tuberías accesorios y válvulas

Tuberías, accesorios y válvulas

INSTALACIONES INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD MARISTA DE MERIDA

NESTOR GUILLERMO CHIQUINI MENDEZ

11/02/15


TUBERIAS, ACCESORIOS Y VALVULAS

Accesorios: Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso. Los accesorios se especifican por el diámetro nominal de la tubería, el nombre del accesorio y el material. Se agrupan en tres clases generales:

- Roscados- Soldados- Bridas

Accesorios Roscados: Se usan generalmente en instalaciones de tuberías de 2 ½ pulgadas de diámetro, o menos. Se usa un compuesto (aceite y plomo) en las conexiones roscadas como lubricante y para sellar cualquier irregularidad. La rosca normalizada americana es de dos clases: cónica y paralela.

La rosca cónica, tiene una conicidad de 1/16 por pulgada en las rocas externas o internas. Con esta conicidad se fija la distancia que la tubería entra en el accesorio y se asegura un acoplamiento ajustado. Se identifica esta rosca en los dibujos como NPT y se pueden dibujar con la conicidad o sin ella.

Las roscas paralelas se identifican en los dibujos NPTS y se usan en casos especiales, así como también tienen el mismo número de filetes por pulgada que las cónicas.

Se debe suponer que todas las roscas de tubería son cónicas a menos que se especifiquen lo contrario.

Accesorios soldados: Se usan cuando las conexiones deben ser permanentes y en líneas de alta presión y temperatura. Otras ventajas sobre los accesorios de bridas o roscados son: las tuberías soldadas son más fáciles de aislar, se pueden colocar más cerca las unas de las otras y pesan menos. Los extremos de la tubería y los accesorios se biselan para poder acomodar la soldadura. Se pueden usar anillos de empalme cuando la tubería soldada se debe desmontar periódicamente.

Accesorios de bridas: Proporcionan una forma rápida de desarmar tuberías. Las bridas se unen a los extremos de las tuberías por medio de soldadura, rosca o solapándolas. Las caras


de las bridas se acoplan entonces por medio de pernos, cuyo tamaño y espaciamiento se determina por el tamaño y presión de trabajo de acoplamiento.

Codos: son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías. Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características específicas.

Codo de 45°

- Tipos: PVC, Galvanizados, Cobre, Acero al Carbón, Acero Inoxidable, Aleaciones, Acero inoxidable, Vidrio, Cobre, Latón, CPVC, Asbesto.

- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio del codo entre sus paredes los cuales existen desde ¼'' hasta 120''.Angulo: existente entre ambos extremos del codo y sus grados dependen del giro o desplazamiento que requiera la líneaRadio: dimensión que va desde el vértice hacia uno de sus arcos, pueden ser: radio corto, largo, de retorno y extra largo.Espesores: determinada por el grosor de la pared del codoAleación: tipo de material o mezcla de materiales con el cual se elabora el codoJunta: procedimiento que se emplea para pegar un codo con un tubo y puede ser: soldable a tope, roscable, embutible.


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Aplicación: Realizan el cambio de dirección de una tubería en 45°

Para este son las misma especificaciones que para el codo de 45° y para el de 90°.

Tee

Codo de 90°

- Tipos: PVC, Galvanizados, Cobre, Acero al Carbón, Acero Inoxidable, Aleaciones, Acero inoxidable, Vidrio, Cobre, Latón, CPVC, Asbesto.

- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio del codo entre sus paredes existen desde ¼'' hasta 120''.Angulo: existente entre ambos extremos del codo y sus grados dependen del giro o desplazamiento que requiera la líneaRadio: dimensión que va desde el vértice hacia uno de sus arcos, pueden ser: radio corto, largo, de retorno y extra largo.

- Espesores: determina el grosor de pared del codo- Aleación: tipo de material o mezcla de materiales con el cual se elabora el codo- Junta: procedimiento que se emplea para pegar un codo con un tubo y puede ser: soldable a

tope, roscable, embutible.- Aplicación: Realizan el cambio de dirección de una tubería en 90°

Codo de 180°


Tee Recta

- Tipos: Acero al carbón, Aleación, Acero inoxidable, Acero de baja temperatura, Acero de alto rendimiento

- Características: Tamaño de las uniones en T rectas: T recta sin costura: 1/2″~32″ T recta: 6″~60″Grosor de la pared: sch10, sch20, sch30, std, sch40, sch60, xs, sch80, sch100, sch120, sch140, sch160, xxs, sch5s, sch20s, sch40s, sch80s, Grosor máx. de la pared: 200mm Aplicación: estos accesorios ofrecen un medio alternativo de conexión a un cabezal principal,

sin necesidad de reforzamiento; generalmente están preformados a la curvatura de la tubería a la cual se van a unir.

