Manual Diseño de Tuberías

Universidad Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” Vice-rectorado “Luis Caballero Mejías” Jefatura de Ingeniería Mecánica Área de Diseño

Diseño de Tubería Autor: Ing. Luz M. Méndez P.

Diseño de Tuberías y Análisis de Flexibilidad

Índice

Simbología y Nomenclatura:................................................................................................................... 3 Códigos y Normas a utilizar .................................................................................................................... 9 Rating en Válvulas y Bridas ..................................................................................................................14 Fórmulas para Determinar Espesores Por Presión Interna y externa en Recipientes Cilíndricos ASME División VIII Sección 1 ..........................................................................................22 Fórmulas para Determinar Espesores de Tuberías por Presión Interna Código Asme B31.1/2/3/4/5/8 ...........................................................................................................................................31 Tuberías:.....................................................................................................................................................36 Ramales:.....................................................................................................................................................53 Bridas: .........................................................................................................................................................64 Válvulas: .....................................................................................................................................................84 Documentos de Proyecto: .....................................................................................................................92 Separación entre Equipos Según PDVSA-"Manual de Ingeniería de Riesgos"....................119 Separación entre Áreas de un mismo Proyecto Según PDVSA-“Manual de Ingeniería de Riesgos” ...................................................................................................................................................121 Distanciamiento entre Tuberías de Procesos................................................................................123 Soportes Simples para Tuberías: ......................................................................................................127 Análisis de Flexibilidad en Tuberías.................................................................................................132 Código Asme B31.3 -“Process Piping”: ...........................................................................................133 Soportes de Tuberías: ..........................................................................................................................149 Cálculo Para Lazos de Expansión: ...................................................................................................154 Juntas de Expansión. ...........................................................................................................................158 Soportes Especiales: ............................................................................................................................168 Método “Kellogg”: .................................................................................................................................171 Fluidos Bifásicos. ..................................................................................................................................175 Caída de Presión.Tablas del Crane-“Flujos de Fluidos”.............................................................190 Velocidades de los Fluidos .................................................................................................................197 Placas Orificios y Toberas...................................................................................................................203 Dimensionamiento de Tuberías .........................................................................................................211 Gravedad Específica de Diversos Hidrocarburos Cameron Hydraulic Data-Ingersoll Rand……………………………………………………………………………………………………...218 Bibliografía ...............................................................................................................................................220

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Realizado por: Ing. Luz Méndez


Simbología y Nomenclatura: • Instrumentación • Tuberías

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Códigos y Normas a utilizar

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Rating en Válvulas y Bridas • Clase 150 • Clase 300 • Clase 400 • Clase 600 • Clase 900 • Clase 1500 • Clase 2500

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Fórmulas para Determinar Espesores Por Presión Interna y externa en Recipientes Cilíndricos ASME División VIII Sección 1

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Fórmulas para Determinar Espesores de Tuberías por Presión Interna Código Asme B31.1/2/3/4/5/8

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Tuberías: • Características Material según Temperatura Propiedades de los Tubos • Marcaje de Tubos • Manufactura de Tubos



