diseño de tuberias

FIME - UNPRG 1
Diseño Mecánico II

GUÍA PARA EL DISEÑO DE TUBERÍAS
Consideraciones generales y criterios de diseño
El diseño de un sistema de tuberías consiste en el diseño de sus
tuberías, brida y su tortillería, empacaduras, válvulas, accesorios, filtros,
trampas de vapor juntas de expansión. También incluye el diseño de los
elementos de soporte, tales como zapatas, resortes ycolgantes, pero no
incluye el de estructuras para fijar los soportes, tales como fundaciones,
armaduras o pórticos de acero.
Aun en el caso en que los soportes sean diseñados por un ingeniero
estructural, el diseñador mecánico de la tubería debe conocer el diseño de los
mismos, por la interacción directa entre tuberías y soportes.

Procedimiento de diseño de tuberías
La lista siguiente muestra lospasos que deben completarse en el diseño
mecánico de cualquier sistema 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 de varias cargas.
b) Determinación

del

diámetro

de

latubería,

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.
d) Selección de las clases de “rating” de bridas y válvulas.
e) Cálculo del espesor mínimo de pared (Schedule) para las temperaturas y
presiones dediseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los
esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido.

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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 distintostipos de carga estén dentro de los
valores admisibles, a objeto de comprobar que las cargas sobre los equipos
no sobrepasen los valores límites, satisfaciendo así los criterios del código a
emplear.
Si el sistema no posee suficiente flexibilidad y/o no es capaz de resistir
las cargas sometidas (efectos de la gravedad) o las cargas ocasionales (sismos
y vientos), se dispone de los siguientesrecursos:
a) Reubicación de soportes
b) Modificación del tipo de soporte en puntos específicos
c) Utilización de soportes flexibles
d) Modificación parcial del recorrido de la línea en zonas específicas
e) Utilización de lazos de expansión
f)

Presentado en frío

El análisis de flexibilidad tiene por objeto verificar que los esfuerzos en la
tubería, los esfuerzos en componentes locales delsistema y las fuerzas y
momentos en los puntos terminales, estén dentro de límites aceptables, en
todas las fases de operación normal y anormal, durante toda la vida de la
planta.

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Normas de diseño
Las normas más utilizadas en el análisis de sistemas de tuberías son las
normas conjuntas del American Estándar Institute y la AmericanSociety of
Mechanical Engineers ANSI/ASME B31.1, B31.3, etc. Cada uno de estos
códigos

recoge

la

experiencia de numerosas empresas especializadas,

investigadores, ingenieros de proyectos e ingenieros de campo en áreas de
aplicación específicas, a saber:


B31.1. (1989) Power Piping



B31.3 (1990) Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping



B31.4

(1989)Liquid

Transportation

System

for

Hydrocarbons,

Petroleum Gas, Andhydroys Anmonia and Alcohols


B31.5 (1987) Refrigeration Piping



B31.8 (1989) Gas Transmisión and Distribution Piping System



B31.9 (1988) Building Services Piping



B31.11 (1986) Slurry Transportation Piping System
En lo que concierne al diseño todas las normas son muy parecidas,

existiendo...