Las tuberías conectan varios aparatos de plantas químicas. Se utilizan para transferir sustancias entre diferentes comunicaciones. El diseño incluye varias tuberías separadas que, con la ayuda de conexiones, forman un solo sistema de tuberías.
Sistema de tuberías
Pipeline: un sistema de componentes cilíndricos conectados por elementos de conexión y que se utiliza para transportar productos químicos y otros materiales. Por regla general, las tuberías subterráneas se utilizan en plantas químicas para transportar sustancias. En cuanto a las partes autónomas y aisladas de la instalación, también se aplican al sistema de tuberías o red.
La configuración del sistema de tuberías autónomo puede incluir:
- Tubos.
- Accesorios de conexión.
- Sello que conecta dos secciones removibles.
Todos estos elementos se producen individualmente, después de lo cual se conectan como un solo sistema de tuberías. Además, las tuberías pueden serequipado con calefacción y el aislamiento necesario en diferentes materiales.
El tamaño de las tuberías y los materiales para su fabricación se seleccionan en base a los requerimientos del proceso y resignación establecidos en cada caso en particular. Pero para estandarizar las dimensiones de las tuberías, se clasificaron y unificaron. El criterio clave es la presión admisible a la que es posible y seguro el funcionamiento de la tubería.
Diámetro nominal
El diámetro nominal es un parámetro que se utiliza en los sistemas de tuberías como un factor de rendimiento que alinea piezas como tuberías, válvulas y accesorios en los cálculos de tuberías hidráulicas.
Diámetro nominal - valor volumétrico, numéricamente igual al diámetro interno de la estructura. Ejemplo de diámetro interior nominal: DN 125.
El diámetro interior nominal no está marcado en los dibujos y no reemplaza los diámetros reales de la tubería. Corresponde aproximadamente a un diámetro claro para ciertas secciones de la tubería en el cálculo hidráulico. Si los diámetros nominales numéricos están implícitos, se eligen para aumentar la capacidad de la tubería hasta en un 40 % de un diámetro nominal al siguiente.
Los diámetros nominales se establecen para evitar problemas con la alineación mutua de las piezas al calcular las pérdidas hidráulicas en la tubería. Al determinar el valor nominaldiámetro, en base a este valor, se selecciona un indicador lo más cercano posible al diámetro de la tubería.
Presión nominal
La presión nominal es el valor correspondiente a la presión máxima del medio bombeado a 20 °C, que garantiza el funcionamiento a largo plazo de la tubería con las dimensiones especificadas. La presión nominal, un valor adimensional, se ha calibrado en función de la experiencia operativa acumulada.
La presión nominal de la tubería al calcular las pérdidas hidráulicas se selecciona en función de la presión creada en ella durante la operación eligiendo el valor más grande. Además, los accesorios y las válvulas también deben corresponder al mismo nivel de presión en el sistema. El espesor de la pared de la tubería se calcula en base a la presión nominal y asegura que la tubería pueda operar a una presión igual a la presión nominal.
Sobrepresión de funcionamiento admisible
La presión nominal solo se aplica a una temperatura de funcionamiento de 20 °C. A medida que aumenta la temperatura, disminuye la carga sobre la tubería. Al mismo tiempo, se reduce correspondientemente la sobrepresión admisible. Este valor indica la sobrepresión máxima que puede haber en el sistema de tuberías cuando el valor de la temperatura de operación aumenta al calcular la resistencia hidráulica de la tubería.
¿De qué están hechas las tuberías?
A la hora de seleccionar los materiales para la fabricación de sistemas de tuberías se tienen en cuenta características como los parámetros del medio a transportara través de la tubería, y la presión de trabajo preliminar en este sistema. La posibilidad de un efecto corrosivo del ambiente interno en el material de la pared también debe tenerse en cuenta en el cálculo hidráulico de las tuberías de calefacción.
La mayoría de los sistemas de tuberías están hechos de acero. Los diseños de fundición gris o sin alear se utilizan para tuberías donde no hay cargas mecánicas elevadas ni efectos corrosivos.
En el cálculo hidráulico de tuberías de calefacción a alta presión de funcionamiento y en ausencia de cargas con un efecto activo de corrosión, se utiliza una tubería hecha de fundición de acero mejorada.
Cuando la resistencia media a la corrosión es alta o la pureza del producto es estricta, las tuberías se fabrican en acero inoxidable.
Si el sistema de tuberías debe soportar la influencia del agua de mar, se utilizan aleaciones de cobre y níquel para su producción. También se utilizan aleaciones de aluminio y metales como el tántalo o el circonio.
Varios tipos de plásticos se utilizan a menudo como materiales de tubería en el diseño hidráulico de tuberías de presión debido a su alta resistencia a la corrosión, bajo peso y facilidad de procesamiento. Este material es adecuado para tuberías de aguas residuales.
