TUBERIA CCP TUBERIA CCP TUBOS DE CONCRETO PARA PRESION TIPO CILINDRO DE ACERO CON REFUERZO DE VARILLA TUBOS DE CONCRETO PARA PRESION TIPO CILINDRO DE ACERO CON REFUERZO DE VARILLA INFORMACIÓN DE PRODUCTO & DISEÑOS ESTÁNDAR INFORMACIÓN DE PRODUCTO & DISEÑOS ESTÁNDAR American Pipe and Construction International
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUBERIA CCP TUBERIA CCP
TUBOS DE CONCRETO PARA PRESION TIPO CILINDRO DE ACERO CON REFUERZO DE VARILLA
TUBOS DE CONCRETO PARA PRESION TIPO CILINDRO DE ACERO CON REFUERZO DE VARILLA
INFORMACIÓN DE PRODUCTO & DISEÑOS ESTÁNDAR INFORMACIÓN DE PRODUCTO & DISEÑOS ESTÁNDAR
American Pipe and Construction International
INTRODUCCIÓN
EL TUBO CCP TIENE UNA ESTRUCTURA COMPUESTA QUE COMBINA LA ADAPTABILIDAD DEL ACERO CON LA DURABILIDAD Y PROPIEDADES ANTICORROSIVAS DEL CONCRETO Y MORTERO DE CEMENTO. Y SE DISEÑA A LA MEDIDA PARA LAS NECESIDADES DE SU SISTEMA. Los tubos (CCP) constan de un cilindro de acero revestido con concreto o mortero de cemento; están reforzados helicoidalmente con varilla de acero al carbón y recubiertos con mortero de cemento denso. Ofrecen una junta estanca de fácil ensamblado mediante anillos de unión de acero de campana y espigo soldados en los extremos del cilindro y sellados con un empaque redondo de caucho confinado, en la ranura del espigo.
Desde la presentación del producto en 1955, American Pipe ha suministrado mas de 1200 kilómetros de tubos CCP para sistemas de tuberías en Colombia y en el exterior. Esta tubería se utiliza principalmente para el transporte y distribución de agua en sistemas municipales, industriales y agrícolas. Los tubos CCP pueden emplearse para transportar cualquier líquido no corrosivo al concreto o mortero, incluso agua de mar y efluentes en tuberías a presión.
Los tubos CCP están diseñados y
fabricados según la norma AWWA C303-02 y/o NTC 747 y el Manual M9 de AWWA, y se entregan en diámetros estándar de 250 mm. a 1800 mm. (10 a 72 pulgadas), para presiones de operación de hasta 400 psi. Se han diseñado, fabricado e instalado con éxito tubos para mayores presiones de operación. G E S TI O N D E L A C A L I D A D La norma nacional para tubos CCP es la NTC 747, equivalente en Colombia a la AWWA C303-02. Esta norma requiere que todos los fabricantes observen un programa de gestión de la calidad y que todos los materiales empleados para la fabricación de los tubos cumplan con las normas de ASTM o las particulares para cada material. Los procedimientos de soldadura, así como los soldadores y operadores que participen en el proceso, deben calificarse según las normas establecidas.
En cada etapa del proceso debe verificarse el aseguramiento de calidad, y efectuarse pruebas para el acero, las soldaduras, los revestimientos interno y recubrimiento externo del tubo, la prueba hidrostática de los cilindros y todas las señaladas en la norma misma.
Los clientes de American Pipe exigen normas desarrolladas y productos consistentes de alta calidad. Por eso, la empresa mantiene un sistema de gestión de la calidad según ISO 9001 que es auditado permanentemente.
La combinación del compromiso de American Pipe con sus clientes, la norma AWWA C-303 y la auditoría del sistema de calidad garantizan que cuando los tubos CCP se entregan en su lugar de trabajo, cumplen con sus especificaciones y son un producto de calidad superior.
A. Revestimiento de concreto o
mortero de cemento B. Recubrimiento de mortero de
cemento denso C. Varilla de acero de refuerzo D. Empaque de caucho E. Anillos de unión de acero F. Cilindro de acero
G. Banda de confinamiento del mortero en la junta
H. Mortero de cemento aplicado en la obra.
D I S E Ñ O Ó P TI M O Los tubos CCP están diseñados para resistir la presión hidrostática interna mediante una combinación de cilindro de acero y un refuerzo helicoidal de varilla de acero. El tubo puede diseñarse para la presión requerida seleccionando la combinación óptima de espesor del cilindro de acero y diámetro y espaciamiento de la varilla de acero, se obtiene la cantidad de acero necesaria para las condiciones de operación de la tubería. Esta flexibilidad de diseño puede permitir ahorros sustanciales en el costo del tubo.
