Ensayo de tuberias de PVC

CORRECCIÓN DEL INFORME OBJETIVOS /1 PUNTO MARCO TEÓRICO /1 PUNTO PROCESAMIENTO DE DATOS /1 PUNTO RESULTADOS /2 PUNTO CONCLUSIONES /3 PUNTO RECOMENDACIONES /1 PUNTO BIBLIOGRAFIA /1 PUNTO TOTAL/10 /10 PUNTO

NOTA FINAL INFORME PREPARATORIO Y COLOQUIO TOTAL/10

/8 PUNTOS /2PUNTOS /10PUNTOS

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LABORATO LAB ORATORIO RIO DE ENSAYO DE MATERIAL MATERIALES ES

ENSAYO ENSAYO EN TUBERÍAS TUBERÍAS PVC PARA AGUA A GUA POTABLE POTABL E

PRÁCTICA No.-

05

ESTUDIANTE:

BYRON CHANGO

INSTRUCTOR:

MARÍA EMILIA PONTÓN

HORARIO:

09H00/ 11H00

FECHA DE REALIZACIÓN:

14 de diciembre de 2017

FECHA DE ENTREGA:

21 de diciembre de 2017







1. INTRODUCCIÓN

En esta práctica vamos a realizar varios v arios ensayos a tuberías de PVC para redes de agua potable, alcantarillado principalmente y poder determinar la calidad de las mismas. Los ensayos a realizarse son: resistencia a la acetona, resistencia de impacto, y aplastamiento, parámetros importantes en el diseño de sistemas de conducción a gravedad 2. OBJETIVO OBJ ETIVO GENERAL GENERAL •

Realizar los ensayos necesarios para verificar la calidad y propiedades de tuberías de PVC.

3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS •

• •

Determinar la resistencia al impacto, resistencia resistencia a la acetona que que muestra una tubería de PVC Determinar los factores factores que influyen influyen en la resistencia resistencia de la la tubería de PVC. Realizar el ensayo de rigidez rigidez anular anular y obtener la resistencia resistencia al aplastamiento. aplastamiento.

4. MARCO TEÒRICO RED DE ALCANTARILLADO

Las redes de alcantarillado son estructuras hidráulicas que funcionan por gravedad, están constituidos constituidos por tuberías que trabajan bajo presión o por vacío. Normalmente están constituidas por canales de sección circular, o compuesta, enterrados la mayoría de las veces bajo las vías públicas. La tubería de alcantarillado se compone de tubos y conexiones acopladas mediante un sistema de unión hermético, el cual permite la conducción de las aguas residuales. En la selección del material de la tubería de alcantarillado, intervienen diversas características tales como: resistencia mecánica, resistencia estructural del material, durabilidad, capacidad de conducción, características de los suelos y agua, economía, facilidad de manejo, colocación e instalación, flexibilidad en su diseño y facilidad de mantenimiento y reparación Características de las tuberías de PVC Las tuberías en PVC son ligeras en peso, casi la mitad del peso del aluminio y una sexta parte del peso del acero. Las paredes interiores de







no afectan para nada el PVC. Los arañazos o abrasiones externas de la superficie no son puntos vulnerables a los ataques corrosivos. El PVC es inmune a la acción galvánica o electrolítica. Estas tuberías pueden ser utilizadas enterradas, bajo el agua, en presencia de metales o conectadas a ellos. Al ser sumamente ligeras en peso, las hace más flexibles, manipulables y fáciles de instalar. Otra cuestión importante es su menor factor de conductividad térmica, que les permite mantener una temperatura constante, así que normalmente no se requiere del aislamiento de la tubería. Extrusión: Durante el proceso de extrusión de tubería PVC, se pueden presentar varios problemas que afectarán la calidad de la tubería en producción, y aunque visualmente parezca que el acabado superficial en la tubería es correcto y la falla en el proceso se corrigi c orrigió ́ , la única manera de asegurarse es mediante las inspecciones y pruebas realizadas por el departamento de control de calidad. Por lo tanto, es necesario realizar un estudio sobre los procedimientos a seguir para verificar la alta calidad de producción. Clasificación de la tubería de acuerdo a su rigidez anular Los tubos se clasifican de acuerdo con su rigidez anular como se indica en la tabla 1, con una escala basada en series de la 1 a la 7.

