Unidad 11: Tubería industrial, elementos y procesos de unión

Unidad 11: Tubería

Técnico superior en construcciones metálicas CIFP CENTRO INTEGRADO de FORMACIÓN PROFESIONAL AVILÉSCIFP Centro Integrado de Formación Profesional Avilés Construcciones metálicas Procesos de unión y montaje Unidad 11: Tubería

Introducción a la tubería industrial

La tubería industrial es un sistema de conducción utilizado en diversas industrias para transportar líquidos, gases y sólidos en suspensión. Estas tuberías están diseñadas para soportar altas presiones, temperaturas extremas y ambientes corrosivos, garantizando la seguridad y eficiencia en procesos industriales. Se fabrican con materiales como acero al carbono, acero inoxidable, cobre, PVC y polietileno, dependiendo de la aplicación específica. Su uso es esencial en sectores como la petroquímica, farmacéutica, alimentaria, energética y de tratamiento de aguas.

En esta unidad vamos a hablar de los utillajes y herramientas para la instalación de tuberías, los cálculos necesarios para el abastecimiento de materiales, los diferentes elementos que componen una instalación de estas características y las diferentes formas de representarlas gráficamente.

Elementos de tuberías

Tubos rectos

Son el elemento fundamental de toda instalación de tubería. Se deben considerar las siguientes medidas:

• Diámetro exterior (Øext)
• Diámetro interior (Øint)
• Diámetro nominal (DN): Es el que sirve para denominar el tubo. Suele expresarse en pulgadas (1"=25,4mm) y no tiene por qué coincidir ni con el diámetro interior ni con el diámetro exterior.
• Espesor de pared (e)

Cuando el diámetro nominal es de 12" o menos el tubo se suele representar con una línea simple. Si es de 14" o mayor se suele representar con trazo real.

y e øint øext -X 14" o más 12" o menos

Los tubos rectos pueden conformarse mecanicamente para formar codos.

Codos en tuberías

Son los elementos más utilizados a la hora de realizar cambios de dirección en una instalación de tubería. Unen dos tramos de tubo en distinta dirección y pueden ir soldados o roscados. Hay que tener en cuenta las siguientes magnitudes.

• Diámetro Nominal (DN)
• Radio (R). Dependerá del tipo de codo que escojamos y vendrá determinado por el fabricante.
• Avance (A). El avance es una medida muy importante. Necesaria para conocer las medidas de los tramos rectos de la instalación. Para codos de 90°, el avance es igual al radio del codo.
• Angulo (a). En tubería el valor del codo es siempre el suplemento del ángulo que forma el codo. Es decir, lo que se desvía el fluido transportado.

IDN a 0 1 1 0 A

Bridas

Sirven para unir dos tramos de una instalación de tubería industrial mediante unión atornillada. Pueden ser de diferentes tipos.

• Bridas lisas
• Bridas con cuello
• Bridas locas. No van soldadas ni roscadas. Su diseño va enfocado a dar altas prestaciones frente a grandes presiones
• Bridas ciegas. Están diseñadas para cortar el paso al fluido pertinente

Otros elementos de tuberías

Juntas Manguitos Reducciones Tes Caps Válvulas Compensadores de dilatación Abarcones y abrazaderas Elementos de instrumentación y control - Intercambiadores de calor Filtros Aislamientos y recubrimientos BURGRIEN

Uniones en tubería

En tubería, las diferentes uniones que se pueden emplear suelen depender en gran medida del material con el que está hecho la tubería. Las uniones más comunes son las roscadas, las soldadas y las atornilladas.

Uniones roscadas

Suelen utilizarse en fontanería, con accesorios de latón, e instalaciones de tubería con poco diámetro nominal. Para lograr estanqueidad en la instalación se pueden utilizan juntas entre los accesorios o teflon, cáñamo u otros elementos comerciales en la propia rosca.

Uniones atornilladas

Las uniones atornilladas en instalaciones de tubería industrial están compuestas principalmente por uniones de tramos con bridas en sus extremos. Se utilizan los tipos de bridas vistos anteriormente. Es importante tener en cuenta que, en la mayoría de los casos, intentando facilitar el montaje y el uso de herramientas de ajuste y marcado, los ejes de las bridas se colocan entre dos agujeros de estas y no en medio de un agujero.

O O C 0 0 0 C 0 0 0 O 0 C

Uniones soldadas

Para tuberías de cobre la soldadura más utilizada es la soldadura blanda aplicando generalmente una aleación de estaño como metal de aportación.

En tuberías de alta presión se requiere soldadura de altas prestaciones y para ello se suelen utilizar todo tipo de procesos de soldadura por arco eléctrico. Para materiales que lo requieran (como el acero inoxidable), se habilitan circuitos cerrados de gas de respaldo por la cara interior de la soldadura (raíz).

También es habitual en estas uniones el empleo de insertos consumibles para facilitar el trabajo del operario.

Estas soldaduras se realizan de manera manual, con una alta cualificación del operario, o automática, mediante viradores o máquinas de soldadura orbital.