Tuberías, diámetros, espesores. Elemento de metal hueco que permite trasladar un fluido de un punto a otro. Su fabricación se efectúa de acuerdo a las normas americanas “ASME” (American Society Mechanical Engineer) Estas están especificadas por diámetros, su espesor de pared dependerá de la presión del fluido y la calidad del material dependerá de la temperatura de dicho fluido. El diámetro nominal se refiere al término con que se define el tamaño a utilizar. El diámetro externo se define como la zona externa de la tubería la cual es independiente del espesor de la tubería El diámetro interno se conoce como la zona interna o zona hueca de la tubería que aumentará o disminuirá según la presión del fluido. El Espesor Nominal se refiere a los valores nominales de espesores conocidos o fabricados de la tubería. Se conoce también como “Schedule” y viene dado por los siguientes valores: 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 y 160. Estos valores determinan el grosor que debe tener la tubería; es decir a mayor schedule mayor el espesor. El Área de Flujo corresponde al círculo de la sección interna de la tubería. Este concepto nos ayuda a determinar la capacidad que tiene la tubería según el paso de fluido a carga completa. El Área de la Sección del Metal es la diferencia entre el diámetro interno y el diámetro externo. Su amplitud viene dada por el espesor que tenga el tubo. La Superficie externa de la Tubería nos permite calcular el costo por metro cuadrado de pintura a colocar, esta superficie esta representada por la circunferencia del diámetro externo y la longitud requerida. La Superficie Interna esta determinada por el ancho de la circunferencia interna de la tubería y la longitud requerida. El Peso de la Tubería viene dado por el área de la sección del metal y depende del espesor de la misma. Las tuberías, por lo general, tienen una longitud de 6 a 12 metros (rango sencillo o rango doble) y sus extremos pueden tres formas de mecanizado: – Biselado – Planos – Roscados – Ranurado Cada uno de esos extremos se pueden unirse según el tipo de requerimiento establecido en las especificaciones del proyecto: – Soldados a tope (Butt-Weld) – Enchufe y soldado (Socket-Weld) – Mecánico (Bridas, empacaduras, pernos y/o espárragos, tuercas o roscado.) – Acoplamiento rasurado. La soldadura a tope se hace en frente al espesor de la misma y se utiliza en sistemas donde el diámetro es alto. La junción con enchufe y soldado se efectúa con algún accesorio que posea una cavidad que permite la penetración de la tubería en su interior y el soldado externo de ambos implementos. La junción mecánica permite el traslado del fluido sin provocar fugas en los elementos a unir. Acoplamiento ranurado: sistema de conexión de tuberías más versátil, económico, confiable y de fácil instalación. Página

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Tuberías y sus Partes

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Extremos de Tuberías

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Tipos de Uniones

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Junción Ranurada

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Ramales: Especificación de Tuberías: Conexión a Ramales • “Branch Connection Tables” • Tipos de Conexiones a Ramales



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Diseño de Tuberías y Análisis de Flexibilidad Generalidades Conexión Tubería a Tubería (Pipe to Pipe): Unión de tubería por medio de soldadura. Cuando esta unión es debil se colocan refuerzos como planchas de refuerzo, sillas (saddle) o Sweetpolet. Accesorios: elementos que permite realizar la unión entre el cabezal y el ramal. Entre ellos se encuentra la Tee soldada a tope, la tee enchufe-soldado, roscada y en acoplamientos ranurados. Los refuerzos se implantan en el sistema de tuberías cuando las condiciones de operación o diseño (temperatura alta, presiones y vibraciones grandes) inciden en los puntos donde existen derivaciones que pudieran debilitarse y causar rupturas en dichos puntos. Conexión en Caliente: Este ramal se efectúa entre una tubería nueva y una existente.

Accesorios de Tuberías Codo Roscado y de Enchufe: Su radio no coincide con ninguna relación con el diámetro nominal de la tubería, su dimensión deberá consultarse con las tablas de fabricantes y su robustez de fabricación se hace de tal forma que permitan facilitar su conexión. Se clasifican por libraje y no por Schudule.

Codos de 45º-Extremos biselados: Van soldados directo al espesor de la tubería y su tamaño y espesor depende de dicha tubería. La dimensión de su radio la mayoría de los casos viene dado por la relación del diámetro nominal.

Accesorios Principales: elementos que permite realizar la unión entre cabezal y el ramal, entre tramos de tuberías o permitir los cambios de dirección.

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Codos de 90º-Extremos biselados: Van soldados directo al espesor de tuberías, su tamaño y espesor depende de la misma. Pueden ser: Radio Largo: ½ del diámetro nominal de la tubería. Radio Corto: 1 del diámetro nominal de la tubería.