5. EQUIPOS Y MATERIAL ES Equipos Equipo s para ensayo de Resistenci Resistencia a al al Impacto.

Para este ensayo se requiere de un aparato que permita la caída vertical y desde la altura determinada de la masa (percutor), sin que ocurran fricciones ni vibraciones. Dicho aparato consta de las partes fundamentales siguientes: Soporte. Que permita mantener el percutor a una altura máxima de 2 000







Bloque en V. Que sirva de base a las probetas en el ensayo, con una longitud mínima igual a aquellas, provistas en su superficie de una ranura de 120° en su parte central, cuyos lados tengan la longitud suficiente para soportar la probeta en el ángulo y no en sus vértices. Puede fabricarse preferiblemente de acero. Mecanismo de medición . El aparato estará provisto de un mecanismo para medir la altura de caída, con graduación graduació n en mm.

Mecanismo para mantener el percutor a la altura de caída con una tolerancia de ± 10 mm. Equipos Equipo s para ensayo de Resist Resist encia a la Acetona. Recipiente. Constituido de un material no atacable por la acetona, apto para contener la solución y las probetas y que pueda taparse herméticamente. Aceto Ac etona na anhi anh i dr a. Acetona de grado analítico con densidad de 0,7857 g/cm3 a 25°C, secada antes de usarse con algún elemento higroscópico adecuado. Equipos para ensayo ensayo de Resist Resistencia encia al Aplastamiento Prensa. Adecuada para llevar a cabo dicho ensayo. Equipos Equipo s p ara ensayo ensayo de Rigid ez anul anul ar (Métod (Método o d e Carga Carga Variable.) Máquina Máquina para ensayo de compr esión. Capaz de que el movimiento del cabezal se ajuste a una velocidad constante de acuerdo con el diámetro nominal de la tubería en concordancia con la tabla que a continuación se muestra, con la suficiente fuerza y desplazamiento para producir la deflexión especificada en el procedimiento, procedimiento, a través de un par de placas paralelas. paralelas.







Dos placas pl acas de acero acero . A través de estas se aplica la fuerza de compresión a la pieza de ensayo. Las placas deben ser planas, lisas y limpias y no deberán deformarse durante el ensayo a una magnitud que afecte a los resultados. La longitud de cada placa deberá ser por lo menos igual a la longitud de la pieza de ensayo.

El ancho de cada placa no deberá ser menor que el máximo ancho de la superficie en contacto con la pieza de ensayo mientras está bajo carga más 25 mm. Dispositivos de medición. Capaces de determinar la longitud de la pieza de ensayo, el diámetro interior de la pieza de ensayo dentro de 0,5% del valor nominal y el cambio de diámetro interior de la pieza de ensayo en la dirección de la carga con una exactitud de 0,1 mm ó 1% de deflexión, cualquiera sea el mayor. Dispositivo para medir la fuerza . Capaz de determinar dentro del 2% la fuerza necesaria para producir del 1% al 4% de deflexión de la pieza de ensayo diametralmente a través de la pieza de ensayo.

6. PROCEDIMIENTO

6.1.

Preparación Preparaci ón de la muestra:

Preparación de la muestra:

Las tuberías se clasifican de manera general en las siguientes: Tubo Tipo A1 . Elemento flexible de conducción fabricado con un perfil abierto nervado que se ensambla en circunferencia o en espiral para formar un conducto liso en su parte interior, con nervaduras exteriores. Tubo Tipo A2 . Elemento flexible de conducción fabricado con un perfil cerrado que se ensambla en circunferencia o en espiral para formar un conducto liso en sus paredes exterior e interior. Tubo Tipo B. Elemento flexible de conducción fabricado con un perfil de extrusión continua, con pared interior lisa y exterior corrugada.









