Criterio de diseño de cañerías

CODELCO DIVISION VENTANAS

INGENIERÍA BÁSICA PROYECTO MODERNIZACIÓN REFINERÍA

CRITERIOS DE DISEÑO PIPING B054-4171-CD-CA-01-R0 CONTENIDO:

1. INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4 2. OBJETIVOS OBJETIVOS ............................................................................................................................ 4 3. ALCANCE ............................................................................................................................... 6 4. CONDICIONES CONDICIONES DE SITIO........................................................................................................ 7 5. ESTÁNDARES ESTÁNDARES Y NORMAS .................................................................................................... 8 6. DEFINICIONES...................................................................................................................... DEFINICIONES...................................................................................................................... 10 7. DISEÑO Y DISPOSICIÓN DISPOSICIÓN GENERAL DE CAÑERÍAS ..........................................................11 8. INSTALACIÓN INSTALACIÓN Y MONTAJE MONTAJE ................................................................................................. 46

Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0 B054-4171-CD-CA-01-R0

2

9. AISLACIÓN DE CAÑERÍAS .................................................................................................. 58 10. REVESTIMIENTOS INTERIORES DE CAÑERÍAS................................................................ 64 11.

PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS ............................................................................... 65

12.

PROTECCIÓN PERSONAL ............................................................................................... 69

13.

PINTURAS ......................................................................................................................... 70

14.

INSPECCIONES Y PRUEBAS ........................................................................................... 71

15.

EMBALAJE Y TRANSPORTE ........................................................................................... 72

ANEXO 1:

ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE CAÑERÍAS..................................................... 73

ANEXO 2:

DISTANCIAS RECOMENDADAS ENTRE SOPORTES DE CAÑERÍAS................. 74


B054-4171-CD-CA-01-R0

3

1.

INTRODUCCIÓN CODELCO, por medio de la División Ventanas, ha encargado a COPRIM la realización de un estudio denominado “Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería”. Para este proyecto, se considerará el estudio “Ingeniería Conceptual Proyecto FURE Centro” completado el año 2010 por CODELCO, el cual estuvo orientado a generar una nueva plataforma para el negocio corporativo de procesamiento de concentrados, hasta la producción de cátodos al integrar las capacidades de las fundición y refinería de División El Teniente y Ventanas, como también el aporte de ánodos de Fundición Hernán Videla Lira de ENAMI. El estudio de ingeniería consideró escenarios de aumento de producción y modernización para la Refinería Ventanas, analizando alternativas de producción por vía tradicional de láminas iniciales (propias o externas) y cátodos permanentes. El actual estudio “Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería” considera la modernización de las instalaciones de la refinería electrolítica de la División Ventanas, mediante la incorporación de maquinas de manejo de electrodos que mejoren la situación actual de 400 kta de cátodos, teniendo en cuenta una futura ampliación en 95 kta como meta interna del negocio, por lo cual su diseño deberá contemplar todo lo requerido para la ampliación, siempre y cuando no signifiquen inversiones adicionales a la producción actual. En base a lo anterior, se han identificado oportunidades de mejora en temas relevantes, tales como: •

Mejoras en Seguridad y Salud ocupacional.

•

Aumentar la Productividad.

•

Reducir el costo operacional.

•

Con la ejecución del proyecto se mantendrá la capacidad de producción actual, o bien ésta aumentará en forma marginal.


B054-4171-CD-CA-01-R0

4

2.

OBJETIVOS El presente documento establece los criterios básicos que se deben considerar en el diseño, dimensionamiento y/o selección de los equipos y materiales de Piping del proyecto “Modernización Refinería Ventanas”. Los criterios que se exponen en este documento fijan las condiciones que deben considerarse para los diseños mecánicos y las especificaciones de piping correspondientes al alcance del Proyecto “Ingeniería Conceptual FURE Centro”. Este criterio se complementa con el documento “Criterio de Diseño Corporativo Cañerías” N°DCCVCP-000-VCPGI-00000-CRTCA02-0000-001-0, Revis ión 0, publicado por la Vicepresidencia Corporativa de Proyectos (VCP) de CODELCO – CHILE. La información mencionada en los documentos de la VCP se acepta como conocida y, por lo tanto, no se incluye en este documento. Cualquier excepción, en casos justificados, será definida posteriormente a través de las Especificaciones Técnicas de equipos y materiales, situación que será incluida como anexo a revisiones posteriores de estos Criterios de Diseño.


B054-4171-CD-CA-01-R0

5

3.

ALCANCE Estos Criterios de Diseño cubren el diseño de sistemas de cañerías destinados al manejo de pulpas (mezclas sólido-líquido), sistemas de cañerías para el manejo de servicios (aguas, vapor, aire, reactivos, ácido), la disposición de equipos, el trazado de cañerías y los procedimientos a emplear en la preparación de planos para instalaciones contempladas por el Proyecto de Modernización de la Refinería Ventanas. Además, estos Criterios de Diseño deberán ser usados en instalaciones, equipos y/o sistemas de cañerías existentes, en los cuales se ejecuten trabajos como cambios en sus ruteos, cambios de materiales y suportación, cambios en las condiciones de diseño como flujo, presión, temperatura, tipo de fluido, condiciones ambientales y otros. Se excluyen del alcance de este documento los sistemas de alcantarillados y los sistemas de agua potable al interior de los edificios. En el caso particular de la red de agua potable, se definen los lineamientos para el diseño de las matrices exteriores que aseguren la presión y caudales requeridos. Se excluyen de estos criterios de diseño los trabajos asociados a la red de incendio al interior de los edificios. Se consideran no obstante los lineamientos y criterios básicos para el diseño y dimensionamiento de las matrices de una red húmeda exterior que aseguré caudal y presión para los sistemas de protección de incendio a implementar en la totalidad de las edificaciones de la Refinería.


B054-4171-CD-CA-01-R0

6

4.

CONDICIONES DE SITIO Ver documento N°B054-4171-IN-ME-04 “Condiciones de sitio”.


B054-4171-CD-CA-01-R0

7

5.

ESTÁNDARES Y NORMAS Los trabajos relativos a los nuevos equipamientos y materiales de Piping asociados al Proyecto de Modernización de la Refinería, así como la fabricación, montaje y operación de los nuevos equipos y materiales requeridos, se realizarán de acuerdo con los requerimientos de las Normas chilenas oficiales (NCh). Los aspectos no cubiertos por estas normas deberán regirse por las últimas ediciones de las siguientes normas y códigos: AISI ANSI API ASME ASTM AWS AWWA CGA DIN FM HI IFI ISA ISO MSHA MSS NACE

American Iron and Steel Institute. American National Standards Institute. American Petroleum Institute. American Society of Mechanical Engineers. American Society for Testing and Materials. American Welding Society. American Water Works Association. Compressed Gas Association. Deutsche Industrie Normen. Factory Mutual Engineering Division Recommended Practices. Hydraulic Institute. Industrial Fasteners Institute. Instrument Society of America. International Standards Organization. Mining Safety and Health Administration. Manufacturer’s Standardization Society of the Valve and Fittings Industry. National Association of Corrosion Engineers.

NCC 24

Norma Corporativa NCC 24, “Análisis de Riesgos a las Personas, al Medio Ambiente, a la Comunidad del Entorno y a los Bienes Físicos en Proyectos de la Corporación”

INN NFC

Instituto Nacional de Normalización, Chile. National Fire Codes


B054-4171-CD-CA-01-R0

8

NFPA NOSA OSHA PPI SEC SSPC TIMA UBC UFC UL

National Fire Protection Association. National Occupational Safety Association. Occupational Safety and Health Act. Plastic Pipe Institute. Superintendencia de Electricidad y Combustibles, Chile. Steel Structure Painting Council. Manufacturer Association. Uniform Building Code. Uniform Fire Code. Underwriters Laboratories, Inc. Standards.

En particular se aplicará la última edición de los siguientes códigos: ANSI/ASME B31.3 ANSI/ASME B31.11 ANSI/ASME B16 Series API series ASTM Series

“Process piping code” “Slurry transportation piping” Normas aplicables para componentes de piping Normas aplicables para válvulas Normas aplicables para materiales

Si el proyecto estuviese bajo las exigencias de Códigos Municipales y debiera regirse por medidas legales obligatorias, o se requirieren permisos de Agencias de Gobierno, la última edición de tales disposiciones, ordenanzas, decretos o códigos regirán y tal hecho aparecerá indicado en los Planos y Documentos. Los permisos municipales necesarios deberán ser solicitados y obtenidos por Codelco.


B054-4171-CD-CA-01-R0

9

6.

DEFINICIONES

6.1

Propietario Codelco - Chile.

6.2

Mandante Empresa, agente o compañía encargada por el propietario para desarrollar el proyecto.

6.3

Diseñador Empresa autorizada por el Mandante que es responsable por el diseño y preparación de los documentos (planos y especificaciones) del proyecto.

6.4

Fabricante Empresa que fabrica los materiales, piezas y/o equipos a ser utilizados en la construcción de los proyectos.

6.5

Sistema de Unidades En el desarrollo de todo documento y/o plano, se usará el sistema métrico internacional de unidades (metro – kilogramo – segundo). Las dimensiones serán expresadas en mm. Excepcionalmente se usarán unidades del sistema inglés gravitacional (pie - libra - segundo), con los resultados convertidos a unidades métricas.


B054-4171-CD-CA-01-R0

10

7.

DISEÑO Y DISPOSICIÓN GENERAL DE CAÑERÍAS

7.1

General El diseño de cañerías, su disposición y recorrido, deberá seguir las recomendaciones de éste Criterio de Diseño, especificaciones y planos correspondientes a cada proyecto en particular. Además, cada aplicación deberá cumplir con la sección que corresponda de la última edición del documento “ASME Code for Pressure Piping, B31, ASME B31.3, Process Piping”. Cuando exista una discrepancia en alguna aplicación de éste Criterio de Diseño versus los Códigos u otra instrucción, prevalecerá lo establecido en este Criterio de Diseño. Para el diseño del sistema de cañerías se deberá considerar como datos de entrada al menos los siguientes: el tipo de fluido; el caudal; la presión de entrada y salida requeridos; las temperaturas mínimas y máximas del fluido, y del medio ambiente; la calidad físico química del fluido, así como su concentración, densidad y viscosidad; la variabilidad de las externalidades; se deberá analizar posibles interferencias durante la construcción, puesta en marcha y operación; requisitos de operación; tipo de control necesario y requerimientos de medición de flujo y presión; vida útil; riesgo operacional. También se deberá tener presente al momento del diseño aspectos de mantenibilidad del sistema de cañerías, montaje, reparaciones y remplazo de piezas y equipos, con el propósito de facilitar la ejecución de estas actividades durante su vida útil. La selección e identificación de la clase de material de la cañería estará basada en las condiciones de diseño de proceso, tipo y características de los fluidos, temperatura y presión de diseño, tolerancias para corrosión u otros. La identificación de los materiales se realizará de acuerdo a la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías de cada proyecto en particular, y deberá estar acorde con la última revisión de esta misma especificación de la VCP.


B054-4171-CD-CA-01-R0

11

La ubicación de los cambios de clase de material de cañerías será mostrado en los planos “P&ID” y en los planos de “Disposición de Cañerías”. Para cada proceso y/o servicio, el procedimiento de diseño deberá estar en concordancia con la última revisión de la Especificación Técnica de Cañerías por Servicio de la VCP. Una vez que el diseñador determine el diámetro interior de la cañería, deberá determinarse el espesor de pared de ésta, para lo cual en función del tipo de fluido y proceso que se trate, se aplicarán los criterios establecidos en las normas AWWA, ASME B31.1, ASME B31.3 o ASME B31.11. Bajo ninguna circunstancia se instalarán cañerías bajo losas de pisos. Las cañerías se instalarán de preferencia sobre nivel de terreno o en forma aérea. El trazado de cañerías en el interior de edificios será principalmente aéreo. La disposición de cañerías en trincheras o canaletas, túneles o enterradas, dependerá del tipo de fluido a transportar y cuando el trazado sea considerado riesgoso. Las cañerías apoyadas en terreno deberán contar con cama de apoyo de material adecuado. Las cañerías que transportan fluidos peligrosos tales como ácido sulfúrico o soluciones ácidas y se instalen a nivel de terreno, deberán ubicarse en trincheras revestidas con material que impida la filtración hacia el terreno, como por ejemplo, geo-membrana de HDPE de al menos 1,5 mm de espesor. Las canaletas o trincheras para cañerías, los túneles para cañerías y las cañerías enterradas sólo deberán ser consideradas como segunda alternativa y serán aceptadas sólo en casos justificados. En sitios cerrados, la cantidad de carretes de cañerías (spools) a instalar serán aumentados al máximo hasta donde sea práctico. Las soldaduras de terreno para cañerías de mayor diámetro deberán ser minimizadas.


B054-4171-CD-CA-01-R0

12

El material para las cañerías de HDPE estará de acuerdo a la última edición de la Norma ASTM D1248, la densidad del material estará de acuerdo a la última edición de la norma DIN 53479. Para sistemas de cañerías de HDPE PE100, se deberá usar una tensión admisible de 8,0 MPa (Tensión Mínima Requerida a 20°C y para 50 años = 10 MPa). Para sistemas de cañerías de HDPE PE80, se deberá usar una tensión admisible de 6,3 MPa (Tensión Mínima Requerida a 20°C y para 50 años = 8 MPa). Las cañerías de HDPE localizadas en patio de cañerías podrán ser diseñadas con el mínimo radio de curvatura, según las instrucciones del fabricante y siempre que exista suficiente espacio. Durante la puesta en marcha, operación anormal o detención, las presiones y/o temperaturas pueden sobrepasar temporalmente los valores de diseño. Las sobre presiones y/o temperaturas deberán concordar con lo aceptado por el Código ASME B31.3, ó B31.1, según sea aplicable. Para las cañerías de HDPE se aplicará el código DIN 8075. Durante cambios ocasionales de presión o de temperatura, o ambas condiciones simultáneamente, la clase de presión o los esfuerzos admisibles de la línea, podrán incrementarse en: - 33% por no más de 10 horas corridas o 100 horas anuales. - 20% por no más de 50 horas corridas o 500 horas anuales. Los sistemas de cañerías con válvulas de control deberán ser calculados y diseñados para asegurar que su tamaño, las pérdidas de presión y su configuración, impidan la transmisión de vibración excesiva y ruido hacia aguas abajo de la válvula. Si se instala una válvula de control, se debe instalar una válvula de aislación y válvula de by-pass. Normalmente, las válvulas de corte y las válvulas de control no deberán ser instaladas en las bocas de salida de los recipientes de presión o de los hornos. Si Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

13

por alguna razón se instalan válvulas de corte, éstas deberán bloquearse en posición abierta para eliminar la necesidad de válvulas de seguridad. Cuando una línea de una clasificación de presión baja se conecte con una línea o equipo de clasificación de presión superior, la línea de menor clasificación deberá adoptar la clasificación de la línea o equipo de presión superior, incluyendo la primera válvula de corte y la de retención, y eventualmente la segunda válvula de corte cuando se utilizan sistemas de válvulas dobles. Todos los cambios de clase de cañerías deben ser mostrados en los planos de cañerías. El diseño deberá considerar la deformación de las cañerías debido a la expansión y contracción de las cañerías plásticas (HDPE, PVC, CPVC u otros) por efecto de las temperaturas de los fluidos y/o condiciones ambientales. En tendidos de cañerías que se verán afectados por temperaturas, se deberán instalar sistemas de soporte adecuados. Los soportes de cañerías alojadas dentro de canaletas revestidas, deberán dejar espacio para el paso de líquidos de derrame o de drenaje. Este aspecto también deberá ser considerado al momento de la instalación de las cañerías en terreno. El diseño deberá considerar la posibilidad de ocurrencia del fenómeno de golpe de ariete. Donde sea factible dicho fenómeno se hará un análisis hidráulico del sistema. Acorde con el resultado de éste análisis, se deberá considerar la aplicación y uso de válvulas de cierre lento, amortiguadores de presión, purgas de líquido, válvulas quiebra vacío u otros, con el fin de reducir el golpe de ariete a límites aceptables disponiendo además de soportes adecuados. Para cerrar extremos muertos de cañerías donde no se contempla ninguna extensión futura, se instalarán tapas gorro soldadas. Cuando una extensión futura es prevista o un drenaje es necesario, las cañerías serán cerradas con flanges ciegos y una válvula. Tapones o tapas gorros roscados y una válvula serán usados en un extremo final roscado a cerrar. La cañería de HDPE será cerrada solamente con flanges ciegos. Todos los flanges ciegos deben ser indicados en los P&ID. Las asignaciones de corrosión serán tal como se especifican en las Hojas de Clase de Cañerías de cada proyecto. Por lo general, ninguna asignación de corrosión se Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

14

requiere para acero inoxidable, HDPE, PVC y cañerías de acero internamente recubiertas. Los medidores de flujo se instalarán con una longitud recta aguas arriba y aguas abajo de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Estas piezas de extensión deben tener el mismo diámetro interior que el medidor de flujo. 7.2

Flexibilidad (Diseño) Las provisiones para expansión y valores de tensiones admisibles permitidas en los sistemas de cañerías, deberán estar de acuerdo con la última versión de los códigos ASME B31.1 "Power Piping" o ASME B31.3 "Process Piping", incluyendo las adendas. Además, deben estar en conformidad con las limitaciones especificadas en este documento. Para prevenir tensiones excesivas, los sistemas de cañerías se diseñarán dejando provisión para la expansión y contracción térmica, usando curvas, liras de expansión, trazados especiales y soportación adecuada. En cañerías de acero se realizará análisis de flexibilidad cuando: 

La temperatura del fluido sea mayor que 100 °C, par a diámetros entre 4” y 24”.

 La

temperatura del fluido sea mayor que 70 °C, par a diámetros mayores a 24”.

En el caso de cañerías de 3” y menores, no se realizará análisis de flexibilidad y si se estima necesario se empleará algún método simplificado. Se deberá asegurar la flexibilidad de los sistemas de cañerías plásticas (CPVC, PVC, HDPE, etc.), debido a la expansión térmica más alta de estos materiales comparados con las cañerías de acero. Se podrán usar codos forjados de radio largo, en lugar de curvas cuando estas no sean aplicables. Se deberá minimizar el uso de juntas de expansión para solucionar problemas de expansión térmica. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

15

Para las cañerías de HDPE la resistencia a la tensión y elongación se aplicarán según la norma ASTM D638. Se deberán evitar reacciones grandes o momentos de las cañerías en las conexiones de equipos. Los requisitos de conexiones de cañerías entregados por los fabricantes de equipos deberán ser cumplidos durante el montaje. Los sistemas de cañerías de agua deben tener una adecuada flexibilidad para soportar las expansiones térmicas. Los sistemas de agua operando bajo la temperatura de 100 °C y a una presión inferior a lo s 2.070 kPa (300 psig), se considerarán que tienen una adecuada flexibilidad si cumplen la siguiente condición:

Donde: D : Diámetro nominal de la cañería [pulg] (mm) L : Largo de la cañería en el sistema [pulg] (mm) U : Distancia entre soportes rígidos [ft] (m) y : Dilatación térmica de la cañería [ft] (m) Si el sistema no cumple esta condición, se debe realizar un análisis detallado de flexibilidad de acuerdo a ANSI/ASME B31.3 y Subsecciones NC y ND (Clases 2 y 3) de la Sección III del ASME Boiler and Pressure Vessel Codes. Las curvas o juntas de expansión, deberán ser capaces de expandirse o contraerse 1,5 veces el movimiento esperado y ser capaces de tomar todas las tensiones de trabajo provocadas por la presión y temperatura del líquido transportado, la dilatación de la cañería y los fenómenos transientes asociados. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

16

El largo de la junta de expansión debe mantenerse al mínimo, diseñando para deformaciones en frío antes de la puesta en servicio. Las cañerías aguas abajo y aguas arriba de una junta o curva de expansión, deberán ser provistas de guías y soportes de manera que garanticen el alineamiento de las cañerías. En las cañerías de descarga de las bombas se recomienda instalar una junta de expansión. Donde el espacio lo permita, se podrán usar liras o trazados especiales de cañerías con los cambios de dirección requeridos, usando curvas, como por ejemplo una curva de expansión del tipo descentrada (offset) podrá emplearse. Todos los diseños deben estar de acuerdo a la norma ASME B31.3. En las cañerías de HDPE se aplicará la última versión del código DIN 8075, “High Density Polyethylene Pipes, General Quality Requirements and Testing”. Se podrá disponer de válvulas de alivio o discos de ruptura para proteger el bloqueo de sistemas de cañerías o parte de éstos, frente a presiones generadas por expansiones térmicas del fluido, según lo requerido por normas y se mostrará en los planos del proyecto. 7.3

Espacios libres Las distancias verticales mínimas desde el piso hasta la parte inferior de las cañerías ubicadas en altura, serán las indicadas a continuación: 

Cruces sobre vías férreas 7.050 mm



Cruces sobre caminos principales 6.400 mm



Cruces sobre caminos secundarios 4.300 mm



Cruces sobre caminos de acceso a edificios 3.700 mm


B054-4171-CD-CA-01-R0

17



Vías de acceso peatonal al interior de edificios 2.200 mm



Cruces sobre áreas o pasillos entre equipos y bombas 2.450 mm



Cruces sobre escaleras 2.300 mm

Las plataformas y pasillos principales deben tener una distancia lateral libre de 900 mm, para pasillos elevados se usará 750 mm. En trincheras, ruteos de cañerías, etc., el espacio libre entre cañerías no será menos del indicado en la Tabla Nº 1, Anexo 1, de estos Criterios. Las distancias laterales libres en trincheras y parrones de cañerías no deberán ser inferiores a 100 mm de cualquier obstrucción. Los flanges y piezas de conexión de drenaje deben estar a una distancia mínima de 150 mm del piso. Donde sean usadas trincheras, el fondo de la cañería estará situado por lo menos 150 mm sobre el piso de ésta. La separación mínima de un flange será de 100 mm hasta una plancha de piso o de una rejilla y a 75 mm a una pared de la trinchera. Las cañerías serán ruteadas proporcionando acceso para el drenaje y limpieza hacia fuera. Las trincheras de cañerías también serán diseñadas para servir como filtros de emergencia o para la contención de derrames. Para el caso de tuberías de HDPE se debe considerar una separación que permita efectuar el trabajo de termofusión en forma posterior al montaje, así mismo debe permitir la manipulación de las bridas y pernos. Cualquier desviación respecto a las distancias establecidas anteriormente, deberá indicarse en los planos y contar con la aprobación de Ingeniería de la División respectiva.


B054-4171-CD-CA-01-R0

18

7.4

Accesibilidad Válvulas y cuadros de válvulas de control instalados en altura y bajo terreno, así como en equipos de proceso, deberán ser ubicados de manera que sean accesibles para operación y mantención. Todas las válvulas manuales deberán ser accesibles desde escaleras, plataformas o desde el piso. Para el acceso entre equipos adyacentes, se deberá considerar una distancia libre mínima de 750 mm entre el punto más sobresaliente y cualquier otro elemento. Cuando no se requiera un pasillo de circulación entre unidades adyacentes, se debe considerar un espacio mínimo de 450 mm. Las válvulas de control serán orientadas para que vástagos y volantes no se proyecten sobre plataformas o áreas de paso y los volantes no queden a más altura que 1,5 m sobre el nivel del piso de operación (piso, paso peatonal o plataforma). Ninguna válvula de control será montada debajo de plataformas de acceso. Los pasillos de acceso entre equipos quedarán libres de toda obstrucción. No se deben instalar cañerías a nivel de piso. En estos casos, las cañerías a nivel de piso que crucen un pasillo, serán ubicadas en canaletas o se proveerán rampas para acceso. Cuando un acceso para mantención no es suficiente para el uso de grúa horquilla o equipo similar, se deberá proveer un puente grúa o un monorriel con tecle. Si es inevitable con el diseño y quede alguna cañería obstruyendo el levante de un equipo, se dejará un tramo desmontable de ésta. Se proveerán soportes permanentes para fijar las cañerías adyacentes a secciones, instrumentos o equipos que requieran ser removidos frecuentemente para el mantenimiento. Cuando se requiera instalar un instrumento en una cañería, se deberá considerar un espacio apropiado para su instalación y su acceso para mantenimiento.


B054-4171-CD-CA-01-R0

19

Toda cañería interior, excepto desagües, serán visibles para inspección. Una adecuada separación será prevista desde las paredes, techos y suelos para permitir soldar. Suficiente espacio será previsto para mantenimiento y trabajos de reparación. 7.5

Corrosión Cuando se manejan fluidos corrosivos, tales como pulpas y aguas residuales, es difícil predecir la magnitud del desgaste, por lo que se utilizan métodos para su prevención. El más usado para este tipo de instalaciones es: Protección catódica: Utilizado para evitar las variaciones de potencial electroquímico que pueda provocar reacciones químicas. Cuando se requiera protección catódica para las cañerías de acero, deberá ser mostrada y detallada en los planos, según sea requerido. Los detalles estarán contenidos en planos eléctricos. Cuando sea aplicable, se considerará una tasa esperada de corrosión para acero al carbono de 1,6 mm (en servicios no corrosivos). Cañerías de cobre no deben estar en contacto con soluciones cáusticas o con cianuro. En las cañerías de acero que transportan agua, se debe revisar la velocidad de corrosión, la que está fuertemente influenciada por la cantidad de oxígeno presente y la temperatura del agua. En estos casos, se debe consultar la variación de estos efectos en la selección del espesor la cañería, según las indicaciones de la norma NACE. La geometría del sistema de cañerías juega un rol importante en la mitigación de los efectos de los fenómenos de erosión y corrosión. Altas velocidades, vórtices de flujo, chorros y corrientes de impacto, aumentarán la tasa de disolución de la magnetita y por lo tanto, aumentará la tasa de erosión y corrosión. Los cambios graduales de sección, tamaño de la cañería y la geometría de los cambios con suaves cambios, variaciones graduales en la velocidad del flujo y además la provisión de ángulos


B054-4171-CD-CA-01-R0

20

menores en las intersecciones, tendrán efectos benéficos para disminuir los efectos de los fenómenos de erosión y corrosión de cañerías. Los sectores inmediatamente aguas abajo de válvulas y medidores de flujo tipo placa orificio, son frecuentemente propensos a sufrir los efectos de la erosión y corrosión, debido a la formación de vórtices de flujo. Estos sectores serán muy beneficiados si tienen revestimientos de desgaste o si se emplean materiales resistentes a la erosión y corrosión. Las cañerías de fierro fundido resistentes al ácido sulfúrico concentrado (sobre 93%), deberán cumplir las especificaciones de las normas ASTM A-518, Corrosion Resistant High Silicon Iron Castings y ASTM A-861, High Silicon Iron Pipe and Fittings. Las cañería plásticas, son normalmente resistentes al ácido sulfúrico diluido. Las características de los diferentes materiales plásticos para cañerías deben cumplir las siguientes normas.

Polyvinyl Chloride Pipe (PVC)

Chlorinated Polyvinyl Chloride Pipe (CPVC)

ASTM D-1785

Plastic Pipe, Schedules 40, 80 and 120

ASTM D-2241

PVC Plastic Pipe (SDR – PR)

ASTM D-2466

PVC Plastic Pipe Fittings, Schedule 40

ASTM D-2665

PVC Drain, Waste and Vent Pipe and Fittings

ASTM F-441

CPVC Plastic Pipe, Schedules 40 and 80

ASTM D-2846

ASTM F-439


CPVC Pipe, Fittings, Solvent Cements and Adhesives for Potable Hot and Cold Water Systems Socket – Type CPVC Plastic Pipe Fittings, Schedule 80

B054-4171-CD-CA-01-R0

21

Polypropylene Pipe (PP) Polyethylene Pipe (PE)

ASTM D-2146

PP Plastic Pipe and Fittings Schedules 40 and 80

ASTM D-2239

PE Plastic Pipe SDR

ASTM D-2447

PE Plastic Pipe, Schedules 40 and 80, DR

Acrylonitrile Butadiene ASTM D-2661 Styrene (ABS)

ABS Plastic Drain, Waste and Vent Pipe and Fittings

Fiberglass (FRP)

Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Sewer Pipe

Pipe

ASTM D-3262

ASTM D-3517

ASTM D-3754

ASTM D-3840

ASTM D-4161

7.6

Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Pressure Pipe Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Sewer and Industrial Pressure Pipe. Standard Specification for Reinforced Plastic Mortar Pipe Fittings for Non pressure Applications Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Pipe Joints Using Flexible Elastomeric Seals

Soportes y Anclajes

7.6.1 Criterios de Diseño Los soportes de cañerías, las guías, los colgadores y los anclajes deberán estar de acuerdo con ASME B31.3, con las limitaciones que se indican en este criterio de Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

22

diseño, y específicamente deben ser diseñados, fabricados y montados en conformidad con la norma ANSI/MSS SP-58, "Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture". En Estándar Corporativo Soportes de Cañería DCC2008VCP.GI-STDCA02-00-01 se detallan los soportes típicos de cañerías. En general, los soportes para cañerías de 3” de diámetro y mayores deberán ser diseñados por la ingeniería de cada proyecto. Los soportes para cañerías menores a 3” podrán ser diseñados por terreno. Los sistemas de cañerías serán diseñados para resistir los efectos generados por todas las cargas estáticas y dinámicas impuestas por el peso de la cañería, válvulas, conexiones, juntas de expansión y fluido (densidad del fluido debe ser considerada). Por lo tanto, deberán evaluarse las cargas dinámicas de las cañerías producidas por el momentum del fluido, vibraciones de equipos, las cargas sísmicas según las últimas versiones de la NCh 2369 y NCh 433, además de las cargas por dilatación térmica según ASME B31.3. Cuando el fluido sea aire y la línea deba ser probada hidrostáticamente, deberá suministrarse soportes temporales en la medida que se requieran. Las cargas adicionales impuestas por el viento deberán ser consideradas cuando se diseñen cañerías y ductos de diámetro superior a 24". La velocidad de diseño para el viento será según NCh 432. Las tensiones creadas por todas las cargas impuestas no excederán las tensiones admisibles especificadas por ASME B31.3. Para el cálculo de cargas sobre los soportes, podrá utilizarse simplificaciones como la de considerar las cargas resultantes aplicadas en el punto mas desfavorable, o la carga uniformemente repartida considerando los diámetros de las cañerías iguales al mayor, o en el caso de soportes para cañerías verticales, considerar que todo el peso del tramo está actuando sobre el soporte inferior. Cuando el valor de la carga dinámica no existe o no está disponible, deberá usarse el factor de 1,4 sobre las cargas estáticas para simular el efecto de las cargas dinámicas. Todas las cañerías y sistemas de soporte serán diseñados de manera Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

23

que las fuerzas y momentos generados debido a la expansión longitudinal, a la presión interna y a los cambios de dirección o fuerzas laterales, transmitan a las estructuras y a los equipos cargas menores que las admisibles. Los soportes y arriostramientos se diseñarán de manera de minimizar la vibración. Las cañerías de líquidos corrosivos y de lodos que operen en forma intermitente y requieran drenaje, deberán tener inclinación o pendiente adecuada desde un extremo a otro. La flecha en la mitad entre dos soportes adyacentes no deberá exceder la elevación del soporte mas bajo, es decir, se evitará la formación de bolsas en su trayectoria. Sistemas de absorción de dilatación (liras de dilatación, juntas de expansión) podrán ser utilizadas, previo cálculo. En caso que se utilicen liras de dilatación para permitir la expansión, los soportes tipo zapata deben diseñarse de tal manera que la línea se mueva a lo largo de su eje. Deben considerarse guías horizontales y verticales. Las liras de dilatación y el trazado de las cañerías se diseñarán de manera que los pernos de los flanges no queden sobrecargados. Los soportes tipo colgador, se utilizarán solo en tramos que no presenten cargas axiales ni transversales o en aquellos tramos cuyos extremos estén soportados de modo tal que impidan estos desplazamientos. Los colgadores serán del tipo abrazadera (preferentemente) o pletina soporte dependiendo del tamaño de la cañería. Se prefieren soportes estructurales de apoyo en lugar de soportes de colgadores. El anclaje puede ser hecho soldando el alma de un perfil “T” a una sección reforzada de la cañería, y el ala de la “T” a la estructura soportante. También se aceptará un anillo circunferencial soldado a la cañería y a la estructura soportante. Los anclajes de cañerías deberán ser independientes de los flanges, para evitar cargas adicionales sobre estos. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

24

Las cañerías de acero inoxidable, cañerías revestidas interiormente y cañerías plásticas que no puedan ser soldadas a un perfil “T” de acero, deberán ser ancladas mediante abrazaderas. En caso que el diseño indique que se requieren soldar elementos a las cañerías, se deberá indicar en la lista de soportes el elemento de suportación que se usará en este tipo de cañerías. Toda ésta información deberá ser indicada en los planos isométricos de estas cañerías. Las cañerías que tengan aislación deberán ser instaladas en soportes o deberán ser suspendidas en colgadores. Para proteger la aislación se deberá soldar a la cañería un soporte tipo zapata de una sección "T" o un sillín. Las cañerías de HDPE u otros plásticos deberán ser soportadas de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Las cañerías de diámetros pequeños podrán ser soportadas en forma continua mediante bandejas o ángulos estructurales en posición “V” o por canales. Al instalar los soportes deberán dejarse los espacios necesarios para permitir el montaje y mantención de equipos, válvulas y cañerías. La ubicación de los soportes deberá permitir cambiar cada pieza de cañería sin remover la o las piezas adyacentes. Las excepciones deben ser justificadas. 7.6.2 Espaciamiento entre soportes El espaciamiento máximo entre soportes para cañerías individuales es el que se indica en las Tablas I & II, del Anexo 2, de este Criterio. Los espaciamientos indicados en la Tabla I, están calculados para cañerías de acero carbono soportadas sobre parrones en forma continua o para un mínimo de tres soportes. Las bases de diseño para el cálculo del espaciamiento se indican al final de la Tabla. Para cañerías no soportadas sobre parrones, en la Tabla I, se incluye una guía de diseño para calcular el espaciamiento.


