Asme b31.3 (Cast)

PETROX S.A. REFINERA DE PETRLEO Divisin Ingeniera de Proyectos

ASME B31.3, Ed. 1999

ASME B31.3 Edicin 1999

CAPTULO 1 ALCANCE Y DEFINICIONES300 DECLARACIONES GENERALES (a) Identificacin. Este Cdigo de Piping de Proceso corresponde a una Seccin del Cdigo para Piping de Presin de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos, un Estndar Nacional Americano. Se publica como un documento separado para la conveniencia de los usuarios del Cdigo. (b) Responsabilidades. (1) Propietario. El propietario de una instalacin de piping debe tener la responsabilidad general del cumplimiento de este Cdigo, y del establecimiento de los requerimientos de diseo, construccin, exmenes, inspecciones y ensayos que regulan la manipulacin completa del fluido, o la instalacin de proceso, de la cual forma parte el piping. El propietario tambin es responsable de la designacin del piping para ciertos servicios de fluidos. [Vea prrafos 300(d) (4) y (5) y 300(e)]. (2) Proyectista. El proyectista tiene la responsabilidad frente al propietario de asegurar que el diseo de ingeniera del piping cumple con los requerimientos de este Cdigo y con cualquier requerimiento adicional establecido por el propietario. (3) Manufacturador, Fabricante e Instalador. El manufacturador, el fabricante y el instalador del piping son responsables de proveer los materiales, componentes y obra de mano en cumplimiento con los requerimientos de este Cdigo y del diseo de ingeniera. (4) Inspector del Propietario. El Inspector del Propietario (vea prrafo 340) es responsable frente al propietario de asegurar que se satisfagan los

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requerimientos de este Cdigo respecto de la inspeccin, exmenes y ensayos. (c) Propsito de este Cdigo. (1) Este Cdigo tiene el propsito de establecer los requerimientos de ingeniera considerados necesarios para el diseo y la construccin segura de instalaciones de piping. (2) Este Cdigo no tiene el propsito de ser aplicable a la operacin, exmenes, inspeccin, ensayos, mantencin o reparacin de piping que ha sido puesto en servicio. En forma opcional se pueden aplicar las provisiones de este Cdigo para estos propsitos, aunque es posible que tambin se requieran otras consideraciones. (3) Los requerimientos de ingeniera de este Cdigo, considerados necesarios y adecuados para un diseo seguro, emplean generalmente un enfoque simplificado del tema. Un proyectista que sea capaz de aplicar un anlisis ms riguroso debe tener la libertad para hacerlo: sin embargo, el enfoque debe estar documentado en el diseo de ingeniera y el propietario debe aceptar su validez. El enfoque utilizado debe proveer detalles de diseo, construccin, exmenes, inspeccin y ensayos para las condiciones de diseo del prrafo 301, con clculos consistentes con los criterios de diseo de esta Cdigo. (4) Los elementos del piping deberan, hasta donde sea posible, conformar las especificaciones y estndares mencionados en este Cdigo. Los elemento de piping no aprobados especficamente, ni prohibidos especficamente, por este Cdigo, pueden ser utilizados siempre que estn calificados para su uso, segn se establece en los Captulos aplicables de este Cdigo. (5) El diseo de ingeniera debe especificar cualquier requerimiento inusual para un servicio en particular. Cuando los requerimientos del servicio necesitan medidas ms all de las requeridas por este Cdigo, tales medidas deben ser especificadas por el diseo de ingeniera. Cuando se especifican, el Cdigo exige que se cumplan.


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(6) La compatibilidad de los materiales con el servicio y los peligros derivados de la inestabilidad de los fluidos contenidos no estn dentro del alcance de este Cdigo. Vea prrafo F323. (d) Determinacin de Requerimientos del Cdigo. (1) Los requerimientos del Cdigo para el diseo y la construccin incluyen los requerimientos de servicio para fluidos, los cuales afectan la seleccin y aplicacin de materiales, componentes y uniones. Los requerimientos para servicios con fluidos incluyen prohibiciones, limitaciones y condiciones, tales como lmites de temperatura, o un requerimiento de salvaguarda (vea prrafo 300.2 y Apndice G). Los requerimientos del Cdigo para un sistema de piping son los ms restrictivos de los que son aplicables a cualquiera de sus elementos. (2) Para piping metlico que no corresponde a la Categora M, o para servicio con fluido a alta presin, los requerimientos del Cdigo se encuentran en los Captulos I hasta VI (Cdigo base) y los requerimientos para el servicio con fluidos se encuentran en: (a) Captulo III para materiales, (b) Captulo II, parte 3, para componentes, (c) Captulo II, parte 4, para uniones. (3) Para piping no metlico y piping recubierto con no metales, se encuentran todos los requerimientos en el Captulo VII. (Las designaciones de Prrafo comienzan con A). (4) Para piping en un servicio con fluidos designado por el propietario como categora M (vea prrafo 300.2 y apndice M), se encuentran todos los requerimientos en el captulo VIII. (Las designaciones de prrafo comienzan con M). (5) Para piping en un servicio con fluidos designado por el propietario como Categora D (vea prrafo 300.2 y Apndice M), se pueden utilizar los elementos de piping restringidos al Servicio con Fluidos Categora D en los Captulos I hasta VII, as como los elementos apropiados para otros servicios con fluidos.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 3


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(6) Tambin se pueden utilizar los elementos de piping metlico para Servicio con Fluido Normal en los Captulos I hasta VI, bajo condiciones cclicas severas, a menos que se establezca un requerimiento especifico para condiciones cclicas severas. (e) Piping para Presin Alta. El Captulo IX proporciona reglas alternativas para el diseo y la construccin de piping designado por el propietario para Servicio con fluido a Presin Alta. (1) Estas reglas son aplicables solamente cuando son especificadas por el propietario y solamente como una totalidad, no por partes. (2) Las reglas del captulo IX no son aplicables al Servicio con Fluidos Categora M. Vea e prrafo K300.1.4. (3) Las designaciones de prrafos comienzan con K. (e) Apndices. Los apndices de este Cdigo contienen requerimientos de Cdigo, guas suplementarias, u otra informacin. Vea el prrafo 300.4 para una descripcin del estado de cada Apndice.

