiciones de resistencia química y mecánica contra el costo, en la actualidad son losmateriales mas comunes de tubería.Ha habido diferentes esfuerzos para normalizarlos por lo que lo enlistaremos a continuación:NPS Nominal Pipe Size.- Nos indica el diámetro nominal de la tubería. 18 AISI/SAE American Iron & Steel Institute / Society of Automotive Engineers.- Los cuales usan unnumero de cuatro dígitos, en los cuales los dos primeros dígitos indican la concentración decarbono y los siguientes dos dígitos el elemento de aleación.UNS Unified Numbering System.- Debido a la globalización mundial fue necesario llegar a un numerode clasificación mundial.ASME/ASTM American Society of Mechanical Engineers / American Society for testing and materials.- Lascuales estudian sus propiedades mecánicas y las pruebas que se les deberán realizar.
Dependiendo del procedimiento de manufactura las tuberías de acero se fabrican: Con costura, la cual se realiza rolando placa de acero yluego soldándola, y sin costura , la cual se manufactura con un lingote incandescente de acero que se estira y se rola.Fig. 1.8.1a Manufactura de tubería con costura.Fig. 1.8.1b Manufactura de tubería sin costura.No hay que olvidar las viejas tuberías de fierro fundido que ahora principalmente se usar para conducir drenaje.Fig 1.8.1c Tubería de fierro fundido.
19 1.8.2. Materiales no ferrosos. Las tuberías de materiales no ferrosos se han estado usando aun antes que las de fierro, pero debido a su más difícil manufactura,resistencia física, comportamiento mecánico, resistencia química y costo; han sido relegadas a un papel secundario.Podemos hablar entonces de tuberías de cobre, plomo, níquel, bronce, latón, aluminio,
Zirconio, titanio, etc.Estos materiales siguen normas diferentes a las de acero al carbón, son relativamente de alto costo, y su selección se basa generalmente ensu resistencia particular a ciertos fluidos de proceso, a su buena transferencia de calor , o a sus propiedades mecánicas a altastemperaturas. Tabla 1.8.2a Especificación ASME/ASTM y su descripción
100 Los diseños de empaque incluyen anillos cuadrados, en galón, en prima y anillos “O”. Para mantener la
presión del fluido dentro de laválvula, es necesario comprimir el empaque por medio de un accesorio de compresión ( collarín ), que fuerce y compacte el empaque haciael prensaestopas y contra el vástago.Un apretón de vez en cuando al collarín, ayuda a mantener una adecuada compresión al empaque para prevenir fugas. Invariablemente unaválvula que no opera en un periodo largo de tiempo, tendrá fugas a través del empaque cuando se vuelve a operar.Ocasionalmente se debe colocar un espaciador o anillo linterna en el prensaestopas para separar las secciones superiores e inferiores deempaque, y como un medio para introducir lubricante o sello inerte.Cuando no se puede tolerar ninguna fuga al exterior, se debe seleccionar una válvula que no tenga prensaestopas. Uno de los diseñosemplea un diafragma flexible entre el bonete y el cuerpo, un componente compresor empuja el diafragma contra la via de flujo. Acontinuación se muestra una válvula de globo con un diafragma que aísla el fluido de los mecanismos.Otro tipo de empaquetadura de válvula emplea un fuelle metálico, este tipo de construcción es deseable para servicio de alto vacio, eincluye prensa estopas, en caso de falla en el fuelle.
101 3.5.6 Sellos para bonete. El bonete, que es un componente de la valvular que cierra el cuerpo de la misma, y que da acceso al asiento y al elemento de control deflujo de la válvula, con propósitos de remplazo y/ó reparación; el bonete se puede remover del cuerpo de la válvula por los siguientesmedios:Bonete roscado. El bonete roscado ( macho ó hembra ) es el diseño mas simple y económico, sirve para operaciones a baja presión yválvulas pequeñas. Tiene como desventajas, que el sello entre el cuerpo y el bonete pueden aflojarse durante laoperación normal de la válvula, o desenroscarse accidentalmente. No se recomienda para servicio con un mínimo degolpe o vibración, y operación poco frecuente.Bonete unión. Este diseño provee un método fácil y rápido para acoplar y desacoplar el bonete del cuerpo de la válvula; el bonetetiene una tuerca flotante, o anillo uniónbonete, que se rosca contra el cuerpo; con todas las partes a compresión ymantenida firmemente en su sitio, la distorsión es indispensable. Permite fácil acceso para reparación, se recomiendapara válvulas pequeñas.Bonete Bridado. Este tipo de construcción de bonete, se usa generalmente para válvulas mayores; trabaja bien en la manipulación demedios corrosivos , presiones y temperaturas altas. Como una junta de tubería bridada, la brida del bonete se sujeta asu similar en el cuerpo, usando un empaque apropiado entre las caras. La unión de bridas puede ser de cara plana,machi-hembrada, lengüeta-ranura, ó para anillo.
