Cañerías Industriales (Piping)
Especificaciones y Planos Tema 3 - Página 15
Son planos realizados en perspectiva axonométrica - isométrica con proyecciones a 30° de cada una de las direcciones ortogonales (horizontales) y con las cañerías verticales sin cambio. Se hacen sin escala y sus aplicaciones son variadas, según sea el caso :
1.- Conjunto de cañerías para ingeniería básica, abarcando áreas completas, facilitan la estimación de costo de un proyecto
2.- Cañería individual, completa, se utiliza para mantenimiento y montaje
3.- Sector de una cañería, utilizada para fabricación o para elaborar a partir del isométrico los planos de fabricación (pipe spools) y el algunos casos para montaje.
Estos casos que anteceden no son los únicos que se pueden mencionar para la aplicación de isométricos.
Aparte de no hacerse en escala, se diferencian de los planos de planta - elevación en que todas las cañerías son unifilares. Los codos son representados por curvas, los recipientes y bombas solo por sus nozzles o bridas y las leyendas, cotas, detalle de soportes etc., siguen las direcciones ortogonales.
Se incluyen, cuando es necesario todas las uniones de cañerías rectas, soldaduras, roscas, etc., en los caso 2 y 3. También estos casos incluyen una lista completa de materiales, salvo que se realicen en un sistema gráfico (CAD) donde se obtienen por una base de datos. Aún así hay métodos que permiten transformar la base (archivo.dbf) en texto (archivo.txt) que se incluye en el dibujo. Se indica también los ejes principales de columnas, referencia a los ejes del parral sí es aplicable, la orientación de planta (NORTE) etc.
ITEM 4
Aislación de cañerías
Cañerías subterráneas
Corrosión
CONTENIDO
Aislación de Cañerías ... 2 Cálculo para determinar la temperatura global sobre la superficie del material aislante ... 7 Cálculo para los casos de superficies no expuestas al aire... 8 Importancia de la aislación complementaria de las bridas y las válvulas ... 8 Pérdida residual de calor sobre superficies planas ... 10 Pérdida residual de calor sobre cañerías ... 10 Cálculo práctico simplificado de las pérdidas de calor para las cañerías aisladas ... 11 Calentamiento de cañerías (tracing) ... 12 Sistemas usados para calentamiento. ... 12 Cañerías Subterráneas ... 13 Análisis de cargas. ... 14 Deflexión y tensiones circunferenciales máximas ... 15 Deflexión o flecha máxima para materiales elásticos ... 16 Corrosión ... 20 Protección Catódica ... 22 Recubrimientos ... 22 Recubrimientos Internos ... 22Aislación de cañerías – Cañerías subterráneas - Corrosión Item 4 - Página 2
Aislación de Cañerías
Coeficiente de conductibilidad térmica de la lana de vidrio, en función de la temperatura media y densidades:
La unidad de este coeficiente se expresa en : Calorías por m-hora- °C y puede definirse como "la conductibilidad de un cuerpo que transmite en una hora, por cada metro cuadrado de superficie, a través del espesor de un metro lineal de material y por grado centígrado de diferencia de temperatura, UNA
CALORÍA".
La cantidad de calor que pasa a través de un material es directamente proporcional a la diferencia de temperatura mantenida entre sus dos caras, a la superficie considerada y a la duración de la transmisión. En cambio, es inversamente proporcional al espesor del material.
Aislación de cañerías – Cañerías subterráneas - Corrosión Item 4 - Página 6 Las curvas que se anotan en la tabla D (dan por simple lectura, las pérdidas que se verifican en las cañerías desnudas, por diferentes diámetros, en función de la temperatura mantenida entre el fluido y el aire.
Si bien se pueden utilizar en la mayoría de los casos, es indispensable tener en cuenta que tales cifras han sido establecidas basándose sobre dos hipótesis :
- que la temperatura del aire sea de +20 °C - que la cañería no sea expuesta al viento.
Si la velocidad del viento es mínima, las cifras mencionadas en la Tabla D son utilizables.
