Especificación Típica Para Tuberia HDF 1. General
La tubería de hierro dúctil y sus accesorios deben cumplir con la norma ISO 2531 y con los requisitos adicionales que aquí se indican. El sistema de calidad del fabricante de tubería debe estar registrado también según la norma de calidad ISO 9000 por una institución certificadora acreditada. 2. Tubería de Hierro Dúctil 2.1 Junta Campana - Espiga
La junta campana - espiga deberá ser de tipo Enchufe fundida con tubos de 6 m de longitud de acuerdo con la norma ISO 2531. La campana debe ser diseñada científicamente con una ranura para recibir el empaque. La ranura tiene un saliente a la que se adapta el empaque. La junta debe fabricarse con una tolerancia tal que el empaque se centre solo, que quede confinado en forma segura y firmemente ajustada y libre de problemas. 2.2 Juntas Acerrojadas
Juntas restringidas o de cerrojo deben ser sin pernos que utilizan elementos de sello de tipo Enchufe. 2.3 Juntas Bridadas
La tubería bridada, tal como tubo Brida x Espiga, tubo Brida x Brida, tubo Campana x Brida, deberá ser fundida en molde estático o fabricada de hierro dúctil clase K-12 o más pesado de acuerdo con ISO 2531. Las bridas deben ser roscadas en el tubo o fundidas en forma integral. Las bridas deben ser de cara plana o cara realzada a opción del fabricante. Las bridas de pasamuro o collares de pared para colocación en paredes de concreto deben ser soldadas en planta o fundidas integralmente. 2.4 Pruebas
La tubería de hierro dúctil deberá cumplir las pruebas que establece la norma ISO 2531 y los requerimientos adicionales que aquí se especifican. 2.5 Materiales
El hierro dúctil utilizado en la fabricación de los tubos deberá cumplir con la norma ISO 2531 y los requerimientos adicionales que aquí se especifican. 2.6 Requerimientos Dimensionales
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2.6.1 Diámetro Exterior de la Espiga
El diámetro exterior de la espiga será dentro de las siguientes tolerancias: DN 100 – 300 mm
+ 1.00 mm – 1.50 mm
DN 350 – 600 mm
+ 1.00 mm – 2.00 mm
DN 700 – 1000 mm + 1.00 mm – 1.50 mm DN 1200 – 1600 mm + 1.00 mm – 2.50 mm 2.6.2 Tolerancia de Masa
Las tolerancias de masa estándares se indican en la siguiente tabla: Tolerancia de Masa
Tipo de Colada
Tolerancia de Masa Estándar %
Tubos de Fundición Hasta DN 200 Centrifugada inclusivo Mayor de DN 200
Tubos no de Fundición Centrifugada
±8
±5
±8
2.7 Marcado del Tubo
Cada tubo deberá marcarse según ISO 2531 con la siguiente información en etiqueta, pintura, la propia fundición o estampado en frío dependiendo de la marca misma y del producto. Las marcas en el exterior del tubo o hechas con plantilla deben ser de 25 mm de altura para tubos de hasta 400 mm de diámetro y de 50 mm de altura para tubos de diámetro mayor a 450 mm. La información deberá ser:
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2.7.1 Diámetro. 2.7.2 Clase 2.7.3 Masa 2.7.4 ISO 2531 2.7.5 Longitud, si no es la nominal de 6 m 2.7.6 Los tubos calibrados deben llevar una franja verde pintada detrás de la campana indicando
que ese tubo es apropiado para cortes de campo. 2.7.7 La marca registrada correspondiente del fabricante. 2.7.8 Año de fabricación. 2.7.9 Dos líneas circunferenciales junto al extremo de la espiga para poder verificar visualmente
que la espiga quedó debidamente insertada en la junta. 3. Piezas Especiales 3.1 Piezas Especiales Campana - Espiga
Las piezas especiales de hierro dúctil de junta campana - espiga deberán ser de tipo Enchufe fabricadas de acuerdo con la norma ISO 2531. Los codos y las reducciones deben ser clase K-12 y las tees clase K-14. 3.2 Juntas Acerrojadas
Juntas restringidas o de cerrojo deben ser sin pernos que utilizan elementos de sello de tipo Enchufe. 3.3 Juntas Bridadas
Las juntas bridadas deben ser PN10, PN16 o PN25 dimensionadas según la norma ISO 7005-2. Las bridas pueden ser planas o de cara realzada a opción del fabricante. Todas las bridas en piezas especiales fundidas estáticamente deben ser fundidas de forma integral. 3.4 Pruebas
Cada pieza especial debe ser sometida a una prueba de aire en planta, a una presión de 1 bar según ISO 2531. 3.5 Material
El hierro dúctil empleado para fabricar las piezas especiales debe ser como lo establece la norma ISO 2531. 3 de 14
3.6 Marcado de Piezas Especiales
Cada accesorio debe ser marcado según ISO 2531 con la siguiente información en etiqueta, pintura, fundición o estampado en frío, dependiendo de la marca y del producto: 3.6.1 Dimensiones (diámetro) 3.6.2 Tipo de codo: ej. 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 3.6.3 ISO 2531 3.6.4 Año de fabricación de accesorios mayores de 300 mm 3.6.5 La marca registrada correspondiente del fabricante.