300.1 Alcance Las reglas para la Seccin B31.31 del Cdigo de Piping de Proceso han sido desarrolladas considerando el piping encontrado tpicamente en refineras de petrleo; plantas qumicas, farmacuticas, textiles, de papel, de semiconductores y criognicas; y las plantas de procesamiento y terminales relacionados.1

Las referencias a B31 aqu y en el resto del texto de este Cdigo son para el Cdigo ASME B31

para Piping de Presin y sus diferentes Secciones, las cuales son identificadas y descritas brevemente en la Introduccin.

300.1.1 Contenido y Competencia (a) Este Cdigo establece los requerimientos para materiales y componentes, diseo, fabricacin, montaje, instalacin, exmenes, inspeccin y ensayos de piping. (b) Este Cdigo es aplicable a piping para todos los fluidos, incluyendo: (1) qumicos crudos, intermedios y terminados,Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 4


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(2) productos del petrleo, (3) gas, vapor, aire y agua, (4) slidos fluidificados, (5) refrigerantes, (6) fluidos criognicos, (c) Vea la Figura 300.1.1 respecto de un diagrama que ilustra la aplicacin del piping B31.4 en los equipos. La junta que conecta el piping al equipo est dentro del alcance de B31.3.

300.1.2 Piping para Equipos en Paquetes. Tambin se incluye en el alcance de este Cdigo el piping que interconecta partes, o etapas, dentro de un conjunto de equipos en paquete.

300.1.3 Exclusiones. Este Cdigo excluye lo siguiente: (a) sistemas de piping diseados para presiones manomtricas interiores en, o sobre, cero pero inferiores a 105 kPa (15 psi), siempre que el fluido manipulado no sea inflamable, ni txico, ni dae los tejidos humanos, segn se define en 300.2, y cuya temperatura de diseo sea desde 29C (-20F) hasta 186C (366F). (b) Calderas en conformidad con la Seccin 1 del Cdigo2 y el piping exterior de la caldera que se requiere que sean conforme a B31.1.2

Las referencias al cdigo BPV aqu y el las otras partes en este Cdigo deben corresponder al Cdigo ASME de Recipientes a Presin y Calderas y sus diferentes Secciones. Seccin I, Calderas Seccin II, Materiales, Partes D Seccin V, Ensayos No Destructivos Seccin VIII, Recipientes a Presin, Divisiones 1 y 2 Seccin IX, Calificaciones de Soldadura y Soldadura Fuerte

(c) Tubos, cabezales de tubos, crossovers y manifolds de hornos, los cuales estn al interior de los mantos de los hornos, y


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(d) Recipientes a presin, intercambiadores de calor, bombas, compresores y otros equipos de manipulacin de fluidos o de procesamiento, incluyendo el piping interior y las conexiones para el piping exterior.

300.2 Definiciones A continuacin se definen algunos de los trminos relacionados con el piping. Con respecto a los trminos de soldadura que no se mencionan aqu, son aplicables las definiciones en conformidad con el Estndar ANSI/AWS A3.0.

Acero endurecido al aire (Air-hardened steel): un acero que se endurece durante el enfriamiento desde una temperatura superior a su rango de transformacin.

Tratamiento trmico de recocido (anneal heat treatment): vea tratamiento trmico.

Corte por arco: un grupo de procesos de corte en los cuales el corte, o remocin, de los metales se efecta fundiendo con el calor de un arco entre el electrodo y el metal base. (Incluye corte por arco carbnico, corte por arco metlico, corte con arco metlico y gas, corte con arco de tungsteno y gas, corte con arco plasma y corte con arco de carbn y aire). Vea tambin corte con arco y oxgeno.

Soldadura por arco (AW): un grupo de procesos de soldadura que producen la coalescencia de metales al calentarlos mediante un arco o arcos, con o sin la aplicacin de presin y con o sin el uso de metal de aporte.


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FIG. 300.1.1 DIAGRAMA QUE ILUSTRA LA APLICACIN DEL PIPING B31.1 EN LOS EQUIPOS

Montaje: la unin de dos o ms componentes de piping

mediante apernado,

soldadura, bonding, atornillado, soldadura fuerte, soldadura blanda, cementado, o el uso de dispositivos de empaquetadura, segn se especifique en el diseo de ingeniera.

Soldadura automtica: soldadura mediante equipos que realizan la operacin de soldadura sin que un operador ajuste los controles. El equipo puede, o no puede, realizar el trabajo de carga y descarga.

Metal de aporte de respaldo: vea inserto consumible.


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Anillo de respaldo: material en forma de anillo utilizado para apoyar el metal de soldadura fundido.

Sistema de piping balanceado: vea prrafo 319.2.2(a).

Material base: el material en el cual se realiza la soldadura fuerte, soldadura blanda, soldadura u otra fusin.

Tensin

bsica

permisible:

vea

los

trminos

sobre

tensin

utilizados

frecuentemente.

Tensin de diseo de pernos: vea los trminos sobre tensin utilizados frecuentemente.