Para evitar errores de cálculo es necesario proceder a una rectificación mediante una verificación adecuada.
Las pérdidas de una cañería expuesta a la acción del viento se determina por la fórmula: Qcal = αααα( ππππ d ) m2 ( t 1 - t a ) °C [1]
en la que :
t 1 y ta = son las temperaturas del fluido y el aire respectivamente d = el diámetro exterior del caño
α αα
α = coeficiente de transmisión de la superficie expuesta al aire.
El coeficiente αααα se descompone en dos coeficientes parciales : ααααc y ααααr , correspondientes a la transmisión por convección y por radiación.
En la Tabla E se anota tal valor en la primera columna C 4,0 (para la cañería desnuda) y en la segunda columna C 4,6 para la cañería recubierta de una capa protectora cualquiera - no aislante - (pintura, revoque liviano de poco espesor etc.).
Temperatura de la superficie que Coeficiente de transmisión de Calor ααααc en Kcal/m2/h/°C Emite el calor en °C 0 20° 40° 4,0 4,6 4,0 4,6 4,0 4,6 0 3,2 3,6 20 3,6 4,1 4,0 4,5 40 4,0 4,5 4,4 5,0 4,9 60 4,5 5,0 4,9 5,5 5,4 5,5 80 5,0 5,6 5,4 6,1 5,9 6,0 100 5,5 6,2 6,0 6,7 6,5 6,6 150 7,0 7,9 7,6 8,6 8,2 7,3 200 8,9 10,0 9,4 10,6 10,0 9,2 250 11,1 12,5 11,7 13,2 12,4 11,3 300 13,6 15,3 14,4 16,2 12,2 14,0 350 16,6 18,7 17,4 19,6 18,8 17,2 400 20,0 22,4 20,8 23,4 21,7 20,5 450 23,7 26,7 24,6 27,8 25,6 24,4 500 28,1 31,6 29,2 32,8 30,2 28,8 TABLA E
El coeficiente de transmisión por convección de la superficie expuesta al aire, es, al contrario, influenciado por la exposición al viento.
La Tabla F indica el coeficiente por m2 de superficie.
Diámetro ext. del caño en m 1 2 5 10 25 0,026 17,9 24,5 39,8 63,0 115 0,054 11,9 17,4 31,0 50,0 93 0,076 9,9 15,0 27,3 43,8 83 0,102 8,8 13,5 24,8 40,2 76 0,152 7,5 11,7 21,9 35,5 68 0,203 6,8 10,7 20,1 32,6 63 0,300 5,7 9,1 17,3 28,1 55 0,500 4,9 7,9 14,9 24,3 47,4 0,700 4,3 7,1 13,3 21,9 42,7 TABLA F
La velocidad media del viento a 5 metros por segundo corresponde a la simple exposición al aire libre. El valor de 25 m/segundo es raramente alcanzado y debe ser utilizado únicamente en los casos de exposición desfavorable (orilla del mar, etc.)
EJEMPLO 1 : Un caño de vapor de 216 mm. de diámetro exterior, se encuentra expuesto al aire libre - temperatura +20°C -temperatura del fluido 250°C. vi ento a 5 m/seg.
♦ Coeficiente de transmisión en la superficie por irradiación...11,7(Tabla E)
♦ Coeficiente de transmisión en la superficie por convección...20,1(Tabla F)
♦ Coeficiente real de transmisión de la superficie expuesta al aire...31,8 PERDIDAS : 31,8 x π x 0,216 x 230 = 5000 CALORÍAS POR METRO LINEAL.
Realizando una aislación racional, las pérdidas de tal cañería aislada no deberían superar las 300 calorías por m2 y por lo tanto el rendimiento calculado, sobre las pérdidas de la cañería desnuda mencionada en la Tabla D (2800 calorías) sería del 89,3% mientras que, en realidad, las mismas 300 calorías de pérdida residual relacionadas a las 5000 calorías realmente perdidas por la cañería desnuda expuesta al viento, corresponderían a una recuperación del 94%.