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3.7 Salidas Soldadas 3.7.1 Diámetros de tubo principal (matriz) y de la salida o derivación
Las salidas soldadas deben estar limitadas a ramales con un diámetro nominal no mayor que el 70% del diámetro nominal del tubo matriz u 800 mm, lo que sea menor (ver tabla No.1), quedando todas las piezas fabricadas sujetas a los requisitos adicionales de la siguiente especificación, aplicables a diseño y fabricación. El FABRICANTE deberá tener la capacidad de proveer salidas soldadas como: salida radial (tee), salida tangencial, o salida lateral fabricada a un ángulo específico con el tubo principal o matriz (en incrementos de 15° entre 45° y 90° del eje del tubo principal) según se indique en los dibujos de ingeniería. Tabla 1
Tubo principal Dimensión Tubo principal Dimensión o Matriz Máxima del ramal o Matriz Máxima del ramal Diámetro Nominal de salida Diámetro Nominal de salida Diámetro Nominal Diámetro Nominal 450mm
300mm
800mm
500mm
500mm
350mm
900mm
600mm
600mm
400mm
1000mm
800mm
700mm
500mm
1200mm
800mm
1400mm
800mm
1500mm
800mm
1600mm
800mm
3.7.2 Tipo de junta para salida
Las juntas de las salidas soldadas deberán ser juntas flexibles que cumplan con los requisitos de ANSI/AWWA A21.11/C111 e ISO 2531. Cuando las conexiones no van enterradas y no están sujetas a cargas potenciales de tipo viga, o a desalinearse en servicio, se pueden suministrar juntas bridadas PN10, PN16 o PN25.
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3.7.3 Diseño y Prueba 3.7.3.1
El espesor de la pared del tubo y el diseño del refuerzo de soldadura para salidas soldadas deberán tener un factor de seguridad mínimo de 2.5 en todos los casos, basado en la resistencia a la cedencia del tubo y del material de soldadura depositado, cuando se somete a la presión de trabajo máxima especificada. El valor de Presión de Diámetro (PDV), definido por la siguiente fórmula deberá ser de 6000 o menos: PDV= .562 Pd2 / (D sin2 ∆) Donde: P= Presión de trabajo (en Kg/cm2 ) d= Diámetro exterior del ramal (en mm) D= Diámetro exterior del tubo matriz o principal ∆=Ángulo de la deflexión entre el eje del ramal y el eje del tubo matriz o principal 3.7.3.2
El fabricante deberá verificar el método de diseño con comprobación de pruebas hidrostáticas de diseño de las configuraciones de salida más débiles. El fabricante deberá, a instancias del dueño o del ingeniero del dueño, proporcionar los resultados representativos de la comprobación de pruebas para confirmar el diseño, resultados de las pruebas hidrostáticas y factores de seguridad. Los refuerzos de soldadura deberán colocarse usando electrodos que cumplan los requisitos de AW5 A5.15 Clase EniFe-CI o EniFeT3-CI. Además, el material de electrodos deberá comprobar ser capaz de producir una junta soldada con una resistencia al Impacto Charpy V- notch de 13.5 Joules (prueba realizada a 21°C +/- 6 °C), cuando se procesan especímenes transversales para impacto, a partir de probetas de tubo de hierro dúctil con junta soldada a tope. No se aceptan electrodos de acero al carbón. Si se requiere, el fabricante deberá proporcionar resultados de las pruebas que indiquen las propiedades físicas típicas del material de soldadura usado, (una muestra de pura soldadura), así como propiedades físicas típicas de especímenes transversales para pruebas de tensión y de impacto maquinados a partir de probetas de tubos de hierro dúctil con junta soldada a tope, para mostrar que los electrodos son adecuados o equivalentes. 3.7.3.3
El tubo matriz y la salida de ramal deben ser tubos de hierro dúctil centrifugado, fabricados de acuerdo con esta norma. La mínima clase para el tubo matriz y su ramal deberá ser K-12 según ISO 2531.
