NTC 44 Tubos de Asbesto Cemento para Conducción de Fluidos a Presión.pdf

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 44 1999-03-17

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. TUBOS DE ASBESTO CEMENTO CONDUCCIÓN DE FLUIDOS A PRESIÓN

E:

PARA

CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE. ASBESTOSCEMENT PRESSURE PIPES

CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES:

tubo de asbesto-cemento; ensayos; asbesto cemento.

I.C.S.: 91.100.40 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435

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Sexta actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC es el organismo nacional de normalización según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado sin ánimo de lucro cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 44 (Sexta actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1999-03-17. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 369906 Fibrocemento. COLOMBIT S. A. CEMENTO SAMPER EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ ETERNIT COLOMBIANA MANILIT S. A.

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 44 (Sexta actualización)

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. TUBOS DE ASBESTO CEMENTO PARA CONDUCCIÓN DE FLUIDOS A PRESIÓN

1.

OBJETO

Esta norma establece las especificaciones relacionadas con los tubos de asbesto-cemento destinados al uso bajo presión; define determinadas condiciones de manufactura, clasificación, características y ensayos de aceptación aplicables a estos productos.

2.

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN

2.1

DEFINICIÓN

2.1.1 Asbesto cemento: material constituido esencialmente por una mezcla íntima y homogénea de cemento Pórtland, asbesto y agua. 2.1.2 Tubos de presión de asbesto cemento: conducto de sección circular fabricado fundamentalmente con asbesto-cemento, con la adición opcional de sílice u otros materiales que no afecten las cualidades del tubo y sus condiciones de trabajo. 2.1.3 Presión de trabajo: es la presión máxima con que puede trabajar el tubo. 2.1.4 Presión de estallido: es la presión interna máxima que puede soportar un tubo sin estallar. 2.1.5 Presión de ensayo: es la presión interna a que debe ensayarse el tubo. 2.2

CLASIFICACIÓN

Los tubos se clasifican en función de la presión de ensayo en la fábrica, como se indica en la Tabla 1.

1


NTC 44 (Sexta actualización) Tabla 1. Clasificación

2.3

Clase

Presión de trabajo (MPa) máx

Presión de ensayo. (MPa)

10 15 20 25 30

0,5 0,75 1,0 1,25 1,50

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

TIPOS

Los tubos pueden ser del tipo de extremos lisos o del tipo de campana en un extremo.

2.4

PRESENTACIÓN GENERAL Y ACABADO

Los tubos deben presentar una superficie interior regular y lisa. A solicitud del cliente pueden revestirse interior y/o exteriormente con un material apropiado. El sector del tubo sobre el cual van a quedar colocadas las juntas con anillos de caucho, debe satisfacer las tolerancias sobre diámetro exterior a las que se hace relación en el numeral 2.5.1.4 a), debe tener una longitud suficiente para el tipo de junta que se va a emplear y encontrarse libre de irregularidades que puedan afectar las propiedades de estanqueidad al agua. El fabricante debe configurar los extremos del tubo teniendo en cuenta el tipo de unión que va a utilizarse.

2.5

CARACTERÍSTICAS

2.5.1 Características geométricas 2.5.1.1 Diámetro nominal. El diámetro nominal de los tubos es el diámetro interno expresado en milímetros, independientemente de las tolerancias. Véase la Tabla 2. Tabla 2. Diámetros nominales en mm 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700

2



Notas. 1)

Las normas nacionales pueden permitir que se continúe la fabricación de diámetros internos que se diferencien de los dados en la Tabla 2, en más de lo permitido por las tolerancias correspondientes (véase el numeral 2.5.1.4). Lo anterior es válido siempre y cuando esos diámetros figuren en los catálogos del fabricante y en sus ofertas.

2)

Las normas nacionales pueden permitir, durante un período de transición, diámetros nominales de 375 mm, y 525 mm.