I M P O R T A N C I A D E L R E F U E R Z O C O N V A R I L L A D E A C E R O Una vez curado el revestimiento interno, sobre el cilindro de acero se enrolla helicoidalmente una varilla continua de acero al carbón aplicada con un esfuerzo de tracción entre 8,000 y 10,000 psi. La varilla de acero enrollada ofrece la compensación necesaria para resistir las fuerzas circunferenciales de tracción. Además, la varilla de acero enrollada dá anclaje al recubrimiento externo de mortero de cemento y asegura de manera eficaz que el cilindro, la varilla y el revestimiento actúan como una estructura compuesta. Esta construcción compuesta aumenta la rigidez del tubo, su resistencia como viga y su capacidad para soportar impacto y vacío.
C A P A C I D A D D E F L U J O Estudios de campo han demostrado que en tubería CCP el coeficiente de rugosidad para la fórmula de Hazen Williams de 140 y el valor de la rugosidad absoluta en la fórmula de Darcy-Weisbach o como lo señala el Manual M9 de la AWWA, se mantienen durante la vida útil del proyecto.
P R O TE C C I Ó N C O N T R A L A C O R R O S I Ó N La protección interior y exterior de mortero de cemento permite que los elementos de acero se mantengan en un ambiente altamente alcalino, típicamente con un pH de 12.5 o superior. Este recubrimiento de mortero denso, junto con la lechada de cemento aplicada para cubrir
el cilindro y la varilla, suministra un ambiente alcalino que pasivisa el acero e inhibe la corrosión del cilindro, la varilla de acero y demás elementos metálicos.
E N S A M B L E E N O B R A La unión autocentrante de espigo-campana, sellada con un empaque de caucho confinado y la gran longitud de las secciones de los tubos CCP, permiten que éstos se instalen rápida y económicamente. Esto permite rendimientos de longitud instalada entre 30 y 50 tubos diarios por cuadrilla, en condiciones aceptables de instalación. La efectividad de la unión sellada con empaque de caucho confinado queda demostrada por más de 50 años de funcionamiento de líneas en operación sin ningún problema.
D I S E Ñ O P E R S O N A L I Z A D O D E T U B E R Í A S American Pipe suministra un paquete completo para cada proyecto con tubos CCP, que incluye la hoja de diseño de la tubería, despiece del conjunto y detalles de fabricación de cada componente, con un número de identificación que fija su posición en la línea de conducción.
E M P U J E S H I D R O S T Á TI C O S La fuerza de empuje hidrostático generada en la tubería por cambios de dirección, taponamientos para prueba o definitivos, válvulas, tees, yees, reducciones, etc., puede ser equilibrada mediante soldadura aplicada en obra en la unión de tubos ensamblados vecinos a la fuerza para desarrollar la restricción longitudinal necesaria por fricción. La longitud a soldar se determina mediante un sencillo cálculo establecido en el manual M9 de la AWWA.
C O N E X I O N E S C O N T U B E R I A E N F U N C I O N A M I E N TO Los tubos CCP pueden perforarse fácilmente mientras prestan servicio, con equipos y procedimientos adecuados.
Unión estándar de tubos CCP
Unión de tubos CCP soldada
Enrollado con varilla de acero
Revestimiento con mortero
DISEÑO DEL TUBO
Instalación de un tubo CCP de 1050 mm (42 pulgadas)
El diseño del tubo CCP cumple con las normas AWWA C303-02 y NTC-747, así como el Manual M9 de AWWA.
D I S E Ñ O H I D R O S T Á TI C O El esfuerzo circunferencial promedio en el cilindro de acero y refuerzo de varilla del tubo a la presión de diseño se limita a 36,000 psi, o el límite de fluencia mínimo especificado para el acero utilizado en el cilindro. El siguiente procedimiento de cálculo introduce un factor mínimo de seguridad de 2.
El área total de la sección transversal del refuerzo circunferencial de acero (cilindro de acero mas refuerzo de varilla de acero) es:
As= Ay + Ab
6 (S.F.) Pd Dy
= ---------------------- S
Donde As = Área total de la sección transversal del acero circunferencial, pulg2/pie lineal de pared del tubo
Ay = Área de la sección transversal del acero circunferencial en el cilindro, pulg2 / pie lineal de pared del tubo
* La resistencia mínima de fluencia especificada
Ab = Área de la sección
transversal del acero circunferencial, en el refuerzo de varilla de acero, pulg2 / pie lineal de pared del tubo
S.F.= Factor de seguridad; 2,0
Pd = Presión de diseño, psi
Dy = Diámetro interno del cilindro de acero, pulgadas.
S = Esfuerzo mínimo de fluencia, del acero utilizado para el cilindro, psi.