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Tee a Enchufe y Roscada: Depende del libraje de fabricación, son elementos robustos

Codo y Tee de Acoplamiento Ranurado: Las conexiones se suministran en diversos materiales incluyendo hierro maleable, hierro dúctil, acero al carbono, en acero galvanizado y en acero inoxidable.

Tee Biseladas: dispositivos que permiten conexiones a ramal, se efectúan por medio de soldadura a tope. Su dimensión depende de la tubería.



Accesorios Reducciones de Tuberías

Reducción Concéntrica: permite disminuir el diámetro de la tubería en donde el eje de la tubería de mayor diámetro coincide con el de menor diámetro.

Las Reducciones permiten disminuir el diámetro de la tubería que han sido dispuestas linealmente.

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Niple Reductor: Reducción especial ya que combina varias terminaciones en sus extremos, tales como: Biselado-Plano Biselado-Roscado macho Plano-Plano Plano-Roscado macho Roscado macho-Roscado macho

Reducción Excéntrica: permite disminuir el diámetro de la tubería haciendo coincidir los “Botton of Pipe” o BOP de ambas tuberías.

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Anillos (Coupling): Permiten unir dos tramos de tuberías por medio de roscado o enchufe. Para lograr su compra, se identifica por su clase y diámetro. Existe el “Half Coupling” donde uno de sus extremos es para soldar y el otra para enchufar o roscar. Se utiliza para reforzar las tuberías de ramales pequeños.

Uniones: Permiten la unión de dos tramos de tuberías por medio de un dispositivo cuyos extremos pueden ser roscados macho o hembra y/o del tipo enchufe. Facilita el montaje y el desmontaje.

Tapas: Implementos colocados en los extremos de las tuberías para lograr un cierre temporal o permanente. Se clasifican según en biseladas, roscadas o de enchufe.

Accesorios Misceláneos

Tapones: son tapas pero en este caso se utilizan para diámetros pequeños.

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Niple Standard: tramo de tubería cuya longitud es de 100 mm y su diámetro es relativamente pequeño.



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Diseño de Tuberías y Análisis de Flexibilidad Conexiones Cabezal-Ramal Accesorios o Planchas de Refuerzos para Ramales Thredolets: Dispositivo de refuerzo del tipo roscadosoldado que permite la unión de una tubería principal con una tubería secundaria.

Weldolet: Dispositivo refuerzo del tipo soldado que permite la unión de una tubería principal con una tubería secundaria.

Sockolets: Dispositivo de refuerzo del tipo enchufe-soldado que une a la tubería principal con la tubería secundario. Se utiliza para ramales de diámetros pequeños.

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Elbolet: Elemento de refuerzo del tipo soldado que une a una tubería principal con otra secundaria donde el punto de unión se efectúa desde un codo de 90º.

Accesorios reforzados para ramales: Dispositivos diseñados para soportar altas presiones u esfuerzos. Permite la unión entre el cabezal y el ramal. Según la unión entre ellas se clasifican:

Latrolets: implemento utilizado para unir dos tuberías de diferente diámetro pero con un ángulo de 45º. Esta unión puede ser roscada, de enchufe o soldada.

Saddle: Dispositivo de refuerzo en forma de silla de caballo donde se fortalece la superficie de la línea principal como la del ramal.

Plancha de Refuerzo: se incorpora una plancha que permite reforzar ambos elementos de la derivación. Este dispositivo se coloca luego que se ha efectuado un análisis de flexibilidad. La ventaja de su fabricación es su bajo costa ya que se realiza con retazos de tuberías.

Sweepolet: implemento de refuerzo que se utiliza en diámetros grandes. La unión entre el ramal y la tubería principal por medio de una soldadura a tope.