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3.7.3.4
Todas las salidas soldadas deberán especificarse por norma para una presión de trabajo de 16 Kgs/cm2 , el fabricante deberá suministrar información de diseño y resultados de pruebas, al dueño o ingeniero del dueño, confirmando que los tubos fabricados son adecuados para dichas aplicaciones. 3.7.3.5
Antes de aplicar recubrimiento o revestimiento interior en el área de la salida, todas las soldaduras de ramal de salida que se suministrarán en el proyecto deben someterse a prueba de presión con aire, a por lo menos 1 bar (1.02 Kgs/cm2 ). No se aceptarán fugas de aire. Cualquier fuga deberá detectarse aplicando espuma en solución a la superficie exterior del área soldada y extremos vecinos del tubo o sumergiendo la pieza entera en agua y comprobando visualmente que no salen burbujas de la superficie soldada. Cualquier soldadura que acuse signos de fuga deberá ser reparada y vuelta a probar de acuerdo con los procedimientos escritos del fabricante. 3.7.4 Aseguramiento de Calidad 3.7.4.1
El fabricante deberá contar con un sistema de aseguramiento de calidad de soldadura debidamente documentado y mantener registros permanentes de aseguramiento de calidad basados en ANSI / AWS D11.2, La guía para soldar Fundición de hierro (Guide for welding iron castings), o equivalente. El fabricante debe mantener una especificación apropiada del procedimiento de soldadura (WPS), Procedimiento para calificación (PQR) y la prueba calificada de rendimiento del soldador, con sus registros correspondientes, así como registros de las columnas de presión con aire, documentando cualquier fuga en ramales de salida suministrados para el proyecto. 3.7.4.2
Antes de empezar a fabricar cualquier pieza propuesta para el proyecto que no cumpla con los requisitos de registro de ISO 9001 o 9002, se deberá enviar al dueño o ingeniero del dueño el nombre de una agencia de inspección independiente y sus calificaciones certificadas. Las calificaciones correspondientes deberán incluir, sin estar limitadas, lo siguiente: •
Lista de Proyectos similares en tipo y diámetro.
•
Curriculum Vitae del personal de inspección y pruebas.
•
Capacidad de prueba química y mecánica de muestras de materiales.
•
Frecuencia de certificación de todo el equipo de prueba e instrumentación.
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3.7.4.3
La agencia de inspección independiente, deberá ser responsable por lo siguiente: •
Verificar el cumplimiento de los procedimientos de soldadura, especificación (WPS) y calificación del procedimiento (PQR).
•
Verificar que todos los soldadores estén calificados (WPQR) según (ANSI / AWS D11.2).
•
Documentar el uso de núcleo de cable Ni-RodFC55 o electrodo Ni-Rod55 fabricados por INCO Alloys, Stoody Cast Weld 55-0 núcleo de cable o un electrodo con propiedades de rendimiento similares. La agencia de pruebas independiente deberá aportar los resultados de las pruebas indicando las propiedades físicas típicas del material de soldadura utilizado (una muestra de soldadura pura), así como las propiedades físicas típicas de muestras transversales maquinadas de probetas de tubo de hierro dúctil con junta soldada a tope, para pruebas de tensión e impacto, para demostrar que los electrodos usados son los adecuados o equivalentes.
