01.06 accesorios uniones

8/17/2019 01.06 Accesorios Uniones

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Edic. Diciembre-2007

Autor: Mariano MartínezDepartamento de Proyectos. Repsol YPF

ELEMENTOS Y

ACCESORIOS DE TUBERÍA


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INTRODUCCIÓN:

• Las tuberías, con sus elementos, tienen comoobjetivo, facilitar el transporte de fluidos de unosequipos a otros, manteniendo sus propiedades.

• Tuberías con sus accesorios de unión y conexión,válvulas, purgadores, eyectores...

• Funcionamiento, misión, materiales, criterios de

selección y particularidades.


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INDICE:• Accesorios de cambio de dirección.

• Accesorios de cambio de diámetro.• Accesorios para conexión de ramales y

bifurcaciones.

• Accesorios de conexión.• Accesorios en línea.• Juntas y liras de expansión.

• Filtros.• Purgadores de condensado.• Eyectores.


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MATERIALES I:

• La elección dependerá de: – Presión de trabajo.

– Temperatura de trabajo.

– Corrosividad del producto.


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MATERIALES II:

• Los más empleados son: – Hierro fundido: poca exigencia (redes enterradas de drenaje). – Aceros (al carbono): 0.05% a 0.4% de carbono. Cuanto mayor

porcentaje de carbono mayor resistencia, límite elástico y dureza, pero peor soldabilidad. De -20ºC a 450ºC.

– Aceros inoxidables: Para productos muy corrosivos y para bajastemperaturas. Inconveniente, elevado coste. El níquel y el cromo dan lainoxidabilidad. Los más utilizados son:

• ASTM A-312 Tp. 304: 18 % Cr – 8 % Ni De -250ºC a 815ºC• ASTM A-312 Tp. 316: 18 % Cr – 8 % Ni – 3 % Mo (molibdeno)

• ASTM A-312 Tp. 321: 19 % Cr – 10 % Ni – 5 % Ti (titanio) – Aceros aleados: para especificaciones severas en presión/temperatura.

• ASTM A-335 Gr. P5: 5 % Cr - 1 ½ % Mo De -10ºC a 650ºC• ASTM A-335 Gr. P9: 9 % Cr – 1 % Mo De -10ºC a 705ºC

• ASTM A-335 Gr. P11: 1 ¼ % Cr - ½ % Mo De -10ºC a 595ºC• ASTM A-335 Gr. P22: 2 ¼ % Cr – 1 % Mo De -10ºC a 650ºC


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MATERIALES III:

• Más utilizados (cont.): – Aleaciones especiales: Condiciones muy severas. Compuestas por

altos contenidos en níquel. Las más comunes son:• MONEL (67% Ni - 30% Cu)→ alta resist. corrosión. De

-195ºC a 480ºC.

• INCONEL (32% Ni - 15% Cr)→ altas temperaturas ycorrosión. De -195ºC a 800ºC.

• INCOLOY (32% Ni - 20% Cr)→ altas temperaturas. De-195ºC a 900ºC.

– Otros: No muy utilizados en plantas petroquímicas por su bajaresistencia al fuego (plásticos, resinas...)


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Tabla de dimensiones y pesos de tubo


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Accesorios de diám. 1 1/2” y menores:• Accesorios Roscados (Threaded-THR):

– En plantas de proceso, suelen emplearse para especificaciones de tuberíade instrumentación o donde las condiciones de operación seanmoderadas; siempre en tuberías galvanizadas (agua potable, aire deinstrumentos). No son recomendables en circuitos expuestos avibraciones. Pueden ser fácilmente desmontables pero poco fiables ante

la estanqueidad.El tipo de rosca preferible por su estanqueidad suele ser el NPT (cónica) NPT→ American Standar Taper Pipe Threads, según ANSI B 2.1.

• Accesorios de enchufe y soldadura (Socket Weld-SW):

– Se emplean en especificaciones de tubería de servicio y proceso, paracondiciones de operación medianas y severas. Buen comportamiento a laestanqueidad, aunque el montaje es algo más costoso y no sondesmontables.

