materiales de plomería

8/10/2019 Materiales de Plomería

http://slidepdf.com/reader/full/materiales-de-plomeria 1/16



Materiales de Plomería

Introducción

Como delineantes no solo debemos saber dibujar y leer planos, ya sean mecánicos y de

construcción, pero también debemos saber sobre materiales de los cuales están construídos las

diferentes partes o elementos de los aparatos y estructuras que dibujamos y/o diseñamos.

Una de las áreas de conocimiento, más importantes, que un delineante tiene que saber y dominar

es el área de plomería.

InformaciónTres materiales más comunes en plomería:

1. Policloruro de vinilo (PVC)

2. Tubería de cobre

3. Válvulas

1 - Policloruro de vinilo (PVC)



Suministro de Agua: CPVC (Cloruro de Polivinilo Clorurado)

Apariencia: Plástico blanco mate

Descripción: El CPVC es un plástico rígido y económico diseñado para soportar la temperaturay presión altas.

Uso Predominante: El CPVC se utiliza para las tuberías de suministro de agua fría y caliente.

Corte y Ajuste: La tubería se corta fácilmente con un cortador o cúter para tuberías o una sierra,

y se une de manera permanente utilizando piezas de plástico y pegamento de solvente o ambos, y

pueden ser removidos con piezas de presión.

El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro devinilo. Es el derivado del plástico más versátil. Este se puede producir mediante cuatro procesos

diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución.

Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80 °C y se

descompone sobre 140 °C. Es un polímero por adición y además una resina que resulta de la polimerización del cloruro de vinilo o cloroeteno. Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a

la llama.

El átomo de cloro enlazado a cada átomo de carbono le confiere características amorfas

principalmente e impiden su recristalización, la alta cohesión entre moléculas y cadenas

poliméricas del PVC se deben principalmente a los momentos dipolares fuertes originados porlos átomos de cloro, los cuales a su vez dan cierto impedimento estérico es decir que repelen

moléculas con igual carga, creando repulsiones electrostáticas que reducen la flexibilidad de las

cadenas poliméricas, esta dificultad en la conformación estructural hace necesario laincorporación de aditivos para ser obtenido un producto final deseado.

En la industria existen dos tipos:

• Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran medida alhierro (que se oxida más fácilmente), muñecas antiguas.

• Flexible: cables, juguetes y muñecas actuales, calzados, pavimentos, recubrimientos,techos tensados.

El PVC se caracteriza por ser dúctil y tenaz; presenta estabilidad dimensional y resistencia

ambiental. Además, es reciclable por varios métodos.

Se obtiene a partir del craqueo del petróleo, que consiste en romper los enlaces químicos delcompuesto para conseguir diferentes propiedades y usos. Lo que se obtiene es el etileno, que



combinado con el cloro obtenido del cloruro de sodio producen etileno diclorado, que pasa a ser

luego cloruro de vinilo. Mediante un proceso de polimerización llega a ser cloruro de polivinilo o

PVC. Antes de someterlo a procesos para conformar un objeto el material se mezcla con pigmentos y aditivos como estabilizantes o plastificantes, entre otros.

Características

• Tiene una elevada resistencia a la abrasión, junto con una baja densidad (1,4 g/cm3), buena resistencia mecánica y al impacto, lo que lo hace común e ideal para la edificación

y construcción.

• Al utilizar aditivos tales como estabilizantes, plastificantes entre otros, el PVC puede

transformarse en un material rígido o flexible, característica que le permite ser usado en

un gran número de aplicaciones.

• Es estable e inerte por lo que se emplea extensivamente donde la higiene es una

prioridad, por ejemplo los catéteres y las bolsas para sangre y hemoderivados estánfabricadas con PVC, así como muchas tuberías de agua potable.

• Es un material altamente resistente, los productos de PVC pueden durar hasta más de

sesenta años como se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de

agua potable y sanitarios; de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una prolongada duración del PVC así como ocurre con los marcos de puertas y ventanas.

