UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO I
ACTIVIDADES PREVIAS No. 5 “IDENTIFICACIÓN DE ACCESORIOS DE TUBERIAS E INSTRUMENTOS DE MEDICION DE UN EQUIPO”
Alumnos: Daniel Godínez Alvarado Grupo: 1301-A Carrera: (118) Ingeniería Química Semestre: Académico 2017-1 Profesor: Celestino Silva Escalona Ana María Sixto Berrocal
Fecha de entrega: 23 de Septiembre 2016 1. ¿Qué es un accesorio de tubería?
Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso. Entre las características se encuentran: tipo, tamaño, aleación, resistencia, espesor y dimensión. Diámetros. Es la medida de un accesorio o diámetro nominal mediante el cual se identifica al mismo y depende de las especificaciones técnicas exigidas. Resistencia. Es la capacidad de tensión en libras o en kilogramos que puede aportar un determinado accesorio en plena operatividad. Aleación. Es el material o conjunto de materiales del cual está hecho un accesorio de tubería. Espesor. Es el grosor que posee la pared del accesorio de acuerdo a las normas y especificaciones establecidas. 2. ¿Qué materiales usuales se emplean para la elaboración de accesorios? Suele usarse el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hierro fundido, hierro colado, aleaciones de acero, latón, cobre, plomo, hormigón, polipropileno, PVC y termoplástico polietileno de alta densidad (PEAD), etcétera. 3. Explique que es unión roscada, soldada y bridada. La unión roscada es un sistema de unión desmontable basado en la combinación de dos piezas, en una de las cuales (habitualmente llamada tornillo, perno o espárrago) se ha labrado una rosca helicoidal por el exterior y en la otra (habitualmente llamada tuerca) una rosca helicoidal complementaria por el interior. Para realizar la unión hay que girar el tornillo respecto a la tuerca alrededor del eje de la hélice. Habitualmente el sistema incluye una o más piezas entre el tornillo y la tuerca que quedan comprimidas y unidas entre sí al apretar el tornillo sobre la tuerca. La unión soldada, producto de la unión por el proceso de soldadura, tiene como objetivo para hacer conexiones permanentes, ya instaladas es difícil realizar cambios en ellas. Por estas características es utilizada en tuberías donde se manejan altas presiones o temperaturas La unión bridada son accesorios para conectar tuberías con equipos (Bombas, intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.). La unión se hace por medio de dos bridas, en la cual una de ellas pertenece a la tubería y la otra al equipo o accesorio a ser conectado. La ventaja de las uniones bridadas radica en el hecho de que por estar unidas por espárragos, permite el rápido montaje y desmontaje a objeto de realizar reparaciones o mantenimiento.
4. ¿En qué casos cree que se puedan utilizar una tuerca unión? Específicamente las tuercas unión son instaladas en tuberías conduit roscadas para conectar 2 tramos de tubo conduito, para conectar el tubo conduit a cajas registros o envolventes o en su defecto reparar una tubería rota. Facilitan cualquier cambio de los sistemas de tubería conduit. Son de aluminio libre de cobre. 5. ¿Cuáles son los diámetros de tuberías más comunes para instrumentación?
6. ¿Qué importancia tienen las siguientes válvulas? Válvula de globo Permiten aplicarlas en regulación de fluidos y realizan un cierre hermético cuando cuenta con un asiento flexible. Las válvulas globo tienen la ventaja de regular, pero tienen la desventaja de que al detener cierta parte del fluido para regularlo, generan una caída de presión dentro de la línea lo que debe de ser considerado en los cálculos técnicos para que esta clase de válvulas y otras circunstancias que hay dentro de la línea no impidan que el fluido deba de llegar hasta donde se requiere. Válvula de aguja La válvula de aguja es llamada así por el vástago cónico que hace de obturador sobre un orificio de pequeño diámetro en relación el diámetro nominal de la válvula. El desplazamiento del vástago, si es de rosca fina, es lento y el hecho de que hasta que no se gira un buen número de vueltas la sección de paso del fluido es mínima, convierte esta válvula en una buena reguladora de caudal, por su estabilidad, precisión y el diseño del obturador que facilita un buen sellado
metálico, con poco desgate que evita la cavitación a grandes presiones diferenciales.
Válvula de compuerta Las válvulas de compuerta se utilizan principalmente para dejar pasar o no un fluido (ON-OFF) y no están diseñadas para regularlo lo que indica que deben estar completamente abiertas o completamente cerradas para que sus interiores (asiento y cuña) no sean desgastados prematuramente por el fluido y su presión y así evitar que tenga fugas. Las válvulas de compuerta son bidireccionales y de paso completo, también pueden ser con vástago fijo o vástago saliente según los espacios que se tienen disponibles en las líneas para su instalación.