Elementos de conexionado
Los tubos de plástico son aptos para soldar y se diseñan in situ. Dichos materiales incluyen acero, aluminio, termoplástico, cobre. Para conectar directosecciones de tuberías, se utilizan elementos de forma especialmente hechos, por ejemplo, divisores y reductores de diámetro. Dichos accesorios están incluidos en cualquier sistema de tuberías.
Se utilizan conexiones especiales para montar piezas y accesorios individuales. También se utilizan para conectar las válvulas y aparatos necesarios a la tubería.
Los elementos de conexión se seleccionan según los siguientes parámetros:
- Materiales utilizados para la producción de tuberías y accesorios. El principal criterio de selección es la capacidad de soldar.
- Condiciones de trabajo: baja o alta presión y baja o alta temperatura.
- Requisito de fabricación del sistema de tuberías: conexiones fijas o extraíbles en el sistema de tuberías.
Expansión lineal de tuberías y su compensación
La forma geométrica de los objetos se puede cambiar tanto por la acción de la fuerza como cambiando su temperatura. Estos fenómenos físicos hacen que la tubería sufra alguna expansión o contracción lineal durante la fase de instalación en condiciones libres de choques y sin influencia térmica, afectando negativamente sus características funcionales, cuando se le da servicio debido a la presión y la temperatura.
Cuando no se requiere expansión para compensar, se produce una deformación del sistema de tuberías. Si lo hace, puede dañar los sellos de las bridas y las conexiones de las tuberías.
Expansión lineal térmica
Al calcular la hidráulicaLa resistencia de la tubería y la instalación debe tener en cuenta el cambio potencial de longitud debido al aumento de temperatura o la llamada expansión lineal térmica. Este valor es igual al valor de la dilatación lineal de tuberías de 1 m de longitud con un aumento de temperatura de 1 °C.
Ejemplo de cálculo hidráulico de tuberías: Q=(Πd²/4) w
Aislamiento de tuberías
Cuando se transporta un medio a alta temperatura a través de una tubería, debe aislarse para evitar la pérdida de calor. Si se transporta un medio a baja temperatura a través de una tubería, se utiliza aislamiento para evitar que se caliente. En tales casos, el aislamiento se realiza con materiales aislantes especiales que envuelven las tuberías.
Por lo general, se utilizan los siguientes materiales:
- A bajas temperaturas hasta 100 °C - espuma rígida (poliestireno o poliuretano).
- A temperaturas medias de alrededor de 600 °C, en forma de vainas o fibras minerales como lana de roca o fieltro de vidrio.
- A altas temperaturas alrededor de 1200 °C - fibra cerámica (silicato de aluminio).
Las tuberías con un diámetro interior nominal inferior a DN 80 y una capa de aislamiento de menos de 50 mm de espesor suelen aislarse con elementos aislantes moldeados. Con este fin, se envuelven dos carcasas alrededor de la tubería y se aseguran con cinta metálica, y luego se cierran con una caja de hojalata.
Nomograma para cálculo hidráulico de tuberías
Tuberías con nominallos diámetros internos superiores a DN 80 deben estar equipados con aislamiento térmico que tenga una capa inferior. Tal vaina contiene anillos de sujeción, grapas y un revestimiento de metal hecho de acero dulce galvanizado o chapa de acero inoxidable. El espacio entre la tubería y la carcasa de metal se rellena con material aislante.
El espesor del aislamiento se calcula como una determinación de los costos de producción y las pérdidas que se producen debido a la pérdida de calor, y oscila entre 50 y 250 mm.
Tabla para cálculo hidráulico de tuberías
La selección adecuada del aislamiento del sistema de tuberías resuelve numerosos problemas como:
- Evite la caída repentina de la temperatura ambiente y ahorre energía como resultado.
- Evitar que las temperaturas en los sistemas de transmisión de gas caigan por debajo del punto de rocío, lo que evita la formación de condensación y puede causar daños graves.
- Evitar las emisiones de condensados en las líneas de vapor.
Ejemplo:
| Material | Velocidad de movimiento, m/s | ||
|---|---|---|---|
| Líquido | Espontaneidad: | ||
| Sustancia viscosa | 0, 1 – 0, 5 | ||
| Componentes de baja viscosidad | 0, 5 – 1 | ||
| Bomba: | |||
| Succión | 0, 8 – 2 | ||
| Inyección | 1, 5 – 3 | ||
Térmicase debe aplicar aislamiento a lo largo de toda la longitud del sistema de tuberías. Las conexiones bridadas y las válvulas deben estar provistas de elementos aislantes moldeados. Brindan acceso sin obstrucciones a los puntos de conexión sin necesidad de quitar el material aislante de todo el sistema de tuberías en caso de que se rompa un sello de aire.