2.5.1.2 Espesor de pared. El espesor nominal y el método y lugar para medirlo debe ser establecido por el fabricante, teniendo en cuenta todos los requisitos de esta norma internacional. El espesor real debe ser por lo menos de 8 mm. 2.5.1.3 Longitud. El concepto de longitud nominal hace relación a la longitud entre los bordes de tubos de extremos lisos y a la longitud efectiva en el caso de tubos acampanados. La longitud nominal debe ser: Tubos de diámetro nominal hasta 50 mm: 2 m Tubos de diámetro nominal superior a 50 mm: 4 m 2.5.1.4 Tolerancias. a)

Diámetro exterior de los extremos. Tabla 3. Tolerancia sobre el diámetro exterior

b)

Diámetro Nominal (mm) 50 a 300 350 a 500

Tolerancia ± (mm) 0,6 0,8

600 a 700

1,0

Regularidad del diámetro interno (redondez, ensayo opcional) Si se requiere, la regularidad del diámetro interno de los tubos de diámetros inferiores o iguales a 500 mm, debe verificarse mediante una esfera o un disco de un material que no sea afectado por el agua y que pueda pasar libremente por el tubo. El disco debe mantenerse perpendicular al eje del tubo. El diámetro interior del tubo debe ser superior al siguiente valor (expresado en milímetros y redondeado al milímetro más cercano): d - (2,5 + 0,01 d)

Donde: d

=

es el diámetro nominal en milímetros. 3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA c)


Espesor nominal de pared. En las superficies de empalme de los extremos de los tubos, las diferencias por defecto de las tolerancias son las siguientes: -

hasta 10 mm más de 10 mm y hasta 20 mm: más de 20 mm y hasta 30 mm: más de 30 mm y hasta 60 mm: más de 60 mm y hasta 90 mm: más de 90 mm:

- 1,5 mm - 2,0 mm - 2,5 mm - 3,0 mm - 3,5 mm - 4,0 mm

Notas.

d)

1)

Las diferencias por exceso son libres.

2)

El espesor de pared en cualquier punto a lo largo del cuerpo del tubo, no debe ser inferior al obtenido por aplicación de las tolerancias que se presentan en el numeral 2.5.1.4 c) con relación al espesor nominal.

Longitud nominal. Superior: + 5 mm Inferior : - 20 mm

e)

Rectitud (ensayo opcional). La rectitud puede verificarse por cualquiera de los siguientes métodos a disposición del fabricante: -

Haciendo rodar el tubo sobre dos guías de rodamiento paralelas, colocadas a una distancia igual a los 2/3 de su longitud l [Figura 1 a)]; o

-

Haciendo rodar al tubo sobre un piso plano y liso [véase Figura 1 b)].

Las desviaciones máximas, f, de acuerdo con el método indicado en la Figura 1 a), medida en la superficie externa en el punto medio entre los dos apoyos o la dimensión J de acuerdo con el método que se presenta en la Figura 1 b) y medido entre el piso y la superficie externa en el extremo del tubo, no deben exceder los valores indicados en la Tabla 4. Tabla 4. Desviaciones máximas de la rectitud Diámetro nominal mm

l

f mm

j mm

de 50 a

150

5,5 l

6,5 l

de 175 a

400

4,5 l

5,5 l

de 450 a

700

3,0 l

4,0 l

es la longitud del tubo en metros.

4



Figura 1. Medida de la rectitud

2.5.2 Características físicas (Estanqueidad) Los tubos ensayados tal como se establece en el numeral 2.6.1 (ensayo obligatorio para todos los tubos), deben soportar la presión correspondiente a su clase sin presentar fisuras, fugas, ni exudación. Véase la Tabla 1.

2.5.3 Características mecánicas 2.5.3.1 Resistencia al estallido por presión hidráulica interna. Los tubos ensayados de acuerdo con el numeral 2.6.2 deben soportar como mínimo las cargas indicadas en la Tabla 5. Tabla 5. Presión hidráulica interna Diámetro interno (mm) 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700

