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7/23/2019 M40035-6-CRIT-001 (Criterio de Diseño Cañerías)
3. CÓDIGOS Y ESTÁNDARES............................................................................................................... 4
4. GENERALIDADES.............................................................................................................................. 4).( Condiciones Generales del !itio.............................................................................................))./ Materiales...............................................................................................................................<). 1ama=os de Ca=erías.............................................................................................................<).) Criterios de >elocidad.............................................................................................................<).< Calefacción Aislación de &íneas...........................................................................................<).; >enteos Drena?es.................................................................................................................;).9 -tros Resguardos...................................................................................................................;).: %olguras Accesibilidad.........................................................................................................;)., Mantenimiento........................................................................................................................9).(+ -peración de >@lvulas............................................................................................................:
).(( Instrumentos en &ínea............................................................................................................:).(/ "langes Anteo?os....................................................................................................................,).( 1oma de Muestras................................................................................................................(+).() $staciones de !ervicio..........................................................................................................(+).(< Protección Personal..............................................................................................................(+).(; "iltros....................................................................................................................................(+
5. PROCEDIMIENTOS DE DIBUJO Y DE DISEÑO..............................................................................11<.( !ímbolos...............................................................................................................................((
6. AGUA POTABLE............................................................................................................................... 11
. DIMENSIONAMIENTO PARA SISTEMAS GRA!ITACIONALES........................................... ..........119.( Altura 0ormal de $scurrimiento............................................................................................((9./ Restricciones........................................................................................................................ (/
". DIMENSIONAMIENTO PARA CAÑERÍAS OPERANDO EN PRESIÓN...........................................12:.( Prdidas de Carga................................................................................................................(/:./ Coeficiente de Rugosidad.....................................................................................................(
#. DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMA DE BOMBAS.........................................................................14,.( Altura Din@mica.....................................................................................................................(),./ C@lculo de Carga 0eta Positiva Disponible...........................................................................(),. Potencia de 5ombeo.............................................................................................................(<
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1. INTRODUCCIÓN
$ste documento establece los criterios de dise=o de piping e #idr@ulicos para los
sistemas de ca=erías tales como conducciones de agua fresca6 aire comprimido6 airede instrumentación6 P&! refino6 en el marco del Proecto $5P$ III de 5%P 5illitonB5%P5 para Minera $scondida &tda. BM$&.
2. ALCANCE
$ste Documento deber@ ser usado como guía para el dise=o de !istemas deCa=erías6 preparación de planos listas de materiales para el Proecto.
!e consideran dentro del alcance el an@lisis de las siguientes redes de servicio2
•
Agua "resca• P&!
• Refino
• Agua Potable
• Aire Comprimido
• Aire Instrumentación
!e encuentra fuera del alcance de este documento6 en esta etapa6 el sistema contraincendio.
1oda la referencia a ca=erías se entender@ 'ue inclue todas las ca=erías6 flanges6pernos6 empa'uetaduras6 v@lvulas6 fittings componentes de una instalación deca=erías.
3. CÓDIGOS Y ESTÁNDARES
&os conceptos sobre definiciones6 re'uerimientos generales6 normas6 códigos est@ndares en sus versiones vigentes se encuentran en el documento 3&istadoGeneral de 0ormas Códigos de Ingeniería4 5M8&I!8G8+(6 generado por 5%P 5illiton.
4. GENERALIDADES
4.1 C&'()*)&'+, G+'+-/+, (+/ S))&
Para conocer las condiciones ambientales presión atmosfrica del sitio donde seemplaEar@ el proecto6 referirse al Informe M)++<8P8CRI18++/ 3Condiciones Del!itio4.
