Piping Class

Piping Class

Noviembre 2007

¿Que es un Piping Class? La especificación de materiales o Piping Class es el documento más importante en una planta de procesos, ya que establece todos los requerimientos que deben cumplir las tuberías, bridas, accesorios, empacaduras, pernos y válvulas que conforman el sistema de tuberías. Es importante resaltar que la seguridad de una planta depende de la especificación de materiales y que todos los elementos están relacionados metalúrgicamente, por tipo de fluido y por condiciones de operación.

Normas y Códigos Las especificaciones de materiales están basadas en las normas y códigos de diseño de tuberías, bridas, accesorios, empacaduras, pernos y válvulas tales como: API, ANSI, ASME, ASTM, MSS, NACE, PIP. El uso de un código en particular dependerá del tipo de instalación: refinería, oleoducto, gasoducto, etc

Piping Class y sus Elementos
Designación
Servicio
Rango de Presión
Rango de Temperatura
Material
Tolerancia a la Corrosión
Clasificación Presión-Temperatura (Rating)
Descripciones de los Elementos

Designación Es la codificación alfanumérica que permiten identificar en forma abreviada una clase de tuberías. La denominación es usada normalmente en la identificación de las líneas en los planos.

Designación (PDVSA) (H-221) Designación

Designación PDVSA (H-221)

Designación PIP

(Process Industry Practices) Designación

Designación (PIP)

Servicio El servicio se refiere al fluido conducido por el sistemas de tuberías:


Crudo
Diesel
Ácido Sulfúrico
Hidrógeno
Aire


Gas Dulce
Gas Ácido
Agua
Aire de Instrumento
Metanol, etc

Servicio Servicio

Servicio Servicio

Rango de Presión La especificación de materiales de tubería define un conjunto válido de presiones a fin de permitir el uso de una misma clase de tuberías para un mismo fluido o fluidos equivalentes, bajo diferentes condiciones.

Normalmente el rango de presión está dado por los códigos y la clasificación de las bridas, válvulas y accesorios.

Rango de Temperatura Se persigue el mismo fin que en el concepto anterior; definir un conjunto válido de temperaturas a fin de permitir el uso de una misma clase de tuberías para un mismo fluido u otros equivalentes bajo diferentes condiciones. El rango de temperatura al igual que el rango de presión está dado por los códigos y la clasificación de las válvulas y accesorios.

Temperatura y Presión Rango de Temperatura y Presión

Material Se refiere a la denominación genérica del material usado. Estos pueden ser materiales ferrosos como acero al carbono, hierro, acero inoxidable, aleaciones con contenido de carbono, materiales no ferrosos como bronce, aluminio, níquel, u otras aleaciones de dichos elementos, etc. La clasificación de materiales la podemos conseguir especificaciones ASTM y en el código ASME Sección II.

en

las

Para la selección de los materiales es de suma importancia tomar en cuenta el material de la tubería, el cual debe ser compatible para garantizar la soldabilidad.

Tolerancia a la Corrosión La tolerancia de corrosión es el espesor adicional que se le agrega al espesor mínimo requerido de una tubería para cubrir las pérdidas del mismo por abrasión durante la vida útil de la instalación. La norma ASME B31.3 no estipula el valor exacto de la tolerancia de corrosión y generalmente en el campo de tuberías dicho valor es establecido por el especialista en materiales. Su selección está basada en la experiencia y por los valores que se consideran tradicionalmente en la industria.

Tolerancia a la Corrosión Los valores más comunes utilizados en el campo industrial para sistemas de tuberías comprenden un rango no muy amplio que se muestra en la siguiente tabla:

Valores más comunes de la tolerancia de corrosión en tuberías. Servicio en el que generalmente se aplica

Material de la Tubería

0,000” (0”)

Procesos, Oxígeno, Hidrocarburos, Criogénicos, Bajas Temperaturas

Aceros Inoxidables, Plásticos, Aceros reforzados con Polímeros, Aleaciones base Níquel

0,0625 = 0,063” (1/16”)

Procesos, Vapor Condensado, Sistema contra Incendio

Acero al Carbono, Aleaciones de CromoMolibdeno,

0,125” (1/8”)

Procesos, Aire y Agua.

Acero al Carbono

Valores de Tolerancia de Corrosión [plg]

Tolerancia a la Corrosión Tolerancia de Corrosión

Clasificación Presión-Temperatura (Rating) La clasificación presión – temperatura es normalmente conocida como rating, proviene de la clasificación establecida en los estándares ASME para las bridas, y se define como la máxima presión de operación para la temperatura del metal que soporta la brida correspondiente. Cuando se establece el rating en una clase de tubería, debe tomarse en cuenta que los límites de presión y temperatura se encuentran establecidos para cada material en el ASME B16.5; “Pipe Flanges & Flanged Fittings”.

