asme b31.3 p.2.0371.01 (español)

SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONALUNIDAD DE NORM ATIVIDAD TECNICA

ESPECIFICACION TECNICA PARA PROYECTO DE OBRAS

SISTEMAS DE TUBERIAS EN PLANTAS INDUSTRIALES

(PIPING SYSTEMS IN INDUSTRIAL PLANTS)

P.2.0371.01

PRIMERA EDICION OCTUBRE, 2000

SISTEMAS DE TUBERIAS EN PLANTAS INDUSTRIALESPrimera Edicin P.2.0371.01: 2000 UNT

PREFACIO Pemex Exploracin y Produccin (PEP) en cumplimiento del decreto por el que se reforman, adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin, publicado en el Diario Oficial de la Federacin de fecha 20 de mayo de 1997 y acorde con el Programa de Modernizacin de la Administracin Pblica Federal 1995 - 2000, as como con la facultad que le confiere, la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Publico, la Ley de Obras Publicas y Servicios Relacionados con las mismas y la Seccin 4 de las Reglas Generales para la Contratacin y Ejecucin de Obras Publicas y de Servicios Relacionados con las mismas, expide la presente especificacin la cual aplica para Sistemas de Tuberas en Plantas Industriales. Esta especificacin se elabor tomando como base la segunda edicin de la norma No.2.425.01:emitida en 1991 por Petrleos Mexicanos de la que se llev a cabo su revisin, adecuacin y actualizacin, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploracin y Produccin. En la elaboracin de esta especificacin participarn: Direccin Ejecutiva del Proyecto Cantarell Direccin Ejecutiva del Programa Estratgico de Gas Subdireccin de Regin Norte Subdireccin de Regin Sur Subdireccin de Regin Marina Noreste Subdireccin de Regin Marina Suroeste Subdireccin de Perforacin y Mantenimiento de Pozos Coordinacin Ejecutiva de Estrategias de Exploracin Subdireccin de Planeacin Subdireccin de Administracin y Finanzas Subdireccin de Tecnologa y Desarrollo Profesional Auditora de Seguridad Industrial y Proteccin Ambiental Unidad de Normatividad Tcnica

2/202


INDICE DE CONTENIDO 0. 1. 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 3. 4. 5 6. 7.0 8. 8.1 8.2 9. 9.1 9.2 10. 10.1 10.2 11. 11.1 11.2 12. 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 13. 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 14. 14.1 14.2 15. 15.1 15.2 16. 16.1 16 .2 16.3 16.4

PAGINA

Introduccin......................................................................................................................... 5 Objetivo. .............................................................................................................................. 5 Alcance. .............................................................................................................................. 5 Contenido y cobertura.......................................................................................................... 5 Tubera de equipos paquete. ............................................................................................... 5 Limitaciones......................................................................................................................... 5 Compatibilidad de materiales. .............................................................................................. 5 Actualizacin. ...................................................................................................................... 6 Campo de aplicacin ........................................................................................................... 6 Referencias. ........................................................................................................................ 6 Definiciones. ........................................................................................................................ 6 Abreviaturas. ..................................................................................................................... 19 Materiales.......................................................................................................................... 19 Requerimientos generales. ................................................................................................ 19 Materiales y partes miscelneas. ....................................................................................... 23 Estndares para componentes de tubera.......................................................................... 24 Requerimientos dimensionales. ......................................................................................... 24 Rango de operacin de componentes. ............................................................................... 24 Condiciones y criterios de diseo....................................................................................... 24 Condiciones de diseo....................................................................................................... 24 Criterios de diseo para tubera metlica. .......................................................................... 27 Diseo por presin de componentes metlicos de tubera.................................................. 33 Generalidades. .................................................................................................................. 33 Diseo a presin de componentes de tubera..................................................................... 33 Requerimientos de servicio de fluido para componentes de tubera.................................... 44 Tubo. ................................................................................................................................. 44 Accesorios, dobleces, gajos, traslapes, y conexiones de ramal. ......................................... 45 Vlvulas y componentes especiales................................................................................... 47 Bridas, placas ciegas, cara de bridas y empaques. ............................................................ 48 Tornillera. ......................................................................................................................... 49 Requerimientos para el manejo de fluidos de uniones en tubera ....................................... 50 Generalidades. .................................................................................................................. 50 Uniones soldadas .............................................................................................................. 50 Juntas bridadas ................................................................................................................. 51 Juntas de expansin. ......................................................................................................... 51 Juntas roscadas................................................................................................................. 51 Juntas para tubo flexible .................................................................................................... 52 Juntas calafateadas. .......................................................................................................... 52 Juntas con soldadura de estao y latn. ............................................................................ 53 Juntas especiales .............................................................................................................. 53 Flexibilidad y soportes. ...................................................................................................... 53 Flexibilidad de tuberas. ..................................................................................................... 53 Soportes para tuberas....................................................................................................... 60 Sistemas especficos de tuberas....................................................................................... 63 Tubera de instrumentos. ................................................................................................... 63 Sistemas de relevo de presin. ......................................................................................... 64 Fabricacin, ensamble y ereccin. ..................................................................................... 65 Generalidades ................................................................................................................... 65 Soldadura. ......................................................................................................................... 65 Precalentamiento............................................................................................................... 70 Tratamiento trmico. .......................................................................................................... 71 3/202


16.5 16.6 16.7 17. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.

Procesos de doblado y formado......................................................................................... 73 Soldadura blanda y fuerte. ................................................................................................. 74 Ensamble y ereccin.......................................................................................................... 75 Inspeccin, examen y pruebas........................................................................................... 76 Inspeccin. ........................................................................................................................ 76 Examen. ............................................................................................................................ 77 Calificacin de personal..................................................................................................... 80 Procedimientos de examen................................................................................................ 81 Tipos de examen. .............................................................................................................. 81 Pruebas. ............................................................................................................................ 83 Registros. .......................................................................................................................... 88 Bibliografa ........................................................................................................................ 89 Concordancia con normas internacionales. ........................................................................ 88 Apndice 1 (Figuras).......................................................................................................... 89 Apndice 2 (Tablas)........................................................................................................ 106 Apndice 3 Fig. 22 Gua para la clasificacin de fluidos .................................................. 181 Apndice 4 Datos de expansin trmica de metales.................................................... 182 Apndice 5 Factores de flexibilidad y de intensificacin de esfuerzos.............................. 190 Apndice 6 Consideraciones precautorias....................................................................... 193 Apndice 7 Proteccin a sistemas de tubera.................................................................. 199

4/202


0.

Introduccin. (3) Vapor, aire y agua;

Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploracin y Produccin (PEP), se encuentran el diseo, construccin, operacin y mantenimiento de las instalaciones para extraccin, recoleccin, procesamiento primario, almacenamiento, medicin y transporte de hidrocarburos, as como la adquisicin de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa. En vista de esto, es necesaria la participacin de las diversas disciplinas de la ingeniera, lo que involucra diferencia de criterios. Con el objeto de unificar criterios, aprovechar las experiencias dispersas, y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploracin y Produccin emite a travs de la Unidad de Normatividad Tcnica, esta especificacin para cumplir con el diseo de los sistemas de tuberas en las plantas industriales.

(4) Gas natural, gas licuado y condensados; (5) Refrigerante. Excepto como se establece en los incisos 2.2 y captulo 4. (c) Exceptuando las exclusiones establecidas en el captulo 4, esta especificacin cubre la tubera dentro de los lmites de las instalaciones interconectadas en el proceso o manejo de qumicos, petrleo, gas o productos relacionados. Ejemplos de ello son las plataformas mrinas, baterias de separacin, refineras de petrleo, terminales de carga, plantas de proceso de gas natural (incluyendo las instalaciones de gas natural licuado) y complejos petroqumicos. Ver figura 22, la cual ilustra diagramticamente el alcance de esta especificacin. 2.2 Tubera de equipos paquete.

1.

Objetivo. La tubera que interconecte piezas individuales o patines de equipos con un equipo paquete, el ensamble debe estar de acuerdo con esta especificacin, excepto la tubera para paquetes de refrigeracin quepueden cumplir con lo establecido en esta especificacin y otros requerimientos adicionales. 2.3 Limitaciones.

Establecer los requerimientos de ingeniera mnimos necesarios para asegurar el diseo y construccin de las instalaciones de tubera en plantas industriales.

2. 2.1

Alcance. Contenido y cobertura.

Esta especificacin establece los requerimientos mnimos para determinar los sistemas de tuberas metlicas a presin o al vaco que se instalen en plantas industriales y en cubiertas de las plataformas marinas de Pemex, incluyendo: (a) Los requerimientos para materiales, diseo, fabricacin, ensamble, montaje, exmenes, inspeccin y pruebas de tubera. (b) Esta especificacin aplica a tubera para los fluidos siguientes: (1) Qumicos destilados, intermedios y pesados. (2) Petrleo crudo y sus productos. 5/202

No esta dentro del alcance de esta especificacin la operacin, exmenes, inspeccin, pruebas, mantenimiento o reparacin de la tubera que ha sido puesta en servicio. Las medidas que esta especificacin establece pueden ser opcionalmente aplicadas para estos propsitos, adicionalmente a otras consideraciones que puedan tambin ser necesarias. 2.4 Compatibilidad de materiales.

La compatibilidad de materiales con el servicio y los riesgos de la inestabilidad de los fluidos contenidos, no estn dentro del alcance de esta especificacin. Vase inciso 8.1 del anexo 6.


3.

Actualizacin.

respectiva. (d) Tubo rgido, cabezales de tubo rgido, cruces y distribuidores de hornos que se encuentren dentro o cerca del horno. (e) Recipientes a presin, intercambiadores de calor, bombas, compresores y otros equipos de proceso o manejo de fluidos, incluyendo tubera interna y conexiones para tubera externa.I )RQWDQHUtD GUHQDMH VDQLWDULR \ IOXYLDO \

A las personas e instituciones que hagan uso de este documento normativo tcnico, se solicita comuniquen por escrito las observaciones que estimen pertinentes, dirigiendo su correspondencia a : Pemex Exploracin y Produccin. Unidad de Normatividad Tcnica. Direccin: Baha de Ballenas # 5, 9 piso. Col. Vernica Anzures, Mxico, D.F. C.P. 11300. Telfono directo: 55-45-20-35 Conmutador 57-22-25-00, ext. 3-80-80. Fax: 3-26-54 E-mail: [email protected]

(g) Sistemas de proteccin de agua contra incendio que cumplan con las especificaciones nacionales reconocidas de ingeniera de proteccin contra incendio.