Tee Reductora

- Tipos: Acero al carbón, Aleación, Acero inoxidable, Acero de baja temperatura, Acero de alto rendimiento

- Características: Tamaño de las uniones en T reductoras: T de reducción sin costuras: 1/2″~32″ T de reducción:6″~60″Grosor de la pared: sch10, sch20, sch30, std, sch40, sch60, xs, sch80, sch100, sch120, sch140, sch160, xxs, sch5s, sch20s, sch40s, sch80s, Grosor máx. de la pared: 200mm

Aplicación: Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, diámetros, se utiliza para efectuar fabricación en líneas de tubería.


Cruces Rectas y Reductoras

Las primeras se pueden obtener generalmente en almacén, pero las reductoras son de muy difícil obtención;

Es preferible usar tés y no cruces debido a su economía, sostenibilidad y disminución de número de artículos en inventario para mantenimiento; a excepción de donde el espacio es restringido en tuberías marinas o trabajos críticos. No se necesita reforzar la unión.

Tapón Macho

- Tipos: PVC, Galvanizados, Cobre, Acero al Carbón, Acero Inoxidable, Aleaciones, Acero inoxidable, Cobre, Latón.

- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio del codo entre sus paredes.Aplicación: La mayoría de estos accesorios se usan en tuberías de servicios (aguas, vapor, aire, etc); no se usan salvo pedido especifico y estudio detallado en las tuberías de proceso, aunque sus rangos de presión y temperatura sean apropiados.


Reducción Bushing

Tapón Cachucha


- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio del codo entre sus paredes.Aplicación: se refiere como los tapones de la tapa, ya que funcionan como las dos tapas y tapones, el plástico StockCap tapón (o T-Plug). Su diseño cónico se enciende fácilmente como una gorra, mientras que proporciona la funcionalidad perfecta para un tapón.


- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio entre sus paredes.

- Aplicación: son accesorios de forma cónica, fabricadas de diversos materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

- Estándar concéntrica. Es un accesorio reductor que se utiliza para disminuir el caudal del fluido aumentando su velocidad, manteniendo su eje.

Reducción Campana


- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio entre sus paredes.Estandar excéntrica: es un accesorio reductor que se usa para disminuir el caudal del fluido en la línea aumentando su velocidad perdiendo su eje.Aplicación: son accesorios de forma cónica, se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.


Cople Reductor


- Características: Diámetro: Es el tamaño del orificio entre sus paredes.

Aplicación: Une tuberías roscadas de diferentes diámetros, se puede fabricar a partir de piezas forjadas.

Diámetro: Es el tamaño del orificio entre sus paredesAplicación: Junta uniones, válvulas, filtros, accesorios; básicamente es un tramo de tubería roscado que se puede hacer en campo, aunque es preferible comprarlo hecho, sobre todo si lleva algún recubrimiento (galvanizado).

Niple


- Características:


- Se usa para realizar conexiones roscadas a recipientes sin presión o a baja presión, la longitud total es generalmente 150 mm, con rosca cónica para tuberías para tuercas de cierre (no se recomienda el uso de este artefacto).

Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador. Las válvulas de movimiento lineal en las que el obturador se mueve en la dirección de su propio eje se clasifican como se especifica a continuación.

Válvula de Compresión consideran 90 grados y en control continuo 60

Niple de Tanque

- Tipos: Galvanizados, Cobre, Acero al Carbón, Acero Inoxidable, Aleaciones, - Características:

Diámetro: Es el tamaño del orificio entre sus paredes.

VálvulaLas válvulas tienen como función básica el control del flujo de un fluido, tanto en dirección como en cantidad, lo cual realizará por la inserción de un objeto (elemento de control de flujo ), y la acción anterior permitirá la diversificación, restricción o regulación de flujo.

- Especificación: La especificación de una válvula es un proceso concienzudo que involucra muy variadas definiciones, a continuación se enlistan los criterios mínimos que se deben tomar en cuenta:

a) Tipo de válvula.

b) Material de que esta hecha.

c) Tipo de conexiones (roscada, soldable, bridada ,etc )

d) Rango de presión de operación.

e) Diámetro nominal.

f) Definición del elemento de control y sus asientos.

g) Definición del vástago y bonete.

h) Definición del volante o artefacto de operación de la válvula.

Tipos y Características.

Válvula de Globo

De simple asiento, de doble asiento y de obturador equilibrado respectivamente. Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas en posición de cierre sean mínimas. El cierre estanco se logra con obturadores provistos de una arandela de teflón. En la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento. Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial.

