Tubería - Piping
Dentro de la industria, la tubería es un sistema de tuberías que se utiliza para transportar fluidos ( líquidos y gases ) de un lugar a otro. La disciplina de ingeniería del diseño de tuberías estudia el transporte eficiente de fluidos.
Las tuberías de procesos industriales (y los componentes en línea que las acompañan) pueden fabricarse con madera , fibra de vidrio , vidrio , acero , aluminio , plástico , cobre y hormigón . Los componentes en línea, conocidos como accesorios , válvulas y otros dispositivos, generalmente detectan y controlan la presión , el caudal y la temperatura del fluido transmitido, y generalmente se incluyen en el campo del diseño de tuberías (o ingeniería de tuberías), aunque el Los sensores y dispositivos de control automático pueden ser tratados alternativamente como parte del diseño de instrumentación y control. Los sistemas de tuberías están documentados en diagramas de tuberías e instrumentación (P & ID). Si es necesario, las tuberías se pueden limpiar mediante el proceso de limpieza de tubos .
La tubería a veces se refiere al diseño de la tubería, la especificación detallada de la distribución física de la tubería dentro de una planta de proceso o edificio comercial. En días anteriores, esto se llama a veces la redacción , dibujo técnico , dibujo de ingeniería y diseño, pero es hoy comúnmente realizado por los diseñadores que han aprendido a utilizar el dibujo asistido por ordenador automatizado o diseño asistido por ordenador (CAD).
La plomería es un sistema de tuberías con el que la mayoría de la gente está familiarizada, ya que constituye la forma de transporte de fluidos que se utiliza para proporcionar agua potable y combustibles a sus hogares y negocios. Las tuberías de plomería también eliminan los desechos en forma de aguas residuales y permiten la ventilación de los gases de las aguas residuales al exterior. Los sistemas de rociadores contra incendios también utilizan tuberías y pueden transportar agua potable o no potable u otros fluidos de extinción de incendios.
La tubería también tiene muchas otras aplicaciones industriales, que son cruciales para mover fluidos crudos y semiprocesados para refinarlos en productos más útiles. Algunos de los materiales más exóticos utilizados en la construcción de tuberías son el Inconel , el titanio , el cromo-molibdeno y varias otras aleaciones de acero .
Subcampos de ingeniería
Generalmente, la ingeniería de tuberías industriales tiene cuatro subcampos principales:
- Material de la tubería
Analisis de ESTRES
Las tuberías de proceso y las tuberías eléctricas suelen ser revisadas por ingenieros de tensión de tuberías para verificar que el enrutamiento, las cargas de las boquillas, los colgadores y los soportes estén colocados y seleccionados correctamente de manera que la tensión permitida de la tubería no se exceda bajo diferentes cargas como cargas sostenidas, cargas operativas, presión. cargas de prueba, etc., según lo estipulado por ASME B31, EN 13480, GOST 32388, RD 10-249 o cualquier otro código y norma aplicable. Es necesario evaluar el comportamiento mecánico de la tubería bajo cargas regulares (presión interna y tensiones térmicas) así como en casos de carga ocasional e intermitente como terremoto, viento fuerte o vibración especial y golpe de ariete. Esta evaluación generalmente se realiza con la ayuda de un programa informático especializado ( elemento finito ) de análisis de tensión en tuberías , como AutoPIPE, CAEPIPE, CAESAR, PASS / START-PROF.
En los soportes de tuberías criogénicas, la mayoría del acero se vuelve más frágil a medida que la temperatura disminuye con respecto a las condiciones normales de funcionamiento, por lo que es necesario conocer la distribución de temperatura para las condiciones criogénicas. Las estructuras de acero tendrán áreas de alta tensión que pueden ser causadas por esquinas afiladas en el diseño o inclusiones en el material.
Materiales
El material con el que se fabrica una tubería a menudo constituye la base para elegir cualquier tubería. Los materiales que se utilizan para fabricar tuberías incluyen:
- Acero carbono
- ASTM A252 Spec Grade 1, Grade 2, Grade 3 Steel Pile Pipe
- Tubería de plástico , por ejemplo, tubería de HDPE , tubería de PP-R o tubería de LDPE.
- Acero al carbono para servicio a baja temperatura
- Acero inoxidable
- Metales no ferrosos, por ejemplo, cuproníquel , revestido de tantalio , etc.
- No metálicos, por ejemplo, vidrio templado , revestimiento de teflón , PVC , etc.
Historia
Los primeros tubos de madera se construyeron con troncos que tenían un gran agujero perforado a lo largo a lo largo del centro. Más tarde se construyeron tubos de madera con duelas y aros similares a la construcción de barriles de madera . Los tubos de duela tienen la ventaja de que se transportan fácilmente como una pila compacta de piezas en un vagón y luego se ensamblan como una estructura hueca en el lugar de trabajo. Los tubos de madera eran especialmente populares en las regiones montañosas donde el transporte de tubos pesados de hierro u hormigón habría sido difícil.
Las tuberías de madera eran más fáciles de mantener que las de metal, porque la madera no se expandía ni contraía con los cambios de temperatura tanto como el metal y, por lo tanto, no se requerían juntas de expansión y curvas. El grosor de la madera proporcionó algunas propiedades aislantes a las tuberías que ayudaron a prevenir la congelación en comparación con las tuberías de metal. La madera utilizada para las tuberías de agua tampoco se pudre con mucha facilidad. La electrólisis no afecta en absoluto a las tuberías de madera, ya que la madera es un aislante eléctrico mucho mejor.