5

Referencias.

Norma Oficial Mexicana NOM-008-SE-2001: Sistema General de Unidades de Medida.

4.

Campo de aplicacin 6. Definiciones.

Esta especificacin aplica a las instalaciones de sistemas de tubera en plantas industriales, tuberas de proceso y servicios sobre cubiertas de plataformas marinas, excluyendo los siguientes sistemas de tuberas:

A continuacin se definen algunos trminos relacionados con los sistemas de tubera. Para aquellos trminos de soldadura que no se encuentren indicados aqu, las definiciones del estndar ASME/AWS A3.0 son aplicables.

(a) La tubera de transporte que llegue y cruce el rea de una refinera y que deba cumplir con la normatividad aplicable a los "Sistema de Transporte y Recoleccin de Hidrocarburos". (b) Los sistemas de tubera diseados por presin interna (manomtrica) igual o mayor a cero, pero menor a 105 kPa (15 psi), siempre y cuando el fluido manejado no sea inflamable, ni txico y no dae el tejido humano (tal y como se define en el Captulo 6), y su temperatura de diseo este dentro de 244.15K (-20F) a 459.15K (366F); (c) Las calderas de vapor que cumplan con el Cdigo BPV seccin I y la tubera externa de calderas que cumplan con su especificacin

Abertura de raz.Es la separacin entre las piezas a ser soldadas en la raz de la junta.

Acero endurecido al aire.Acero que es endurecido mediante enfriamiento al aire desde una temperatura por encima de su rango de transformacin.

Anillo de respaldo.Material de respaldo en forma de anillo para apoyar la unin durante la soldadura.

6/202


Biselado con gas.Es la aplicacin de flama en determinado ngulo, para cortar el metal, con el fin de efectuar un bisel o una ranura.

Componentes de tubera.Son los elementos mecnicos adecuados para unir o ensamblar sistemas de tubera para conducir fluidos a presin. Los componentes de referencia incluyen tubo rgido, tubo flexible, accesorios, bridas, empaques, pernos, vlvulas; y dispositivos como juntas de expansin, juntas flexibles, mangueras de presin, trampas, filtros, instrumentos y separadores.

Boquillas.Son carretes bridados pertenecientes a tubos, cabezales o equipos como recipientes, cambiadores, bombas, etc., diseados para conectar tubera a dichos equipos.

Conexiones y accesorios de tubera.Son las piezas tubulares utilizadas para unir tramos rectos de tubo (carretes), proporcionando giros a distintos ngulos (codos), ramales (tees), cambios de dimetros (reducciones), etc.; y que junto con los componentes de tubera (vlvulas, juntas de expansin, filtros, etc.), constituyen un sistema de tuberas.

Borde de soldadura.Es la lnea de convergencia entre la cara de la soldadura y la superficie del metal base.

Cara de la soldadura.Es la superficie expuesta de sta, por el lado de la ejecucin.

Condiciones cclicas.Condiciones que aplican a componentes de tuberas especficos o juntas en las cuales el rango de esfuerzo calculado SE, calculado segn el prrafo 13.1.4.4, exceda 0.8SA (rango de esfuerzo permisible) como se define en el prrafo 9.2.3.5, y el nmero equivalente de ciclos (N, como se define en el prrafo 9.2.3.5) sea mayor a 7000; o cualquier otra condicin que el diseador considere que puede llegar producir algn efecto equivalente.

Carrete.Es todo tramo de tubo recto cortado de otro tubo de longitud estndar de fabricacin (6 12 m).

Categora D.Vase Servicio de fluido.

Categora M.Vase Servicio de fluido.

Conexiones de ramificacin.Conexiones integralmente reforzadas, las cuales se sueldan a una tubera principal y se conectan a una ramificacin de tubera. Las conexiones de ramificaciones pueden tener extremos soldables, extremos tipo caja, extremos roscados o bridados; y debern cumplir con los requerimientos del estndar MS-SSP-97.

Codo de Gajos.Son dos o ms secciones de tubo, cortados en ngulo, para substituir un codo de fabrica. Su uso se limita a servicios de baja presin y temperatura.

Cople.Es una conexin de tubo, de fbrica, con extremos de rosca o caja para soldar, que sirve para unir dos tubos.

Conexiones para tubera.Se refiere a las partes integrales o piezas individuales de los equipos (recipientes, intercambiadores, bombas, etc.), que se disean para la conexin externa de tubera (Boquillas, coples, conexiones reforzadas, etc.).

7/202


Construccin en taller.Es la construccin en taller, de los despieces de sistemas de tuberas para una planta industrial, apegados a un plan de divisin del sistema en partes convenientes segn el diseo, para facilitar su manejo, transporte y ereccin en campo.

Corte con oxgeno.Proceso de corte para remover metal mediante una reaccin qumica entre el oxgeno y el metal base a temperatura elevada. La temperatura necesaria es mantenida por el calor de un arco, una llama de gas, u otra fuente.

Corte con arco.Es uno de los procesos de corte trmico en donde la separacin o desprendimiento de metal se efecta llevando el metal a su punto fusin mediante un arco elctrico formado entre un electrodo y el metal de trabajo. (Otros tipos de corte trmico incluyen el corte con arco de carbn, corte con arco metlico, corte con arco metlico y gas, corte con arco de tungsteno con gas, corte con arco de plasma y corte con arco de carbn y aire). Vase tambin Corte con arco y oxigeno.

Dao al tejido humano.Para efectos de esta especificacin, esta frase describe un fluido de servicio en el que la exposicin con el lquido, causada por la fuga del mismo bajo condiciones de operacin previstas, puede daar la piel, los ojos, o exponer la membrana mucosa al respirar, de modo que resulte un dao irreversible en las personas, al menos que se tomen medidas de auxilio inmediatas. (Las medidas de auxilio inmediatas pueden incluir lavado abundante con agua, administracin de antdotos o medicamentos).

Corte con arco de plasma. Deber.Es un proceso de corte con arco que utiliza un arco estrecho y remueve metal fundido mediante un chorro de gas ionizado de alta velocidad emitido desde un conducto restringido, y se dirige hacia el punto en que va a cortar la pieza de trabajo. Es un trmino que indica que cierta disposicin o medida es un requerimiento de esta especificacin.

Debera.Es un trmino que indica que cierta disposicin o medida se recomienda como una buena prctica, pero no es un requerimiento de esta especificacin.

Corte con arco y oxgeno.Proceso de corte trmico que utiliza un arco entre la pieza de trabajo y un electrodo consumible, a travs del cual el oxgeno es conducido hasta la pieza de trabajo. Debido a las interacciones tanto qumicas como mecnicas entre el recubrimiento del fundente, el electrodo y el oxgeno, se aumenta mucho la accin del arco. Para metales resistentes a la oxidacin, la utilizacin de fundentes o polvos metlicos facilitan la reaccin.

Diseo de junta.Es el diseo correspondiente a la geometra y las dimensiones requeridas de la junta soldada.

Diseador.Es la persona u organizacin responsable de la ingeniera de diseo.

Corte oxiacetilnico.Corte con oxigeno en el que la temperatura de iniciacin se alcanza con una llama oxiacetilnica. La separacin del metal es producida por un cambio de estado de slido a lquido a temperaturas elevadas.

Elementos de tubera.Cualquier material planificar o instalar elementos de especificaciones o trabajo requerido para un sistema de tuberas. Los tubera incluyen las de diseo, materiales,

8/202


componentes, soportera, fabricacin, anlisis, inspeccin y prueba.

Electrodo de tungsteno.Electrodo metlico empleado en el proceso de soldadura con gas y arco protegido de tungsteno no son de metal de aporte, pues se consumen con mucha lentitud y no se depositan en la soldadura.

para limpiar la parte inferior de los cordones de raz para tener una soldadura de respaldo slida. Tambin se emplea para eliminar soldaduras deficientes y defectos en la superficie.

Esfuerzos bsicos permisibles. Vase trminos de esfuerzo frecuentemente utilizados. Esfuerzo de diseo en pernos. Vase trminos de esfuerzo frecuentemente utilizados. Especificacin del procedimiento de soldadura.

Elementos de soportera para tubo.Los elementos de soporte consisten en sujetadores y aditamentos estructurales tal y como se indica a continuacin: Los sujetadores son los (a) Sujetadores. elementos que transfieren la carga de la tubera o aditamentos a los soportes o al equipo. Estn considerados como sujetadores los sostenes de soporte que pueden ser barras y resortes de suspensin, contraventeos, contrapesos, tensores, postes, cadenas, guas, anclajes; y los sujetadores del tipo rodamiento, como las silletas, pedestales, rodillos, mnsulas y soportes con deslizamiento. (b) Aditamentos estructurales. Los aditamentos estructurales incluyen elementos soldados, atornillados, o engrapados a la tubera, tales como grapas, asas, anillos, abrazaderas, horquillas, correas y faldones.

Es el documento que establece los parmetros a ser utilizados en la construccin de soldaduras de acuerdo con los requerimientos de esta especificacin.

Examen y examinador.Examen es un trmino que se aplica a las funciones del control de calidad ejecutado por personal del fabricante de la tubera, o de la compaa que realiza la instalacin de la misma. En referencia a esta especificacin, el examinador es la persona que realiza exmenes de control de calidad.

Fabricacin. Envejecimiento por inmersin.En un metal o aleacin, es un cambio de propiedades mecnicas que ocurre al someter el material a calentamientos y enfriamientos sbitos. Se refiere a la preparacin de la tubera para su ensamble e incluye los procesos de corte, roscado, doblado, procesos para dar forma o acabado, y ensamble de componentes. La fabricacin puede ser llevada acabo tanto en planta, como en campo.

Equipos paquete.Es un ensamble de piezas individuales o de estaciones de equipo, con interconexiones de tubera interna y externa. Antes de la entrega del equipo, el ensamble puede ser montado sobre un patn u otro tipo de estructura.