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4.6 !+'+&, 9 D-+'>+,
a &os PKIDLs deber@n indicar los venteos drena?es re'ueridos durante la operación.
b &os venteos drena?es 'ue no sean de operación no re'uerir@n v@lvulas BconeHiónpara prueba #idr@ulica. Para estas coneHiones se podr@ determinar el uso deflanges ciegos.
c $l di@metro de los venteos drena?es ser@n indicados en los planos est@ndares delProecto.
d >@lvulas de drena?e 'ue no son de operación normal deber@n ser instaladas conflange ciego.
4. O-&, R+,-(&,
a &as líneas de @cido deber@n ir sobre Ean?as de seguridad 'ue mantenganresguardo frente a imprevistos. !e considera 'ue estas líneas en ningn caso seaninferiores a 0P! /4. &a velocidad para dimensionamiento se muestra en el punto).).
b &as líneas de P&! Refino deber@n estar instaladas dentro de Ean?as6 las cualesdeber@n poseer un adecuado recubrimiento. $l dise=o #idr@ulico deber@ ser tal 'ueen caso de rotura de alguna línea6 las Ean?as deber@n poseer una pendiente 'uepermita la evacuación #acia alguna de las piscinas del sistema de bombeooperacional o de emergencia.
4." ?&/-, 9 A**+,)@)/)((
&os espacios mínimos libres re'ueridos entre e'uipos6 estructuras6 plataformas6ca=erías soportes son los indicados en el $st@ndar de Control Riesgos ., de 5%P56en el $st@ndar -perativo /.() de M$& en los puntos . .) del est@ndar deingeniería 5%P56 documento 07 5M8CR18P8+( 3Piping General Criteria4.
&a siguiente tabla resume complementa el est@ndar citado2
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8 $spacio libre mínimo alrededor de cual'uier obst@culo enuna plataforma
8 Altura libre8 Distancia vertical m@Hima entre plataformas
+6:+++6);+
/6)++,6(++
$OIP-! 8 $spacio de mantención mínimo re'uerido entre flanges dee'uipos dispuesto en pares
8 $spacio mínimo re'uerido para mantención de estructuraso ca=erías
8 Distancia libre desde el borde de la berma BproteccióneHtrema
+6);+
+6+<
(6<++
CAQ$RA!B!uperficiales
8 Distancia libre entre ca=erías en trinc#eras6 pipe racSs6etc6 deber@n no ser inferiores a lo indicado en AneHo A
8 $spacio mínimo entre el di@metro eHterior de una ca=ería una estructura
T
+6+<<
CAQ$RA!B$n trinc#eras
8 Distancia libre desde el fondo de la ca=ería8 Distancia libre #oriEontal Bmedida entre borde eHterior de
flanges.8 Distancia libre vertical medida desde la clave la cubierta
de la trinc#era Ben caso de ser re'uerida
+6(<+
+6(++
4.# M'+'))+'&
a &as estructuras ca=erías deben ser organiEadas para permitir el mantenimiento el servicio mediante e'uipos port@tiles. Cuando el mantenimiento por e'uiposport@tiles es impracticable se deber@ proectar e'uipos permanentes.
b !e deber@ considerar un @rea de acceso a los estan'ues para carga descarga.
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c &os caminos de la planta pueden ser utiliEados para #acer traba?os de instalaciónde ca=erías6 interrumpiendo temporalmente el acceso a algunas @reas de la planta.&as rutas normales de circulación de carros de bomberos o ve#ículos deemergencia no pueden ser interrumpidas por los traba?os de instalación de
ca=erías.
4.10 O+-*)=' (+ !//,
a &as v@lvulas 'ue re'uieran atención6 observación *o a?uste durante elfuncionamiento normal6 se deber@n ubicar al alcance del operador mediante unarampa6 plataforma o una escalera permanente(.
