ct pead instalacion

Catálogo Técnico, Tuber ías de PEAD

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IInnssttaallaacciióónn ddee ttuubbeerrííaass

Suministro, Transporte y Almacenamiento

Suministro de las tuberías

Las tuberías de PEAD pueden suministrarse de dos formas distintas : tiras y rollos. Las longitudes de las tiras van desde los 6m hasta los 18m, sin embargo, por problemas de transporte, la longitud de estas suele ser de 12m. Los rollos en cambio presentan una gran ventaja al momento de realizar la instalación, y que pueden efectuarse grandes tendidos sin necesidad de realizar uniones. El radio mínimo de enrollado no debe ser menor a 10 veces el diámetro del tubo. Debido a esto, solo es posible suministrar rollos hasta 110 mm. Además, debido al espesor de los tubos, solo es posible hacer rollos entre PN6 y PN10, ya que en PN menores se producen estrangulamientos.

Rollos Diámetro

Nominal

mm

Diámetro interno

mm

Diámetro externo

mm

Altura

mm

Largo

m

16 770 1180 150

20 770 1180 150

25 770 1180 210

32 800 1180 250

40 800 1930 250

50 1220 1930 290

63 1300 2680 340

100

75 1800 2680 480

90 1800 2680 480

110 2200 2680 550

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Transporte y Almacenamiento

Al descargar las tuberías de PEAD de un camión no hay que botarlas ni tirarlas, es necesario bajarlas con cuidado de manera que no se dañe la superficie. Sobre todo es importante proteger los extremos de la tubería ya que en caso de daño se dificulta el proceso de soldadura.

Al descargar rollos o tiras conviene hacerlo con sogas textiles y no metálicas que pueden rayar la tubería.

Después de descargarlas, las tuberías suministradas en longitudes standard deben colocarse sobre una superficie plana sin estar en contacto con cargas puntuales, disponiéndolas alternativamente en capas.

Las de más de 500 mm de diámetro sólo se apilarán en dos capas, asegurándolas para que no se desplacen hacia los lados. Al usar distanciadores de madera, estos no deben separar a más de dos metros entre sí. La altura máxima de apilamiento es de dos metros.

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Generalidades de la instalación

En bosques o terrenos rocosos no es necesario eliminar los obstáculos, ya que, dada la gran flexibilidad de las tuberías PEAD, pueden salvarse muchos, tales como raíces de árboles o rocas. La tubería debe desenrollarse tangencialmente del carrete, procurando no hacerlo en espiral. Las tuberías no deberán doblarse en ningún caso. Además, es muy importante tanto en el desenrollado como en el tendido, así como, naturalmente, durante el almacenamiento o transporte, evitar que se deterioren exteriormente por piedras puntiagudas, etc. Las eventuales irregularidades del fondo de la zanja, se compensarán antes con arena o gravilla (según DIN 19 630)

Dado que las tuberías de PEAD admiten radios de curvatura relativamente reducidos, el trazado deberá elegirse de modo que puedan realizarse cambios de dirección en sentido horizontal doblando únicamente aquéllas, por lo que resulta innecesario utilizar codos. El criterio para determinar los radios de curvatura admisibles es el doblado, cuando la relación entre grueso de pared de la tubería y diámetro es reducida, (es decir, cuando las presiones son bajas), y el alargamiento de la fibras superficiales, cuando la presión alcanza valores importantes. Despreciando la ovalación causada en la tubería por la flexión, los radios de curvatura se calculan aproximadamente con las siguientes fórmulas:

Radio de curvatura contra el doblado

Rk= rm 2 / ( 0,28 s )

donde:

rm = radio medio de la tubería (mm)

s = espesor de pared (mm)

Radio de curvatura contra el alargamiento

Rk= 100 ra / ε

donde

ra = radio exterior de la tubería (mm)

ε = alargamiento de las fibras superficiales (%)

El alargamiento de las fibras superficiales no debe superar un 2,5% a largo plazo.

Es recomendable no practicar a 20ºC radios de curvatura inferiores a losque se indican a continuación:

SDR Radio de Curvatura admisible R

(d = diámet ro ex terior de las tuberías)

41 50 d

33 40 d

26 30 d

17 30 d

11 30 d

Cuando el tendido se realiza a 0ºC, los radios de curvatura indicados deberán incrementarse en un factor de 2,5. Entre 0 y 20ºC, el radio de curvatura puede determinarse por interpolación lineal.

La congelación del agua no afecta a las tuberías en general, no obstante conviene tenderlas a prueba de heladas



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Instalación subterránea

En esta sección se entregan las consideraciones generales y recomendaciones para la instalación de tuberías de PEAD bajo tierra.

Excavación y preparación del encamado

Debido a que las tuberías de PEAD se pueden unir en largos tramos sobre la superficie, basta excavar zanjas angostas que permitan instalarlas, lo que se traduce en una economía en los costos de instalación.

Gracias a la facilidad de manejo, la tubería se puede colocar rápidamente en la zanja cuidando de no exceder los radios mínimos de curvatura recomendados.