Válvula en Angulo

Permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuirla erosión cuando esta es considerable por las características del fluido o por la excesiva presión diferencial. El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan, para trabajar con grandes presiones diferenciales y para los fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Válvula de tres vías

Este tipo de válvula se emplea generalmente para mezclar fluidos, o bien para derivar un flujo de entrada dos de salida. Las válvulas de tres vías intervienen típicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

Válvula de Compuerta

Es adecuada generalmente para control, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Presentar muy poca resistencia al flujo de fluido en posición de apertura total.

Válvula de Jaula

Consiste en un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las características de caudal deseadas en la válvula. Se caracteriza por el fácil desmontaje del obturador y por que este puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presión diferencial favoreciendo la estabilidad del funcionamiento. Por este motivo este tipo de obturador equilibrado se emplea en válvulas de gran tamaño. Como el obturador esta contenido dentro de la jaula, la válvula es muy resistente a las vibraciones y al desgaste. Por otro lado, el obturador puede disponer de aros de teflón que, con la válvula en posición cerrada, asientan contra la jaula y permiten lograr así un cierre hermético.

Válvula en Y

Es adecuada como válvula de cierre y de control. Se caracteriza por su baja perdida de carga y como válvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de auto drenaje cuando esta instalada inclinada con un cierto ángulo. Se emplea en instalaciones criogénicas.

Válvula de Cuerpo Partido

Es una modificación de la válvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes entre las cuales esta presionado el asiento. un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la industria alimentaría.

Válvula Saunders

La válvula se caracteriza por que el cuerpo puede revestirse fácilmente de goma o de plástico para trabajar con fluidos agresivos. Se utiliza en procesos químicos difíciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o en el control de fluidos conteniendo sólidos en suspensión.


Funciona mediante el pinzamiento de dos o más elementos flexibles, por ejemplo, un tubo de goma. Igual que las válvulas de diafragma se caracterizan porque proporcionan un optimo control en posición de cierre parcial y se aplican fundamentalmente en el manejo de fluidos negros corrosivos, viscosos o conteniendo partículas sólidas en suspensión.

Válvula de Obturador excéntrico rotativo

Consiste en un obturador de superficie esférica que tiene un movimiento rotativo excéntrico y que esta unido al eje de giro por uno o dos brazos flexibles. El eje de giro sale al exterior del cuerpo y es accionado por el vástago de un servomotor. El par de este es reducido gracias al movimiento excéntrico de la cara esférica del obturador. La válvula se caracteriza por su gran capacidad de caudal, comparable a las válvulas mariposa y a las de bola y por su elevada perdida de carga admisible.

Válvula de obturador cilíndrico excéntrico

Tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador. La válvula es de bajo costo y tiene una capacidad relativamente alta es adecuada para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.

Válvula de Mariposa

Esta formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular. La válvula cierra herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. Un servomotor acciona el eje de giro del disco y ejerce su par máximo cuando la válvula esta totalmente abierta (en control todo-nada se

grados, a partir de la posición de cierre ya que la ultima parte del giro es bastante inestable),siempre que la presión diferencial permanezca constante. En la sección de la válvula es importante considerar las presiones diferenciales correspondientes a las posiciones de completa apertura y de cierre; se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada. Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de presión a baja presión.

Válvula de Bola

El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de bola o esfera. La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. El cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula esta cerrada. En posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño de la tubería. La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión.

Una válvula de bola típica es la válvula de macho que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90 grados. Se utiliza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de caudal.


Válvula de Mariposa con palanca Válvula de Retención de doble plato

Válvula de Retención

Válvula de Bola extremos ranurados

Válvula de InterrupciónVálvula de Diafragma paso ondulado


Válvula de Orificio Ajustable

El obturador de esta válvula consiste en una camisa de forma cilíndrica que esta perforada con dos orificios, uno de entrada y otro de salida y que gira mediante una palanca exterior accionada manualmente o por medio de un servomotor. El giro del obturador tapa parcial o totalmente las entradas y salidas de la válvula controlando así el caudal. La válvula incorpora además una tajadera cilíndrica que puede deslizar dentro de la camisa gracias a un macho roscado de accionamiento exterior. La atajadera puede así fijarse manualmente en una posición determinada para limitar el caudal máximo. La válvula es adecuada en los casos en que es necesario ajustar manualmente el caudal máximo del fluido, cuando el caudal puede variar entre limites amplios de forma intermitente o continua y cuando no se requiere un cierre estanco. Se utiliza para combustibles gaseosos o líquidos, vapor, aire comprimido y líquidos en general.

Válvula de Flujo Axial

Las válvulas de flujo axial consisten en un diagrama accionado reumáticamente que mueve un pistón, el cual a su vez comprime un fluido hidráulico contra un obturador formado por un material elastómero. De este modo, el obturador se expansiona para cerrar el flujo anular del fluido. Este tipo de válvulas se emplea para gases y es especialmente silencioso. Otra variedad de la válvula de flujo axial es la válvula del manguito a través de un flujo auxiliar a una presión superior a la del propio fluido. Se utiliza también para gases.