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Bridas: • Características • Tipos • Longitud de Pernos Normas para Bridas, Válvulas y Accesorios • Pesos según Asme B16.5 • Dimensiones según Asme B16.5



Las Bridas son elementos de mecánicos de acero forjado que se utilizan para unir la tubería con Válvulas, con Filtros, con recipientes y/o con equipos tales como compresores, bombas, turbinas, etc. Las bridas de este material están clasificadas según la norma ASME en seis tipos de presiones nominales 150#, 300#,600#, 900#, 1500# y 2500#. Las bridas en hierro fundido se fabrican en dos presiones nominales 125# y 250#. Para facilitar la unión entre las bridas se realizan perforaciones en su cuerpo donde la cantidad mínima de agujeros a realizar es de cuatro. Según el diámetro no minal o la presión del proceso va aumentando la cantidad de perforaciones Se clasifican en: • De cuello para soldar (welding neck) • Deslizantes (Slip-on) • Locas (Lap-Joint) • Roscadas (Threaded) • De enchufe y Soldadura. (Socket-Weld) • Reductora (Reducing) • Ciega (Bling) • Orificio (Orifice Flange) Bridas de cuello soldable: Estas bridas poseen un cuello en forma de cono truncado el cual se une con el extremo biselado de la tubería. • Soporta grandes esfuerzos (altas temperaturas vibraciones y presiones.) • Al enunciar las bridas, se deberá especificar el espesor de pared de acuerdo al espesor de la tubería. Bridas de enchufe: la tubería se ajusta dentro de la cavidad de la brida y luego se aplica una soldadura externa en los límites de ambos elementos. • Se utiliza en presiones bajas • Se fabrica en diámetros bajos. Brida Deslizante: Este tipo de brida se une a la tubería por medio de una soldadura interna de sellado y otra externa de refuerzo. • Bajo costo • Para Bajas presiones • Existe en todos los diámetros. • Presión nominal máxima de fabricación 600# Brida Reductora: Permite realizar un cambio de diámetro en un sistema cuando éste esta limitado de espacio. Brida Ciega: Se utilizan para sellar temporalmente un cabezal o ramal; donde se estima una ampliación futura en la planta. Bridas de Roscada: Se rosca en la tubería. – Bajos diámetros y Presiones. – Variedad de materiales: Galvanizado, aluminio, bronce, cobre, etc. Bridas Orificio: Son dos bridas que contienen una placa para medir el flujo en el sistema. Esta placa posee un orificio donde se origina una caída de presión que es leída por un instrumento de medición. Página

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Las bridas también pueden clasificarse de acuerdo la cara de junción entre ellas: – Cara Levantada (Raised Face): Tubería de acero. Uso General. El realce para presiones nominales de 150# y 300# es de 1/16”, las restantes es de ¼”. Se utiliza para condiciones de servicio moderados. – Cara Plana (Flat Face): Se fabrican en varios tipos de materiales; tales como, hierro fundido, de Bronce, Aleación Acero y Hierro Fundido. No están provistas de realce. – Junta de Anillo (Ring Joint): Tubería en acero para servicios críticos. Bastante costosa pero eficiente. Posee un canal para la incorporación del anillo – Macho-Hembra (Lengüeta y Ranura): Para manejo de fluidos muy delicados). Son poco usuales. Se utilizan para minimizar al máximo la fuga en ellas. La brida macho tiene la cara realzada y la hembra una cavidad que resguarda tanto a la empacadura como al elemento realzado. Las empacaduras son dispositivos que ayudan a limitar la fuga del fluido entre: – Brida-Brida – Brida-Válvula – Brida-Equipo Según su forma y material se dividen en tres tipos: • Juntas Planas perforadas: fabricada con componentes minerales comprimidos cuyo diámetro es igual al de la brida cara plana. • Junta Esperometálica de acero inoxidable son soporte de teflón. El diámetro es igual al de la brida con cara resaltada. • Junta de Anillo tipo Oval o Hexagonal en acero inoxidable, aleado o en acero al carbono. Utilizada con la Brida cara de anillo Material de Fabricación: • Gomas sintéticas • Fibras vegetales • Teflón • Asbesto* • Acero, etc. Los Tornillos (Machine Bolts) y los Esparragos (Stub-Bolts) se utilizan para unir las bridas. El Tornillo es una barra roscada en un extremo y se aseguran con una tuerca hexagonal. El otro extremo posee una cabeza hexagonal de ajuste. El espárrago es una barra roscada en ambos extremos y se aseguran con dos tuercas hexagonales. Se desmontan más rápidamente que los tornillos.