La profundidad de tendido de las tuberías depende del diámetro exterior de éstas y de las cargas de la circulación rodada, debiendo coincidir con la profundidad de congelación del terreno (aprox. 70 a 80 cm). La zanja se colmará preferentemente con material sin piedras, evitando los rellenos hidráulicos, puesto que, a causa de su baja densidad, las tuberías flotan incluso estando llenas de agua. En terrenos rocosos, conviene un lecho de asiento de arena.

En la zanja, el lecho de apoyo se realizará con material sin piedras en una altura de 0,1d + 10 cm, consolidándolo con una apisonadora ligera antes de tender la tubería. Esta deberá cubrirse hasta 30 cm por encima de su parte superior con material apisonable carente de piedras.

Este último se dispondrá en capas (=30 cm) hasta 10 cm por encima de la parte superior de la tubería, apisonando cuidadosamente cada una de ellas. Una vez colmada y apisonada la zanja, los esfuerzos producidos por la fricción entre la tubería y el relleno evitan las dilataciones y contracciones debidas a variaciones de temperatura.

El ancho de la zanja variará dependiendo de su profundidad y del tipo de suelo. El ancho

del encamado debe ser suficiente para permitir una adecuada compactación alrededor de la tubería.

Generalmente, un ancho de 30 cm más que el diámetro nominal de la tubería es suficiente.

Con relación a la profundidad de la zanja, ésta depende de varios factores: diámetro y espesor de la tubería, cargas producto del flujo vehicular, estructuras estáticas, etc.

Con respecto al fondo de la zanja, éste debe ser relativamente uniforme y sin piedras, proporcionando un apoyo continuo a todo el largo de la tubería. Cuando se encuentran rocas o piedras que puedan dañar o causar cargas puntuales sobre la tubería, éstas deben retirarse y se debe rellenar el fondo de la zanja utilizando un encamado compactado de 10 a 15 cm de material fino, como gravilla o arena.

Para la mayoría de los sistemas presurizados, no es necesaria una nivelación exacta del fondo de la zanja, a menos que esto sea especificado.

Para sistemas de flujo gravitacional, la pendiente se debe graduar de igual forma que para tuberías de otros materiales.

En suelos inestables, como pantanos o arenas sin capacidad de soporte, es necesario sobreexcavar y rellenar con gravilla o estabilizado hasta la profundidad adecuada de la zanja.

Además, se debe considerar todas las precauciones necesarias para prevenir derrumbes, que pueden originarse por la presencia de equipamiento de construcción cerca del borde de una excavación o por condiciones climáticas adversas.

Tendido de la tubería

Las tuberías de PEAD se pueden unir sobre la superficie y luego bajar hasta la zanja. Se debe tener especial cuidado en no dejar caer la tubería y evitar condiciones que produzcan tensiones forzadas o deformaciones durante la instalación.

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Cuando sea necesario, se debe utilizar conexiones flangeadas para facilitar el manejo de tuberías y fittings durante la instalación en la zanja.

La longitud de tubería que se puede tirar a lo largo de la zanja depende de las dimensiones de la tubería y de las condiciones del terreno. Si el terreno puede producir ralladuras, la tubería debe deslizarse sobre polines.

La máxima fuerza de tiro que se puede aplicar a una tubería de PEAD puede ser estimada usando la siguiente fórmula:

F = S A Donde:

F = máxima fuerza de tiro (kgf)

S = máxima tensión admisible del material (kgf/cm2)

A = área transversal de la pared de la cañería (cm2)

El área transversal de la pared de la tubería es:

A = σ(D - e) e

Donde:

D = diámetro externo (cm)

e = mínimo espesor de pared (cm)

Cuando se tira una tubería, se debe utilizar un cabezal de tiro o una manga de goma adecuada para protegerla y evitar que los cables de tiro la dañen. Nunca se debe tirar la cañería por el extremo flangeado.

Expansión y contracción térmicas

Es importante considerar las características de expansión y contracción térmica en el diseño e instalación de sistemas de PEAD. El coeficiente de expansión y contracción térmica para el polietileno es aproximadamente 10 veces mayor que para el acero o concreto. Sin embargo, las propiedades v iscoelásticas de este material lo

hacen bastante adaptable para ajustarse con el tiempo a los esfuerzos impuestos por los cambios térmicos. Cuando la instalación se realiza en verano, se deben utilizar longitudes un poco mayores de tubería y se debe tender en forma serpenteada para compensar la contracción de la tubería en el interior (más frío) de la zanja.

Si la instalación se realiza en invierno se puede hacer el tendido con la longitud real de la tubería.

Cuando el relleno es blando o se pone pastoso, como en pantanos o fondos de río, la tubería puede no estar restringida por el relleno para el movimiento causado por la expansión o contracción térmica. Además, las tensiones inducidas en la tubería se transmiten a los extremos de la misma, lo cual puede ocasionar daños en conexiones débiles. Si es posible, se deben instalar anclajes apropiados justo antes de los extremos, para aislar y proteger estas conexiones.

La fuerza inducida por variaciones térmicas es el producto de la ten sión en la pared de la tubería y el área transversal de la pared. La longitud de tubería requerida para anclar la línea contra esta fuerza calculada depende de la circunferencia de la tubería, la presión de contacto promedio entre el suelo y la tubería, y el coeficiente de fricción entre el material de relleno y la tubería.