En el oeste de los Estados Unidos, donde se usaba la secoya para la construcción de tuberías, se encontró que la secoya tenía "propiedades peculiares" que la protegían de la intemperie, los ácidos, los insectos y el crecimiento de hongos. Las tuberías de secoya permanecieron lisas y limpias indefinidamente, mientras que las tuberías de hierro, en comparación, comenzarían rápidamente a incrustarse y corroerse y eventualmente podrían taponarse con la corrosión.
Estándares
Hay ciertos códigos estándar que deben seguirse al diseñar o fabricar cualquier sistema de tuberías. Las organizaciones que promulgan estándares de tuberías incluyen:
- ASME - Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos - Serie B31
- ASME B31.1 Tubería de alimentación (tubería de vapor, etc.)
- Tubería de proceso ASME B31.3
- ASME B31.4 Sistemas de transporte por tubería para hidrocarburos líquidos y otros líquidos y petróleo y gas
- ASME B31.5 Tuberías de refrigeración y componentes de transferencia de calor
- ASME B31.8 Sistemas de tuberías de transmisión y distribución de gas
- ASME B31.9 Tubería de servicios de construcción
- ASME B31.11 Sistemas de tuberías de transporte de lodos (retirado, reemplazado por B31.4)
- Tuberías y tuberías de hidrógeno ASME B31.12
- ASTM - Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales
- Especificación estándar ASTM A252 para pilotes de tubos de acero soldados y sin costura
- API - Instituto Americano del Petróleo
- API 5L Industrias de petróleo y gas natural: tubería de acero para sistemas de transporte por tuberías
- CWB - Oficina canadiense de soldadura
- EN 13480 - Código europeo de tuberías industriales metálicas
- EN 13480-1 Tuberías industriales metálicas - Parte 1: General
- EN 13480-2 Tuberías industriales metálicas.Parte 2: Materiales.
- EN 13480-3 Tuberías industriales metálicas.Parte 3: Diseño y cálculo.
- EN 13480-4 Tuberías industriales metálicas.Parte 4: Fabricación e instalación.
- EN 13480-5 Tuberías industriales metálicas.Parte 5: Inspección y ensayo.
- EN 13480-6 Tuberías industriales metálicas - Parte 6: Requisitos adicionales para tuberías enterradas
- PD TR 13480-7 Tuberías industriales metálicas - Parte 7: Orientación sobre el uso de procedimientos de evaluación de la conformidad
- EN 13480-8 Tuberías industriales metálicas.Parte 8: Requisitos adicionales para tuberías de aluminio y aleación de aluminio.
- EN 13941 Tuberías de calefacción urbana
- GOST, RD, SNiP, SP: códigos de tuberías rusos
- Tubería de potencia RD 10-249
- Tubería de proceso GOST 32388, tubería de HDPE
- SNiP 2.05.06-85 & SP 36.13330.2012 Sistemas de tuberías de transmisión de gas y petróleo
- GOST R 55990-2014 y SP 284.1325800.2016 Tuberías de campo
- SP 33.13330.2012 Tuberías de acero
- GOST R 55596-2013 Redes de calefacción de distrito
- EN 1993 -4-3 Eurocódigo 3 - Diseño de estructuras de acero - Parte 4-3: Tuberías
- AWS - Sociedad Estadounidense de Soldadura
- AWWA - Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas
- MSS - Sociedad de estandarización de fabricantes
- ANSI - Instituto Nacional Estadounidense de Estándares
- NFPA - Asociación Nacional de Protección contra Incendios
- EJMA - Asociación de fabricantes de juntas de expansión
- Introducción a la tensión de la tubería : https://web.archive.org/web/20161008161619/http://oakridgebellows.com/metal-expansion-joints/metal-expansion-joints-in-one-minute/part-1-thermal -crecimiento% 26 # x20; (un minuto)
Ver también
- Drenaje
- Cortafuego
- Empaquetadura
- Tubería de polietileno de alta densidad
- Maquinaria hidraulica
- Tubería de hidrógeno
- Examen HIDROSTATICO
- Tubo MS, Tubo MS
- Corte de tubería
- Pipefitter
- Análisis de redes de tuberías
- Soporte de la tubería
- Conexión de tuberías y fontanería
- Puesta en servicio previa de la tubería
- Tubería de plástico
- Sistemas de tuberías de presión de plástico
- Plomería
- Abrazadera elevadora
- Aislamiento térmico
Referencias
Otras lecturas
- Guía de tuberías de proceso ASME B31.3, revisión 2 del Manual de estándares de ingeniería del laboratorio nacional de Los Alamos OST220-03-01-ESM
- Sismic Design and Retrofit of Piping Systems, julio de 2002 del sitio web de American Lifelines Alliance
- Ingeniería y Diseño, Tubería de Procesos de Líquidos. Manual del ingeniero, documento completo • (página de índice) • Cuerpo de ingenieros del ejército de EE. UU. , EM 1110-l-4008, mayo de 1999
- Principios integrales de la dinámica estructural del flujo por LG Claret