Brida Integral.

Brida integral: 3/8″~80″

Materiales de la brida integral: Acero al carbón, Aleación, Acero inoxidable, Acero de baja temperatura, Acero de alto rendimiento.

Procesos Industriales: Forjado, maquinado, etc.

Industrias atendidas: Generación de energía, petróleo, gas natural, químicos, construcción de navíos, calefacción, confección de papel, metalurgia, etc.

Brida con cuello soldado


Brida soldada deslizable Descripción de la brida soldada deslizable: es un tipo de brida industrial que se desliza sobre los extremos de la tubería y luego son soldadas en el lugar. El interior y exterior de la brida están soldados, resultando en una resistencia suficiente y sin pérdidas. Las bridas deslizables pueden ser fácilmente fijadas y soldadas en diferentes tubos. Aplicaciones de baja presión.Materiales: Acero al carbón, aleación, acero inoxidable, acero de baja temperatura, acero de alto rendimiento.Procesos industriales: forjado, maquinado.

Brida soldada tipo placa

Proceso industrial: Forjado, maquinado.

Industrias servidas: Energía eléctrica, petróleo, gas natural, químicos, construcción de navíos, calefacción, confección de papel, metalurgia. Materiales: Acero al carbón, aleación, acero inoxidable, acero de baja temperatura, acero de alto rendimiento.

Brida roscada Descripción de la brida roscada: es un dispositivo económico y de ahorro de tiempo usado en diferentes aplicaciones industriales. Puede ser ensamblado al tubo sin soldar, haciéndolo adecuado para usos en servicios de presión extremadamente alta a una temperatura atmosférica, y en áreas altamente explosivas donde la soldadura es peligrosa. El diámetro está roscado para combinar con un tubo roscado en la parte externa.

Brida roscada de enchufe Descripción de la brida soldada de enchufe: tipo de bridas para tubos, son diseñadas y fabricadas para usar en aplicaciones de diámetros pequeños y alta presión. Son similares a las bridas deslizables en cuanto a la fabricación, pero tienen una muy alta resistencia al desgaste cuando se suministra una soldadura interna. Como la profundidad de su orificio es mayor que la del tubo a combinar, el tubo puede ser insertado.

Materiales: Acero al carbón, aleación, acero inoxidable, acero de baja temperatura, acero de alto rendimiento.

Brida ciega Descripción de la brida ciega: es un tipo popular de brida para tubos. No tiene diámetro en el medio, y es usada para cerrar extremos de sistemas de tubería, permite un acceso fácil a la línea una vez que haya sido sellada. Las bridas ciegas de Ahad están disponibles en varios tamaños y materiales para su elección.

Tamaño de la brida ciega:Brida ciega 3/8″~80″DN10~DN2000

Brida de unión con solapa Descripción de la brida de unión con solapa:Basada en diferentes formas de conexión entre las bridas y los tubos, puede ser dividida en 5 tipos principales, son brida de cuello soldado, brida roscada, brida soldada de encaje, brida de unión con solapa y brida soldada deslizable. Entre ellas, la brida de unión con solapa es una combinación de dos tipos de bridas.

Proceso industrial: Forjado, maquinado

Industrias servidas: Energía eléctrica, petróleo, gas natural, químicos, construcción de navíos, calefacción, confección de papel, metalurgia

Brida de orificio Descripción de la brida de orificio:son usadas con medidores de orificios para medir el índice de flujo del líquido o gas. Dos bridas de orificio con pernos y tornillos niveladores forman una unión de brida de orificios, que es usada en conjunción con una placa de orificios. Comparada con la brida de cuello soldado y brida deslizante, ésta tiene orificios radiales y orificios pequeños en el anillo de la brida para medir conexiones y pernos


BibliografíaBecerril, Diego. (2007). 2ª Edición. “Datos Prácticos de Instalaciones Hidráulicas y Sanitaria”.

Saldarriaga V. Juan G. (1998). “Hidráulica de tuberías”. Mc Graw Hill.

Rosas Graterol. (2009). “FLUJO DE FLUIDOS EN FASE LIQUIDA: Tubos, válvulas y accesorios”. Recuperado de: http://es.slideshare.net/

Crane. “Flujo de fluidos en Válvulas, accesorios y tuberías”. Recuperado de: http://switch2011.upa.edu.mx/biblioteca/Ingenier%C3%ADa/Flujo%20de%20Fluidos%20-%20Crane-%20Mc%20Graw%20-Hill.pdf

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