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CAERAS Y RECIPIENTES APRESIN
DISEO
Diseo de caeras: Programa. Caos y tubos Materiales Mtodos de fabricacin Dimensiones Medios de unin Accesorios de caeras
segn Normas ASMEB36.10-19, B16.1-3-4-5-9-11-15.
Bridas Vlvulas
Cdigos de diseo: ASMEB 31.1-3-4-5-8-9-11.
API 579 Aptitud para elservicio y vidaremanente.
Especificaciones y planos Diseo hidrulico Diseo por presin Diseo por temperatura Soportes, aislantes Proteccin catdica
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Diseo de Recipientes: Programa.
Alcance delCdigo ASME VIII-Divisin 1
Materiales Diseo general Soldadura: clculo Tratamientos
trmicos.
Ensayos deimpacto.
Inspeccin ypruebas de presin
Vlvulas deseguridad
Estampado ASME
del smbolo delcdigo
Diseo de caeras: Caos y tubos
Cao: Conduce y resiste estructuralmentecon o sin costura (aunque en general apartir de chapa cilindrada-calandrada- ysoldadura longitudinal). Negro ogalvanizado que se compra por su dimetronominal en pulgadas y cuyo espesor se
define a partir de su schedule. Hasta 42 Tubo: son sin costura y se identifican deotra manera. Se usan en calderas,intercambiadores, industria petrolera etc.Hasta 6. Uso habitual 2.Toleranciaestricta
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Diseo de caeras: Caos
Caos: Dimetro nominal o NPS(nominal pipe size): hasta 12 eldimetro nominal no coincide con eldimetro exterior.
A partir de 14 coinciden. Su espesor se define por la Serie o
Schedule = 1000.P/S
P presin [psi] S Tensin admisible del material [psi]
Diseo de caeras: Tubos
Dimetro nominal coincide condimetro exterior.
Espesor: nmero de calibre o gageBWG (Birmingham Wire Gage).
Ejemplo BWG 12 espesor 0.109
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Diseo de caeras:Sistema Mtrico para caos
DN (dimetro nominal) esadimensional e indica el tamaostandard.
Por ejemplo DN 50 es equivalente alNPS 2. Hay tablas de equivalenciaentre NPS y DN.
Diseo de caeras:colores
Rojo: vapor en general, vaporsaturado.
Rojo blanco rojo en franjas: vaporrecalentado
Rojo verde rojo: Vapor de escape Verde: Agua en general ypotable(salvo de emergencia que esrojo)
Verde blanco verde: agua caliente
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Diseo de caeras: colores deidentificacin
Verde rojo verde: agua a presin oalimentacin
Verde negro verde: Agua salada oaguas de desage
Azul Aire en general y airecomprimido
Azul rojo azul: aire alta presin Amarillo gas en general, natural,
licuado.
Diseo de caeras: colores deidentificacin
Amarillo blanco amarillo: acetileno Rosado: aceites en general Gris tubo con vaco (depresin)
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Diseo de caeras: Materiales
Cdigo ASME B 31.1: Caeras depotencia (Centrales elctricas;Plantas industriales)
Cdigo ASME B 31.3: Caeras deproceso (Refineras de petrleo)
Cdigo ASME B 31.4:Sistemas de
transporte de hidrocarburos lquidos(entre plantas)
Diseo de caeras: Materiales
Cdigo ASME B 31.5:Caeras derefrigeracin (lquidos refrigerantes)
Cdigo ASME B 31.8: Sistemas detransporte y distribucin de gas(entre
fuentes y terminales) Cdigo ASME B 31.9:Servicio enEdificios
Cdigo ASME B 31.11:Mezclasacuosas de barro, cemento,etc
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Diseo de caeras: Materiales
Si el ASME B 31 no dice nada encontrario las normas adoptadas por elcdigo para especificar materiales sonASTM (American Society for Testingand Materials).
Si usa otra lo indica por ejemplo API(American Petroleum Institute).
Diseo de caeras: Materiales Aceros al carbono ms habituales:
ASTM A 53 Grado A-B-C ASTM A 106 Grado A-B-C API 5 L Grado A-B
Distintos usos de presin y temperatura.Para el Cdigo ASME son todos de lafamilia P N: 1. Veremos esto para losrequisitos de impacto y otros.