Carga mínima de estallido por presión hidráulica (MPa) Clase 10

Clase 15

Clase 20

Clase 25

Clase 30

2,0 2,0 2,0 1,75 1,75 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50

3,0 3,0 3,0 2,65 2,65 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25

4,0 4,0 4,0 3,50 3,50 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

5,0 5,0 5,0 4,40 4,40 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75

6,0 6,0 6,0 5,25 5,25 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50

2.5.3.1.1 Las cargas mínimas al estallido están calculadas con los siguientes coeficientes de seguridad con respecto a la presión máxima de trabajo. 4 Para tubos hasta de 100 mm de diámetro 3,5 Para tubos de 150 mm a 200 mm de diámetro 3 Para tubos de 250 mm de diámetro o más 2.5.3.2 Resistencia al aplastamiento transversal. Los tubos ensayados de acuerdo con el numeral 2.6.3 deben soportar como mínimo las cargas indicadas en la Tabla 6. 5



Tabla 6. Resistencia al aplastamiento transversal

Diámetro interno (mm) 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700

Carga mínima de estallido por aplastamiento transversal (kN/m) Clase 10

Clase 15

Clase 20

Clase 25

Clase 30

22,5 22,5 30,0 30,0 40,0 42,5 45,0 50,0 60,0 90,0

25,0 25,0 30,0 32,5 32,5 50,0 60,0 70,0 75,0 90,0 90,0

35,0 35,0 35,0 40,0 45,0 55,0 65,0 70,0 90,0 105,0 120,0 150,0 150,0

40,0 40,0 40,0 60,0 75,0 95,0 120,0 140,0 160,0 180,0 205,0 250,0 250,0

50,0 50,0 60,0 95,0 95,0 115,0 145,0 170,0 195,0 220,0 240,0 290,0 315,0

2.5.3.3 Resistencia a la flexión longitudinal. Los tubos ensayados de acuerdo con el numeral 2.6.4 deben soportar como mínimo las cargas indicadas en la Tabla 7. Teniendo en cuenta las posibilidades prácticas de ejecución de este ensayo no podrá exigirse sino para tubos cuyo diámetro no pase de 150 mm. Nota 1. Se pueden establecer ensayos para especímenes no inmersos en cuyo caso se debe aplicar un 10 % más a lo indicado en las tablas. Tabla 7. Resistencia a la flexión longitudinal

2.6.

Diámetro interno (mm)

Carga mínima a la rotura por flexión longitudinal (N) Clase 10

Clase 15

Clase 20

Clase 25

Clase 30

50 75 100 150

8500

3500 9500

1000 2000 4000 11500

1000 2250 4500 14500

1250 2500 5500 16000

ENSAYOS

Los ensayos de aceptación deben llevarse a cabo en las instalaciones del fabricante. Se deben realizar en tubos recubiertos o no debidamente terminados. El número de los ensayos debe ser el establecido en el numeral 4.2. a)

Ensayos obligatorios. 1)

Ensayo de estanqueidad a la presión hidráulica para todos los tubos (método establecido en el numeral 2.6.1).

6


b)


2)

Ensayo de estallido por presión hidráulica interna (los métodos se encuentran especificados en el numeral 2.6.2.

3)

Ensayo de aplastamiento en el sentido transversal para diámetros iguales o superiores a 600 mm el método es el establecido en el numeral 2.6.3.

Ensayos opcionales a solicitud del cliente. 1)

Ensayo de aplastamiento en el sentido transversal para diámetros menores a 600 mm el método es el que se especifica en el numeral 2.6.3.

2)

Ensayo de flexión longitudinal el método se encuentra especificado en el numeral 2.6.4. Este ensayo se limita a tubos de hasta 150 mm de diámetro.

2.6.1 Ensayo de estanqueidad a la presión hidráulica en fábrica Los tubos se colocan en el aparato de ensayo la estanqueidad de los extremos se garantiza mediante un dispositivo apropiado. La presión interna se debe medir mediante un manómetro calibrado. La presión hidráulica se aumenta gradualmente hasta que el manómetro indique la presión correspondiente a la clase del tubo. Esta presión debe mantenerse durante 30 s con el propósito de verificar que no existen fisuras escapes o exudación. La duración del ensayo puede reducirse a un tiempo de 5 s para tubos de diámetros iguales o inferiores a 350 mm sin cambiar la clase siempre y cuando la presión interna se incremente en un 10 %