Clasificación Presión-Temperatura (Rating) Rating

Clasificación Presión-Temperatura (Rating) Según el ASME B16.5 los valores de rating o clase para bridas son: 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# y 2500# Sin embargo el valor de 400# no es utilizado actualmente en la industria salvo algunas excepciones. A nivel de los accesorios de tuberías podemos encontrar: 3000#, 6000# y 9000#

Clasificación Presión-Temperatura (Rating) Grupo

Clasificación Presión-Temperatura (Rating) Grupo

Selección de Ratings según relación de temperatura y presión

Descripciones Tuberías Las tuberías en el Piping Class suelen estar divididas por rango de diámetros, como se muestra a continuación: Tuberías < 2”

Usualmente THRD o SW (Roscadas o de Enchufe soldado).

Tuberías entre 3” y 24”

Generalmente soldadas y acompañadas de conexiones bridadas bajo la Norma ASME B16.5.

Tuberías > 24”

Tuberías de diámetros grandes, igualmente soldadas y acompañadas de conexiones bridadas bajo la Norma ASME B16.47 o MSS-SP-44.

Descripciones Tuberías Además del diámetro, en la descripción de las tuberías también se refleja el espesor de pared, el cual viene expresado en función de un número que es llamado Schedule. Dicho concepto corresponde al espesor mínimo que debe tener la tubería para las temperaturas y presiones de diseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido que se transporta. Los Schedules mas comunes son: 40, STD, 80, XS, 160, XXS. Igualmente se debe especificar el material de la tubería, el proceso de fabricación y el tipo de extremo de la misma.

Descripciones Tuberías

Descripciones Tuberías Descripción de Tuberías

Descripciones Bridas Las bridas al igual que las tuberías se dividen en rangos de diámetros y se especifica el tipo de brida.








Welding Neck (Cuello Soldado) Socket Weld (Enchufe Soldado) Slip On (Deslizante) Blind (Ciega) Orifice (De Orificio) Threaded (Roscadas) Lap Joint (Loca)

También debe especificarse el tipo de asiento:
Raised Face “RF” (Cara Levantada o Resaltada)
Flat Face “FF” (Cara Plana)
Ring Joint “RJ o RTJ” (Junta de Anillo)

Descripciones Bridas

Descripción de Bridas

Descripciones Accesorios Los accesorios mas comunes son: Codos 90°y 45° Conexiones Tee Olets: (Weldolet,Sockolet,Threadolet) Couplings, Half Couplings Tapones (Plugs), Casquetes (Caps) y Uniones (Union)
Reductores Excéntricos y Concéntricos, etc






Descripciones Accesorios Los accesorios se dividen al igual que las tuberías en rangos de diámetros y para cada rango se especifica el tipo de unión: Enchufe soldado (Socket Weld) 600# (Ring Joint)

Descripciones Espárragos, Pernos y Tuercas Los espárragos o stud bolts, son elementos cilíndricos roscados por ambos extremos, de diferentes diámetros, sin cabeza. Los pernos o machine bolts, son elementos cilíndricos, de diferentes diámetros, roscados por un solo extremo y de cabeza de formas diversas. Los espárragos y pernos están basados en las normas ASME B18.2. La descripción de espárragos por lo general incluye solamente el material de los espárragos y el de las tuercas.

Descripciones Empacaduras, Pernos y Tuercas Descripción de Empacaduras, Pernos y Tuercas

Tabla de Ramales o Conexiones

En esta tabla; también conocida como Branch Connection, se especifica el tipo de conexión entre el ramal y la línea principal para cada combinación de diámetros

Aplicación de las Especificaciones de Materiales

Algunas Normas Aplicadas a cada Elemento del Sistema de Tuberías ELEMENTO

NORMA (S) APLICABLE (S)

Tuberías y Niples

ASME B31.1 / ASME B36.10 / ASME B31.3 / API 5L

Bridas

φ < 24" ASME B16.47 φ > 24" ASME B16.5

Bridas Orificio ASME B16.36 Accesorios Empacaduras Espárragos, Pernos, Tuercas Válvulas

ASME B16.11

φ < 2" (Ext. Planos)

ASME B16.9 φ > 2" (Ext. Biselados) ASME B16.20 (Si son Metálicas) ASME B16.21 (Si son No-metálicas) ASME B18.2 ASME B16.34 ASME B16.10 API 600

CONCLUSIONES Presiones

Materiales

Temperaturas Servicios o Fluidos

Corrosión

Preguntas