• Debido a los átomos de cloro que forman parte del polímero PVC, no se quema confacilidad ni arde por si solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado.

Los perfiles de PVC empleados en la construcción para recubrimientos, cielorrasos,

puertas y ventanas, se debe a la poca inflamabilidad que presenta.

• Se emplea eficazmente para aislar y proteger cables eléctricos en el hogar, oficinas y en

las industrias debido a que es un buen aislante eléctrico.

• Se vuelve flexible y moldeable sin necesidad de someterlo a altas temperaturas (basta

unos segundo expuesto a una llama) y mantiene la forma dada y propiedades una vezenfriado a temperatura ambiente, lo cual facilita su modificación.

• Alto valor energético. Cuando se recupera la energía en los sistemas modernos de

combustión de residuos, donde las emisiones se controlan cuidadosamente, el PVC aporta

energía y calor a la industria y a los hogares.

• Amplio rango de durezas

• Rentable. Bajo coste de instalación.

• Es muy resistente a la corrosión



Daños y perjuicios del cloruro de vinilo

Existe un debate acerca de la toxicidad del PVC. Mientras que la industria del PVC niega sus

posibles efectos tóxicos sobre la salud y el medio ambiente, ciertas colectivos y organizaciones

ecologistas denuncian que la inhalación prolongada de cloruro de vinilo podría ser la causa de

dolencias en el hígado y cáncer.

2 – Tubería de cobre

Suministro de Agua: Cobre (rígido y flexible)

Apariencia: Tubería de metal de color cobre mate.

Descripción: La tubería de cobre vienen en dos estilos, rígidas y flexibles. A través de lasdécadas ha demostrado ser resistente a la corrosión y muy segura. El cobre es un material suave

y puede cortarse y fabricarse fácilmente. Es propenso a dañarse y puede agujerearse un poco con

el tiempo, además de quebrarse si fluye agua congelada por la cañería .

Uso Predominante: La tubería de cobre rígida se utiliza para tramos largos de suministro deagua y en algunas ocasiones puede utilizarse para el desagüe del hogar. La tubería de cobre

flexible se utiliza para tramos cortos de suministro de agua.

Corte y Ajuste: La tubería de cobre se corta fácilmente con un cortador o cúter de tubería o una

sierra. Las partes se unen con conectores de cobre soldados o adaptadores de compresión de



cobre. La tubería de cobre flexible puede terminarse con fuego en el extremo y utilizando

adaptadores de bronce resistentes al fuego.

Tipos y Caracteristicas Tubería de Cobre

Tubo Rígido Tipo M

Aplicaciones :

• Conducción de agua fría y caliente en : casas de interés social, casas de interés medio, edificios

habitacionales y edificios comerciales. Donde las presiones de servicio son normales.

Tubo Rígido Tipo L

Color de Marcación: Azul Longitud del tramo: 6.10 m

Aplicaciones :

• Conducción de agua fría y caliente en : hoteles, clínicas y hospitales. En donde las presiones de

trabajo y temperatura son más elevadas de lo normal.

• Instalaciones de gas natural y L. P. (licuado del petróleo), calefacción, refrigeración, oxígeno,

tomas de agua domiciliaria, etc.

Tubo Rígido Tipo K

Color de Marcación: Verde Longitud del tramo: 6.10 m

Aplicaciones:

• Instalaciones de tipo industrial, conduciendo líquidos y gases en condiciones más severas de presión y temperatura.

• Oxígeno, vapor, vacío y óxido nitroso entre otros

Tubo Flexible Tipo L

Longitud del rollo: 18.30 m

Aplicaciones :

• Tomas Domiciliarias de agua potable

• Instalaciones de gas natural y L. P. (licuado del petróleo), aire acondicionado, refrigeración,oxígeno, óxido nitroso, etc.



Tubo Flexible Tipo Refrigeración

Deshidratado (puntas selladas) Longitud del rollo: 15.20 mAplicaciones:

• Instalaciones de gas, aire acondicionado y refrigeración.

