UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

TRABAJO No 1. Tipos de tuberías, materiales, accesorios, usos Y catálogos

Presentado por: Miguel Ángel Reina Pulido Código 25422262 Christian Orlando Enciso Suarez Código 25422268

Dirigido a: Ing. Rafael Orlando Ortiz

Hidráulica Básica (2015961) – Grupo 2

Bogotá D.C. Miércoles 24 de Febrero de 2016

INTRODUCCIÒN

Son un conjunto de tuberías y conexiones de diferentes diámetros y materiales, para alimentar y distribuir agua dentro de una construcción, esta instalación surtirá de agua a todos los puntos y lugares de la obra arquitectónica que lo requiera, de manera que este líquido llegue en cantidad y presión adecuada a todas las zonas húmedas de esta instalación, también constara de muebles y equipo.

Las tuberías, dentro de ellas se encuentran los codos o conexiones que ayuda a que el agua corra son dañar ni estorbar a otras instalaciones o simplemente para alargar la tubería, estas pueden ser de distintos materiales

TUBERÍAS Y ACCESORIOS

Las tuberías o cañerías son conductos o sistemas de conductos, incluyendo accesorios, que pueden ser de diferentes materiales, cuya función es permitir el transporte de líquidos, gases o sólidos en suspensión (mezclas) en forma eficiente, también es posible transportar materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema por ejemplo cereales o documentos encapsulados, entre otros.

Estos conductos obedecen a normas estandarizadas y se seleccionan de acuerdo a las necesidades del trabajo que se va a realizar, existen diferentes propiedades características de las tuberías, que definen su comportamiento, como lo son:

Presión Nominal

Número convencional que coincide con la presión máxima de trabajo a una temperatura determinada, generalmente 20 °C.

Diámetro nominal

Diámetro exterior de los tubos (y exterior de las zonas de acoplamiento de las piezas) y se puede considerar como el diámetro teórico declarado por el fabricante, y que sirve para designar por medidas los distintos elementos de una conducción acoplables entre sí.

Presión de trabajo

Valor de la presión interna máxima a la que en servicio puede estar sometido un tubo a la temperatura de utilización.

Espesor nominal

Es el grosor de la pared del tubo. El mínimo espesor de pared para cualquier tubo sometido a presión interna o externa es una función de:

El esfuerzo permisible para el material del tubo. Presión de diseño. Diámetro de diseño del tubo. Diámetro de la corrosión y/o erosión.

Resistencia

Es la capacidad de tensión en libras o en kilogramos que puede aportar un determinado accesorio en plena operatividad.

Aleación

Es el material o conjunto de materiales del cual está hecho un accesorio de tubería.

CLASIFICACIÓN DE TUBERÍAS

La clasificación de las tuberías depende básicamente del material del cual está hecha, ya que este define las características finales de esta, ya sea su diámetro, presión, espesor, resistencia, rugosidad, entre otros, por ello una posible clasificación puede ser la siguiente:

TUBERÍA METÁLICA FERROSOS

Tubos de hierro fundido

Una tubería de hierro fundido se fabrica mediante una colada en un molde o mediante inyección del hierro fundido en un proceso llamado fundición, en el cual la tubería sale sin costura. La ventaja de este sistema es que las tuberías tienen gran durabilidad y resistencia al uso. Por contra son más frágiles ante los golpes.

Tubería de hierro fundido

Tubos de acero

Hay tres métodos de fabricación de tuberías de acero:

Acero estirado o Sin costura (sin soldadura). La tubería es un lingote cilíndrico que se calienta en un horno y posteriormente es extruida. Es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además, es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial.

Con costura longitudinal. Se parte de una lámina, la cual se dobla para darle forma a la tubería. La soldadura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Por tanto, es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.

Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior, con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiendo la tubería como si fuese roscada.

Tubo de acero al carbón sin costura, con costura longitudinal y con costura longitudinal

Tubos de acero galvanizado

Es una tubería de acero (estirado o con soldadura), pero a la que se ha sometido a un proceso de galvanizado interior y exteriormente, con el fin de proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso.

Tubos de acero galvanizado

Tubos o conductos de chapa galvanizada

Son conductos utilizados para aire (instalaciones de climatización) que se pueden hacer de dos modos:

De sección circular: suelen construirse de chapa arrollada helicoidalmente y engatillada.

De sección rectangular: se construyen de cualquier dimensión mediante la suma de chapas planas embutidas someramente, generalmente en punta de diamante, para darle mayor rigidez.

Conductos circulares de chapa galvanizada circular y rectangular, respectivamente.