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Diseo de caeras:Uniones roscadas
Bajo costo y fcil ejecucin. Hasta 4 Instalaciones secundarias de baja
presin (condensado, aire, agua) Domiciliarias (agua, gas) Riesgo de prdidas y baja resistencia
mecnica de las uniones
Diseo de caeras:uniones roscadas
ASME B 31 exige roscas cnicas yrecomienda que se efectensoldaduras de sellos si hay fluidosinflamables.
Utilizadas en caos galvanizadosVictaulic?
Se usan muy poco en inoxidables yno ferrosos por los espesores finos
Schedule 80 como mnimo
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Diseo de caeras:uniones soldadas
A tope: butt weld De enchufe: socket weld
VENTAJAS:1. Alta resistencia mecnica2. Estanqueidad
3. Bajo mantenimiento y fcil aislaciny pintura.
Diseo de caeras:uniones soldadas
DESVENTAJAS
1. Dificultad en el montaje de caeras2. Mano de obra especializada3. Continuidad?
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Uniones soldadas a tope: (x=3/16al carbono 1/8 austentico)
Diseo de caeras:uniones soldadas a tope
A tope:1. Es la ms usada2. Se aplica a toda la gama de
presiones y temperatura
3. Requiere bisel o chafln4. Para dimetros mayores a 20 se usa
respaldo que queda incluido en lasoldadura
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Diseo de caeras:Soldadura de enchufe (socket)
Dimetros menores a 2 conaccesorio de acoplamiento ysoldadura de filete
Diseo de caeras:Soldadura de enchufe (socket)
Socket
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Diseo de caeras:Accesorios
Te: Derivacin a otra lnea o inyeccin.Dimetros constantes o reduccin.
Codos: cambio de direccin. Radio largo90 (1.5 veces el dimetro) y radio corto90 (1 vez el dimetro; ms compacto peroaltera el flujo con prdidas y erosin).
Codo 45
Codo reduccin.
Diseo de caeras:Accesorios
Casquetes: utilizados en los extremosde las lneas o colectores.
Reducciones: para realizar cambiosde dimetro, concntricas o
excntricas Todos los accesorios se normalizan
por material y tipo de unin.
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Diseo de caeras:Normas aplicables para Accesorios
ASME B 36.10M: acero conformadocon y sin costura
ASME B 36.19M: aceros inoxidables ASME B 16.1: Bridas y accesorios
bridados de acero fundido ASME B 16.11: acero forjado roscado
y de enchufe ASME B 16.15: Latn y bronce
fundidos roscados
Diseo de caeras:Normas aplicables para Accesorios
ASME B 16.22-16.18: Latn y bronceconformados
ASME B 16.3 Fundicin maleable ASME B 16.4: Acero fundido roscado ASME B 16.5: Acero forjado y
aleaciones de nquel bridadas ASME B 16.9: Acero conformado
soldados a tope
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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados
Las BRIDAS (flanges) son un mediode unin dentro de un sistema decaeras. Es un conjunto compuestopor dos bridas, una junta, pernos ytuercas.
Existen varios tipos dependiendo desu forma y de las condiciones detrabajo de las caeras.
Accesorios tipo tee
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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados
La ASME B 16.5 las clasifica en Seriesde acuerdo a cada rango de Presin-Temperatura:
Series 150 , 300 , 450 , 600 , 900 ,
1500 y 2500. Los rangos de Presin-Temperatura
dependen del material del accesorio.
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Diseo de caeras:Bridas y accesorios bridados
VLVULAS
CONTROL RETENCIN ALIVIO BLOQUEO
1. GLOBO2. ESFERICA3. MARIPOSA4. ESCLUSA
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/DISE%C3%91O%20DE%20CA%C3%91ER%C3%8DAS/1%20002.jpg7/21/2019 1270_Clase1y2
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VLVULAS DE CONTROL
Son vlvulas de accionamientoautomtico y constituyen y el ltimoelemento de un lazo de control.
Se comporta como un orificio cuyaseccin de paso vara continuamentepara controlar el caudal.