Tubo Flexible Tipo Usos Generales y Automotrices

Longitud del rollo: 15.20 m

Aplicaciones:

• Instalaciones de gas, automotrices y redes de agua en tendidos subterráneos

Características y Ventajas

• Fabricada sin costura

• Continuidad de flujo por su pared lisa: El proceso de fabricación por extrusión permite obtener

tuberías con paredes lisas y tersas, esto aunado a que no admiten incrustaciones en su interior,

permiten conducir los fluidos con un mínimo de pérdidas de presión, conservando el mismo flujo

durante la vida útil de la instalación.

• Resistencia a las presiones internas de trabajo: Las tuberías de cobre se fabrican sin costura, lo

que permite tener espesores de pared mínimos calculados para resistir perfectamente las presiones de trabajo que se presentan en cualquier instalación, además de ofrecer un factor de

seguridad de 5 veces la presión de trabajo constante.

• Resistencia a la corrosión: El cobre debido a sus características, es sin duda el metal apropiado

para la fabricación de tuberías. El cobre tiene la particularidad de cubrirse de una capa de óxido

que penetra en el metal solo unas cuantas micras, esta capa sirve de protección indefinida, de ahí

que las tuberías de cobre tengan un excelente comportamiento frente a la totalidad de losmateriales de construcción y de los fluidos a conducir, asegurando así una larga vida útil.

• Fabricado en temple rígido y flexible : Las tuberías de cobre se fabrican en dos temples :

• Rígidas : en tramos rectos de 6.10 m (20 pies) y

• Flexibles : en rollos de 15.24 m (50 pies) y de18.30 m (60 pies) de largo

pudiéndose fabricar en otras longitudes de acuerdo a las necesidades del mercado

• Ligero



• Fácil de unir : Debido a los sistemas de unión que se emplean en las tuberías de cobre ;

soldadura capilar y de compresión en tuberías rígidas ; de abocinado a 45º (flare) y decompresión en tuberías flexibles ; así como la ligereza del material y el uso de herramientas

mínimas y ligeras, las uniones se efectúan con gran facilidad y rapidez

Composición del cobre utilizado en las tuberías

Aleación: C12200

Nombre comercial: Cobre Fosforado

Porcentaje de cobre: 99.90 % (Cu + Ag con elementos especificados)

Porcentaje de fósforo: 0.015 a 0.040 %

Características físicas del cobre utilizado en las tuberías Nacobre

Temperatura de fusión: 1,083 ºC

Densidad (20 ºC): 8.94 gr/cm3

Conductividad térmica (68 ºF): 196 BTU/ft2/ft/hr/ºF

Calor específico (20 ºC): 0.092 Cal/gr/ºC



3 - Válvulas

Tipos de válvulas más comunes

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar dicha válvula:

· De cierre( bloqueo)

· De estrangulación

· Para impedir el flujo inverso ( de retención)

Lo anterior se debe determinar según las necesidades de la unidad y del sistema para el cual sedestina la válvula.

Dado que hay diversos tipos de válvulas disponibles para cada función, también es necesario

determinar las condiciones del servicio ñeque se emplearán las válvulas. Es de importancia primordial conocer las características químicas y físicas de los fluidos que se manejan.

El tipo de servicio:

· Líquidos.

· Gases.

· Líquidos con gases.

· Líquidos con sólidos.

· Gases con sólidos.



· Vapores generados instantáneamente por la reducción en a presión del sistema.

· Con corrosión o sin corrosión.

· Con erosión o sin erosión.

Una vez definidas las funciones y el tipo de servicio, se puede seleccionar el tipo de válvula

usando la lista de la clasificación de válvulas.

Clases de válvulas por función definida y usos más comunes:

I. Para servicio de bloqueo o cierre son :

· Válvulas de compuerta: Resistencia mínima al fluido de la tubería. Se utiliza

totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente.

· Válvulas de macho: Cierre hermético. Deben estar abiertas o cerradas del todo.

· Válvulas de bola: No hay obstrucción al flujo. Se utiliza para líquidos viscosos y

pastas aguadas. Se utiliza totalmente abierta o cerrada.

