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Captulo 8: Instalaciones de Fluidos.
Autor: Jos M Altemir.
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Captulo 8:INSTALACIONES DE FLUIDOS.
8.1. INTRODUCCIN.
Fluidos para alimentacin de mquinas.Para economizar tuberas se
hacen las instalaciones a presin, pero ello
exige vlvulas, bridas, etc. Ms caras para evitar fugas. Por ello
se adopta unapresin media que es de 7 a 14 Kg/cm2 para el agua y de
2 a 5 Kg/cm2 para elfuel.
Fluidos de fuerza o accionamiento.Transmiten potencia por lo que
para conseguirlo en condiciones econmicas
han de trabajar a grandes presiones:Aceite 50 200 Kg/cm2.Agua 25
100 Kg/cm2.Aire 7 Kg/cm2.
Son precisas vlvulas, bridas, juntas, etc., de gran precisin y
calidad.Algunos ejemplos de aplicacin son las prensas hidrulicas,
el accionamiento degras, y el accionamiento de mquinas
herramientas.
Elementos de las instalaciones de fluidos.Una vez establecidas
la presin y temperatura del fluido, hay que elegir los
diversos aparatos que son: tubos, bridas, racores y fittings,
vlvulas que seemplean en todas las instalaciones y las bombas,
aparatos de medida, etc., queson especficos de cada instalacin.
Tubos.Suelen ser de acero estirado sin soldadura y se designan
por el dimetro de
su orificio. Tambin pueden ser de hierro dulce forjado, cobre,
latn, polivinilo,hormign armado, fibrocemento, etc.
Los alemanes, ND = nominal durchmesser.Los americanos, dimetro
interior en pulgadas.En Espaa, DN = dimetro nominal.
Los tubos suelen ser de 4 a 12 m. de largo.Las tuberas y sus
smbolos estn normalizados por las normas UNE 19001
al 19010 y por DIN 2448.Los tubos se acoplan para formar
tuberas, en instalaciones fijas o
desmontables. Las tuberas fijas se ensamblan, casi
exclusivamente, porsoldadura. Las uniones desmontables que ms se
emplean son: uniones porbridas, fittings, racores o uniones
roscadas.
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Bridas, Fittings, Racores.Son elementos de unin de los tubos.
Para dimetros de 50 y ms se
emplean siempre bridas y para dimetros menores fittings o
bridas. Los fittings soncodos, tes, cruces, etc. Tanto las bridas
como los fittings se suelen soldar o roscara los tubos.
Los racores se emplean para tuberas delgadas y presiones
elevadas.Dimetros menores de pueden unirse al tubo sin rosca ni
soldadura.
BRIDASSe usan para presiones de 1 a 320 Kg/cm2 en toda clase de
industrias
qumicas y petroqumicas. Aunque hay muchos tipos, para su montaje
se suelda orosca una brida a cada tubo, luego se intercala una
junta entre ambas y seatornillan las dos bridas.
Figura 8.1.- Unin de tubos con bridas.
En la primera figura las bridas con cuello estn soldadas al
tubo, con unpequeo chafln para el cordn de soldadura, y en la
segunda las bridas estnroscadas al tubo.
Para poder hacer intercambiables los aparatos o instalaciones
deprocedencia alemana (DIN) y los de procedencia norteamericana
(ANSI) se hanormalizado por ISO un tubo y unas bridas que permiten
esta intercambiabilidad.
Figura 8.2.- Tubo de intercambio ISO.
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FITTINGSSe usan para presiones de 1 a 20 Kg/cm2 en instalaciones
de gas, agua,
etc.. El fitting se suelda o se rosca a los tubos a unir, como
aparecen en la figurasiguiente.
Figura 8.3.- Unin de tubos con fittings.
RACORES Se unen los dos tubos mediante una serie de tuercas de
formas especiales.
EI conjunto de tuercas, juntas, manguitos, etc. se llama
racor.Hay muchos tipos y algunos de ellos patentados.El primero que
se muestra es el conocido como Tuerca de unin, es un racor
que se puede tambin clasificar como Fitting por su baja presin
de hasta 14Kg/cm2 . Se usa en calefaccin y fontanera.