!e evitar@ en lo posible el uso de escaleras verticales. $n caso de ser indispensable6 su uso deber@ ser ?ustificado mediante un an@lisis de Riesgo-peracional.
b &os volantes de las v@lvulas de corte6 ubicados sobre (6< m de altura BeHcepto enlos parrones de ca=erías6 se deber@n operar desde plataformas o escaleraspermanentes$rror2 Reference source not found.
c $n ca=erías verticales las v@lvulas se deben proectar sobre los (6/ m desde elnivel de terreno o plataforma6 de modo de contar con un acceso directo cómodopara el operador.
d >@lvulas de :4 maores deben ser especificadas con ca?a de engrana?es. !i sere'uiere operación remota *o autom@tica6 deber@ instalarse actuadores6 pudiendostos ser neum@ticos6 #idr@ulicos o elctricos.
e $n general6 los volantes v@stagos de v@lvulas no deben obstaculiEar los pasillosde operación ni generar riesgos adicionales a la operación. Cu@ndo esto no seaposible6 la v@lvula deber@ instalarse elevada de forma 'ue la parte inferior delvolante 'uede a una altura de / m desde el suelo o plataforma de operación.
f &as v@lvulas de protección de sobreflu?o deber@n ser instaladas cerca de la v@lvulade corte6 en la salida del estan'ue o e'uipo 'ue se desea proteger.
4.11 I',-+'&, +' L'+a Accesibilidad
• 1odos los instrumentos ser@n accesibles desde el terreno o plataformas. $stas
estructuras deber@n cumplir con los re'uisitos establecidos en el $st@ndar deControl de Riesgos ., de 5%P5 en el $st@ndar -perativo /.() de M$&6
1 $stas estructuras deber@n cumplir con los re'uisitos establecidos en el $st@ndar de Control deRiesgos ., de 5%P5 en el $st@ndar -perativo /.() de M$&.
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correspondiente a traba?os en altura. 0o se permite el uso de escaleras port@tileso plataformas móviles6 de modo permanente o como dise=o definitivo.
• n instrumento para ser considerado como accesible desde una plataforma6
deber@ ser montado a no menos de (<+ mm no m@s de (6: m sobre el nivel de
la plataforma a no m@s )<+ mm fuera del pasamano. &os instrumentosinstalados ?usto encima de una plataforma deber@n ser montados a no menos de/ m del nivel de la plataforma para proporcionar al operador espacio paracircular ba?o el instrumento sin peligro de golpear su cabeEa.
b &as v@lvulas de control deben ser montadas en la plataforma de operación. $ldispla el transmisor deben 'uedar a la vista.
c &os flu?ómetros magnticos deber@n ser accesibles desde la plataforma deoperación. Para asegurar flu?o desarrollado al interior del instrumento6 se deber@montar los flu?ómetros en tramos rectos de ca=erías sin singularidades Bcodos6
v@lvulas6 arran'ues6 etc. al menos < di@metros medidos aguas arriba di@metros aguas aba?o del flu?ómetro.
d &os flanges orificios deber@n ser localiEados en la #oriEontal. $n forma verticaldeber@n ser aprobados por 5%P5. &os flanges orificios se instalar@n en un tramorecto de ca=erías sin singularidades6 como mínimo (< di@metros aguas arriba < di@metros aguas aba?o.
e 1apas orificio para servicio de aire o gas deber@n ser instalados en la partesuperior de la ca=ería6 para evitar 'ue estos funcionen como drena?es de
condensado u otro lí'uido presente en la línea.
f 1apas orificio utiliEados en servicios lí'uidos deber@n ser instalados )< grados ba?oel e?e de la ca=ería.
g &os manómetros ser@n instalados para ser leídos desde el nivel de operación. &osmanómetros instalados en la descarga de las bombas deben ser orientados a unlado de la línea de descarga de tal forma 'ue el manómetro sea visible desde laposición del control de partida parada de la bomba.
# &os medidores de temperatura deber@n ser instalados para ser leídos desde el
nivel de operación. &os transmisores de t#ermoUells deber@n ser accesibles desdeterreno6 plataforma o escalera permanente.