Fluido inflamable.Para los propsitos de esta especificacin, este trmino describe un fluido que entrando en contacto con el medio ambiente o que bajo condiciones de operacin previstas, es un vapor que puede encenderse y continuar quemndose. Por tanto, el trmino puede aplicar, dependiendo de las condiciones de servicio, a fluidos definidos

Escopleadura con oxgeno.Es una variante del corte con oxgeno. Se emplea para cortar ranuras para soldadura, en especial

9/202


para otros propsitos combustibles.

como

inflamables

o

Indicacin.En una inspeccin no destructiva, es la respuesta o evidencia de respuesta que requiere de interpretacin para determinar su significado.

Fusin.Es la fundicin tanto del metal base y como del metal de aporte, o solamente del material base, que da lugar a la unin.

Indicacin lineal.En la inspeccin por partculas magntica, lquidos penetrantes, u otra inspeccin similar, es un rea superficial cerrada que marca o denota una discontinuidad que requiere ser evaluada, y cuya dimensin ms larga es por lo menos tres veces la anchura de la indicacin.

Fondeo de la soldadura.Es la lnea de interseccin del metal base y la parte inferior de la soldadura. En una seccin transversal son los puntos o el punto donde se unen los permetros de las reas del metal base y la soldadura en la parte inferior. Dimensin de la soldadura de ranura o penetracin de la junta. Es la profundidad del metal del bisel ms la profundidad hasta donde se encuentra el fondeo de la soldadura de ranura.

Indicacin redondeada.En la inspeccin por partculas magntica, lquidos penetrante, u otra inspeccin similar, es un rea superficial cerrada que marca o que denota una discontinuidad que requiere ser evaluada, y cuya dimensin ms larga es menos de tres veces la anchura de la indicacin.

Gajos.Es la unin de dos tubos, cuyo corte extremo se corta a menos de 90, para lograr un cambio de direccin.

Ingeniera de diseo.Es el diseo detallado que gobierna un sistema de tuberas, desarrollado a partir de los requerimientos mecnicos y de proceso, de acuerdo a esta especificacin e incluyendo todos los dibujos, normas y especificaciones necesarios.

Garganta de soldadura de filete.(a) Garganta terica. Distancia entre la raz de una soldadura de filete hasta la perpendicular a la hipotenusa del mayor tringulo rectngulo circunscrito en la seccin transversal de la soldadura. (b) Garganta real. Distancia ms corta entre la raz de una soldadura de filete hasta la cara. (c) Garganta efectiva. Es la distancia mnima, menos cualquier refuerzo de soldadura (convexidad), entre la raz de la soldadura y la cara de una soldadura de filete.

Insertos consumibles.Metal de aporte que se ha fundido totalmente adentro de la raz del empalme y pasa a ser parte de la soldadura.

Inspeccin y supervisor autorizado.Inspeccin es un trmino aplicado a las funciones ejecutadas para el propietario por un supervisor autorizado. El supervisor autorizado ser designado por el propietario, pudiendo ser un empleado del mismo, un empleado de una organizacin cientfica o de ingeniera o un empleado de una compaa de inspeccin o seguros reconocida, que actuar como agente del propietario. El supervisor autorizado no representar ni ser un empleado de la compaa que realiz la instalacin, la fabricacin o el

Inclusin de escoria.Material slido no metlico, residuo fundente; atrapado dentro de la soldadura, en el metal de aporte o entre ste y el metal base.

10/202


diseo, a menos que el propietario mismo sea tambin el instalador, fabricante o diseador. Vase el subinciso 17.1.1.

Junta a tope.Junta entre dos piezas situados uno frente al otro y que se encuentran aproximadamente en el mismo plano.

Inspeccin en proceso.Comprende la inspeccin visual, cuando sea aplicable a los siguientes casos: (a) preparacin y limpieza de juntas (b) precalentamiento (c) ajuste y alineacin interna antes de la soldadura (d) posicin de la soldadura, electrodo y otras variables especificadas por el procedimiento de soldadura. (e) condicin de la raz despus de la limpieza (externa e interna, donde sea posible), apoyado en exmenes de lquidos penetrantes o partculas magnticas, cuando se especifique en la ingeniera de diseo. (f) Eliminacin de escorias y condicin de la soldadura en cada tramo. (g) Apariencia del acabado de la soldadura. (h) Vase el subinciso 17.5.7.

Junta calafateada.Es una junta en la cual un material conveniente (o materiales), es vertido o comprimido dentro del espacio anular entre la campana (o el cubo) y la espiga (o el extremo plano), mediante el uso de herramientas, formando as un sello comn.

Junta mecnica.Es una unin para lograr resistencia mecnica en el sistema de tuberas o para evitar fugas, o ambos. La resistencia mecnica se logra mediante la utilizacin de conexiones con extremos roscados, o bridados, o mediante pernos, anillos etc. Para evitar fugas se utilizan empaques, superficies maquinadas, etc.

Lmite elstico.Se llama lmite elstico al mayor esfuerzo que un material es capaz de soportar, sin dejar deformaciones permanentes, despus de liberarlo completamente de dicho esfuerzo.

Lmite de cedencia.Se llama lmite de cedencia de un material, al primer esfuerzo, inmediatamente menor que el mximo necesario para producir un gran incremento de deformacin, sin seguir incrementando dicho esfuerzo. Se debe hacer notar que solamente los materiales que presenten el fenmeno de cedencia, pueden tener un lmite de sta.

Instalacin.Es la colocacin completa de un sistema de tuberas en su lugar definitivo e incluye cualquier tipo de ensamble, fabricacin, anlisis, inspeccin y prueba del sistema tal y como es requerido por esta especificacin.

Intervalo de esfuerzos de desplazamiento. Material Base.Vase el prrafo 14.1.2.3. Metal que se va a soldar con gas o arco, con soldadura dura o blanda o se va a cortar.

Junta.El lugar en el que dos piezas han de ser o han sido unidas mecnicamente o por soldadura.

11/202


Material de aporte.Metal que se agrega al hacer una junta soldada con soldadura fuerte, blanda o por soldadura elctrica.

instalaciones de servicio, unidades del almacenamiento, y unidades para tratamiento de residuos.

Penetracin de la junta.Es la profundidad mnima de la soldadura de ranura, desde la superficie superior del metal base, hasta donde penetra la soldadura. Excluye el refuerzo de sta.

Metal de aporte de respaldo. Vase Insertos consumibles Montaje.

Penetracin del fondeo.Es la unin de dos o ms componentes de tubera mediante pernos, soldadura, atornillado, cementado, o mediante dispositivos de embalaje segn lo especificado por la ingeniera de diseo. Es la profundidad de la soldadura de ranura, ms lo que se prolongue la soldadura en el fondeo, medida en el eje central de la seccin transversal.

Niple.Tramo de tubo de no ms de 30 cm de largo, con uno o dos extremos para soldar o de rosca, pudiendo surgir varias combinaciones de estos, por ejemplo: extremo plano y roscado; extremo biselado y roscado, etc.

Pieza soldada.Es un ensamble de piezas metlicas que son unidas por soldadura

Predeformacin en fro.Deformacin intencional de la tubera durante el ensamble para producir un desplazamiento y esfuerzo inicial deseado. La deformacin en fro es benfica porque sirve para balancear la magnitud del esfuerzo bajo condiciones de desplazamiento inicial y desplazamiento mximo. Vase el prrafo 14.1.2.4.

Nominal.Es una identificacin numrica para dimensiones, capacidades, clases u otras caractersticas; y que es utilizada como una designacin, no como una medida exacta.

Normalizado.Vase Tratamiento trmico.

Presin de diseo.La presin de diseo de un sistema de tuberas no ser menor que la presin en las condiciones conjuntas ms severas de presin y temperatura (mnimas o mximas) esperadas durante el servicio, para el espesor mayor o relacin presin temperatura requerida. Vase el subinciso 10.1.2.

Operador de soldadura.Es un operario capaz de operar correctamente mquinas y equipos de soldar y/o un equipo automtico de soldadura.

Procedimiento de soldadura. Planta qumica.Es una planta industrial o un conjunto de plantas destinadas a la refinacin de petrleo. Una planta individual puede ser una recuperadora de gasolina, una procesadora de gas o una tratadora. Un conjunto de plantas puede constituir una refinera integrada o complejo, con varias unidades de proceso, El procedimiento de soldadura involucra mtodos detallados y prcticas que intervienen en la produccin de una junta soldada; as como materiales y las tolerancias en variables esenciales de procedimiento de acuerdo con el prrafo Q11, Cdigo ASME BPV, Seccin IX.

12/202


Refuerzo. Vase Refuerzo de soldadura. Refuerzo de Soldadura. (1) En una junta a tope, es el metal de soldadura aplicado sobre la cara de la soldadura que se extiende ms all una superficie plana comn a las piezas que se estn soldando. (2) En una soldadura de filete, el metal de soldadura que contribuye a la convexidad. Refuerzo extrudo para cabezal.Accesorio de refuerzo para aumentar la resistencia de una ramificacin de tubera hecha sobre un cabezal. Estos refuerzos eliminan la necesidad de adquirir tes y no requieren ms material. Donde el ramal se acerque al tamao del tramo principal, se necesita una preparacin cuidadosa del extremo de la tubera ramificada, y la del tramo principal, que se debilita debido a la soldadura. Vanse las reglas de refuerzo en el prrafo 11.2.3.4.

Resistencia a la tensin.Se llama resistencia a la tensin, al esfuerzo mximo de tensin, que un material es capaz de soportar y se calcula con la carga mxima registrada durante una prueba de tensin que se lleva hasta la rotura o colapso.

Revenido. Vase tratamiento trmico. Sensibilidad por muescas.Medida de la reduccin de la resistencia mecnica de un metal originada por la presencia de una muesca. Las muescas provocadas por un maquinado, fabricacin o diseo deficiente, ocasionan concentracin de esfuerzos, reduciendo la tenacidad del material. El grado de sensibilidad de muesca de un material, puede evaluarse comparando las energas absorbidas por probetas con muesca y sin ella, bajo condiciones de prueba esttica o dinmica.