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Figura 8.4.- Unin de tubos con racor de Tuerca de unin.Los dos
tubos van roscados y son de 1/4 a 1/8 de diferencia de dimetro.
El siguiente racor, conocido como Metala, se usa en circuitos
neumticos ehidrulicos de las mquinas herramienta y se fabrica en
dos tipos:
Presin hasta 100 Kg/cm2 para tubos de 4 a 10 mm. de
dimetro.Presin hasta 250 Kg/cm2 para tubos de 6 a 18 mm. de
dimetro.
Figura 8.5.- Unin de tubos con racor tipo Metala.
Los tubos no llevan rosca ni se sueldan. El anillo de cierre
suele ser dematerial blando que se aprieta al tubo y se hace junta
en el cono.
El ltimo racor presentado se usa para presin de 250 a 500
Kg/cm2, en launin de tubos de inyeccin de motores diesel, y
dimetros de tubo 6 a 10 mm.
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Figura 8.6.- Racor para tubos de inyeccin en motores diesel.
Tanto en bridas como en Fitting los tubos van o lisos con chafln
o sinoroscados. En los racores van lisos y sin chafln.
!Nunca se roscan los tubos por el interior!
Vlvulas Hay innumerables tipos pero los ms empleados son:De
bolaDe compuertaDe asientoDe retencin etc.
Las bombas y aparatos de medida son especficos de cada
instalacin y nopodemos describirlos en este resumen.
No debe olvidarse en la especificacin de cada elemento el
material, quedepende del fluido y de su temperatura. La elevada
temperatura hace que loselementos como tubos, vlvulas, bridas, etc.
se usen a presiones menores que lasnominales. Todo esto se ve en
los catlogos de los elementos.PresinNominal
Material 20 C 200 C 250 C 300 C
25 Carbono15Mo3
25 25 18 - 25 16 - 25
Por ejemplo una brida de acero al carbono 15 Mo3, que a
temperaturanormal (20 C) puede soportar una presin nominal de 25
Kg/cm2 si la sometemosa 250 C slo resiste 18 Kg/cm2 y si se quiere
mantener la presin habra que ir amaterial aleado.
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8.2. NORMALIZACIN EN INSTALACIONES DE FLUIDOS.Todos los aparatos
que se emplean en las instalaciones de fluidos se
representan por smbolos normalizados.DINVlvulas y accesorios DIN
2429Curvas, derivaciones, codos DIN 2430Bridas diversas DIN 2631 a
2636Tubos DIN 2410,2401,2402Colores de tuberas DIN 2403UNEComisin
tcnica 19 se encarga de normalizar las medidas de "tubos,
bridas,
vlvulas y accesorios"Para su dibujo tenemos:UNE 1062 Signos
convencionales para tuberasUNE 1063 Colores de tuberas en dibujos e
instalacionesISOComisin n 5 se ocupa de tuberas y fittings.ISO/R
1219- 1270 Representacin simblica de aparatos hidroneumticos y
neumticos.ANSI (Normas americanas)Muy importantes en industria
Qumica y Petroqumica. .Comisin B 16 "Pipe Flanges and
Fittings"Diagramas hidrulicos ANSI-Y 14.17Smbolos grficos ANSI-Y
32.10,32.11,32.2.3,32.2.4Para instalaciones de plantas qumicas
existen adems los smbolos de los
aparatos qumicos normalizados por: DIN, ANSI-Y32-11.
En la redaccin de Proyectos oficiales hay que tener en cuenta
adems delas normas citadas, los reglamentos.
Citemos algunos:NTE- IGL/1973 - Instalacin de gases
licuadosOrden del 29-III-73 - Instalacin de gases en edificiosNTE-
IDG/1973 - Instalacin de depsitos de gasDecreto del 16-VIII-69 -
Reglamento de recipientes a presin.
8.3. REPRESENTACIN DE INSTALACIONES DE FLUIDOS.
Las instalaciones para Fluidos se representan en planta mediante
esquemasen los que entran los smbolos correspondientes. En general
se hacen los planossiguientes :
1.- Esquema de conjuntoSe dibuja en planta, sin escala, con
smbolos muy simplificados que dan idea
general del proceso, en empresas qumicas, o del esquema total de
la instalacinen instalaciones.