Una vez que la línea se ha instalado y está en servicio, la variación de temperatura generalmente es pequeña, se produce durante un período de tiempo prolongado y no induce ninguna tensión significativa en la tubería.

Instalación de fittings

Cuando las tuberías o conexiones se conectan a estructuras rígidas, se deben prevenir los movimientos o flexiones en el punto de conexión. Para este propósito, se utiliza un relleno bien compactado o un cojinete de hormigón armado construido debajo de la tubería o fitting, que debe



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conectarse a la estructura rígida y prolongarse un diámetro de la tubería, o un mínimo de 30 cm desde la unión flangeada. La siguiente figura ilustra el método sugerido.

Se recomienda que los pernos, tanto en conexiones flangeadas como en las abrazaderas de los cojinetes de soporte, se sometan a un reapriete final, luego de la instalación inicial.

Se debe tener especial cuidado con la compactación realizada alrededor de las conexiones, la que deberá extenderse varios diámetros de tubería más allá de los terminales de las conexiones.

Se recomienda una compactación de 90% densidad Proctor en estas áreas.

Pasada de pared

Cuando la tubería es conducida a través de pasadas de paredes, puede ser anclada mediante un anillo o montura lateral fusionada a la tubería, sellando la pared de la pasada. Para sellar el anillo entre la pasada y la tubería de PEAD se han probado exitosamente sellos de goma expandible más mortero.

Lograr un empotramiento continuo, sin huecos, puede proporcionar resistencia estructural a la línea, tanto en lo que respecta a la presión de colapso externa como a la capacidad de presión interna. En los procedimientos actuales de empotramiento, es extremadamente difícil lograr sellar el anillo sin dejar huecos.

Se pueden usar empotramientos localizados para estabilizar los movimientos de la línea donde existan expansiones laterales.

Relleno y compactación

El propósito del relleno de la zanja es dar un apoyo firme y continuo alrededor de la tubería. El aspecto más importante para lograr una exitosa instalación subterránea es realizar un correcto relleno alrededor de la tubería.

El material excavado desde la propia zanja se puede utilizar como relleno inicial si es uniforme, no contiene piedras y se desmorona y disgrega con facilidad. El mejor material de relleno inicial es arena fina. Si la tubería es tendida en terrenos barrosos de mala calidad y si las condiciones de carga externa son severas, como en cruces de caminos, se debe utilizar arena como relleno inicial.

El relleno inicial debe ser colocado en dos etapas: la primera es hasta la línea media de la tubería. Luego se compacta o nivela mojando con agua para asegurar que la parte inferior de la tubería esté bien asentada. Se debe tener especial cuidado en que la tubería quede bien apoyada en los costados, ya que la compactación de esta zona influye en forma muy importante en la deflexión que experimenta la tubería en servicio. La compactación depende de las propiedades del suelo, contenido de humedad, espesor de las capas de relleno, esfuerzos de compactación y otros factores. En la segunda etapa, se deben agregar capas adicionales de 20 a 25 cm, bien compactadas, hasta 15 a 30 cm sobre la clave de la tubería. Desde este punto, se puede utilizar el material extraído in situ para rellenar hasta el nivel del terreno. Se debe tener precaución de no usar equipos pesados de compactación hasta completar al menos 30 cm sobre la clave de la tubería.

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Instalación superficial

Generalmente, las tuberías de PEAD se instalan bajo tierra. Sin embargo, existen situaciones en las cuales la instalación superficial presenta ventajas, como por ejemplo:

Líneas para la conducción de pulpas o relaves mineros que a menudo son relocalizadas y permiten ser rotadas para distribuir el desgaste en la tubería.

Condiciones ambientales: la resistencia y flexibilidad de las tuberías de PEAD a menudo permiten instalaciones a través de pantanos o sobre áreas congeladas.

Instalaciones sobre zonas rocosas o a través del agua resultan a veces los métodos más económicos.

Su bajo peso y facilidad de montaje permiten una disponibilidad inmediata en instalaciones temporales.

Dilatación y contracción térmicas

En el diseño de una instalación superficial se deben considerar los cambios de temperatura tanto internos como externos, pues éstos causan dilatación y contracción en todos los tipos de tuberías.

Cuando se producen grandes cambios de temperatura en cortos períodos de tiempo, el movimiento de la tubería se puede concentrar en una zona y llegar a doblarla. Si el flujo del fluido transportado es continuo, las expansiones y contracciones de la línea serán mínimas una vez que se han establecido las condiciones de operación.

La tubería de PEAD contiene un porcentaje de negro de humo que la protege de los rayos UV, pero el calor que absorbe aumenta la tasa de dilatación y contracción.

Un método para limitar la dilatación y contracción es anclar adecuadamente la tubería en intervalos determinados a lo largo del tendido.