2.6.2 Ensayo de estallido por presión hidráulica El ensayo debe realizarse sobre una muestra después de haberlo sumergido en agua durante un período de 48 h (véase el numeral 2.5.3.3 nota 1) empleando bien sea dispositivos internos o externos de sellado a elección del fabricante. La longitud de las muestras del ensayo depende del método de sellamiento y debe tener en cuenta los siguientes criterios: a)

Si la muestra de ensayo se encuentra sellada internamente su longitud no debe ser menor a 500 mm para todos los diámetros;

b)

Si la muestra se encuentra sellada externamente su longitud mínima debe ser la que se indica en la Tabla 8 o la calculada mediante la siguiente fórmula:

L

=

500 + 2a + 6,5d

7

(e / d )



Donde: L

=

longitud de la muestra en milímetros;

a

=

distancia entre el extremo liso de la muestra y el anillo de caucho de sellado en milímetros;

e

=

espesor nominal de pared en milímetros;

d

=

diámetro en milímetros.

La muestra debe someterse a presión en un dispositivo apropiado diseñado de tal manera que se evite cualquier carga axial sobre el tubo cuando la presión se aproxime a su valor final. La presión hidráulica debe aplicarse a una velocidad constante y debe regularse de tal manera que el estallido se presente después de por lo menos 15 s. Tabla 8. Longitudes de la muestra Diámetro nominal mm De De De De

50 125 300 600

a a a a

Longitud mínima de la muestra para el ensayo de estallido mm

100 250 500 700

750 1 000 1 500 2 000

Nota. En el caso a) la muestra de ensayo se debe cortar del tubo original sin maquinado. En el caso b) los extremos de la muestra para el ensayo pueden maquinarse hasta un espesor de pared no inferior al nominal incluyendo las tolerancias.

2.6.3 Ensayo de aplastamiento en el sentido transversal Este ensayo se debe llevar a cabo sobre una muestra de tubo de una longitud igual a: -

200 mm en el caso de tubos con diámetros nominales entre 50 mm y 300 mm

-

300 mm para el caso de tubos con diámetros nominales entre 350 mm y 700 mm.

El ensayo se debe realizar con posterioridad a una inmersión en agua durante un período de 48 h (véase el numeral 2.5.3.3 nota 1). La carga debe aplicarse por medio de mordazas de presión como se representa en la Figura 2 a una velocidad constante y regulada de tal manera que la rotura se presente entre 15 s y 30 s de acuerdo con el diámetro. La parte inferior del conjunto de presión es un soporte en forma de V con un ángulo interno de 150° fabricado con metal o madera dura; la parte superior del conjunto de presión está construida con el mismo material y tiene un ancho b que varía de acuerdo con el diámetro nominal del tubo. Los valores de b se encuentran en la Tabla 9. 8



La carga puede aplicarse bien sea horizontal o verticalmente. Entre las mordazas y la muestra se interponen bandas de caucho de un ancho y longitud apropiados. El espesor de las bandas de caucho debe ser de 15 mm y debe tener una dureza de 60° Shore A ± 5° Shore A. La resistencia unitaria al aplastamiento en el sentido transversal no debe ser inferior a lo especificado en la Tabla 6.

Figura 2. Distribución de la carga en el ensayo de aplastamiento en el sentido transversal

Tabla 9. Ancho de la mordaza superior Diámetro nominal mm 50 300 400 500 700

a a a a a

Ancho b mm

250 350 450 600 800

25 35 50 60 85

2.6.4 Ensayo de flexión longitudinal Sólo debe realizarse en tubos de hasta 150 mm de diámetro. Se debe realizar sobre un tubo completo o sobre una parte de un tubo de por lo menos 2,2 m de longitud que haya estado sumergido en agua durante 48 h (véase el numeral 2.5.3.3 nota 1). La muestra debe colocarse sobre dos soportes metálicos en forma de V con un ángulo interno de 120° y un ancho de apoyo de 50 mm y debe oscilar libremente en el plano de flexión alrededor de ejes horizontales distanciados 2 000 mm (véase la Figura 3). 9



En la mitad de la distancia entre apoyos la muestra recibe una carga aplicada a través de un cojinete metálico que debe tener la misma forma de los apoyos y cuya longitud debe ser de 100 mm. Se intercalan entre los apoyos y el tubo y entre el cojinete y el tubo bandas de fieltro o placas blandas de fibra de 10 mm de espesor máximo cada una. La carga se aumenta a una velocidad constante y se controla de tal manera que la rotura se presente por lo menos después de 25 s.