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Normas para Accesorios, Válvulas y Bridas Normas y Capacidades de Válvulas y Tuberías

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Normas “Asme” Especificaciones “American Petroleum Institute”(API)

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RP-520 Practica Recomendada para el diseño e instalación de sistema de desahogo de presión de refinerías. 598-Inspección y Pruebas de Válvulas. 600-Válvulas Compuertas, de acero 602-Válvulas de Compuerta de acero al carbono, de diseño compacto para uso en refinerías. 603-Válvulas de compuerta resistente a la corrosión, pared delgada de 150# para uso en refinerías. 604-Válvulas de compuerta y macho con brida, de hierro modular, para uso en refinerías.

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B16.1 Bridas y Accesorios con brida para tubo de hierro fundido B16.5 Bridas para tubos de acero, Válvulas y Accesorios con Bridas B16.10 Dimensiones de Cara a Cara y de Extremo a extremo de Válvulas de material ferroso B16.11 Accesorios de acero forjado (soldadura de enchufe y roscados. B16.20 Juntas de Unión para anillos y ranuras en bridas de tubos de acero. B16.21 Juntas no metálicas para bridas de tubo. B16.24 Bridas y conexiones con bridas de latón o bronce. B16.25 Extremos de soldadura a tope. B31.3 Tuberías para refinerías de petróleo.



Tipos de Bridas

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Brida Reductora

Brida Ciega

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Dimensiones de Bridas

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Válvulas: Tipos y Funciones • Pesos



Válvulas para Tuberías

Válvula de Bola: Las válvulas de bola, básicamente, son válvulas macho modificadas. Estas válvulas se utilizan en forma principal para servicio de corte y no son satisfactorias para estrangulamiento. Son rápidas para operarlas, de mantenimiento fácil, no requieren lubricación. Se

Válvula Compuerta: Se utilizan en proceso donde el cierre no sea frecuente. Debido a su diseño, el cierre rápido en paralelo con el estrangulamiento produce erosión y vibraciones en los asientos de la válvula conjuntamente con la acumulación de residuos impidiendo su cierre.

Tipos de Válvulas: • Bloqueo

Válvulas Macho ó Tapón: Servicio de cierre y apertura rápida, se pueden utilizan como control manual no siendo tan eficientes como las de globo. No se deterioran con rapidez ya que sus asientos están protegidos contra la erosión

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Válvulas para Tuberías Válvula Mariposa: Se utilizan en las industrias de procesos químicos para el manejo de líquidos, gases y sólidos. Cierre hermético aprueba de goteo para todos los servicios. Se utiliza a veces como válvula de control. Flujo rectilíneo, baja caída de presión. Bajo peso, fácil instalación.

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Válvula Globo: Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo al sentido de flujo: produce resistencia y caída de presión considerables.

Tipos de Válvulas: • Estrangulación, Válvula Ruptura de Diafragma: Las aplicaciones principales de esta válvula es en servicio de bajas presiones y con pastas aguadas que obstruirían o corroerían las piezas fundamentales de la mayor parte de otros tipos de válvulas. Se utilizan en servicios para corte y estrangulamiento, desempeñan una serie de servicios importantes para el control de fluidos. Los líquidos no pueden tener contacto con las piezas de trabajo en donde ocasionarían corrosión y fallas de servicio.

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Válvula de Compresión: Son las más sencillas y baratas de todas. Se utilizan también para servicio de corte. Son de muy bajo mantenimiento. Baja caída de presión para temperaturas moderadas y pastas aguadas. Existe una amplia gama de materiales, tales: Hypalon, Nepreno, uretano, caucho de butiulo o de siliconas, buna-S, y Viton A.