· Válvulas de mariposa: Su uso principal es cierre y estrangulación de grandes

volúmenes de gases y líquidos abaja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evitacualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.

II. Para servicio de estrangulación:

· Válvulas de globo: Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y caída de presión considerables.

· Válvulas de aguja: Son básicamente válvulas de globo que tiene un macho cónicosimilar a una aguja, que ajusta con precisión en su asiento. Se puede tener estrangulación

exacta de volúmenes pequeños porque el orificio formado entre el macho cónico y al

asiento cónico se puede variar a intervalos pequeños y precisos.

· Válvulas en Y : Son válvulas de globo que permiten el paso rectilíneo y sin obstrucción

igual que las válvulas de compuerta.

· Válvulas de ángulo: Son similares a las de globo, su diferencia principal es que el flujodel fluido hace un giro de 90°

· Válvulas de mariposa: Trabajan a presiones de 150 psi hasta el vacío.

III. Las válvulas que no permiten el flujo inverso ( de retención) actúan en forma automática

ante los cambios de presión para evitar que se invierta el flujo, como la válvula de cheque porejemplo.



En amplia gama de procesos el ingeniero se encuentra con el problema de seleccionar un

dispositivo de desahogo para una situación específica; hay entonces disponibles diversos tipos de

ellos. Aunque ninguno es adecuado para todos los servicios. Cada uno es idóneo para unaaplicación particular.

IV. Los dispositivos se dividen en dos grupos generales: 1) válvulas y 2) discos de ruptura. Eneste artículo solo se tratará el temas de las válvulas.

Las válvulas están bajo carga de resorte, salvo que operen con un piloto del tipo de falla sin peligro, y si se utilizan para vapor o aire tienen una palanca para abrir la válvula si la presión del

recipiente es mayor del 75% de la presión de desahogo.

Además, las válvulas se subdividen en:

a) Válvulas se seguridad.

b) Válvulas de desahogo.

Una válvula de seguridad es un dispositivo automático para desahogo de presión accionado porla presión estática corriente arriba de la válvula y que se caracteriza por su acción de disparo para

plena apertura. Generalmente se utiliza en servicios con gas o vapores.

En la industria, el término válvula de seguridad se aplica en general a las utilizadas en servicio

para vapor de calderas.

Una válvula de desahogo es un dispositivo automático para desahogo de la presión accionado por

la presión estática corriente arriba de la válvula y que tiene apertura adicional con el aumento en

la presión en relación con su funcionamiento. Su servicio principal es con líquidos.

El término válvula de desahogo se aplica en cualquier tipo de dispositivo para este fin. Entérminos estrictos, se debe aplicar a una válvula diseñada para servicios con líquidos; casi todas

estas válvulas son pequeñas.

Las válvulas de desahogo se utilizan en la descarga de la bombas para la dilatación térmica del

líquido en tuberías que se pueden obstruir o que están expuestas a la radiación solar u otras

fuentes de calor. Estas válvulas no suelen ser adecuadas para servicio con polímeros porque éstos

tienden a sedimentarse y a obstruir o pegar la válvula.

Los materiales para los resortes de las válvulas suelen ser de acero al carbono para servicio amenos de 450°F. Para una temperatura mayor, se necesitan resortes con aleación de tungsteno y

también hay resortes de acero inoxidable. Están disponibles diversos tipos de revestimientos a la

corrosión.

V. También existen las Válvulas de desahogo de seguridad que al igual que las anteriores son

un dispositivo automático, accionado por presión, también se puede utilizar para vapor o



calderas, pero la aplicación más importante es en los recipientes de presión sin fuego. Además se

usan en la descarga de bombas y compresores.

Cuidados: No debe emplearse en servicio con polímeros, si se usa en servicio que produzca

carbonatación, se debe utilizar una purga de vapor a la entrada.

Aplicaciones especiales

Las bombas alternativas producen impulsos de presión que tienden a elevar el disco de una

válvula de desahogo y ocasionar fugas. Por ello, las válvulas en este servicio se deben graduar,

cuando menos a 25% más que la presión de funcionamiento.