– Para rating de 3000# y 6000#.


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Accesorios de diám. 2” y mayores:• Soldados a tope (Butt Weld-BW):

– Con los extremos biselados a ~37 º para penetración de la soldadura entreaccesorios/tubos. En plantas de proceso, suelen emplearse paracondiciones de operación medianas y severas. Buen comportamiento a laestanqueidad y a la solicitud de esfuerzos mecánicos.

– Los accesorios a soldar, deben tener un diámetro y schedule (tabla deespesores en relación con el diámetro) coincidentes.

– a < 12”→ Próximo al diámetro exterior (OD) – a > 12”→ Coincide con el diámetro exterior (OD)

Preparación debordes para soldar

Para S entre 4,8 y 22 mm. Para S mayor de 22 mm.


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Preparación de bordes para soldar :• Soldaduras a tope (Butt Weld-BW):


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Preparación de bordes para soldar :• Soldaduras de bridas (SO, WN, SW) y accesorios:

T p

T p

X = 1,4 · TpT = 1,25 · Tp (Tmín. 3 mm.)


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Accesorios de cambio de dirección I:• Codos de 45º: * Diseño aconsejable

THR SW BW

* Radio largo R=1,5DRadio corto R=D


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Accesorios de cambio de dirección II:• Codos de 90º: * Diseño aconsejable

THR SW BW

* Radio largo R=1,5D

Radio corto R=D


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Accesorios de cambio de dirección IV:• Codos Macho-Hembra roscados (THR)


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Accesorios de cambio de dirección III:• Codos de 180º para soldar a tope (BW):

Radio largo M=3DRadio corto M=2D


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Accesorios de cambio de diámetro I:• Reducciones para soldar a tope (BW):Reducción concéntrica, mantiene invariables los ejes de la tubería (CL).Reducción excéntrica, cuando interesa mantener a la misma elevación

la parte inferior (BOP) o superior (TOP) de las tuberías.

Concéntrica Excéntrica


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Accesorios de cambio de diámetro II:• Manguito reductor:

Une dos tramos de tubería a la vez que permite el cambio de diámetros,manteniendo los ejes a la misma elevación.

THR SW


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Accesorios de cambio de diámetro III:• Reducción inserta:Cambia el diámetro con mínimo avance (longitud). Siempre conectan un

accesorio SW con tubo o niple. Es preferible al niple reductor.


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Accesorios de cambio de diámetro IV:• Niple reductor (Swage):Permite cambios de diámetro con múltiples opciones de unión entre susextremos (planos, biselados o roscados). Puede ser concéntrico o excéntrico.Siempre tiene al menos un extremo SW ó THR. de 1 ½” o menor .

PE→ Extremos planosTBE→ Roscados ambos extremosPLE/TSE→ Plano extremo mayor / roscado el extremo menor BLE/TSE→ Biselado extremo mayor / roscado extremo menor

TLE/PSE→ Roscado extremo mayor / plano extremo menor BLE/PSE→ Biselado lado mayor / plano extremo menor

- Extremo BLE para soldar a tope a tubo o accesorio >1 ½”


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Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones I:

• Bifurcaciones en Te y en Cruz:Accesorios de bifurcación, para 1 ½” y menores. Pueden ser roscados(THR) y de enchufe y soldadura (SW).


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Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones II:

• Bifurcaciones en Te para soldar a tope (BW):

Accesorios de bifurcación, para 2” y mayores. Pueden ser de bocasiguales o reductoras.


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Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones III:

• Weldolet, Sockolet y Thredolet:

Weldolet: Accesorio de conexión para soldar a tope, 2” y mayores. Sockolet: Accesorio de conexión enchufe y soldadura, para 1 ½” ymenores.

Thredolet: Accesorio de conexión roscado, para 1 ½” y menores. El diámetro del ramal, siempre será menor que el del colector.

