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b) Golpe de Ariete: Cuando un fluido es detenido instantaneamente por el cierre de una valvula 0 cualquier otro elemento, su fuerza inercial tendera a mantener el movimiento, por 10 que en el lugar de cierre (valvula de bloqueo) se producira un aumento de la presion. Esto origina un desbalance de fuerzas debido a la diferencia de presion instantanea originada en el memento del cierre. Esta diferencia de presion viajara a 10 largo de la tuberia a la velocidad del sonido (en el f1uido de bombeo), transmitiendo el des balance de fuerzas a 10 largo de todo el sistema.

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TEMA 4: SOPORTES Y RUTEO DE SISTEMAS DE TUBERIAS

18. CLASIFICACION Y UBICACION DE SOPORTES DE TUBERIAS

18.1 TIPOS DE SOPORTES A continuacion se presentan los tipos de soportes mas comunes utilizados en sistemas de tuberfas y en los

anexos se muestra el estandar de soportes de una empresa especializada en Proyectos de Ingenieria,

APOYO SIMPLE: Como su nombre 10 indica, su funcion es servir de apoyo a la tuberia, 0 sea. previene el movimiento de la tuberia hacia abajo. Ejemplos: Durmientes. Soportes Tipo Cristo, etc.

./ ",..- 5~ /\ ~ ANCLAJE: Restringe todo movimiento de la tuberia, imp/de movimiento 0 rotacion en cualquiera de los sent/dos. Pueden ser soldados 0 bridados.

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GUIA: Es un so porte que impide movimientos en el sentido transversal de la tuberfa, pero permite movimientos en el sentido longitudinal y rotaciones.

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LINE STOP: Es un soporte que impide movimientos en el sentido longitudinal de la tuberfa, pero permite movimientos en el sentido transversal y rotaciones.

..)/ II / ~ SOPORTE ANTIVIBRA TORIO: Su funci6n es restringir el movimiento de las tuberfas hacia arriba y hacia abajo, de manera tal que

/ evite movimientos vibratorios en las tuberias.

;,/ E / 18.2 LOCALIZACION INICIAL DE SOPORTES Para la localizaci6n inicial de los soportes en sistemas de tuberias, se debe tomar en cuenta 10 siguiente:

,/ Los soportes de tuberfas deben ser colocados 10 mas cerca posible a las cargas concentradas como valvulas, bridas, etc.

,/ La ubicaci6n de los soportes no debe interferir con los requerimientos de mantenimiento. ,/ Tanto para el ruteo de tuberfas como para la ubicaci6n de soportes, es necesario tomar en cuenta

toda la informaci6n posible y pianos generados por las demas disciplinas, con el fin de evitar interferencias.

,/ Los sistemas de tuberias de vapor que se sometan a prueba hidrostatica deberan ser chequeados por si necesitan soportes adicionales (temporales 0 permanentes).

18.3 SEPARACION PERMISIBLE ENTRE SOPORTES DE TUBERIAS (SPANS) La separaci6n permisible entre los soportes de tuberias (SPANS) depende de los siguientes aspectos:

1. Rigidez de la tuberfa. 2. Peso de la tuberia. 3. Peso del fluido. 4. Peso del material aislante. 5. Esfuerzo permisible del material de la tuberfa correspondiente a la temperatura de diseno. 6. Drenajes adecuados y buena apariencia.

EI uso de la Tabla de Separaci6n permisibles (ver tabla anexa), debe hacerse con la minima desviaci6n posible respecto a las condiciones establecidas en dicha Tabla.

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Reglas generales en la colocaci6n de Soportes: 1. Para los cruces de tuberias se debe tamar en cuenta las siguientes reglas:

~""~.q CROP 3' 0 ~ NOT COU~TEOR U::SS ~

'--FS

SPAN .:; +"OR --------.: --............./~

AO.JACEN'i $PAN$ MUST BFi LDt-JG IF" SPANS ARE: s,uppoRTEO NEAR THE BOTTOM, A BAl,.ANC!NG THE UPPER t"QRTtON MAY BE "UNSTABLE:'; AI"'O

UP THE SWAY ECCSSS1VE:LY DURfNG WINDY PERIODS CORNER. OR MAY VIBRATE Que: TO F'LUID FLOW

~s:= =-v --is~ i 25' 5'i..

i .i.. -l

THE SIlI3 BETWEEN TWO WIDELY SPACED SUPPORTS MAY CAUSE THE PIPE TO LIFT OFF IMPROPERLY LOCATED SUPPORTS.

2. Hacer una buena distribuci6n del peso entre soportes

TRY TO EQUALIZE THE SPANS ON EITHER SIDE SIDE OF A SUPPORT, WHEN POSSIBLE, BALANCING LOADS.

~txJl zr' oJ~

19. CALCULO DE LAS FUERZAS Y ESFUERZOS EN LOS PUNTOS DE SOPORTE DE TUBERIAS, A TRAVESDENOMOGRAMAS

(Ver anexo 8)

71 Instructor: MSc. Pablo Molina

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20. CONSIDERACIONES HECHAS AL MOMENTO DE DEFINIR EL RUTEO Y DISENO DE SISTEMAS DE TUBERiAS.