•
Atestiguar y documentar todas las pruebas de aire para salidas soldadas.
4. Accesorios para Montaje de Juntas 4.1 Empaques, Empaquetaduras o Sellos
Los empaques de las juntas Fastite Campana - Espiga deberán ser de hule moldeado SBR (copolímero estireno-butadieno) según ANSI / AWWA C111 / A21.11 e ISO 4633. 4.2 Accesorios con Junta Bridada 4.2.1 Los empaques de juntas bridadas deberán ser de un espesor nominal de 3 mm de anillo de
hule o de cara plana de hule SBR. 4.2.2 Los pernos, tuercas y arandelas deberán ser de acero galvanizado. 4.3 Lubricante para la Junta de Tubería Campana - Espiga 4.3.1 El lubricante Fastite debe estar certificado según requerimientos de la norma ANSI / NSF
61 para elementos en contacto con agua potable.
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5. Revestimiento Interior 5.1 Tubería 5.1.1 Generalidades
La tubería de hierro dúctil debe estar revestida internamente con una capa de mortero de cemento resistente a los sulfatos según la norma ISO 4179, aplicada mediante un proceso de centrifugado a alta velocidad. El sistema de calidad del fabricante debe contar con el certificado ISO 9000 registrado por una institución acreditada. No se permitirá pulir el revestimiento de mortero. El acabado del mismo deberá ser uniformemente liso. Además de cumplir con la norma ISO 4179 los revestimientos deberán también cumplir con los siguientes requisitos: 5.1.2 Material
El cemento usado deberá ser un cemento Portland resistente a los sulfatos que cumpla con la norma ASTM C-150 tipo II, ASTM C-150 tipo V y los requisitos químicos de BS 4027. La arena debe estar constituida por granos de sílica inertes, duros, resistentes y durables. El agua usada para la mezcla debe ser potable y libre de cantidades dañinas de materia orgánica, alkali, sal u otras impurezas que pudieran reducir la resistencia, durabilidad u otras cualidades deseables del revestimiento. Todo material en contacto con el agua deberá cumplir los requisitos de la norma ANSI / NSF 61. 5.1.3 Mortero
El mortero de cemento deberá contener como mínimo una parte de cemento por cada dos partes de arena en volumen. 5.1.4 Espesor
El espesor del revestimiento de mortero deberá ser de acuerdo a la norma ISO 4179 como se muestra en la siguiente tabla. Para diámetros de 450mm y mayores, los bordes expuestos del revestimiento deberán ser parejos y perpendiculares al eje del tubo y el revestimiento no deberá disminuir su espesor conforme se acerca a los extremos. Diámetro del tubo (mm)
Espesor nominal del revestimiento (mm)
Media del espesor mínimo (mm)
Valor mínimo en un punto (mm)
100-300
3.0
2.5
1.5
350-600
5.0
4.5
2.5
700-1200
6.0
5.5
3.0
1400-1600
9.0
8.0
4.0
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Nota: Para ciertas condiciones de servicio, se pueden necesitar mayores espesores de revestimiento. Consulte al fabricante para recomendaciones específicas. 5.1.5 Preparación de la Superficie
Todas las superficies a ser revestidas, deberán limpiarse previamente para remover materias extrañas que puedan afectar la adherencia del mortero con el metal o afectar la uniformidad del revestimiento. 5.1.6 Equipo y Proceso de Revestimiento