B054-4171-CD-CA-01-R0

25

La Tabla II que se adjunta en el Anexo 2 detalla el espaciamiento máximo recomendado para cañerías de HDPE PE100. Deberán efectuarse cálculos de tensiones y deflexiones cuando los espaciamientos indicados en las Tablas I & II queden excedidos, o cuando las cañerías estén sujetas a las siguientes condiciones: Cañerías que tengan cargas concentradas importantes, tales como válvulas, flujómetros, tramos verticales no soportados y ramales, etc. Cañerías que tienen una reducción brusca localizada debido al uso de elementos especiales. Cañerías de HDPE que operen sobre 20 °C. Cañerías conectadas a estanques donde se pueda producir sedimentación. Cañerías de pulpa con presión considerable, como por ejemplo, en cañerías de bombas a ciclones. Generalmente se utilizan soportes similares a las cañerías de acero con una adecuada placa de protección que ofrezca una mayor superficie deslizante. Los soportes no se apretarán con mucha fuerza y deberán permitir movimiento axial, excepto si es un anclaje. La temperatura del fluido, especialmente en cañerías plásticas, será un factor importante para determinar el espaciamiento de los soportes. Cuando se obtengan espaciamientos de soportes muy continuos, se deberá evaluar la conveniencia técnico económica de instalar soportes continuos Todas las válvulas y equipamientos intermedios serán soportados en forma individual, independiente de los soportes para las cañerías. Se deberán tomar precauciones por la contracción de cañerías cuando se expongan a temperaturas muy inferiores a las de instalación de acuerdo a esta especificación y a las recomendaciones del fabricante. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

26

Cuando no sea posible la utilización de soportes estándares, se definirán soportes especiales, los que deben ser diseñados, calculados y dibujados en forma individual. No está permitido utilizar prolongaciones laterales o longitudinales de las cañerías para su soportación. La fatiga en las conexiones de las cañerías de pequeño diámetro deben reducirse al mínimo. Los soportes y refuerzos deben ser diseñados con el objeto de minimizar la vibración. Las guías de cañerías deben ser del tipo zapata deslizante o del tipo rodillo. Las secciones de cañerías que requieran desmantelamientos frecuentes, ya sea para mantención o para instalación de bridas ciegas, deberán ser provistas con soportes permanentes para la condición desmontada. La disposición y ruteo del sistema de cañerías deberá permitir una adecuada visibilidad para realizar inspecciones y reparaciones. Se deberá proveer una adecuada separación entre las cañerías y las paredes, techos y suelos para permitir realizar trabajos de soldadura. También se proveerá de suficiente espacio para mantenimiento y trabajos de reparación. 7.6.3 Parrones de cañerías La modulación de un Parrón de Cañerías se determinará en función de la distancia máxima de soportación permitida para el diámetro más pequeño de cañería que se ruteará por éste, eliminando apoyos intermedios y dejando una distancia práctica. El tamaño mínimo de cañería recomendado para parrones será de 50 mm (2”). Parrones que se emplearán para expansiones futuras, dimensionarán su tamaño para los requerimientos presentes más un 25% (mínimo). Si los requerimientos son muy superiores al 25%, el factor deberá ser revisado por Ingeniería del proyecto. Las líneas aéreas serán apoyadas por debajo de la cañería, de preferencia los apoyos serán de tipo colgante, pero no serán permitidos los pernos “U” para colgar una cañería. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

27

Las elevaciones de las cañerías en los parrones serán mantenidas preferentemente; éstas se modificarán cuando se quiera evitar un sifón (por interferencias con otras líneas), cuando existan líneas de mayor diámetro que requieran un espaciamiento mayor o bien en líneas que requieran pendiente para drenaje o conducción gravitacional. Se evitarán zonas estancas en cañerías para servicios que puedan congelarse, para pulpas sujetas a decantación de sólidos o donde pueda formarse condensado corrosivo. Las cañerías dispuestas en parrones deberán tener suficiente holgura entre ellas para tener acceso a flanges y mantención. Estas distancias deberán ser aumentadas cuando así lo requieran las circunstancias. Se deberá proveer un espacio adecuado en los parrones de cañerías para la instalación de líneas de instrumentación y de conductores eléctricos. Este espacio deberá considerar posibles chorreos de las cañerías y facilidad para su desmontaje, montaje y mantenimiento. En los cruces de parrones de cañerías se darán elevaciones distintas a las líneas de éstos, la altura libre entre ambos parrones deberá ser al menos de 600 mm. 7.7

Diámetros de Cañerías Salvo excepciones debidamente justificadas y aprobadas por Ingeniería de la División respectiva, los siguientes diámetros de cañerías no se utilizarán: 3/8”, 1¼”, 2½”, 3½”, 5”, 7” y 9”. Todas las cañerías deberán estar de acuerdo con las clases indicadas en la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías de cada proyecto en particular. Las cañerías enterradas no podrán tener un diámetro inferior a 2”. Con excepción de las tomas de instrumentación, el diámetro mínimo para cañerías aéreas o en parrones de cañerías será de 2”; este diámetro se puede reducir hasta


B054-4171-CD-CA-01-R0

28

3/4” cuando la longitud no es mayor de 6,0 m., por ejemplo, cuando se conecta a trampas de aire, estaciones de mangueras o tramos similares. 7.8

Dimensionamiento de Cañerías

7.8.1 Criterios generales Todas las cañerías, válvulas y fittings deberán cumplir con las últimas revisiones de la "Especificación Técnica de Materiales de Cañerías y el dimensionamiento deberá estar acorde a lo indicado en la "Especificación Técnica de Cañerías por Servicio. En los diseños de los tendidos de cañerías deben aplicarse las mejores prácticas de la ingeniería, tomando en consideración igualmente los aspectos económicos, es decir, se deberán considerar los criterios técnicos de diseño sin perder de vista aspectos que digan relación con minimizar el costo de inversión y operacional de las instalaciones que se proyecten. Los caudales de diseño serán aquellos indicados en los Diagramas de Flujo de proceso. Los caudales de diseño no especificados en los Diagramas de Flujo, será aquellos especificados en el Criterio de Diseño de Proceso. Las dimensiones de cañerías para líquidos limpios, sin sólidos, se determinarán con velocidades bajas para diámetros pequeños, incrementándose proporcionalmente para diámetros mayores. Las cañerías de servicios serán calculadas de manera que la pérdida de carga no haga caer la presión por debajo de la atmosférica en ningún punto del trazado. Los ramales serán diseñados en función de la presión disponible. Cuando la velocidad basada en la pérdida de carga exceda el máximo permitido, o cuando el exceso de presión sea objetable, se instalará un elemento de restricción de flujo cuyo diámetro se definirá de acuerdo a las velocidades máximas permitidas. Para flujos gravitacionales en fluidos de proceso, la velocidad a través de la cañería no debe sobrepasar los 3,5 m/s. Otros casos deberán ser debidamente justificados. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

29

Para cañerías bombeadas de PLS, la velocidad estará en el rango de 1,8 m/s a 2,6 m/s. Las excepciones deberán ser debidamente justificadas. 7.8.2 Cañerías de Agua Los diámetros de las cañerías de agua de servicio se determinarán de modo que la presión, en el extremo más alejado de la red, considerando un flujo pleno en dicho ramal, sea a lo menos igual a la presión mínima exigida en el sistema. Las instalaciones de cañerías de agua serán dimensionadas empleando los siguientes criterios de velocidad: Tipo de Servicio

Velocidad (m/s)

Servicio general

1,2 a 3,0

Succión de bombas y cañerías de drenaje

1,2 a 2,1

Los criterios de velocidad indicados deben ser usados como recomendación general. Velocidades fuera del rango especificado, pueden también ser aceptadas, pero deberán ser analizadas caso a caso. Las pérdidas de carga por fricción podrán ser calculadas por la formula de DarcyWeisbach y ecuación de Colebrook (o gráfico de Moody) o la fórmula empírica de Hazen-Williams (ver Criterio de Diseño Hidráulico Corporativo DCCVP-000-VCPGI00000-CRTCA02-0000-002). Los puntos altos de líneas principales deberán poseer un venteo para eliminar el aire atrapado.


B054-4171-CD-CA-01-R0

30

7.8.3 Cañerías de Pulpa El tipo de escurrimiento podrá ser del tipo gravitacional (acueducto) o en presión. Los sistemas gravitacionales de conducción de pulpas deberán evitar al máximo el escurrimiento a sección completa de la cañería, en especial la formación de sifones. El dimensionamiento de los sistemas de conducción deberá contemplar una fluctuación de flujo sobre el balance metalúrgico, en los porcentajes positivos y negativos que indique la disciplina de Procesos. Las cañerías que transportan pulpa serán diseñadas de acuerdo con la norma ASME B31.11 y con un mínimo de cambios de dirección con el fin de reducir la abrasión y posibilidad de embancamiento. En el caso de pendientes adversas superiores al 2%, las velocidades de escurrimiento deberán ser un 10% mayores que las velocidades de sedimentación calculadas con la expresión de Durand. En el caso de pendientes adversas entre 0 y 2% el factor será de 5%. Las cañerías de pulpa deberán tener diámetros tales que permitan mantener una velocidad de operación 10% superior a la velocidad crítica calculada. La velocidad máxima de escurrimiento deberá evitar una abrasión acelerada en el sistema de cañerías. Las cañerías de pulpa deben considerar la instalación de conexiones de flushing para evitar bloqueos y pendientes mínimas de un 1% para drenaje en caso de detención del flujo. En caso de ser necesario drenar la línea de pulpa, se debe considerar que el flujo sea conducido hacia un pozo de drenaje, considerando las medidas ambientales.


B054-4171-CD-CA-01-R0

31

7.8.4 Cañerías de Aire Comprimido Las cañerías de aire comprimido serán dimensionadas de modo que la pérdida de presión no exceda el 10% de la presión inicial, considerando que el caudal entregado en el extremo de la cañería corresponde al flujo pleno. La velocidad máxima admisible dependerá de la presión a la que se encuentre la cañería. Las líneas de aire en general deben tener pendiente y estar provistas de drenajes adecuados. Se deberá instalar válvulas y colectores de agua con drenajes en los puntos bajos de las líneas de aire. 7.8.5 Cañerías de Vapor Las cañerías de vapor serán definidas cuidando que las velocidades de escurrimiento no excedan las velocidades de la Tabla siguiente. Las pérdidas de presión en las cañerías de vapor no deben exceder el 10% de la presión inicial, a flujo pleno. Tipo de servicio

Velocidad (m/s)

Vapor saturado hasta 350 kPa

20 a 30

Vapor saturado de 350 a 1.400 kPa

30 a 50

Vapor sobrecalentado desde 1400 kPa

50 a 75

7.8.6 Cañerías de Ácido Sulfúrico El tendido de las cañerías de acero carbono para el ácido sulfúrico concentrado será hecho con carretes (spools) de 12 metros de largo máximo, de acuerdo a las


B054-4171-CD-CA-01-R0

32

condiciones del terreno, para permitir la rotación de las cañerías en el ciclo de mantención. Para cañerías de ácido sulfúrico, la velocidad máxima se limitará a: 

0,5 m/s para cañerías de acero al carbono.



1,0 m/s para cañerías de acero inoxidable.

En lugares próximos al consumo de ácido se debe contar con duchas de seguridad para la protección del personal. 7.9

Espesor de Pared de Cañerías Para el dimensionamiento se considerará la máxima presión de operación, y las presiones extremas positivas (negativas) en transientes hidráulicos. Se deberá agregar un sobre espesor por corrosión al espesor calculado, el que deberá ser definido según las características del proceso. El espesor de pared para cañería de acero carbono será calculado en conformidad al código ANSI/ASME B31.3, Process Piping, en su última versión. Las cañerías de pulpa deberán diseñarse en conformidad con lo indicado en el código ASME B31.11 y con un sobre espesor por abrasión. El espesor de las cañerías de HDPE y PVC será calculado de acuerdo al código ASME B31.3 en su última versión, dependiendo del servicio y condiciones hidráulicas de trabajo. Fórmulas aplicadas para determinar el espesor a) Fórmula de Barlow (AWWA C200) b) Fórmula adoptada por el código ASME


B054-4171-CD-CA-01-R0

33

La mayoría de los códigos (ASME) requieren la provisión de espesor de pared adicional que está sobre y es más alto que el encontrado para soportar la integridad de la presión. 7.10

Válvulas

7.10.1 Aspectos generales A continuación se exponen las aplicaciones más frecuentes de algunos tipos de válvulas, sin embargo, sólo se debe considerar como una guía general. Para casos especiales, como altas pérdida de carga o condiciones muy abrasivas, se requerirán otras consideraciones. �

�

�

�

Válvula de Bola: se emplea como válvula de corte en líneas de agua y de aire de diámetro 2” y menores. También se puede usar para regular flujos en líneas de agua y aire. Válvula de Compuerta: es usada como válvula de corte en servicios no abrasivos. Válvula de Cono: se emplea como válvula de corte en líneas de pulpa poco abrasivas como lechada de cal. En estos casos, hay que usar válvulas de cono con el orificio del mismo diámetro de la línea (Full Port). Válvulas de Cuchillo: se utiliza como válvula de corte en líneas de pulpa. Se usa preferentemente en la alimentación de ciclones y donde se requiere poco espacio entre caras.

�

Válvula de Diafragma: se emplea como válvula de corte en pulpas abrasivas, se debe usar válvula de diafragma del tipo paso libre (straight-way).

�

Válvula de Globo: se utiliza como válvula de regulación de flujo en servicios no abrasivos.


B054-4171-CD-CA-01-R0

34

�

�

�

Válvula de Mariposa: se puede usar como válvula de corte en agua para diámetro de 3” y mayores. También se usa como válvula de regulación y donde se tiene poco espacio. Válvula Pinch: se usa como válvula de corte o válvula de regulación de flujo en pulpas abrasivas. Válvula Tech-Taylor: se usa para aislar una bomba stand-by de la que está operando, cuando ambas bombas descargan en una tubería única en pulpas abrasivas de granulometría fina. No se recomienda su uso para granulometría gruesa.

Para servicios donde se requiera de válvulas totalmente abiertas o cerradas (on off) se usará válvulas del tipo compuerta, mariposa alto desempeño (high performance), bola, o cono. Con gases, combustibles, aire comprimido y otros servicios donde sea requerido, se usará válvula de cierre hermético. Para servicios con fluidos limpios que requieran regulación de flujo, se usará válvula tipo globo hasta un diámetro de 4”; de tipo mariposa operada con engranaje; para un diámetro de 6” y mayores. Para regulación de aplicaciones con pulpa a baja presión se emplearán válvulas de membrana. No se permitirán válvulas de retención en líneas de pulpa. Se evitará el uso de una válvula tipo ángulo, excepto para el caso de sistemas de protección contra incendio. En sistemas de cañerías para transporte de ácido sulfúrico se usará válvulas del tipo compuerta, quedando estrictamente prohibido el uso de válvulas globo, cono y de mariposa. El uso de actuadores de engranaje, tipo manual con posicionador variable en válvulas, se podrá aplicar desde diámetros mínimos, de acuerdo a lo indicado en la siguiente Tabla:


B054-4171-CD-CA-01-R0

35

Tipo de Válvula

ANSI Clase

Tamaño Nominal

Bola

150 300

4” y mayores 4” y mayores

Compuerta

150 300


150 300


Globo

300

8” y mayores

Mariposa

150

6” y mayores

Cono (Non-Block Bleed)

&

En ningún caso una válvula en la succión de una bomba debe tener menor diámetro que la línea de succión de la bomba. La válvula en la descarga de una bomba no será de un diámetro menor que el de la línea de descarga. El vástago de la válvula, asientos, sellos, y/o empaque serán estándar del fabricante a menos que se especifique otra cosa en las Hojas de Clase de materiales de cañerías. Válvulas de retención tendrán que ser instaladas solamente en una posición designada como horizontal o vertical, según sea aplicable, en la Hoja de Clase de material de cañería. Válvulas de retención que normalmente pueden ser usadas horizontalmente o verticalmente no tendrán una referencia para posicionar. Se colocarán válvulas de retención para minimizar los efectos de "golpe de ariete". Las válvulas de alivio deben estar localizadas en lugares accesibles. En la medida de lo posible, deben estar localizadas en plataformas destinadas además a otros propósitos.


B054-4171-CD-CA-01-R0

36

Las válvulas de alivio situadas a más de 4,5 m (15 pies) del nivel de piso (excepto en parrones) deben ser accesibles desde una plataforma especial o de una escalera fija. Las válvulas de alivio que descargan en sistemas cerrados deben normalmente instalarse a más elevación que el ducto principal colector. No deben haber bolsas en la línea de descarga. Las válvulas deben estar validadas por norma API 591, de modo de garantizar una buena construcción. 7.10.2 Válvulas de Corte Las válvulas de corte de las cañerías deberán ser de igual diámetro que la cañería, a menos que los cálculos justifiquen algo diferente. En ningún caso, una válvula instalada en la línea de aspiración de una bomba será menor que el diámetro de la aspiración de la bomba. Cuando se utilicen válvulas de corte en líneas principales de servicio, éstas deberán ser instaladas en tramos horizontales y de preferencia en puntos altos, de modo que la línea pueda drenar en ambas direcciones desde la válvula. Las válvulas de corte instaladas en las derivaciones de cañerías principales, deberán ser instaladas lo más cerca de la línea principal y deberán cumplir con la especificación de presión y temperatura de la línea matriz. Toda válvula de corte ubicada en una línea principal y de alta presión (2758 kPa o 400 psi) deberá tener incorporado un sistema de bloqueo (lock out) con candado. 7.10.3 Válvulas de Control La instalación de válvulas de control deberá ser evaluada de acuerdo al servicio. Cuando las válvulas de control sean del tamaño de la línea donde están instaladas, las válvulas de corte de esa línea deberán tener el mismo tamaño. Cuando las válvulas de control sean de menor tamaño que la línea donde están instaladas, se Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

37

deberán realizar estudios de pérdidas de carga y donde sea posible, las válvulas de corte deberán ser del mismo tamaño que las válvulas de control. Las válvulas de control deberán tener una derivación o” by pass”, para dejarlas fuera de servicio con el sistema de operación, siempre que la detención de la línea afecte la producción en forma importante. El tamaño de las válvulas de los “by pass” serán calculados para tener un coeficiente de flujo (Cv) al menos igual al de la válvula de control totalmente abierta. Las válvulas del “by pass” serán del tipo que permitan regulación, según el servicio, fluido y clase de material, de acuerdo a la especificación de materiales. En las cañerías instaladas aguas abajo de las válvulas de control no se harán reducciones de tamaño. Las válvulas de control deben ser accesibles desde el piso o de plataformas. En general deben instalarse cerca de instrumentos o indicadores que muestren las variables controladas por las válvulas. Se deberá dejar holgura entre el punto inferior de una válvula de control y el piso, plataforma o terreno, para permitir el desmontaje del tapón y del vástago de la válvula. 7.11

Cambios de Dirección Los cambios de dirección en las cañerías de acero se efectuarán con piezas estándares de unión (fittings) o curvas. Se preferirán los codos con extremos para soldar de tope a las curvas (bends). Las curvas se utilizarán en cañerías de transporte de sólidos y de pulpas. Los codos soldados de tope serán del tipo radio largo excepto cuando se indique el uso de codos radio corto por razones de espacio. El uso de codos de reducción será limitado al caso de instalaciones que, por razones de espacio, no permitan el uso de un codo normal más una reducción soldada de tope.


B054-4171-CD-CA-01-R0

38

Se podrán usar codos mitre siempre y cuando sean verificados y cumplan con el código ASME B31.3 párrafo 304.2. Para las cañerías de ácido sulfúrico no se permitirá el uso de codos tipo mitrados. Cuando no se utilicen codos fabricados en taller, las cañerías podrán ser curvadas en terreno. En dicho caso, las curvas de cañerías tendrán un radio mínimo de curvatura igual a 5 veces el diámetro nominal de la cañería, excepto si hay una anotación en los planos. Si el espacio no permite el uso de curvas de 5 diámetros podrán utilizarse curvas comerciales de 3 diámetros. Los codos mitre de una soldadura podrán ser utilizados en cañerías de gran diámetro a la entrada de compresores. Los codos mitre de múltiples soldaduras podrán ser usados en cañerías de servicio de baja presión, venteos auxiliares y cañerías de antorcha. 7.12

Conexiones

7.12.1 Conexiones de Ramales o Derivaciones El diseño y uso de ramales soldados, estará de acuerdo a los requerimientos del código ASME B31.3 y la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías. El diseño y uso de arranques de conexiones soldadas serán conformes a la Tabla de arranques asociada con las clases de materiales de cañerías individuales que se indiquen en las Especificaciones Técnicas de Materiales de Cañerías específicas de cada proyecto. Cuando se esperen vibraciones, las uniones serán soldadas de tope, o bien, tipo soquete, dependiendo del diámetro, las válvulas serán con flange. No serán aceptadas las uniones roscadas.


B054-4171-CD-CA-01-R0

39

Todos los ramales de cañerías deberán contar con válvulas de corte lo más cerca posible de la matriz donde se origina el ramal y estará de acuerdo con la especificación de materiales correspondiente a la línea matriz. No se utilizarán cañerías menores de 3/4", excepto en las conexiones de instrumentos, cañerías con vapor, conexiones de aire para las válvulas de control y las conexiones existentes en los equipos. Los arranques en cañerías para aire comprimido serán tomados desde el tope (TOP) de las cañerías matrices horizontales en dirección ascendente. En todos los servicios líquidos los arranques serán tomados desde la parte inferior (BOP) de la cañería matriz orientados hacia abajo, donde sea práctico. El arranque de una línea que tiene flujo intermitente y sujeto a depósito de sólidos o cristalización será ruteada en dirección ascendente. Se utilizarán conexiones tipo Weldolets o Sockolets en las conexiones de derivación de 1½" y menores, cuando éstas provengan de una línea principal de gran diámetro. La utilización de sistemas de cañerías totalmente soldadas reduce la accesibilidad para mantención e inspección. Los sistemas de cañerías deben contemplar un número suficiente de bridas y uniones para facilitar su mantención e inspección. 7.12.2 Conexiones Roscadas En cañerías de tamaño menor a 2½” se podrán emplear conexiones roscadas, previa aprobación de Ingeniería del proyecto, con el propósito de facilitar el ensamble y desmontaje. Deberán cumplir con el código ASME B1.20 y se considerarán espacios libres adecuados para la instalación y el retiro de equipos y válvulas roscadas, sin necesidad de tener que desamblarlos. Las conexiones roscadas no serán permitidas en los servicios que involucran hidrocarburos y vapor a alta presión, excepto en los siguientes casos: �

Manómetros roscados.

�

Cuerpo de medidores de conexiones roscadas.


B054-4171-CD-CA-01-R0

40

�

Válvulas de seguridad de pequeño diámetro.

�

Equipos cuyas conexiones sólo sean de tipo roscado. Se contemplará en estos casos la soldadura de sellado.

�

Las conexiones a las bridas de placas orificio, que deben contemplar la soldadura de sello.

�

Cuando se requiera específicamente una unión roscada y esto es aceptable según los códigos.

7.12.3 Piezas de Conexión (Fittings) y Flanges No se permitirá el uso de medias coplas. Las piezas de conexión roscadas serán de fierro maleable según ASME B16.3, Clase 150. Se podrán usar tees de reducción siempre que el diámetro del arranque sea hasta dos diámetros menor que el de la cañería principal. Cuando se use deberá ser indicada en los planos. Los tipos de flanges a usar están indicados en las diferentes Clases de Material de la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías. El diámetro interior de los flanges con cuello (welding neck) deberá estar de acuerdo con el diámetro interior de las cañerías donde serán soldados. El flange de acero carbono a unir con flange ANSI Clase 125 de fierro fundido, o plástico, será ANSI Clase 150 de cara plana con empaquetadura de cara completa. Un flange de acero carbono que deba ser unido a un flange ANSI Clase 250 de fierro fundido, será ANSI Clase 300, cara con resalte. Se preferirá una pieza de conexión forjado de acero sobre una de acero fundido; una conexión de acero fundido para soldar deberá ser considerado sólo en caso que se tenga ventajas económicas apreciables y además cumpla con la especificación. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

41

Está prohibido dejar un extremo muerto permanente en cañerías de hidrocarburos y para servicios corrosivos. La ubicación de todos los flanges ciegos debe ser indicada en el P&ID. Se usarán uniones del tipo Victaulic en conducciones de pulpa, donde se requiera una instalación y desmontaje rápido. 7.13

Empaquetaduras Empaquetadura de composición sin asbesto conveniente para el fluido transportado, de 1,6 mm (1/16 pulgada) de espesor para flange de hasta 12" de diámetro y de 3,2 mm (1/8 pulgada) de espesor para flange sobre 12" de diámetro, será usado para temperaturas de hasta 260 °C (500 °F), en flanges d e cara con resalte. En flanges ASME Clase 125 unidos a válvulas de fierro fundido o bombas con cuerpos de fierro fundido, se usarán empaquetaduras de cara completa de elastómero de 3,2 mm. (1/8”) de espesor. En flanges de fierro fundido ASME Clase 250 se usarán empaquetaduras tipo anillo, de 1,6 mm (1/16 pulgada) de espesor. Para el manejo de ácido sulfúrico se usarán empaquetaduras de teflón de calidad certificada, no se aceptará material reciclado. En naves de electro obtención podrán emplearse empaquetaduras de teflón, vitón o nitrilo de calidad certificada, quedando prohibido el uso de material EPDM en ésta área.

7.14

Cañerías para Disposición de Instrumentos Los ramales para disposición de instrumentos trazados por terreno, serán provistos de una válvula de corte accesible adyacente a la matriz. Los arranques para indicadores de presión serán soldados a la matriz, el diámetro será de ¾”, con válvula de corte del tipo bola.


B054-4171-CD-CA-01-R0

42

Los arranques de aire de instrumentos deberán ser derivados hacia arriba desde la matriz. 7.15

Cañerías de Bombas y Compresores Las cañerías de aspiración y descarga de bombas y compresores deberán soportarse adecuadamente de tal manera que las cargas transmitidas a los equipos sean mínimas. Durante la puesta en marcha se deberán instalar filtros temporales en las cañerías de aspiración de las bombas. Los filtros deberán ser instalados entre la válvula de corte y la bomba y el diseño de cañerías deberá considerar un fácil acceso para el montaje y desmontaje de los filtros y para limpieza e inspección. Se deberán proporcionar indicadores visuales de caudal en los sistemas cerrados de agua de enfriamiento de la prensa estopa de bombas y de las camisas de compresores. Las cañerías de descarga de bombas recíprocas y de compresores deberán considerarse como cañerías de servicio pulsante. Se deberá tener especial cuidado con la clasificación de las válvulas y de las piezas estándares de conexión en estas cañerías. Las bombas de desplazamiento positivo serán provistas con una válvula de alivio de capacidad total ubicada entre la descarga de la bomba y la primera válvula de corte. La descarga de la válvula de alivio se enviará a la fuente de alimentación de la bomba y no a la succión de la bomba. En los condensadores, las bombas centrífugas que transportan el condensado, serán equipadas con uno o dos venteos, los que se deberán conectar directamente al condensador. Las cañerías de succión elevadas serán diseñadas de modo que drenen hacia la bomba.