Servicio de fluido.Trmino genrico que se refiere a la aplicacin de un sistema de tuberas, teniendo en cuenta las propiedades del fluido, condiciones de operacin, y otros factores que establecen las bases para el diseo de sistemas de tubera. (a) Servicio de fluido categora D Se define como un servicio que se aplica a las siguientes condiciones: (1) el fluido a manejar no es inflamable, ni txico y no daa el tejido humano de acuerdo con lo definido en Fluido inflamable y Dao del tejido humano; (2) la presin manomtrica de diseo no es mayor a 1035 kPa(150psi); y (3) la temperatura de diseo se encuentra entre 244.15K (20.2F) y 459.15K (366.8F). (b) Servicio de fluido categora M Se define como un servicio en el que la sencilla exposicin a una pequea cantidad de fluido txico, causado

Registro del procedimiento de calificacin.Es un documento que enumera todos los datos pertinentes, incluyendo las variables esenciales empleadas y los resultados de las pruebas, utilizados en la calificacin de la especificacin para el procedimiento de soldadura.

Relevado de esfuerzos. Vase tratamiento trmico. Resistencia a la cedencia.Esfuerzo en el que un material exhibe una desviacin especfica, de la proporcionalidad existente entre el esfuerzo y la deformacin. Se expresa en trminos de deformacin y una compensacin del 0.2% se utiliza para muchos metales.

13/202


por alguna fuga, puede producir un dao irreversible en las personas al respirar o al tener contacto directo, aun cuando se tomen medidas de auxilio inmediatas. (c) Servicio de fluido normal Se define como un servicio perteneciente a la mayora de las tuberas amparadas por esta especificacin, es decir, aquellas tuberas que no estn sujetas a las reglas para servicios de fluido categora D o M.

un desplazamiento corto en la parte mayor de la tubera. Si no pueden evitarse configuraciones desbalanceadas de tubera, deben aplicarse mtodos analticos apropiados, con objeto de asegurar la flexibilidad adecuada del sistema. Vase el prrafo 14.1.2.1(b).

Socavado.Es una ranura provocada por quemadura del metal base, adyacente al borde o raz de soldadura, que se deja sin llenar con metal de soldadura.

Servicio de fluido normal.Vase Servicio de fluidos.

Sistemas de tubera.Tuberas interconectadas sujetas a las condiciones de diseo. mismas

Soldador.Es un operario capas de ejecutar una operacin de soldadura manual o semiautomtica bajo los lineamientos de los prrafos del 16.1 al 16.8. (Algunas veces este trmino es errneamente utilizado para denotar mquinas de soldar).

Sistema balanceado de tubera.Desde el punto de vista del anlisis de esfuerzos y flexibilidad, los esfuerzos pueden ser considerados como proporcionales a la deformacin total que causan, slo si la deformacin est uniformemente distribuida y no es excesiva en ningn punto. Un sistema de tuberas que cumpla con esta condicin se denomina sistema equilibrado. Vase el prrafo 14.1.2.2(a).

Soldadura.Coalescencia localizada del metal producida por fusin con o sin uso de metal de aporte, y con o sin aplicacin de presin.

Soldadura automtica.Proceso de soldadura que se efecta con equipo que realiza la operacin completa sin observacin ni ajuste constante por parte de un operador. El equipo puede o no realizar la carga y descarga de las piezas de trabajo.

Sistema de tuberas desbalanceado.En relacin a la definicin de Sistema balanceado, un sistema desbalanceado es aquel en el cual se tiene una distribucin irregular de deformaciones que puede resultar de: 1. Tubera de dimensiones pequeas sometida a un gran esfuerzo en serie con tubera relativamente rgida de grandes dimensiones. 2. La reduccin local en tamao o espesor de pared o empleo local de un material que tienen una fuerza elstica reducida (p. ej., cinturones soldados, cuya resistencia es sustancial mente menor que la del metal base). 3. Una configuracin de lnea en un sistema de dametro uniforme, en el cual la expansin o contraccin debe absorberse principalmente con

Soldadura de arco.Proceso de soldadura donde la coalescencia del metal se efecta por el calentamiento que produce un arco o arcos elctricos, con o sin aplicacin de presin, con o sin metal de aporte, con fundente (elctrica) o sin l (autgena).

Soldadura de arco metlico protegido.Proceso de soldadura de arco elctrico en el que la coalescencia de los metales se produce por calentamiento mediante un arco entre un electrodo

14/202


metlico protegido y la pieza de trabajo. La proteccin se obtiene de la descomposicin del recubrimiento del electrodo. En este proceso no se requiere la aplicacin de presin y el metal de aporte es obtenido del mismo electrodo.

gases. Puede emplearse con o sin aplicacin de presin, y con o sin el uso de metal de aporte. (Este proceso algunas veces es denominado Soldadura TIG).

Soldadura blanda. Soldadura de arco semiautomtica.Es la que se ejecuta con un equipo que controla nicamente alimentacin del metal de aporte, mediante un electrodo. El avance de la soldadura se controla manualmente. Proceso de soldadura, en el que la coalescencia se produce por calentamiento a temperaturas apropiadas y mediante el uso de aleaciones no ferrosas, con punto de fusin inferior a 700.15K (800.6F), pero menor que los metales por unir. El metal de aporte se distribuye por atraccin capilar entre las superficies de la junta en contacto estrecho.

Soldadura de arco protegido con gas inerte.Soldadura de arco que se efecta en un gas inerte, como el argn o el helio. Se prefiere utilizar las denominaciones GMAW y GTAW.

Soldadura con gas.Grupo de procesos de soldadura mediante los cuales se produce la fusin calentando con una llama o llamas de gas, con o sin aplicacin de presin y con o sin el uso de metal de aporte.

Soldadura de arco metlico y gas.Proceso de soldadura de arco en el que la coalescencia de los metales se produce por calentamiento mediante un arco entre el electrodo que es un metal de aporte continuo y la pieza de trabajo. La proteccin se obtiene de gas o mezcla de gases suministrados exteriormente. Algunas variaciones de este proceso son denominadas soldadura MIG o CO2 (trminos no preferidos).

Soldadura manual.Es aquella en que todas las operaciones se ejecutan y controlan manualmente.

Soldadura de filete.Soldadura de seccin transversal aproximadamente triangular que une dos superficies situadas aproximadamente en ngulo recto entre s en una junta de traslape, en T o de esquina. (vase tambin tamao de soldadura y garganta de soldadura de filete.)

Soldadura de arco sumergido.Proceso de soldadura de arco elctrico en el que la coalescencia de los metales se produce por calentamiento mediante un arco entre un electrodo metlico desnudo y la pieza de trabajo. El arco es protegido por medio de un lecho de material fusible granulado que se aplica sobre la pieza de trabajo. Por lo tanto, el arco queda sumergido es decir, no visible. No se utiliza presin y el metal de aporte se obtiene del electrodo y algunas veces de una fuente complementaria (varillas de soldadura, fundentes, o grnulos metlicos).

Soldadura de filete completa.Soldadura de filete cuyo tamao es igual al espesor del miembro ms delgado que se une.

Soldadura fuerte.Proceso de soldadura, en el que la coalescencia se produce por medio de calentamiento de una aleacin no ferrosa con un punto de fusin mayor de 700.15K (800.6F), pero menor que el metal base. El metal de aporte se distribuye entre las superficies por atraccin capilar.

Soldadura con arco de tungsteno y gas.Proceso de soldadura de arco en el que la coalescencia de los metales se produce calentndolos con un arco entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza de trabajo. La proteccin se obtiene de gas o mezcla de

15/202


Soldadura de ranura.Soldadura que se aplica en la ranura que resulta al poner en contacto dos piezas, con las dimensiones y formas apropiadas. Los tipos estndares de soldadura de ranura son: cuadrada, de un solo bisel, de un solo bisel acampanado, de una sola V acampanada, de una sola J, de una sola U, de una sola V, de doble bisel, de doble bisel acampanado, de doble V acampanada, de doble J, de doble U y de doble V.

Temple de recocido. Vase Tratamiento trmico de solucin en Tratamiento trmico. Trminos utilizados: de esfuerzo frecuentemente

Soldadura de sello.Es toda soldadura que se emplea solamente para obtener hermeticidad.

(a) Esfuerzo bsico permisible: Este trmino cuyo smbolo es S, representa el valor de esfuerzo que esta especificacin prescribe para cada tipo de material y que es determinado en base a los fundamentos del prrafo 10.2.3.2. (b) Esfuerzo de diseo en pernos: Este trmino representa el esfuerzo de diseo utilizado para determinar la rea de seccin transversal requerida en los pernos para las junta bridadas. Vase tambin el prrafo 10.2.3.2. Tipos de exmenes radiogrficos.

Tamao de soldadura.Soldadura de ranura: Es la penetracin de la junta. Soldadura de filete: Son las longitudes de los lados nominales. Para soldaduras entre elementos perpendiculares, aplican las definiciones de la figura 13. Nota: Cuando el ngulo entre los miembros excede 105, el tamao es de menos significado, en relacin a la garganta efectiva (vase tambin garganta de soldadura de filete).

Las siguientes definiciones se aplican a la radiografa requerida por la especificacin o por la de ingeniera de diseo:

Temperatura de diseo.Es la temperatura del material representativa para las condiciones conjuntas ms severas de presin y temperatura. Vase el inciso 11.3.

Radiografa 100%: Se define como exmenes radiogrficos de la circunferencia completa de todos los cinturones de soldadura en un lote definido de tubera. Si la ingeniera de diseo estipula que la radiografa al 100% tambin incluye soldaduras distintas a la soldadura a tope; el examen incluir la longitud total de esas soldaduras. Radiografa aleatoria : Trmino aplicado solamente a cinturones de soldadura a tope. Es el examen radiogrfico de la circunferencia completa de un porcentaje especfico de cinturones de soldadura en un lote designado de tubera.

Temperatura mnima de diseo.Es la temperatura del componente ms baja esperada en servicio. Esta temperatura puede ordenar requerimientos especiales del diseo y de calificacin de materiales. Vase el subinciso 11.3.1.

Temple. Vase Tratamiento trmico.