El revestimiento deberá hacerse usando equipo para rotación centrífuga del tubo, que genera una aceleración de alta velocidad sobre el material de revestimiento. El mortero del revestimiento será aplicado centrifugamente al interior del tubo. No será permitido esmerilar el revestimiento. La fuerza centrifuga mínima para aplicar el revestimiento de mortero cemento será 45 veces gravedad para DN 400mm y menor y 60 veces gravedad para DN 450 mm y mayor. Una vibración controlada deberá aplicarse en forma simultánea al tubo durante su rotación a alta velocidad para producir un revestimiento de densidad tan alta y compactación tan firme, que permitirá de inmediato el lavado de la lechada con un gran volumen de agua. El fabricante deberá certificar que el revestimiento se aplicó de acuerdo con estas especificaciones. El mortero debe mezclarse en tolva dosificadora. Las cantidades de mortero y cemento alimentadas a la tolva deben medirse por peso. La cantidad de agua que se añade a la mezcla debe medirse automáticamente por un dispositivo ajustable o de alguna otra forma que asegure que la cantidad de agua es la correcta. 5.1.7 Lavado y Acabado
Después que el mortero ha sido distribuido, la velocidad de rotación y la vibración deben incrementarse para producir un revestimiento de superficie firme uniformemente lisa. Inmediatamente después de colocado el revestimiento, su superficie deberá lavarse con agua abundante para eliminar el exceso de lechada. 5.1.8 Curado
El revestimiento de mortero deberá ser curado en una instalación con atmósfera controlada. Los revestimientos serán suministrados normalmente sin pintura de sello. 5.1.9 Grietas y Reparaciones
Los revestimientos con grietas mayores de 0.6 mm de ancho no son aceptables. Toda la reparación de daños deberá tener un acabado razonablemente liso y no debe interferir con el paso del agua.
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5.2 Accesorios
Los accesorios serán revestidos interiormente con mortero de cemento compuesto de cemento, arena y agua de mezclado de calidad semejante a los usados para la tubería y el espesor del revestimiento deberá ser igual o mayor al de la tubería de diámetro correspondiente. 5.3 Tubería con Bridas
Las tuberías bridadas deberán ser revestidas con mortero de cemento, compuesto de cemento, arena y agua de mezclado, de calidad semejante a los usados para la tubería y el espesor del revestimiento deberá ser igual al de tubería de diámetro comparable. 5.4 Pintura de Sello
Para condiciones especiales de servicio, se puede suministrar pintura de sello sobre el revestimiento de mortero de cemento para tuberías y accesorios en caso de ser necesario. Los productos normales se surten sin este sello de acuerdo con la norma ISO 4179. 6. Recubrimiento Exterior 6.1 Recubrimiento para Tubería y Accesorios de Hierro Dúctil
La tubería y los accesorios de hierro dúctil deberán estar recubiertos externamente por una pintura negra bituminosa no menor a 70 micras de espesor medio de película seca y con espesor mínimo localizado de 50 micras. La capa deberá ser lisa, y no deberá ser quebradiza cuando hace frío ni pegajosa si se expone a los rayos del sol, y deberá ser fuertemente adherible a la tubería. 6.2 Campanas y Espigas de Tubería y Accesorios de Hierro Dúctil
Toda la tubería y accesorios de hierro dúctil revestido de mortero de cemento interior, deberán tener un recubrimiento de pintura negra bituminosa de aproximadamente 50 micras de espesor en el interior de las campanas y en el exterior de las espigas. 7. Protección Externa Adicional 7.1 Mangas de Polietileno
Si son requeridas, las mangas de polietileno deberán cumplir totalmente con ANSI / AWWA C105 / A21.5 y ASTM A674. El espesor nominal deberá ser de 250 micras. 8. Inspección, Pruebas y Control de Calidad 8.1 Normas
La inspección y prueba de los productos deberán realizarse de acuerdo con las siguientes normas: 8.1.1 Tubería y accesorios de hierro dúctil, ISO 2531.