Las posiciones de soldadura para instalaciones de tubería industrial son las siguientes:

PH (5G up) H-L045 (6G up) eje 45° PH (5F up) PJ (5G down) J-L045 (6G down) PJ Tubo descendente eje 45° PJ (5F down) PK PK Tubo orbital PK Posiciones de contorno en tubos Tubo ascendente

Utillaje y herramientas

.......... Soportes Nivelador de bridas 90 45 45 00 CURY-O-MARK Centrador Alineador interno tubos/bridas CUR WRAPHA NOOR SALE ROUN Alineador externo Banda de trazado 1 0- ACHA Gramil Escuadra de bridas 11 12 12 14 15 10 11 PROTEM Biseladora de tubos Buscador de centros

Representación de tuberías

Los planos de fabricación en tubería industrial se caracterizan por las posibilidades de representar la misma información de diferentes maneras, simplificandola para lograr una mayor facilidad de interpretación por parte el operario en los casos en los que sea más adecuado.

En el dibujo de tuberías se pueden emplear dos sistemas de representación:

• Sistema de trazado a escala (trazo a línea doble o real).
• Sistema esquemático (trazo de línea simple o simplificada).

Además, si tenemos en cuenta la proyección, las representaciones de tubería pueden ser en proyección isométrica o en proyección ortogonal.

Sistema de trazado a escala

Este sistema se suele utilizar, como ya hemos dicho anteriormente, en sistemas de tubería de diámetros nominales iguales o superiores a 14". Se utilizan en planos de redes de tuberías donde se quiere mostrar en detalle todos sus componentes.

Contratuerca Brida Buje roscado Acopla miento Válvula de globo Tuerca de unión Cruz Valvula Reductor de campana Válvula de retención I griega Codo de 45° Reductor excéntrico Codo de 90° (a) Te- -Tapón hembra Tapón macho

Sistema esquemático

Se suele utilizar en instalaciones de tubería de diámetros nominales de 12" o menores. Es muy común este tipo de representación en croquis a mano alzada. Se indican los accesorios por medio de símbolos y los tramos de tubería se muestran por una sola línea, cualesquiera que sean los diámetros de la tubería. Cuando las tuberías conducen líquidos diferentes, o una misma sustancia en distintos estados físicos, se identifican por un código de símbolos o se hace variar el trazo. La simple línea que representa la tubería en el dibujo debe hacerse más gruesa que las demás líneas del dibujo.

Contratuerca Brida- -Buje roscado Válvula de globo Válvula de compuerta Válvula de macho Tuerca de unión 7 Reductor / de campana Válvula de retención - Cruz + I griega Codo de 90° Codo de 45° Reductor excéntrico Te- Tapon hembra . (b) 10 Tapón macho- de compuerta Buje corto- Válvula de macho Acoplamiento

Proyección ortogonal

La representación ortogonal de tuberías es muy empleada dada la facilidad de hacer una lectura de las dimensiones de los tramos de tubería. Se deben incluir varias vistas para poder definir todas las dimensiones. En esta proyección se puede emplear tanto el sistema de trazo a línea simple como el sistema de trazo real.

Proyección isométrica

Subir El sistema de representación gráfica por Oeste-Babor medio de proyección isométrica tiene como Norte-Proa fin la visualización de un conjunto, con todas sus características y medidas, utilizando únicamente una sola vista. Es un sistema Sur-Popa Este-Estribor basado en tres direcciones o ejes formando Bajar entre si ángulos de 60°. Los sentidos sobre estos ejes suelen definirse en el eje vertical por subir y bajar y en el resto de los ejes por los puntos cardinales (norte, sur, este y oeste) o las referencias a partes de una embarcación (proa, popa, estribor y babor). En los planos isométricos, se debe de poner como referencia un símbolo donde se indiquen las direcciones. Este símbolo debe especificar, por lo menos, donde se encuentra la proa o hacia donde está el norte y a partir de ahí poder orientarse en el resto de las direcciones.

Regreso de aceite de las calderas Valvula de alivio 11 10 Suministro de aceite 6 Regreso de aceite al tanque Succión de aceite Sensor de temperatura Indicador de temperatura 0 Manometro Vacuometro- Colador Calentador 6 2 Valvula de alivio- Bombas de aceite

En muchos casos esta representación resulta más clara que en las que se emplea la proyección ortogonal. Normalmente, para facilitar la obtención de cotas, ángulos y otras referencias necesarias, se utilizan planos y líneas auxiliares en la propia representación.

Símbolos de tuberías

El símbolo general para representar un tramo de tubería es una línea recta. El tipo de trazo puede variar cuando se trate de un tramo de tubería no visible o que transporte un fluido distinto y se quiera diferenciar.

Sección o tramo visible Sección o tramo oculto o con otro fluido

En tramos de tubería se pueden representar, además, otros elementos como el sentido de flujo, los puntos de anclaje y los tramos de tubería flexible.

Sentido de flujo Punto de anclaje Tramo flexible