Radiografa puntual : Es la que se aplica cuando se efecta una exposicin radiogrfica simple en un punto, dentro de una extensin especifica de soldadura. Radiografa aleatoria puntual :Es la inspeccin radiogrfica parcial de un porcentaje de puntos, dentro de una extensin especifica de soldadura.

16/202


Tratamiento trmico.Operacin o combinacin de operaciones que comprende el calentamiento y enfriamiento de un metal o aleacin en el estado slido, con el fin de obtener ciertas condiciones o propiedades mecnicas convenientes. Este trmino, algunas veces se denomina tratamiento trmico posterior a la soldadura, debido a que el calentamiento de la tubera a cierta temperatura elimina esfuerzos residuales producidos como resultado del tratamiento mecnico y la soldadura. En general, el trmino incluye los diversos tipos y procesos de tratamiento trmico, los cuales son definidos a continuacin: (a) Recocido Tratamiento trmico que implica calentar y mantener a una temperatura adecuada y luego enfriar a una rapidez apropiada para reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad, facilitar el trabajo en fro, producir una microestructura deseada u obtener deseables propiedades mecnicas, fsicas u otras. (b) Normalizado Tratamiento trmico que implica calentar una aleacin ferrosa a una temperaturas apropiada por arriba del intervalo de transformacin y luego enfriar en aire a una temperatura sustancialmente inferior al intervalo de transformacin para producir una estructura perltica fina. (c) Precalentamiento Calentamiento que se aplica al metal base inmediatamente antes o durante los procesos de formado, soldadura o corte, el cual es utilizado junto con el tratamiento trmico para reducir los efectos perjudiciales de los gradientes de alta temperatura inherentes al proceso de soldadura. Vase el inciso 16.3. (d) Temple Calentamiento y enfriamiento rpido de ciertas aleaciones a base de hierro, desde una temperatura comprendida, dentro del intervalo de transformacin o superior a l, con el objeto de producir una dureza superior a la obtenida cuando la aleacin no se enfra bruscamente.

disipar los efectos perjudiciales de los gradientes de alta temperatura inherentes al proceso de soldadura; y para relevar los esfuerzos residuales que se crean mediante los procesos de doblado y formabilidad. (f) Tratamiento trmico a solucin Calentamiento de una aleacin a una temperatura adecuada, mantenindola a esa temperatura durante un tiempo lo suficientemente largo para permitir que uno o ms constituyentes entren en solucin slida, y luego enfriar lo suficientemente rpido para mantener los constituyentes en solucin. (g) Relevado de esfuerzos Calentamiento uniforme de una tubera o porcin de ella, a una temperatura suficiente para liberar la mayor porcin de los esfuerzos residuales (producidos como resultado del tratamiento mecnico y soldadura), seguido de un enfriamiento uniforme lo suficientemente lento para minimizar el desarrollo de nuevos esfuerzos residuales. (h) Revenido Recalentamiento de acero endurecido a cierta temperatura, por debajo del intervalo de transformacin, a fin de disminuir la dureza y aumentar la tenacidad. Es un (i) Intervalo de transformacin intervalo de temperaturas en la cual se inicia y se termina un cambio de fases. (j) Temperatura de transformacin Es la temperatura a la cual ocurre el cambio de fases.

Tratamiento trmico de recocido. Vase tratamiento trmico. Tratamiento trmico de solucin. Vase tratamiento trmico. Tratamiento trmico posterior a la soldadura Vase Tratamiento trmico. TuberaEn general el trmino tubera se aplica de manera amplia a los sistemas de tubera utilizados para

trmico requerido (e) Tratamiento Calentamiento que se aplica a una seccin del metal, posterior a los proceso de formado, soldadura o corte, el cual es utilizado para evitar o

17/202


conducir, distribuir, mezclar, separar, descargar, medir, controlar, o detener flujo. La tubera tambin incluye a los elementos de soporte, pero excluye los soportes estructurales, tales como armaduras, bastidores, cimentaciones, o cualquier otro equipo excluido en esta especificacin (vase el captulo 4).

coalescencia se produce por soldadura de arco elctrico de aplicacin manual o automtica sobre el tubo preformado. La soldadura puede ser simple o doble y puede hacerse con o sin metal de aporte. (d) Tubo de soldadura de doble arco sumergido El tubo tiene una junta longitudinal a tope hecha por lo menos en dos pasos, uno de los cuales se aplica en el interior del tubo. La coalescencia se produce mediante el calentamiento de un arco o arcos elctricos entre electrodo o electrodos metlicos desnudos y el tubo. La soldadura se protege por medio de una cubierta de material fundente granular. En este proceso no se requiere la aplicacin de presin y el metal de aporte tanto interior como exterior se obtiene del electrodo o electrodos. (e) Tubo sin costura Tubo producido por el procedimiento de penetracin de lingotes en caliente, seguido de laminado o estirado o de ambos.

Tubera de desvo o By Pass.Es toda tubera secundaria, conectada a la principal, corriente abajo y/o arriba, que divide el flujo en dos corrientes, con el fin de modificar las condiciones de ste, para igualar la presin en vlvulas, para mantenimiento de dispositivos de control, etc.

Tubo rgido. Vase Tubo. Tubo Pieza cilndrica, hueca y cargada que se emplea para conducir los fluidos que se manejan en las instalaciones, mencionados en el inciso 2.1(b) y que pueden ser rgidos o flexibles. Los diversos tipos de tubera, segn el mtodo de fabricacin y que aplican en esta especificacin, se definen como sigue: de soldadura por resistencia (a) Tubo elctrica Tubo producido en tramos individuales o en forma continua a partir de placa de acero enrollada, la cual es cortada posteriormente en tramos individuales. El tubo tiene una junta longitudinal a tope, donde la coalescencia se produce mediante la aplicacin de presin y el calor obtenido de la resistencia de la tubera al flujo de corriente elctrica en un circuito del que el tubo forma parte. de soldadura a tope en horno, (b) Tubo soldadura continua Tubo producido en forma continua a partir de placa de acero enrollada, la cual se corta posteriormente en tramos individuales. El tubo tiene una junta longitudinal a tope, soldada en un proceso de forja por presin mecnica despus de dar a la placa caliente forma tubular a travs de un conjunto de rodillos redondos de soldadura de paso.(c) Tubo de soldadura elctrica por fusin El tubo tiene una junta longitudinal a tope donde la

Unidad de proceso.Es el rea cuyos lmites estn establecidos por la ingeniera, y dentro de la cual se realizan las reacciones, separaciones, y otros procesos. Algunos ejemplos de instalaciones que no son clasificados como unidades de proceso son: reas de carga, patios de tanques y terminales de carga.

Verificacin visual.Consiste en observaciones de la porcin de componentes, juntas y otros elementos de la tubera que estn, o pueden estar expuestos a la vista antes, durante o despus de la manufactura, ensamble, instalacin, inspeccin o prueba. El examen incluye la verificacin de los requerimientos de la especificacin y de la ingeniera de diseo para los materiales y componentes, dimensiones, preparacin de la junta, alineacin, soldado o unin, soportes, ensamble e instalacin. Vase el prrafo 17.5.2.1

18/202


7.0 7.1 7.2 7.3 7.4

Abreviaturas. API ASA American Petroleum Institute Acoustical Society of America

8.1.1 8.1.1.1

Materiales y especificaciones. Materiales enlistados o autorizados.

ASCE American Society of Civil Engineers ASME American Society of Mechanical Engineers. ASNT American Society for Nondestructive Testing. ASTM American Society for Testing and Materials. BPV DGN Boiler and Pressure Vessel. Direccin General de Normas.

7.5

Cualquier material utilizado para algn elemento de tubera a presin, debe ajustarse a una especificacin enlistada autorizada, cubriendo propiedades qumicas, fsicas, mecnicas, mtodos y procesos de fabricacin, as como tratamientos trmicos y control de calidad y debiendo, adems ajustarse a los requerimientos de esta especificacin; excepto como se establece en el prrafo 8.1.1.2. 8.1.1.2 Materiales autorizados. no enlistados o

7.6

7.7 7.8 7.9

EJMA Expansion Joint Manufacturer association. Manufacure Standarization Society of Valve and Fittings Industry.

Los esfuerzos permisibles para materiales no enlistado, que se ajusten a una especificacin autorizada, deben determinarse de acuerdo con la base aplicable de esfuerzos permisibles de esta especificacin u otra base ms conservadora. 8.1.1.3 Limitaciones desconocidos. sobre materiales

7.10 MSS

7.11 NACE National Association of Corrosion Engineer. 7.12 NPS 7.13 UNS 7.14 ZAC Nominal Pipe Size. Unified Numbering System. Zona afectada por el Calor.

No debern emplearse materiales de especificacin desconocida para componentes de tubera sometida a presin interna. 8.1.1.4 Materiales recuperados.

8. 8.1

Materiales. Requerimientos generales.

Pueden usarse, tanto el tubo recuperado como sus componentes, siempre y cuando sean adecuadamente identificados bajo alguna una especificacin enlistada, al igual que a los requerimientos de esta especificacin, debiendo efectuarse una limpieza adecuada e inspeccionarse para determinar el espesor mnimo de pared, as como posibles defectos que pudieran ser inaceptables para el servicio pretendido. 8.1.2 Limitaciones de temperatura.

En este captulo se establecen las limitaciones y calificaciones requeridas para los materiales basados en sus propiedades inherentes. Su uso en tuberas, est tambin sujeto a los requerimientos y limitaciones indicados en otras partes de esta especificacin. Vase el prrafo 14.2.1.4 para materiales de soportera y el inciso 8.1 del apndice 6, para consideraciones precautorias.