BW

SW

THR


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Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones IV:

• Elbolet, Latrolet y Boss:

Elbolet: Accesorio de conexión a codos, THR, SW, o BW.Latrolet: Accesorio de conexión a tubería a 45º, THR, SW, o BW.Boss: Accesorio de conexión a equipos y recipientes, THR o SW, para

1 ½” y menores.El diámetro del ramal, siempre será menor que el del colector.

ElboletsBoss

Latrolets


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Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones V:

• Elbolet y Latrolet:

Accesorios especialmente indicados para la conexión a lastubería, de vainas de temperatura roscadas o bridadas.


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• Conexiones con refuerzo:

Accesorios para conexión deramales y bifurcaciones VI:

Saddle (Silla de montar)Poco usado

Se emplea en conexiones de ramales de tuberíamayores de 2” y a equipos y recipientes.Para conexiones a colectores en condicionesmedianas y severas, es preferible usar elweldolet.


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• Conexión de tuberías con otros tramos o equipos.• Uniones desmontables fijadas mediante pernos con juntas para garantizar la estanqueidad.

• Características: – Diámetro nominal y Schedule. – Forma de conexión. (THR, SW, SO, WN, LJ.....)

– Tipo de cara. (FF, RF, RTJ.....) – Presión/Temperatura que soportan. (Clase/Rating en libras #)

Accesorios de Conexión (Bridas) I:


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Accesorios de Conexión (Bridas) II:• Por tipo de conexión:

– Brida de cuello (largo/corto) – Brida lisa (deslizante) – Brida loca – Brida de enchufe y soldadura

– Brida roscada – Brida ciega

• Por tipo de cara de unión: – Brida de cara lisa (FF)

– Brida de cara resaltada (RF) – Bridas machihembradas – Bridas para junta de anillo (RTJ)

• Por clase (según presión-

temperatura de servicio): (*) – 150 # – 300 # – 400 #

– 600 # – 900 # – 1500 # – 2500 #

• Bridas de orificio− Todo tipo de caras y clase

(*) Ver definición de rating – clase, en pág. siguiente.


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Accesorios de Conexión (Bridas) III:• Rating o Clase es la máxima presión de trabajo que soporta el

material de un conjunto: brida, junta, pernos, cuando se somete a

una temperatura determinada. (14,2 psi ~ 1Kg/cm2)


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Accesorios de Conexión (Bridas) IV:


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Accesorios de Conexión (Bridas) V:

• La más habitual.

• Se emplea para tamaños de2” y mayores, de 150 # a

2500 #• El diámetro interior (J) debe

adaptarse al diámetro interior

de la tubería según suschedule.

Welding Neck

• Brida de cuello para soldar (WN)


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Accesorios de Conexión (Bridas) VI:

• Brida autorreforzada para soldardirectamente a equipos orecipientes (no precisa chapa de

refuerzo).• Se emplea para tamaños hasta

1 ½ ” y de 150 # a 2500 #

Long Welding Neck

• Brida de cuello largo (LWN)


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Accesorios de Conexión (Bridas) VII:

• No aconsejable para servicios cíclicos yseveros.

• Se emplea para tamaños de 2” y mayores,

de 150 # y 300 #.• El diámetro interior (J) debe adaptarse aldiámetro exterior de la tubería. Siempre semontarán con doble soldadura.

Slip-On

• Brida deslizante (SO)


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Accesorios de Conexión (Bridas) VIII:

• El fluido no está en contacto conla brida.

• Para montaje en trazados de

tubería que no originenesfuerzos de flexión.

• Permite frecuentes inspecciones

y desmontajes.• Para abaratar costes, al sustituira bridas de gran tamaño y demateriales especiales.

Lap Joint

• Brida loca (LJ)

Casquillo extremo(Stub-end)


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Accesorios de Conexión (Bridas) IX:

• Para condiciones moderadas y severas de presión y temperatura.

• Buen comportamiento a la estanqueidad.

• Se utiliza en tamaños de 1 ½” y menores.

Socket Weld

• Brida enchufe y soldadura (SW)


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Accesorios de Conexión (Bridas) X:

• Para condiciones moderadas de presión y temperatura.