Válvulas para Tuberías Válvula de Desahogo: Para servicios con líquido. Las Válvulas de desahogo para líquidos empiezan a abrir cuando la presión interna llega al valor de la presión graduada y tendrá un aumento gradual hasta que sea de 10 A 33% mayor a la graduada, según el tipo de servicio.

Válvula de Seguridad: Para servicio de vapor de agua, gas y vapores. La presión estática abre el disco y lo mantiene abierto una fuerza dinámica. Esta fuerza la produce la velocidad creciente del fluido en la boquilla cónica debajo del disco y en la parte interior acampanada del disco llamada acumuladora de presión. La cámara acumuladora desvía el flujo del fluido. La velocidad la masa del gas y la desviación son proporcionales a la fuerza. Para mantener abierto el asiento del disco de la válvula se necesita un flujo entre 25 y 30% de la capacidad máxima de la válvula.

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Válvula de Desahogo de Seguridad: Para servicios con vapor de agua, gas y vapores. Se abre cuando la presión llega al valor de la presión graduada. La presión continuará en aumento, por lo general hasta 3 y 33% por arriba de la presión graduada. Después de la descarga llamada también purga, el disco vuelve a asentar a más o menos 4% por debajo de la presión graduada.

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Tipos de Válvulas: Alivio: Las Válvulas de desahogo de presión evitan la sobre-presión indeseada en el equipo y tuberías de procesos. Estas Válvulas funcionan automáticamente a una presión



Válvulas para Tuberías Tipos de Válvulas: • Impedir flujo inverso

Válvula Check Tipo Bisagra: Se abre con la presión del fluido en la tubería, el disco oscilante se separa del asiento. Se cierra cuando se reduce la presión y llega a cero; en este caso, el disco queda sujeto contra el anillo de asiento por su propio peso o por pesos externos conectados a un eje.

Válvula Check: Previene el contra-flujo en el sistema de tubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier contra-flujo la cierran. Válvula CheckHorizontales: En estas válvulas se eleva un disco o bola dentro de sus guías desde su asiento por la presión de la circulación ascendente. Cuando se detiene o se invierte el flujo, el disco vuelve a asentar por gravedad. En algunas válvulas se utilizan resortes para tener un cierre más positivo.

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Válvula Check-Bola: En estas válvulas, en lugar del disco guiado se utiliza una bola o balín de libre rotación, para distribuir el desgaste con mayor uniformidad en toda la superficie. Están limitadas a tamaños pequeños y para servicio con materiales viscosos o que producen depósito.

Válvula Check-Pistón: Son similares a las horizontales de retención y está equipados con un amortiguador que consta de un pistón y un cilindro que producen acción amortiguadora durante el funcionamiento. Las características de flujo y la instalación son las mismas que para las válvulas horizontales de retención.

Válvula Check-Mariposa: Los asientos de estás válvulas son muy similares a los de la válvula de mariposa y muchas veces se utilizan en combinación con ellas. Sus características principales de servicio son mínima resistencia al flujo, cambios frecuentes de dirección y para uso en tuberías equipadas con válvulas mariposa.



Válvulas para Tuberías Tipos de Válvulas: • Diversos: Se consideran como parte de los instrumentos y no se describirán en este curso.

Válvula de Control: Regulan el flujo o la presión de un fluido que influye en algún proceso controlado. Suelen funcionar con señales remotas desde actuadores eléctricos, neumáticas, electro-hidráulicos, etc.

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Válvula Solenoide Las válvulas solenoides, estan presente en todo proceso industrial, donde se manejan fluidos: liquidos, gases o vapores. Son válvulas que se encuentran o Normalmente abiertas o cerradas (NA o NC) en un proceso específico.