Para más información respecto a valores de espesores (e1, e2, e3, ec) referirse a la norma NTE INEN 2059.

✓

Muestra para ensayo ensayo d e Resistenci Resistencia a al Impacto

La probeta debe estar constituida por un tramo del tubo con la longitud de 150 mm, para tubos de diámetro de 100 a 350mm, y de 300 mm para diámetros mayores a 350mm. Las probetas deben tener sus superficies lisas, libres de rebabas y sus extremos perpendiculares al eje del tubo, podrán ser ensayadas a temperatura ambiente. Se debe ensayar un total de 6 probetas para diámetros de hasta 100mm y 12 probetas para diámetros mayores.

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Muestra para ensayo de Resistencia a la Acetona.

La determinación de la calidad de los tubos de PVC por inmersión en acetona anhidra debe efectuarse en una sección transversal, de la banda en caso de los tubos tipo A1 y A2, y del tubo para el tipo B.







una longitud mínima de 150 mm para diámetros nominales de 100 a 350 mm, y de 300 mm para diámetros mayores de 350 mm. Para tubos tipo B, los especímenes de ensayo deben ser cortados c ortados en el valle de la corrugación y tener una longitud mínima de 150 mm para diámetros nominales de 110 mm a 500 mm y de 300 mm para diámetros mayores a 500 mm. ✓

Muestra para ensayo ensayo d e Rigi Rigi dez Anular.

El tubo para el cual va a ser determinada la rigidez anular debe ser marcado con una línea a lo largo de la generatriz exterior, se debe tomar 3 piezas de ensayo a, b y c, respectivamente, deben ser tomadas de este tubo marcado de modo tal, que los extremos de las piezas de ensayo sean perpendiculares al eje del tubo. Para tubos que tienen diámetros nominales menores o iguales a 1 500 mm, la longitud promedio de cada pieza de ensayo debe ser 300 mm ± 10 mm. Para tubos que tienen diámetros nominales mayores o iguales a 1 500 mm, la longitud promedio en milímetros de cada pieza de ensayo debe ser por lo menos 0,2 DN. Se determinara la longitud de cada pieza de ensayo por cálculo de la media aritmética de tres a seis medidas de longitud igualmente espaciadas alrededor del perímetro del tubo como está dado en la siguiente tabla:







probeta, estas mediciones deben realizarse según la Norma INEN 499. Trazar en la superficie exterior de la probeta un determinado número de generatrices paralelas y equidistantes, según la siguiente tabla:

Regular la masa total (percutor) y la altura de caída, las probetas deben ensayarse a 20°C y bajos las l as condiciones mostradas a continuación:







Colocar la probeta de ensayo en el bloque de soporte, de modo que una de las generatrices trazadas, colocada en la parte superior de la probeta, se proyecte verticalmente verticalmente sobre el vértice de la V del bloque. Si la probeta no falla al primer impacto, rotarla sobre el bloque soporte e impactar en la l a siguiente generatriz marcada. Continuar hasta que la probeta falle o hasta que todas las generatrices marcadas hayan recibido un impacto. Repetir con las probetas restantes el procedimiento mencionado. Cualquier grieta, rotura o fractura de la pared interior del tubo se considera falla del espécimen de ensayo. La separación entre las nervaduras o corrugaciones y la pared interior del tubo también constituye una falla. Todos los seis especímenes deben pasar el ensayo; si uno falla se deberá Ensayar otros seis especímenes y once de los doce ensayados deberán satisfacer satisfacer la prueba. ✓

Ensayo de Resist Resistencia encia a la Aceton a

Sumergir las probetas totalmente en la acetona y tapar herméticamente herméticamente el recipiente y dejarlo en reposo a la temperatura normal de ensayo, durante 20 minutos. Extraer la probeta y examinar en sus superficies visibles la presencia de exfoliaciones o desintegraciones. desintegraciones. ✓

Ensayo de Resistencia Resistencia al Apl astamiento

Aplastar tres especímenes de tubo entre placas paralelas en una prensa adecuada hasta que su diámetro interior se reduzca el 40% de su dimensión original. La velocidad de aplicación de la carga debe ser uniforme y adecuada para que la operación se realice entre dos y cinco minutos.