Unin de fijacin (bonded joint): una unin permanente en pipng no metlico realizada mediante uno de los siguientes mtodos:

(a) Unin adhesiva: una unin realizada mediante la aplicacin de un adhesivo sobre las superficies a unir y que son presionadas entre s. (b) Unin de tope encintada: una unin realizada poniendo a tope las superficies a unir y envolviendo la unin con capas de tela reforzada saturada con resina. (c) Unin por fusin: una unin realizada mediante el calentamiento de las superficies a unir y presionndolas entre s para lograr la fusin. (d) Unin soldada por gas en caliente: una unin realizada mediante el calentamiento simultneo de las superficies a unir y el material de aporte con una corriente de aire caliente, o gas inerte caliente y, entonces, presionando las superficies entre s y aplicando un material de aporte para lograr la fusin.


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(e) Unin por solvente cementicio: una unin realizada mediante el uso de un solvente cementicio para suavizar las superficies a unir y presionndolas entre s. (f) Unin por electro-fusin: una unin realizada mediante el calentamiento de las superficies a unir utilizando un coil de alambre de resistencia elctrica, el cual se mantiene embebido en la unin.

Bonder: persona que realiza una operacin de unin manual o semiautomtica.

Operador de bonding: uno que opera una mquina o equipo de bonding automtico.

Procedimiento de bonding: los mtodos y prcticas detalladas involucradas en la produccin de una unin de este tipo.

Especificaciones de procedimiento de bonding (BPS): el documento que menciona los parmetros a ser utilizados en la construccin de uniones realizadas mediante bonding en conformidad con los requerimientos de este Cdigo.

Fitting de conexin de arranque: un fitting reforzado integralmente soldado a la caera principal y conectado a un arranque mediante una unin con soldadura de tope, SW, roscada o enflanchada; incluye un fitting de salida del arranque en conformidad con MSS SP-97.

Soldadura fuerte (braze welding): un proceso de soldadura utilizando un metal de aporte no ferroso con un punto de fusin inferior al de los metales base; pero superior a 427C (800F). El metal de aporte no se distribuye en la unin mediante atraccin capilar. (Soldadura de bronce, utilizada anteriormente, es un nombre errado para este trmino).


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Brazing: un proceso de unin metlica en el cual la coalescencia se produce mediante el uso de un metal de aporte no ferroso con un punto de fusin sobre 427C (800F), pero inferior al de los de los metales base unidos. El metal de aporte se distribuye entre las superficies ajustadas estrechamente de la unin mediante atraccin capilar.

Unin a tope: una unin entre dos elementos alineados aproximadamente en el mismo plano.

Categora D: vea servicio con fluido

Categora M: vea servicio con fluido.

Unin calafateada: una unin en la cual el material apropiado (o materiales) es vertido, o comprimido, mediante el uso de herramientas en el espacio anular entre la campana (o cubo) y la espiga (o extremo plano), abarcando as la unin de sello.

Planta qumica: una planta industrial para la manufactura o el procesamiento de qumicos, o de materias primas, o intermedias, tales como qumicos. Una planta qumica puede incluir instalaciones de apoyo y de servicios, tales como almacenamiento, unidades de servicios (utilities) y de tratamiento de desechos.

Deformacin intencional en fro (cold spring): Vea el prrafo 319.2.4

Conexiones para piping exterior: aquellas partes integrales para piezas de equipos individuales que estn diseadas para la unin con el piping exterior.

Inserto consumible: metal de aporte pre-instalado que se funde completamente en la raz de la unin y se convierte en parte de la soldadura.


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Dao a tejidos humanos: para los propsitos de este Cdigo, esta frase describe un servicio con fluido en el cual la exposicin al fluido, causada por filtracin bajo condiciones operativas esperadas, pueden daar a piel, ojos o membranas mucosas expuestas, de manera que se puede producir un dao irreversible, a menos que se tomen medidas correctivas oportunas. (Las medidas correctivas pueden incluir lavado con agua, administracin de antdotos o medicacin).

Temperatura mnima de diseo: vea prrafo 301.3.1

Presin de diseo: vea prrafo 301.2

Temperatura de diseo: vea prrafo 301.3

Proyectista: la persona u organizacin responsable del diseo de ingeniera.

Rango de esfuerzo de desplazamiento: vea prrafos 319.2.3

Elementos: vea elementos de piping.

Diseo de ingeniera: el diseo detallado que regula el sistema de piping, desarrollado a partir de requerimientos de proceso y mecnicos, conforme a los requerimientos del Cdigo e incluyendo todas las especificaciones, planos y documentos de apoyo necesarios.

Conexin de equipo: vea conexiones para piping exterior.

Instalacin: la instalacin completa de un sistema de piping en los lugares y sobre los soportes indicados por el diseo de ingeniera incluyendo cualquier montaje en terreno, fabricacin, examen, inspeccin y ensayo del sistema segn lo requiere este Cdigo.


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Examen, examinador: vea prrafos 341.1 y 341.2.

Examen, tipos de: vea prrafo 344.1.3 para lo siguiente: (a) examen 100% (b) examen aleatorio (c) examen localizado (d) examen localizado aleatorio

Cabezal de salida estirado: vea prrafo 304.3.4

Fabricacin: la preparacin del piping para el montaje, incluyendo el corte, roscado, ranurado, moldeado, doblado y unin de componentes en sub-montajes. La fabricacin puede realizarse en el taller o en terreno.

Cara de la soldadura: la superficie expuesta de una soldadura en el lado desde el cual se realiza la soldadura.

Material de aporte: el material adicionado al realizar uniones metlicas y no metlicas.

Soldadura de filete: una soldadura de corte transversal aproximadamente triangular que une dos superficies en casi ngulos rectos en una unin traslapada, unin T, o unin esquinada. (Vea tambin tamao de soldadura y garganta de soldadura de filete).

Inflamable: para los propsitos de este Cdigo, describe a un fluido que bajo condiciones ambientales u operativas esperadas es un vapor, o produce vapores, que pueden ser encendidos y continan ardiendo en el aire. Por lo tanto, el trmino puede aplicarse, dependiendo de las condiciones de servicio, a fluidos definidos para otros propsitos como inflamables o combustibles.