Cuando ocurra la dilatación, la tubería se deflectará lateralmente, para lo cual debe haber espacio disponible. Al contraerse, tenderá a ponerse tirante entre los puntos de anclaje; esto no daña a la tubería, pues el PEAD tiene la propiedad de aliv iar tensiones y ajustarse con el tiempo. Para calcular la deflexión lateral, como se muestra en la siguiente figura, se puede utilizar la siguiente ecuación:

∆y = L (0,5 aT)0,5 Donde:

∆y = deflexión lateral, m

L = longitud entre anclajes, m a= coeficiente de expansión térmica, mm/m lineal ºC

( a= 0,2 mm/m lineal ºC)

T = variación de temperatura, ºC

Soportes guías

Las siguientes son recomendaciones para el uso apropiado de distintos tipos de soportes de tuberías:

Si la temperatura o peso de la tubería y el fluido son altos, se recomienda utilizar un soporte continuo (para temperaturas sobre los 60ºC).

El soporte debe ser capaz de restringir los movimientos laterales o longitudinales de la tubería si así es diseñado. Si la línea ha sido diseñada para moverse durante la expansión, los soportes deslizantes deben proporcionar una guía sin restricción en la dirección del movimiento.

Las líneas que atraviesan puentes pueden necesitar aislamiento para minimizar los movimientos causados por variaciones en la temperatura.



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Los fittings pesados y las conexiones flangeadas deben ser soportados en ambos lados. La figura muestra ejemplos típicos de soportes de tuberías de PEAD.

Soportes anclajes

Para prevenir desplazamientos laterales y movimientos en los fittings se deben utilizar anclajes.

Los anclajes se deben colocar tan cerca de las conexiones como sea posible. Si se requieren conexiones flangeadas, los anclajes se deben unir a los flanges. Sin embargo, no deben producirse flexiones entre la tubería y el flange.

Algunos anclajes típicos para tuberías de PEAD se muestran a continuación.

Aplicaciones en conducción de pulpas

Por sus cualidades de dureza y superficie interior extremadamente lisa, las tuberías de PEAD son altamente resistentes a la abrasión, lo que las hace ideales para el transporte de pulpas de todo tipo.

Aplicaciones típicas son líneas de dragado, transporte de pulpas de carbón o piedra caliza, relaves mineros y muchos otros.

La instalación de líneas de pulpas es generalmente superficial, pues esto proporciona facilidad de acceso si se produce una obstrucción, y además permite la rotación de la tubería para distribuir el desgaste en la superficie interna.

Es difícil predecir las características del desgaste que se producirá al usar tuberías de PEAD para transporte de pulpas. Cada aplicación tiene parámetros diferentes, ya sea la velocidad de flujo, concentración de sólido, tamaño de partícula y/o temperatura.

Para controlar el desgaste es aconsejable minimizar la velocidad de flujo manteniendo los sólidos en suspensión. Se recomienda una velocidad máxima de 3,5 a 4,0 m/s. Sin embargo, para sólidos abrasivos muy afilados no debiera exceder los 3 m/s. Se aconseja también que la concentración de sólidos no

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sea mayor al 25%, con un tamaño de partículas de hasta aproximadamente 6 mm.

Instalación bajo agua

Las tuberías de PEAD pueden ser enterradas, descansar sobre el fondo o flotar en la superficie de lagos, ríos, pantanos u océanos. Sus características de flex ibilidad, bajo peso, inercia al agua salada y a productos químicos, capacidad de flotar incluso llena de agua y permitir líneas continuas mediante termofusión, le dan muchas ventajas al PEAD.

Unión y montaje

Dependiendo de las condiciones del lugar, se han usado diferentes procedimientos para montaje:

Fusionar las tuberías en la orilla en largos continuos y luego montar los pesos de lastre, antes de lanzar la tubería al agua.

Fusionar la tubería en la orilla y tirarla o empujarla al agua y luego montar los pesos de lastre desde una barcaza.

Todas las tuberías se pueden fusionar en tierra, en largos predefinidos con conexiones flangeadas en cada extremo. Los extremos flangeados se taponan y las secciones se tiran al agua para ser posteriormente ensambladas.

Estas líneas flotantes se usan normalmente en operaciones de dragado.

Cualquier tubería que se almacena temporalmente en una extensión de agua debe ser protegida del tráfico marino, igualmente se debe prevenir la acción de las olas que puedan golpear las tuberías contra rocas o elementos afilados que podrían dañarlas.

Anclajes y pesos

Ya que las tuberías de PEAD flotan incluso llenas de agua, es necesario colocarles pesos

de lastre para hundirlas y contenerlas en el fondo. Los pesos más comunes son de hormigón armado, generalmente redondos, rectangulares o cuadrados y son sujetados fuertemente a la tubería usando pernos no corrosivos, abrazaderas o correas. Es conveniente colocar una protección de goma entre los pesos y la tubería para protegerla y evitar el deslizamiento de los pesos.

Para determinar el factor de hundimiento del sistema se deben considerar todas las variables para proporcionar la estabilidad necesaria bajo el agua, tales como mareas, condiciones del material del fondo y la posibilidad de aire en las tuberías.

El espaciamiento de los pesos de lastre dependerá de su tamaño, y normalmente está limitado entre 3 y 4,5 m.