7. Mencione y clasifique los diferentes instrumentos de medición de variables de proceso como la temperatura, la presión y el nivel que ya reviso en las sesiones anteriores. Medidores de nivel -Medidores de nivel directos
Estos métodos, que pueden encontrarse en muchos procesos industriales, están basados en la observación de alguna escala graduada y su exactitud es del orden −¿ 1 +¿ de ¿ %. ¿ -Varilla Consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud adecuada para introducirse en un depósito, El valor del nivel se obtiene por la lectura directa de la longitud mojada por el líquido. -Varilla con gancho Este medidor consiste en una varilla graduada, con un gancho que se sumerge en el líquido y se levanta hasta que se rompe la superficie del líquido. Este movimiento se puede realizar por medio de un tornillo. -Cristal Consiste en un tubo graduado de vidrio o material transparente con el cual se puede obtener el nivel del líquido directamente. -Medidores de nivel tipo flotador Este medidor consiste en un flotador (un cuerpo que por sus características físicas se mantiene siempre en la superficie de un líquido, por lo que sube o baja dependiendo de los cambios en el nivel). -Indicador de nivel tipo flotador de conexión directa El flotador está unido a un cable que se desliza en un juego de poleas y que en el otro extremo lleva un contrapeso. Cuando el líquido cambia, el flotador se mueve y el contrapeso mantiene el cable tenso, lo cual hace girar la polea y el indicador se mueve en la escala, mostrando el nivel del líquido. -Sensor de nivel tipo flotador con potenciómetro El flotador está unido a una barra y por el otro extremo a la parte deslizante de un potenciómetro. -Medidor de nivel tipo flotador magnético Esta construido con un flotador en forma de anillo de material magnético, el cual se desliza en un tubo sellado hacia arriba y hacia abajo dependiendo del nivel del líquido, causando que se mueve de la misma forma que el imán permanente que se encuentra dentro del tubo. -Medidores de nivel por el principio de presión La presión debida al nivel de un líquido está dada por.
p=hρg
Donde h es el nivel (altura) del líquido, de la gravedad.
ρ
es su densidad y g es la aceleración
-Medidores de nivel por el principio de peso El peso (w) de un líquido está dado por: w=v ρ
Donde v es el volumen del líquido y p es si densidad. Si el contenedor tiene un área constante en su sección trasversal entonces tanto el volumen como el peso son directamente proporcionales al nivel del líquido. -Medidores de nivel por el principio eléctrico Para medir nivel por un principio eléctrico se utilizan las características eléctricas de un líquido; por este principio, existente sensores de tipo conductivo, resistivo y capacitivo. -Sensor de nivel conductivo Consiste en uno o varios electrodos conectados a un circuito electrónico que detecta cuando el líquido los moja. -Sensor de nivel resistivo Este sensor está formado por un elemento resistivo en la forma de tira. -Sensor de nivel capacitivo La capacitancia entre el sensor y la sonda de referencia o la pared metálica del depósito para detectar el nivel del medio de acuerdo a la teoría de la capacitancia. Una diferencia en el nivel del medio, resulta directamente un cambio en el valor de la capacitancia del sensor. -Sensor ultrasónico de nivel Son dispositivos autónomos de estado sólido diseñados para la detección sin contacto de objetos sólidos y líquidos. -Medidores de nivel por el principio de radiación Consiste en un emisor de rayos gamma montado verticalmente en un lado del estanque y con un contador que transforma la radiación gamma recibida en una señal eléctrica de corriente continua. -Medidores de nivel por desplazamiento Consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión, unido al tanque.
Medidores de Temperatura -Termómetro de Vidrio El termómetro de vidrio consta de un depósito de vidrio que contiene, por ejemplo, mercurio y que al calentarse se expande y sube en el tubo capilar. Su bulbo, relativamente grande en la parte más baja del termómetro, contiene la mayor cantidad del líquido, el cual se expande cuando se caliente y sube por el tubo capilar en el cual está grabada una escala apropiada con marcas.