• Problemas de estanqueidad.

• Se utiliza en tamaños de 1 ½” y menores y en especificación

de tuberías galvanizadas.• Posible corrosión en la rosca.

Threaded

• Brida roscada (THR)


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Accesorios de Conexión (Bridas) XI:

• Permiten reducir eldiámetro del circuitoinmediatamente después

de la conexión.

• Bridas reductoras (THR, SW, SO y BW)


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Accesorios de Conexión (Bridas) XII:

Blind

• Brida ciega

• Para cerrar extremos de circuitos que ocasionalmente sequieran destapar, o para conexiones futuras.


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Accesorios de Conexión (Bridas) XIII:• Tipos de cara de unión

(*) Bridas machihembradas, para intercambiadores

RF

FF

RTJ

(*)

(*)

(*)

(*)

(*)

(*)

LJ


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Accesorios de Conexión (Bridas) XIV:

• Es la más utilizada para la medida decaudal de líquidos y gases mediante placa de orificio.

• Bridas de orificio


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Accesorios de Conexión (Bridas) XV:• Juntas para bridas

• Elementos elásticos intercalados entre caras de las bridas para proporcionar la estanqueidad.

• Clasificación por materiales: – Juntas no metálicas: De amianto comprimido, ahora sustituidas por fibras

sintéticas comprimidas. Presiones reducidas a clase 150# (232º C) y clase300# (177º C).

– Juntas no metálicas con envoltura metálica: Para presiones superiores. – Juntas espirometálicas: Las más utilizadas en servicios severos y medios de

presión y temperatura. Fleje de acero inoxidable ondulado relleno de grafito,acabados muy finos.

– Juntas metálicas: La más común es la octogonal. Se utilizan para serviciosmuy severos y entre bridas de asiento ranurado (RTJ). Clase 900# a 2500#.

Su grado de dureza es inferior al de la brida.


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Accesorios en línea I:• Manguito de unión:

Une dos tramos de tubería o accesorios del mismo diámetro

THR SW


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Accesorios en línea II:• Niple:

Une dos accesorios hembra del mismo diámetro (1 ½” y menores).Los extremos pueden ser planos, roscados o combinados.

Se fabrican de la misma tubería y en longitudes de 75 ó 100 mm.

PE→ Extremos planosTOE→ Roscado un extremoTBE→ Roscados ambos extremos

PE TOE TBE


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Accesorios en línea III:• Uniones de tres piezas:

Une dos tramos de tubería o accesorios del mismo diámetro (1 ½” ymenores).Son uniones desmontables fijadas mediante rosca. Usar solamente paraespecificaciones moderadas. Para condiciones más severas, sustituir por

bridas.

THR SW


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Accesorios en línea IV:• Tapones para cierres (THR y SW):

Obturación de los extremos de circuitos (diámetro 1 ½” y menores).Cierres desmontables roscados (THR); definitivos soldados (SW).

Cap hembra; Tapón macho.

Cap (THR) Tapón redondo Tapón hexagonal Tapón cuadrado Cap (SW)


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Accesorios en línea V:• Cap (BW):

Obturación definitiva de los extremos de colectores (diámetro 2” ymayores).


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Accesorios en línea VI:• Discos reversibles (disco en ocho):

• Para aislamiento seguro de circuitos.• Se utiliza siempre entre bridas de

cualquier tipo de cara, rating otamaño.

• Hasta 12”-150# ó 10”-300# seemplea el disco reversible (una sola pieza), para tamaños mayores usarindependientes el disco ciego oespaciador.

• Garantiza la visión de la posición bloqueo-paso.


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• Elementos capaces de absorber las dilataciones linealesde las tuberías, que se producen por variaciones de latemperatura que estas soportan. Partiendo de latemperatura de montaje, las dilataciones pueden ser

positivas (alargamiento) o negativas (contracción) enfunción de la temperatura de operación.• Las tensiones que estas dilataciones provocan a las

líneas, pueden disminuirse por medio de: – Liras o loops expansión. (Preferible a las juntas) – Juntas de expansión (compensadores de dilatación).