4.12 7/'+, A'+&>&,
&os flanges anteo?os ser@n accesibles desde el nivel de terreno o plataformas. &osflanges ubicados en parrones de ca=erías se considerar@n accesibles. "langes de unpeso maor a )< Sg deber@n ser especificados con ore?as de iEa?e para poder ser manipulados con elementos de levante móvil.
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4.13 T& (+ M+,-,
a &as tomas de muestras deben ser indicadas en los PKIDLs. Deben ser f@cilmenteaccesibles desde el terreno o plataformas con la dirección de flu?o #acia el suelo.
b $n general6 cuando la toma de muestras de lí'uidos se realice mediante botellas6 eldise=o deber@ permitir escurrir libremente lí'uido antes de la toma de muestra6mediante sumideros o losas con pendientes.
4.14 E,*)&'+, (+ S+-)*)&
a $staciones de servicio de aire agua deber@n ser provistas de mangueras dem@Himo (< m de largo6 de tal forma 'ue 'uede cubierta toda el @rea de traba?o.
b !e deber@ considerar coneHiones de agua a nivel de terreno en el @rea de bombas
e'uipos 'ue re'uieran agua de lavado para el mantenimiento.
c ConeHiones de aire deber@n ser provistas en todas las @reas 'ue re'uieran airepara #erramientas6 como intercambiadores6 compresores6 etc. Cada @rea a ser atendida deber@ encontrarse dentro del alcance de una manguera de (< m.
4.15 P-&+**)=' P+-,&'/
a Duc#as de emergencia lava o?os deber@n ser instaladas en las @reas deoperación mantención donde el personal est eHpuesto a derrames peligrososcomo @cido sulfrico6 P&!6 refino electrolito. !u dise=o deber@ cumplir con lo
especificado en la 0orma A0!I V<:.( 3American 0ational !tandards for $mergenc $eUas# and !#oUer $'uipment4. &as duc#as deber@n ser indicadasen los PKIDLs ser@n alimentadas con agua potable permanente o de recarga6segn sea la posibilidad de la instalación.
b $n Eonas donde la duc#a de emergencia est eHpuesta a ba?as temperaturas6stas deber@n tener un calefactor elctrico 'ue mantenga una temperaturaadecuada al servicio.
c !i se re'uiere cubrir flanges de v@lvulas coneHiones de ca=erías6 deber@ ser indicado en la especificación de materiales correspondiente. 1odos los flanges de
v@lvulas coneHiones de líneas de @cido sulfrico deber@n ser cubiertos conpantallas6 para evitar salpicaduras a operadores en caso de fugas.
4.16 7)/-&,
&as líneas con filtros W deber@n ser dispuestas de tal forma 'ue sean f@cilmentedesmontables.
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5. PROCEDIMIENTOS DE DIBUJO Y DE DISEÑO
5.1 S@&/&,
a $n el PKID 07 A(8M)++<8;8(++8(++ se indica la simbología a utiliEar en elproecto.
b &os ítems especiales de materiales de piping ser@n identificados en los PKID enlos planos de piping.
6. AGUA POTABLE
&a conducción de agua potable deber@ ser dise=ada de acuerdo a la 0orma C#ilena0C# ;,( 3Agua Potable6 Conducción6 Regulación Distribución4.
. DIMENSIONAMIENTO PARA SISTEMAS GRA!ITACIONALES$n este capítulo se resumen los criterios #idr@ulicos a utiliEar para el dimensionamientode los sistemas de conducción gravitacional.
.1 A/- N&-/ (+ E,*--))+'&
Para el c@lculo de la altura normal de escurrimiento se considerar@ la fórmula cl@sicade Manning para agua pura.
n
i R AQ
⋅⋅=
3/2
X R=A/P
Donde2
Q 2 Caudal YmZ*s[n 2 Coeficiente de rugosidadi 2 Pendiente del ducto Ben tanto por uno A 2 !ección de escurrimiento Ym\[ P 2 Perímetro mo?ado Ym[
$l coeficiente de rugosidad de Manning Bn6 de acuerdo al material6 se considerar@
segn valores usados comnmente en pr@cticas de ingeniería. Cabe se=alar 'uepueden eHistir variaciones de este coeficiente dependiendo del fluido 'ue se esttransportando.