NO FERROSOS

Las tuberías de materiales no ferrosos se han estado usando aun antes que las de hierro, pero debido a su más difícil manufactura, resistencia física, comportamiento mecánico, resistencia química y costo; han sido relegadas a un papel secundario.

Corresponde a las tuberías de materiales como cobre, zinc, bronce, aluminio, plomo y níquel. Estos materiales siguen normas diferentes a las de acero al carbón, son relativamente de alto costo, y su selección se basa generalmente en su resistencia particular a ciertos fluidos de proceso, a su buena transferencia de calor, o a sus propiedades mecánicas a altas temperaturas.

Tuberías de cobre, aluminio y zinc.

TUBERÍA NO METÁLICA

Tubos de fibrocemento

El fibrocemento o eternit es un material constituido por una mezcla de un aglomerante inorgánico hidráulico (cemento) o un aglomerante de silicato de calcio que se forma por la reacción química de un material silíceo y un material calcáreo, reforzado con fibras orgánicas, minerales y/o fibras inorgánicas sintéticas.

Tubos de fibrocemento.

Tubos de gres

Su fabricación es el producto de una mezcla de arcillas que se han formado, secado y quemado hasta un punto que formen el material vitrificado, un material de estructura densa, dura, impermeable, y resistente a los ácidos y alcalinos.

Tubos de gres.

Tubos de hormigón

La tubería de cemento, hormigón u hormigón armado es eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que trabajan en régimen libre o en baja presión. La experiencia en su utilización es amplia, ya que el uso del hormigón como material de construcción es muy antiguo y ha tenido, a lo largo del tiempo, muchas modificaciones, tanto en la composición de los materiales utilizados para el hormigón como en los procedimientos constructivos.

Las tuberías de hormigón armado son la que llevan un refuerzo cuando ya se trata de grandes diámetros, las de este tipo son las que tienen diámetros más grandes.

Tubo de hormigón armado

Tubos de poliéster

Se fabrican con resinas de poliéster, refuerzos de fibra de vidrio y cargas inertes, son muy sólidas y flexibles, resistentes a la corrosión, coeficiente de dilatación térmica muy bajo, resisten agua con altos niveles de pH y su desventaja es que son de muy alto costo.

Tubo de poliéster

Tubos de PVC

Este tipo de tuberías son muy usadas gracias al gran desarrollo tecnológico de la industria de los plásticos, son de poco peso, son inertes a la corrosión, no favorece desarrollo de algas ni hongos.

Tubería PVC con accesorios

Tubos de polietileno y tubos de polipropileno

Su utilización es recomendada en especial en redes submarinas ya que resiste el ataque de microorganismos. Existe polietileno de alta y baja densidad y debe ser tenido en cuenta los esfuerzos producidos por dilataciones.

Tubos de polipropileno y polietileno

Tubos de PRFV

Tubos de poliéster reforzado con fibra de vidrio, presentan gran resistencia a la corrosión lo que lo hace ideales para fluidos fuertes, aunque es muy usado también para agua. Tiene alta resistencia proporcionada por la fibra de vidrio, no requieren mantenimiento, es de bajo peso y son de rápido montaje.

Tubería de PRFV

USOS DE LAS TUBERÍAS

Abastecimiento y distribución de agua

Tal vez sea el uso más recurrente de las tuberías, debido a la importancia que tiene el líquido vital, en este caso diseñadas para mover el líquido de un lugar a otro, en la actualidad los materiales más comunes con los que se fabrican este tipo de tuberías son: PRFV, cobre, PVC, Polipropileno, y acero.

Entre los sistemas de transporte de agua están los sistemas de abastecimiento, de protección contra incendios, riegos, distribución de agua en edificios, entre otros. Se debe tener cuidado en la escogencia de los materiales ya que algunos pueden producir efectos nocivos en la salud, como el fibrocemento, debido a las consecuencias que tiene el asbesto en los humanos.

Red contra incendios

Desagües

Materiales más comunes son: PRFV, hierro fundido, PVC, hormigón o fibrocemento, usadas en alcantarillados y redes de saneamiento y recogen aguas residuales, industriales y pluviales de un lugar en el que se generan estos.

Los nuevos materiales que están reemplazando a los tradicionales son el PRFV (poliéster reforzado con fibra de vidrio), PEAD (polietileno de alta densidad) y PP (polipropileno).

Red de aguas residuales Gas

Suelen ser de cobre o acero, según el tipo de instalación, debido a su alta resistencia a grandes presiones. También se están comenzando a elaborar de PRFV, poliéster reforzado con fibra de vidrio en el caso de tuberías de conducción con requerimientos térmicos y mecánicos menos exigentes. Usualmente a las redes de distribución de gas se les conoce como gasoductos.