-Termómetro Bimetálico Los termómetros bimetálicos se fundan en el distinto coeficiente de dilatación de dos metales diferentes, tales como latón, monel o acero y una aleación de ferroníquel o Invar laminados conjuntamente. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas, formando espirales o hélices. -Termómetro de Bulbo y Capilar Los termómetros tipo bulbo consisten esencialmente en un bulbo conectado por un capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expanden y la espiral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo. -Termómetros de Resistencia Metálica La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de las características de resistencia en función de la temperatura que son propias del elemento de detección. El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado “coeficiente de temperatura de resistencia” que expresa a una temperatura especificada, la variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia su temperatura. -Termistores Los termistores son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan unas variaciones rápidas y extremadamente grandes para los cambios relativamente pequeños en la temperatura. Los termistores se fabrican con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros metales, y están encapsulados. -Termopares
Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energía calorífica en energía eléctrica. Su funcionamiento se basa en los descubrimientos hechos por Thomas Seebeck en 1821 cuando hizo circular corriente eléctrica en un circuito, formado por dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a diferentes temperaturas, esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales diferentes cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto Thompson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas. -Pirómetro de Radiación Hasta ahora se ha visto instrumentos que miden la temperatura por calentamiento directo del elemento medidor, los pirómetros de radiación no necesitan estar en contacto íntimo con el objeto caliente. Este aparato utiliza la ley de Stephan Boltzmann de energía radiante. Medidores de Presión -Medidores mecánicos Barómetro cubeta Manómetro de tubo en U Manómetro de tubo inclinado Manómetro de toro pendular Manómetro de campana Tubo de Bourdon El helicoidal El fuelle
8. Mencione que se entiende por diagrama de flujo de proceso y la importancia del mismo Un diagrama de flujo es una representación gráfica de un proceso. Cada paso del proceso es representado por un símbolo diferente que contiene una breve descripción de la etapa de proceso. Los símbolos gráficos del flujo del proceso están unidos entre sí con flechas que indican la dirección de flujo del proceso. El diagrama de flujo ofrece una descripción visual de las actividades implicadas en un proceso mostrando la relación secuencial ente ellas, facilitando la rápida comprensión de cada actividad y su relación con las demás, el flujo de la
información y los materiales, las ramas en el proceso, la existencia de bucles repetitivos, el número de pasos del proceso, las operaciones de interdepartamentales… Facilita también la selección de indicadores de proceso Sus beneficios son los siguientes: En primer lugar, facilita la obtención de una visión transparente del proceso, mejorando su comprensión. El conjunto de actividades, relaciones e incidencias de un proceso no es fácilmente discernible a priori. La diagramación hace posible aprehender ese conjunto e ir más allá, centrándose en aspectos específicos del mismo, apreciando las interrelaciones que forman parte del proceso así como las que se dan con otros procesos y subprocesos. Permiten definir los límites de un proceso. A veces estos límites no son tan evidentes, no estando definidos los distintos proveedores y clientes (internos y externos) involucrados. El diagrama de flujo facilita la identificación de los clientes, es más sencillo determinar sus necesidades y ajustar el proceso hacia la satisfacción de sus necesidades y expectativas. Estimula el pensamiento analítico en el momento de estudiar un proceso, haciendo más factible generar alternativas útiles. La importancia es llevar un orden de todas las herramientas involucradas que se refiere a operaciones y pasos que se llevan en algún trabajo realizado. 9. Mencione que se entiende por diagrama de tubería e instrumentos y la importancia del mismo El Diagrama de Flujo Mecánico o Diagrama de Tubería e instrumentación. Este tipo de diagrama es una consecuencia del de proceso .Los recipientes llevan un membrete de identificación que incluye dos letras según el tipo de equipo, (DA) para las columnas o torres, (FA) para acumuladores, (EA) para cambiadores de calor, (BA) para calentadores, (GA) para bombas, (M) para motores eléctricos, (T) para turbinas, etc., y un número de serie según las partes de equipo semejante que haya. Todas las tuberías llevan indicado su diámetro nominal en pulgadas y un número que las identifica con una clave. La clave se proporciona en los Planos Claves de Leyendas y Símbolos de cada diseñador o proyectista. 10. ¿Qué entiende por diagrama isométrico de tubería? Y la importancia del mismo. Los dibujos de tubería son representaciones en dos dimensiones de los sistemas de tubería en los cuales se utilizan símbolos gráficos para el diseño, construcción y mantenimiento de sistemas de proceso.
En este tipo de dibujo de tuberías se representan tuberías en plantas ortográficas o vistas elevadas, vistas de sección y vistas ilustrativas, específicamente, en vistas isométricas. Los dibujos de tubería emplean símbolos para representar tuberías, uniones, válvulas y otros componentes de la tubería. Un dibujo en planta muestra la distribución de la tubería, de manera ortográfica, tal como es vista desde arriba, es decir, como una vista superior. En sí, podría decirse que son representaciones ilustrativas de un sistema de tuberías que pueden ser de línea simple o doble, completas con tuberías, accesorios, válvula, equipos y dimensiones.
11. Realice una tabla con la simbología correspondiente a diferentes válvulas, accesorios, instrumentos y equipo.
12. Mencione el código de colores de los diferentes servicios del LEM CODIGO DE COLORES A
AIRE COMPRIMIDO COMPRIMIDO
V
VACIO
G
AS
AF
AH
RAF
RAH RETORNO HELADA
GAS AGUA SERVICIO
DE
VA
RCBP AGUA FRIA
AGUA HELADA
RETORNO AGUA FRIA
RCAP
DE
AGUA
VAPOR
RETORNO DE CONDENSADOS DE BAJA
RETORNO DE CONDENSADOS DE ALTA
Bibliografía:
CONTROL DE PROCESOS – FACET – UNT. (s.f.). ELEMENTOS DE MEDICIÓN Y TRANSMISIÓN. Recuperado el 13 de 08 de 2016, de http://www.herrera.unt.edu.ar/controldeprocesos/tema_3/tp3a.pdf
Perry. (2007). Manual del Ingeniero Químico. México: McGraw Hill. Rase F. H., Barrow H. M., Ingeniería de proyectos parea plantas de procesos, editorial CECSA, México (1978) Crane, Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías, Mc Graw Hill, México, (1992).