Figura 3. Cargas durante el ensayo de flexión longitudinal

2.7

ROTULADO

Los tubos deben llevar las siguientes marcas legibles e indelebles:

3.

-

Marca de fábrica.

-

Fecha de fabricación.

-

Diámetro nominal.

-

Clase (en caso de que no se encuentre clasificada se debe indicar el espesor de pared del tubo).

JUNTAS

Deben cumplir con la NTC 487

10



4.

TOMA DE MUESTRAS Y RECEPCIÓN DEL PRODUCTO

4.1

ENSAYOS DE ACEPTACIÓN

4.1.1 Inspección a cada unidad del pedido 4.1.1.1 Ensayo de estanqueidad. Debe llevarlo a cabo el fabricante en todos los tubos. Cualquier tubo que no cumpla con este requisito debe ser rechazado. Si el comprador lo desea puede estar presente cuando se lleven a cabo estos ensayos.

4.2

INSPECCIÓN DE MUESTRAS DEL PEDIDO

4.2.1 Lote Con anterioridad a los ensayos el total del pedido se debe dividir en varios lotes. 4.2.1.1 Un lote comprende 200 unidades que solamente incluyan tubos del mismo diámetro nominal y de la misma clase. Un pedido de menor tamaño o una fracción remanente formará un lote cuando el número de unidades es superior a 100.

4.2.2 Muestreo El comprador escogerá al azar los tubos para los ensayos a razón de uno por cada lote formado de acuerdo con el numeral 4.2.1.1 4.2.2.1 No se efectuarán ensayos para lotes inferiores a 100 unidades.

4.2.3 Con las muestras separadas según el numeral 4.2.2 se debe comprobar el acabado (numeral 2.4) los requisitos (numeral 2.5) y el rotulado (numeral 2.7). 4.2.3.1 Por lo menos el 90 % de los tubos del pedido tendrán la longitud especificada en el numeral 2.5.1.3 (teniendo en cuenta las tolerancias indicadas en la nota d numeral 2.5.1.4. Los tubos restantes podrán tener una longitud mínima de un metro; sin embargo la longitud total de la tubería suministrada debe ser igual a la longitud pedida.

4.3

ACEPTACIÓN O RECHAZO DEL LOTE

4.3.1 Verificación en muestra del pedido. Si cualquiera de las muestras no cumplen con alguno de los requisitos del numeral 2.5 se deben repetir los ensayos correspondientes en dos muestras adicionales seleccionadas del mismo lote; en caso de que alguna de estas muestras adicionales no cumpla los requisitos se podrá rechazar el lote.

5.

APLICACIONES ESPECIALES

Cuando los tubos están destinados al transporte de fluidos corrosivos o van a ser colocados en terrenos particularmente corrosivos la naturaleza de tales fluidos o terrenos se debe comunicar por anticipado al fabricante quien podrá sugerir materiales o tratamientos apropiados.

11



6.

APÉNDICE

6.1

NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que mediante la referencia dentro de este texto constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de la publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes mediante acuerdos basados en esta norma deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación: NTC 487:1979 Ingeniería civil y arquitectura. Manguitos de asbesto-cemento (ASTM C 267). NTC 1259:1989 Ingeniería civil y arquitectura. Instalación de tuberías para conducción de aguas sin presión (ISO 2785 ASTM C 12). ISO 390:1993 Asbestos-Cement Products - Sampling and Inspection. ISO 4482:1979 Asbestos-Cement Pipelines - Guide for Laying. ISO 4483: 1979 Asbestos-Cement Pipelines - Field Pressure Testing.

DOCUMENTO DE REFERENCIA INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. Asbestos-Cement Pressure Pipes and Joints. Geneva 9p il. (ISO 160) 1980.

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