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Servicio con fluido: un trmino general concerniente a la aplicacin de un sistema de piping, que considera la combinacin de las propiedades del fluido, las condiciones operativas y otros factores que establecen la base para el diseo del sistema de piping. Vea Apndice M. (a) Servicio con Fluido Categora D: un servicio con fluido en el cual todo lo siguiente es aplicable: (1) el fluido manipulado no es inflamable, ni txico, ni daa los tejidos humanos, segn lo definido en el prrafo 300.2. (2) la presin manomtrica de diseo no excede 1035 kPA (150 psi) y (3) la temperatura de diseo es desde 29C (-20C) hasta 186C (366F). (b) Servicio con Fluido Categora M: un servicio con fluido en el cual el potencial para la exposicin del personal se juzga significativo y en el cual una exposicin nica a una cantidad muy pequea de un fluido txico, causado por una filtracin, puede producir un dao irreversible severo a las personas mediante su inhalacin o contacto corporal, incluso cuando se toman medidas correctivas oportunas. (c) Servicio con Fluido a Alta Presin: un servicio con fluido para el cual el propietario especifica el uso del Captulo IX para el diseo y construccin del piping; vea tambin el prrafo K300. (d) Servicio con Fluido Normal: un servicio con fluido correspondiente a la mayora de los piping cubiertos por este Cdigo, es decir, no sujetos a los reglamentos para los Servicios con Fluidos Categora D, Categora M, o Presin Alta. (e) Soldadura de filete completa: una soldadura de filete cuyo tamao es igual al espesor del elemento ms delgado unido.

Fusin: la fusin conjunta del material de aporte y el material base, o del metal base solamente, lo cual resulta en coalescencia.


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Soldadura por arco con proteccin gaseosa y con electrodo consumible (GMAW): un proceso de soldadura por arco que produce coalescencia de los metales al calentarlos mediante un arco entre un electrodo de metal de aporte continuo (consumible) y la zona del metal base. Se obtiene proteccin completa de un gas suministrado externamente, o mezcla de gas. Algunas variaciones de este proceso se denominan soldadura MIG o CO2 (trminos no preferidos). Soldadura por arco con proteccin gaseosa y electrodo no consumible (GTAW): un proceso de soldadura por arco que produce coalescencia de materiales mediante su calentamiento con un arco entre un electrodo de tungsteno simple (no consumible) y la zona del metal base. Se obtiene la proteccin de un gas o mezcla de gas. Se puede usar, o no usar, presin y se puede usar, o no usar, metal de aporte. (Este proceso ha sido denominado a veces soldadura TIG).

Soldadura por gas: un grupo de procesos de soldadura en los cuales la coalescencia se produce calentando con una llama o llamas de gas, con o sin aplicacin de presin, y con o sin uso de material de aporte.

Soldadura de ranura: una soldadura realizada en la ranura entre dos elementos a unir.

Zona afectada trmicamente: la porcin del material base que no ha sido fundido, pero cuyas propiedades mecnicas, o microestructura, han sido alteradas por el calor de la soldadura, soldadura fuerte, soldadura blanda, moldeado o corte.

Tratamiento trmico: los trminos utilizados para describir diferentes tipos y procesos de tratamiento trmico (a veces denominado tratamiento trmico post soldadura) se definen a continuacin: (a) recocido: calentamiento y mantencin a una temperatura seguidos de enfriamiento a una velocidad apropiada para propsitos tales como: reducir dureza, mejorar labrabilidad, facilitar el trabajo en fro, producir unaTraductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 14


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microestructura deseada u obtener propiedades mecnicas, fsicas o otras deseadas. (b) Normalizado: un proceso mediante el cual un metal ferroso es calentado a una temperatura apropiada sobre el rango de transformacin y es posteriormente enfriado en aire quieto a temperatura ambiente. (c) Precalentamiento: vea precalentamiento (trmino separado) (d) Quenching: enfriamiento rpido de un metal calentado. (e) Tratamiento trmico requerido o recomendado: la aplicacin de calor a una seccin de metal posterior al corte, moldeado u operacin de soldadura, segn lo provisto en el prrafo 331. (f) Tratamiento trmico de solucin: calentamiento de una aleacin a una temperatura apropiada, manteniendo tal temperatura lo suficiente para permitir a uno o dos componentes ingresar a solucin slida y entonces enfriar suficientemente rpido para mantener los componentes en solucin. (g) Alivio de tensin: calentamiento uniforme de una estructura, o porcin, a temperatura suficiente para aliviar la mayor cantidad de las tensiones residuales, seguido de un enfriamiento uniforme suficientemente lento para minimizar el desarrollo de tensiones residuales nuevas. (h) Templado: recalentamiento de un metal endurecido a una temperatura inferior al rango de transformacin para mejorar la dureza. (i) Rango de transformacin: un rango de temperatura en el cual un cambio de fase se inicia y completa. (j) Temperatura de transformacin: una temperatura en la cual ocurre un cambio de fase.

Servicio con Fluido a Presin Alta: vea servicio con fluido

Indicacin, lineal: en exmenes por partcula magntica, lquidos penetrantes o similar, un rea superficial cerrada que marca o denota una discontinuidad que requiere evaluacin, cuya mayor dimensin es al menos tres veces el ancho de la indicacin.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 15


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Indicacin,

redondeada:

en

exmenes

por

partcula

magntica,

lquidos

penetrantes o similar, un rea superficial cerrada que marca o denota una discontinuidad que requiere evaluacin, cuya dimensin ms larga es inferior a tres veces el ancho de la indicacin.