B054-4171-CD-CA-01-R0

43

Las válvulas de corte ubicadas en la succión y la descarga de las bombas se instalarán lo más cerca posible de las boquillas o flanges de las bombas. Las bombas para servicios múltiples tendrán válvulas de corte ubicadas en un manifold elevado, salvo que ello sea impracticable por su tamaño. Las bombas para servicios individuales tendrán válvulas en la cañería de descarga cerca de su boquilla o flange. Cuando dos o más bombas centrífugas tengan un manifold común de descarga, se instalará una válvula de retención en la descarga de cada bomba. Asimismo se instalará una válvula de retención en la descarga de las bombas centrífugas cuando la presión en el lado de descarga sea continua y pueda hacer que la bomba gire en sentido contrario; la válvula de retención deberá ubicarse entre la bomba y la válvula de corte. Cuando el tamaño de la línea de descarga no permita instalar válvulas de corte junto a la válvula de retención, ella deberá ser instalada en tramos elevados. Todas las válvulas de retención deberán contar con indicación de dirección de flujo. Todas las cañerías de succión de las bombas centrífugas deberán ser diseñadas e instaladas de acuerdo a las recomendaciones del Hydraulics Institute. Las reducciones serán instaladas junto a las boquillas usando reducciones excéntricas con la parte plana hacia arriba para succiones de soluciones limpias que no transporten o tengan sólidos, y se instalarán reducciones excéntricas con el lado plano hacia abajo en el caso de pulpas. En los puntos bajos de las succiones y descargas de bombas se incorporarán drenajes con válvulas y los derrames serán conducidos a puntos de evacuación específicos evitando contaminar el medio ambiente. En las aplicaciones de bajas presiones serán consideradas juntas flexibles de goma en la succión y la descarga. Para casos especiales, podrán efectuarse desviaciones de lo indicado anteriormente y mostrarse en los planos de cañerías y Especificaciones. En todas las cañerías de descarga de bombas se instalarán conexiones para manómetros, los que deberán ser instalados entre la bomba y la primera válvula. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

44

Cuando se bombea pulpa espumosa se debe dar especial importancia al diseño de las cañerías de succión de la bomba. Las válvulas de retención no son recomendables en las cañerías de transporte de pulpa. Válvulas de retención del tipo Tech-Taylor pueden usarse en cañerías de pulpa de partículas finas (tamaño menor que 100 mesh). Las líneas de succión de las bombas que deban ser largas y con codos en su trayectoria, deberán ser diseñadas de modo que entre el codo más cercano a la bomba y esta última, exista un tramo recto de al menos cinco (5) diámetros nominales de la cañería.


B054-4171-CD-CA-01-R0

45

8.

INSTALACIÓN Y MONTAJE

8.1

General Ruteo de cañerías. Las cañerías serán de preferencia distribuidas sobre nivel o en forma aérea sin interrumpir el acceso. Se debe evitar la instalación de cañerías de proceso enterradas. Las recomendaciones contenidas en la norma ASTM D2321 en su última revisión deberán ser utilizadas en cañerías de plástico enterradas.

8.2

Cañerías

8.2.1 Cañerías de Vapor Los arranques desde una matriz de vapor deberán efectuarse en el tope de ésta y deberán llevar una válvula de compuerta embridada en la conexión a la matriz. La matriz de vapor deberá instalarse con una pendiente mínima de 1:1000 en la dirección del flujo. En todos los puntos bajos de una cañería de vapor deberán instalarse trampas de vapor. Las trampas de vapor estarán provistas de válvula de prueba, filtro y válvula de retención. Los arranques de vapor estarán provistos de válvulas dobles, de corte y de purga. Estarán equipados además de una válvula de retención contra el aceite o los vapores de aceite. Los arranques de vapor tendrán un diámetro mínimo de 1”. Las cañerías de alta temperatura deben ser verificadas por fatiga excesiva.


B054-4171-CD-CA-01-R0

46

8.2.2 Cañerías de Pulpa Las cañerías de pulpa deberán ser montadas y soportadas de manera de facilitar su desmantelamiento y mantención. Tramos rectos de cañerías serán acoplados con uniones que permitan la rotación de las cañerías. Siempre que sea posible, el ruteo de las cañerías debe ser lo más recto posible de un equipo a otro, minimizando el uso de curvas. Los cambios de dirección deben ser hechos con curvas 5R y 3R en casos especiales de espacio reducido. El uso de mangueras también es posible. Las cañerías de pulpa a presión deben dimensionarse con el objeto de mantener velocidades que se sitúen entre 1,50 y 2,10 m/s (promedio 1,80 m/s), considerando siempre que esta velocidad supere a lo menos en un 10 % a la velocidad de sedimentación. Las cañerías gravitacionales de pulpa deben instalarse con pendientes en la dirección del flujo. Las pendientes deben ser las mostradas en los planos, y no deberían ser inferior a 1%.Se considerarán conexiones para drenaje en los puntos bajos, a fin de evacuar la pulpa. Los puntos de incorporación de agua para limpieza o flushing deben ser de un tamaño mínimo de 25 mm. Las cañerías de pulpa no deben tener obstrucciones tales como bridas de orificio, válvulas de estrangulamiento o válvulas de retención. Cuando se utilizan dos bombas, una operando y la otra en espera, la disposición de cañerías debe ser en "Y". Las válvulas de corte deberán localizarse cercanas a la pieza de conexión en "Y", de manera de prevenir el embancamiento en el tramo de cañería sin operar, y será provista con conexiones para agua de lavado y drenaje. No deben utilizarse válvulas de tipo compuerta o de tipo globo en las cañerías de transporte de pulpa.


B054-4171-CD-CA-01-R0

47

Se utilizarán válvulas del tipo "pinch" con camisa de goma, para regulación de flujo en pulpas abrasivas con un porcentaje de sólidos mayor que el 20%. Se usarán válvulas de cono con orificio del mismo diámetro de la línea, para servicio de corte. Las cañerías de succión de las bombas de pulpa no utilizarán válvulas del tipo "pinch" con camisa de goma. 8.2.3 Sistemas de Anillos de Lechada Cal Todas las líneas deben tener una pendiente mínima de un 2%, de modo de permitir el drenaje. Los radios de las curvas deben ser 5R Los ramales de un anillo de lechada de cal deben colocarse en dirección ascendente. Se debe considerar el uso de coplas tipo Victaulic en zonas de mayor riesgo de bloqueo para su rápido desarme. Estos sistemas también deben considerar puntos de flushing y venteos en puntos altos y drenajes en puntos bajos. 8.2.4 Cañerías de Servicio Deberán instalarse estaciones de servicio de aire y agua, espaciadas a un máximo de 25 m, de acuerdo a requerimientos operacionales y de mantención, en todos los edificios de proceso de la planta. Colectores de sedimentos provistos de válvulas de purga serán instalados en todos los puntos bajos y puntos terminales de las cañerías de aire. Las derivaciones de las cañerías de servicio deberán llevar válvulas de bloqueo en la conexión a la matriz, y válvulas de corte en las estaciones de servicio. Estas válvulas deben ser fácilmente accesibles o deben ser operadas mediante cadenas. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

48

Las matrices de agua de servicio y aire de planta se dispondrán de manera que se permita instalar estaciones de mangueras para agua y aire a distancias de aproximadamente 50 m a lo largo de las correas transportadoras. Las cañerías de alimentación de agua a las estaciones de mangueras serán como mínimo de 25 mm (1”) de diámetro, las de aire de 19 mm (3/4”) y contarán con una válvula de corte en la estación. Las mangueras serán de al menos 15 m de largo con acoplamientos del tipo rápidos. Se deberá proveer un soporte o carrete para el almacenamiento de las mangueras. Todos los ramales en cañerías de aire deberán salir por la parte superior de las matrices. Se deberán dejar conexiones para drenaje en todas las cañerías aéreas de líquidos, de manera que éstas puedan ser drenadas totalmente, teniendo presente que los derrames líquidos no deben contaminar el medio ambiente. 8.2.5 Cañerías Enterradas Las cañerías de acero carbono enterradas deberán ser protegidas contra la corrosión exterior usando revestimiento en base a cintas autoadhesivas que se aplican embobinando sobre la cañería. El revestimiento está constituido por un adhesivo impermeable en base a caucho butilo y un respaldo de polietileno de gran resistencia química y mecánica, dependiendo del diámetro y condiciones de operación se hará una aplicación manual o con máquina. La aplicación del revestimiento será según las siguientes normas: �

AWWA C-214 Tape Coating System for the Exterior of Steel Pipelines

�

AWWA C-209 Cold Applied Tape Coatings for Special Sections, Connections, and Fittings for Steel Pipelines.

�

SSPC VIS-1 Pictorial Surface Preparation Standards for Painting Steel Surfaces


B054-4171-CD-CA-01-R0

49

�

DIN 30670 Polyethylene Coating of Steel Tubing for Gas and Water Supply

El sistema de protección deberá ser aplicado en taller. Para las uniones soldadas entre cañerías se aplicará en terreno, después de las pruebas hidráulicas, un revestimiento en base a mantas y revestimientos termocontraibles de polietileno y adhesivos termoplásticos. De verificarse la existencia de corrientes eléctricas parásitas, deben eliminarse. Si las corrientes parásitas no pueden eliminarse o desviarse, la tubería debe protegerse mediante la conexión eléctrica de todas las juntas e instalando conexiones metálicas a tierra directas y de baja resistencia. O bien protegerlas empleando métodos catódicos imponiendo una corriente eléctrica continua a partir de un ánodo galvánico a la tubería enterrada. En muchos casos la protección catódica es más económica que la pintura, el recubrimiento o la envoltura. Todas las cañerías bajo presión con uniones tipo enchufe, uniones mecánicas, o coplas, excepto cañerías de drenajes, deberán ser ancladas con bloques de hormigón en los finales o términos de recorridos rectos y en los cambios de dirección. Se deberá evitar el uso de uniones mecánicas de fijación en la instalación de grifos y válvulas contra incendio, para eliminar los bloques de anclaje en los grifos terminales. Se deberá evitar el uso de cañerías que puedan ser dañadas por las deflexiones. Se deberá considerar la salinidad del terreno y el riesgo de socavación ante eventuales filtraciones. Se evitará el uso de uniones roscadas en cañerías enterradas; las cañerías de acero de diámetros menores deberían ser soldadas y en cañerías de HDPE se preferirán uniones por termofusión para diámetros mayores a 63 mm y por electrofusión para diámetros menores. Cuando las cañerías están enterradas, se deberá dejar un mínimo de 1,2 m de relleno sobre el tope de la cañería. Cualquier línea enterrada no debe tener uniones con flanges en el tramo. Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

50

Para cañerías de diámetro 12” y menores que crucen por caminos o áreas donde puedan producirse cargas concentradas, se usarán camisas hechas de cañerías de acero o culverts estándares. Las cañerías mayores, enterradas con un metro veinte de relleno sobre ellas no necesitan protección. Acceso a válvulas: Todas las válvulas enterradas deben ser ubicadas en cámaras. 8.2.6 Sistemas de Cañerías para Servicio de Productos Corrosivos Las cañerías que contengan productos corrosivos o peligrosos deberán ser protegidas con camisas cuando pasan sobre áreas de tráfico y áreas con materiales peligrosos. Así mismo, cañerías enterradas requerirán un sistema de contención secundaria con sistema de detección de fuga para evitar contaminar el medio ambiente. Las cañerías no deberán pasar por áreas donde posibles pérdidas puedan causar reacciones con los materiales presentes en el área circundante produciendo gases tóxicos, sin la provisión de poner un detector de derrames y un contenedor de los mismos. Los sistemas de cañerías que contienen líquidos corrosivos o productos peligrosos, deben ser autodrenantes. En las conducciones de soluciones y de ácido sulfúrico se deberán considerar sistemas de canalizaciones de derrames hacia piscinas de almacenamiento y posterior drenaje. Las conexiones de ventilación y drenaje previstas para pruebas hidrostáticas deben ser bloqueadas una vez completadas las pruebas. Las cañerías de ácido llevarán canaleta de protección revestida con materiales antiácidos contra derrames. Las cañerías serán soportadas. La canaleta para la instalación de cañerías con ácido sulfúrico no deberá ser usada con otros servicios en forma simultánea.


B054-4171-CD-CA-01-R0

51

Todas las uniones flangeadas en cañerías de ácido deberán llevar cubiertas protectoras del tipo removibles para prevenir fugas debido a fallas en las empaquetaduras que dañen las instalaciones cercanas o a personas. 8.2.7 Cañerías de Combustibles Los sistemas de cañerías de gas deben estar en conformidad con la norma ANSI Z21.30 "Standard for the Installation of Gas Appliances and Gas Piping" y con la norma NFPA Standard 54. Las instalaciones de gas licuado estarán conformes con la norma NFPA NE 30 y 58 "Standard for the Storage and Handling of Liquified Petroleum Gases". Las instalaciones de fuel oil deberán estar en conformidad con las normas NFPA Standards 30, 31 y 395. Los sistemas de combustibles serán diseñados de acuerdo con las normas SEC (Superintendencia de Electricidad y Combustibles) y los siguientes decretos: �

�

�

Decreto Supremo Nº 90 – “Reglamento de Seguridad para el Almacenamiento, Refinación, Transporte y Expendio al Público de Combustibles Líquidos Derivados del Petróleo”. Decreto Supremo Nº 379 – “Reglamento sobre Requisitos Mínimos de Seguridad para el Almacenamiento y Manipulación de Combustibles Líquidos Derivados del Petróleo Destinados a Consumos Propios”. Norma Corporativa Codelco NCC20

8.2.8 Camisas de Protección de Cañerías Las cañerías que atraviesan paredes, pisos y techos deben pasar a través de una camisa de protección, como se indica: Pisos: Las camisas deberán ser de cañerías estándar ancladas al piso. La parte inferior de la camisa debe estar a nivel de la superficie, y la parte superior debe Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

52

proyectarse 75 mm sobre el nivel del piso terminado. La camisa debe dimensionarse de modo que permita un espacio de 25 mm con la superficie externa de la cañería o de la aislación. Techos de acero, concreto o compuestos: Las camisas de cañerías de venteo sobre 70 ºC que atraviesan techos deben ser de acero galvanizado de 3 mm de espesor. Las camisas deben ser fijadas al techo y selladas en conformidad a las recomendaciones del Fabricante de cubrejuntas. Las cañerías de venteo hasta 70 ºC se fijarán directamente al techo y selladas. Las cañerías de venteo de 3” de diámetro mayores deben estar provistas de un toldo contra la lluvia. Muralla de hormigón o de bloques: Las cañerías que pasan a través de murallas de hormigón o de bloques, sobre el nivel del piso, deben hacerlo a través de una camisa insertada en el muro. El diámetro de la camisa debe ser de un diámetro nominal mayor que el diámetro de la cañería o de la aislación. Considerar 25 mm de holgura en el radio. Las aberturas para las cañerías que atraviesan muros exteriores deben estar provistas de defensas contra la lluvia. Las cañerías de cañerías pueden atravesar verticalmente pavimentos y deben ser protegidas contra la corrosión en el punto de contacto de la cañería con el pavimento. Todas las cañerías hasta 12" cuyo trazado pase bajo caminos donde puedan haber cargas excesivas, deberán llevar una camisa de protección fabricada de cañería de acero o cañería estándar corrugada. El diámetro de la camisa deberá ser dos diámetros nominales, mayor que el diámetro de la cañería que se quiere proteger, excepto que la distancia mínima entre la cañería y la camisa debe ser de 40 mm. La camisa deberá protegerse exteriormente contra la corrosión. 8.2.9 Traceado Las cañerías de vapor usadas para el traceado deben ser de acero al carbono o de cobre.


B054-4171-CD-CA-01-R0

53

Aplicaciones especiales deben ser acordadas con Codelco. Las cañerías de un diámetro igual o menor a 4" deberán llevar 1 línea de traceado. Las cañerías de un diámetro igual o superior a 6" llevarán 2 cañerías de traceado espaciadas 30º hacia cada lado de la parte inferior de la cañería. Las cañerías usadas en el traceado formarán un circuito continuo entre su conexión a la matriz y el sistema de purga automática. En cada sección de línea de traceado debe usarse una trampa de vapor. Para su suportación, las cañerías de traceado no deberán ir soldadas a la cañería de proceso. Las cañerías de traceado serán del tipo construcción soldada o del tipo tubo y pieza de conexión, utilizando principalmente curvas (bends) y un mínimo de piezas de conexión. Cuando se requiera el traceado de cañerías se deberá evaluar el traceado con vapor versus el traceado eléctrico, y será consultado para determinar su preferencia. 8.3

Venteos y Drenajes Los puntos altos de las cañerías serán provistos con conexiones para venteo. Estas conexiones deberán ser ubicadas en posiciones de fácil acceso junto a plataformas o elementos estructurales. En los abastecimientos de agua, para eliminar el aire atrapado en los puntos altos se debe considerar un venteo manual. En caso de zonas lejanas a lugares de operación, se usarán ventosas automáticas. Los venteos de cañerías de proceso serán automáticos, se podrá usar válvulas de venteo del tipo aerocinéticas de doble efecto. Los venteos para las puesta en marcha de cañerías serán manuales y una vez terminado el proceso de pruebas, los venteos serán cerrados con tapones, flanges ciegos o bien conectados a una línea de evacuación. En todos los puntos bajos del sistema de cañerías deberán incorporarse drenajes. Los puntos de drenajes deberán ser incorporados en cada lugar donde se pueda


B054-4171-CD-CA-01-R0 B054-4171-CD-CA-01-R0

54

acumular líquido durante la operación o limpieza aguas arriba de una válvula de control o de corte. Todos los drenajes descargando a embudos abiertos, deberán terminar a una distancia máxima de 50 mm sobre el borde del embudo. Las descargas de los venteos o drenajes instalados en las cañerías de ácido sulfúrico concentrado o diluido, deberán ser canalizadas con cañerías de acero inoxidable a pozos o piscinas revestidas con plásticos antiácidos especialmente diseñados para este efecto. Se debe evitar en todos los diseños la contaminación del medio ambiente. En el caso de líneas de pulpa, se debe incorporar conexiones para flushing en los puntos altos para facilitar el drenaje de todos los sólidos y drenajes de 2” en los puntos bajos. También se debe colocarse puntos de flushing y drenaje en las succiones y descargas de bombas y en todos aquellos puntos donde exista la posibilidad de un bloqueo en la línea. Se deberán considerar válvulas de drenaje en lo siguientes casos: �

En las cañerías para vapor, ácido o productos productos cáusticos cáusticos aguas arriba arriba de válvulas de control.

�

Arriba de válvulas de bloqueo y de retención en cañerías verticales de vapor, ácido o productos cáusticos.

Los tamaños mínimos para venteos y drenajes estarán de acuerdo a las siguientes tablas: Tamaños Mínimos para Venteo

Cañerías

1/2”

1/2” a 12”

3/4”

14” a 18”


B054-4171-CD-CA-01-R0 B054-4171-CD-CA-01-R0

55

1”

20” y mayores

Tamaños Mínimos para Drenajes

Cañerías

1/2”

1/2” a 1”

1½”

4” a 6”

2”

8” a 12”

3”

14” a 16”

4”

18” a 20”

6”

24” y mayores

Las válvulas de control equipadas con by-pass deben estar provistas de conexiones de drenaje con válvulas. Estos drenajes se instalarán aguas arriba y aguas abajo de la válvula de control, entre ésta y las válvulas de corte. Se deberá tener en cuenta el tipo de fluido al momento de definir los tipos y materiales de venteo y drenajes, ya que pueden generarse incrustaciones que producen la falla y deficiente operación del sistema. Lo anterior también debe llevar a definir la mantenibilidad del sistema. Se debe indicar en los P&ID la ubicación de los venteos, drenajes, puntos de soplado y flushing, requeridos durante la operación.

8.4

Filtros Se proporcionarán filtros temporales del tipo cónico en las cañerías de succión de bombas para ser utilizadas durante la puesta en marcha. Las cañerías serán instaladas de manera de facilitar la remoción del filtro temporal. Estos filtros deben ser indicados en los P&ID.


B054-4171-CD-CA-01-R0 B054-4171-CD-CA-01-R0

56

Se usarán filtros permanentes del tipo "Y" en las cañerías de succión de bombas de hasta 2", con conexión roscada y de encaje. Se proporcionarán filtros temporales del tipo canastillo, los que se localizarán lo más próximo posible a las bridas de succión de los compresores centrífugos, para ser utilizados durante la puesta en marcha. Las cañerías serán instaladas de manera de facilitar la remoción del filtro. 8.5

Instrumentos en Línea A partir del diseño del sistema de cañerías se deberá definir apropiadamente la necesidad de incorporar instrumentos de control de presión y temperatura. Los termopozos para la instalación de los sensores de temperatura, las termocuplas y los indicadores de temperatura localizados a menos de 4,5 m del nivel de piso, deben ser accesibles desde el piso o desde una escalera portátil. Los que estén localizados en parrones serán accesible desde una escalera portátil. Los instrumentos localizados a más de 4,5 m serán accesibles desde una plataforma o desde una escalera fija. Los indicadores de temperatura serán visibles desde el piso, escalera o plataforma. En general, el acceso a todo instrumento elevado debe contar con una plataforma de servicio que garantice la seguridad del operador o mantenedor. Los instrumentos instalados en cañerías que contienen fluidos sometidos a presiones estáticas o enfriamiento, deben ser protegidos mediante el uso de trazadores de calor (heat tracing) o con otros sistemas de aplicación de calor. El diseño de sistemas de cañerías para instrumentos en cañerías que contengan fluidos peligrosos, debe considerar necesariamente el diseño e instalación de drenajes para los trabajos de mantenimiento. El fluido debe ser drenado a estanques o depósitos de forma de evitar cualquier riesgo de contacto con personas y además no contaminar el medio ambiente


B054-4171-CD-CA-01-R0

57

9.

AISLACIÓN DE CAÑERÍAS

9.1

General Todas las cañerías cuya superficie tenga una temperatura superior a 80 °C deberán ser diseñadas con aislación a menos que se especifique lo contrario o el diseño indique que se tiene que liberar la energía térmica. Las cañerías cuya superficie tenga una temperatura igual o superior a los 60 °C deberán tener una aislación de espesor suficiente para prevenir daño al personal, siempre que estén: �

A una altura menor de 2.100 mm sobre el piso, plataforma o pasarela.

�

A una distancia horizontal menor de 600 mm del borde de un pasillo o plataforma donde una persona pueda circular o trabajar.

Se aplicará una protección para evitar el congelamiento en cañerías exteriores cuya temperatura superficial sea inferior a 2 C. Las cañerías de agua instaladas en áreas templadas y húmedas deberán ser aisladas para evitar la condensación en su superficie, a menos que se especifique lo contrario. 9.2

Materiales de Aislación Los materiales a emplear como aislantes, su instalación e inspección deberán cumplir con algunas de las siguientes normas en su última versión: ASTM C168

Standard Terminology Relating to Thermal Insulation

ASTM C302

Standard Test Method for Density and Dimensions of Preformed Pipe-Covering-Type Thermal Insulation


B054-4171-CD-CA-01-R0

58

ASTM C335-03a

Standard Test Method for Steady-State Heat Transfer Properties of Horizontal Pipe Insulation

ASTM C335-05ae1 Standard Test Method for Steady-State Heat Transfer Properties of Pipe Insulation ASTM C447

Standard Practice for Estimating the Temperature of Thermal Insulations

ASTM C 449

Standard Specification for Mineral Fiber Hydraulic-Setting Thermal Insulating and Finishing Cement

ASTM C 533

Standard Specification for Calcium Silicate Block and Pipe Thermal Insulation

ASTM C 534

Standard Specification for Preformed Flexible Elastomeric Cellular Thermal Insulation in Sheet and Tubular Form

ASTM C 547

Standard Specification for Mineral Fiber Pipe Insulation

ASTM C 552

Standard Specification for Cellular Glass Thermal Insulation

ASTM C 578

Standard Specification for Rigid, Cellular Polystyrene Thermal Insulation

ASTM C 591

Standard Specification for Unfaced Preformed Rigid Cellular Polyisocyanurate Thermal Insulation

ASTM C592

Standard Specification for Mineral Fiber Blanket Insulation and Blanket-Type Pipe Insulation (Metal-Mesh Covered)(Ind. Type)

ASTM C 610

Standard Specification for Molded Expanded Perlite Block and Pipe Thermal Insulation

ASTM C 612

Standard Specification for Mineral Fiber Block and Board Thermal Insulation


Maximum Use

B054-4171-CD-CA-01-R0

59

9.3

ASTM C 647

Standard Guide to Properties and Tests of Mastics and Coating Finishes for Thermal Insulation

ASTM C 921

Standard Practice for Determining the Properties of Jacketing Materials for Thermal Insulation

ASTM C 1126

Standard Specification for Faced or Unfaced Rigid Cellular Phenolic Thermal Insulation

NFPA 274

Standard Test Method to Evaluate Fire Performance Characteristics of Pipe Insulation

SSPC SP-1

Surface Preparation Specification Nº 1, Solvent Cleaning.

Diseño Las cañerías que requieran aislación serán identificadas en los documentos de ingeniería tales como: Diagramas P&ID, Isométricos, Planos de Disposición, Especificación Técnica de Materiales. La relación del material y el cálculo de espesor de la aislación deberá basarse en la temperatura normal del fluido, y las condiciones exteriores. Los materiales para aislación deben ser efectivamente no conductores del calor y deberán ser capaces de soportar las temperaturas extremas de trabajo a las que estarán sometidas. Como regla general, al seleccionar un tipo de aislación deberá tenerse en consideración su necesidad de remoción para mantenimiento como es el caso de cañerías adyacentes a bombas, intercambiadores de calor, válvulas de control, instrumentos, etc., y su exposición a maltrato. La aislación adyacente a flanges sin aislar deben tener una holgura de un largo de perno +20 mm, para permitir la remoción de pernos y tuercas. Las orillas biseladas se deben terminar con cemento aislante. Este requerimiento se debe extender a todas las piezas que requieren frecuente remoción.


B054-4171-CD-CA-01-R0

60

Se deberán instalar chaquetas de acero inoxidable en cañerías aisladas, que estarán montadas en zonas de ambiente corrosivo. Esto incluirá las cañerías aisladas en áreas de estanques. Las juntas de cierre circunferencial en todas las cañerías, verticales y horizontales, exteriores e interiores deberán ser del tipo auto sellado, o bien deberán ser selladas con alguna masilla que impida la entrada de agua. Los traslapos horizontales descendentes que sean del tipo auto sellado no requerirán sellos adicionales. Los traslapos verticales longitudinales en cañerías exteriores deberán ser sellados para proteger la aislación del viento y eventuales lluvias. Los traslapos longitudinales auto sellados para cañerías interiores y exteriores deberán ser de a lo menos 75 mm y no requerirán ser calafateados. En cañerías que operen con temperaturas superiores a 370

C,

se deberán

considerar juntas para absorber los movimientos de expansión cada 6,5 metros en los tramos rectos donde no se tenga una interrupción en su cubierta. Donde las cañerías aisladas atraviesen murallas, pisos, parrillas de piso, se deberán instalar bandas protectoras de acero inoxidable 150 mm mas allá de la pasada, excepto sobre los pisos en que la extensión mínima deberá ser de 300 mm. La aislación de cañerías para protección por congelamiento se extenderá un mínimo de 75 mm dentro del edificio para prevenir congelamiento en la pasada del muro. La aislación de cañerías verticales de gran longitud, se deberán soportar, para prevenir deslizamiento, por medio de collares metálicos con proyección horizontal 10 mm menos que el espesor de aislación Las camisas y aislación en cañerías en cañerías verticales extensas deberán ser enzunchadas exteriormente en el punto medio entre juntas de cierre.


B054-4171-CD-CA-01-R0

61

9.4

Espesores de Aislación Cuando se requiera conserva energía calórica y no se tenga una indicación específica, los sistemas de cañerías se aislarán de acuerdo a la siguiente guía. Espesor de Aislación (mm) Servicio

Rango Temp. (°C)

Tamaño Nominal de la Cañería (pulg.) ½- 2

2½ - 6

8 - 12

Sobre 12

Refrigerante

-18 - 0

38

50

50

50

Agua enfriada

1 - 10

25

25

38

50

Anti condensación

11 - 32

25

25

38

50

Agua caliente

33 - 100

25

25

38

38

Vapor a baja presión

101 - 120

25

25

38

38

Vapor a media presión

121 - 205

25

38

50

50

Vapor alta presión

206 - 315

38

63

75

75

El espesor de la aislación en cañerías enterradas deberá ser a lo menos 13 mm superior a los valores indicados en la tabla. Cuando se requiera una aislación de cañerías para protección de personal y no se tiene una indicación expresa, se podrá usar la siguiente guía para este propósito.


B054-4171-CD-CA-01-R0

62

Espesor de Aislación (mm) Hasta 100 °C

100 °C a 150 °C

150 °C a 200 °C

1" y menores

25

25

25

1½" y mayores

25

25

40

Diámetro

A menos que se estipule algo diferente las siguientes conexiones, válvulas y accesorios deberán tener aislación, según se indica en la tabla siguiente. Componentes

Temperatura (°C) 60 a 100

101 a 200

Sobre 201

Codos

Si

Si

Si

Te

Si

Si

Si

Reducciones

Si

Si

Si

Válvulas

No

Si

Si

Uniones

No

No

Si

Bridas

No

No

Si

Trampas

No

No

Si

Filtros

No

No

Si


B054-4171-CD-CA-01-R0

63

10.

REVESTIMIENTOS INTERIORES DE CAÑERÍAS

10.1

General Para evitar la corrosión en líneas de agua y el desgaste por abrasión en líneas de pulpa, comúnmente se usan revestimientos.

10.2

Tipos de revestimientos En tabla 7.1 se indican los tipos de revestimientos y usos. En la elección del revestimiento, se debe considerar el costo y la vida útil. Material de Revestimiento

Uso

Norma Aplicable

Servicio Recomendable

Epóxico

Corrosión

AWWA C210

Agua fresca y potable

Polietileno

Corrosión

ASTM D 1248

Agua fresca y potable

Goma

Abrasión

ASTM D 2240 (dureza shore A 45+-5)

Pulpas

ASTM D 412 (elongación mín. 400%)

Neopreno

Abrasión

Pulpas

Poliuretano

Abrasión

Pulpas


B054-4171-CD-CA-01-R0

64

11.

PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS Los sistema de cañerías para protección contra incendios deberán ser realizadas de acuerdo a las últimas versiones de Normas y Reglamentos Chilenos aplicables, a las normas Codelco aplicables y a los códigos NFPA, entre las que se destacan los siguientes: NFPA 11

Standard Systems

NFPA 13

Standard for the Installation of Sprinkler Systems

NFPA 14

Standard for the Installation of Standpipe and

on

Foam

Extinguishing

Hose Systems NFPA 15

Standard for Water Spray Fixed Systems – 2001

NFPA 16

Standard for Deluge Foam – Water Sprinkler and Sprays Systems

NFPA 16A

Recommended Installation of

Practice

for

the

Closed Head Foam – Water Sprinkler Systems NFPA 24


Standard for Private Fire Service Mains and Their

B054-4171-CD-CA-01-R0

65

Appurtenances NFPA 72

National Fire Alarm Code

NFPA 231

Standard for General Storage, Indoor

NFPA 231C

Standard for Sprinkler Protection for Rack Storage of Materials

NFPA 2001

Clean Agent Fire Extinguishing Systems

DCCVCP-000-VCPGI00000-ESPCA02-0000-002

Especificación Técnica Identificación de Cañerías VCP Codelco

La selección del tipo y clase de cañerías que serán usadas en un sistema contra incendios, deberá considerar la máxima presión de trabajo disponible, de acuerdo a las alturas de los sistemas de bombeo con válvula de descarga cerrada, los cambios de elevación y las diferentes fuentes disponibles de presión. Las cañerías enterradas deberán soportar una presión de trabajo mínima de 1.034 kPa (150 psi). Las cañerías de sistemas de grifos deberán ser diseñadas para una presión no inferior a 1.207 kPa (175 psi). Las válvulas de control de presión de los sistemas contra incendio deberán ser suministradas, probadas y calibradas por empresas de reconocido prestigio. Adicionalmente, el ajuste de las válvulas deberá ser controlado en forma programada para asegurar que se tendrá la presión suficiente que asegurará la adecuada operación del sistema contra incendio. Los sistemas de rociadores, interruptores de flujo, válvulas de alarma son normalmente probados para 1.207 kPa, por lo que deberán evitarse presiones Criterios de Diseño Piping Ingeniería Básica Proyecto Modernización Refinería CODELCO – División Ventanas

B054-4171-CD-CA-01-R0

66

mayores. Cuando por requerimientos de diseño se tengan presiones superiores a las indicadas, se deberán instalar válvulas de control de presión para proteger la operación de los diferentes componentes del sistema. Las matrices de la red de incendio para cada edificio serán diseñadas para cubrir las necesidades de agua en cualquier área donde se registre un evento. El criterio de diseño estará basado en el funcionamiento simultáneo de dos gabinetes de mangueras y el sistema de rociadores más desfavorable. El caudal de diseño total será la suma de estos dos gastos. La determinación de la reserva de agua para incendio se calculará para dos horas de funcionamiento La demanda hidráulica de un sistema de cañerías con rociadores deberá ser determinada de acuerdo al tipo de construcción, clasificación de acuerdo a su uso, y naturaleza de los combustibles que podrían estar presentes, en concordancia con los requerimientos de la NFPA. Los sistemas contra incendio de tipo húmedo deberán incorporar una válvula de alarma, un detector de flujo o presión, una conexión de prueba y drenaje, y una alarma motor de agua. Además deberán contar con manómetros en la entrada y salida de la válvula de alarma. La válvula de corte del sistema deberá ser monitoreada e indicar en la central de incendios cuando no se encuentre completamente abierta. Los gabinetes de mangueras serán del Tipo Húmedo, Clase II, de acuerdo a NFPA 14. Estarán equipados con caja de protección con puerta metálica, rack abatible de manguera, válvula ángulo de 1½”, 30 m de manguera de 1½” y pitón ajustable desde chorro directo a neblina y corte. Los sistemas de diluvio deberán incorporar una válvula de diluvio, un detector de flujo o presión, una conexión de prueba y drenaje, y una alarma motor de agua, además se deberá contar con manómetros en la entrada y salida de la válvula de diluvio. Los rociadores para este sistema deberán ser del tipo abierto.


B054-4171-CD-CA-01-R0

67

El sistema contra incendio deberá contar con un sistema de drenaje para evacuar el agua de todas las cañerías. El diseño hidráulico de los sistemas de diluvio, los materiales, layout e instalación deberán estar de acuerdo con NFPA 13 y 15. Se deberá mantener la mínima presión de operación en el punto de descarga de los rociadores, para asegurar el flujo de agua y su distribución del riego por aspersión. La presión de descarga mínima en cualquier rociador de acuerdo a la NFPA 13, debe ser de 49 kPa (7 psi). Todos los componentes de los sistemas contra incendio que no puedan ser mantenidos en forma constante sobre los 4ºC, deberán ser protegidos del congelamiento. Como en los sistemas contra incendio no existe circulación de agua, todos los componentes expuestos a bajas temperaturas deberán ser protegidos con cajas, envueltos con aislantes, sistemas de calentamiento eléctrico (heat tracing) u otros.


B054-4171-CD-CA-01-R0

68

12.

PROTECCIÓN PERSONAL Es primordial considerar la seguridad personal durante la construcción y el diseño de instalación de cañerías en la Planta para su operación y mantención. Así, las duchas de emergencia, lavado de ojos y válvulas diluvio deben ser localizadas para maximizar su efectividad en cualquier circunstancia Deberán instalarse lavadores de ojos y duchas de emergencia en las áreas donde los operadores estén sujetos a emanaciones o derrames peligrosos, como ácido, productos cáusticos, etc. Estos accesorios deberán estar indicados en los P&ID's. Deberán protegerse las cañerías sin aislación, al igual que los equipos que operen a temperaturas que excedan los 60 ºC (140 ºF) y que constituyan un peligro para los operadores durante las operaciones normales de rutina.


B054-4171-CD-CA-01-R0

69

13.

PINTURAS El tratamiento superficial y pintura de los equipos y materiales de Piping, será realizado de acuerdo con la última edición de “Steel Structures Painting Council” (SSPC), la cual será complementada por los esquemas de pinturas establecidos por DVEN. El tipo de pintura, espesor y cantidad de manos, será el adecuado para cada equipo/material, según las condiciones propias de operación. Deberá considerarse las condiciones ambientales referenciadas en el capítulo N°4 de los presentes criterios. Alternativamente, se aceptarán los métodos de tratamiento superficial y pintura estándares del fabricante de los equipos/materiales, una vez que se haya comprobado que son adecuados para las condiciones de instalación y funcionamiento. Para asegurar la calidad requerida, se solicitará al proveedor una copia de su procedimiento o especificación estándar junto con la oferta, para su evaluación.


B054-4171-CD-CA-01-R0

70

14.

INSPECCIONES Y PRUEBAS Se aceptarán los procedimientos de Inspección y Pruebas estándares del fabricante en la generalidad de los casos, con excepción de equipos principales de proceso o salvo indicación contraria, donde se desea establecer un nivel mínimo, que asegure al Cliente los aspectos de calidad en materiales de fabricación y productividad. En todos los casos, el procedimiento estándar del fabricante deberá ser incluido con la oferta del equipo o material para su verificación. Pruebas en fábrica incluirán la verificación funcional de los equipos y materiales, cuando sea posible y necesario.


B054-4171-CD-CA-01-R0

71

15.

EMBALAJE Y TRANSPORTE Todos los componentes de un mismo suministro serán adecuadamente marcados con el número del equipo (TAG) y la Orden de Compra, consecuentemente con la Lista de Embarque correspondiente. Los conjuntos desarmados para embarque deberán tener marcas o guías de alineación para su armado en terreno. En general, el embalaje y la protección superficial serán certificadas para transporte marítimo. De igual forma para el transporte terrestre y/o prolongado almacenaje en terreno. Mientras sea posible, el suministro deberá adecuarse a las condiciones de embalaje y transporte normales, que para este proyecto quedan definidas como sigue: •

Ancho Máximo:

3,0 m

•

Altura Máxima:

3,0 m

•

Longitud Máxima:

12,0 m

•

Peso Máximo:

30 toneladas métricas

Si por razones de diseño es necesario exceder los valores anteriores, se deberán considerar las restricciones establecidas por la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas de Chile. Cualquier excepción a lo anterior, deberá ser propuesta al Cliente para aprobación, en todo caso, el peso y tamaño de la pieza más pesada estará limitada al espacio libre y al equipo de levante disponible en la zona de instalación.


B054-4171-CD-CA-01-R0

72

ANEXO 1:

ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE CAÑERÍAS


B054-4171-CD-CA-01-R0

73

ANEXO 2:

DISTANCIAS RECOMENDADAS ENTRE SOPORTES DE CAÑERÍAS

A2.1 Guía de Diseño para Espaciamiento Máximo Permitido para Cañerías de Acero Carbono sobre Parrón de Cañerías


B054-4171-CD-CA-01-R0

74

A2.2 Guía de Diseño para Espaciamiento Distinto a Parrón de Cañerías Para obtener el espaciamiento de otras configuraciones de cañerías, multiplique el máximo espaciamiento permitido, tabulado en Página anterior por el factor de reducción Kr como se muestra abajo.

Factor de Reducción “Kr”

A2.2 Guía de Diseño para Espaciamiento Distinto a Parrón de Cañerías Para obtener el espaciamiento de otras configuraciones de cañerías, multiplique el máximo espaciamiento permitido, tabulado en Página anterior por el factor de reducción Kr como se muestra abajo.

Factor de Reducción “Kr”


B054-4171-CD-CA-01-R0

75

A2.3 Guía de Diseño para Espaciamiento Máximo Permitido para Cañerías HDPE PE-100 (PN6 y PN10) sobre Parrón de Cañerías ESPACIAMIENTO ENTRE SOPORTES - CAÑERIA HDP

Notas 1. La tabla se construyó considerando la cañería apoyada en más de dos puntos con un contenido de densidad 1 000 kg/m3 para agua y 1 600 kg/m3 para pulpa. 2. La temperatura del fluido se consideró 20 ºC. 3. La flecha máxima admisible es de 5 mm en el centro del vano. 4. Las propiedades de HDPE PECC 100 son: Módulo de elasticidad 14000 kg/cm2 , densidad 961 kg/m3 5. Para temperaturas superiores a 20 ºC aplicar el siguiente factor de corrección:


B054-4171-CD-CA-01-R0

76

67

CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE CODELCO – CHILE

CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS

67


CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0 REVISIÓN 0

SGP-GI-CA-CDI-001

VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS GERENCIA DE INGENIERÍA

VIGENCIA 31 DE MARZO DEL 2008 Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI-001 en el Escritorio de la VCP .

Fecha Impresión 31/03/2008


SISTEMA DE GESTIÓN DE PROYECTOS CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0 Desarrollado por: R.Gutiérrez U. N.Cortés M./J.Canto F.

Firma

rea Cañerías / Diseño de Plantas Mecánica / Diseño de Plantas

Validado por: J. Canto F. B. Lertora D.

Firma

rea Mecánica / Diseño de Plantas Gerencia Ingeniería

Aprobado por:

Cargo Vicepresidente Corporativo de Proyectos

Fernando Vivanco G.

Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI-001 en el Escritorio de la VCP .

Firma

Fecha 31/03/08




CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Este documento anula y reemplaza a: VCP-GI-IB0-DCC2006-CA018-Rev.0

0 B A

Rev.

31/03/2008 10/01/2008 20/12/2007

Ingeniería Aprobació n Coordinaci ón Interna

Fecha

Emitido para

R. Gutiérrez U. R. Gutiérrez U. R. Gutiérrez U.

Orig.

J. Canto F. J. Canto F. J. Canto F.

JMD

Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .

B. Lertora D. B. Lertora D.

GI

F. Vivanco G.

VCP


CODELCO CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS

GERENCIA DE INGENIER A CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 2 de 65

PREFACIO El presente criterio de diseño de cañerías se emite en cumplimiento del mandato de la Vicepresidencia Corporativa de Proyectos de Codelco – Chile de elaborar un conjunto de documentos técnicos que, organizados de una manera sistemática y accesible, constituyan un marco de referencia general para la ejecución de los diseños de ingeniería de los proyectos que desarrolle la Corporación a partir de 2006. Este criterio se sustenta en tres bases. La primera son las normas técnicas que regulan las condiciones de diseño y uso de los equipos y materiales ,la segunda son las instalaciones existentes en las distintas divisiones de la Corporación y la tercera es la amplia experiencia y lecciones aprendidas dentro de la Corporación en la selección, compra, uso y mantenimiento de equipos y materiales. La presente versión de este criterio con una nueva codificación reemplaza a la versión anterior cuyo código corresponde a: VCP-GI-IB0-DCC2006-CA018-Rev.0. Este criterio de diseño es general y debe entenderse como un estándar mínimo, en consideración a que no puede ser exhaustivo debido a la gran cantidad de combinaciones de requerimientos, especificidades y detalles que se pueden presentar en los distintos proyectos y a la gran variedad de condiciones ambientales y disposición del terreno de cada una de las divisiones de la Corporación, desde Chuquicamata en la Segunda Región hasta Sewell en la Sexta. Por lo tanto, en caso de requerirse, el presente criterio puede ser ampliado en cada Proyecto, por medio de un documento complementario, que agregue y precise los detalles y aspectos que sean necesarios. En una próxima revisión se espera incorporar una parte importante de los detalles de diseño, que pueden ser incluidos en este criterio general, en la medida en que han llegado a ser estándares para todas las instalaciones de la Corporación. Finalmente, los redactores manifiestan su agradecimiento a los ingenieros de contrapartida que se desempeñan en los proyectos de la Corporación, quienes hicieron numerosas observaciones en las revisiones preliminares, las cuales, en distintos sentidos, contribuyeron en una magnitud importante a que este documento pueda salir a la luz mejor integrado para ser una herramienta útil en su objetivo de servir a la Corporación y a la comunidad que participa en los proyectos corporativos. También se agradece a los distintos representantes, integradores y fabricantes de sistemas, equipos y materiales por su valioso aporte de información y experiencia. NOTA : Este criterio de diseño puede ser modificado sólo con la aprobación del Líder Funcional de la Disciplina Diseño de Planta y del Gerente Funcional de Ingeniería, y la autorización del Vicepresidente Corporativo de Proyectos de Codelco-Chile. Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .




Página 3 de 65

INDICE PREFACIO...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 2 1 ALCANCE ........................................................................................................... 5 2 ESTANDARES ESTANDARES Y PERMISOS ............................................................................. 5 3 DEFINICIONES DEFINICIONES ................................................................................................... 6 3.1 Cañerías ó Piping............................................................................................... 6 3.2 P&ID (Diagramas de Cañerías e Instrumentación) Instrumentación) .......................................... 7 3.3 Especificación Especificación Técnica de Materiales de Cañerías ......................................... 7 3.4 Especificación Especificación Técnica de Cañerías por Servicio Servicio ........................................... 7 3.5 Sistema de Cañerías.......................................................................................... 7 3.6 Planos ................................................................................................................. 7 3.7 Plano de Disposición Disposición de Cañerías.................................................................... 7 3.8 Plano de Detalle ................................................................................................. 7 3.9 Plano Estándar................................................................................................... 8 3.10 Plano Certificado ............................................................................................... 8 3.11 Memoria de Cálculo ........................................................................................... 8 3.12 Plano Como Construido (as built) .................................................................... 8 3.13 Listados .............................................................................................................. 8 3.14 Propietario.......................................................................................................... 8 3.15 Mandante ............................................................................................................ 8 3.16 Diseñador ........................................................................................................... 9 3.17 Fabricante........................................................................................................... 9 4 DISEÑO Y DISPOSICIÓN DISPOSICIÓN GENERAL GENERAL DE CAÑERÍAS ........................................ 9 4.1 General ............................................................................................................... 9 4.2 Flexibilidad Flexibilidad (Diseño) ........................................................................................ 12 4.3 Espacios Libres ............................................................................................... 14 4.4 Accesibilidad Accesibilidad.................................................................................................... 15 4.5 Erosión y Corrosión.................................................... Corrosión......................................................................................... ..................................... 16 4.6 Soportes y Anclajes Anclajes ......................................................................................... 18 4.6.1 Criterios de Diseño Diseño .......................................................................................... 18 4.6.2 Espaciamiento Espaciamiento entre Soportes........................................................................ 20 4.6.3 Parrones de Cañerías Cañerías ...................................................................................... 22 4.7 Diámetros de Cañerías .................................................................................... 23 4.8 Dimensionamiento Dimensionamiento de Cañerías ...................................................................... 23 4.8.1 Criterios Generales.......................................................................................... 23 4.8.2 Cañerías de Agua Agua............................................................................................. 24 4.8.3 Cañerías de Pulpa Pulpa ............................................................................................ 25 4.8.4 Cañerías de Aire Aire Comprimido Comprimido ......................................................................... 25 4.8.5 Cañerías de Vapor ........................................................................................... 26 4.8.6 Cañerías de Acido Acido Sulfúrico Sulfúrico ........................................................................... 26 4.9 Espesor de Pared de Cañerías........................................................................ 26 4.10 Válvulas ............................................................................................................ 28 4.10.1 Aspectos Generales ........................................................................................ 28 4.10.2 Válvulas de Corte ............................................................................................. 30 4.10.3 Válvulas de Control ......................................................................................... 31 4.11 Cambios de Dirección ..................................................................................... 32 Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .




Página 4 de 65

4.12 Conexiones ...................................................................................................... 32 4.12.1 Conexiones de Ramales o Derivaciones Derivaciones ........................................................ 32 4.12.2 Conexiones Roscadas ..................................................................................... 34 34 4.12.3 Piezas de Conexión (Fittings) y Flanges ........................................................ 34 4.13 Empaquetaduras Empaquetaduras .............................................................................................. 35 4.14 Cañerías para Disposició Disposición n de Instrumentos.................................................. 35 4.15 Cañerías de Bombas Bombas y Compresores Compresores ............................................................. 36 5 CRITERIOS DE DISEÑO RELATIVOS RELATIVOS A LA INSTALACIÓN ........................... 37 5.1 General ............................................................................................................. 37 5.2 Cañerías............................................................................................................ Cañerías............................................................................................................ 38 5.2.1 Cañerías de Vapor ........................................................................................... 38 5.2.2 Cañerías de Pulpa Pulpa ............................................................................................ 38 5.2.3 Cañerías de Servicio Servicio........................................................................................ 39 5.2.4 Cañerías Enterradas Enterradas ........................................................................................ 40 5.2.5 Sistemas de Cañerías para Servicio de Productos Corrosivos ............ ...... ............ .......... 41 5.2.6 Cañerías de Combustibles Combustibles .............................................................................. 42 5.2.7 Camisas de Protección Protección de Cañerías Cañerías............................................................... 42 5.2.8 Traceado Traceado ........................................................................................................... 43 5.3 Venteos y Drenajes .......................................................................................... 44 5.4 Filtros................................................................................................................ 45 5.5 Instrumentos en Línea..................................................................................... 46 6 AISLACIÓN DE CAÑERÍAS.............................................................................. 46 6.1 General ............................................................................................................. 46 6.2 Materiales de Aislación Aislación ................................................................................... 47 6.3 Diseño............................................................................................................... 48 6.4 Espesores Espesores de Aislación Aislación ................................................................................... 49 7 ESTANQUES ESTANQUES .................................................................................................... 51 7.1 Sistemas de Almacenamiento Almacenamiento de Agua.......................................................... 51 8 PROTECCIÓN PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS .............................................................. 51 9 PROTECCIÓN PROTECCIÓN PERSONAL PERSONAL .............................................................................. 54 10 PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIENTOS A UTILIZAR EN PLANOS Y EN DISEÑO ........................ 54 10.1 Planos de Cañerías.......................................................................................... 54 10.2 Marcas de Identificación Identificación ................................................................................. 54 10.3 Símbolos..................................................................... Símbolos........................................................................................................... ...................................... 54 10.4 Lista de Cañerías ............................................................................................. 54 10.5 Lista de Materiales........................................................................................... 55 10.6 Lista de Válvulas Válvulas .............................................................................................. 55 10.7 Lista de Soportes............................................................................................. 55 10.8 Dibujos Isométricos Isométricos ......................................................................................... 55 11 ANEXO 1 ESPACIAMIENTO ESPACIAMIENTO MINIMO ENTRE CAÑERÍAS ............................. 56 12 ANEXO 2 DISTANCIAS RECOMENDADAS ENTRE SOPORTES CAÑERÍAS 57 12.1 Guia de Diseño para para Espaciamiento Máx. Permitido Cañerías de Acero Acero .... 57 12.2 Bases de Diseño: ............................................................................................. 57 12.3 Guía de Diseño para para Espaciamiento Distinto a Parrón de Cañerias ............ ...... ...... 59 12.4 Guía de Diseño para Espaciamiento Máximo Permitido para Cañerías ....... ...... . 60 13 ANEXO ANEX O 3 ABREVIACIONES ABREVIACIONES COMUNMENTE COMUNMENTE EMPLEADAS ........................... 62 Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .



1


Página 5 de 65

ALCANCE Estos Criterios de Diseño cubren el diseño de sistemas de cañerías, la disposición de equipos, el trazado de cañerías y los procedimientos a emplear en la preparación de planos para instalaciones de proceso de minerales, plantas químicas e instalaciones similares en proyectos a realizarse para Codelco-Chile. Además estos Criterios de Diseño deberán ser usados en instalaciones, equipos y/o sistemas de cañerías existentes, en los cuales se ejecuten trabajos como cambios en sus ruteos, cambios de materiales y soportación, cambios en las condiciones de diseño como flujo, presión, temperatura, tipo de fluido, condiciones ambientales y otros. Se excluyen del alcance de este documento, los sistemas de alcantarillados y los sistemas de agua potable de edificios.

2

ESTANDARES Y PERMISOS •

Los trabajos de de cañerías se ejecutarán de acuerdo con los requerimientos de las Normas Chilenas Oficiales (NCh).

•

Los temas no cubiertos por estas normas deberán regirse por la última última edición de los siguientes códigos, estándares y especificaciones:

ANSI API ASME ASTM AWS AWWA CGA DIN FM HI ISA

American National Standards Institute Code for Pressure Piping, ANSI B31. American Petroleum Institute Standards American Society of Mechanical Engineers American Society for Testing and Materials American Welding Society American Water Works Association Inc Compressed Gas Association Deutsche Industrie Normen Factory Mutual Engineering Division Recommended Practices Hydraulic Institute Instrument Society of America




MSHA MSS NCC 24 NCh NFC NFPA NOSA OSHA PPI SEC SSPC TIMA UBC UFC UL


Página 6 de 65

Mine Safety and Health Administration Manufacturer’s Standardization Society of the Valve and Fittings Industry Norma Corporativa NCC 24, “Análisis de Riesgos a las Personas, al Medio Ambiente, a la Comunidad del Entorno y a los Bienes Físicos en Proyectos de la Corporación” Instituto Nacional de Normalización, Chile. National Fire Codes National Fire Protection Association National Occupational Safety Association Occupational Safety & Health Act Plastic Pipe Institute Superintendencia de Electricidad y Combustibles – Chile The Society for Protective Coatings Thermal Insulation Manufacturer Association Uniform Building Code Uniform Fire Code Underwriters Laboratories, Inc. Standards

Si el proyecto estuviese bajo las exigencias de Códigos Municipales y debiera regirse por medidas legales obligatorias, o se requirieren permisos de Agencias de Gobierno, la última edición de tales disposiciones, ordenanzas, decretos o códigos regirán y tal hecho aparecerá indicado en los Planos y Documentos. Los permisos municipales necesarios deberán ser solicitados y obtenidos por Codelco.

3

DEFINICIONES

3.1 Cañerías ó Piping Cuando se refiera a cañerías o piping se entenderá que incluye todas las cañerías, bridas, pernos, empaquetaduras, piezas de conexión (fittings), válvulas, soportes y elementos que comprenden una instalación completa. Las válvulas de control e instrumentos se excluyen de esta especificación.





Página 7 de 65

3.2 P&ID (Diagramas de Cañerías e Instrumentación) Muestran de modo esquemático, pero completo, las cañerías de proceso y de servicio con indicación de sentido de flujo, incluyendo todos los equipos involucrados. Se indican diámetros de cañería, tamaños y tipos de válvulas, válvulas de control, motores, instrumentos y lazos de control. Si existen cañerías que requieran aislación térmica o tracing para calentamiento, este requerimiento debe indicarse en el P&ID. También se muestra la numeración (Tag N°) de todos los equipos involucrados y sus características principales.

3.3 Especificación Técnica de Materiales de Cañerías Documento que establece todos los requerimientos de diseño necesarios para un elemento o un grupo de elementos componentes del sistema. En ella se definen servicios, materiales, y accesorios.

3.4 Especificación Técnica de Cañerías por Servicio Documento que establece todos los requerimientos mínimos de diseño para los diferentes servicios existentes en una planta.

3.5 Sistema de Cañerías Se entiende que comprende el conjunto de cañerías, piezas de conexión, pernos, empaquetaduras, válvulas y todos aquellos elementos que lo constituyen.

3.6 Planos Cuando se refiera a planos, se entenderá que incluyen todos los planos de diseño, planos certificados de proveedores o planos proporcionados por Codelco, u otros, que sean aplicables al proyecto.

3.7 Plano de Disposición de Cañerías Plano que muestra la disposición de las instalaciones (edificios, áreas auxiliares, etc.), de equipos y trazados de los sistemas de cañerías con su ubicación en planta y/o elevaciones, dirección de flujo y localización de válvulas e instrumentos principales, en línea con las cañerías.

3.8 Plano de Detalle Plano que muestra un área en planta y/o elevación a una escala mayor para clarificar detalles de disposición o trazado de cañerías. Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .


GERENCIA DE INGENIER A CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS


DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 8 de 65

3.9 Plano Estándar Plano de diseño de elementos o partes de uso habitual, que han sido desarrollados con la experiencia de la empresa de ingeniería y en general, son soluciones normalmente utilizadas para resolver problemas en el desarrollo del diseño.

3.10 Plano Certificado Plano de ingeniería emitido por el proveedor, que tiene carácter definitivo y final, que contiene información certificada para proceder con los restantes diseños de ingeniería, instalaciones, montajes, pruebas y operaciones productivas del equipo, instalación y/o sistema.

3.11 Memoria de Cálculo Documento de ingeniería que contiene, en forma lógica, clara y sistematizada las operaciones y procedimientos matemáticos que resuelven un determinado problema técnico y/o diseño de ingeniería.

3.12 Plano Como Construido (as built) Plano de ingeniería que contiene toda la información generada durante las etapas de fabricación, construcción, montaje y operación del equipo, instalación y/o sistema, constituyendo una fiel representación y estado de una determinada etapa de su vida útil.

3.13

Listados

Los listados que complementan la información de los planos, estos son los siguientes: − − − −

3.14

Listado de Cañerías que aparecen en los P&ID. Listado de Materiales de Cañerías. Listado de Válvulas. Listado por Fabricantes.

Propietario

Codelco - Chile.

3.15

Mandante

Empresa, agente o compañía encargada por el propietario para desarrollar el proyecto. Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-CDI -001 en el Escritorio de la VCP .



3.16


Página 9 de 65

Diseñador

Empresa autorizada por el Mandante que es responsable por el diseño y preparación de los documentos (planos y especificaciones) del proyecto.

3.17

Fabricante

Empresa que fabrica los materiales, piezas y/o equipos a ser utilizados en la construcción de los proyectos.

4

DISEÑO Y DISPOSICIÓN GENERAL DE CAÑERÍAS

4.1 General •

El diseño de cañerías, su disposición y recorrido, deberá seguir las recomendaciones de éste Criterio de Diseño, especificaciones y planos correspondientes a cada proyecto en particular. Además, cada aplicación deberá cumplir con la sección que corresponda de la última edición del documento “ASME Code for Pressure Piping, B31, ASME B31.3, Process Piping”. Cuando exista una discrepancia en alguna aplicación de éste Criterio de Diseño versus los Códigos u otra instrucción, prevalecerá lo establecido en este Criterio de Diseño.

•

Para el diseño del sistema de cañerías se deberá considerar como datos de entrada al menos los siguientes: el tipo de fluido; el caudal; la presión de entrada y salida requeridos; las temperaturas mínimas y máximas del fluido, y del medio ambiente; la calidad físico química del fluido, así como su concentración, densidad y viscosidad; la variabilidad de las externalidades; se deberá analizar posibles interferencias durante la construcción, puesta en marcha y operación; así como los requisitos de operación; tipo de control necesario y requerimientos de medición de flujo y presión; vida útil; riesgo operacional.

•

También se deberá tener presente al momento del diseño aspectos de mantenibilidad del sistema de cañerías, montaje, reparaciones y reemplazo de piezas y equipos, con el propósito de facilitar la ejecución de estas actividades durante su vida útil.

•

La selección e identificación de la clase de material de la cañería estará basada en las condiciones de diseño de proceso, tipo y características de los fluidos, temperatura y presión de diseño, tolerancias para corrosión u otros. La identificación de los materiales se realizará de acuerdo a la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías de cada proyecto en particular, y deberá estar acorde con la última revisión de esta misma especificación de la VCP.





Página 10 de 65

•

La ubicación de los cambios de clase de material de cañerías será mostrado en los planos “P&ID” y en los planos de “Disposición de Cañerías”.

•

Para cada proceso y/o servicio, el procedimiento de diseño deberá estar en concordancia con la última revisión de la Especificación Técnica de Cañerías por Servicio de la VCP.

•

Una vez que el diseñador determine el diámetro interior de la cañería, deberá determinarse el espesor de pared de ésta, para lo cual en función del tipo de fluido y proceso que se trate, se aplicarán los criterios establecidos en las normas AWWA, ASME B31.1, ASME B31.3 o ASME B31.11.

•

Bajo ninguna circunstancia se instalarán cañerías bajo losas de pisos.

•

Las cañerías se instalarán de preferencia sobre nivel de terreno o en forma aérea. El trazado de cañerías en el interior de edificios será principalmente aéreo. La disposición de cañerías en trincheras o canaletas, túneles o enterradas, dependerá del tipo de fluido a transportar y cuando el trazado sea considerado riesgoso. Las cañerías apoyadas en terreno deberán contar con cama de apoyo de material adecuado.

•

Las cañerías que transportan fluidos peligrosos tales como ácido sulfúrico o soluciones ácidas y se instalen a nivel de terreno, deberán ubicarse en trincheras revestidas con material que impida la filtración hacia el terreno, como por ejemplo, geomembrana de HDPE de al menos 1,5 mm de espesor.

•

Las canaletas o trincheras para cañerías, los túneles para cañerías y las cañerías enterradas sólo deberán ser consideradas como segunda alternativa y serán aceptadas sólo en casos justificados.

•

En sitios cerrados, la cantidad de carretes de cañerías (spools) a instalar serán aumentados al máximo hasta donde sea práctico. Las soldaduras de terreno para cañerías de mayor diámetro deberán ser minimizadas.

•

El material para las cañerías de HDPE estará de acuerdo a la última edición de la Norma ASTM D1248, la densidad del material estará de acuerdo a la última edición de la norma DIN 53479.

•

Para sistemas de cañerías de HDPE PE100, se deberá usar una tensión admisible de 8,0 MPa (Tensión Mínima Requerida a 20°C y para 50 años = 10 MPa). Para sistemas de cañerías de HDPE PE80, se deberá usar una tensión admisible de 6,3 MPa (Tensión Mínima Requerida a 20°C y para 50 años = 8 MPa).

•

Las cañerías de HDPE localizadas en patio de cañerías podrán ser diseñadas con el





Página 11 de 65

mínimo radio de curvatura, según las instrucciones del fabricante y si existe espacio suficiente. •

Durante la puesta en marcha, operación anormal o detención, las presiones y/o temperaturas, pueden sobrepasar temporalmente, los valores de diseño. Las sobre presiones y/o temperaturas deberán concordar con lo aceptado por el Código ASME B31.3, ó B31.1, según sea aplicable. Para las cañerías de HDPE se aplicará el código DIN 8075.

•

Durante cambios ocasionales de presión o de temperatura, o ambas condiciones simultáneamente, la clase de presión o los esfuerzos admisibles de la línea, podrán incrementarse en:  

•

•

33% por no más de 10 horas corridas o 100 horas anuales. 20% por no más de 50 horas corridas o 500 horas anuales.

Los sistemas de cañerías con válvulas de control, deberán ser calculados y diseñados para asegurar que su tamaño, las pérdidas de presión y su configuración, impidan la transmisión de vibración excesiva y el ruido hacia aguas abajo de la válvula. Si se instala una válvula de control, se necesita igualmente una válvula de seguridad.

•

Normalmente, las válvulas de corte y las válvulas de control no deberán ser instaladas en las bocas de salida de los recipientes de presión o de los hornos. Si por alguna razón se instalan válvulas de corte, éstas deberán bloquearse en posición abierta para eliminar la necesidad de válvulas de seguridad.