En general, la tubería puede deflectarse entre los pesos, resultando un valor de deformación que está completamente dentro del rango de resistencia de la tubería. Si se produce una corriente, el movimiento de la tubería misma no es dañino. Sin embargo, cualquier roca o elemento afilado en contacto podría dañarla. Si las mareas o las corrientes representan un problema, lo mejor es abrir una zanja y enterrar la tubería con sus pesos.

Lanzamiento al agua y hundimiento

Para permitir que la línea flote en el agua hasta la operación de hundimiento, es necesario cerrar cada extremo para evitar que entre el agua. Esto se realiza mediante un stub end y un flange metálico ciego que produce un sello hermético. Luego la línea se traslada a la posición de hundimiento.

La transición de la línea desde tierra al agua debe ser hecha de tal forma de protegerla de

posibles escombros, hielo, tráfico de botes o la acción de las olas.

La operación de hundimiento se controla por el ingreso de agua en un extremo y la evacuación del aire encerrado por el extremo opuesto. La adición de agua a la tubería a



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una razón controlada asegurará que se posicione correctamente en el lugar deseado y se ajuste a las características del fondo. La razón de hundimiento también se debe controlar para prevenir un radio de curvatura excesivo.

Una vez que la tubería se ha instalado sobre el fondo, se debe realizar una inspección minuciosa de la instalación. Todos los pesos deben estar bien colocados y cuando las corrientes representan un problema, la tubería se debe colocar en una zanja.

Es mejor que una tubería marina sea demasiado larga que demasiado corta. Nunca se debe intentar levantar por un flange una línea que es muy corta tirando de los pernos. Esto fuerza la línea y produce una severa tensión en las conexiones flangeadas y podría causar eventuales problemas. Un extra largo se puede acomodar serpenteando la tubería.

Instalación en tendidos existentes (relining)

Esta técnica es efectiva y económica para rehabilitar una línea deteriorada. La instalación es rápida y simple con una mínima interrupción de la operación de la línea. El método consiste en introducir tuberías termoplásticas en líneas deterioradas de agua, gas, efluentes industriales, etc., restableciendo la línea sin necesidad de excavar zanjas e interrumpir el tráfico vehicular, lo que proporciona mayor velocidad de ejecución del servicio, menor cantidad de trabajo y reducción de costos.

La selección del diámetro de la tubería de PEAD a utilizar en la instalación, se efectúa determinando el máximo diámetro que puede ser insertado (como revestimiento interno) en la línea deteriorada existente y el flujo requerido a través de este nuevo revestimiento.

Se debe limpiar de obstrucciones y escombros la línea que se va a reemplazar. Es recomendable utilizar un circuito cerrado de televisión para examinar completamente la línea, localizar las conexiones y revelar los

defectos existentes. Después de un funcionamiento de prueba con el cabezal de tiro, este se une a la tubería de PEAD (usada como revestimiento interno), luego esta unión se debe posicionar y asegurar correctamente.

El cabezal de tiro puede ser de tipo flexible, fabricado en terreno; o de tipo rígido hecho de acero y apernado en el extremo de la tubería.

Aunque un diámetro más pequeño es deslizado dentro de otro principal existente, las excelentes propiedades de flujo de las tuberías de PEAD logran restablecer la capacidad del sistema y sus uniones firmes y fusionadas eliminan las infiltraciones de agua del terreno.

Reparación de líneas dañadas

El manejo e instalación de las tuberías de PEAD se deben realizar con el cuidado necesario para prevenir daños que puedan ocasionar abrasiones, cortes, fisuras, perforaciones, etc.

Toda tubería debe ser examinada cuidadosamente antes de la instalación, retirando aquellas que estén dañadas. Las tuberías cuyo daño resulte en la reducción del espesor de pared de aproximadamente 10% deben ser cortadas, pues esto puede perjudicar el servicio a largo plazo. Las rayas o rasguños menores no tienen efectos adversos en el servicio de la tubería.

Las tuberías dañadas se pueden reparar por cualquiera de los métodos de unión discutidos anteriormente.

Es aconsejable utilizar soldadura a tope para todas las aplicaciones donde las condiciones lo permitan.

Normalmente, los pliegues no perjudican el buen servicio en aplicaciones de baja presión; sin embargo, para aplicaciones a altas presiones, los pliegues deben ser cortados para luego unir nuevamente la tubería.

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La ovalización debido al exceso de carga durante el transporte o almacenamiento no impedirá un buen servicio de la tubería. La tubería no debe considerarse como dañada a menos que las abrazaderas de la máquina soldadora no sean capaces de redondear la sección para una buena unión por termofusión.

Reparación permanente

La reparación luego de la instalación subterránea se puede realizar en diámetros pequeños removiendo una mínima cantidad de relleno, cortar el trozo defectuoso, mover los extremos de las tuberías hacia un lado y fusionar stub ends con flanges en cada extremo y luego apernar los flanges.

La reparación de tuberías de diámetros grandes, que no son tan flexibles como las tuberías más pequeñas, puede realizarse con una pieza tipo carrete flangeado. La sección dañada es retirada, la máquina soldadora se baja hasta la zanja para unir los stub ends flangeados a cada extremo abierto y luego se aperna la pieza de unión.