Gasoducto Sur Peruano

Calefacción

El material más usado en las instalaciones de calefacción nuevas es el cobre, mientras que en las antiguas es el hierro o el aluminio también es muy usado.

Sistema de calefacción por suelo

Energía

En el transporte de vapor de alta energía se emplea acero aleado con cromo y molibdeno. Para grandes caudales de agua (refrigeración) se emplea poliéster reforzado con fibra de vidrio, hierro fundido dúctil o acero al carbono.

En el ámbito de la producción de energía hidráulica se llama tubería forzada.

Petroquímica

Dada la variedad de productos transportados se encuentran materiales muy distintos para atender a las necesidades de corrosión, temperatura y presión. Cabe reseñar materiales como el PRFV, Monel o el Inconel para productos muy corrosivos. Suelen llamarse oleoductos estos sistemas de transporte.

Oleoducto

ACCESORIOS

Funciones:

Unir tramos de tubería (Tuerca unión, Cople, Niples) Cambiar el diámetro de la línea (Reduccion, Ampliacion) Cambiar la dirección de la línea (Codos y Tes) Cerrar el final de la línea (Brida roscada, Brida ciega, Valvula)

Son el conjunto de piezas modeladas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías. Los accesorios se especifican por el diámetro nominal de la tubería, el nombre del accesorio y el material. Se agrupan en tres clases generales:

Roscados Soldados Bridas

Accesorios roscados: se usan generalmente en instalaciones de tuberías de 2 ½ pulgadas de diámetro, o menos. La rosca normalizada americana es de dos clases, cónica y paralela.

Rosca cónica: tiene una conicidad de 1/16 por pulgada en las rocas externas o internas. Con esta conicidad se fija la distancia que la tubería entra en el accesorio y se asegura un acoplamiento ajustado.

Rosca paralela: se usan en casos especiales, se debe asumir que todas las roscas son cónicas a menos que se especifique lo contrario.

Accesorios soldados: se usan cuando las conexiones deben ser permanentes y en líneas de alta presión y temperatura. Otras ventajas sobre los accesorios de bridas o roscados son: son más fáciles de aislar, se pueden colocar más cerca las unas de las otras y pesan menos.

Accesorios de bridas: proporcionan una forma de desarmar tuberías. Las bridas se unen a los extremos de las tuberías por medio de soldadura, rosca o solapándolas. Las caras de las bridas se acoplan por pernos, cuyo número y tamaño dependen del tamaño y la presión de trabajo.

Codos: Son accesorios usados para cambiar la dirección del flujo, en la mayor parte de los casos son prefabricados.

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, acero inoxidable, aleaciones, acero inoxidable, vidrio, cobre, latón, CPVC, asbesto.

Espesores: determina el grosor de pared del codo

Junta: es el procedimiento empleado para unir el codo con un tubo

Radio: dimensión que va desde el vértice hacia uno de sus arcos

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

T´s

Son accesorios usados para cambiar la bifurcar el flujo, en la mayor parte de los casos son prefabricados.

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, acero inoxidable, aleaciones, acero inoxidable, latón, CPVC.

Junta: es el procedimiento empleado para la T con un tubo

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

T de reducción y T recta

Cruces

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, acero inoxidable, aleaciones, acero inoxidable, latón, CPVC, asbesto.

Junta: es el procedimiento empleado para el cruce con un tubo

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

Cruces de reducción y rectas

Tapones

Se usan principalmente en tuberías de servicios (aguas, vapor, aire, etc.)

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, acero inoxidable, aleaciones, acero inoxidable, latón.

Junta: es el procedimiento empleado para el tapón con un tubo

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

Tapón hembra y macho

Reducciones

Son accesorios de forma cónica, fabricadas de diversos materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las tuberías.

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, aleaciones, acero inoxidable, latón.

Junta: es el procedimiento empleado para el tapón con un tubo

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

Reducciones

Uniones, uniones reductoras, niples y niples reductores

Son utilizados para unir tubos de forma recta.

Tipos: PVC, galvanizados, cobre, acero al carbón, aleaciones, acero inoxidable, latón.

Junta: es el procedimiento empleado para el tapón con un tubo

Diámetro: tamaño del orificio entre sus paredes.

Unión corrediza, niple, niple reductor

VÁLVULAS

Las válvulas tienen como función básica el control del flujo de un fluido, tanto en dirección como en cantidad, lo cual realizara por inserción de un objeto, lo que permitirá la diversificación, restricción o regulación del flujo.

Criterios a tener en cuenta en la selección de una válvula:

Tipo de válvula Material del que está hecha Tipo de conexión (roscada, brida, soldada) Rango de presión de operación Diámetro nominal Definición del vástago y bonete Definición del volante o artefacto de operación de la válvula Definición del elemento de control y sus asientos.