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Para instalaciones complejas se usan dibujos isomtricos como
veremos.
Figura 8.7.- Esquema de un tramo de tubera.
Los smbolos estn normalizados (DIN 2429 y DIN 2430), y se
muestra unextracto a continuacin.
Figura 8.7.- Smbolos para tuberas.
Se pueden marcar las diversas secciones con letras y nmeros,
pero lo mscorriente es designarlos en el mismo dibujo con sus
nombres especficos.
Depsito 1 Depsito 2 Depsito 3Bomba A Bomba B Bomba 3
En general los aparatos se designan con letras y los tubos por
nmeros.Cada tubo lleva un nmero que indica su dimetro interior con
el smbolo dedimetro.
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Estos esquemas no dan idea de la disposicin de los aparatos en
el espacioy para ello, en caso necesario, se acompaan de dibujos en
perspectivaisomtrica que de un golpe de vista indican la disposicin
general.
Esta disposicin est normalizada por la DIN 5 y hay que hacer
lassiguientes observaciones:
1) El sentido positivo de Z es en el que se movera un tornillo
normal aderechas que girara del eje X al Y, ver Bild 5 de la figura
8.8.
2) Para sealar los tramos que no sean isomtricos se emplean
rayados,rayndose dos planos isomtricos que converjan en el tramo
citado, siendo uno deellos siempre el XY, ver Bild 6 y 7 de la
figura 8.8. Si este rayado no fueraconveniente, como indica la
norma ISO 6412, puede omitirse; pero en ese caso elrectngulo o el
prisma rectangular del que la tubera es la diagonal, debemostrarse
en lnea continua fina.
Para estos dibujos se emplea papel pautado DIN 2428 y la lista
de piezasespecial tambin DIN 2428.
3) Se representan tambin en isomtrico los diversos elementos en
forma desmbolos, orientndolos en la direccin correcta, como se
muestra a continuaciny en la figura 8.9.
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Figura 8.8.- Disposicin de tuberas segn la norma DIN 5.
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Figura 8.9.- Plano de conjunto en isomtrico.
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Acotacin. Los dibujos en el esquema de conjunto deben acotarse
deacuerdo con la Norma ISO 129.
Tanto en planta, como en isomtrico, el dimetro exterior y el
espesor de lapared de las tuberas pueden indicarse de acuerdo con
la Norma ISO 5261,tambin pueden indicarse utilizando la designacin
corta de dimetro nominal DN.
Las tuberas curvas deberan ser generalmente acotadas desde el
eje centralde las instalaciones, si fuera necesario especificar la
dimensin desde fuera odentro de la proteccin o superficie externa
de la tubera, la acotacin puedeespecificarse mediante flechas
sealando a trazos cortos finos paralelos a laslneas de cota.
Los radios y ngulos de curvas pueden indicarse como muestra la
figura, losngulos de 90 no deben indicarse.
Los niveles se refieren generalmente al centro de la tubera, el
sentido deinclinacin debe indicarse por un tringulo rectngulo sobre
la lnea de flujo,sealando desde el nivel ms alto hacia el ms
bajo.
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Si fuera necesario por razones de fabricacin y/o tcnicas indicar
una dobleacotacin, una de las cotas debe indicarse entre
parntesis.
Si fuera absolutamente necesario indicar que una tubera tiene
que pasar pordetrs de otra, la lnea de flujo que representa la
tubera oculta debe interrumpirse,y la anchura de cada interrupcin
no debe ser menor de cinco veces la anchura dela lnea continua.
En las piezas de transicin, las dimensiones nominales deben
indicarse porencima de los smbolos grficos.
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Los soportes y colgadores deben representarse por sus smbolos
apropiadosde acuerdo con las figuras siguientes, donde aparece el
general, el fijo, el guiado yel deslizante.
Si la instalacin necesitara aparatos adjuntos, tales como
tanques,maquinaria, que no pertenezcan a la propia instalacin de
tuberas, puedenrepresentarse por sus contornos empleando lneas fina
de trazos y doble punto.
Como indica la Norma ISO 4067-1, la direccin del flujo debe
indicarsemediante una flecha sobre la lnea de flujo o cercana al
smbolo grfico querepresenta una vlvula.