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8.1.2 Empaques o sellos de juntas de hule (SBR) según la norma ANSI / AWWA C111 / A21.11
para juntas de Enchufe y de tipo mecánico. 8.1.3 Revestimiento interior, ISO 4179. 8.1.4 Recubrimiento exterior, ANSI / AWWA C151 / A21.51. 8.1.5 Mangas de polietileno, ANSI / AWWA C105 / A21.5 y ASTM A647. 8.2 Pruebas de Materiales 8.2.1 Norma para Pruebas de Propiedades Mecánicas
Las pruebas mecánicas para fabricación de tubería y accesorios se realizará según ISO 2531, con los requerimientos adicionales aquí especificados. 8.2.2 Prueba de Impacto
Además de los requisitos de ISO 2531, para las pruebas mecánicas normales, la resistencia al impacto de la tubería de hierro dúctil suministrado deberá confirmarse por medio de una prueba de impacto Charpy, usando muestras de pared de espesor completo, maquinados a partir del tubo producido para el proyecto. El muestreo y prueba de impacto debe hacerse por lo menos una vez por hora. Estas muestras deben ser maquinadas y probadas de acuerdo con la sección 51-12.2 de ANSI / AWWA C151 / A21.51 y ASTM E23 cuando sea aplicable, y el valor mínimo aceptable para los resultados de la prueba corregidos a 10.2 mm (0.40") de espesor de pared debe ser de 9.5 Joules (7 ft-lb), para pruebas a ser realizadas a 21 ± 6 ºC (70± 10 ºF). Una prueba adicional de impacto a baja temperatura debe hacerse por lo menos al 10 por ciento de las muestras tomadas para las pruebas de impacto requeridas a 21 ± 6 ºC (70± 10 ºF. El valor mínimo aceptable corregido a 10.2 mm (0.40") de espesor de pared para estas pruebas a ser realizadas a -40 ºC (-40º F) debe ser 4.1 joules (3 ft-lb.) 8.3 Prueba Hidrostática para Tubería de Hierro Dúctil
La prueba hidrostática para tubería de hierro dúctil deberá realizarse de acuerdo con ISO 2531 a las presiones especificadas en la siguiente tabla:
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Presión de Prueba en Fábrica
DN
Presión de Prueba en Fábrica
mm
kg/cm2 Tubería Centrifugada K9
K7
100
50
-
150
50
-
200
50
-
250
50
-
300
50
-
350
50
-
400
50
-
450
80
-
500
76
-
600
70
55
700
60
51
800
60
49
900
60
47
1000
58
45
1200
40
40
1400
40
40
1500
40
40
1600
40
40
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8.4 Prueba de Accesorios
La prueba de accesorios se debe hacer con aire y de acuerdo con ISO 2531, a una presión de 1 bar. 8.5 Certificación y Registros
El fabricante debe entregar un certificado firmado estableciendo que toda la tubería y accesorios de hierro dúctil cumplen con estas especificaciones. 8.6 Verificación Visual y Dimensional:
Tubería y accesorios serán inspeccionados adecuadamente para asegurar que el producto cumpla con las especificaciones requeridas por el proyecto. Se verificarán los siguientes datos: •
Revestimientos internos y recubrimientos exteriores
•
Espesor de pared
•
Tolerancias de campana y espigas
•
Longitud de cada tubo y accesorio
9. Revestimientos para Servicio de Aguas Servidas (Cloacas) 9.1 Requerimientos para Revestimiento interno para servicio de aguas servidas – tubería operando llena (pH > 5.5)
Revestimiento de Mortero según sección 5 de esta especificación con Pintura de Sello según sección 5.4. El cemento usado deberá ser un cemento Portland resistente a los sulfatos que cumpla con la norma ASTM C-150 tipo II, ASTM C-150 Tipo V. 9.2 Requerimientos para Revestimiento interno para servicio de aguas servidas – tubería no operando llena (pH < 5.5) 9.2.1 Materiales (Dos opciones) 9.2.1.1 Revestimiento Especial para Servicio de A guas Servidas
AMERICAN puede suministrar tuberías y accesorios de hierro dúctil, de 100 a 1600 mm (4 a 64 pulgadas) de diámetro, con revestimiento interior Protecto 401 Cerámico Epoxy. Éste producto diseñado y aplicado por terceros, es una amina curada con novalac y pigmento de cuarzo cerámico, para obtener un revestimiento de aproximadamente 1000 micrones (40 Milésimas) de espesor. Par a car acterísticas e indicaciones sobr e el ensamble de tu ber ías suministra das con este r evestimiento inter ior , los usuar ios e instalador es de tuber ía deber án r eferir se a http://www.protecto401.com/.
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