El diseador debe determinar si los materiales que cumplen los requerimientos de esta especificacin, son adecuados para el servicio, en el rango de temperatura de operacin, debiendo hacerse referencia a la nota 7 del Apndice "2", que explica los medios para estipular las limitaciones, tanto

19/202


restrictivas como precautorias, en las tablas 16 y 17. 8.1.2.1 Lmites superiores de temperatura, materiales enlistados.

estn calificados como lo establece la columna A de la tabla 3 en el rengln aplicable. (b) Para los aceros al carbono sealados con una letra en la columna de temperatura mnima del apndice 2, la temperatura mnima se define por la curva aplicable y las notas de la fig. 1. Si alguna combinacin de temperatura mnima de diseo y espesor esta en por encima de la curva, en este caso no se requir prueba de impacto. (c) Un material podr ser utilizado a una temperatura por debajo de la mnima indicada en el apndice 2 en la fig. 3 (incluyendo notas), a menos que sea prohibitivo en la tabla 3, en el apndice 2, en cualquier otra parte de esta especificacin, y con tal de que el metal base, soldadura y la ZAC estn calificados como se establece la columna B de la tabla 3 en el rengln aplicable. 8.1.3 Mtodos de prueba de impacto y criterios de aceptacin para metales. Generalidades.

(a) No debe usarse un material enlistado a una temperatura de diseo mayor que la mxima establecida por el rango de operacin o por el valor de esfuerzo, excepto como se estipula en el inciso (b). (b) Puede usarse un material enlistado a una temperatura mayor que la mxima estipulada en el inciso (a), si es que no existe prohibicin en el apndice 2 o en alguna otra parte de esta especificacin y si el diseador determina, en base a un programa cientfico apoyado en tecnologa reconocida, que el material tiene suficiente resistencia y estabilidad, siendo adems adecuado para las condiciones del servicio. Los factores que debe considerar el diseador deben incluir: 1) La aplicacin y confiabilidad de los datos del material, especialmente para los lmites de rango de temperatura. 2) Resistencia a los efectos dainos por exposicin de los materiales al fluido y al medio ambiente en todo el rango de temperatura; y 3) Determinacin de esfuerzos permisibles de acuerdo con el subinciso 10.2.3. (c) Los lmites superiores de temperatura para un material no enlistado, pero aceptable bajo el prrafo 8.1.1.1 deben estar de acuerdo con una prctica reconocida de ingeniera. Las consideraciones del subinciso 8.1.2.1.b, aplican tambin para la evaluacin de la conveniencia de materiales no enlistados.

8.1.3.1

Cuando se requiere prueba de impacto, por lo dispuesto en la tabla 3, en las previsiones en otras partes de esta especificacin por la ingeniera de diseo, sta debe efectuarse de acuerdo con la tabla 4 utilizando los mtodos de prueba y criterio de aceptacin descritos en el prrafo 8.1.3.2 hasta el prrafo 8.1.3.5. 8.1.3.2 Procedimiento.

8.1.2.2

Lmites inferiores de temperatura, materiales enlistados.

(a) Un material puede usarse a cualquier temperatura no menor que la mnima mostrada en el apndice 2, con tal que el metal base, soldaduras, y la zona afectada por calor (ZAC)

La prueba de impacto para cada forma de producto de material en cualquier especificacin (incluyendo las soldaduras en los componentes), debe hacerse utilizando los procedimientos y los aparatos indicandose ASTM A-370 y conforme a los requerimientos de prueba de impacto de las siguientes especificaciones, excepto que deben tener precedencia los requerimientos especficos del presente documento, cuando entren en conflicto con los establecidos en estas especificaciones.FORMA DE PRODUCTOTubo Tubo para cambiador Conexiones

ESPECIFICACIONES ASTMA333 A334 A420

20/202


Forjas Fundiciones Tornillera Placa

A350 A352 A320 A20

8.1.3.3

Especmenes de prueba.

Cada juego de especmenes para prueba de impacto, debe consistir de tres barras. Todas las pruebas de impacto deben efectuarse en barras estndar de seccin transversal cuadrada de 10 mm (0.394 pulg.) con muesca Charpy en "V", excepto cuando la forma o espesor del material, no lo permitan. Las pruebas Charpy de impacto, deben llevarse a cabo en especmenes del espesor completo del material, las cuales pueden maquinarse, a fin de eliminar irregularidades. Alternativamente, tal material puede reducirse en su espesor, a fin de producir el mayor espcimen Charpy posible, de acuerdo a la tabla 1.

muesca, menor de un 80% del espesor del material, la prueba debe realizarse a una temperatura menor que la mnima de diseo, en una cantidad igual a la diferencia entre la reduccin de temperatura ( indicada en la tabla 1), correspondiente al espesor real del material y la reduccin de temperatura correspondiente al ancho del espcimen Charpy realmente probado. 8.1.3.5 Criterios de aceptacin.

(a) Requerimientos mnimos de energa: excepto para los materiales de tornillera, los requerimientos de energa mnima para aceros al carbono y baja aleacin, con esfuerzos a la tensin mnimos especificados menores 656 MPa (95 Ksi), deben ser indicados los en la tabla 2. (b) Requerimientos de expansin lateral: los aceros al carbono y de baja aleacin con resistencias a la tensin mnimas especificadas iguales o mayores de 656 MPa (95 Ksi), todos los aceros para tornillera, as como los de aleacin alta (nmeros P6, P7 y P8) deben tener una expansin lateral opuesta a la muesca, no menor de 0.38 mm (0.015 pulg.) para todos los tamaos de especmenes. La expansin lateral es el incremento en el ancho del espcimen fracturado por impacto sobre el del espcimen no roto medido por el lado de la compresin paralelo a la lnea que constituye la parte inferior de la muesca en "V" (vase ASTMA370). (c) Requerimientos de las pruebas de impacto en soldaduras. Cuando dos metales base que tengan diferentes valores de energa de impacto se unan por medio de soldadura, los requerimientos de energa de la prueba de impacto deben cumplir con los requerimientos del metal base que tenga un esfuerzo a la tensin mnima especificada ms aproximado a la del metal de la soldadura. (d) Repeticin de pruebas. (1) Criterio sobre la energa absorbida. Cuando el valor promedio de los tres especmenes iguale o exceda el valor mnimo permitido para un solo espcimen y el valor de ms de uno de ellos sea inferior al promedio requerido, o cuando el valor para un espcimen sea inferior al mnimo permitido para un solo espcimen, debe repetirse la prueba de tres especmenes adicionales. El

8.1.3.4

Temperatura de prueba.

Para todas las pruebas Charpy de impacto, debe observarse el criterio de temperatura de prueba de los incisos 1 (a) (b) respectivamente. Los especmenes de prueba, al igual que las tenazas de sujecin, deben enfriarse durante un periodo lo suficientemente largo como para alcanzar la temperatura de prueba.

(a) Para materiales con espesor igual o mayor de 10 mm (0.394 pulg.): Donde el mayor espcimen obtenible, con muesca Charpy en "V", tenga un ancho de 8 mm, por lo menos, a lo largo de la muesca, la prueba Charpy, usando tal espcimen, debe realizarse a una temperatura no mayor que la mnima de diseo. Donde el mayor espcimen posible de prueba, tenga un ancho menor de 8 mm, sta debe conducirse a una temperatura menor que la mnima de diseo, mediante la cantidad mostrada en la tabla 1 para este ancho del espcimen. (b) Para materiales con espesor menor de 10 mm (0.394 pulg.). Donde el mayor espcimen obtenible con muesca sea de por lo menos un 80% del espesor del material, la prueba Charpy de tal espcimen debe realizarse a una temperatura no mayor que la mnima de diseo y cuando dicho espcimen tenga un ancho a lo largo de la

21/202


valor para cada uno de estos especmenes, en los cuales se repiti la prueba, deber ser igual o mayor al valor promedio requerido.

especificacin, pero no debajo de 77.15K (320.8 F). Las vlvulas con cuerpos y bonetes o tapas hechos de materiales conforme a ASTM A395 y ajustndose a todos los requerimientos del ASME B16.42 y B16.34 Clase estndar, API 593, 604 609 pueden usarse dentro de los rangos de presin temperatura dados en ASME B16.42. No debe efectuarse ninguna soldadura en la fabricacin o en la reparacin de componentes de hierro dctil ni en el armado de tales componentes en un sistema de tuberas.

(2) Criterio sobre la expansin lateral. En caso de que el valor de la expansin lateral para un espcimen, en un grupo de tres, sea menor de 0.38 mm (0.015 pulg), pero no menor de 0.25 mm (0.01 pulg) y si el valor promedio para tres especmenes, iguala o excede de 0.38 mm (0.015 pulg), puede efectuarse una prueba adicional con tres especimenes, los cuales deben igular o exceder el valor mnimo especificado de 0.38 mm (0.015 pulg). En el caso de materiales tratados trmicamente, si los valores requeridos no se obtienen mediante dicha prueba adicional o s los valores de esta prueba estan por debajo del mnimo permitido, el material puede volver a tratarse trmicamente y volver a repetirse la prueba. Posterior al tratamiento trmico, debe efectuarse un juego de tres especimenes. Para su aceptacin, la expansin lateral de cada uno de estos especimenes debe igualar o exceder el valor mnimo especificado de 0.38 mm (0.015 pulg). (3) Para resultados errticos de prueba. Cuando un espcimen defectuoso sea la causa de un resultado errtico o exista la incertidumbre en el procedimiento de la prueba, se permite llevar a efecto una nueva prueba.8.1.4 Requerimientos de servicio de fluidos. Generalidades materiales por

(b) Otros hierros colados: No deben usarse los siguientes materiales bajo condiciones cclicas severas; si se suministra una adecuada proteccin contra el excesivo calor, as como contra el choque trmico y mecnico, al igual que contra el abuso, pueden usarse en otros servicios sujetos a las siguientes limitaciones:(1) El hierro colado no debe usarse en lneas areas dentro de los lmites de la unidad de proceso en servicio de hidrocarburos u otros fluidos inflamables, a temperaturas superiores a 422.15K (300.2F) ni a presiones manomtricas superiores a 1,035 kPa (150 Psi). En otros lugares, la presin lmite deber ser de 2,760 kPa (400 Psi). (2) El hierro maleable no debe usarse en ningn servicio de fluido a temperaturas menores de 244 K (20F) o mayores de 616.15K (650F) ni en servicio de fluidos inflamables a temperaturas superiores a 423.15K (302F) ni a presiones manomtricas superiores a 2,760 kPa (400 Psi). (3) No debe usarse el hierro al alto silicio (14.5 % Si) en servicio de fluido inflamables debiendose consultar al fabricante, en cuanto a los rangos de operacin presin temperatura, as como en lo relativo a las medidas precautorias al usar este material. (c) Otros materiales metlicos. (1) En caso de que se efecten soldaduras o corte trmico en fundiciones de aluminio, ni los esfuerzos permisibles del Apndice 2 ni los ndices de componentes enlistados en la tabla 5 sern aplicables. Es responsabilidad del diseador,

8.1.4.1

Los requerimientos en el subinciso 8.1.4 aplican a partes que estn sujetas a presin. Las cuales no aplican a materiales usados para soportera, empaques, empaquetaduras o tornillera. Ver tambin el inciso 8.1 del apndice 6.