Colocar la pieza de ensayo con su eje longitudinal paralelo a las placas y centrarla lateralmente lateralmente en la m máquina áquina de ensayo. Traer la placa superior en contacto con la pieza de ensayo sin más fuerza que la necesaria para sostenerla en posición y comprimir la pieza de ensayo a la velocidad constante especificada (sección de equipos necesarios para en ensayo), mientras se registra continuamente la fuerza y deflexión hasta que se alcance una deflexión de por lo menos 0,03 del diámetro interno. Las dimensiones de fuerza y deflexión se obtienen midiendo el desplazamiento desplazamiento de una de las placas, pero si, durante el ensayo, la altura de la pared del tubo cambia por más de 10%, trazar el gráfico fuerza/deflexión fuerza/deflexión midiendo el cambio en el diámetro interior de la pieza de ensayo. 7. PROCESAMIENTO DE DATOS. 7.1.

DATOS

Datos: Ensayo de impacto # probetas ensayadas #probetas con falla #impactos por probeta

6 0 6

aplastamiento Porcentaje

deformacion [mm]

Carga [KN]









Rigidez anular Deformación [mm] Carga [KN] 1 0,157 2 0,304 3,3 0,475 4 0,578 5 0,677 6 0,823 7 0,937 8 1,055 9 1,158 10 1,259 Dimensiones tubería [mm]

e1 e2 e3 ec L

0,75 1 1,75 0,65 150

Diámetro Diámetro i nterno y nomi nal de la tubería ensayada ensayada Ø nominal: Ø interno:

110 103,5

mm mm







Ensayo de Aplastamiento

ENSAYO DE APLASTAMIENTO 2,5 2 ] N K [ A G R A C

1,5 1

0,5 0 0

5

10

15

20

25

30

DEFORMACIÓN [MM]

35

40

45

50

y = 4E-05x 3 - 0,00 0,0042x 42x2 + 0,1548x 0,1548x - 0,03 0,037 7 R² = 0,9997

La presente gráfica representa la curva esfuerzo- deformación que se obtuvo en el ensayo de aplastamiento para una tubería para alcantarillado. Donde el valor de máxima carga se encuentra en el 30% de deflexión es decir en 33 mm, para lo cual se obtuvo una ecuación mediante una línea de tendencia







9. CONCLUSIONES •

•

•

•

Se concluye concluye en base a las las características características de la tubería utilizada utilizada en en la práctica que pertenece a un tubo tipo B ya que tiene una pared lisa interna y una pared exterior corrugada. Se concluye concluye en base al resultado resultado de resistencia al impacto impacto que el ensayo se considera aprobado aprobado ya que se obtuvo un valor menor al 10% como dice la norma INEN 2059, se tienen muestras de buena calidad. En el ensayo de de aplastamiento aplastamiento el valor de carga máxima es es igual igual a 1,935 KN. Este valor se obtuvo mediante una ecuación de línea de tendencia, además, se considera que el espécimen pasa la prueba ya que no presentó evidencias de fisuramiento o rotura En el ensayo de rigidez anular se obtuvo un valor de 15,568 15,568 KPa con lo lo cual se concluye que es un tubo serie 7 para el método e ensayo ISO 9969 según el cuadro de la norma INEN 2059.

10. RECOMENDACIONES •

•

Se recomienda recomienda realizar el ensayo ensayo en todos los especímenes correspondientes correspondientes para de esta manera tener un valor más confiable y un criterio c riterio acertado a la hora de aprobar o reprobar un ensayo. Se recomienda recomienda cuidar cuidar que la la masa con con la la cual se realiza realiza el ensayo de impacto caiga en el centro de la tubería sobre la generatriz señalada y que esta masa se la ubique a la altura necesaria para cada caso.

Ensayo de tuberias de PVC

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