•

Cuando una línea de una clasificación de presión baja se conecte con una línea o equipo de clasificación de presión superior, la línea de menor clasificación deberá adoptar la clasificación de la línea o equipo de presión superior, incluyendo la primera válvula de corte y la de retención, y eventualmente la segunda válvula de corte cuando se utilizan sistemas de válvulas dobles. Todos los cambios de clase de cañerías deben ser mostrados en los planos de cañerías.

•

El diseño deberá considerar la deformación de las cañerías debido a la expansión y contracción de las cañerías plásticas (HDPE, PVC, CPVC u otros) por efecto de las temperaturas de los fluidos y/o condiciones ambientales. En tendidos de cañerías que se verán afectados por temperaturas, se deberán instalar sistemas de soporte adecuados. Los soportes de cañerías alojadas dentro de canaletas revestidas, deberán dejar espacio para el paso de líquidos de derrame o de drenaje. Este aspecto también deberá ser considerado al momento de la instalación de las cañerías en terreno.

•

El diseño deberá considerar la posibilidad de ocurrencia del fenómeno de golpe de ariete.





Página 12 de 65

Donde sea factible dicho fenómeno, se hará un análisis hidráulico del sistema. Acorde con el resultado de éste análisis, se deberá considerar la aplicación y uso de válvulas de cierre lento, amortiguadores de presión, purgas de líquido, válvulas quiebra vacío, u otros, para reducir el golpe de ariete a límites aceptables, disponiendo además de soportes adecuados. •

Para cerrar extremos muertos de cañerías donde no se contempla ninguna extensión futura, se instalarán tapas gorro soldadas. Cuando una extensión futura es prevista o un drenaje es necesario, las cañerías serán cerradas con flanges ciegos y una válvula. Tapones o tapas gorros roscados y una válvula serán usados en un extremo final roscado a cerrar. La cañería de HDPE será cerrada solamente con flanges ciegos.

•

Las asignaciones de corrosión serán tal como se especifican en las Hojas de Clase de Cañerías de cada proyecto. Por lo general, ninguna asignación de corrosión se requiere para acero inoxidable, HDPE, PVC y cañerías de acero internamente recubiertas.

•

Los medidores de flujo se instalarán con una longitud recta aguas arriba y aguas abajo de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Estas piezas de extensión deben tener el mismo diámetro interior que el medidor de flujo.

4.2 Flexibilidad (Diseño) •

Las provisiones para expansión y valores de tensiones admisibles, permitida en los sistemas de cañerías deberán estar de acuerdo a la última versión de los códigos ASME B31.1 "Power Piping" o ASME B31.3 "Process Piping", incluyendo las adendas. Además, deben estar en conformidad con las limitaciones especificadas en este documento.

•

Para prevenir tensiones excesivas, los sistemas de cañerías se diseñarán dejando provisión para la expansión y contracción térmica, usando curvas, liras de expansión, trazados especiales, y soportación adecuada.

•

En cañerías de acero se realizará análisis de flexibilidad cuando: −

La temperatura del fluido sea mayor que 100 °C, pa ra diámetros entre 4” y 24”.

−

La temperatura del fluido sea mayor que 70 ºC, para diámetros mayores a 24”.

En el caso de cañerías de 3” y menores, no se realizará análisis de flexibilidad y si se estima necesario se empleará algún método simplificado. •

Se deberá asegurar la flexibilidad de los sistemas de cañerías plásticas (CPVC, PVC, HDPE, etc.), debido a la expansión térmica más alta de estos materiales comparados con las cañerías de acero.





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 13 de 65

•

Se podrán usar codos forjados de radio largo, en lugar de curvas cuando estas no sean aplicables. Se deberá minimizar el uso de juntas de expansión para solucionar problemas de expansión térmica.

•

Para las cañerías de HDPE la resistencia a la tensión y elongación se aplicarán según la norma ASTM D638.

•

Se deberán evitar reacciones grandes o momentos de las cañerías en las conexiones de equipos. Los requisitos de conexiones de cañerías entregados por los fabricantes de equipos deberán ser cumplidos durante el montaje.

•

Los sistemas de cañerías de agua deben tener una adecuada flexibilidad para soportar las expansiones térmicas. Los sistemas de agua operando bajo la temperatura de 100 °C y a una presión inferior a los 2.070 kPa (300 psig), se considerarán que tienen una adecuada flexibilidad si cumplen la siguiente condición:

D * y / (L- U) 2

≤

0,03

D * y / (L- U) 2

≤

208,3 (Sistema Internacional de Unidades)

[Sistema Americano de Unidades]

Fuente: ASME B31.1 (2004) Donde:

D L U y

: : : :

Diámetro nominal de la cañería [pulg] Largo de la cañería en el sistema [pulg] Distancia entre soportes rígidos [ft] Dilatación térmica de la cañería [ft]

(mm) (mm) (m) (m)

Si el sistema no cumple esta condición, se debe realizar un análisis detallado de flexibilidad de acuerdo a ANSI/ASME B31.3 y Subsecciones NC y ND (Clases 2 y 3) de la Sección III del ASME Boiler and Pressure Vessel Codes. •

Las curvas o juntas de expansión, deberán ser capaces de expandirse o contraerse 1,5 veces el movimiento esperado y ser capaces de tomar todas las tensiones de trabajo provocadas por la presión y temperatura del líquido transportado, la dilatación de la cañería y los fenómenos transientes asociados.

•

El largo de la junta de expansión debe mantenerse al mínimo, diseñando para deformaciones en frío, antes de la puesta en servicio.

•

Las cañerías aguas abajo y aguas arriba de una junta o curva de expansión, deberán ser





Página 14 de 65

provistas de guías y soportes de manera que garanticen el alineamiento de las cañerías. En las cañerías de descarga de las bombas se recomienda instalar una junta de expansión. •

Donde el espacio lo permita, se podrán usar liras o trazados especiales de cañerías con los cambios de dirección requeridos, usando curvas, como por ejemplo, una curva de expansión del tipo descentrada (offset) podrá emplearse, y todos los diseños deben estar de acuerdo a la norma ASME B31.3.

•

En las cañerías de HDPE se aplicará la última versión del código DIN 8075, “High Density Polyethylene Pipes, General Quality Requirements and Testing”.

•

Se podrá disponer de válvulas de alivio o discos de ruptura para proteger el bloqueo de sistemas de cañerías o parte de éstos, frente a presiones generadas por expansiones térmicas del fluido, según lo requerido por normas y se mostrará en los planos del proyecto.

4.3 Espacios Libres •

Las distancias verticales mínimas desde el piso hasta la parte inferior de las cañerías ubicadas en altura, serán las indicadas a continuación: − − − − − − −

Cruces sobre vías férreas Cruces sobre caminos principales Cruces sobre caminos secundarios Cruces sobre caminos de acceso a edificios Vías de acceso peatonal al interior de edificios Cruces sobre áreas o pasillos entre equipos y bombas Cruces sobre escaleras

7.050 mm 6.400 mm 4.300 mm 3.700 mm 2.200 mm 2.450 mm 2.300 mm

•

Las plataformas y pasillos principales deben tener una distancia lateral libre de 900 mm, para pasillos elevados se usará 750 mm.

•

En trincheras, ruteos de cañerías, etc., el espacio libre entre cañerías no será menos del indicado en la Tabla Nº 1, Anexo 1, de estos Criterios.

•

Las distancias laterales libres en trincheras y parrones de cañerías no deberán ser inferiores a 100 mm de cualquier obstrucción. Los flanges y piezas de conexión de drenaje deben estar a una distancia mínima de 150 mm del piso.

•

Donde sean usadas trincheras, el fondo de la cañería estará situado por lo menos 150 mm sobre el piso de ésta. La separación mínima de un flange será de 100 mm hasta una





Página 15 de 65

plancha de piso o de una rejilla y a 75 mm a una pared de la trinchera. Las cañerías serán ruteadas proporcionando acceso para el drenaje y limpieza hacia fuera. Las trincheras de cañerías también serán diseñadas para servir como filtros de emergencia o para la contención de derrames. •

Para el caso de tuberías de HDPE se debe considerar una separación que permita efectuar el trabajo de termofusión en forma posterior al montaje, así mismo debe permitir la manipulación de las bridas y pernos.

•

Cualquier desviación respecto a las distancias establecidas anteriormente, deberá indicarse en los planos y contar con la aprobación de Ingeniería de la División respectiva.

4.4 Accesibilidad •

Válvulas y cuadros de válvulas de control instalados en altura y bajo terreno, así como en equipos de proceso, deberán ser ubicados de manera que sean accesibles para operación y mantención. Todas las válvulas manuales deberán ser accesibles desde escaleras, plataformas o desde el piso.

•

Para el acceso entre equipos adyacentes, se deberá considerar una distancia libre mínima de 750 mm entre el punto más sobresaliente y cualquier otro elemento. Cuando no se requiera un pasillo de circulación entre unidades adyacentes, se debe considerar un espacio mínimo de 450 mm.

•

Las válvulas de control serán orientadas para que vástagos y volantes no se proyecten sobre plataformas o áreas de paso y los volantes no queden a más altura que 1,5 m sobre el nivel del piso de operación (piso, paso peatonal o plataforma). Ninguna válvula de control será montada debajo de plataformas de acceso.

•

Los pasillos de acceso entre equipos quedarán libres de toda obstrucción. No se deben instalar cañerías a nivel de piso. En estos casos, las cañerías a nivel de piso que crucen un pasillo, serán ubicadas en canaletas o se proveerán rampas para acceso.

•

Cuando un acceso para mantención no es suficiente para el uso de grúa horquilla o equipo similar, se deberá proveer un puente grúa o un monorriel con tecle. Si es inevitable con el diseño y quede alguna cañería obstruyendo el levante de un equipo, se dejará un tramo desmontable de ésta.

•

Se proveerán soportes permanentes para fijar las cañerías adyacentes a secciones, instrumentos o equipos que requieran ser removidos frecuentemente para el mantenimiento.





Página 16 de 65

•

Cuando se requiera instalar un instrumento en una cañería, se deberá considerar un espacio apropiado para su instalación y su acceso para mantenimiento.

•

Toda cañería interior, excepto desagües, serán visibles para inspección. Una adecuada separación será prevista desde las paredes, techos y suelos para permitir soldar. Suficiente espacio será previsto para mantenimiento y trabajos de reparación.

4.5 Erosión y Corrosión •

Es conocido que las cañerías de acero carbono son altamente susceptibles a presentar corrosión y erosión, en cambio las cañerías fabricadas con cromo y molibdeno, y los aceros inoxidables austeníticos tienen aproximadamente 1/10 la corrosión y erosión de una cañería de acero carbono en las mismas condiciones de operación.

•

En general, la asignación de corrosión nominal para acero al carbono en servicios no corrosivos será de 1,6 mm (1/16 pulgada). Las asignaciones de corrosión serán tal como se especifican en las Hojas de Clases de Cañerías.

•

En las cañerías de acero que transportan agua, se debe revisar la velocidad de corrosión, la que está fuertemente influenciada por la cantidad de oxígeno presente y la temperatura del agua. En estos casos, se debe consultar la variación de estos efectos en la selección del espesor la cañería, según las indicaciones de la norma NACE.

•

La geometría del sistema de cañerías juega un rol importante en la mitigación de los efectos de los fenómenos de erosión y corrosión. Altas velocidades, vórtices de flujo, chorros y corrientes de impacto, aumentarán la tasa de disolución de la magnetita y, por lo tanto, aumentará la tasa de erosión y corrosión. Los cambios graduales de sección, tamaño de la cañería y la geometría de los cambios con suaves cambios, variaciones graduales en la velocidad del flujo y además la provisión de ángulos menores en las intersecciones, tendrán efectos benéficos para disminuir los efectos de los fenómenos de erosión y corrosión de cañerías.

•

Los sectores inmediatamente aguas abajo de válvulas y medidores de flujo tipo placa orificio, son frecuentemente propensos a sufrir los efectos de la erosión y corrosión, debido a la formación de vórtices de flujo. Estos sectores serán muy beneficiados si tienen revestimientos de desgaste o si se emplean materiales resistentes a la erosión y corrosión.

•

Las cañerías de fierro fundido resistentes al ácido sulfúrico concentrado (sobre 93%), deberán cumplir las especificaciones de las normas ASTM A-518, Corrosion Resistant High Silicon Iron Castings y ASTM A-861, High Silicon Iron Pipe and Fittings.




CODELCO CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS •

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 17 de 65

Las cañería plásticas, son normalmente resistentes al ácido sulfúrico diluido. Las características de los diferentes materiales plásticos para cañerías deben cumplir las siguientes normas.

Polyvinyl Chloride Pipe (PVC)

ASTM D-1785 ASTM D-2241 ASTM D-2466 ASTM D-2665

Chlorinated Polyvinyl Chloride Pipe (CPVC)

ASTM F-441 ASTM D-2846 ASTM F-439

Polypropylene Pipe (PP) Polyethylene Pipe (PE)

ASTM D-2146

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

ASTM D-2661

ASTM D-2239 ASTM D-2447

Plastic Pipe, Schedules 40, 80 and 120 PVC Plastic Pipe (SDR – PR) PVC Plastic Pipe Fittings, Schedule 40 PVC Drain, Waste and Vent Pipe and Fittings CPVC Plastic Pipe, Schedules 40 and 80 CPVC Pipe, Fittings, Solvent Cements and Adhesives for Potable Hot and Cold Water Systems Socket – Type CPVC Plastic Pipe Fittings, Schedule 80 PP Plastic Pipe and Fittings Schedules 40 and 80 PE Plastic Pipe SDR PE Plastic Pipe, Schedules 40 and 80, DR ABS Plastic Drain, Waste and Vent Pipe and Fittings





Fiberglass Pipe (FRP)

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

ASTM D-3262

Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Sewer Pipe

ASTM D-3517

Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Pressure Pipe Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Sewer and Industrial Pressure Pipe. Standard Specification for Reinforced Plastic Mortar Pipe Fittings for Non pressure Applications Standard Specification for “Fiberglass” (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting Resin) Pipe Joints Using Flexible Elastomeric Seals

ASTM D-3754

ASTM D-3840 ASTM D-4161

•

Página 18 de 65

En caso de requerirse protección catódica para las cañerías de acero, deberá ser mostrada y detallada en los planos, según sea requerido. Los detalles estarán contenidos en planos eléctricos.

4.6 Soportes y Anclajes 4.6.1 Criterios de Diseño •

Los soportes de cañerías, las guías, los colgadores y los anclajes deberán estar de acuerdo con ASME B31.3, con las limitaciones que se indican en este criterio de diseño, y específicamente deben ser diseñados, fabricados y montados en conformidad con la norma ANSI/MSS SP-58, "Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture".

•

En general, los soportes para cañerías de 3” de diámetro y mayores deberán ser diseñados por la ingeniería de cada proyecto. Los soportes para cañerías menores a 3” podrán ser diseñados por terreno.

•

Los sistemas de cañerías serán diseñados para resistir los efectos generados por todas las cargas estáticas y dinámicas impuestas por el peso de la cañería, válvulas, conexiones, juntas de expansión y fluido (densidad del fluido debe ser considerada). Por lo tanto, deberán evaluarse las cargas dinámicas de las cañerías producidas por el momentum del fluido, vibraciones de equipos, las cargas sísmicas según las últimas





Página 19 de 65

versiones de la NCh 2369 y NCh 433, además de las cargas por dilatación térmica según ASME B31.3. Cuando el fluido sea aire y la línea deba ser probada hidrostáticamente, deberá suministrarse soportes temporales en la medida que se requieran. •

Las cargas adicionales impuestas por el viento deberán ser consideradas cuando se diseñen cañerías y ductos de diámetro superior a 24". La velocidad de diseño para el viento será según NCh 432.

•

Las tensiones creadas por todas las cargas impuestas no excederán las tensiones admisibles especificadas por ASME B31.3.

•

Para el cálculo de cargas sobre los soportes, podrá utilizarse simplificaciones como la de considerar las cargas resultantes aplicadas en el punto mas desfavorable, o la carga uniformemente repartida considerando los diámetros de las cañerías iguales al mayor, o en el caso de soportes para cañerías verticales, considerar que todo el peso del tramo está actuando sobre el soporte inferior.

•

Cuando el valor de la carga dinámica no existe o no está disponible, deberá usarse el factor de 1,4 sobre las cargas estáticas para simular el efecto de las cargas dinámicas. Todas las cañerías y sistemas de soporte serán diseñados de manera que las fuerzas y momentos generados debido a la expansión longitudinal, a la presión interna y a los cambios de dirección o fuerzas laterales, transmitan a las estructuras y a los equipos cargas menores que las admisibles.

•

Los soportes y arriostramientos se diseñarán de manera de minimizar la vibración.

•

Las cañerías de líquidos corrosivos y de lodos que operen en forma intermitente y requieran drenaje, deberán tener inclinación o pendiente adecuada desde un extremo a otro. La flecha en la mitad entre dos soportes adyacentes no deberá exceder la elevación del soporte mas bajo, es decir, se evitará la formación de bolsas en su trayectoria.

•

Sistemas de absorción de dilatación (liras de dilatación, juntas de expansión) podrán ser utilizadas, previo cálculo.

•

En caso que se utilicen liras de dilatación para permitir la expansión, los soportes tipo zapata deben diseñarse de tal manera que la línea se mueva a lo largo de su eje. Deben considerarse guías horizontales y verticales.

•

Las liras de dilatación y el trazado de las cañerías se diseñarán de manera que los pernos de los flanges no queden sobrecargados.





Página 20 de 65

•

Los soportes tipo colgador, se utilizarán solo en tramos que no presenten cargas axiales ni transversales o en aquellos tramos cuyos extremos estén soportados de modo tal que impidan estos desplazamientos.

•

Los colgadores serán del tipo abrazadera (preferentemente) o pletina soporte dependiendo del tamaño de la cañería. Se prefieren soportes estructurales de apoyo en lugar de soportes de colgadores.

•

El anclaje puede ser hecho soldando el alma de un perfil “T” a una sección reforzada de la cañería, y el ala de la “T” a la estructura soportante. También se aceptará un anillo circunferencial soldado a la cañería y a la estructura soportante.

•

Los anclajes de cañerías deberán ser independientes de los flanges, para evitar cargas adicionales sobre estos.

•

Las cañerías de acero inoxidable, cañerías revestidas interiormente y cañerías plásticas que no puedan ser soldadas a un perfil “T” de acero, deberán ser ancladas mediante abrazaderas. En caso que el diseño indique que se requieren soldar elementos a las cañerías, se deberá indicar en la lista de soportes el elemento de soportación que se usará en este tipo de cañerías. Toda ésta información deberá ser indicada en los planos isométricos de estas cañerías.

•

Las cañerías que tengan aislación deberán ser instaladas en soportes o deberán ser suspendidas en colgadores. Para proteger la aislación se deberá soldar a la cañería un soporte tipo zapata de una sección "T" o un sillín.

•

Las cañerías de HDPE u otros plásticos deberán ser soportadas de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Las cañerías de diámetros pequeños podrán ser soportadas en forma continua mediante bandejas o ángulos estructurales en posición “V” o por canales.

•

Al instalar los soportes deberán dejarse los espacios necesarios para permitir el montaje y mantención de equipos, válvulas y cañerías.

•

La ubicación de los soportes deberá permitir cambiar cada pieza de cañería sin remover la o las piezas adyacentes. Las excepciones deben ser justificadas.

4.6.2 Espaciamiento entre Soportes •

El espaciamiento máximo entre soportes para cañerías individuales es el que se indica en las Tablas I & II, del Anexo 2, de este Criterio.





Página 21 de 65

•

Los espaciamientos indicados en la Tabla I, están calculados para cañerías de acero carbono soportadas sobre parrones en forma continua o para un mínimo de tres soportes. Las bases de diseño para el cálculo del espaciamiento se indican al final de la Tabla. Para cañerías no soportadas sobre parrones, en la Tabla I, se incluye una guía de diseño para calcular el espaciamiento.

•

La Tabla II que se adjunta en el Anexo 2 detalla el espaciamiento máximo recomendado para cañerías de HDPE PE100.

•

Deberán efectuarse cálculos de tensiones y deflexiones cuando los espaciamientos indicados en las Tablas I & II queden excedidos, o cuando las cañerías estén sujetas a las siguientes condiciones: −

Cañerías que tengan cargas concentradas importantes, tales como válvulas, flujómetros, tramos verticales no soportados y ramales, etc.

−

Cañerías que tienen una reducción brusca localizada debido al uso de elementos especiales.

−

Cañerías de HDPE que operen sobre 20 °C.

−

Cañerías conectadas a estanques donde se pueda producir sedimentación.

−

Cañerías de pulpa con presión considerable, como por ejemplo, en cañerías de bombas a ciclones.

•

Generalmente se utilizan soportes similares a las cañerías de acero con una adecuada placa de protección que ofrezca una mayor superficie deslizante. Los soportes no se apretarán con mucha fuerza y deberán permitir movimiento axial, excepto si es un anclaje.

•

La temperatura del fluido, especialmente en cañerías plásticas, será un factor importante para determinar el espaciamiento de los soportes. Cuando se obtengan espaciamientos de soportes muy continuos, se deberá evaluar la conveniencia técnico económica de instalar soportes continuos

•

Todas las válvulas y equipamientos intermedios serán soportados en forma individual, independiente de los soportes para las cañerías.

•

Se deberán tomar precauciones por la contracción de cañerías cuando se expongan a temperaturas muy inferiores a las de instalación de acuerdo a esta especificación y a las recomendaciones del fabricante.

•

Cuando no sea posible la utilización de soportes estándares, se definirán soportes especiales, los que deben ser diseñados, calculados y dibujados en forma individual.





Página 22 de 65

•

No está permitido utilizar prolongaciones laterales o longitudinales de las cañerías para su soportación.

•

La fatiga en las conexiones de las cañerías de pequeño diámetro deben reducirse al mínimo. Los soportes y refuerzos deben ser diseñados con el objeto de minimizar la vibración.

•

Las guías de cañerías deben ser del tipo zapata deslizante o del tipo rodillo.

•

Las secciones de cañerías que requieran desmantelamientos frecuentes, ya sea para mantención o para instalación de bridas ciegas, deberán ser provistas con soportes permanentes para la condición desmontada.

•

La disposición y ruteo del sistema de cañerías deberá permitir una adecuada visibilidad para realizar inspecciones y reparaciones. Se deberá proveer una adecuada separación entre las cañerías y las paredes, techos y suelos para permitir realizar trabajos de soldadura. También se proveerá de suficiente espacio para mantenimiento y trabajos de reparación.

4.6.3 Parrones de Cañerías •

La modulación de un Parrón de Cañerías se determinará en función de la distancia máxima de soportación permitida para el diámetro más pequeño de cañería que se ruteará por éste, eliminando apoyos intermedios y dejando una distancia práctica. El tamaño mínimo de cañería recomendado para parrones será de 50 mm (2”).

•

Parrones que se emplearán para expansiones futuras, dimensionarán su tamaño para los requerimientos presentes más un 25% (mínimo). Si los requerimientos son muy superiores al 25%, el factor deberá ser revisado por Ingeniería del proyecto.

•

Las líneas aéreas serán apoyadas por debajo de la cañería, de preferencia los apoyos serán de tipo colgante, pero no serán permitidos los pernos “U” para colgar una cañería.

•

Las elevaciones de las cañerías en los parrones serán mantenidas preferentemente; éstas se modificarán cuando se quiera evitar un sifón (por interferencias con otras líneas), cuando existan líneas de mayor diámetro que requieran un espaciamiento mayor o bien en líneas que requieran pendiente para drenaje o conducción gravitacional.

•

Se evitarán zonas estancas en cañerías para servicios que puedan congelarse, para pulpas sujetas a decantación de sólidos o donde pueda formarse condensado corrosivo.





Página 23 de 65

•

Las cañerías dispuestas en parrones deberán tener suficiente holgura entre ellas para tener acceso a flanges y mantención. Estas distancias deberán ser aumentadas cuando así lo requieran las circunstancias.

•

Se deberá proveer un espacio adecuado en los parrones de cañerías para la instalación de líneas de instrumentación y de conductores eléctricos. Este espacio deberá considerar posibles chorreos de las cañerías y facilidad para su desmontaje, montaje y mantenimiento.

•

En los cruces de parrones de cañerías se darán elevaciones distintas a las líneas de éstos, la altura libre entre ambos parrones deberá ser al menos de 600 mm.

4.7 Diámetros de Cañerías •

Salvo excepciones debidamente justificadas y aprobadas por Ingeniería de la División respectiva, los siguientes diámetros de cañerías no se utilizarán: 3/8”, 1¼”, 2½”, 3½”, 5”, 7” y 9”. Todas las cañer ías deberán estar de acuerdo con las clases indicadas en la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías de cada proyecto en particular.

•

Las cañerías enterradas no podrán tener un diámetro inferior a 2”.

•

Con excepción de las tomas de instrumentación, el diámetro mínimo para cañerías aéreas o en parrones de cañerías será de 2”; este diámetro se puede reducir hasta 3/4” cuando la longitud no es mayor de 6,0 m., por ejemplo, cuando se conecta a trampas de aire, estaciones de mangueras o tramos similares.

4.8 Dimensionamiento de Cañerías 4.8.1 Criterios Generales •

Todas las cañerías, válvulas y fittings deberán cumplir con las últimas revisiones de la "Especificación Técnica de Materiales de Cañerías y el dimensionamiento deberá estar acorde a lo indicado en la "Especificación Técnica de Cañerías por Servicio.

•

En los diseños de los tendidos de cañerías deben aplicarse las mejores prácticas de la ingeniería, tomando en consideración igualmente los aspectos económicos, es decir, se deberán considerar los criterios técnicos de diseño sin perder de vista aspectos que digan relación con minimizar el costo inversional y operacional de las instalaciones que se proyecten.

•

Los caudales de diseño serán aquellos indicados en los Diagramas de Flujo del proceso. Los caudales de diseño no especificados en los Diagramas de Flujo, serán aquellos





Página 24 de 65

especificados en el Criterio de Diseño de Proceso. •

Las dimensiones de cañerías para líquidos limpios, sin sólidos, se determinarán con velocidades bajas para diámetros pequeños, incrementándose proporcionalmente para diámetros mayores.

•

Las cañerías de servicios serán calculadas de manera que la pérdida de carga no haga caer la presión por debajo de la atmosférica en ningún punto del trazado.

•

Los ramales serán diseñados en función de la presión disponible. Cuando la velocidad basada en la pérdida de carga exceda el máximo permitido, o cuando el exceso de presión sea objetable, se instalará un elemento de restricción de flujo cuyo diámetro se definirá de acuerdo a las velocidades máximas permitidas.

•

Para flujos gravitacionales en fluidos de proceso, la velocidad a través de la cañería no debe sobrepasar los 3,5 m/s. Las exepciones deberán ser debidamente justificadas.

•

Para cañerías bombeadas de PLS, la velocidad estará en el rango de 1,8 m/s a 2,6 m/s. Las excepciones deberán ser debidamente justificadas.

4.8.2 Cañerías de Agua •

Los diámetros de las cañerías de agua de servicio se determinarán de modo que la presión, en el extremo más alejado de la red, considerando un flujo pleno en dicho ramal, sea a lo menos igual a la presión mínima exigida en el sistema.

•

Las instalaciones de cañerías de agua serán dimensionadas empleando los siguientes criterios de velocidad:

Tipo de servicio Servicio general Succión de bombas y Cañerías de drenaje

Velocidad (m/s) 1,2 a 3,0 1,2 a 2,1

•

Los criterios de velocidad indicados deben ser usados como recomendación general. Velocidades fuera del rango especificado, pueden también ser aceptadas, pero deberán ser analizadas caso a caso. Velocidades hasta 4,6 m/s son aceptables en cañerías de gran diámetro (> 24”).

•

Las pérdidas de carga por fricción podrán ser calculadas por la formula de DarcyWeisbach y ecuación de Colebrook (o gráfico de Moody) o la fórmula empírica de Hazen-





Página 25 de 65

Williams. •

Los puntos altos de líneas principales deberán poseer un venteo para eliminar el aire atrapado.

4.8.3 Cañerías de Pulpa •

El tipo de escurrimiento podrá ser del tipo tipo gravitacional (acueducto) o en presión. Los sistemas gravitacionales de conducción de pulpas deberán evitar al máximo el escurrimiento a sección completa de la cañería, en especial la formación de sifones.

•

El dimensionamiento de los sistemas de conducción deberá contemplar una fluctuación de flujo sobre el balance metalúrgico, en los porcentajes positivos y negativos que indique la disciplina de Procesos.

•

Las cañerías que transportan pulpa serán diseñadas de acuerdo con ASME B31.11 y con un mínimo de cambios de dirección con el fin de reducir la la abrasión y posibilidad de embancamiento.

•

En cañerías que transporten pulpa, las pérdidas de carga por fricción serán calculadas por medio de la ecuación de Darcy - Weisbach, la que supone flujo homogéneo y para determinar el factor de fricción se utilizará la fórmula de Colebrook-White.

•

La velocidad velocidad límite límite de depósito se determinará por medio de la ecuación de Durand.

•

En el caso de pendientes adversas superiores al 2%, las velocidades de escurrimiento deberán ser un 10% mayores que las velocidades de sedimentación calculadas con la expresión de Durand. En el caso de pendientes adversas entre 0 y 2% el factor será de 5%.

•

Las cañerías de pulpa deberán tener diámetros tales que permitan mantener una velocidad de operación 30% superior a la velocidad crítica calculada.

•

La velocidad máxima de escurrimiento deberá evitar evitar una abrasión acelerada en el sistema de cañerías.

4.8.4 Cañerías de Aire Comprimido •

Las cañerías de aire comprimido serán dimensionadas de modo que la pérdida de presión no exceda el 10% de la presión inicial, considerando que el caudal entregado en el extremo de la cañería corresponde al flujo pleno.





Página 26 de 65

•

La velocidad velocidad máxima máxima admisible dependerá de la presión a la que se encuentre la cañería.

•

Las líneas líneas de aire en general deben tener pendiente y estar provistas de drenajes adecuados. Se deberá instalar válvulas y colectores de agua con drenajes en los puntos bajos de las líneas de aire.

4.8.5 Cañerías de Vapor •

Las cañerías cañerías de de vapor serán definidas cuidando que las velocidades de escurrimiento no excedan las velocidades de la Tabla siguiente. Las pérdidas de presión en las cañerías de vapor no deben exceder el 10% de la presión inicial, a flujo pleno.

Tipo de servicio Vapor saturado hasta 350 kPa Vapor saturado de 350 a 1.400 kPa Vapor sobrecalentado desde 1400 kPa

Velocidad (m/s) 20 a 30 30 a 50 50 a 75

4.8.6 Cañerías de Acido Sulfúrico •

El tendido de las cañerías de acero carbono para el ácido sulfúrico sulfúrico concentrado será hecho con carretes (spools) de 12 metros de largo máximo, de acuerdo a las condiciones del terreno, para permitir la rotación de las cañerías en el ciclo de mantención.

•

Para cañerías de ácido sulfúrico, la velocidad máxima se limitará a:

•

−

0,5 m/s para cañerías de acero al carbono.

−

1,0 m/s para cañerías de acero inoxidable.