EI disenador de tuberia debe considerar los siguientes aspectos para poder iniciar el trazado inicial y la disposici6n de tuberia en una Planta de proceso. 1. Requerimientos de proceso. Salvo en casos especiales, la mejor disposici6n de tuberia no se logra empleando tramos rectos que unan los equipos de proceso, sino utilizando cambios en su direcci6n, con vueltas a 90 grados ya sea en el mismo plano 0 en pianos diferentes. Una disposici6n de tuberia muy conveniente se lograra al colocar los equipos en hileras paralelas. Se acostumbra ubicar equipos que desarrollan funciones similares, por ejemplo las bombas, los intercambiadores, etc., en paralelo. Esto reduce los costos al simplificar sensiblemente los sistemas de control y de energia electrica. En caso de la orientaci6n de las boquillas de las torres, si bien el ingeniero de proceso fija la elevaci6n de elias. Es el diseiiador de tuberia quien debe determinar la orientaci6n de las mismas en relaci6n con la tuberia a conectar las boquillas de la torre. 2. Transmisi6n de esfuerzos y vibraciones. EI disenador de tuberfa debe buscar los medios que Ie aseguren la eliminaci6n de esfuerzos que se producen en los sistemas de tuberia y que se transmiten a los equipos, mediante el empleo de soportes, anclajes y a traves de una adecuada disposici6n de la tuberia Aunque las juntas de expansi6n eliminan la transmisi6n de esfuerzos en las tuberias que conducen vapor, su usa esta limitado par las posibilidades de corrosi6n, erosi6n y fuerzas cfclicas que se originan en algunos servicios del proceso. Es bueno destacar que los fabricantes de equipos no reconocen ninguna garantia cuando las fallas en el equipo son ocasionadas por hechos externos, tales como los esfuerzos que puede ocasionar la tuberia que "egan a este. 3. Economia. Para reducir el costa de la tuberfa es necesario tener un especial cuidado en el usa de soportes y accesorios. Debe tratarse de diseiiar solo los estriciamente necesarios, ubicados en las posiciones precisas y mas convenlentes. 4. Accesibilidad. Aquellos equipos que necesiten de inspecci6n y mantenimiento peri6dico, tales como valvulas, instrumemos y otros elementos deben localizarse en un sltio de facil acceso. Se acostumbra a ubicarlos al nivel del piso 0 cercanos a una plataforma. Cuando par razones de proceso una valvula, por ejemplo, requiera colocarse a una altura mayor de 6 pies, se debe disenar la cadena respectiva que facilite su operaci6n. 5. Mantenimiento y reposici6n. Aunque por 10 general las tuberias de acero al carbono y de aleaciones tienen una vida de servicio muy alta, cuando existen en el proceso condiciones de corrosi6n 0 erosi6n severas, se debe preyer en el diseiio la posible reposici6n de estas tuberias y por tanto deberan ubicarse de modo que se facilite su reemplazo. Asi mismo, las I[neas deben revisarse peri6dicamente bien sea para aplicar pintura protectora, para mejorar el aislamiento 0 arreglar algunas instalaciones. Por 10 tanto, se recomienda localizarlas en sitios que faciliten este mantenimiento y de esta manera ocasionen men ores costos. 6. Esfuerzos en las tuberias. Los esfuerzos que se presentan tuberias pueden tener tres causas principales la primera originada por las presiones intern as y externas, para evitar 10 cual debe aplicarse un diseiio seguro tanto en la escogencia de la tuberia como en la determinaci6n de su espesor.

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La segunda por los esfuerzos remanentes en la tuberia despues de su fabricaci6n y montaje 10 cual se puede eliminar por relevaci6n de esfuerzos y a traves de una apropiada fabricaci6n, la tercera se presenta por los cam bios de temperatura que produce el fluido que esta circulando en la tuberia, en este ultimo caso debe procurarse una disposici6n adecuada de la tuberia y emplear los soportes y juntas de expansion que aseguren su buen comportamiento.

21. ARREGLOS DE TUBERIAS EN LOS PUENTES DE TUBERIAS (PIPEWAY) 21.1 Requerimientos Basicos para el arreglo de Puentes de Tuberias

1. Control de las expansiones termicas para establecer los espacios entre las tuberias y por apariencia 2. Minimizar las fuerzas en los soportes de tuberias para economia de los materiales de soportes y

anclajes mas efectivos. 3. Conservaci6n del espaciamiento requerido para el uso de Lazos de Expansion, cuando sean

requeridos. ..-/

AN

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LINE SPACING WITH NO

FLANGES NEAR THE CORNERS

INiERCO~NECTING PIPEWAY,

HO; POSITION @

BOWl NG OF L SHAPES:=-----~'V(il~I ----J It!I )( s

------- ... - 6t ~ ~(r-~--------- _ SPACINGLINE WHEN THERE ARE NO FLANGES

BETWEEN THE CORNER AND FIRST ~ r I ' GUIDE OR ANCHOR ON T ADJACENT \ l THE BOWING CAN BE .t::1IdQ:i GREATER THAN LINES, LINE SPACING MAY BE 8ASED THE ACTUAL MOVEMENT (6) AT THE CORNER. ON 0.0. OF INSULATION 10 0.0. OF INSULATION PLUS EXPANSION. F>LUS 'CLEARANCE.\II!

"'-FLANGES MUST BE CONSIDERED

." _. __...." HERE

21.3 Espaciamiento entre tuberias sobre puentes EI espaciamiento minima entre tuberias se establece segun la FLUOR como se muestra en la siguiente tabla

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