Esta pieza debe ser hecha en forma precisa para que ajuste adecuadamente en el intervalo de tubería retirada.

La figura ilustra estos métodos.

Reparación mecánica

Se puede utilizar una abrazadera con empaquetadura integrada alrededor de la tubería, pero no es tan permanente como la reparación con flanges o por termofusión. Este tipo de reparación es principalmente usada en aplicaciones subterráneas, porque el relleno compactado restringe la tubería de movimientos térmicos y extrae las fuerzas causadas por la presión interna.

Una abrazadera de reparación más larga generalmente proporciona mayor capacidad de sellado sobre las tuberías.

Es aconsejable utilizar una abrazadera de longitud de 11/2 a 2 veces el diámetro nominal de la tubería. Se debe apretar la abrazadera alrededor de toda la tubería que ha sido previamente secada y limpiada de cualquier material extraño.

Luego, se rellena y compacta en forma adecuada alrededor y sobre la tubería antes de que ésta sea presurizada.

Reparación de fittings

Las reparaciones de fittings instalados se realizan normalmente mediante el reemplazo de la pieza con un nuevo fitting flangeado.

Reparación bajo el agua

Para reparar las líneas submarinas, los terminales de las tuberías deben ser puestos a flote o levantados sobre el agua para poder unir un stub end en cada extremo. Luego, se bajan a la posición en el fondo y se apernan los flanges bajo el agua.

Se debe utilizar un equipo de levantamiento adecuado para asegurar que no se excedan los radios mínimos de curvatura. Normalmente, no es necesario retirar los pesos de lastre antes de elevar la tubería en el agua, pero se debe poner cuidado extremo cuando la tubería se levanta sobre el nivel del agua con los pesos ligados.



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Precauciones de instalación para fittings segmentados

Las tees y codos segmentados son fabricados mediante soldadura a tope; a partir de segmentos de tubería, y con cortes especiales se obtiene el fitting deseado. La configuración de estos fittings y el hecho de que son fabricados y no moldeados, requiere tomar ciertas precauciones cuando se instalan en un sistema de tuberías.

Las tuberías y fittings de PEAD son muy resistentes al maltrato debido a la naturaleza flexible del material. Sin embargo, la resistencia a la tracción del PEAD es mucho menor que la del acero y no soportará los levantamientos y fuerzas de tiro excesivos que puedan ejercer equipos de instalación de fuerza.

Los procedimientos de instalación deberían facilitar que existiera la menor cantidad posible de levantamiento y movimiento de uniones de fittings segmentados y tuberías. Si es necesario tirar la unión hasta el lado de la zanja y posicionarla correctamente, el fitting segmentado nunca debe ser usado como el punto de tiro de la línea.

La unión por fusión de una tee segmentada es complicada a causa de sus tres salidas. Es relativamente fácil mantener sin tensiones la tee cuando se fusiona una tubería a su línea principal, se levanta y se desciende la unión a su posición dentro de la zanja. Sin embargo, la unión se torna muy difícil de manejar cuando se fusiona una longitud considerable de tubería a la tercera salida (al ramal) para permitir tender la tubería en esta dirección. El manejo y posicionamiento final de estas uniones requiere equipamiento de manejo extra y precauciones adicionales para prevenir daños en el fitting segmentado.

Método recomendado:

La necesidad de equipamiento extra y la mayoría de las posibilidades de daño se pueden eliminar alterando el método de instalación de la tee segmentada, incluyendo

el uso de una conexión flangeada en el ramal. Esto permitirá que el posicionamiento final se realice antes de que el ramal se conecte. Habrá algunas instancias donde, desde el punto de vista de la instalación, la utilización de conexiones flangeadas en dos salidas de una tee y también en un lado de un codo proporcionará muchas ventajas. Esto permite que la tubería sea tendida desde cualquier dirección y se haga rodar hacia la zanja, y en general el manejo es mucho más fácil y más rápido antes de que se realice la conexión final con la tee o con el codo. Desde el punto de vista económico, la velocidad y facilidad de instalación, y la eliminación de la ocurrencia de esfuerzos de instalación excesivos sobre fittings segmentados, es recomendable utilizar siempre conexiones flangeadas en el ramal de tees y en un terminal en codos.

Sistemas de Unión

Los sistemas de unión de conductos de polietileno utilizados normalmente son dos:

Uniones fijas

Uniones Desmontables

Uniones fijas

Este sistema consiste en la fusión termodinámica de las tuberías de modo de formar una estructura continua y homogénea. Las tuberías y accesorios de PE se unen actualmente por soldadura a tope con elementos calefactores, por soldadura con resistencias eléctricas insertas y por soldadura de manguitos con elementos calefactores. La calidad de las uniones resultantes depende de la calificación profesional del soldador, de la idoneidad del utillaje utilizado y de la observancia de las normas de trabajo, verificándose mediante ensayos destructivos o no destructivos. Los sistemas más comunes son :

Fusión a tope Fusión a enchufe Electrofusión

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Proceso de termofusión

La norma general consiste en unir mediante calor y presión las superficies plastificadas de los elementos a soldar con o sin material de aportación. Según los conocimientos científicos actuales, se considera que el material fundido de las zonas a unir se entremezcla, entrelazándose sus macromoléculas.