En lugares lugares próximos al consumo de ácido se debe contar con duchas de seguridad para la protección del personal.

4.9 Espesor de Pared de Cañerías •

Para el dimensionamiento se se considerará la máxima máxima presión de operación, y las presiones extremas positivas positivas (negativas) en transientes hidráulicos. hidráulicos. Se deberá agregar un sobre espesor por corrosión al espesor calculado, el que deberá ser definido según las características del proceso.

•

El espesor de pared para cañería de acero carbono será calculado en conformidad al al





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 27 de 65

código ANSI/ASME B31.3, Process Piping, en su última versión. •

Las cañerías de pulpa deberán diseñarse en conformidad con lo indicado en el código código ASME B31.11 y con un sobre espesor por abrasión.

•

El espesor de las cañerías de HDPE y PVC será calculado de acuerdo al código ASME ASME B31.3 en su última versión, dependiendo del servicio y condiciones hidráulicas de trabajo.

•

Fórmula aplicadas para el dimensionamiento 

Fórmula de Barlow (AWWA C200) t = P * D0 / 2*S

Donde:

t

:

P : D0 : S :

Es el mínimo espesor de pared requerido para asegurar la integridad de la presión [pulg.]. Es la presión interna de diseño [psi]. Es el diámetro exterior de la cañería [pulg.]. Es el esfuerzo admisible del material de fabricación de la cañería [psi].

La mayoría de los códigos (ASME) requieren la provisión de espesor de pared adicional que está sobre y es más alto que el encontrado para soportar la integridad de la presión. Este material adicional se provee como una tolerancia de acuerdo a la siguiente fórmula.

tm = t + c Donde:

tm : t

:

c

:

Es el total mínimo de espesor de pared requerido para satisfacer todas las reglas de diseño del código [pulg.]. Es el espesor de pared requerido para proveer la integridad de presión [pulg.]. Es el espesor adicional de material, que es especificado para enfrentar el deterioro progresivo o adelgazamiento de la cañería en operación, debido a los efectos de la corrosión, erosión y uso. Además el espesor adicional agregado debe considerar el material removido para las uniones de varios segmentos de cañerías, como por ejemplo los hilos, las ranuras y otros [pulg.].







Página 28 de 65

Fórmula adoptada por el código ASME tm = P * D 0 / (2 * (S * E + P * y)) + A

Donde:

tm : P D0 S E A

: : : : :

D : Y :

Es el mínimo espesor de pared requerido para asegurar la integridad de la presión [pulg.] - (mm). Es la presión de diseño [psi] - (kPa). Es el diámetro exterior de la cañería [pulg.] - (mm). Es el esfuerzo admisible del material de fabricación de la cañería [psi] - (kPa). Eficiencia de la junta longitudinal de la cañería (unión soldada). Tolerancia para roscado, ranuras, esfuerzos mecánicos y los efectos de perdida de material por erosión, corrosión y otros [pulg.] - (mm). Diámetro interno de la cañería [pulg.] - (mm). Factor adimensional que varía con la temperatura. Los valores de “y” son: 0,4 para aceros ferríticos y austeníticos hasta temperaturas de 480°C. Para cañerías con D0/tm menor que 6, el valor de “y” para aceros ferríticos y austeníticos aplicados a diseños bajo 480°C, debe s er tomado como: y = d / (d + D 0) • •

4.10 Válvulas 4.10.1 Aspectos Generales •

A continuación se exponen las aplicaciones más frecuentes de algunos tipos de válvulas, sin embargo, sólo se debe considerar como una guía general. Para casos especiales, como altas pérdida de carga o condiciones muy abrasivas, se requerirán mayores consideraciones. −

Válvula de Bola: se emplea como válvula de corte en líneas de agua y de aire de diámetro 2” y menores. También se puede usar para regular flujos en líneas de agua y aire.

−

Válvula de Compuerta: es usada como válvula de corte en servicios no abrasivos. Válvula de Cono: se emplea como válvula de corte en líneas de pulpa poco abrasivas como lechada de cal. En estos casos, hay que usar válvulas de cono con el orificio del mismo diámetro de la línea (Full Port).

−





Página 29 de 65

−

Válvulas de Cuchillo: se utiliza como válvula de corte en líneas de pulpa. Se usa preferentemente en la alimentación de ciclones y donde se tiene poco espacio.

−

Válvula de Diafragma: se emplea como válvula de corte en pulpas abrasivas, se debe usar válvula de diafragma del tipo paso libre (straight-way).

−

Válvula de Globo: se utiliza como válvula de regulación de flujo en servicios no abrasivos.

−

Válvula de Mariposa: se puede usar como válvula de corte en agua para diámetro de 3” y mayores. También se usa como válvula de regulación y donde se tiene poco espacio.

−

Válvula Pinch: se usa como válvula de corte o válvula de regulación de flujo en pulpas abrasivas.

−

Válvula Tech-Taylor: se usa para aislar una bomba stand-by de la que está operando, cuando ambas bombas descargan en una tubería única en pulpas abrasivas de granulometría fina. No se recomienda su uso para granulometría gruesa.

•

Para servicios donde se requiera de válvulas totalmente abiertas o cerradas (on-off) se usará válvulas del tipo compuerta, mariposa alto desempeño (high performance), bola, o cono. Con gases, combustibles, aire comprimido y otros servicios donde sea requerido, se usará válvula de cierre hermético.

•

Para servicios con fluidos limpios que requieran regulación de flujo, se usará válvula tipo globo hasta un diámetro de 4”; de tipo mariposa operada con engranaje; para un diámetro de 6” y mayores.

•

Para regulación de aplicaciones con pulpa a baja presión se emplearán válvulas de membrana. No se permitirán válvulas de retención en líneas de pulpa.

•

Se evitará el uso de una válvula tipo ángulo, excepto para el caso de sistemas de protección contra incendio.

•

En sistemas de cañerías para transporte de ácido sulfúrico se usará válvulas del tipo compuerta, quedando estrictamente prohibido el uso de válvulas globo, cono y de mariposa.

•

El uso de actuadores de engranaje, tipo manual con posicionador variable en válvulas, se podrá aplicar desde diámetros mínimos, de acuerdo a lo indicado en la siguiente Tabla:




Tipo de Válvula Bola Compuerta Cono (Non-Block & Bleed) Globo Mariposa


ANSI Clase 150 300 150 300 150 300 300 150

Página 30 de 65

Tamaño Nominal 4” y mayores 4” y mayores 12” y mayores 10” y mayores 4” y mayores 4” y mayores 8” y mayores 6” y mayores

•

En ningún caso una válvula en la succión de una bomba debe tener menor diámetro que el de la succión de la bomba.

•

La válvula en la descarga de una bomba no será de un diámetro menor que el de la línea de descarga.

•

El vástago de la válvula, asientos, sellos, y/o empaque serán estándar del fabricante a menos que se especifique otra cosa en las Hojas de Clase de materiales de cañerías.

•

Válvulas de retención tendrán que ser instaladas solamente en una posición designada como horizontal o vertical, según sea aplicable, en la Hoja de Clase de material de cañería. Válvulas de retención que normalmente pueden ser usadas horizontalmente o verticalmente no tendrán una referencia para posicionar. Se colocarán válvulas de retención para minimizar los efectos de "golpe de ariete".

•

Las válvulas de alivio deben estar localizadas en lugares accesibles. En la medida de lo posible, deben estar localizadas en plataformas destinadas además a otros propósitos. Las válvulas de alivio situadas a más de 4,5 m (15 pies) del nivel de piso (excepto en parrones) deben ser accesibles desde una plataforma especial o de una escalera fija.

•

Las válvulas de alivio que descargan en sistemas cerrados deben normalmente instalarse a más elevación que el ducto principal colector. No deben haber bolsas en la línea de descarga.

4.10.2 Válvulas de Corte •

Las válvulas de corte de las cañerías deberán ser de igual diámetro que la cañería, a menos que los cálculos justifiquen algo diferente. En ningún caso, una válvula instalada





Página 31 de 65

en la línea de aspiración de una bomba será menor que el diámetro de la aspiración de la bomba. •

Cuando se utilicen válvulas de corte en líneas principales de servicio, éstas deberán ser instaladas en tramos horizontales y de preferencia en puntos altos, de modo que la línea pueda drenar en ambas direcciones desde la válvula.

•

Las válvulas de corte instaladas en las derivaciones de cañerías principales, deberán ser instaladas lo más cerca de la línea principal y deberán cumplir con la especificación de presión y temperatura de la línea matriz.

•

Toda válvula de corte ubicada en una línea principal y de alta presión (2758 kPa o 400 psi) deberá tener incorporado un sistema de bloqueo (lock out) con candado.

4.10.3 Válvulas de Control •

La instalación de válvulas de control deberá ser evaluada de acuerdo al servicio.

•

Cuando las válvulas de control sean del tamaño de la línea donde están instaladas, las válvulas de corte de esa línea deberán tener el mismo tamaño. Cuando las válvulas de control sean de menor tamaño que la línea donde están instaladas, se deberán realizar estudios de pérdidas de carga y donde sea posible, las válvulas de corte deberán ser del mismo tamaño que las válvulas de control.

•

Las válvulas de control deberán tener una derivación o” by pass”, para dejarlas fuera de servicio con el sistema de operación, siempre que la detención de la línea afecte la producción en forma importante.

•

El tamaño de las válvulas de los “by pass” serán calculados para tener un coeficiente de flujo (Cv) al menos igual al de la válvula de control totalmente abierta. Las válvulas del “by pass” serán del tipo que permitan regulación, según el servicio, fluido y clase de material, de acuerdo a la especificación de materiales.

•

En las cañerías instaladas aguas abajo de las válvulas de control no se harán reducciones de tamaño.

•

Las válvulas de control deben ser accesibles desde el piso o de plataformas. En general deben instalarse cerca de instrumentos o indicadores que muestren las variables controladas por las válvulas

•

Se deberá dejar holgura entre el punto inferior de una válvula de control y el piso,





Página 32 de 65

plataforma o terreno, para permitir el desmontaje del tapón y del vástago de la válvula.

4.11 Cambios de Dirección •

Los cambios de dirección en las cañerías de acero se efectuarán con piezas estándares de unión (fittings) o curvas. Se preferirán los codos con extremos para soldar de tope a las curvas (bends). Las curvas se utilizarán en cañerías de transporte de sólidos y de pulpas.

•

Los codos soldados de tope serán del tipo radio largo excepto cuando se indique el uso de codos radio corto por razones de espacio.

•

El uso de codos de reducción será limitado al caso de instalaciones que, por razones de espacio, no permitan el uso de un codo normal más una reducción soldada de tope.

•

Se podrán usar codos mitre siempre y cuando sean verificados y cumplan con el código ASME B31.3 párrafo 304.2.

•

Para las cañerías de ácido sulfúrico no se permitirá el uso de codos tipo mitrados.

•

Cuando no se utilicen codos fabricados en taller, las cañerías podrán ser curvadas en terreno. En dicho caso, las curvas de cañerías tendrán un radio mínimo de curvatura igual a 5 veces el diámetro nominal de la cañería, excepto si hay una anotación en los planos. Si el espacio no permite el uso de curvas de 5 diámetros podrán utilizarse curvas comerciales de 3 diámetros.

•

Los codos mitre de una soldadura podrán ser utilizados en cañerías de gran diámetro a la entrada de compresores. Los codos mitre de múltiples soldaduras podrán ser usados en cañerías de servicio de baja presión, venteos auxiliares y cañerías de antorcha.

4.12 Conexiones 4.12.1 Conexiones de Ramales o Derivaciones •

El diseño y uso de ramales soldados, estará de acuerdo a los requerimientos del código ASME B31.3 y la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías.

•

El diseño y uso de arranques de conexiones soldadas serán conformes a la Tabla de arranques asociada con las clases de materiales de cañerías individuales que se indiquen en las Especificaciones Técnicas de Materiales de Cañerías específicas de cada





Página 33 de 65

proyecto. •

Cuando se esperen vibraciones, las uniones serán soldadas de tope, o bien, tipo soquete, dependiendo del diámetro, las válvulas serán con flange. No serán aceptadas las uniones roscadas.

•

Todos los ramales de cañerías deberán contar con válvulas de corte lo más cerca posible de la matriz donde se origina el ramal y estará de acuerdo con la especificación de materiales correspondiente a la línea matriz.

•

No se utilizarán cañerías menores de 3/4", excepto en las conexiones de instrumentos, cañerías con vapor, conexiones de aire para las válvulas de control y las conexiones existentes en los equipos.

•

Los arranques en cañerías para aire comprimido serán tomados desde el tope (TOP) de las cañerías matrices horizontales en dirección ascendente. En todos los servicios líquidos los arranques serán tomados desde la parte inferior (BOP) de la cañería matriz orientados hacia abajo, donde sea práctico. El arranque de una línea que tiene flujo intermitente y sujeto a depósito de sólidos o cristalización será ruteada en dirección ascendente.

•

Se utilizarán conexiones tipo Weldolets o Sockolets en las conexiones de derivación de 1½" y menores, cuando éstas provengan de una línea principal de gran diámetro.

•

La utilización de sistemas de cañerías totalmente soldadas reduce la accesibilidad para mantención e inspección. Los sistemas de cañerías deben contemplar un número suficiente de bridas y uniones para facilitar su mantención e inspección.





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 34 de 65

4.12.2 Conexiones Roscadas •

En cañerías de tamaño menor a 2½” se podrán emplear conexiones roscadas, previa aprobación de Ingeniería del proyecto, con el propósito de facilitar el ensamble y desmontaje. Deberán cumplir con el código ASME B1.20 y se considerarán espacios libres adecuados para la instalación y el retiro de equipos y válvulas roscadas, sin necesidad de tener que desamblarlos.

•

Las conexiones roscadas no serán permitidas en los servicios que involucran hidrocarburos y vapor a alta presión, excepto en los siguientes casos: −

Manómetros roscados.

−

Cuerpo de medidores de conexiones roscadas.

−

Válvulas de seguridad de pequeño diámetro. Equipos cuyas conexiones sólo sean de tipo roscado. Se contemplará en estos casos la soldadura de sellado.

−

−

Las conexiones a las bridas de placas orificio, que deben contemplar la soldadura de sello.

−

Cuando se requiera específicamente una unión roscada y esto es aceptable según los códigos.

4.12.3 Piezas de Conexión (Fittings) y Flanges •

No se permitirá el uso de medias coplas.

•

Las piezas de conexión roscadas serán de fierro maleable según ASME B16.3, Clase 150.

•

Se podrán usar tees de reducción siempre que el diámetro del arranque sea hasta dos diámetros menor que el de la cañería principal. Cuando se use deberá ser indicada en los planos.

•

Los tipos de flanges a usar están indicados en las diferentes Clases de Material de la Especificación Técnica de Materiales de Cañerías. El diámetro interior de los flanges con cuello (welding neck) deberá estar de acuerdo con el diámetro interior de las cañerías donde serán soldados.





Página 35 de 65

•

El flange de acero carbono a unir con flange ANSI Clase 125 de fierro fundido, o plástico, será ANSI Clase 150 de cara plana con empaquetadura de cara completa. Un flange de acero carbono que deba ser unido a un flange ANSI Clase 250 de fierro fundido, será ANSI Clase 300, cara con resalte.

•

Se preferirá una pieza de conexión forjado de acero sobre una de acero fundido; una conexión de acero fundido para soldar deberá ser considerado sólo en caso que se tenga ventajas económicas apreciables y además cumpla con la especificación.

•

Está prohibido dejar un extremo muerto permanente en cañerías de hidrocarburos y para servicios corrosivos.

4.13 Empaquetaduras •

Empaquetadura de composición sin asbesto conveniente para el fluido transportado, de 1,6 mm (1/16 pulgada) de espesor para flange de hasta 12" de diámetro y de 3,2 mm (1/8 pulgada) de espesor para flange sobre 12" de diámetro, será usado para temperaturas de hasta 260 °C (500 °F), en flanges de cara con resal te.

•

En flanges ASME Clase 125 unidos a válvulas de fierro fundido o bombas con cuerpos de fierro fundido, se usarán empaquetaduras de cara completa de elastómero de 3,2 mm. (1/8”) de espesor. En flanges de fierro fundido ASME Clase 250 se usarán empaquetaduras tipo anillo, de 1,6 mm (1/16 pulgada) de espesor.

•

Para el manejo de ácido sulfúrico se usarán empaquetaduras de teflón de calidad certificada, no se aceptará material reciclado.

•

En naves de electro obtención podrán emplearse empaquetaduras de teflón, vitón o nitrilo de calidad certificada, quedando prohibido el uso de material EPDM en ésta área.

4.14 Cañerías para Disposición de Instrumentos •

Los ramales para disposición de instrumentos trazados por terreno, serán provistos de una válvula de corte accesible adyacente a la matriz.

•

Los arranques para indicadores de presión serán soldados a la matriz, el diámetro será de ¾”, con válvula de corte del tipo bola.

•

Los arranques de aire de instrumentos deberán ser derivados hacia arriba desde la matriz.





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 36 de 65

4.15 Cañerías de Bombas y Compresores •

Las cañerías de aspiración y descarga de bombas y compresores deberán soportarse adecuadamente de tal manera que las cargas transmitidas a los equipos sean mínimas.

•

Durante la puesta en marcha se deberán instalar filtros temporales en las cañerías de aspiración de las bombas. Los filtros deberán ser instalados entre la válvula de corte y la bomba y el diseño de cañerías deberá considerar un fácil acceso para el montaje y desmontaje de los filtros y para limpieza e inspección.

•

Se deberán proporcionar indicadores visuales de caudal en los sistemas cerrados de agua de enfriamiento de la prensa estopa de bombas y de las camisas de compresores.

•

Las cañerías de descarga de bombas recíprocas y de compresores deberán considerarse como cañerías de servicio pulsante. Se deberá tener especial cuidado con la clasificación de las válvulas y de las piezas estándares de conexión en estas cañerías.

•

Las bombas de desplazamiento positivo serán provistas con una válvula de alivio de capacidad total ubicada entre la descarga de la bomba y la primera válvula de corte. La descarga de la válvula de alivio se enviará a la fuente de alimentación de la bomba y no a la succión de la bomba.

•

En los condensadores, las bombas centrífugas que transportan el condensado, serán equipadas con uno o dos venteos, los que se deberán conectar directamente al condensador.

•

Las cañerías de succión elevadas serán diseñadas de modo que drenen hacia la bomba.

•

Las válvulas de corte ubicadas en la succión y la descarga de las bombas se instalarán lo más cerca posible de las boquillas o flanges de las bombas.

•

Las bombas para servicios múltiples tendrán válvulas de corte ubicadas en un manifold elevado, salvo que ello sea impracticable por su tamaño. Las bombas para servicios individuales tendrán válvulas en la cañería de descarga cerca de su boquilla o flange.

•

Cuando dos o más bombas centrífugas tengan un manifold común de descarga, se instalará una válvula de retención en la descarga de cada bomba. Asimismo se instalará una válvula de retención en la descarga de las bombas centrífugas cuando la presión en el lado de descarga sea continua y pueda hacer que la bomba gire en sentido contrario; la válvula de retención deberá ubicarse entre la bomba y la válvula de corte. Cuando el tamaño de la línea de descarga no permita instalar válvulas de corte junto a la válvula de retención, ella deberá ser instalada en tramos elevados. Todas las válvulas de retención





Página 37 de 65

deberán contar con indicación de dirección de flujo. •

Todas las cañerías de succión de las bombas centrífugas deberán ser diseñadas e instaladas de acuerdo a las recomendaciones del Hydraulics Institute. Las reducciones serán instaladas junto a las boquillas usando reducciones excéntricas con la parte plana hacia arriba para succiones de soluciones limpias que no transporten o tengan sólidos, y se instalarán reducciones excéntricas con el lado plano hacia abajo en el caso de pulpas.

•

En los puntos bajos de las succiones y descargas de bombas se incorporarán drenajes con válvulas y los derrames serán conducidos a puntos de evacuación específicos evitando contaminar el medio ambiente.

•

En las aplicaciones de bajas presiones serán consideradas juntas flexibles de goma en la succión y la descarga. Para casos especiales, podrán efectuarse desviaciones de lo indicado anteriormente y mostrarse en los planos de cañerías y Especificaciones.

•

En todas las cañerías de descarga de bombas se instalarán conexiones para manómetros, los que deberán ser instalados entre la bomba y la primera válvula.

•

Cuando se bombea pulpa espumosa se debe dar especial importancia al diseño de las cañerías de succión de la bomba.

•

Las válvulas de retención no son recomendables en las cañerías de transporte de pulpa. Válvulas de retención del tipo Tech-Taylor pueden usarse en cañerías de pulpa de partículas finas (tamaño menor que 100 mesh).

•

Las líneas de succión de las bombas que deban ser largas y con codos en su trayectoria, deberán ser diseñadas de modo que entre el codo más cercano a la bomba y esta última, exista un tramo recto de al menos cinco (5) diámetros nominales de la cañería.

5

CRITERIOS DE DISEÑO RELATIVOS A LA INSTALACIÓN

5.1 General Ruteo de cañerías. Las cañerías serán de preferencia distribuidas sobre nivel o en forma aérea. Se debe evitar la instalación de cañerías de proceso enterradas. Las recomendaciones contenidas en la norma ASTM D2321 en su última revisión deberán ser utilizadas en cañerías de plástico.





Página 38 de 65

5.2 Cañerías 5.2.1 Cañerías de Vapor •

Los arranques desde una matriz de vapor deberán efectuarse en el tope de ésta y deberán llevar una válvula de compuerta embridada en la conexión a la matriz.

•

La matriz de vapor deberá instalarse con una pendiente mínima de 1:1000 en la dirección del flujo.

•

En todos los puntos bajos de una cañería de vapor deberán instalarse trampas de vapor. Las trampas de vapor estarán provistas de válvula de prueba, filtro y válvula de retención.

•

Los arranques de vapor estarán provistos de válvulas dobles, de corte y de purga. Estarán equipados además de una válvula de retención contra el aceite o los vapores de aceite. Los arranques de vapor tendrán un diámetro mínimo de 1”.

•

Las cañerías de alta temperatura deben ser verificadas por fatiga excesiva.

5.2.2 Cañerías de Pulpa •

Las cañerías de pulpa deberán ser montadas y soportadas de manera de facilitar su desmantelamiento y mantención. Tramos rectos de cañerías serán acoplados con uniones que permitan la rotación de las cañerías.

•

Se considerarán conexiones para drenaje en los puntos bajos, a fin de evacuar la pulpa.

•

Las cañerías de pulpa a presión deben dimensionarse con el objeto de mantener velocidades que se sitúen entre 1,50 y 2,10 m/s (promedio 1,80 m/s), a menos que criterios específicos indiquen que otras velocidades son más convenientes.

•

Las cañerías gravitacionales de pulpa deben instalarse con pendientes en la dirección del flujo. Las pendientes deben ser las mostradas en los planos, y no deberían ser inferior a 1%.

•

Las cañerías de pulpa no deben tener obstrucciones tales como bridas de orificio, válvulas de estrangulamiento o válvulas de retención.

•

Cuando se utilizan dos bombas, una operando y la otra en espera, la disposición de cañerías debe ser en "Y". Las válvulas de corte deberán localizarse cercanas a la pieza





Página 39 de 65

de conexión en "Y", de manera de prevenir el embancamiento en el tramo de cañería sin operar, y será provista con conexiones para agua de lavado y drenaje. •

No deben utilizarse válvulas de tipo compuerta o de tipo globo en las cañerías de transporte de pulpa.

•

Se utilizarán válvulas del tipo "pinch" con camisa de goma, para regulación de flujo en pulpas abrasivas con un porcentaje de sólidos mayor que el 20%. Se usarán válvulas de cono con orificio del mismo diámetro de la línea, para servicio de corte.

•

Las cañerías de succión de las bombas de pulpa no utilizarán válvulas del tipo "pinch" con camisa de goma.

5.2.3 Cañerías de Servicio •

Deberán instalarse estaciones de servicio de aire y agua, espaciadas a un máximo de 25 m, de acuerdo a requerimientos operacionales y de mantención, en todos los edificios de proceso de la planta.

•

Colectores de sedimentos provistos de válvulas de purga serán instalados en todos los puntos bajos y puntos terminales de las cañerías de aire.

•

Las derivaciones de las cañerías de servicio deberán llevar válvulas de bloqueo en la conexión a la matriz, y válvulas de corte en las estaciones de servicio. Estas válvulas deben ser fácilmente accesibles o deben ser operadas mediante cadenas.

•

Las matrices de agua de servicio y aire de planta se dispondrán de manera que se permita instalar estaciones de mangueras para agua y aire a distancias de aproximadamente 50 m a lo largo de las correas transportadoras.

•

Las cañerías de alimentación de agua a las estaciones de mangueras serán como mínimo de 25 mm (1”) de diámetro, las de aire de 19 mm (3/4”) y contarán con una válvula de corte en la estación. Las mangueras serán de al menos 15 m de largo con acoplamientos del tipo rápidos. Se deberá proveer un soporte o carrete para el almacenamiento de las mangueras.

•

Todos los ramales en cañerías de aire deberán salir por la parte superior de las matrices.

•

Se deberán dejar conexiones para drenaje en todas las cañerías aéreas de líquidos, de manera que éstas puedan ser drenadas totalmente, teniendo presente que los derrames líquidos no deben contaminar el medio ambiente.





Página 40 de 65

5.2.4 Cañerías Enterradas •

Las cañerías de acero carbono enterradas deberán ser protegidas contra la corrosión exterior usando revestimiento en base a cintas autoadhesivas que se aplican embobinando sobre la cañería.

•

El revestimiento está constituido por un adhesivo impermeable en base a caucho butilo y un respaldo de polietileno de gran resistencia química y mecánica, dependiendo del diámetro y condiciones de operación se hará una aplicación manual o con máquina.

•

La aplicación del revestimiento será según las siguientes normas: −

AWWA C-214 Tape Coating System for the Exterior of Steel Pipelines

−

AWWA C-209 Cold Applied Tape Coatings for Special Sections, Connections, and Fittings for Steel Pipelines.

−

SSPC VIS-1

Pictorial Surface Preparation Standards for Painting Steel Surfaces

−

DIN 30670

Polyethylene Coating of Steel Tubing for Gas and Water Supply

•

El sistema de protección deberá ser aplicado en taller. Para las uniones soldadas entre cañerías se aplicará en terreno, después de las pruebas hidráulicas, un revestimiento en base a mantas y revestimientos termocontraibles de polietileno y adhesivos termoplásticos.

•

De verificarse la existencia de corrientes eléctricas parásitas, deben eliminarse. Si las corrientes parásitas no pueden eliminarse o desviarse, la tubería debe protegerse mediante la conexión eléctrica de todas las juntas e instalando conexiones metálicas a tierra directas y de baja resistencia. O bien protegerlas empleando métodos catódicos imponiendo una corriente eléctrica continua a partir de un ánodo galvánico a la tubería enterrada. En muchos casos la protección catódica es más económica que la pintura, el recubrimiento o la envoltura.

•

Todas las cañerías bajo presión con uniones tipo enchufe, uniones mecánicas, o coplas, excepto cañerías de drenajes, deberán ser ancladas con bloques de hormigón en los finales o términos de recorridos rectos y en los cambios de dirección. Se deberá evitar el uso de uniones mecánicas de fijación en la instalación de grifos y válvulas contra incendio, para eliminar los bloques de anclaje en los grifos terminales.

•

Se deberá evitar el uso de cañerías que puedan ser dañadas por las deflexiones.





Página 41 de 65

•

Se deberá considerar la salinidad del terreno y el riesgo de socavación ante eventuales filtraciones.

•

Se evitará el uso de uniones roscadas en cañerías enterradas; las cañerías de acero de diámetros menores deberían ser soldadas y en cañerías de HDPE se preferirán uniones por termofusión para diámetros mayores a 63 mm y por electrofusión para diámetros menores.

•

Cuando las cañerías están enterradas, se deberá dejar un mínimo de 1,2 m de relleno sobre el tope de la cañería. Cualquier línea enterrada no debe tener uniones con flanges en el tramo.

•

Para cañerías de diámetro 12” y menores que crucen por caminos o áreas donde puedan producirse cargas concentradas, se usarán camisas hechas de cañerías de acero o culverts estándares. Las cañerías mayores, enterradas con un metro veinte de relleno sobre ellas no necesitan protección.

5.2.5 Sistemas de Cañerías para Servicio de Productos Corrosivos •

Las cañerías que contengan productos corrosivos o peligrosos deberán ser protegidas con camisas cuando pasan sobre áreas de tráfico y áreas con materiales peligrosos. Así mismo, cañerías enterradas requerirán un sistema de contención secundaria con sistema de detección de fuga para evitar contaminar el medio ambiente.

•

Las cañerías no deberán pasar por áreas donde posibles pérdidas puedan causar reacciones con los materiales presentes en el área circundante produciendo gases tóxicos, sin la provisión de poner un detector de derrames y un contenedor de los mismos.

•

Los sistemas de cañerías que contienen líquidos corrosivos o productos peligrosos, deben ser autodrenantes.

•

En las conducciones de soluciones y de ácido sulfúrico se deberán considerar sistemas de canalizaciones de derrames hacia piscinas de almacenamiento y posterior drenaje.

•

Las conexiones de ventilación y drenaje previstas para pruebas hidrostáticas deben ser bloqueadas una vez completadas las pruebas.

•

Las cañerías de ácido llevarán canaleta de protección revestida con materiales antiácidos contra derrames. Las cañerías serán soportadas. La canaleta para la instalación de cañerías con ácido sulfúrico no deberá ser usada con otros servicios en forma





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 42 de 65

simultánea. •

Todas las uniones flangeadas en cañerías de ácido deberán llevar cubiertas protectoras del tipo removibles para prevenir fugas debido a fallas en las empaquetaduras que dañen las instalaciones cercanas o a personas.

5.2.6 Cañerías de Combustibles •

Los sistemas de cañerías de gas deben estar en conformidad con la norma ANSI Z21.30 "Standard for the Installation of Gas Appliances and Gas Piping" y con la norma NFPA Standard 54.

•

Las instalaciones de gas licuado estarán conformes con la norma NFPA NE 30 y 58 "Standard for the Storage and Handling of Liquified Petroleum Gases".

•

Las instalaciones de fuel oil deberán estar en conformidad con las normas NFPA Standards 30, 31 y 395.

•

Los sistemas de combustibles serán diseñados de acuerdo con las normas SEC (Superintendencia de Electricidad y Combustibles) y los siguientes decretos: −

Decreto Supremo Nº 90 –

“Reglamento de Seguridad para el Almacenamiento, Refinación, Transporte y Expendio al Público de Combustibles Líquidos Derivados del Petróleo”.

−

Decreto Supremo Nº 379 –

“Reglamento sobre Requisitos Mínimos de Seguridad para el Almacenamiento y Manipulación de Combustibles Líquidos Derivados del Petróleo Destinados a Consumos Propios”.