Juntas y liras de expansión I:


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Juntas y liras de expansión II:• Lira o loop de expansión:

Cambios en la dirección de la tubería. Se utiliza siempre que sedisponga de espacio suficiente. La capacidad para absorberdilataciones, está en función de las dimensiones de los brazosde la lira y de la cantidad de codos.

Se les conoce también como “loops” o liras de dilatación.


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Juntas y liras de expansión III:• Lira o loop de expansión:

Loops horizontales


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Juntas y liras de expansión IV:• Lira o loop de expansión:

Loop vertical


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Juntas y liras de expansión V:• Juntas de expansión:

Cuando no es posible realizar un cambio de dirección (loop). Para desplazamiento axial, angular o lateral de los tramos de tubo. También son usadas para absorber vibraciones y ruidos. No admiten grandes esfuerzos ni momentos.


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Juntas y liras de expansión VI:• Juntas de expansión:

Junta de goma Extremos biselados(axial)

Extremos bridados(axial)

Brida loca(lateral)


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Juntas y liras de expansión VII:• Juntas de expansión:

(Junta angular) (Tipos de compensación) (Junta axial)


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• Impiden el paso de sólidos en suspensión al interior de equipos

que podrían dañarse (bombas, compresores, recipientes,instrumentos, colectores.....).

• Existen en todo tipo de formas y tamaños. Permanentes y

temporales. Los más comunes son en forma de “Y”, de “T”, decesta, cónicos...., puede seleccionarse el paso (tamaño) delelemento filtrante.

• Cuando no se puede interrumpir el servicio para limpiar el filtro,se utilizan los del tipo “duplex” (dos filtros en paralelo) conválvulas de entrada/salida de 3 vías.

Filtros I:


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Filtros II:• Filtros en Y (THR y SW):


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Filtros III:• Filtros:

Filtro temporal en “Te”Filtro grancapacidad


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• Elementos necesarios para mantener secos los colectores de vapor y obtenerasí el mejor rendimiento energético. Permite la evacuación de condensadosevitando su acumulación en las líneas de distribución, sin dejar pasar el vaporvivo.

• El condensado, puede crear barreras compactas para la libre circulación delvapor, provocando “golpes de ariete térmico” y movimientos bruscos en el

circuito, que por fatiga de los materiales, suelen acabar en fugas o roturas.• El condensado, por economía, debe recuperarse una vez separado del vapor

(después del purgador) y conducirlo a un colector de retorno de condensados, para su posterior reutilización como alimentación al calderín de vapor.

• Las conexiones a los purgadores, deben realizarse en la parte inferior de loscolectores, en los extremos finales de los mismos y en las partes más bajas delcircuito. Para una mejor evacuación del condensado, deben evitarse los pandeosde las tuberías y el uso de reductores concéntricos en tramos horizontales.

• Se les conoce también como “trampas de vapor”.

Purgadores de condensado I:


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Purgadores de condensado II:• Esquema de una instalación de vapor:

CIRCUITO DE VAPOR TÍPICO


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Purgadores de condensado III:• Selección de purgadores:

• Frecuencia de las paradas y puestas en marcha.

• Condiciones de trabajo:- Presión y temperatura.- Capacidad.- Tiempo de respuesta.- Temperatura exterior.- Suciedad.


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Purgadores de condensado IV:• Traceado con vapor:

En plantas petroquímicas, suele mantenerse la temperatura(viscosidad) necesaria para la circulación de los fluidos en proceso, con tubo/s de diám. ½ ” ó ¾” acompañamiento de vaporinstalados en la parte baja. Cada tubo traceador, acabará al final

de su recorrido (máx. 50m.) en un purgador de condensado.

traceador devapor


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Purgadores de condensado V:• Ejemplo de purga de una derivación:


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Purgadores de condensado VI:• Ejemplo de una trampa de vapor:


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Purgadores de condensado VII:• Detalles a considerar en la instalación:

FlexibilidadGolpes de ariete

Incorrecto Correcto


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Purgadores de condensado VIII:• Montaje de pozos de goteo:

ST→ Trampa de vapor


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• Tomar el vapor y devolver el condensado por la parte superior de los colectores.• Instalar pozos de goteo cada 50 mts. máx., en los puntos bajos y extremos de los

colectores.