Fusión a tope 1. Verifique que ambos tubos sean

compatibles y del mismo espesor. Limpie los extremos de los tubos, interior y exteriormente.

2. Posicione la refrenteadora. Los extremos deben tocar la placa refrenteadora.

3. Ejerza una presión que permita cepillar los extremos, con una viruta que no exceda de 0,2 mm. Cuando la v iruta de corte sea continua en ambos lados, y sin detener la refrenteadora separe los tubos. Limpie las cuchillas y extremos de tubos de virutas residuales. No toque los extremos si no lo hace con un paño limpio.

4. Verifique que los extremos hayan quedado completamente planos, alineados y paralelos.

5. Verifique que la placa calefactora esté limpia. La temperatura debe estar en 210ºC + 8ºC.

6. Acerque los dos tubos y lea la presión necesaria para el arrastre. Posicione la placa de calentamiento. Vuelva a cerrar la máquina aplicando la presión correcta.

7. Cuando en los laterales de la placa de calentamiento aparezca un cordón de 2 mm de espesor en todo el perímetro del tubo; disminuya la presión de calentamiento. Verifique que la placa permanezca entre los

extremos de tubos.

8. Abra las mordazas, separe la placa de los extremos del tubo y retírela cuidadosamente. Cierre la máquina y aplique la presión correcta (presión de arrastre + presión de fusión). Mantenga la presión durante el tiempo de enfriamiento.

9. Retire los tubos soldados de la maquinaria. Verifique que el cordón sea continuo en todo el perímetro y que sus medidas sean correctas.

10. No deberá someterse la tubería a presión interna hasta haber transcurrido una hora desde la fusión.

Nota: Cuando se trabaja con máquinas con control numérico, gran parte de las acciones anteriores se hacen en forma automática, dando sólo la información de entrada como es: diámetro y PN o SDR.



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Soldadura a enchufe La técnica consiste en el calentamiento simultaneo de la superficie exterior del tubo y de la superficie interior de un manguito hasta que el material alcance la temperatura de fusión, seguido de una inserción del tubo en el manguito en posición hasta que la unión se enfríe.

Las uniones suelen efectuarse a mano en diámetros hasta 63 mm y a máquina en diámetros superiores.

La soldadura a enchufe se emplea para los diámetros nominales comprendidos entre 20mm y 63mm de la serie SDR 11.

La secuencia de operaciones es la siguiente:

Corte, preparación y limpieza de la tubería. Incluye el redondeado, si la tubería se suministra en rollo, el refrentado y pelado del extremo del tubo, hasta que las cuchillas lleguen al borde del tubo, y la limpieza de virutas o suciedad de las superficies a unir.

Preparación y limpieza del tubo. Una vez limpio interiormente, no debe tocarse con las manos la zona de contacto de soldadura.

Calentamiento. Una vez comprobado que las dollas montadas en el aparato calefactor son las correspondientes al diámetro deseado, calentar las mismas hasta la temperatura de fusión del material a unir (máximo 270ºC y mínimo 250ºC), comprobándola con termómetro digital. Poner en contacto las superficies calientes y limpias de la herramienta con la cara exterior del extremo del tubo y la interior del manguito, durante el tiempo indicado en las tablas del proveedor (se observará la aparición de un pequeño bordón en el tubo, a la entrada de la cara hembra de la herramienta).

El tiempo de calentamiento, que debe ser controlado mediante reloj con alarma acústica, depende no sólo del diámetro y espesor, sino también de la temperatura ambiente y de la velocidad del v iento.

Contacto. Separados el tubo y el accesorio de la herramienta por un tirón rápido, se ponen en contacto manteniéndolos a presión constante durante el tiempo establecido en

tablas del suministrador de la herramienta, procurando mantener la alineación y sin girar el tubo o el manguito.

Inspección. Se examina la unión para comprobar la uniformidad de la zona fundida.

Electrofusión 1. Cortar los extremos de los tubos a

escuadra y LIMPIAR para remover toda la suciedad.

2. RASPAR la superficie de la tubería en una longitud mayor a lo largo del soquete del fitting.

3. MARCAR sobre la superficie de la tubería el largo del soquete del fitting, luego introducirlo hasta la marca.

4. ALINEAR la tubería y fitting apretando firmemente las mordazas sobre la tubería.

5. Conectar los terminales de la máquina electrofusionadora a los bornes del fitting. La máquina soldadora lee directamente en los bornes del fitting el tiempo requerido para la fusión, desconectándose automáticamente cuando éste se cumple.

6. Una vez terminado el tiempo de fusión no se debe mover la unión, ni sacar las mordazas hasta que termine el tiempo de enfriamiento, indicado en el fitting.

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7. Verificar si los indicadores de una buena fusión están correctos, si no es así se debe cortar y volver a fusionar.