−

Norma Corporativa Codelco NCC20

5.2.7 Camisas de Protección de Cañerías Las cañerías que atraviesan paredes, pisos y techos deben pasar a través de una camisa de protección, como se indica: •

Pisos. Las camisas deberán ser de cañerías estándar ancladas al piso. La parte inferior de la camisa debe estar a nivel de la superficie, y la parte superior debe proyectarse 75 mm sobre el nivel del piso terminado. La camisa debe dimensionarse de modo que permita un espacio de 25 mm con la superficie externa de la cañería o de la aislación.





Página 43 de 65

•

Techos de acero, concreto o compuestos. Las camisas de cañerías de venteo sobre 70 ºC que atraviesan techos deben ser de acero galvanizado de 3 mm de espesor. Las camisas deben ser fijadas al techo y selladas en conformidad a las recomendaciones del Fabricante de cubrejuntas. Las cañerías de venteo hasta 70 ºC se fijarán directamente al techo y selladas. Las cañerías de venteo de 3” de diámetro y mayores deben estar provistas de un toldo contra la lluvia.

•

Muralla de hormigón o de bloques. Las cañerías que pasan a través de murallas de hormigón o de bloques, sobre el nivel del piso, deben hacerlo a través de una camisa insertada en el muro. El diámetro de la camisa debe ser de un diámetro nominal mayor que el diámetro de la cañería o de la aislación. Considerar 25 mm de holgura en el radio. Las aberturas para las cañerías que atraviesan muros exteriores deben estar provistas de defensas contra la lluvia.

•

Las cañerías de cañerías pueden atravesar verticalmente pavimentos y deben ser protegidas contra la corrosión en el punto de contacto de la cañería con el pavimento.

Todas las cañerías hasta 12" cuyo trazado pase bajo caminos donde puedan haber cargas excesivas, deberán llevar una camisa de protección fabricada de cañería de acero o cañería estándar corrugada. El diámetro de la camisa deberá ser dos diámetros nominales, mayor que el diámetro de la cañería que se quiere proteger, excepto que la distancia mínima entre la cañería y la camisa debe ser de 40 mm. La camisa deberá protegerse exteriormente contra la corrosión.

5.2.8 Traceado •

Las cañerías de vapor usadas para el traceado deben ser de acero al carbono o de cobre. Aplicaciones especiales deben ser acordadas con Codelco. Las cañerías de un diámetro igual o menor a 4" deberán llevar 1 línea de traceado. Las cañerías de un diámetro igual o superior a 6" llevarán 2 cañerías de traceado espaciadas 30º hacia cada lado de la parte inferior de la cañería.

•

Las cañerías usadas en el traceado formarán un circuito continuo entre su conexión a la matriz y el sistema de purga automática. En cada sección de línea de traceado debe usarse una trampa de vapor.

•

Para su soportación, las cañerías de traceado no deberán ir soldadas a la cañería de proceso. Las cañerías de traceado serán del tipo construcción soldada o del tipo tubo y pieza de conexión, utilizando principalmente curvas (bends) y un mínimo de piezas de conexión.





Página 44 de 65

Cuando se requiera el traceado de cañerías se deberá evaluar el traceado con vapor versus el traceado eléctrico, y será consultado para determinar su preferencia.

5.3 Venteos y Drenajes •

Los puntos altos de las cañerías serán provistos con conexiones para venteo. Estas conexiones deberán ser ubicadas en posiciones de fácil acceso junto a plataformas o elementos estructurales.

•

Los venteos de cañerías de proceso serán automáticos, se podrá usar válvulas de venteo del tipo aerocinéticas de doble efecto.

•

Los venteos para las puesta en marcha de cañerías serán manuales y una vez terminado el proceso de pruebas, los venteos serán cerrados con tapones, flanges ciegos o bien conectados a una línea de evacuación.

•

En todos los puntos bajos del sistema de cañerías deberán incorporarse drenajes. Los puntos de drenajes deberán ser incorporados en cada lugar donde se pueda acumular líquido durante la operación o limpieza aguas arriba de una válvula de control o de corte.

•

Todos los drenajes descargando a embudos abiertos, deberán terminar a una distancia máxima de 50 mm sobre el borde del embudo.

•

Las descargas de los venteos o drenajes instalados en las cañerías de ácido sulfúrico concentrado o diluido, deberán ser canalizadas con cañerías de acero inoxidable a pozos o piscinas revestidas con plásticos antiácidos especialmente diseñados para este efecto. Se debe evitar en todos los diseños la contaminación del medio ambiente.

•

Se deberán considerar válvulas de drenaje en lo siguientes casos: −

En las cañerías para vapor, ácido o productos cáusticos aguas arriba de válvulas de control.

−

Arriba de válvulas de bloqueo y de retención en cañerías verticales de vapor, ácido o productos cáusticos.





•

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 45 de 65

Los tamaños mínimos para venteos y drenajes estarán de acuerdo a las siguientes tablas:

Tamaños Mínimos para Venteo 1/2” 3/4” 1” Tamaños Mínimos para Drenajes 1/2” 1½” 2” 3” 4” 6”

Cañerías 1/2” a 12” 14” a 18” 20” y mayores

Cañerías 1/2” a 1” 4” a 6” 8” a 12” 14” a 16” 18” a 20” 24” y mayores

•

Las válvulas de control equipadas con by-pass deben estar provistas de conexiones de drenaje con válvulas. Estos drenajes se instalarán aguas arriba y aguas abajo de la válvula de control, entre ésta y las válvulas de corte.

•

Se deberá tener en cuenta el tipo de fluido al momento de definir los tipos y materiales de venteo y drenajes, ya que pueden generarse incrustaciones que producen la falla y deficiente operación del sistema. Lo anterior también debe llevar a definir la mantenibilidad del sistema.

5.4 Filtros •

Se proporcionarán filtros temporales del tipo cónico en las cañerías de succión de bombas para ser utilizadas durante la puesta en marcha. Las cañerías serán instaladas de manera de facilitar la remoción del filtro temporal.

•

Se usarán filtros permanentes del tipo "Y" en las cañerías de succión de bombas de hasta 2", con conexión roscada y de encaje.





Página 46 de 65

Se proporcionarán filtros temporales del tipo canastillo, los que se localizarán lo más próximo posible a las bridas de succión de los compresores centrífugos, para ser utilizados durante la puesta en marcha. Las cañerías serán instaladas da manera de facilitar la remoción del filtro.

5.5 Instrumentos en Línea •

A partir del diseño del sistema de cañerías se deberá definir apropiadamente la necesidad de incorporar instrumentos de control de presión y temperatura.

•

Los pozos termométricos de pruebas, las termocuplas y los indicadores de temperatura localizados a menos de 4,5 m del nivel de piso, deben ser accesibles desde el piso o desde una escalera portátil. Los que estén localizados en parrones serán accesible desde una escalera portátil. Los instrumentos localizados a más de 4,5 m serán accesibles desde una plataforma o desde una escalera fija. Los indicadores de temperatura serán visibles desde el piso, escalera o plataforma. En general, el acceso a todo instrumento elevado debe contar con una plataforma de servicio que garantice la seguridad del operador o mantenedor.

•

Los instrumentos instalados en cañerías que contienen fluidos sometidos a presiones estáticas o enfriamiento, deben ser protegidos mediante el uso de trazadores de calor (heat tracing) o con otros sistemas de aplicación de calor.

•

El diseño de sistemas de cañerías para instrumentos en cañerías que contengan fluidos peligrosos, debe considerar necesariamente el diseño e instalación de drenajes para los trabajos de mantenimiento. El fluido debe ser drenado a estanques o depósitos de forma de evitar cualquier riesgo de contacto con personas y además no contaminar el medio ambiente

6

AISLACIÓN DE CAÑERÍAS

6.1 General •

Todas las cañerías cuya superficie tenga una temperatura superior a 80 °C deberán ser diseñadas con aislación a menos que se especifique lo contrario o el diseño indique que se tiene que liberar la energía térmica.

•

Las cañerías cuya superficie tenga una temperatura igual o superior a los 60 °C deberán tener una aislación de espesor suficiente para prevenir daño al personal, siempre que estén:





Página 47 de 65

−

A una altura menor de 2.100 mm sobre el piso, plataforma o pasarela.

−

A una distancia horizontal menor de 600 mm del borde de un pasillo o plataforma donde una persona pueda circular o trabajar.

•

Se aplicará una protección para evitar el congelamiento en cañerías exteriores cuya temperatura superficial sea inferior a 2° C.

•

Las cañerías de agua instaladas en áreas templadas y húmedas deberán ser aisladas para evitar la condensación en su superficie, a menos que se especifique lo contrario.

6.2 Materiales de Aislación •

Los materiales a emplear como aislantes, su instalación e inspección deberán cumplir con algunas de las siguientes normas en su última versión:

ASTM C168 ASTM C302 ASTM C335-03a ASTM C335-05ae1 ASTM C447 ASTM C 449 ASTM C 533 ASTM C 534 ASTM C 547 ASTM C 552 ASTM C 578 ASTM C 591 ASTM C592 ASTM C 610

Standard Terminology Relating to Thermal Insulation Standard Test Method for Density and Dimensions of Preformed Pipe-Covering-Type Thermal Insulation Standard Test Method for Steady-State Heat Transfer Properties of Horizontal Pipe Insulation Standard Test Method for Steady-State Heat Transfer Properties of Pipe Insulation Standard Practice for Estimating the Maximum Use Temperature of Thermal Insulations Standard Specification for Mineral Fiber Hydraulic-Setting Thermal Insulating and Finishing Cement Standard Specification for Calcium Silicate Block and Pipe Thermal Insulation Standard Specification for Preformed Flexible Elastomeric Cellular Thermal Insulation in Sheet and Tubular Form Standard Specification for Mineral Fiber Pipe Insulation Standard Specification for Cellular Glass Thermal Insulation Standard Specification for Rigid, Cellular Polystyrene Thermal Insulation Standard Specification for Unfaced Preformed Rigid Cellular Polyisocyanurate Thermal Insulation Standard Specification for Mineral Fiber Blanket Insulation and Blanket-Type Pipe Insulation (Metal-Mesh Covered)(Ind. Type) Standard Specification for Molded Expanded Perlite Block and Pipe Thermal Insulation




ASTM C 612 ASTM C 647 ASTM C 921 ASTM C 1126 NFPA 274 SSPC SP-1


Página 48 de 65

Standard Specification for Mineral Fiber Block and Board Thermal Insulation Standard Guide to Properties and Tests of Mastics and Coating Finishes for Thermal Insulation Standard Practice for Determining the Properties of Jacketing Materials for Thermal Insulation Standard Specification for Faced or Unfaced Rigid Cellular Phenolic Thermal Insulation Standard Test Method to Evaluate Fire Performance Characteristics of Pipe Insulation Surface Preparation Specification Nº 1, Solvent Cleaning.

6.3 Diseño •

Las cañerías que requieran aislación serán identificadas en los documentos de ingeniería tales como: Diagramas P&ID, Isométricos, Planos de Disposición, Especificación Técnica de Materiales.

•

La relación del material y el cálculo de espesor de la aislación deberá basarse en la temperatura normal del fluido, y las condiciones exteriores.

•

Los materiales para aislación deben ser efectivamente no conductores del calor y deberán ser capaces de soportar las temperaturas extremas de trabajo a las que estarán sometidas.

•

Como regla general, al seleccionar un tipo de aislación deberá tenerse en consideración su necesidad de remoción para mantenimiento como es el caso de cañerías adyacentes a bombas, intercambiadores de calor, válvulas de control, instrumentos, etc., y su exposición a maltrato.

•

La aislación adyacente a flanges sin aislar deben tener una holgura de un largo de perno + 20 mm, para permitir la remoción de pernos y tuercas. Las orillas biseladas se deben terminar con cemento aislante. Este requerimiento se debe extender a todas las piezas que requieren frecuente remoción.

•

Se deberán instalar chaquetas de acero inoxidable en cañerías aisladas, que estarán montadas en zonas de ambiente corrosivo. Esto incluirá las cañerías aisladas en áreas de estanques.

•

Las juntas de cierre circunferencial en todas las cañerías, verticales y horizontales, exteriores e interiores deberán ser del tipo auto sellado, o bien deberán ser selladas con




GERENCIA DE INGENIER A CRITERIO DE DISEÑO CORPORATIVO CAÑERÍAS Página 49 de 65

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

alguna masilla que impida la entrada de agua. •

Los traslapos horizontales descendentes que sean del tipo auto sellado no requerirán sellos adicionales. Los traslapos verticales longitudinales en cañerías exteriores deberán ser sellados para proteger la aislación del viento y eventuales lluvias. Los traslapos longitudinales auto sellados para cañerías interiores y exteriores deberán ser de a lo menos 75 mm y no requerirán ser calafateados.

•

En cañerías que operen con temperaturas superiores a 370 °C, se deberán considerar juntas para absorber los movimientos de expansión cada 6,5 metros en los tramos rectos donde no se tenga una interrupción en su cubierta.

•

Donde las cañerías aisladas atraviesen murallas, pisos, parrillas de piso, se deberán instalar bandas protectoras de acero inoxidable 150 mm mas allá de la pasada, excepto sobre los pisos en que la extensión mínima deberá ser de 300 mm.

•

La aislación de cañerías para protección por congelamiento se extenderá un mínimo de 75 mm dentro del edificio para prevenir congelamiento en la pasada del muro.

•

La aislación de cañerías verticales de gran longitud, se deberán soportar, para prevenir deslizamiento, por medio de collares metálicos con proyección horizontal 10 mm menos que el espesor de aislación

•

Las camisas y aislación en cañerías en cañerías verticales extensas deberán ser enzunchadas exteriormente en el punto medio entre juntas de cierre.

6.4 Espesores de Aislación •

Cuando se requiera conserva energía calórica y no se tenga una indicación específica, los sistemas de cañerías se aislarán de acuerdo a la siguiente guía.

Servicio Refrigerante Agua enfriada Anti condensación

Espesor de Aislación (mm) Rango Tamaño Nominal de la Cañería (pulg.) Temp. sobre ½ 2 2½ 6 8 12 (°C) 12 -18 - 0 38 50 50 50 1 - 10 25 25 38 50 11 - 32

25


25

38

50 Fecha Impresión 31/03/2008



Agua caliente Vapor a baja presión Vapor a media presión Vapor alta presión

Página 50 de 65

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

33 - 100

25

25

38

38

101 - 120

25

25

38

38

121 - 205

25

38

50

50

206 - 315

38

63

75

75

•

El espesor de la aislación en cañerías enterradas deberá ser a lo menos 13 mm superior a los valores indicados en la tabla.

•

Cuando se requiera una aislación de cañerías para protección de personal y no se tiene una indicación expresa, se podrá usar la siguiente guía para este propósito.

Diámetro 1" y menores 1½" y mayores •

Espesor de Aislación (mm) Hasta 100 °C 100 °C a 150 °C 25 25 25 25

150 °C a 200 °C 25 40

A menos que se estipule algo diferente las siguientes conexiones, válvulas y accesorios deberán tener aislación, según se indica en la tabla siguiente.

Componentes Codos Te Reducciones Válvulas Uniones Bridas Trampas Filtros

60 a 100 Si Si Si No No No No No

Temperatura (°C) 101 a 200 Si Si Si Si No No No No


Sobre 201 Si Si Si Si Si Si Si Si




DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 51 de 65

7

ESTANQUES

•

El diseño de estanques atmosféricos y modificaciones a estanques metálicos atmosféricos existentes estará de acuerdo a la Norma API 650, última versión, documento del American Petroleum Institute.

•

Los estanques de almacenamiento de fluidos deberán tener sistemas de cañerías diferentes para la alimentación del estanque y para la operación normal de descarga del mismo, además deberán tener en forma separada cañerías de descarga que permitan el drenado total del estanque.

•

Los estanques para ácido sulfúrico deberán cumplir con el estándar NACE RP-0294.

7.1 Sistemas de Almacenamiento de Agua •

Los estanques de almacenamiento de agua serán diseñados de acuerdo estándares de AWWA. Además de las conexiones de alimentación y salida, los estanques serán provistos de conexiones de rebalse y en el caso de estanques cerrados con conexiones de venteo. El dimensionamiento de las conexiones de venteo estará basado en el máximo caudal de entrada empleando la formula de flujos en orificios o boquillas, tomando en consideración el mínimo borde libre disponible. La conexión de venteo será dimensionada de acuerdo a los requerimientos de API 2000.

•

Los estanques serán suministrados también con boquilla de drenaje la que estará localizada de manera de permitir que el estanque sea vaciado completamente. Los drenajes de los estanques no serán conectados a la cañería de rebalse. No serán aceptadas válvulas tipo mariposa en los drenajes de estanques.

•

El agua de drenaje no podrá ser descargada directamente a piso, debiéndose conducir hacia el sistema de drenaje central de la instalación.

8

PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS

•

Los sistema de cañerías para protección contra incendios deberán ser realizadas de acuerdo a las últimas versiones de Normas y Reglamentos Chilenos aplicables, a las normas Codelco aplicables y a los códigos NFPA, entre las que se destacan los siguientes:

NFPA 11

Standard on Foam Extinguishing Systems




NFPA 13 NFPA 14 NFPA 15 NFPA 16 NFPA 16A NFPA 24 NFPA 72 NFPA 231 NFPA 231C NFPA 2001 NECC 3


Página 52 de 65

Standard for the Installation of Sprinkler Systems Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems Standard for Water Spray Fixed Systems – 2001 Standard for Deluge Foam – Water Sprinkler and Sprays Systems Recommended Practice for the Installation of Closed Head Foam – Water Sprinkler Systems Standard for Private Fire Service Mains and Their Appurtenances National Fire Alarm Code Standard for General Storage, Indoor Standard for Sprinkler Protection for Rack Storage of Materials Clean Agent Fire Extinguishing Systems Norma/Estándar Codelco para la aplicación de Colores en Sistemas de Tuberías.

•

La selección del tipo y clase de cañerías que serán usadas en un sistema contra incendios, deberá considerar la máxima presión de trabajo disponible, de acuerdo a las alturas de los sistemas de bombeo con válvula de descarga cerrada, los cambios de elevación y las diferentes fuentes disponibles de presión.

•

Las cañerías enterradas deberán soportar una presión de trabajo mínima de 1.034 kPa (150 psi). Las cañerías de sistemas de grifos deberán ser diseñadas para una presión no inferior a 1.207 kPa (175 psi).

•

Las válvulas de control de presión de los sistemas contra incendio deberán ser suministradas, probadas y calibradas por empresas de reconocido prestigio. Adicionalmente, el ajuste de las válvulas deberá ser controlado en forma programada para asegurar que se tendrá la presión suficiente que asegurará la adecuada operación del sistema contra incendio.

•

Los sistemas de rociadores, interruptores de flujo, válvulas de alarma son normalmente probados para 1.207 kPa, por lo que deberán evitarse presiones mayores. Cuando por requerimientos de diseño se tengan presiones superiores a las indicadas, se deberán instalar válvulas de control de presión para proteger la operación de los diferentes componentes del sistema.

•

Las matrices de la red de incendio para cada edificio serán diseñadas para cubrir las necesidades de agua en cualquier área donde se registre un evento. El criterio de diseño





Página 53 de 65

estará basado en el funcionamiento simultáneo de dos gabinetes de mangueras y el sistema de rociadores más desfavorable. El caudal de diseño total será la suma de estos dos gastos. La determinación de la reserva de agua para incendio se calculará para dos horas de funcionamiento •

La demanda hidráulica de un sistema de cañerías con rociadores deberá ser determinada de acuerdo al tipo de construcción, clasificación de acuerdo a su uso, y naturaleza de los combustibles que podrían estar presentes, en concordancia con los requerimientos de la NFPA.

•

Los sistemas contra incendio de tipo húmedo deberán incorporar una válvula de alarma, un detector de flujo o presión, una conexión de prueba y drenaje, y una alarma motor de agua. Además deberán contar con manómetros en la entrada y salida de la válvula de alarma. La válvula de corte del sistema deberá ser monitoreada e indicar en la central de incendios cuando no se encuentre completamente abierta.

•

Los gabinetes de mangueras serán del Tipo Húmedo, Clase II, de acuerdo a NFPA 14. Estarán equipados con caja de protección con puerta metálica, rack abatible de manguera, válvula ángulo de 1½”, 30 m de manguera de 1½” y pitón ajustable desde chorro directo a neblina y corte.

•

Los sistemas de diluvio deberán incorporar una válvula de diluvio, un detector de flujo o presión, una conexión de prueba y drenaje, y una alarma motor de agua, además se deberá contar con manómetros en la entrada y salida de la válvula de diluvio. Los rociadores para este sistema deberán ser del tipo abierto.

•

El sistema contra incendio deberá contar con un sistema de drenaje para evacuar el agua de todas las cañerías.

•

El diseño hidráulico de los sistemas de diluvio, los materiales, layout e instalación deberán estar de acuerdo con NFPA 13 y 15.

•

Se deberá mantener la mínima presión de operación en el punto de descarga de los rociadores, para asegurar el flujo de agua y su distribución del riego por aspersión. La presión de descarga mínima en cualquier rociador de acuerdo a la NFPA 13, debe ser de 49 kPa (7 psi).

•

Todos los componentes de los sistemas contra incendio que no puedan ser mantenidos en forma constante sobre los 4ºC, deberán ser protegidos del congelamiento. Como en los sistemas contra incendio no existe circulación de agua, todos los componentes expuestos a bajas temperaturas deberán ser protegidos con cajas, envueltos con aislantes, sistemas de calentamiento eléctrico (heat tracing) u otros.





Página 54 de 65

9

PROTECCIÓN PERSONAL

•

Deberán instalarse lavadores de ojos y duchas de emergencia en las áreas donde los operadores estén sujetos a emanaciones o derrames peligrosos, como ácido, productos cáusticos, etc. Estos accesorios deberán estar indicados en los P&ID's.

•

Deberán protegerse las cañerías sin aislación, al igual que los equipos que operen a temperaturas que excedan los 60 ºC (140 ºF) y que constituyan un peligro para los operadores durante las operaciones normales de rutina.

10 PROCEDIMIENTOS A UTILIZAR EN PLANOS Y EN DISEÑO 10.1 Planos de Cañerías •

Los planos de cañerías, los dibujos, las secciones y los detalles deben mostrar todas las cañerías con suficiente detalle para indicar el trazado de cañerías, la disponibilidad para expandirse, las conexiones con equipos de proceso, los soportes de cañerías y los accesos.

10.2 Marcas de Identificación •

La identificación de cañerías deberá ser mostrada en los planos de cañerías mediante símbolos y letras adyacentes a la línea, repetidos suficientemente para designar la línea completa. Cada línea debe ser claramente designada indicando el diámetro de ésta, generalmente en pulgadas, el fluido contenido en la línea, número de la instalación o número de área, número de la línea y clase de material de la cañería.

•

Las cañerías de proceso y las cañerías de servicio serán identificadas con el número del área en el que nacen y mantendrán este número al cruzar otras áreas.

10.3 Símbolos •

Los símbolos estándar de cañerías deberán estar en conformidad con la norma ANSI Z 32.2.3. "Graphic Symbols for Pipe Fittings, Valves and Piping". Otros símbolos deberán ser aprobados.

10.4 Lista de Cañerías •

La lista de cañerías entregará un índice de la información generada en los diagramas de cañerías e instrumentación y deberá ser preparada durante la etapa del diseño detallado.





Página 55 de 65

La lista será preparada por servicio mostrando el número de la línea, origen y término de ésta, área, diámetro, especificación del material, caudal de diseño, velocidad de diseño, presión y temperatura de funcionamiento, densidad y referencia al diagrama de cañerías e instrumentación (P&ID).

10.5 Lista de Materiales •

Los componentes de los sistemas de cañerías deberán ser especificados para cada servicio (clase), de acuerdo con su función y haciendo referencia a los materiales empleados. No se podrán hacer referencias a marcas comerciales. Referencias a materiales o elementos de equipos no convencionales se harán acompañando ésta del catálogo correspondiente.

10.6 Lista de Válvulas •

La lista de válvulas contendrá informaciones de ingeniería y de compras; se agrupará esta información por clase de material. Las válvulas especiales tendrán una especificación particular de compras a la cual se hará referencia en las listas de material y de válvulas.

10.7 Lista de Soportes •

Esta lista será trabajada en forma similar a la lista de válvulas, en lo que refiere a compra de soportes especiales.

•

En general, se proporcionarán diseños estándar de soportes para la fabricación en taller o en terreno de éstos. Referencia a los soportes se hará en los planos de cañerías.

10.8 Dibujos Isométricos •

Se prepararán planos isométricos para todas las cañerías que serán fabricadas en taller, para cada sistema de cañerías. Los isométricos contendrán información completa para el montaje en terreno al igual que toda la información sobre los materiales en dicho sistema de cañerías.





11 1"

ANEXO 1

ESPACIAMIENTO MINIMO ENTRE CAÑERÍAS TABLA Nº 1 ESPACIO MINIMO ENTRE CA ERIAS ( "S" )

100 115

1 1/2"

Página 56 de 65

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

CAÑERIA SIN AISLACION

115

115

120

130

2"

120 125

130 135

135 140

3"

140

145

150

165

150

155

160

175

160

165

170

185

200

175

180

185

200

210

185

190

195

210

225

250

205

210

215

230

245

270

215

225

230

245

255

285

310

235

240

250

260

275

300

325

250

255

260

275

285

315

340

365

270

275

280

295

305

335

360

385

12"

285 305

295 310

300 315

315 330

325 345

355 370

380 395

405 425

430 450

14"

310

320

325

340

350

380

405

430

455

470

340

345

350

365

375

405

430

455

480

495

345

350

355

370

385

410

435

460

490

505

530

370

375

380

395

410

435

460

490

515

530

555

360

370

375

390

400

430

455

480

505

525

545

575

400

405

415

425

440

465

495

520

545

560

585

610

395

400

405

420

435

460

485

515

540

555

580

605

630

435

440

445

460

470

500

525

550

575

590

615

645

670

420

425

430

445

460

485

510

540

565

580

605

630

655

680

460

470

475

490

500

530

555

580

605

625

650

675

700

725

450

460

465

480

490

520

545

570

595

610

635

660

690

715

740

500

510

515

530

540

570

595

620

645

660

685

715

740

765

790

505

515

520

535

545

575

600

625

650

670

695

720

745

770

795

845

560

570

575

590

600

630

655

680

705

720

745

775

800

825

850

900

535

540

550

565

575

605

630

655

680

695

720

750

775

800

825

875

900

590

595

605

620

630

655

685

710

735

750

775

800

825

850

880

930

955

630

635

640

655

670

695

720

750

775

790

815

840

865

890

915

965

990

680

685

690

705

720

745

770

800

825

840

865

890

915

940

965

1020 1045 1120

42"

720 690

725 700

730 705

745 715

760 730

785 755

810 780

835 810

865 835

880 850

905 875

930 900

955 925

980 950

1005 1055 1080 1160 1235 975 1030 1055 1130 1205

48"

800

810

815

830

840

870

895

918

945

960

985

1010 1040 1065 1090 1140 1165 1240 1315 1395

780

785

790

805

820

845

870

900

925

940

965

990

885

895

900

915

925

955

980

1005 1030 1045 1070 1100 1125 1150 1175 1225 1250 1325 1405 1480 1555

875

880

885

900

915

940

965

995

970 950

980 955

985 965

1000 1010 1040 1065 1090 1115 1135 1160 1185 1210 1235 1260 1310 1335 1410 1490 1565 1640 1715 975 990 1015 1040 1070 1095 1110 1135 1160 1185 1210 1240 1290 1315 1390 1465 1540 1620 1695

1"

1 1/2"

2"

3"

4"

6"

8"

10"

12"

14"

16"

18"

20"

22"

24"

28"

30"

36"

42"

48"

54"

60"

80 90

90 105

105 110

125 135

140 155

170 185

200 220

230 250

270 290

300 320

325 350

345 385

375 415

400 445

435 485

490 545

520 575

610 665

700 670

785 760

870 855

955 935

4" 6" 8" 10"

16" 18" 20" 22" 24" 28" 30" 36"

54" 60"

" S " P/CAÑERIA C/FLANGE ASME B16.5 O 16.47, 150 # " S " P/CAÑERIA C/FLANGE ASME B16.5 O 16.47, 300 #

A

S

1070

1015 1040 1065 1115 1140 1220 1300 1370

1016 1035 1060 1085 1110 1135 1160 1210 1240 1315 1390 1465 1540

DIAM. CAÑ. (inch) A

NOTES :

1.2.-

Dimensiones espaciamiento entre cañerías en mm. Para líneas aisladas el espaciamiento entre cañerías deberá ser incrementado en el espesor de la aislación





Página 57 de 65

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

12

ANEXO 2 CAÑERÍAS

DISTANCIAS RECOMENDADAS ENTRE SOPORTES DE

12.1

Guia de Diseño para Espaciamiento Máximo Permitido para Cañerías de Acero Carbono sobre Parrón de Cañerias.

Para Cañerías soportadas en forma continua o con un mínimo de 3 soportes. Para espaciamientos distintos a parrón de cañerías ver Guía en Página siguiente. m = Espaciamiento en metros. W = Carga por soporte, por peso propio en kg. Diámetro Cañería

Cañería (pulg) 1½ 2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 36 12.2

SCH. 80 80 Std Std Std Std Std Std Std Std Std Std Std Std Std

AIRE

AGUA

W

AGUA

0” AISLACION m 6 7 8 9 11 12 14 15,5 16 17 18,3 19,2 21 22,5 25,5

m 5,3 6,1 7 8 9,5 10,7 12 12,8 13 13,4 13,5 13,7 14,3

Kg 35 57 113 194 446 802 1335 1786 2223 2840 3466 4187 5944

W

2” AISLACION m 4,5 4,9 6,2 7,5 9 10 11,6 12,4 12,5 12,8 13,2 13,5 14

kg 62 124 216 477 826 1395 1860 2280 2875 3774 4339 6080

W PULPA SG = 1.50 O” AISLACION m kg 6,7 7,6 8,8 9,8 10,7 11,3 11,3 11,6 11,9 12,2 12,5

124 216 496 894 1460 1990 2436 3142 3953 4877 6908

Bases de Diseño:



Deflexión máxima de la cañería = 10,2 mm



Tensión admisible = 703 kg/cm2



Módulo de Young = 2074055 kg/cm2



Corrosión admisible = 1,6 mm



Tolerancia de fabricación = 12,5%







DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Página 58 de 65

Densidad de aislamiento = 176 kg/m3

Notas: 1. Si se requieren restricciones sísmicas, éstas deberán ser localizadas cada tercer soporte vertical para cañerías de 4 pulgadas de diámetro y mayores. 2. Restricciones adicionales podrán ser requeridas para cañerías expuestas a cargas de viento. 3. Las cargas de viento y cargas sísmicas deberán ser consideradas en forma separada, la más restrictiva de ambas deberá ser utilizada para el diseño. 4. Las restricciones para cargas de viento (si se requieren) deberán ser localizadas en cada segundo soporte.