$n la tabla siguiente se presentan e?emplos de valores utiliEados comnmente paraagua limpia6 los cuales deben ser discutidos caso a caso.
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g
V f
D
L H
i
f 2
2
=
Donde2
L 2 &ongitud de la línea Ym[ Di 2 Di@metro interior de la ca=ería Ymm[V 2 >elocidad del flu?o en rgimen Ym*s[ƒ 2 "actor de fricción
$l coeficiente de fricción 6 de la tubería se evaluar@ por medio de la relación deColebrooS8#ite6 v@lida para tuberías con flu?o en rgimen turbulento.
$l coeficiente de fricción se podr@ calcular segn la eHpresión de ColebrooS6 la 'ue sepresenta a continuación2
⋅+⋅−= D f f
d ε
71.3
1
Re
51.2log2
1
Donde2
εd 2 Rugosidad de la tubería Ymm[
D 2 Di@metro interior de la línea Ymm[ Re 2 0mero de Renolds Yadimensional[ƒ 2 "actor de fricción segn ColebrooS Yadimensional[
Para el caso de prdidas singulares6 se considera el uso de factores comnmente
utiliEados en ingeniería. !e consideran validos los incluidos en el softUare de c@lculo A"18"A1%-M6 sin per?uicio de la validación con los factores presentes en criteriogeneral de dise=o #idr@ulico 5%P5.
".2 C&+:)*)+'+ (+ R&,)((
!e considerar@n los siguientes coeficientes de rugosidad en función del tipo dematerial6 sin per?uicio de la validación con los factores presentes en criterio general dedise=o #idr@ulico 5%P5.
M+-)/ R&,)(( F
Acero +6+<+%DP$ +6++9Goma +6++
#. DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMA DE BOMBAS
$l dimensionamiento de los par@metros de selección de bombas deber@ realiEarse deacuerdo a los siguientes criterios2
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#.1 A/- D)')*
&a altura de impulsión total B1D% se estima sumando todas las presiones parcialesinvolucradas en el sistema6 es decir2
e p g s f H H H H H H ++++=
Donde2
H f 2 Prdida de presión por fricción en la tubería
H s 2 Prdida de presión debido a disipación en singularidades H g 2 Altura est@tica de descarga H p 2 Presión de descarga Bcondición de operación H e 2 Altura est@tica de succión
$n el c@lculo de la altura din@mica total de la bomba B1D% se aplicar@ un coeficientede seguridad igual a (6+< a fin de cubrir posibles desviaciones en las condicionesreales con respecto a las de c@lculo.
#.2 C/*/& (+ C- N+ P&,)) D),&')@/+
$n general6 la carga neta positiva disponible en la succión B0P!% se estima deacuerdo a la siguiente eHpresión2
r fss
m
vatm
a NPSHHZ
S
HH NPSH >−±
−=
Donde2
NPSH
a
2 Carga 0eta Positiva en la !ucción Disponible Ym[
NPSH r 2 Carga 0eta Positiva en la !ucción Re'uerida Ym[
H atm 2 Presión atmosfrica Ym[ H v 2 Presión de vapor del lí'uido Ym[ Z s 2 Altura est@tica de succión Ym[
B aspiración positiva
B8 aspiración negativa H fs 2 Prdida de carga en la aspiración Ymcl[
S m 2 Gravedad específica del fluido con respecto al agua Badimensional
#.3 P&+'*) (+ B&@+&
&a potencia al freno6 con la cual se debe seleccionar el motor de la bomba6 se estima apartir de la siguiente ecuación2
M4!"#$#C%I&#'*% Fecha '!#Dic#'P+,ina '4 de '$
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