Examen durante el proceso: vea prrafo 344.7

Inspeccin, Inspector: vea prrafo 340.

Diseo de unin: la geometra de la unin junto con las dimensiones requeridas de la unin soldada.

Mencionado (listed): para los propsitos de este Cdigo, describe un material o componente que conforma una especificacin en el Apndice A, Apndice B o Apndice K o un estndar en la Tabla 326.1, A326.1, o K326.1.

Soldadura manual: una operacin de soldadura realizada y controlada completamente a mano.

Puede (may): un trmino que indica que una provisin no es requerida ni prohibida.

Junta mecnica: una junta con el propsito de resistencia mecnica o resistencia a la filtracin, o ambas, en la cual la resistencia mecnica es desarrollada mediante extremos de caera enflanchados, ensanchados, laminados, ranurados o roscados; o mediante pernos, pasadores, fiadores o anillos; y la resistencia a la filtracin se desarrolla mediante roscas y compuestos, empaquetaduras, extremos laminados, calafateados o superficies maquinadas y hermanadas.


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Mitreado: dos o ms secciones rectas de caera combinadas y unidas en un plano bisectando el ngulo de la unin de manera de producir un cambio de direccin.

Nominal: una identificacin numrica de dimensin, capacidad, rating u otra caracterstica utilizada como una designacin, no como una medicin exacta.

NPS: tamao nominal de caera (seguido, cuando corresponde, por el nmero de designacin de tamao especfico sin el smbolo de pulgada).

Servicio con Fluido Normal: vea servicio con fluido.

Normalizado: vea tratamiento trmico.

Sensibilidad al entalle: describe un metal sujeto a reduccin en la resistencia en presencia de concentracin de tensin. El grado de sensibilidad al entalle se expresa usualmente como la resistencia determinada en una probeta entallada dividida por la resistencia determinada en una probeta no entallada y puede obtenerse mediante pruebas estticas o dinmicas.

Corte con arco y oxgeno (OAC): un proceso de corte por oxgeno que utiliza un arco entre la pieza de trabajo y un electrodo consumible, a travs del cual el oxgeno es dirigido a la pieza de trabajo. Para materiales resistentes a la oxidacin, se utiliza un fundente qumico o polvo metlico para facilitar la reaccin.

Corte con oxgeno (OC): un grupo de procesos de corte trmico que cortan o remueven metal mediante la reaccin qumica entre el oxgeno y el metal base a temperatura elevada. La temperatura necesaria es mantenida mediante el calor del arco, una llama de gas oxyfuel, u otra fuente.


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Labrado con oxgeno (oxygen gouging): labrado trmico que utiliza una variacin del proceso de corte por oxgeno para formar un bisel o ranura.

Equipo en paquete: un conjunto de piezas o etapas individuales de equipo, completas con piping de interconexin y conexiones para piping exterior. El conjunto puede ser montado sobre un skid u otra estructura antes de su despacho.

Refinera de petrleo: una planta industrial para el procesamiento de petrleo y productos derivados directamente del petrleo. Un planta de este tipo puede ser una planta de recuperacin de gasolina individual, una planta de tratamiento, una planta de procesamiento de gas (incluyendo licuacin), o una refinera integrada con varias unidades de proceso e instalaciones de servicio.

Caera: un cilindro hermtico a prueba de presin utilizado para transportar un lquido o para transmitir una presin de fluido, denominado generalmente caera en especificaciones de material aplicables. Los materiales designados como tubo o tubing en las especificaciones son tratados como caera en servicios a presin. Los tipos de caera, de acuerdo con el mtodo de manufactura, se definen de la siguiente forma: (a) caera soldada por resistencia elctrica: caera producida un tramos individuales o en tramos continuos a partir de una plancha laminada y posteriormente cortada en tramos individuales, con una unin de tope longitudinal en donde la coalescencia se produce mediante la temperatura obtenida de la resistencia de la caera al flujo de corriente elctrica en un circuito del cual la caera forma parte y mediante la aplicacin de presin. (b) Caera soldada de tope en horno, soldadura continua: caera producida en tramos continuos a partir de una plancha y cortada posteriormente en tramos individuales, con una unin de tope con soldadura de forja mediante la presin mecnica desarrollada al pasar la plancha de canto calentado y moldeada en caliente a travs de un set de rodillos de soldadura de paso redonde.


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(c) Caera soldada por fusin elctrica: caera con una unin de tope longitudinal en donde la coalescencia se produce en el tubo pre-moldeado mediante soldadura al arco elctrico manual o automtica. La soldadura puede ser simple (soldada desde un lado) o doble (soldada desde el interior y exterior) y puede ser realizada con, o sin, la adicin de metal de aporte. (d) Caera con soldadura por arco sumergido doble: caera con una unin de tope longitudinal producida por al menos dos pasos, uno de los cuales est en el interior de la caera. La coalescencia se produce mediante el calentamiento con un arco, o arcos, elctricos entre el electrodo, o electrodos, de metal descubierto y la zona de trabajo en el metal base. La soldadura es protegida por una manta de material granular fundible sobre la zona de trabajo. No se utiliza presin y el metal de aporte para las soldaduras interiores y exteriores se obtiene del electrodo, o electrodos . (e) Caera sin costura: caera producida mediante el perforado de un lingote seguido de laminado o drawing (regulacin del temple por recalentamiento), o ambos. (f) Caera con soldadura espiral: caera con soldadura espiral con una unin de tope, traslapada o engargolada que es soldada utilizando un proceso de soldadura por resistencia elctrica, fusin elctrica, o arco sumergido doble.