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2.- Planos de instalacin Se dibujan a escala y referidas a la
obra civil o mquina a la que stas
afectan.
Figura 8.10.- Soplante de gasgeno con su instalacin de
tuberas.
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Los aparatos que componen la instalacin son:a) Soplante de gas
bruto. e) Regulador de presin para el vapor.b) Soplante de gas
auxiliar. f ) Regulador de presin para el gas.c) Vlvula de
retencin. g) Regulador de mariposa.d) Reg. de pres. para el gas
aux. h) Regulador de presin para el oxgeno.
i) Condensador, paso nominal 25.
Las tuberas de la instalacin son para:1) Gas de gasgeno; paso
nominal 300. 8) Vapor vivo, p. n. 65.2) Gas de gasgeno, p. n. 300.
9) Desvo, p. n. 100.3) Gas auxiliar, p. n. 100 10) Vapor vivo, p.
n. 200 4) Gas auxiliar, p. n. 100. 11) Oxgeno, p. n. 125.5) Desvo,
p. n. 100. 12) Desvo, p. n. 125.6) Vapor vivo, p. n. 100. 13)
Retorno gas auxiliar, p. n. 100.7) Vapor vivo, p. n. 32. 14) Vapor
condensado, p. n. 25.
Para facilitar la claridad de la interrelacin entre la
instalacin y la obra civil, sepuede representar en isomtrico, como
aparece en la figura siguiente.
Figura 8.11.- Soplante de gasgeno en perspectiva isomtrica.
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Se dan las necesarias vistas y cortes. Estos planos sirven para
presupuestosy para construccin. Se hacen por secciones, o por lo
menos por locales, o naves.
Las instalaciones de tuberas se pueden referir a:
Circuitos de mquinas. Se dibuja el plano de instalacin en la
seccin o vistas dela propia mquina. Ejemplos: Prensas hidrulicas,
Mquinas-Herramientas deaccionamiento hidrulico, sistemas de engrase
a presin, etc.
Instalaciones de fluidos para alimentacin en fbricas o naves. Se
dibujan losplanos de instalacin sobre la planta o alzados de las
naves.
Instalaciones en plantas de proceso. Se refiere al dibujo de la
instalacin de laplanta respecto a las naves, si va dentro, o
respecto a las estructuras portantes deacero u hormign si van a la
intemperie.
En todos los casos se pueden acompaar los dibujos de instalacin,
conesquemas en planta o isomtricos de la parte de instalacin
correspondiente.
En los dibujos y, sobre todo, en las instalaciones se pintan los
tubos de loscolores siguientes segn la norma UNE 1063.
Agua Verde OscuroVapor Rojo FuerteAire Azul ModeradoGas
alumbrado Amarillo VivoGases y lquidos qumicos Gris MedioAceites y
combustibles. Pardo ModeradoProductos varios NegroSistemas contra
incendios Rojo VivoPeligro Bandas amarillo y negro
Segn la importancia y la clase de instalacin se pintarn las
tuberas delcolor bsico, a juicio del usuario, de una de las formas
siguientes:
a) en toda su longitud.b) en una cierta longitud.c) En una banda
longitudinal.
Cuando la pintura no corresponda a toda la longitud del tubo, se
pintarnsiempre en las proximidades de las vlvulas, empalmes,
juntas, uniones y losaparatos de servicio que forman parte de la
instalacin. La seal de peligro(amarillo anaranjado con bordes
negros) deber pintarse siempre sobre toda lacircunferencia de la
tubera.
En instalaciones industriales de importancia, y sobre todo en
los casos enque sea imprescindible una mayor caracterizacin de los
fluidos circulantes por lasdistintas tuberas, a los colores bsicos
se les agregar el nombre o smboloqumico del fluido, la presin, la
temperatura y el sentido de la corriente.
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Como complemento a los conceptos del apartado, se puede ver las
normasUNE 1O62 (Signos convencionales para tuberas), y UNE 1O63
(Colores de lastuberas en los Dibujos de instalaciones).
BRIDASFITTINGSDINUNEISOLas instalaciones para Fluidos se
representan en Se dan las necesarias vistas y cortes. Estos planEn
los dibujos y, sobre todo, en las instalacioneGases y lquidos
qumicosGris Medio