Las válvulas de desahogo e seguridad en compresores se deben graduar mínimo a 15% más que

la presión de funcionamiento.

Hay disponible una selección especial de tipos de válvulas para manejar pastas aguadas gruesas ofinas. Los tipos más comunes son en ángulo, fondo plano, macho, bola y diafragma y válvulas de

opresión o compresión. Están diseñadas para resistencia al flujo y con frecuencia, estánrevestidas con aleaciones especiales para darles resistencia a la corrosión o a la erosión.

Efectos importantes en el uso de válvulas y recomendaciones

a) Cuando una válvula se usa para regulación del caudal, la energía potencial a su entrada se

convierte en energía cinética a l a salida, donde la velocidad será igual a la velocidad de chorro,

correspondiente a la diferencia de la carga efectiva total a la entrada y a la carga estática a la

salida.

La cantidad de energía contenida en grandes chorros es enorme, por lo que en el diseño de

válvulas de regulación o servicio es esencial tomar precauciones para evitar daños a las válvulas

mismas y a las estructuras cercanas.

b) Selección del tipo

La selección del tipo de válvula depende principalmente de las condiciones del servicio que

vaya a proporcionar.

La selección de la válvula depende además de:

1) Influencia de las impurezas en el agua

Cuando el agua vaya cargada con arena, limo o carbonatos, las válvulas con flujo concéntrico y pasos muy chicos(giros) tienen el inconveniente de que se pueden obturar y quedar fuera de

servicio. Para este tipo de servicio probablemente la válvula tipo mariposa sea la más

conveniente.



2) Consideraciones sobre difusión

Cuando la dispersión proveniente de válvulas de descarga libre tiene alguna objeción, como en el

caso de instalaciones eléctricas cercanas, las válvulas de aguja pueden ser una solución

adecuada, debido a la descarga concentrada.

Las tipo mariposa para aberturas parciales y las de chorro divergente efectúan una considerable

dispersión del chorro, Debido a estas condiciones, algunas válvulas requieren tanques

disipadores.

3) Mantenimiento

En la selección del tipo de válvula se deben hacer consideraciones de mantenimiento, como lo es

la facilidad y frecuencia de las reparaciones, lo que tendrá importancia en los costos de operacióny confiabilidad del servicio.

La cavitación es una amenaza siempre presente en válvulas de gran carga y ha sido una de las principales causas de la discontinuidad ocasionadas por las primeras válvulas de aguja,

sometidas a requerimientos estrictos de mantenimiento.

4) Selección final

Si dos o más válvulas son de igual manera adecuadas funcionalmente para un determinado

proyecto, la selección de la válvula dependerá de su costo inicial y costo de mantenimiento.

5) Válvulas de emergencia

En tuberías a presión no es suficiente la instalación de sólo una válvula de servicio. Es necesarioconsiderar también la colocación de una válvula para emergencia o cierre por mantenimiento,

localizada y controlada de manera que el cierre rápido por emergencia, en condicionesdesbalanceadas, esté asegurado en cualquier circunstancia y no se produzca así golpe de ariete.

c) Consideraciones sobre dimensiones

Las válvulas tipo mariposa pueden ser del mismo diámetro que la tubería o un poco mayor, y las

de tipo esférico es usual que el diámetro sea el mismo que el de la tubería,

Algunos aspectos más de las válvulas

Válvula de compuerta

La válvula de compuerta supera en número a los otros tipos de válvulas en servicios en donde se

requiera circulación ininterrumpida y poca caída de presión. Las válvulas de compuerta no se

recomiendan para servicios de estrangulación, porque la compuerta y el sello tienden a sufrir



erosión rápida cuando restringen la circulación y producen turbulencia con la compuerta

parcialmente abierta.

Cuando la válvula está abierta del todo, se eleva por completo la compuerta fuera del conducto

del flujo, por lo cual el fluido pasa en línea recta por el conducto que suele tener el mismo

diámetro que la tubería.