Elementos de soporte de la caera: los elementos de soporte de la caera consisten en accesorios y uniones estructurales: (a) accesorios: los accesorios incluyen elementos que transfieren la carga desde la caera, o unin estructural, a la estructura de soporte o equipo. Incluyen accesorios del tipo suspendido, tales como soportes colgantes, spring hangers, arriostramientos transversales, contrapesos, tensores, puntales, cadenas, guas, y anclajes; y accesorios tipo soportes tales como ponchos, bases, rodillos, brackets y soportes deslizantes. (b) Uniones estructurales: las uniones estructurales incluyen elementos que estn soldados, apernados o engrapados a la caera, tales como clips, orejas, anillos, grapas, abrazaderas, correas y faldas.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 19


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piping: conjuntos de componentes de piping utilizados para transportar, distribuir, mezclar, separar, descargar, medir, controlar o regular flujos de fluidos. El piping tambin incluye elementos de soportacin de caeras, pero no incluye estructuras de soportacin, tales como marcos de construccin, caballetes, fundaciones, o cualquier equipo excluido de este Cdigo (vea prrafo 300.1.3).

componentes de piping: elementos mecnicos apropiados para unir o montar en sistemas de piping a la presin con contenido de fluidos hermticos. Los componentes incluyen caeras, tubing, fittings, flanges, empaquetaduras, pernos, vlvulas y dispositivos tales como juntas de expansin, juntas flexibles, mangueras de presin, trampas, filtros, porciones de elementos en lnea y separadores.

elementos de piping: cualquier material o trabajo requerido para planificar e instalar un sistema de piping. Los elementos de piping incluyen especificaciones de diseo, materiales, componentes, soportes, fabricacin, examen, inspeccin y ensayos.

instalacin de piping: diseo de sistema de piping al cual se aplica una Edicin de Cdigo y Adenda seleccionados.

sistema de piping: piping interconectado sujeto al mismo set o sets de condiciones de diseo.

corte con arco plasma (PAC): un proceso de corte por arco que utiliza un arco restringido y remueve el metal fundido con un chorro a alta velocidad de gas ionizado emitido por un orificio restringido.

precalentamiento: la aplicacin de calor sobre el metal base inmediatamente antes, o durante, el moldeado, soldadura o proceso de corte. Vea el prrafo 330.

tratamiento trmico post soldadura: vea tratamiento trmico.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 20


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registro de calificacin de procedimiento (PQR): un documento que menciona todos los datos pertinentes, incluyendo las variables esenciales empleadas y los resultados de los ensayos, utilizados en calificar la especificacin del procedimiento.

unidad de proceso: un rea cuyas fronteras estn indicadas mediante el diseo de ingeniera dentro de las cuales se realizan reacciones, separaciones y otros procesos. Ejemplos de instalaciones que no estn clasificados como unidades de proceso son las reas de carga o terminales, plantas de almacenamiento, plantas de mezclas, patios de estanques y patios de reserva.

recocido con enfriamiento rpido (quench annealing): vea tratamiento trmico de solucin en tratamiento trmico.

quenching: vea tratamiento trmico.

refuerzo: vea prrafos 304.3 y A304.3. Vea tambin refuerzo de soldadura.

abertura raz: la separacin entre los miembros a unir en la raz de la junta.

salvaguarda: provisin de medidas protectoras de los tipos descritos en el Apndice G, cuando se considera necesario. Vea el Apndice G para una descripcin detallada.

bond de sello (seal bond): un bond que pretende principalmente proporcionar una unin hermtica contra la filtracin en piping no metlico.

soldadura de sello: una soldadura que pretende principalmente proporcionar una unin hermtica contra la filtracin en piping metlico.


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soldadura por arco semi-automtica: soldadura por arco con equipos que controlan solamente la alimentacin del metal de aporte. El avance de la soldadura se controla manualmente.

(99)condiciones cclicas severas: condiciones que se aplican a componentes de piping especficos o uniones en las cuales el SE calculado en conformidad con el prrafo 319.4.4 excede 0.8SA (segn se define en el prrafo 302.3.5), y el nmero de ciclos equivalente (N en el prrafo 302.3.5) supera 7000; u otras condiciones que el proyectista determine que producen un efecto equivalente.

debe (shall): un trmino que indica que una provisin corresponde a un requerimiento de Cdigo.

soldadura por arco manual con electrodo revestido (SMAW): un proceso de soldadura por arco que produce coalescencia de metales mediante su calentamiento con un arco entre un electrodo de metal recubierto y la zona de trabajo. No se utiliza presin y el metal de aporte se obtiene del electrodo.

debera (should): un trmino que indica que se recomienda una provisin como una buena prctica pero no constituye un requerimiento de Cdigo.

tamao de soldadura: (a) soldadura de filete: la longitud de las alas (la longitud de patas para soldaduras de igual longitud) de los lados, adyacentes a los elementos soldados, del mayor tringulo que puede ser inscrito dentro de la seccin transversal de la soldadura. Para soldaduras entre elementos perpendiculares, se aplican las definiciones en la Fig. 328.5.2A.NOTA: Cuando el ngulo entre los elementos excede 105 grados, el tamao tiene menos importancia que la garganta efectiva (vea tambin garganta de soldadura de filete).


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(b) soldadura de ranura: la penetracin de la unin (profundidad del bisel ms la penetracin raz cuando se especifica). El tamao de la soldadura de ranura y su garganta efectiva son iguales.

inclusin de escoria: material slido no metlico atrapado entre el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base.

soldadura blanda (soldering): un proceso de unin de metales en el cual la coalescencia se produce mediante el calentamiento a temperaturas apropiadas y mediante el uso de una aleacin no ferrosa fundible a temperaturas inferiores a 427C (800F) y con un punto de fusin inferior al de los metales base que estn siendo unidos El metal de aporte se distribuye entre las superficies estrechamente ajustadas de la unin mediante atraccin capilar. En general, las soldaduras son aleaciones plomo-estao y pueden contener antimonio, bismuto y otros elementos.

tratamiento trmico de solucin (solution heat treatment): vea tratamiento trmico.

razn de tensin: vea Fig. 323.2.2B.

alivio de tensin: vea tratamiento trmico.

trminos de uso frecuente relativos a la tensin:

(a) tensin permisible bsica: este trmino, smbolo S, representa el valor de tensin para cualquier material determinado por la base de tensin apropiada en el prrafo 302.3.2. (b) tensin de diseo de perno: este trmino representa la tensin de diseo utilizada para determinar el rea transversal requerida de los pernos en una unin apernada.