(a) Hierro dctil: No debe usarse en partes sometidas a presin interna, a temperaturas menores 244.15K (-20F) (excepto el hierro dctil austentico) o a mayores de 616.15K (649F). Puede usarse el hierro dctil austentico conforme a ASTM A571, a temperatura debajo de 244.15K (-20F), incluso hasta la temperatura de la prueba de impacto, conocida de acuerdo con esa

22/202


establecer tales esfuerzos y rangos de operacin consistentes con los requerimientos de esta especificacin. (2) No debe usarse plomo, estao ni sus aleaciones en servicios de fluidos inflamables. 8.1.4.3 Materiales para revestimientos metlicos y plsticos.

Los materiales con encamisado y forro metlicos pueden usarse de acuerdo con las siguientes previsiones. (a) Si los componentes de tubera estn hechos de placa con encamisado integral, conforme a ASTM A263, A264 A265, el diseo por presin, de acuerdo con las reglas en el inciso 11.2 puede basarse en el espesor total del metal base y del forro integral, despus de restar cualquier tolerancia a la corrosin, siempre y cuando, tanto el metal base, como el forro integral, sean aceptados para el uso de esta especificacin bajo el subinciso 8.1.1, siempre y cuando la placa del forro integral se haya probado en cuanto a esfuerzo cortante, y satisfaga todos los requerimientos de la especificacin ASTM aplicable. El esfuerzo permisible para cada material (base y forro), deber tomarse del Apndice 2 o determinarse de acuerdo con las reglas en el subinciso 10.2.3. Sin embargo, siempre que el esfuerzo permisible usado para el forro del espesor de diseo no llegue a ser mayor que el esfuerzo de diseo usado en esta parte del metal base. (b) Para todos los dems componentes con forro integral o con encamisado no integrado, el metal base debe ser un material aceptado por esta especificacin como se define en el subinciso 8.1.1 y el espesor usado en el diseo de presin, de acuerdo con el inciso 11.2, no debe incluir ni el espesor de forro ni el del encamisado. El esfuerzo permisible utilizado debe ser el correspondiente al del metal base a la temperatura de diseo. Para tales componentes, los materiales para el forro integral o para el encamisado, debern ser cualesquiera, que a juicio del cliente sean adecuados para el servicio propuesto, as como para el mtodo de fabricacin y el armado de los componentes de la tubera.

(c) Excepto para los componentes diseados de acuerdo con las previsiones del inciso (a), las limitaciones en servicio de fluido sobre los materiales estipulados en esta especificacin no restringen su uso como forro o encamisado en tubo u otros componentes. Tienen primaca las limitaciones de los materiales externos (incluyendo aqullas sobre componentes y juntas), excepto que debern considerarse las propiedades, tanto de los materiales externos como de los internos y de cualquier material de enlace, entre ellos al establecer las limitaciones de temperatura. (d) La prefabricacin por soldadura en componentes de tubera con forro integrado o encamisado, junto con la inspeccin y prueba de tales componentes, debe estar de acuerdo con las previsiones de los prrafos UCL 30 al UCL 52 del ASME Code Section VIII, o con las previsiones de los Captulos 15 y 16 de esta especificacin cualesquiera que sean las ms rigidas. 8.1.5 Deterioro de materiales en servicio.

La seleccin de materiales para resistir deterioro en el servicio, est fuera del alcance de esta especificacin. La seleccin de materiales apropiada para las condiciones propuestas de operacin, es responsabilidad del ingeniero de diseo (ver Apndice 3). 8.2 8.2.1 Materiales y partes miscelneas. Materiales para juntas y auxiliares.

Al seleccionar los materiales, tales como solventes, cementos, materiales para soldadura blanda y de estao, empaques, anillos O-ring" para sellar juntas, el diseador deber tomar en consideracin su conveniencia para el servicio de fluido (debe considerarse tambin, los posibles efectos de los materiales de la junta o auxiliares en el fluido manejado).

23/202


9.

Estndares tubera

para

componentes

de

10. 10.1

Condiciones y criterios de diseo. Condiciones de diseo. Generalidades.

9.1 9.1.1

Requerimientos dimensionales. 10.1.1 Componentes enlistados de tubera. Aqu se establecen las condiciones del diseo, las temperaturas, presiones y fuerzas aplicables a los sistemas de tuberas. Tambin deben tomarse en cuenta las afecciones inducidas por el ambiente, por influencias mecnicas o por otras cargas. 10.1.2 Presin del diseo.

Los estndares de dimensionales para componentes de tubera, se encuentran contenidos en la tabla 5. Los requerimientos dimensionales contenidos en las especificaciones enlistadas en el apndice 2, debern considerarse como requerimientos de esta especificacin. 9.1.2 Componentes enlistados. de tubera no

10.1.2.1 Generalidades (a) La presin de diseo no debe ser menor que la condicin ms severa de presin (interna o externa) y temperatura mnima o mxima coincidentes, esperada en operacin normal. (ver subinciso 15.2.4). (b) La condicin ms severa es aquella que se obtenga entre el mayor espesor requerido para el componente y el mayor rango de operacin del componente. (c) Cuando ms de un conjunto de condiciones de presin-temperatura exista para un sistema de tuberas, las condiciones que gobiernen el rango de operacin de componente, conforme a los estndares listados, pueden diferir de las condiciones gobernantes para el rango de operacin de componentes designado conforme al captulo 10. 10.1.2.2 Contencin y alivio de presin.

Las dimensiones para componentes de tubera no enlistados en el apndice 2 o en la tabla 5, debern ajustarse a las de aquellos componentes semejantes s enlistados, hasta el grado en que esto sea practico. De cualquier modo, las dimensiones debern ser de tal forma que proporcionen una resistencia y desempeo equivalente a la de los componentes estndar, excepto lo establecido en los incisos 11.1 y 11.2. 9.1.3 Roscas o cuerdas.

Las dimensiones de las cuerdas o roscas para conexin de tubera, no cubiertas de otra forma por un estndar o especificacin que gobierne, deben ajustarse a los requerimientos de los estndares aplicables, enlistados en el la tabla 5 del apndice 2. 9.2 9.2.1 Rango de operacin de componentes. Componentes enlistados.

Los rangos de operacin presintemperatura de los componentes enlistados, en la tabla 5, son aceptables para diseo por presin, de acuerdo con el inciso 11.1. 9.2.2 Componentes no enlistados.

(a) Se deben de tomar previsiones para contener o liberar de manera segura, la presin a la cual la tubera pueda estar sujeta (ver prrafo 15.1.6.3). La tubera no protegida por un equipo de relevado de presin deber ser diseada por lo menos para soportar la presin mayor a la que pueda ser sometida. (b) Las fuentes de presin a ser consideradas deben incluir influencias ambientales, oscilaciones de presin y golpes de ariete, operacin inapropiada y falla en el equipo de control.

Los rangos operacin de presintemperatura de componentes no enlistados, deben ajustarse a las previsiones del inciso 11.2.

24/202


(c) Las tolerancias del prrafo 10.10.2.4 (f) son permitidas, siempre que los dems requerimientos del prrafo 10.2.2.4 sean satisfechos. 10.1.3 Temperatura de diseo.

temperatura del metal para componentes sin aislar, no debe ser menor que los siguientes valores: 1. Extremos en vlvulas de rosca o para soldar, tubos, conexiones soldables y otros componentes que tengan un espesor de pared comparables al del tubo: 95 % de la temperatura del fluido. 2. Vlvulas y conexiones con extremos bridados, as como bridas, excepto de traslape, 90 % de la temperatura del fluido. 3. Bridas de traslape: 85 % de la temperatura del fluido. 4. Tornillera: 80 % de la temperatura del fluido.

La temperatura de diseo de cada componente en un sistema de tubera es la temperatura en la cual, bajo la presin coincidente, el mayor espesor o rango de operacin del componente sea requerido de acuerdo con el subinciso 10.1.2. (para satisfacer los requerimientos del subinciso 10.1.2, componentes diferentes en el mismo sistema de tubera pueden tener diferentes temperaturas de diseo) Para establecer las temperaturas de diseo se deben considerar por lo menos la temperatura del fluido, temperatura ambiente, radiacin solar, temperatura media de calentamiento o enfriamiento, y las previsiones aplicables de los prrafos 10.1.3.2, 10.1.3.3 y 10.1.3.4.

10.1.3.4 Tubera con aislamiento externo. La temperatura del componente deber ser la temperatura del fluido, a menos que se calcule, que se hagan pruebas o fundndose en experiencias de servicios con base en mediciones, respalden el uso de otra temperatura. Donde la tubera se caliente por medio de venas o chaquetas de vapor, debe considerarse el efecto de tal calentamiento para establecer la temperatura de diseo de la tubera. 10.1.3.5 Tubera con aislamiento interno. La temperatura de diseo del componente debe fundarse en clculos de transferencia de calor o en pruebas. 10.1.4 Influencia del ambiente.

10.1.3.1 Temperatura mnima de diseo. La temperatura mnima de diseo es la temperatura ms baja del componente esperada en servicio. Esta temperatura puede establecer requerimientos especiales de diseo y de calificacin del material. Ver tambin prrafos 10.1.4.4 y 8.10.2.2. 10.1.3.2 Componentes sin aislamiento trmico. (a) Para temperaturas del fluido inferiores a 65K (150F), la temperatura del componente debe ser tomada como la temperatura del fluido, a menos que la radiacin solar u otros efectos provoquen una temperatura mayor. (b) Para temperaturas del fluido inferiores a 338.15K (150F), la temperatura del componente debe ser tomada como la temperatura del fluido, a menos que la radiacin solar u otros efectos provoquen una temperatura mayor. (c) Para temperaturas de fluido, de 338.15K (150F) y mayores, a menos que se determine una temperatura promedio de pared por medio de pruebas o de clculo de transferencia de calor, la

10.1.4.1 Efectos en la presin debidos al enfriamiento. El enfriamiento de un gas o vapor en un sistema de tubera, puede reducir la presin suficiente como para crear un vaco interno. En tal caso, la tubera debe ser capaz de resistir la presin externa a la ms baja temperatura, o de otro modo, se deben proveer los medios para romper el vaco.