102 Bonete con En el rango mas pequeño de válvulas, en particular para servicio químico, un sujetador “ U “ que abraza el cuerpo,sujetador “ U “ asegura el bonete ( como se muestra en la figura inferior ). Este tipo de construcción provee una conexión fuerte.Bonete sellado Es uno de los diversos tipos de sellos asequibles para servicios de alta temperatura y presión; esta construcción da conpresión lugar a un diseño de peso mas ligero, comparado al bonete bridado convencional. El bonete sellado a presión usa lapresión del fluido de la línea para hacer el sello efectivo; esta técnica involucra acomodar el bonete dentro delcuerpo, bajo
un empaque de anillo o sello de anillo, contenido en el cuerpo por un anillo segmentado acomodado enuna ranura, ó por un anillo de sello con sujetadores. En servicio, la presión interna del fluido actua en el lado inferiordel bonete, forzándolo contra el empaque o anillo de sello; conforme se incremente la presión del fluido, seincrementa el apriete del sello, como se ve en la figura inferior.
103 Bonete de borde sellado y Estos sellos para bonete, son para servicios de alta temperatura y presión,
ambos diseños requieren deasentadera cerrada. Soldar el bonete al cuerpo. El desbaste de las juntas de soldadura permiten desensamblar la válvulasin quitarla de la tubería. 3.5.7. Accesorios para operación manual. La mayoría de las válvulas se opera simplemente por medio de un volante o manija, suministrada con la válvula; sin embargo, se handesarrollado métodos alternativos de operación de válvulas, con accesorios manuales ó automáticos.Varios accesorios pueden ser suministrados para adaptarse a la mayoría de las válvulas, para tratar de solucionar tres necesidades:a) Para facilitar la operación cuando se localiza la válvula en lugares inaccesibles.b) Para proporcionar mas extensión del punto de apoyo, cuando el volante no es lo suficientemente largo.c) Para aminorar los porcentajes de apertura y cierre.A continuación se especifican diversos artefactos que no sirven para solucionar estos problemas. Extensión del vástago. Generalmente no es posible o practico situar válvulas dentro del alcance de la mano , las válvulas de las líneasmunicipales subterráneas de agua, se suministran con extensiones desmontables para operación controlada y remota. Extensiones comovolantes, llaves mecánicas, palancas enchufables ó conexiones de piso, pueden ser suministradas a la longitud requerida. La unidad deextensión generalmente consiste de una barra de acero forjado en frio, y un accesorio de acople diseñado para adaptarse al vástago de laválvula.
104 Cuando existen extensiones mas largas, la barra se sustituye con una tubería de acero pesado, seguramente sujeta a un volante acoplado enun extremo y un dado en el otro extremo. Un volante de hoyo cuadrado, ó tuerca de operación ( 51 mm cuadrada) acomodará el accesoriocónico cuadrado a la barra, ó terminal del volante ( como se ve en la
figura inferior ). Las unidades de extensión extralargas requierensoportes intermedios.Fig. 3.5.7 a Tuerca cuadrada usada para adaptar el vástago a la extensión.Normalmente la terminal de operación de la extensión es de 51 mm cuadrada, y permite el uso de una llave de 51 mm cuadrada, ócualquier tipo de herramienta similar, tal como el tipo de palanca “ T “ indicado en la figura inferior.Fig. 3.5.7. b Palanca “ T “ usada como extensión del vástago de una válvulaLas figuras de abajo muestran unidades de extensión para válvulas de volante saliente o no saliente. Hay también flechas flexibles (combinaciones de barras de acero y juntas cardan ) que permiten al operador trabajar la válvula desde puntos que no están precisamentecolineales al vástago.Fig 3.5.7 c Unidades de extensión para alargar el vástago de una válvula
105 Soportes de piso. Ayudan en la operación de válvulas de globo, compuerta y otros tipos, instaladas en las tomas municipales contraincendio, en trincheras para tuberías y otros lugares inaccesibles. Los soportes de piso se conectan a las extensiones de vástago con coples.La figura inferior muestra los dos tipos básicos, sin y con indicador de posición del elemento de control de flujo.Fig. 3.5.7. d Soporte de piso sin y con indicador de posición.A continuación se muestra el clásico soporte de piso de una toma municipal contra incendios, con sus detalles.
106 Operadores de volante - cadena . El uso de operadores de este tipo permite el acceso de válvulas colocadas en las alturas, en cabezalesverticales u horizontales poco accesibles; estos operadores son fácilmente adaptables al borde o a los rayos del volante. Las ruedas paracadena requieren un vástago reforzado en la válvula, para soportar el peso extra además de la torque; algunas ruedas de cadena tienenguías, para prevenir que las cadenas se descarrilen. Existen también ruedas de cadena diseñadas para remplazar el volante. Rueda de cadena con martillos. La rueda de cadena con martillos ayuda en la apertura y cierre de todas las válvulas comunes operadasa mano, con o sin extensión de vástago; elimina la necesidad de engranes reductores en válvulas grandes; la gente que las opera las hallaconvenientes, ya que no requieren ni palancas, ni ayuda adicional en la mayoría de los casos para su operación. También las válvulas deemergencia equipadas con este accesorio, pueden ser abiertas y cerradas sin dilación donde las líneas están expuestas al peligro de fuego.La operación de la rueda de cadena con martillos se asemeja a un martillo golpeando un yunque, con el yunque unido a la rueda, o sujeto aladaptador que remplaza a la rueda de la válvula; este impacto se transforma en rotación, y esta se trasmite al mecanismo de movimientodel elemento de control de flujo. El usuario debe especificar que este accesorio no chispee durante el impacto, porque puede ocasionar unaexplosión o incendio. Este tipo de accesorio en válvulas grandes ( 60 cm o mas) se suministra como equipo estándar en algunas válvulas. Lafigura debajo muestra una válvula donde el volante se sustituyo por un adaptador ( también se obtienen unidas al volante ).