La resistencia de fluencia real del acero utilizado para la fabricación de cilindros es típicamente superior al mínimo especificado, lo cual ofrece un Factor de Seguridad real superior de 2.0 en el tubo.
El área de acero circunferencial requerida para un diámetro y clase de tubo dados puede obtenerse mediante varias combinaciones de diámetro interior, espesor de cilindro de acero y diámetro y espaciamiento de la varilla de acero, todo cumpliendo con la especificación. Se puede seleccionar cualquier combinación que satisfaga el siguiente criterio.
Tubo con cilindro de acero (CCP) de 1200 mm (48 pulgadas) de diámetro.
• El calibre mínimo del
cilindro de acero debe ser el indicado en la Figura 1.
• Resistencia Mínima de fluencia del Acero ASTM A-36 = 36,000 psi.
• Diámetro mínimo de varilla de refuerzo = 5.6 mm (7/32 pulgadas)
• Área mínima de varilla de refuerzo = 493 mm2
• 0.23 pulg2 / pie lineal, (487 mm2/m) numéricamente igual al 1% del diámetro del tubo en pulgadas.
• Espaciamiento máximo de centro a centro de varilla de refuerzo = no mas de 50mm (2 pulgadas).
• Espacio libre entre varillas = no menos de 1.3 veces el diámetro de la varilla utilizada.
D I S E Ñ O A C A R G A E X TE R N A
El tubo CCP es un tubo semirrígido diseñado como estructura compuesta por una pared de concreto y acero. La carga externa en tuberías de CCP enterradas es soportada por la resistencia a la flexión del anillo del tubo (rigidez del tubo) y por la presión lateral pasiva del terreno a los lados del tubo.
La construcción compuesta de la pared del tubo CCP contribuye mucho a su rigidez y, en consecuencia, a su capacidad de carga externa.
Los procedimientos recomendados para la cimentación y relleno se incluyen en las Especificaciones de la Guía de Instalación de American Pipe y el Manual M9 de AWWA. Los ingenieros de ventas de American Pipe pueden ayudarle a determinar el diseño específico de tubos para su proyecto y la carga externa que pueden soportar utilizando un programa de diseño instalado en sus computadoras portátiles. D I S E Ñ O S E S TÁ N D A R Los diseños estándar para tubos CCP se muestran en las tablas a continuación, sobre la base de un factor de seguridad de 2.0 y un límite de fluencia mínimo del acero de 36,000 psi. El espesor de cilindro de acero y diámetro de la varilla puede variar siempre que el área total del acero, As, sea igual o superior al área mostrada. Las normas AWWA C303-02 y NTC 747 establecen que la tubería CCP puede soportar sobrepresiones por golpe de ariete hasta de 1.5 veces la presión de diseño. Sin embargo, el factor de seguridad para presiones transitorias también es de 2.0.
Instalación de 1250 metros de tubos CCP de 1050 mm (42 pulgadas) de diámetro.
TUBOS ESPECIALES Y ACCESORIOS
American Pipe puede suministrar tubos especiales con conexiones de diversas configuraciones para satisfacer los requisitos.
La versatilidad de los tubos CCP ofrece un rango de tubos y uniones especialmente fabricados a la medida.
Hay un rango completo de tubos y uniones para satisfacer los requisitos de cualquier proyecto. Los tubos y uniones se fabrican a la medida en las instalaciones de la empresa y se entregan con los tubos en el sitio de la obra, según la secuencia correcta para su instalación en la línea. El diseño y fabricación de accesorios y piezas especiales se ajusta a las secciones aplicables de la norma C-303-02 de AWWA; sus dimensiones se ajustan a la norma AWWA C-208-01. Las bridas se ajustan a la norma AWWA C-207-01, clases B, D, E y F, para presiones de servicio de 85, 125, 150, 275 y 300 psi. Las bridas para presión de servicio superiores a 300 psi se ajustan a la norma ANSI B16.5 o MSS SP-44 de diferentes clases.
Prácticamente se puede suministrar cualquier tamaño y forma de tubo, con conexiones de diversas configuraciones, para soldadura a tope, traslapada, espigo-campana AP, para uniones mecánicas, para cinturones de cierre, todo de acuerdo con la norma AWWA C-206-97.
C A M B I O S D E D I R E C C I Ó N
Las curvas de radio largo y cambios menores en la dirección de la tubería pueden obtenerse mediante la deflexión de la unión de tubos estándar o adicionalmente mediante el uso de secciones de tubo con juntas chaflanadas hasta 5 grados. Para curvas de radio corto se suministran codos apropiados.