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(c) base de diseo hidrosttico: las propiedades seleccionadas de los materiales de piping plstico a ser utilizado en conformidad con ASTM D 2837, o D 2992, para determinar el HDS [vea (d) ms abajo] para el material. (d) tensin hidrosttica de diseo (HDS): la tensin mxima continua debida a presin interna a ser utilizada en el diseo de piping plstico, determinado a partir de la base de diseo hidrosttico mediante el uso de un factor de servicio (diseo).

soldadura por arco sumergido (SAW): un proceso de soldadura por arco que produce coalescencia de metales mediante su calentamiento con un arco, o arcos, entre un electrodo, o electrodos, de metal descubierto y la zona de trabajo. El arco est protegido por una manta de material fusible granular sobre la zona de trabajo. No se utiliza presin y el metal de aporte se obtiene del electrodo y a veces de una fuente complementaria (varilla de soldadura, fundente o grnulos de metal).

soldadura de puntos: una soldadura realizada para mantener las partes de una soldadura con alineacin apropiada hasta que se realicen las soldaduras finales.

templado: vea tratamiento trmico.

termoplstico: un plstico capaz de ser ablandado repetidamente mediante el incremento de la temperatura y endurecido mediante la disminucin de temperatura.

resina con fraguado trmico (thermosetting resin): una resina con la capacidad de ser modificada en un producto sustancialmente no fusible, o insoluble, al ser curado a temperatura ambiente, o mediante la aplicacin de calor, o por medio mecnico.


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garganta de una soldadura de filete: (a)garganta terica: la distancia perpendicular desde la hipotenusa en el ngulo recto mayor que puede ser inscrito en la seccin transversal de la soldadura a la raz de la unin.

(b) garganta real: la distancia ms corta desde la raz de la soldadura filete a su cara.

(c)

garganta

efectiva:

la

distancia

mnima,

menos

cualquier

refuerzo

(convexidad), entre la raz de la soldadura y la cara de un soldadura filete.

borde de la soldadura: la unin entre la cara de una soldadura y el material base.

tubo: vea caera.

electrodo de tungsteno: un electrodo de metal sin metal de aporte utilizado en la soldadura por arco, o corte, fabricado principalmente de tungsteno.

sistema de piping no balanceado: vea prrafo 319.2.2(b).

socavacin: una ranura fundida en el metal base adyacente al borde, o raz, de una soldadura y dejada sin relleno de material de soldadura.

examen visual: vea el prrafo 344.2.1.

soldadura: una coalescencia localizada de material en la cual la coalescencia se produce ya sea mediante el calentamiento a temperaturas apropiadas, con o sin aplicacin de presin, o mediante la aplicacin de presin sola, y con o sin el uso de material de aporte.


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refuerzo de soldadura: material de soldadura en exceso del tamao especificado de la soldadura.

soldador: uno que realiza una operacin de soldadura manual o semi-automtica. (Este trmino se utiliza errneamente a veces para indicar una mquina de soldadura).

operador de soldadura: persona que opera una mquina o un equipo de soldadura automtico.

procedimiento de soldadura: los mtodos y prcticas detallados involucrados en la produccin de una soldadura.

especificacin de procedimiento de soldadura (WPS): el documento que menciona los parmetros a ser utilizados en la construccin de soldaduras en conformidad con requerimientos de este Cdigo.

conjunto soldado (weldment): un conjunto cuyas partes componentes son unidas mediante soldaduras.

300.3 Nomenclatura Los smbolos dimensionales y matemticos utilizados en este Cdigo son mencionados en el Apndice J, con definiciones y referencias de ubicacin de cada uno. Las letras Inglesas minsculas y maysculas son mencionadas alfabticamente, seguidas de letras Griegas.

300.4 Estado de Apndices La Tabla 300.4 indica para cada Apndice de este Cdigo si contiene requerimientos de Cdigo, gua o informacin suplementaria. Vea detalles en la primera pgina de cada Apndice.


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TABLA 300.4 ESTADO DE APNDICES EN B31.3 __________________________________________________________________ Apndice Ttulo Estado

__________________________________________________________________A Tablas de Tensin para Piping Metlico y Materiales de Pernos B Tablas de Tensin y Tablas de Presin Permisible para No-metales C Propiedades Fsicas de Materiales de Piping D Factores de Intensificacin de Flexibilidad y Tensin E Estndares de Referencia F Consideraciones Precautorias G Salvaguardas H Clculos de Muestra para refuerzo de Arranques J Nomenclatura K Tensin Permisible para Piping de Presin Alta L Flanges de Caera de Aleacin de Aluminio M Gua para la Clasificacin de Servicios con Fluidos V Variaciones Permisibles en Servicio a Temperatura Elevada X Juntas de Expansin con Fuelle Metlico Z Preparacin de Consultas Tcnicas Requerimiento Requerimiento Requerimientos (1) Requerimientos (1) Requerimientos Gua (2) Gua (2) Gua Informacin Requerimientos (3) Especificacin (5) Gua (2) Gua (2) Requerimientos Requerimientos (4)

__________________________________________________________________NOTAS: (1) Contiene requerimientos por defecto, a ser utilizados a menos que se disponga de datos ms directamente aplicable. (2) No contiene requerimientos, pero el usuario del Cdigo es responsable de considerar los tems aplicables. (3) Contiene requerimientos aplicables solamente cuando se especifica el uso del captulo IX. (4) Contiene requerimientos administrativos. (5) Contiene ratings temperatura-presin, materiales, dimensiones y marcas de flanges de aleacin de aluminio forjados.