Instrucciones generales a tener en cuenta en los procesos de termofusión

Para los procedimientos de fusión descritos hay que tener en cuenta las siguientes instrucciones generales:

Cerciorarse de que los materiales puedan soldarse entre sí. Esto sucede cuando sus índices de fluidez son del mismo grupo. También pueden soldarse entre sí los grupos de índice de fluidez según DIN 16 776, parte 1, aunque puede suceder que se formen bordones de deferente tamaño debido a las diferencias de fluidez de los materiales al soldar.

Las tuberías de PE suelen quedar ovaladas inmediatamente después de haberlas desenrollado. Por ello, los extremos a soldar deben enderezarse previamente, p. ej. calentándolos con cuidado mediante un aparato de aire caliente (a aprox. 100 ºC) o sujetándolos en pinzas de presión circular.

La zona de soldadura debe protegerse de efectos atmosféricos desfavorables (p. ej. humedad, v iento y temperaturas inferiores a 0 ºC). Cuando se adopten medidas adecuadas para procurar que la temperatura resulte suficiente para la soldadura y uniforme en toda la circunferencia de la tubería, tal como calentamiento previo, instalación de una tienda protectora, calefacción, etc., podrá trabajarse incluso si las temperaturas exteriores son bajas. En caso necesario, se llevarán a cabo soldaduras de prueba en las condiciones citadas.

Cuando exista el riesgo de que la tubería se caliente irregular o excesivamente a consecuencia de la radiación solar, deberá procurarse que las temperaturas queden equilibradas protegiendo la zona de soldadura de la luz del sol.

Las tuberías y accesorios deben adaptarse entre sí en las zonas de unión. Las zonas frontales de las primeras deben cortarse de manera plana y rectangular respecto a su eje, siendo conveniente que sus extremos se centren simétricamente a este último antes



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de la soldadura. Los extremos demasiado achatados de las tuberías deben cortarse.

Para evitar enfriamientos debido al paso del aire a través de las tuberías, deberán cerrarse los extremos de éstas opuestos a las zonas de soldar.

Las superficies de unión de las tuberías deben retocarse mecánicamente antes de soldarlas. No conviene deteriorarlas, deben estar limpias de impurezas (tales como suciedad, grasa, v irutas, etc.) y no han de tocarse con las manos. El retocado mecánico y la limpieza de las superficies a unir deben llevarse a cabo inmediatamente antes de la soldadura. Los elementos calefactores deben limpiarse con papel fibroso limpio y p. ej. con alcohol tanto antes como después de utilizarlos.

Los elementos calefactores no deben utilizar se hasta que se haya establecido en los mismos un equilibrio térmico, lo cual suele ocurrir cinco minutos después de haber alcanzado la temperatura prescrita. La temperatura de su zona de trabajo debe controlarse, sirv iendo de mera orientación los termómetros que lleve instalados. La zona de la soldadura debe mantenerse libre de tensiones externas durante la soldadura propiamente dicha hasta que se enfríe por completo, no se recomienda enfriarla bruscamente o con productos refrigerantes.

Uniones desmontables

Las uniones desmontables, permiten una instalación fácil y rápida. Los sistemas más comunes son:

Tipo cónica roscada (plástica o metálica)

Bridas o flanges.

Uniones de acoplamiento rápido o Victaulic.

Unión tipo cónica roscada (tipo Plasson)

Esta unión se utiliza principalmente en diámetros entre 20 mm y 63 mm, siguiendo el siguiente procedimiento:

Cortar la tubería a escuadra (90º respecto a su eje), usando una sierra o un cortador especial para tubos.

Introducir en el tubo la tuerca y el anillo de sujeción y de presión de la unión.

Colocar el anillo de goma de sección circular en la boca del tubo y empujar en el eje de éste el elemento roscado.

Antes de apretar la tuerca sobre el elemento del empalme se debe asegurar que el tubo y los anillo estén pegados respectivamente en el elemento y sobre el anillo de goma.

El apriete total de la tuerca podrá ser hecho a mano hasta el empalme en diámetros hasta 50 mm, en medidas superiores se aconseja utilizar llave especial para atornillar.

Para lograr un cierre óptimo se debe asegurar que la tuerca llegue al final del hilo del cuerpo.

1 Cuerpo

2 Anillo de goma

3 Anillo de sujeción

4 Tuerca

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Unión con bridas o flanges

Este sistema se utiliza en diámetros desde 63 mm, cuando resulta muy costoso o difícil soldar las tuberías en terreno. También son útiles si se trata de instalaciones que serán desmontadas a futuro. Para realizar esta unión se requieren:

Adaptador (stub end)

Anillo de acero (brida o flange)

Pernos con tuerca.

El procedimiento es el siguiente:

• Se introduce un anillo de acero en cada una de las tuberías que se van a unir.

• Se fusiona un adaptador a cada uno de los extremos de la tubería.

• Una vez realizada la operación anterior, se unen ambos extremos mediante pernos con tuerca que pasan a través de las bridas sellando de esta manera la unión.

Unión tipo Victaulic

Este sistema de unión es apto para todo diámetro y resulta la solución más económica dentro de las uniones desarmable. Simplemente consiste en la unión de dos tuberías mediante una copla Victaulic estilo 995.



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ct pead instalacion

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