T U B O S E S P E C I A L E S
Los tubos especiales tienen el mismo diseño que los tubos estándar modificados para incorporar longitudes cortas, conexiones chaflanadas y salidas incorporadas para bocas de acceso, válvulas de aire, purgas y otras conexiones. El cilindro de acero en la apertura de la salida se refuerza con un
A C C E S O R I O S Las accesorios incluyen codos, reducciones, conexiones con tuberías principales y derivaciones. Se
collar de acero, una placa circundante o una placa de bifurcación según el espesor del cilindro, los diámetros de tubo y de salida, y las condiciones de operación, todo diseñado de acuerdo con el Manual M9 de la AWWA.
fabrican con platina o mina de acero y se revisten y recubren con ortero de cemento. El diámetro exterior
del cilindro y de la banda de unión (junta), son iguales para accesorios y tubería estándar del mismo diámetro.
D I S E Ñ O D E A C C E S O R I O S El espesor del cilindro de acero utilizado en un accesorio es:
Ty = (S.F.) Pd Dy
lám
2 S
donde S.F.= Factor de Seguridad; 2.0
Pd = presión de diseño, psi
Dy = diámetro interno del cilindro de acero, en pulgadas
S = 36,000 psi
Los accesorios se diseñan para tener la misma resistencia que las secciones de tubo estándar adyacente. El espesor mínimo establecido por la norma para el cilindro de acero utilizado en los accesorios se muestra en la Figura 2, a la izquierda.
T U B O C O N E S P I G O C O N D O B L E E M P A Q U E La confiabilidad y durabilidad de las juntas estándar con un empaque de caucho queda demostrada desde hace mas de 50 años. Sin embargo, puede solicitarse un tubo tipo espigo de junta doble de American Pipe (ver Figura 3, a la izquierda) y usarse para las siguientes aplicaciones especiales: • Prueba de campo de una unión antes de instalar el siguiente tubo
• Prueba de campo de uniones después de terminado el relleno
• En áreas donde el agua no está inmediatamente disponible para pruebas hidrostáticas
• Para instalaciones subacuáticas
• Para instalaciones de tubos en o cerca de áreas con actividad sísmica
• En áreas con posibilidades de asentamiento a largo plazo
• En áreas donde la protección adicional de una junta más sea necesario.
DIMENSIONES DEL TUBO
Ab = Area de refuerzo de varilla de acero, mm2/m (metro lineal)
(pulg2/LF) (pie lineal) Ay = Area de cilindro de acero, mm2/m (pulg2/LF)As = Area total de acero, mm2/m (pulg2/LF)Bc = Diámetro exterior de cilindro de tubo, mm (pies)db = Diámetro de varilla, mm (pulgadas)D = Diámetro interior del tubo, mm (pulgadas)Dy = Diámetro interior de cilindro de acero, mm (pulgadas)Dj = Diámetro de unión, mm (pulgadas)Js = Espacio interior de unión, mm (pulgadas)L = Longitud instalada estándar, m (pies)Pd = Presión de diseño, kPa (psi)
S = Espacio entre varillas, centro a centro, mm (pulgadas)tb = Espesor de campana, mm (pulgadas)tc = Espesor mínimo de revestimiento con mortero de cemento sobre la
varilla de acero, mm (pulgadas)tl = Espesor nominal de revestimiento de concreto o mortero de
cemento, mm (pulgadas)ty = Espesor de cilindro, mm (pulgadas)Wp = Peso de tubo, kg/m (lb/LF) para clase 150
OBJETIVOS DE AMERICAN PIPE AND CONSTRUCTION INTERNATIONAL
Creemos que el crecimiento de la compañía estará basado en nuestra capacidad de identificar las necesidades del cliente y de satisfacerlo a largo plazo con productos y servicios de alta calidad.
American Pipe establece como política de calidad diseñar, fabricar, comercializar y
prestar asistencia técnica en tuberías y accesorios para acueducto, alcantarillado y riego a usuarios gubernamentales y privados, cumpliendo con las normas nacionales e internacionales. El objeto es satisfacer las necesidades de los clientes y mejorar continuamente los procesos para liderar el mercado nacional e incursionar en otros mercados. .
Nuestros clientes deben esperar y recibir lo siguiente:
• Gran Dedicación en los mercados que servimos • Productos y servicios de consistente calidad. • Rápidos servicios profesionales y técnicos cuando sean requeridos. • Personal y representantes de ventas directas, capacitados, entusiastas y motivados. • Propuestas de ventas, literatura de productos, datos técnicos y demás materiales de
apoyo profesionalmente preparados y altamente documentados. • Respuestas rápidas con cortesía en todas las transacciones. • Entrega consistente y oportuna de productos y servicios
Subsidiaria poseida en su totalidad por AMERON INTERNATIONAL