25/202


10.1.4.2 Efectos de la expansin de los fluidos. Deben tomarse previsiones en el diseo, para resistir o para revelar el incremento de presin causada por el calentamiento del fluido esttico, contenido en la tubera. 10.4.3 Congelamiento atmosfrico.

resistir fuerzas horizontales inducidas, como se describe en ASCE 7-88 o el Uniform building Code. 10.1.5.4 Vibracin. Los sistemas de tubera deben ser diseados, arreglados y soportados, a modo de eliminar efectos excesivos y dainos debidos a vibraciones, los cuales tienen como origen diferentes fuentes, como el impacto, pulsaciones de presin, resonancia en compresores y las cargas del viento. 10.1.5.5 Reacciones por descarga. Los sistemas de tubera deben ser diseados, arreglados y soportados, a fin de resistir las fuerzas de reaccin, debidas a descenso o descarga de los fluidos. 10.1.6 Efectos por cargas.

Donde la temperatura mnima de diseo sea menor a 273.15K (32F), se debe considerar la posibilidad de condensacin atmosfrica y formacin de hielo y se tomarn las precauciones necesarias en el diseo para evitar funcionamientos defectuosos para cualquier sistema de tubera, Esto implica a todas las superficies de partes mviles en vlvulas de cierre, de control, de alivio, incluyendo la tubera de descarga y otros componentes. 10.1.4.4 Baja temperatura ambiental. Se debe considerar el efecto de la baja temperatura ambiental en el anlisis de esfuerzos de desplazamiento. 10.1.5 Efectos dinmicos.

En el diseo de sistemas de tubera, deben tomarse en cuenta los efectos por cargas que se dan a continuacin, combinados con cargas y fuerzas debidas a otras causas. 10.1.6.1 Cargas vivas. Las cargas vivas constituyen el peso de las substancia que se transporta o se usa para pruebas. Las cargas producidas por nieve o por hielo deben ser tomadas en cuenta en localidades donde existan tales condiciones. 10.1.6.2 Cargas muertas. Las cargas muertas son pesos permanentes como el peso propio de componentes de tubera: tubos, vlvulas, filtros, aislamientos u otras cargas sobrepuestas en el tubo. 10.1.7 Efectos de expansin y contraccin trmica.

Vase el apndice 6, subinciso 10.1.5 10.1.5.1 Impacto. Las fuerzas de impacto causadas por condiciones externas o internas, incluyendo choques hidrulicos o de slidos pesados, deben tomarse en cuenta en el diseo de los sistemas de tuberas. 10.1.5.2 Viento. Los efectos de carga del viento, deben tomarse en cuenta en el diseo de sistemas de tuberas expuestas a esta influencia de acuerdo con ASCE 7-88 Cargas de Diseo Mnimas para Edificios y otras Estructuras o el Uniform building Code. 10.1.5.3 Sismos. Los sistemas de tubera, localizados en regiones donde los temblores de tierra representan un factor, importante deben ser diseados para

Los siguientes efectos trmicos, combinados con cargas y fuerzas provenientes de otras causas, deben tomarse en cuenta en el diseo del sistema de tubera. Vase tambin seccin de consideraciones precautorias, apndice 6.

26/202


10.1.7.1 Cargas por efectos trmicos debidas a restriccin de movimiento. Estas cargas consisten en empujes y momentos, que surgen cuando se impide al sistema de tubera una libre expansin o contraccin trmica como resultado de restricciones o anclajes. 10.1.7.2 Cargas debidas temperatura. a gradientes de

10.2

Criterios de metlica.

diseo

para

tubera

10.2.1

Generalidades.

Estas cargas se originan por los esfuerzos en la pared del tubo, como resultado de un cambio rpido de temperatura o por una distribucin desigual de sta, tal como la de un fluido muy caliente a travs de un tubo de pared relativamente grueso, o debido a un flujo bifsico estratificado. 10.1.7.3 Cargas debidas a diferencias en las caractersticas de expansin. Estas cargas resultan de las diferencias de expansin trmica, donde se combinan materiales con diferente coeficiente de expansin trmica, como cuando se usan bimetales, enchaquetados, recubiertos o en tubera metlica no metlica. 10.1.8 Efectos de soporte, anclajes movimientos en los extremos. y

En esta divisin se establecen los rangos de operacin presin-temperatura, el criterio para determinar esfuerzos, tolerancias y valores mnimos de diseo, as como las frmulas para determinar las variaciones permisibles de estos factores y su aplicacin para el diseo de sistemas de tuberas. 10.2.2 Criterio de diseo por presin temperatura, para componentes de tubera.

10.2.2.1 Componentes listados con rangos de operacin establecidos. En los estndares enlistados en la tabla 5 se han establecido los rangos de presintemperatura para componentes de tubera. A menos que se establezca de manera diferente en alguna parte de esta especificacin, dichos rango son aceptables para presiones y temperaturas de diseo y se pueden utilizar las reglas y lmites de esta especificacin, pudindose ampliar los rango de presintemperatura de un componente, ms all de los rango del estndar enlistado bajo responsabilidad del cliente. 10.2.2.2 Componentes sin rango especfico de operacin. Algunos de los estndares de componentes enlistado en la tabla 5 establecen que los rangos de presintemperatura se basan en los de tubo recto sin costura. Exceptuando lo establecido en dichos estndares o en esta especificacin, el componente hecho de un material con esfuerzo permisible igual al del tubo, debe clasificarse empleando no ms del 85% del espesor nominal del tubo sin costura correspondiente a la cdula, peso o rango de presin de la conexin excluyendo todas las tolerancias aplicables al tubo (por ejemplo: profundidad de rosca o tolerancia a la corrosin).

Los efectos de movimiento de soportes de tubera, anclajes y equipo conectado, deben ser tomados en cuenta en el diseo de sistema de tubera. Estos movimientos pueden resultar de la flexibilidad y/o expansiones trmicas de equipos, soportes o anclas; por asentamiento, o por movimientos de mareas u oscilaciones por viento. 10.1.9 Efectos de reduccin de ductilidad.

Los efectos nocivos de reduccin de ductilidad deben tomarse en cuenta en el diseo de sistema de tubera, pudiendo ocasionarse por tratamientos trmicos o por bajas temperaturas de operacin, por soldadura, forja, doblado o formado incluyendo los efectos de congelacin por perdida repentina de presin de fluidos altamente voltiles.

27/202


10.2.2.3 Componentes no enlistados. (a) Los componentes sin enlistar en la tabla 5, pero que se ajustan a una especificacin o norma autorizada pueden usarse dentro de las siguientes limitaciones. (1) La composicin, propiedades mecnicas, mtodo de fabricacin y control de calidad deben ser comparables a los de los componentes enlistados, satisfaciendo al diseador. (2) La presin de diseo deber verificarse de acuerdo al inciso 11.2. (b) Cualesquiera otros componentes no enlistados debern clasificarse por diseo a presin como se requiere en el prrafo 11.2.7.2.

(e) La variacin de la presin en ningn caso exceder la presin de prueba del sistema de tubera, empleada de acuerdo con el inciso 17.6. (f) Para la presin de diseo, las variaciones ocasionales de las condiciones de diseo debern ajustarse a una de los siguiente limites: (1) Sujeto aprobacin del cliente: (a) Si la condiciones de operacin ms criticas, no duran ms de 10 horas en un tiempo cualquiera y la suma no es mayor de 100 horas por ao, es permitido exceder el lmite de la presin o el esfuerzo permisible a su temperatura existente en las condiciones de operacin crticas, hasta en un 33 % como mximo. (b) Si la condiciones de operacin ms criticas, no duran ms de 50 horas en un tiempo cualquiera y la suma no es mayor de 500 horas por ao, es permitido exceder el lmite de la presin o el esfuerzo permisible a su temperatura existente en las condiciones de operacin criticas, hasta 20 % como mximo. (c) Los efectos de las variaciones anteriores debern ser determinados por el diseador para asegurar la vida en servicio del sistema de tubera por mtodos aceptados por el cliente. (2) Cuando la variacin es autolimitante (por ejemplo debido a un evento de relevado de presin) y dure no ms de 50 horas en una ocasin cualquiera y la suma no es mayor de 500 horas por ao, es permitido exceder el lmite de la presin o el esfuerzo permisible a su temperatura existente en las condiciones de operacin criticas, hasta 20% como m x i m o. (g) La combinacin de efectos de las variaciones cclicas y sostenidas en el servicio de todos los componente en el sistema deber evaluarse. (h) Las variaciones de temperatura por debajo de la temperatura mnima mostrada en el Apndice 2 no son permitidas a menos que los requerimientos del inciso 3 sean satisfechos para la temperatura ms baja durante la variacin.

10.2.2.4 Tolerancias en las variaciones de presin y temperatura. Las variaciones ocasionales en la presin, en la temperatura o en ambas, arriba de los niveles de operacin, son caractersticas de ciertos servicios. Las condiciones ms severas coincidentes de presin y temperatura durante las variaciones se usarn para determinar las condiciones de diseo a menos que se cumplan todos los siguientes criterios. (a) El sistema de tubera no debe tener componentes sometidos a presin interna, de hierro colado u otros materiales no dctiles. (b) Los esfuerzos de presin nominales no deben exceder el esfuerzo de cedencia a su temperatura existente (ver inciso 10.2.3 y los datos de Sy del Cdigo ASME, seccin II, parte D, tabla Y-1) (c) Los esfuerzos longitudinales combinados no deben exceder de los lmites establecidos en le prrafo 10.2.3.6. (d) El nmero de ciclos (o variaciones) no debe exceder de 7,000 durante la

asme b31.3 p.2.0371.01 (español)

Documents