3 Introduccion al calculo de cañerias

SISTEMAS MECANICOS
INGENIERIA DE PLANTA
Introducción al cálculo de cañerías
Prof. Ing. Claudio Cristofanelli

CALCULO Y SELECCION DE
CAÑERIAS - PIPING
Las cañerías o tuberías, sus accesorios,
equipos e instalaciones se consideran
un elemento de máquina, se calculan y
diseñan en base a criterios de EM

Se llama cañería o tubería a la pieza
hueca , de forma cilíndrica o al conjunto
de caños y susaccesorios destinados
al transporte de un determinado fluido

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El diseño de un sistema de tuberías consiste

El diseño de las tuberías, bridas y su tornillería,
empaquetaduras, válvulas, accesorios, filtros,
trampas de vapor, juntas de expansión.
También incluye el diseño de los elementos de
soporte, tales como zapatas, resortes y
colgantes, pero no incluyeel de estructuras
para fijar los soportes, tales como fundaciones,
armaduras o pórticos de acero

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Procedimiento de diseño de tuberías
a) Establecimiento de las condiciones de diseño incluyendo
presión, temperaturas y otras condiciones, tales como la
velocidad del viento, movimientos sísmicos, choques de
fluido, gradientes térmicos y número de ciclos devarias
cargas.
b) Determinación del diámetro de la tubería, el cual
depende fundamentalmente de las condiciones del
proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presión del
fluido.
c) Selección de los materiales de la tubería con base en
corrosión, fragilización y resistencia.

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d) Selección de las clases de bridas y válvulas.
e) Cálculo del espesormínimo de pared para las
temperaturas y presiones de diseño, de manera que la
tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales
producidos por la presión del fluido.
f) Establecimiento de una configuración aceptable de
soportes para el sistema de tuberías.
g) Análisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que
los esfuerzos producidos en la tubería por los distintos tipos
de carga esténdentro de los valores admisibles, comprobar
que las cargas sobre los equipos no sobrepasen los
valores límites.

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Si el sistema no posee suficiente flexibilidad o no es capaz
de resistir las cargas por efecto de la gravedad o cargas
ocasionales (vientos, sismos), se puede realizar:
a) Reubicación de soportes
b) Modificación del tipo de soporte en puntosespecíficos
c) Utilización de soportes flexibles
d) Modificación parcial del recorrido de la línea
El análisis de flexibilidad tiene por objeto verificar que los
esfuerzos en la tubería, los esfuerzos en componentes locales
del sistema y las fuerzas y momentos en los puntos terminales,
si estan dentro de límites aceptables, en todas las fases de
operación normal y anormal, durante toda la vida de laplanta.

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El tipo de carga a tener en cuenta en el diseño son:
a) Cargas por la presión diseño en la condiciones mas
severas de P y T y cargas inducidas por gradiente térmico
b) Cargas de por peso: de peso muerta propio de la tubería
y cargas vivas debido al flujo
c) Cargas dinámicas por efecto del viento, por efecto de
cargas sísmicas, cargas por impacto oondas de presión,
golpe ariete o caída de P
d) Cargas dinámicas por vibraciones inducidas por
pulsaciones de presión

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La correcta selección de las
cañerías de toda la planta tiene
mucha importancia dado que su
peso en el costo total, comparado
con el equipamiento industrial,
llegar ser del orden del 50% al 70%
y un 15% a 20% del total de la
instalaciónCALCULO Y SELECCION DE
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Las tuberías se clasifican en base a:

1-Tipo de material y proceso de
fabricación
2-Tipo de unión de los tubos
3-Tipo de destino y lo que va a
conducir

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1-Tipo de material y proceso de
fabricación:
•Tuberías de fundición, acero sin costura,
acero con costura, de cobre, de bronce,
de inox, de PB, de latón, hierro...