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Documentos de Proyecto: • Diagrama de Flujo • Diagrama de Instrumentación y Procesos • Lista de Líneas • Especificación de Tuberías. Clase 300# • Especificación de Tuberías. Clase 600# • Planta de Tuberías. "Plant Lay-Out" Plano de Implantación de Equipos. "Plot Plan" • Plano Indice de Tuberías. "Key Plan" • Plano de Area. "Site Plan" • Isometricos • Plano de Fabricante de Equipos • Plano Estructural de un "Pipe Rack" • Lista de Materiales



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Lista de Líneas

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Planta de Tuberías (Lay-Out)

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Plano de Implantación de Equipos (Plot-Plan)

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Plano Clave (Key Plan)

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Plano de Área. (Site-Plan)

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Isometrico

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Plano Estructural-Pipe Rack.

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Plano de Equipos

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Lista de Materiales

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Consideraciones que se deben tomar en cuenta para: Plot Plan: • Acceso al Operador • Acceso al Mantenimiento • Salida rápida en caso de emergencia • Distribución de los equipos según el proceso y su operación. Las bombas estarán debajo de la estructura de soporte principal (Pipe Rack) permitiendo el acceso a las mismas. • Colocación de la estructura necesaria para la soportación de las tuberías sin obstruir la operación de la misma. • Dikes de los tanque atmosféricos. Diseño de un Pipe Rack • Se debe tomar en cuenta la cantidad de tuberías a colocar para así, determinar el ancho de la estructura (máx. 4.5 a 5 mts. aprox.) • Equipos que por su operación deben estar ubicados en la estructura principal. • Sistema de cableado y Control del Área a desarrollar. Plan Layout • Colocación de las Válvulas e Instrumentos. o Válvulas operadas con cadenas y/o motorizadas, en caso de que estas sean elevadas. o Colocar Valvulería e instrumentación a una altura aceptable para su manipulación. • Pavimentos y Caminos Principales y secundarios. • Diseño de los ruteos de tuberías en base a su desplazamiento térmico y siempre dejando entre ellas una distancia que estará de acuerdo a su separación Standard o su inclusión de bridas. • Colocación de la soporteria aprovechando la estructura existente. • Se deberán colocar las tuberías para los sistemas de bombeos y del área de tanques al ras del piso aproximadamente a 450 mm del mismo. • Se deben respetar el área de mantenimiento, la carga y descarga de los productos químicos de los equipos que así lo requieran. • Colocar en este plano las tuberías enterradas para evitar choques con las diversas fundaciones de los equipos que se encuentren en el área a la hora de construir. • De ser posible, las tuberías que no se apoyen sobre la estructura principal deberán soportarse sobre durmientes o estructuras de concreto armado. • Colocar el norte en el plano • Colocar las distancias, alturas o elevaciones de cada una de las líneas. • La dirección de flujo del fluido. • Colocar los soportes en todas las tuberías y sus respectivas distancias Isometricos: • • • •

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Colocar la altura y el número de la boquilla del equipo y su rating. Colocar la distancia entre un equipo y otro. Verificar la altura de cada uno. Establecer su orientación de acuerdo al norte de planta.

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Diseño de Tuberías y Análisis de Flexibilidad • • • • •

Colocar las distancias, alturas o elevaciones de cada una de las líneas. La dirección de flujo del fluido. Colocar los soportes y su tipo en la tubería y sus respectivas distancias. En caso de que la proyección del isometrico sobre-pase el tamaño de la hoja estimada para el mismo, deberá reflejarse su continuación en ambos hojas si este finaliza en la segunda. Deberá incluirse una Lista Parcial de Materiales en cada isometrico.