12.3


Página 59 de 65

Guía de Diseño para Espaciamiento Distinto a Parrón de Cañerías

Para obtener el espaciamiento de otras configuraciones de cañerías, multiplique el máximo espaciamiento permitido, tabulado en Página anterior por el factor de reducción Kr como se muestra abajo. Factor de Reducción “Kr”





12.4

Diam. Cañería (mm) 32 63 75 90 110 180 225 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900

Página 60 de 65

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Guía de Diseño para Espaciamiento Máximo Permitido para Cañerías HDPE PE-100 (PN6, PN10 y PN16) sobre Parrón de Cañerías PE100 PN 6 LONG

PE100 PN 6 SUP. W Agua m kg

1,9 2,1 2,3 2,6 3,3 3,7 4,1 4,4 4,6 4,9 5,2 5,5 5,8 6,2 6,5 6,9 7,4

6,1 9,5 15,0 25,3 85,9 15,4 258,1 35,5 465,2 629,0 845,9 1106,4 1463,2 1980,0 2636,5 3552,8 4823,2

PE100 PN 6 LONG

PE100 PN 6 SUP. W Pulpa m kg

1,8 2,0 2,1 2,4 3,0 3,4 3,8 4,0 4,2 4,5 4,8 5,0 5,3 5,6 6,0 6,3 6,7

8,2 12,9 19,6 33,3 11,5 197,5 341,8 455,5 607,0 825,6 1115,1 1436,4 1909,4 2554,2 3475,7 4632,6 6236,3

PE100 PN 10 LONG


2,2 2,4 2,6 2,9 3,7 4,1 4,6 4,8 5,1 5,4 5,8 6,1 6,4 6,8 7,3 7,7 8,2

7,0 10,9 16,9 28,2 96,4 166,8 291,0 384,2 518,3 696,7 947,3 1229,8 1618,2 2176,4 2967,8 3973,7 5356,1

PE100 PN 10 LONG


2,0 2,2 2,4 2,6 3,4 3,8 4,2 4,5 4,7 5,0 5,3 5,6 5,9 6,3 6,7 7,1 7,5


8,8 13,8 21,7 35,0 1229 214,5 368,2 499,2 662,0 894,2 1199,8 1564,6 2067,8 2794,7 3775,4 5079,1 6790,9

PE100 PN 16 LONG


1,7 2,4 2,6 2,8 3,1 4,0 4,4 4,9 5,2 5,6 5,9 6,3 6,6 7,0 7,4 -

1,4 7,7 11,8 18,3 30,1 104,8 180,1 310,7 417,0 570,7 763,3 1031,7 1333,3 1774,9 2375,4 -

PE100 PN 16 LONG


1,6 2,2 2,4 2,6 2,9 3,7 4,1 4,6 4,9 5,2 5,5 5,8 6,2 6,5 6,9 -


1,8 9,4 14,5 22,6 37,6 129,2 223,6 3887 524,1 706,2 948,2 1265,5 1669,2 2196,2 2951,2 -



Página 61 de 65

Bases de Diseño 1. La tabla se construyó considerando la cañería apoyada en más de dos puntos con un contenido de densidad 1 000 kg/m3 para agua y 1 500 kg/m3 para pulpa. 2. La temperatura del fluido se consideró 20 ºC. 3. La flecha máxima admisible es de 10 mm en el centro del vano. 4. Las propiedades de HDPE PECC 100 son: Módulo de elasticidad 15 290 kg/cm2 , densidad 961 kg/m3 5. Para temperaturas superiores a 20 ºC aplicar el siguiente factor de corrección: Factor de corrección por Temperaturas > 20 ºC T ºC Factor 21 - 30 0.97 31 - 40 0.92





13 ANEXO 3 Abreviación A AG Amb Atm BB BC BE BF BLE BOE Brz BW CB CI Conc Conn CO CS CPVC Cu CWP ºC DI

DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

ABREVIACIONES COMUNMENTE EMPLEADAS

DWV Ecc Ell EFW

Inglés Ampere, Amp Aboveground Ambient Atmosphere Bolted Bonnet Bolted Cap Beveled Ends Butt Fusion Beveled Large End Beveled One End Bronze Butt Weld Clamp Bonnet Cast Iron Concentric Connection Chain Operated Carbon Steel Chlorinated Polyvinyl Chloride Copper Cold Working Pressure Degree Celsius Ductile Iron Double Submerged Arc Welded Drain, Waste & Vent Eccentric Elbow Electrical Fusion Welded

ERW

Electrical Resistance Welded

Fab FM FF Flg FS Galv

Fabricated Factory Mutual Approval Flat Face Flange Forged Steel Galvanized

DSAW

Página 62 de 65

Español Amperes Instalación sobre terreno Ambiente Atmósfera Bonete Apernado Cap Apernado Extremos Biselados Soldadura por fusión Extremo Mayor Biselado Extremo un lado Biselado Bronce Unión soldada de tope Bonete con Abrazadera Hierro fundido Concéntrico Conexión Operado con cadena Acero al carbono Cloruro de Polivinilo Clorado Cobre Presión de trabajo en frío Grados Celsius Hierro dúctil Soldadura con doble arco sumergido Drenaje, Residuos y Venteo Excéntrica Codo Soldadura eléctrica por Fusión Soldadura por resistencia eléctrica Fabricado Aprobación por Factory Mutual Cara plana Flange o Flanche o Brida Acero forjado Galvanizado





DCC2008-VCP.GI-CRTCA02-0000-001-0

Abreviación g - gm g/L Gr GE GO GOE Hex HDPE HP ID in, (“)

Grams Grams per liter Grade Grooved End Gear Operated Grooved One End Hexagonal High Density Polyethylene High Pressure Inside Diameter Inches

ISRS

Inside Screw Rising Stem

J kg kg/h km kV kW L L/s Lb LP LO LtWt Lub Lug

Joule Kilogram Kilograms per hour Kilometer Kilovolt Kilowatt Liter Liters per second Pounds Low Pressure Lever Operated Light Weight Type Lubricated Lug Illuminance and luminous emittance Square meter Cubil meter Maximum Manufacturer Minimum Malleable Iron Mechanical Joint Meter Millimeter ubil meter per hour Male National Pipe Thread End acion Pressure

Lux – lx m2 m3 Max Mfr Min MI MJ M–m mm m3/h MNPT MP

Inglés

Página 63 de 65

Español Gramos Gramos por litro Grado Extremo ranurado Operado con reductor Extremo un lado ranurado Hexagonal Polietileno Alta Densidad Alta presión Diámetro interior Pulgadas Vástago interno roscado, ascendente Joule Kilogramos Kilogramos por hora Kilómetros Kilovoltios Kilowatts Litro Litros por segundo Libras Baja presión Operado por palanca Tipo Liviano (flanges) Lubricado Con orejas Iluminancia o nivel de iluminación Metros cuadrados Metros cúbicos Máximo Fabricante Mínimo Hierro Maleable Junta mecánica Metro Milímetro Metros cúbicos por hora Cañería roscada NPT macho Presión Media




Abreviación Mpa NSR NPS NPT Nm3/h Op OS & Y ppm Pa PBE PE PLE PN POE POE / TOE Psi Psig PP PTFE PVC PVDF RF RL s SB SC Sch Scrd SE S.G. Sj Smls Sq SR SS Std SW t t/h t/d


Inglés Megapascals Non Rising Stem Nominal Pipe Size Nacional Pipe Threaded Normal cubic meters per hour Operated Outside Screw and Yoke Parts per million Pascal Plain both Ends Plain Ends Plain Large End Nominal Pressure Plain One End Plain One End / Threaded One End Pound per Square Inch Pound per Square Inch Gauge Polypropylene Polytetrafluoroethylene Polyvinyl Chloride Polyvinylidene Fluoride Raised Face Rubber Lined second Screwed Bonnet Screwed Cap Schedule Screwed Screwed End Specific Gravity Solder Joint Seamless Square Short Radius Stainless Steel Standard Socket Weld Metric ton Metric tons per hour Metric tons per day

Página 64 de 65

Español Mega Pascal Vástago no ascendente Dimensión nominal de tubería Rosca Nacional Pipe Threaded Metros cúbicos normales por hora Operado Tornillo y Yugo Exterior Partes por millón Pascales Ambos extremos Planos Extremos planos Extremo Mayor Plano Presión Nominal Extremo plano Extremo un lado plano – un lado roscado Libras por pulgada cuadrada Libras por pulg. Cuadrada man. Polipropileno Politetra Fluoro Etileno Policloruro de vinilo Policloruro de Fluoro Cara con resalte Revestido con goma segundos Bonete Roscado Cap roscado Roscado Extremos roscados Gravedad específica Junta soldada Sin costura Cuadrado Radio Corto Acero inoxidable Estándar Soqueteado Toneladas métricas Toneladas métricas por hora Toneladas métricas por día




Abreviación TBE Temp TF Thd Thk T&C Tfe TOE Tr TSE UB UG UL VC Wfr WOG Wt W/ XS XXS y


Inglés Threaded both Ends Temperature Term fusion Threaded Thick Threaded and Coupled Teflon Threaded One End Trim Threaded Small End Union Bonnet Underground Underwriter’s Laboratories Approved Victaulic Coupling Wafer Water, Oil and Gas Weight With Extra Strong Double extra Strong year

Página 65 de 65

Español Ambos extremos Roscados Temperatura Termofusión Roscada Espesor Con hilo y copla Teflón Extremo un lado roscado Elemento de corte en válvula Extremo Menor Roscado Unión con sombrerete Enterrado Aprobado por Underwriters Laboratories Unión Victaulic Entre flanges Agua, aceite y gas Peso Con Extra pesado Doble Extra Pesado año



CORPORACIÓN CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE COB RE DE CHILE CODELCO – CHILE

ESPECIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN TÉCNICA CORPORATIVA CORPORATIVA MATERIALES DE CAÑERÍAS

DCC2008-VCP.GI-ESPCA02-0000-001 REVISIÓN 0

SGP-GI-CA-ESP-001


VIGENCIA 31 DE MARZO DEL 2008

Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-ESP-001 en el Escritorio de la VCP VCP.



SISTEMA DE GESTIÓN DE PROYECTOS ESPECIFICACIÓN TÉCNICA CORPORATIVA MATERIALES DE CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-ESPCA02-0000-001-0 Desarrollado por:

Firma

R. Gutiérrez U.

Validado por:

Gerencia Ingeniería

Firma

J. Canto F. B. Lértora D.

Ap ro bad o p or : Fernando Vivanco G.

Área

Área Gerencia Ingeniería Gerencia Ingeniería

Carg o

Fir ma

Fech a

Vicepresidente Corporativo de Proyectos

Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-ESP-001 en el Escritorio de la VCP.




ESPECIFICACIÓN TÉCNICA CORPORATIVA MATERIALES DE CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-ESPCA02-0000-001-0

0

31/03/08

Ingeniería

R. Gutiérrez U.

J. Canto F.

B. Lértora D.

B

10/03/08

Ap rob aci ón

R. Gu ti ér rez U.

J. Can to F.

B. Lér to ra D.

A

20/ 02/ 08

Coo rd ina ci ón In te rn a

R. Gut ié rre z U.

J. Can to F.

Rev.

Fecha

Emiti do para

Orig .

JMD


GI

F. Vivanco G.

VCP



GERENCIA DE INGENIERÍA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA CORPORATIVA MATERIALES DE CAÑERÍAS DCC2008-VCP.GI-ESPCA02-0000-001-0

Página 2 de 15

INDICE

1 2

3

4

5 6

AL CANCE ............................................................................................................ 3 NORMAS Y ESTÁNDARES APL ICAB LES ......................................................... 3 2.1 Ord en de Preced enc ia .............................................................................. 3 2.2 Nor mas y Códi go s .................................................................................... 3 REQUERIMIENTOS DE MATERIAL .................................................................... 4 3.1 Gener al ...................................................................................................... 4 3.2 Sus titucio nes ............................................................................................ 5 3.3 Válvul as ..................................................................................................... 5 3.4 Cañer ías .................................................................................................... 6 3.5 Fitting s ...................................................................................................... 6 3.6 Br idas o Flang es....................................................................................... 7 3.7 Clases de Presión - Temper atura ............................................................ 7 3.8 Cor ro si ón Permi tida ................................................................................. 8 3.9 Materiales no incluido s en la especificación ......................................... 8 3.10 Filtros Temp orales para partidas ............................................................ 8 DESIGNACION DE LINEAS ................................................................................. 8 4.1 Estructur a de Desglose del Trabajo (Códig o de área física) ................ 9 4.2 Cód igo de Servicio ................................................................................. 10 4.3 Diámetr o Nom inal ................................................................................... 11 4.4 Código de Clase de Material .................................................................. 12 4.5 Número Corr elati vo de Línea ................................................................ 13 4.6 Código de Tipo de Ais lación o Revestimiento ..................................... 14 HOJA S DE CLA SES DE MATERIAL ................................................................. 14 COMPONENTES NO ESPECIFICADOS ........................................................... 15




1


Página 3 de 15

ALCANCE Esta especificación cubre los requerimientos mínimos para la identificación y selección de materiales de cañerías, válvulas, fittings, elementos misceláneos y piezas especiales que se podrán emplear en las instalaciones de proceso de minerales, plantas químicas e instalaciones similares en proyectos a realizarse para CODELCO. Además, estas especificaciones serán válidas en instalaciones, equipos y/o sistemas de cañerías existentes, en los cuales se ejecuten trabajos como cambios de sus ruteos, cambios de materiales y soportación, cambio en las condiciones de diseño como flujo, presión, temperatura, tipo de fluido, condiciones ambientales y otros. Esta especificación se sustenta en los lineamientos generales establecidos en el documento “Criterio de Diseño Corporativo, Cañerías, Nº DCC2008-VCP.GICRTCA02-0000-001”, además de los requerimientos específicos definidos para cada uno de los productos que deben incorporarse a los sistemas en cada proyecto particular. Se excluye de esta Especificación Técnica, lo correspondiente a las válvulas de control e instrumentación

2

NORMAS Y ESTÁNDARES APLICABL ES 2.1 Orden de Precedencia En caso de discrepancia entre los requerimientos de esta especificación y planos del proyecto, o cualquiera de los códigos y normas indicados, regirá la de mayor nivel de exigencia.

2.2 Normas y Códigos Todos los diseños, materiales, fabricación e inspección deberán estar conforme con las partes aplicables de las siguientes normas, códigos y estándares nacionales e internacionales, y regulaciones del Gobierno Chileno, en su última edición o revisión, a menos que se especifique otra cosa.

ANSI API ASME ASTM

American National Standards Institute American Petroleum Institute American Society of Mechanical Engineers American Society for Testing and Materials




AWS AWWA HIS INN ISO MSS NFPA PPI


Página 4 de 15

American Welding Society American Water Works Association Hydraulic Institute Standards Instituto Nacional de Normalización International Standards Organization Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry National Fire Protection Association Plastics Pipe Institute

Las siguientes son algunas de las normas principales que estandarizan los componentes presentados en esta especificación.

API Sp . 5L

Especificación API-5L para sistemas de cañerías con diámetros mayores a 24” ASME B31.3 Cañerías de proceso ASME B31.4 Sistema de cañerías transporte de hidrocarburos y otros líquidos ASME B31.11 Sistema de cañerías para transporte de pulpa AWWA C200 Cañerías de acero para agua de 6” y mayores ISO 161-1 Cañerías termoplásticas para el transporte de fluidos. Diámetros y presiones nominales Prevención de riesgos. Identificación de sistemas de cañerías NCh 19-79 NCh 303 Tubos de acero al carbono soldados con arco eléctrico automático

3

REQUERIMIENTOS DE MATERIAL 3.1 General La clase de material a emplear quedará determinado por el tipo y características físico químicas del fluido, la temperatura y la presión de diseño de la cañería. Todos los materiales deberán ser seleccionados y estar apropiadamente identificados de acuerdo con las respectivas normas y códigos que se mencionen en cada clase de cañerías. Los materiales para cada clase de cañerías deberán ser empleados solamente para los rangos de presión y temperatura que se especifiquen. La clase de material debe ser claramente especificado en los P&ID y en los documentos que corresponda. Todos los materiales deben ser nuevos y de primer uso, sin fallas de fabricación y libres de partículas visibles sobre sus superficies.





Página 5 de 15

3.2 Sustituciones Se definen como componentes equivalentes, a aquellos de igual rango de presión, tipo de material, diseño, dimensiones, tolerancias y aplicación probada para los servicios solicitados. En caso de sustitución el fabricante deberá indicarlo sobre el componente. Los componentes equivalentes están sujetos a aprobación de ingeniería del proyecto. Los materiales fundidos no son sustitutos aceptables para materiales o elementos obtenidos por forja.

3.3 Válvulas Los materiales que componen las válvulas y sus componentes interiores, que no sean indicados mediante esta especificación, y sean por estándar del fabricante, deberán incluirse en los documentos técnicos enviados a ingeniería del proyecto, por los proveedores. Normalmente, no se utilizarán válvulas de globo de diámetros mayores a 4". En diámetros mayores la regulación de caudales podrá realizarse mediante válvulas de mariposa en fluidos libres de sólidos, y válvulas pinch en el caso de las pulpas. Las válvulas de globo de diámetro mayores a 2" que requieran operadores de engranaje o ruedas de impacto, se les deberá dar una consideración especial, siendo evaluado cada caso particular. Las válvulas de mariposa no deberán ser apernadas directamente contra válvulas de retención. Las válvulas de mariposa empleadas en empalmes a estanques, equipos o con flanges ciegos, deben ser del tipo "lug". Cuando el agua que fluya por una cañería tenga un alto contenido de minerales y/o sólidos que se puedan incrustar, como en el agua recuperada, se evitará el uso de válvulas de mariposa y en su lugar se usarán válvulas de compuerta. Todas las válvulas de retención tipo "wafer", doble placa de acero y acero aleado, con asiento metal-metal deberán tener resortes de INCONEL X. En las válvulas con asiento suave, el material del resorte puede ser del estándar del fabricante. Las válvulas de compuerta con una combinación "Socketweld / screwed", deberán utilizarse en clases de líneas "socketweld", donde sea requerida una salida con extremo roscado. Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Se prohíbe su reproducción, y exhibición, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisión vigente del documento SGP-GI-CA-ESP-001 en el Escritorio de la VCP.




Página 6 de 15

Cuando no se indique el tipo de accionamiento en las válvulas de diámetros menores o igual a 8”, se deberán suministrar con volante o palanca según el tipo. Cuando no se indique tipo de accionamiento en válvulas mayores de 8” estas se suministrarán con caja de engranajes. Los accionamientos con caja de engranajes manuales o motorizadas, cilindros neumáticos y cilindros hidráulicos para la operación de todo tipo de válvulas deben ser incluidos por el proveedor de modo de que se garantice el buen funcionamiento de la válvula en conjunto desde fábrica antes de llegar al lugar de destino. Cuando se requieran válvulas con accionamientos por cadena, deberán suministrarse con dispositivo de impacto rotatorio, las ruedas de la cadena deberán montarse directamente en el buje del yugo, en vez de estar sujetas al volante. No deberán usarse ruedas del tipo impacto en válvulas con cuerpo o partes de hierro fundido. Este tipo de accionamiento deberá ser suministrado por el proveedor de la válvula de modo de que se garantice el buen funcionamiento de la válvula en conjunto desde fábrica antes de llegar al lugar de destino.

3.4 Cañerías De preferencia, las cañerías en presión deberán ser sin costura, solamente se aceptarán en casos donde esté expresamente indicado y aprobado por la Ingeniería del proyecto respectivo. Los diámetros de las cañerías deberán ser los nominales según ANSI. Los siguientes diámetros nominales de cañerías (Metálicas y Plásticas) no deberán ser empleados, 3/8”, 1¼”, 2 ½”, 5”, 7” y 9”, excepto si estos son requeridos en las conexiones a equipos y/o sistema contra incendio. Los espesores de las cañerías deberán ser calculados conforme a las últimas versiones de ASME B31.3 para cañerías de procesos químicos, de AWWA para las cañerías de agua y de ASME B31.11 para las cañerías de relave y concentrado, Las conexiones roscadas, deben tener hilo NPT (ASME B1.20.1).

3.5 Fittings Los fittings con extremos roscados deben ser con hilo NPT, de acuerdo a ASME B1.20.1.





Página 7 de 15

Los fittings (Metálicos y Plásticos) que serán soldados junto con las cañerías deberán tener el mismo diámetro interior y los espesores de los accesorios, no podrán exceder más de 1,5 mm (1/16”), del espesor de la cañería. Las curvas mitradas o segmentadas no son aceptables para el transporte de pulpa y su uso será sólo para transporte de agua cuando se especifique en las Hojas de Clases y deberán ser fabricadas de acuerdo al estándar AWWA C208. Codos mitrados, codos seccionados y de radio largo podrán ser aceptados sólo si están definidos de esta manera en los materiales para cañerías y planos isométricos.

3.6 Bridas o Flanges Las bridas o flanges o flanches deberán estar en concordancia con la última revisión de estándar ASME B16.5 para diámetros menores a 24” y a ANSI B 16.47 para líneas mayores de 24”. En el caso del agua se utilizará el estándar AWWA C207. En caso de uso en válvulas y/o equipos de bridas con caras planas, estas deben ser acompañadas con las mismas caras en las bridas opuestas. Además, se usará flanges de cara plana (FF) y empaquetadura para toda la cara cuando las válvulas y equipos tengan flanges de hierro fundido. En el resto de las situaciones se utilizará flanges RF. Los flanges "slip-on" deberán soldarse interior y exteriormente a la cañería. La altura del cordón interior del flanche, no deberá asomar por sobre la cara del flanche, de manera que ésta no requiera de un mecanizado posterior, evitando la disminución de su espesor. Los flanges de respaldo consideran piezas de ajuste (Stub-End) para cañerías de acero inoxidable y cañerías de HDPE. Flanges tipo cuello soldable (Welding Neck) y soqueteadas (Socket Weld), deberán seleccionarse con sus diámetros interiores adecuados para calzar con las cañerías donde serán usadas, los espesores de los flanges de cuellos soldables (Welding Neck), no podrán exceder más de 1,5 mm (1/16”), del espesor de la cañería.

3.7 Clases de Presión - Temperatura Las clases ó ratings para cañerías, válvulas y accesorios de cañerías en acero carbono, aleaciones ferríticas y aceros inoxidables austeníticos, estarán basados en la última edición de ASME B16.5 y ASME B16.34.





Página 8 de 15

3.8 Corrosión Permitida Se adoptará solamente la corrosión permitida que sea especificada dentro de las clases de materiales. a) Los espesores de paredes para cañerías con hilos ó soqueteadas deben estar basadas en la corrosión aceptable para esos materiales. b) Si el desgaste por corrosión que se está adoptando es diferente a lo especificado en las clases de materiales, estos deben ser indicados en los P&ID’s.

3.9 Materiales no inclu idos en la especificación Componentes que no estén incorporados en el listado de materiales deben ser considerados aparte de la especificación y ser identificados como items especiales en un listado adecuado para éstos, con sus correspondientes códigos de materiales, números de materiales, etc., e identificados sobre los planos P&ID’s.

3.10 Filtros Tempor ales para partidas Los filtros temporales de partida de equipos, deben ser del tipo plano de acero inoxidable, y deben estar especificados en las clases de materiales de la línea. Si es requerido un material para los filtros que sea más resistente, éste debe ser indicado en los P&ID’s.

4

DESIGNACION DE LINEAS Todas las líneas de proceso y de servicio, tanto enterradas como a la vista deberán identificarse en los P&ID’s, planos de diseño, isométricos y listado de líneas, y en general donde sea requerido, por un código compuesto por números y letras junto a la línea, repitiéndolo las veces que sea necesario, para una buena comprensión del plano, a lo largo de todo el trazado. Esta codificación será extensiva a todos los documentos del proyecto. La designación de cada línea deberá incluir: •

•

•

Número de Area Física Código del servicio de la línea (tipo de fluido transportado) Diámetro nominal de la cañería en pulgadas o mm




•

•

•


Página 9 de 15

Clase de material de la cañería Número de identificación de la línea (correlativo) Código de tipo de aislación o recubrimiento (cuando sea requerido)

Para los nuevos proyectos que desarrolle la Corporación la codificación de todas las líneas de todas las áreas será la siguiente:

XXXX - XXX - XXX - XXX - XXXX -

XX

Estructura de Desglose del Trabajo (Código de área física) Código de Servicio Diámetro Nominal Código de Clase de Material N° Corr elativo d e Línea Código de Tipo de Aislación o Revestimiento Ejemplo: 0500 - RE - 12” - S1 - 0172 - N Para los proyectos de mejoramiento, ampliación u otros que involucren obras existentes ya codificadas, se podrá mantener el orden actualmente empleado por la División respectiva.

4.1 Estruc tura de Desglos e del Trabajo (Código de Área Física) Corresponde al número de área designada por el proyecto en donde se origina la línea, esta no cambiará su designación original de área aún cuando atraviese por otras áreas.





Página 10 de 15

4.2 Códig o de Servicio Corresponde a una abreviación que identifica el servicio de la línea o código del fluido transportado, y que se indican en la Tabla 4.1.

Tabla 4.1 Codific ación por Servicio Servicio

Código de Servicio

Aceite Hidráulico Aceite Lubricante Acido Sulfúrico Acuoso Aditivo (Guar) Agua Acida Agua Caliente Agua Contra Incendio Agua de Enfriamiento Agua de Proceso Agua de Sello Agua Fresca Agua Potable Agua Recuperada Agua Tratada Aguas Servidas (Servicio Sanitario) Aire Baja Presión Aire de Instrumentación Aire de Planta Aire para Flotación Borras Cal viva Concentrado Cu-Mo Concentrado Cu Concentrado Mo Depresante de Cobre Diluyente Drenaje de Aceite Drenajes de Proceso Efluentes

HO LO SA AQ AD AW HW FP CW PW GW FW DW RW TW SW BA IA PA FA PG QL CT CC CM DC DK WO PD EF




Servicio


Página 11 de 15

Código de Servicio

Electrolito Pobre Electrolito Rico Espuma Contra Incendio Espumante Extractante Floculante Grasa Lechada de Cal Orgánico Cargado Orgánico Descargado Petróleo Diesel Pulpa Mineral Refino Relaves Solución Rica (PS) Solución Intermedia Sulfato de Cobalto Sulfidizante Vacío

LE RE AF FR EX GG GR ML LK BK FO SL RA TA PLS ILS CS SF VA

4.3 Diámetro Nomi nal El diámetro nominal de la línea será determinado por el diámetro del primer componente en el origen de la línea Para cañerías de acero se emplearán los diámetros comerciales normales expresados en pulgadas, según norma ANSI. Para cañerías de material plástico (HDPE, PVC, etc.), que se fabriquen en series milimétricas de diámetros, según normas ISO o DIN, se indicará el diámetro nominal en milímetros.



GERENCIA DE INGENIERÍA ESPECIFICACIÓN TÉCNICA CORPORATIVA MATERIALES DE CAÑERÍAS


DCC2008-VCP.GI-ESPCA02-0000-001-0

Página 12 de 15

Tabla 4.2 Equivalencia de Diámetros de Cañerías Diámetro Nominal

HDPE

PVC / CPVC

(mm) (mm) (Pulg.) (1) 1/2 20 15 3/4 25 20 1 32 25 1 1/2 50 40 2 63 50 3 90 80 4 110 100 6 160 150 8 200 200 10 250 250 12 315 300 14 355 350 16 400 400 18 450 450 20 500 500 24 630 630 28 710 30 750 32 800 800 36 900 48 1200 Nota: (1) Basada en el estándar DIN para HDPE

FRP (mm) 15 20 25 40 50 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 750 800 -

4.4 Código de Clase de Material Corresponde al código de la clase de material según las características del fluido a transportar y podrán ser de acero o plásticas. La elección del material dependerá principalmente de las características físico químicas del fluido, de las presiones de trabajo y de diseño, temperaturas máximas y mínimas del fluido, del caudal y velocidad de flujo, efectos generados por corrosión y corrosión permitida; también, cuando corresponda se deben tener en cuenta los requerimientos exigidos para garantía de los equipos.





Página 13 de 15

Cuando un servicio está definido para varias clases de materiales, la selección se debe hacer según las condiciones de diseño aplicables al tramo correspondiente. Para cada proyecto en particular se definirá el tipo de material a emplear y que se especificará en las Hojas de Clases, para lo cual se presentan las siguientes recomendaciones generales: •

•

•

•

Para las líneas de agua, aire y petróleo, se utilizarán preferentemente cañerías de acero al carbono de calidad ASTM A 53 - Gr. B estándar. Para agua también podrá emplearse cañerías de HDPE, dependiendo de las presiones de diseño. Para reactivos se emplearán preferentemente cañerías de acero carbono, acero inoxidable o plástico, según sea el reactivo. También se podrán usar mangueras para los procesos de dosificación. Para el transporte de pulpas, fluidos corrosivos y otros que se justifiquen, preferentemente se utilizarán cañerías de HDPE, las que deberá ser seleccionadas según sea el fluido a transportar, su temperatura, su presión y la soportación que se pueda emplear. Para la conducción de aguas residuales se podrán utilizar cañerías de cemento comprimido, hormigón de alta resistencia, acero o PVC, según sean las condiciones de diseño.

4.5 Número Correlativo de Línea Para cada servicio, las líneas serán numeradas en forma correlativa. Este número correlativo corresponde a un número único con el cual se identificará cada línea y este no deberá repetirse bajo ninguna circunstancia, de manera que no existan dos o más líneas con igual número para un mismo servicio en toda la planta. Para evitar duplicidad en la numeración de líneas se llevará un registro de las líneas por servicio y por área, denominado "Listado de Líneas". Una línea que se origina en un área y continúa en otra, conservará su numeración correlativa original. Al eliminarse una línea del proyecto, su número no será asignado a una nueva línea, ésta se indicará como “Anulada” en el Listado de Líneas y no se borrará. Cuando exista un cambio de diámetro y/o clase en una misma línea no se cambiará el número correlativo.





Página 14 de 15

Cuando una línea derive de otra, se asignará un nuevo número para la línea derivada.

4.6 Código de Tipo de Aislació n o Revestimiento La aislación puede ser: •

•

•

•

PP Protección personal, indica que solo se deben cubrir las áreas donde las cañerías puedan causar daño a personal de operaciones. HC Conservación de calor, implica que la línea debe ser cubierta completamente para evitar pérdidas térmicas. ET La cañería debe contar con calefacción (calefactor eléctrico exterior) Sin aislación N

Los requerimientos de revestimiento interior de la cañería, se denominarán según se indica: •

•

•

•

RG RP RH RN

Revestimiento de Goma Revestimiento en Poliuretano Revestimiento en HDPE Revestimiento en Neopreno

Se deberá además especificar en anexos el detalle del espesor y características del tipo de aislación o revestimiento adoptado. En caso de requerirse más de una aislación o revestimiento de un mismo tipo de, se podrá agregar un indicador numérico a las siglas.

5

HOJAS DE CLASES DE MATERIAL Para cada proyecto específico, las presiones y temperaturas referidas en las Hojas de Clases corresponden a las condiciones máximas de diseño para cada clase, la operación de cada servicio no deberá exceder las condiciones de diseño que en éstas se indiquen. Nombres de fabricantes y números de referencia de catálogos para válvulas, cañerías y accesorios serán mencionados sólo para propósitos descriptivos. Equivalencias o mejores ítemes de otros fabricantes pueden ser sustituidos los cuales deberán ser revisados y aprobados por Ingeniería del proyecto.



Criterio de diseño de cañerías

Recommend Documents