• Diseñar los colectores y ramales de vapor y condensado, con mínimas bolsas, lo

más cortos y flexibles posible y con pendientes hacia los pozos de goteo.• Para facilitar el mantenimiento, es preferible que los purgadores sean con filtro

incorporado, bridados y con sus correspondientes válvulas de aislamiento.

• Elegir el tipo y tamaño de purgador en función a: Caudal a desalojar, Presión yTemperatura del vapor, Temperatura exterior, Ciclos de trabajo (continuo-intermitente-puestas en marcha...). El purgador debe instalarse sin aislamiento.

• Para los traceadores, serán de ½”, termostáticos tipo bimetálicos, con bridas de

150# para vapor hasta 6 Kg/cm2 y 300# para vapor hasta 16 Kg/cm2.

Purgadores de condensado IX:• Consideraciones a tener en cuenta:


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Purgadores de condensado X:• Clases de purgadores:

Purgadores mecánicos: – Purgador de flotador.

– Purgador de cubeta invertida.

Purgadores termostáticos: – Bimetálicos.

– Termostático de placas.

– Termostático de fuelle. Purgadores termodinámicos.


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Purgadores de condensado XI:• Purgador de flotador:

• El nivel del líquido actúa sobre la boya de apertura/cierre. Permitedescargar en función de la cantidadde condensado que llega al

purgador.• Poco mantenimiento, resistentes a

la suciedad.

• Adecuados para grandes caudalesde condensado; intercambiadores,equipos de proceso,.......

• Poca resistencia a los golpes de

ariete.


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Purgadores de condensado XII:• Purgador de cubeta invertida:

• La fuerza de cierre es proporcionada por el vaporintroducido en el interior dela boya invertida.

• Muy robusto y resistente alos golpes de ariete.

• Adecuados para vaporrecalentado, de capacidadalta y resistentes a lasuciedad.


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Purgadores de condensado XIII:• Purgador bimetálico:

• Adecuado para purga de líneas de traceado, pozos de goteo y pequeños equipos.

• Funcionamiento por láminas bimetálicas queactúan sobre la tobera de apertura/cierre.

→ Condensado(abierto)

→ Vapor (cerrado)

abierto

cerrado


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Purgadores de condensado XIV:• Purgador termostático:

• Se basa en el alargamiento ycontracción de un fuelle o

placa de paredes finas, quecapta la diferencia de

temperatura que se produceal enfriarse el vapor.

• Adecuado para purga delíneas de traceado, pozos de

goteo y pequeños equipos.


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Purgadores de condensado XV:• Purgador termodinámico:

• Se basa en la diferencia defuerzas ejercidas sobre lasuperficie del disco decierre / apertura.

• Adecuado para purga delíneas de traceado, pozos degoteo y pequeños equipos.


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Purgadores de condensado XVI:• Comparación del comportamiento de purgadores:


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• Los eyectores o boquillas a chorro, son bombas que no cuentan con partes móviles. Utilizan la energía que proporcionan los fluidos en

movimiento y descargan a una presión intermedia entre el fluido motory el de succión. Se emplean comúnmente para extraer gases de losespacios donde se hace vacío. Convierten la energía de presión envelocidad, mientras que los difusores arrastran y mezclan los fluidoscambiando la velocidad nuevamente en presión.

Eyectores I:

Cámara de succión Boquilla Difusor

Succión

Entrada

fluido motivador

Difusor Descarga


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• Aplicación de Eyectores:Eyectores II:


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• Aplicación de Eyectores:Eyectores III:


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• Aplicación de Eyectores:Eyectores IV:

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