Las válvulas pueden clasificarse según diferentes características: Por la operatividad del obturador de la válvula: La forma como se desplaza el obturador define la geometría y modo de funcionamiento de la válvula.

Lineales (válvulas de movimiento lineal): El vástago de la válvula empuja el obturador mediante un movimiento lineal directo. La mayoría de estas válvulas están actuadas por un actuador lineal o multigiro (también de movimiento lineal). Generalmente las válvulas lineales pasan a ser de tipo multigiro cuando en vez de ser operadas por un actuador, lo son de forma manual.

Multigiro (válvulas de movimiento lineal): El obturador se desplaza siguiendo un movimiento lineal provocado por el empuje que hace su eje al girar sobre una rosca. La operación es lenta, pero permite posicionar de forma precisa y estable el obturador, requisito en algunas válvulas de control. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo multigiro. Tipos de válvulas: válvula anular, válvula de compuerta, válvula de diafragma, válvula de globo, válvula de cono fijo, válvula de aguja, válvula tipo pinch.

Cuarto de giro (válvula rotativa): El obturador y eje tienen un giro de 0º a 90º desde la posición totalmente abierta a cerrada. Son válvulas de rápida obertura. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo cuarto-de-giro. Tipos de válvulas: válvula de bola, válvula de mariposa, válvula tipo plug, válvula esférica.

Por la funcionalidad de la válvula

Control: Regular la presión / caudal. Cierre por sobre velocidad del fluido. (Como por ejemplo cierre de la válvula en caso de rotura de la tubería aguas abajo). Protección a sobrepresiones. Prevenir el retorno del fluido (válvula de retención o anti retorno) Servicio de abrir/cerrar.

Por la naturaleza y condiciones físicas del fluido

Bajas/Altas temperaturas. Presiones altas. Riesgo de cavitación. Características corrosivas del fluido. Fluidez/viscosidad: Gas, líquido, sólidos. Requerimientos higiénicos (industria alimentaria, farmacéutica,...). Riesgo de explosión o inflamabilidad (industria química, petroquímica,...).

Otras formas de clasificación de las válvulas

Nivel de fugas admisible. Conexión a la tubería. Una única dirección del fluido o bidireccional Número de puertos/entradas: la mayoría de las válvulas tienen dos puertos, uno de entrada y otro de salida. Algunas aplicaciones pueden tener una configuración multipuerto, pueden ser entonces válvulas de tres o de cuatro vías. Angulo que forma el puerto de entrada y salida de la válvula. Proceso de fabricación: mecano-soldada o fundición, recubrimientos.

Válvula de globo Válvula de ángulo

Válvula de compuerta Válvula de verificación

Válvula de verificación tipo giratorio Válvula tipo bola

Válvula de pie Válvula de mariposa Tipos más comunes de válvulas

Coeficientes de resistencia para válvulas y acoplamientos

En donde

K es el coeficiente de resistencia;

Es la relación de longitud equivalente; Le es la longitud equivalente FT es el factor de fricción en la tubería.

PARTES DE UNA VÁLVULA:

Partes de una válvula

1. Obturador: Es la pieza que realiza la interrupción física del fluido 2. Eje: Es la parte que conduce y fija el obturador 3. Asiento: Parte de la válvula donde se realiza el cierre por medio del contacto con el

obturador 4. Empaquetadura del eje: Es la parte que montada alrededor del eje metálico

asegura la estanqueidad a la atmósfera del fluido. 5. Juntas de Cierre: Es la parte que montada alrededor del órgano de cierre asegura

una estanqueidad más perfecta del obturador. 6. Cuerpo y tapa: partes retenedoras de presión, son el envolvente de las partes

internas de las válvulas. 7. Extremos: Parte de la válvula que permite la conexión a la tubería, es decir,

permite que la válvula se acople a la tubería tan solo por las uniones extremas. 8. Pernos de unión: Son los elementos que unen el cuerpo y la tapa de la válvula

entre sí. 9. Accionamiento: Es el mecanismo que acciona la válvula.

CATÁLOGOS DE TUBERÍAS

Tubería acero carbón

Tubería acero galvanizado

Tuberías contraincendios

Tuberías para gas

Tuberías sistemas sanitarios

Tuberías NOVAFORT Y NOVALOC (PAVCO)

TUBERIAS ACUAFLEX (PAVCO) Este material garantiza la conservación de la calidad del agua para consumo humano y es fabricado en Polietileno de Alta Densidad

Tuberías CONDUIT (instalaciones eléctricas.)

BIBLIOGRAFIA

http://www.jnaceros.com.pe/blog/tubos-acero-inoxidable/clasificacion-tubos-material/ www.pavco.com.co