Las características principales del servicio de las válvulas de compuerta incluyen: cierre

completo sin estrangulación, operación poco frecuente y mínima resistencia a la circulación.

Válvulas de compuerta con bridas.

Válvulas de globo

Se usan para cortar o regular el flujo del líquido y este último es su uso principal.

Las principales características de los servicios de estas válvulas es que incluyen operación

frecuente, estrangulamiento al grado deseado de cualquier flujo, para gases y aire, y alta

resistencia y caída tolerable de presión en la línea.

Válvulas de mariposa

Son uno de los tipos más usuales y antiguos que se conocen. Son sencillas, ligeras y de bajo

costo. El costo de mantenimiento también es bajo porque tienen un mínimo de piezas móviles. Eluso principal de las válvulas de mariposa es para servicio de corte y de estrangulación cuando se

manejan grandes volúmenes de gases y líquidos a presiones relativamente bajas.

Válvulas de mariposa, muy usadas en tuberías de baja presión.



Válvulas de macho

El uso principal de estas, es en servicio de cote y estrangulación. Dado que el flujo es suave e

ininterrumpido, hay poca turbulencia dentro de ella y por tanto, la caída de presión es baja. Las

ventajas principales de las válvulas de macho son acción rápida, operación sencilla, espacio

mínimo para la instalación y cierre hermético cuando tienen macho cónico.

Válvulas de bola

Son básicamente válvulas de macho modificadas. No son satisfactorias para estrangulación, son

de rápida operación de fácil mantenimiento, no requieren lubricación, producen cierre herméticocon baja torsión y su caída de presión es función del tamaño del orificio.

Válvulas de bola de dos piezas

Válvula de aguja

Son básicamente válvulas de globo que tienen machos cónicos similares a agujas que ajustan con

precisión en sus asientos. Por lo general, se utilizan para instrumentos o sistemas hidráulicos,aunque no para altas temperaturas. Los materiales de construcción suelen ser bronce, acero

inoxidable, latón y otras aleaciones.

Válvula en Y

Las válvulas en Y, que son una modificación de las de globo, tienen el conducto rectilíneo de

una válvula de compuerta. El orificio para el asiento está inclinado un ángulo de 45° con el

sentido de flujo. Por tanto, se obtienen una trayectoria más lisa, similar a la de válvula decompuerta y hay menor caída de presión que en la válvula de globo convencional; además, tiene

buena capacidad para estrangulación.

Válvula de retención ( check)

Las válvulas de retención son integrales y se destinan a impedir la inversión del flujo en unatubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y



cualquier inversión en el flujo la cierran. Los discos y componentes móviles pueden estar en

movimiento constante sí la fuerza de la velocidad no es suficiente para mantenerlas en su

posición estable de apertura total.

Hay diferentes tipos de válvulas de retención, como la de bisagra (columpio) y de retención

horizontal, como la vista a continuación, y su selección depende de la temperatura, caída de presión que producen y la limpieza del fluido.

Válvula de retención (check) horizontal.

Materiales de construcción

El ingeniero, después de establecer la función y de seleccionar el tipo de válvula, debe tener en

cuenta los materiales de construcción adecuados para el servicio a que se destinará la válvula.

Todas las partes de la misma que están en contacto con el fluido deben tener la resistencia

necesaria a la corrosión.

Para seleccionar materiales de construcción resistentes a la corrosión, el ingeniero debe utilizarcomo guía los materiales recomendados por los fabricantes para los diversos tipos de servicios

así como los datos publicados sobre el tema por estos o por entidades adscritas al ramo. En

general, salvo que se trate de un proceso totalmente nuevo, o una situación específica con un problema muy particular, no habrá dificultad para de terminar los materiales de construcción con

base en la información existente.

Conclusión

Esta tarea me ha ayudado a conocer y entender un poco más acerca de estos materiales de uso

frecuente en proyectos. Todavía hay muchos más, los cuales iré conociendo a medida que

avance en el curso.

materiales de plomería

Documents