107 Operadores de engrane. Proveen ventajas mecánicas adicionales para la apertura y cierre de válvulas grandes; la unidad de operaciónpuede ser montada directamente sobre la válvula, o trabajada remotamente por medio de una extensión del vástago; los diseñadores handesarrollado varios estilos de engranajes para la industria en general. Los engranajes normalmente suministrados abren la válvula cuandoel volante se gira según las manecillas del reloj, pero se puede suministrar con rotación contraria. También se obtienen cubiertas deprotección de los engranajes. Otros Accesorios:Corazas candado Para prevenir intromisiones no autorizadas, las válvulas se solicitan con turecas de operación y sin volante.Esas tuercas se cubren con corazas candado, que solo una llave - palanca puede operar. Indicador de posición Se usan en válvulas de vástago no saliente, para mostrar la posición relativa del accesorio de control de flujo.Un indicador viaja de arriba abajo en una rendija, según se abra o cierre la válvula. 3.6. Válvulas de control. En una analogía del cuerpo humano, las tuberías se asemejan a las venas y arterias que corren por todo el cuerpo; y asi como nuestrosistema nervioso lo realiza, una planta química tiene decenas o miles de sistemas que miden, registran, trasmiten, controlan, etc. Existensistemas autónomos o locales que realizan la función de control en el mismo lugar o muy cerca; pero cuando se quiere realmente tener unavisión global de lo que esta sucediendo en la planta; toda la información de los instrumentos en la planta deberá ser enviada a un cuarto decontrol, donde una computadora o PLC´s procesarán los datos y enviarán ordenes de control.Es muy importante en el diseño de tuberías tomar en cuenta los instrumentos
y válvulas de control, ya que estos no solamente usan unespacio en la tubería, en algunos casos son bastante aparatosos, y en muchos casos exigirán una posición definida y una cierta distancia conpuntos de referencia.
126 los fuelles de flujo con un fuelle opuesto también sujeto a la presión de la línea. Este tipo de junta de expansión se usanormalmente donde un cambio de dirección en la ruta de una tubería. El extremo de flujo de una junta de expansión depresión balanceada, algunas veces contiene dos fuelles separados por un conector común, en tal caso se
llama junta de expansiónde presión balanceada universal. 4.8. Accesorios especiales En los puntos donde terminan las tuberías algunas veces encontraremos conexiones un poco fuera de lo usual, que tienen usos muyespecíficos y especializados. A continuación mostraremos algunas de ellas. Conexiones rotatorias. Se usan cuando la tubería de vapor agua o aire comprimido se tienen que conectar a equipos que estánrotando como aspersores, molinos, mandriles, centrifugas, etc.
127 Brazos de descarga. Cada una de las articulaciones de estos brazos facilita el giro y rotación para el sistema de descarga acarros tanque. Mangueras flexibles. Un medio de unir con tuberías los diferentes equipos y reactores de una planta de porceso, sin necesidadde tener tuberías fijas.
128 Conexiones rápidas. Un medio mas ágil que el anterior pero comúnmente se complementan en el trabajo común.
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Final del formulario maximiliano1dejó un comentario A quien corresponda, he subido varios libros y manuales, con la finalidad de obtener alguna información de esta página, pero creo que ya se volvieron lucrativos, se tiene que pagar forzosamente o cual es el procedimiento verdadero para descargar información???? 10 / 02 / 2011 Responder Denunciar
Clemente Manero Peiródejó un comentario ¿Cómo se descaga el documento: Curso elemental de diseño de tuberías? Ya subí un archivo de otro curso... y le doy a descargar a este y no se descarga gracias. 07 / 21 / 2011 Responder Denunciar
Oscar Mario Gutierrez Veladejó un comentario quien podra darme un manual dobre los avances de accesorios en tuberia de acero ya que en los trabajos que realizo me hacen falta si hay las formalas para degradar los codos 07 / 03 / 2011
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Miriam Alvarado Perezdejó un comentario Buen manual, me interesa saber los datos completos del manual, como si fue impreso por alguna editorial, para usarlo como referencia bibliográfica. 06 / 09 / 2011 Responder Denunciar isometriatuberiadejó un comentario hey soy nuevo y desde hace una semana estoy tratando de descargar el libro de curso elemtal de tuberia. por favor si tene paciencia digan me como son y por supuesto ya tengo la tabla de avances por acesorios y lo tipo de juntas cualq ueir cosa pueden enviar informacion al
[email protected] muchas gracias de antemano 11 / 03 / 2010 Responder Denunciar Mostrar más