Plataformas y escaleras: • Todos los equipos elevados estarán provistos de plataformas y de controles que están más allá del suelo para la operación manual y el mantenimiento. • Deberán incorporarse escaleras para llegar a los niveles de servicio en estructuras, edificios, casa de compresores y hornos que requieran accesos frecuentes por el personal de operaciones de la planta. • Los tanques de almacenamiento mayores de 15 pies (4500 mm) de diámetro y mayores de 20 pies de altura (6000 mm) también necesitan escaleras de acceso. • Las escaleras marineras se proveen en las plataformas de los recipientes, para niveles de servicio secundario en estructuras, Hornos y tanques de almacenamiento. • Los pasamanos deberán instalarse del lado abierto de todas las plataformas y todas las escaleras. • Las escaleras que se extiendan mas de 20 pies por encima del suelo deberán tener barras o guayas de seguridad. También se requieren compuertas en las escaleras abiertas sobre las plataformas.

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Accesorios para Válvulas Elevadas del Suelo

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Área de Mantenimiento de Equipos

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Separación entre Equipos Según PDVSA-"Manual de Ingeniería de Riesgos"

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Separación entre Áreas de un mismo Proyecto. Según PDVSA-“Manual de Ingeniería de Riesgos”

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Distanciamiento entre Tuberías de Procesos.

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Soportes Simples para Tuberías: Formulaciones para el Distanciamiento de Soportes Simples. • Distanciamiento entre Soportes Horizontales.



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Análisis de Flexibilidad en Tuberías.

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Código Asme B31.3-“Process Piping”: • Tablas para Expansión Térmica • Tablas de Esfuerzos • Formulación “Rango de Esfuerzo Admisible por • Desplazamiento Térmico” • Factor de Intensificación de Esfuerzos Fórmulas Comparativas para el Cálculo de Esfuerzos. Programa CAESAR II • Pruebas y Ensayos.



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Factor de Intensificación de Esfuerzos El factor de intensificación de esfuerzos es aplicado como un factor de seguridad en las uniones soldadas y otros lugares en donde la concentración de esfuerzos y la posible falla por fatiga puedan ocurrir. Estos valores se han obtenido de forma experimental por un investigador llamado Markl en 1940. Dichos valores representan los factores de curvatura a los que están sometidos los accesorios a la hora de encontrarse sometido a sus condiciones de operación.

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Fórmulas utilizadas por Programas de Análisis de Esfuerzos

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Anexo de lo anterior

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Soportes de Tuberías: • Tipos de Soportes. Distanciamiento entre Soportes Verticales.



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Soportes comunes en las tuberías

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Cálculo Para Lazos de Expansión: Nomograma de Dimensionamiento de Lazos de Expansión. Método Grinell • Fuerzas en los Anclajes “Método de la Kellogg” • Momentos entre las Guías “Método de la Kellogg”



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Juntas de Expansión.

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Soportes Especiales: Resortes de Carga Variable • Arreglos Típicos



Tabla para Determinar los Soportes Tipos Resorte de Carga Variable

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Método “Kellogg”: Longitud de Tramo Requerido “Lenght of Leg Requiered” • Guía en Cantilever “Guided Cantilever Chart”



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Aplastamiento de Tuberías

Concha de Refuerzo Tubería Desnuda

Concha de Refuerzo Tubería Aislada

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Fluidos Bifásicos. Patrones de Flujo presentes en Tuberías Horizontales. • Trampas de Vapor .



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Diseño de Tuberías y Análisis de Flexibilidad Regimenes de Flujo

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Caída de Presión Tablas del Crane-“Flujos de Fluidos”

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Velocidades de los Fluidos

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Placas Orificios y Toberas

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Dimensionamiento de Tuberías

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Gravedad Específica de Diversos Hidrocarburos Cameron Hydraulic Data-Ingersoll Rand

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Bibliografía

1. Eugene F. Megyesy. Pressure Vessel Handbook 2. Código ASME B31.3 y B16.5 3. Kannappan. Introducción al Análisis de Flexibilidad 4. Collazo, Javier. Diccionario Enciclopédico de Términos Técnicos Ingles-Español. 5. M.W. Kellogg Company. Design of Piping Systems.

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Manual Diseño de Tuberías

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