ASME B31.3 SOPORTES La norma ASME B31.3 no cubre el diseño de soportes de tuberías. No obstante, revisa una serie de guías y requerimientos que deben ser conocidos para ser incluidos en los diseños.
2009
SOPORTE Debido a que este código no incluye el diseño de estructuras para soporte de tuberías, el diseñador debe tener en cuenta, para estos casos todas las cargas que actúan en el sistema como lo son: peso, causas dinámicas, efectos cíclicos, cargas por temperatura y presión, vibraciones, vientos, movimientos telúricos, entre otros. Para casos de tuberías donde se asegure que no entrara de ninguna forma algún líquido, el peso del gas o vapor puede ser obviado en los cálculos.
Nota: Otra situación que debe ser tomada en cuenta es que los soportes para
tuberías de descarga con válvulas de purga tienen que soportar la reacción de la corriente que se produce en su operación.
¿Por qué hay que considerar soportes de tuberías? El diseño de soportes de tuberías debe realizarse mediante cálculos de ingeniería sencillos con el objeto de evitar las siguientes situaciones:
Esfuerzos de tuberías muy grandes.
Goteos en juntas.
Fuerzas o momentos adicionales en equipos conectados a las tuberías.
Efecto de resonancias o fluidos en vibración.
Excesiva interferencia con la expansión y/o contracción térmica.
Separación no intencional en juntas.
Excesivo flujo de calor a los miembros del soporte.
(Apartado 321.1.2)
Análisis Los esfuerzos para este tipo de soportes pueden calcularse utilizando los modelos de flexibilidad de tuberías y/o calculas de ingeniería de todo nivel, tomando en cuenta que cuanto más complejo sea el sistema, el cálculo debe ser más refinado.
Esfuerzos
sobre
los
(Apartado 321.1.3)
soportes Las tensiones admisibles para los materiales de soporte, excepto resortes, deben estar de acuerdo a lo indicado en la norma en la sección 302.3.1, según corresponda para la tracción, torsión, flexión o compresión pero no es necesario afectar a los valores de tensión con el valor del factor de calidad de junta soldada “ ”.
(Apartado 321.1.4)
Materiales Para el caso de soportes, los materiales pueden ser variados y dependen principalmente del tipo de carga al cual serán sometidos. El hierro colado y los materiales fundidos no son muy recomendables para tuberías que experimenten vibraciones fuertes; el acero puede ser utilizado en casos donde la tubería no esté soldada directamente a un recipiente a presión; la madera y otros materiales, pueden ser usados siempre y cuando el diseño sea adecuado y las temperaturas, resistencia y durabilidad, sean conocidas.
Roscas (Apartado 321.1.5)
Debe conformar a ANSI B1.1., a menos de que se requiera otro tipo de ajuste para cargas altas. Todas las uniones roscadas de ajuste deben roscarse por completo y deben poseer una contratuerca o asegurarse con otro dispositivo.
Tipos de soporte El layout de tubería y todo tipo de soportes debe ser diseñado de acuerdo al apéndice X, párrafo X301.2.2 del código. Las cargas de las tuberías y los elementos de soporte no deben afectar a edificaciones, recipientes a presión, fundaciones, entre otros.
Fijaciones (Apartado 321.2)
Anclajes y guías Estos dispositivos son utilizados para proteger los equipos terminales; reducir las cargas de reacción altas en los equipos; dirigir o controlas los movimientos debidos a la expansión térmica y deben ser diseñados para mantener una posición fija.
Soportes no extensibles (sólidos) diferentes a los anclajes y guías Estos deben ser diseñados con las siguientes características:
Deben permitir el libre movimiento causado por la expansión térmica.
Deben funcionar para todas las cargas requeridas.
Las partes roscadas deben estar basadas en la raíz de las roscas.
Los soportes deslizantes deben resistir las fuerzas de fricción además de la carga de deslizamiento.
Soportes elásticos (ó con resortes) Estos deben ser diseñados para ejercer una fuerza soportante igual a la carga determinada por los cálculos de peso y deben prevenir la desalineación, deformación o cargas excéntricas.
Soportes de contrapeso En este caso para cadenas, cables, colgantes y otros dispositivos para fijar contrapesos, están sujetos a los mismos requerimientos de los soportes no extensibles. Otra característica a considerar es que deben poseer topes para limitar el recorrido. El uso de soportes con resorte o suspensorios es recomendable cuando se trabaja a elevadas temperaturas o con tuberías de servicio crítico, con el fin d e obtener
un reparto uniforme sobre el soporte de la fuerza cuando el movimiento sea apreciable.
Soportes hidráulicos Un cilindro hidráulico puede ser usado para dar un soporte constante y deben estar provistos por un sistema de seguridad y topes para soportar la carga en caso de falla hidráulica (o de presión).
Fijaciones estructurales Estas no deben provocar aplastamiento, tensiones de flexión ni gradiente térmico indeseado, teniendo especial consideración con los servicios cíclicos. Estas incluyen los siguientes grupos: No Integrales: Aquellas que están en contacto pero no soldadas, incluyen abrazaderas,
tornillos en U, fajas, entre otros. Integrales: Son aquellos que pueden ser fundidos, forjados o soldados integralmente a
las tubería, teniendo en cuenta que el material a soldar debe ser compatible. Se pueden utilizar elementos de ciertos materiales que eviten la contaminación entre superficies de composición disímil. Los tratamientos térmicos en estos casos deber regirse por el capítulo V y deben considerarse las tensiones localizadas inducidas en la tubería por efecto de la soldadura.