VLVULAS DE CONTROL
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VLVULAS DE RETENCIN
Estn destinadas a evitar unainversin de la circulacin.
Las ms comunes consisten en unacompuerta o clapeta vasculante quese cierra al retroceder el flujo.
VLVULAS DE RETENCIN
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VLVULAS DE ALIVIO
Regulacin automtica de la presin. Fluidos no comprimibles. Apertura lenta conforme aumenta la
presin. No son vlvulas de seguridad.
VLVULAS DE SEGURIDAD
Se abre con rapidez con un salto paradescargar la presin excesiva ocasionadapor gases o lquidos compresibles.
Se instalan de acuerdo a disposiciones delASME VIII o B 31 segn sea recipiente o
caera. Se calibran a un 10% o 3 psi (la que sea
mayor) arriba de la presin de diseo.
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VLVULAS DE ALIVIO
UG 125 ASME VIII DIV. 1 322.6.3 ASME B 31.3 843.44 ASME B 31.8 Fcil acceso para inspeccin,
mantenimiento y calibracin.
VLVULAS DE ALIVIO
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CLCULO FLUIDODINMICO DELDIMETRO DE LA CAERA
CAUDAL DIFERENCIA DE COTAS PRESIONES VELOCIDADES ADMISIBLES PRDIDAS DE CARGA ADMISIBLES PROPIEDADES DEL FLUIDO MATERIAL DEL CAO
CLCULO DEL DIMETRO DE LACAERA: OTROS FACTORES
LNEAS DE POCA LONGITUD ENTREEQUIPOS: MANDA EL DIMETRO DELAS BRIDAS DE LOS EQUIPOS PORSIMPLICIDAD Y ECONOMA DEACCESORIOS.
CLCULO POR DEBAJO DE 2:SE SOBREDIMENSIONA PARAECONOMIZAR SOPORTES YFUNDACIONES.
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PRDIDA DE ENERGA DEL FLUIDO
RESISTENCIA AL FLUJO QUE SEDISIPA COMO CALOR.
1. EXTERNAS: ROCE CON PAREDES DELA CAERA, ACELERACIONES,CAMBIOS DE DIRECCIN CONTURBULENCIA ASOCIADA.
2. VISCOSIDAD: ROCE ENTRE LASMOLCULAS DEL FLUIDO.
RESISTENCIAS EXTERNAS EINTERNAS
Externas: crecen con la velocidad delfluido y con la rugosidad. Tambinaumentan con la disminucin deldimetro.
Internas: crecen con la velocidad y laviscosidad del fluido.
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DIMENSIONADO
La prdida de carga es proporcional alcuadrado de la velocidad.
Velocidades razonables: adecuadaspara el servicio, sin serexageradamente elevadas paraproducir elevadas cadas de presin.
LISTA DE VELOCIDADESRAZONABLES
FLUIDO/SERVICIO1. Agua alimentacin
calderas2. Vapor saturado
para serviciogeneral.
3. Vaporsobrecalentadopara turbinas
VELOCIDAD MEDIA1. 150-200 m/min
2. 2000 a 3000
m/min
3. 3000 a 5000m/min
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CLCULO DE DIMETROS
Lquidosd= 4.95x(Q/V)1/2
Gasd= 2.28x(q.T/P.V)1/2
Vapor d= 1.75x(W.Ve/V)1/2
CLCULO DE DIMETROS d: dimetro interno en
pulgadas Q: caudal lquido en
galones por minuto q: caudal de gas en
pie cbico por minutoa 1 bar y 20C
W: caudal de vapor enlibra por hora
P: presin absoluta enpsi
T: temperaturaabsoluta en Rankine
V: velocidad del fluidoen pie por segundo
Ve: volumenespecfico de vapor enpie cbico por libra
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PRDIDA DE CARGA EN CAERAS
P: Frmula de Darcy Nmero de Reynolds Factor de friccin en funcin del
nmero de Reynolds y el dimetro decaera.
ASME B 31: diseo por presininterna.
ASME B 31.1 - Caeras de potenciaPara dimetro externo:t= P x D + A
2(S.E +P.y)
P: presin interna ; E: eficiencia juntaD: dimetro externo; y: f(temperatura)S: tensin admisible; A: sobreespesor