CAPTULO IITraductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 27


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DISEOPARTE 1 CONDICIONES Y CRITERIOSA00 301 CONDICIONES DE DISEO El prrafo 301 establece las calificaciones del Proyectista, define las temperaturas, presiones y fuerzas aplicables al diseo del piping, y establece la consideracin que debe darse a diferentes efectos y sus cargas correspondientes. Vea el Apndice F, prrafo F301.

A00 301.1 Calificaciones del Proyectista El Proyectista es la persona(s) encargada del diseo de ingeniera de un sistema de piping y debe tener experiencia en el uso de este Cdigo. La calificacin y experiencia requeridas del Proyectista dependern de la complejidad y criticidad del sistema y de la naturaleza de la experiencia individual. Se requiere la aprobacin del propietario si el individuo no satisface al menos uno de los siguientes criterios. (a) Completacin de un grado de ingeniera, que requiera cuatro o ms aos de estudio a tiempo completo, ms un mnimo de 5 aos de experiencia en el diseo del piping de presin relacionado. (b) Registro Profesional de Ingeniera, reconocido por una jurisdiccin local y experiencia en el diseo de piping de presin relacionado. (c) Completacin de un grado asociado de ingeniera, que requiera al menos dos aos de estudio de tiempo completo, ms un mnimo de 10 aos de experiencia en el diseo de piping de presin relacionado. (d) Quince aos de experiencia en el diseo de piping de presin relacionado. La experiencia en el diseo de piping de presin relacionado se satisface por la experiencia en el diseo de piping que incluye los clculos de diseo para la presin, cargas sostenidas y ocasionales y flexibilidad del piping.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 28


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301.2 Presin de Diseo 301.2.1 General (a) La presin de diseo de cada componente en un sistema de piping no debe ser inferior a la presin en la condicin ms severa de temperatura y presin externa e interna coincidentes (mnima o mxima) esperadas durante el servicio, a excepcin de lo provisto en el prrafo 302.2.4. (b) La condicin ms severa es la que resulta en el mayor espesor requerido del componente y el rating ms alto del componente. (c) Cuando existe ms de un set de condiciones de presin-temperatura para un sistema de piping, las condiciones que regulan el rating de componentes que conforman los estndares mencionados pueden diferir de las condiciones que regulan el rating de componentes diseados en conformidad con el prrafo 304. (d) Cuando una caera est separada en cmaras individualizadas bajo presin (incluyendo piping enchaquetado, blanks, etc.), la pared divisora debe ser diseada sobre la base de la temperatura (mnima o mxima) y la presin diferencial coincidentes entre las cmaras adyacentes esperadas durante el servicio, a excepcin de lo provisto en el prrafo 302.2.4.

301.2.2 Contencin o Alivio de Presin Requerida (a) Se deben proveer las condiciones para contener o aliviar en forma segura (vea el prrafo 322.6.3) cualquier presin a la cual se vea sometido el piping. El piping no protegido por un dispositivo de alivio de presin, debe ser diseado para al menos la mayor presin que pueda ser desarrollada. (b) Las fuentes de presin a considerar incluyen influencias ambientales, oscilaciones de presin y surges, operacin inapropiada, descomposicin de fluidos inestables, carga esttica y falla de los dispositivos de control. (c) Se autorizan las permisividades del prrafo 302.2.4 (f), siempre que tambin se satisfagan los requerimientos del prrafo 302.2.4.

301.3 Temperatura de DiseoTraductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 29


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La temperatura de diseo de cada componente en un sistema de piping corresponde a la temperatura a la cual, bajo la presin coincidente, se requiere el mayor espesor o el ms alto rating de componente en conformidad con el prrafo 301.2. (Para satisfacer los requerimientos del prrafo 301.2, diferentes componentes en el mismo sistema de piping pueden tener diferentes temperaturas de diseo). Para establecer las temperaturas de diseo, considere al menos las temperaturas de fluido, temperaturas ambientales, radiacin solar, temperaturas medias de calentamiento o enfriamiento y las provisiones aplicables de los prrafos 301.3.2, 301.3.3 y 301.3.4.

301.3.1 Temperatura Mnima de Diseo. La temperatura mnima de diseo es la temperatura ms baja del componente esperada en servicio. Esta temperatura puede establecer requerimientos de diseo especiales y requerimientos de calificacin de materiales, Vea tambin los prrafos 301.4.4 y 323.2.2

301.3.2 Componentes sin Aislacin. (a) Para temperaturas de fluidos inferiores a 65C (150F), la temperatura del componente debe ser tomada como la temperatura de fluido, a menos que la radiacin solar, u otro efecto, resultan en una temperatura ms alta. (b) Para temperaturas de fluidos de 65 (150F) y superiores, a menos que se determine una temperatura de pared promedio inferior mediante un ensayo o clculo de transferencia de calor, la temperatura para componentes sin aislacin no debe ser inferior a los siguientes valores: (1)vlvulas, caeras, extremos traslapados, fittings soldados y otros componentes con un espesor de pared comparable al de la caera: 95% de la temperatura de fluido; (2) flanges (excepto unin traslapada) incluyendo aquellos en fittings y vlvulas: 90% de la temperatura de fluido: (3) flanges de unin traslapada: 85% de la temperatura de fluido; (4) pernos: 80% de la temperatura de fluido.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 30


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301.3.3 Piping con Aislacin Exterior. La temperatura de diseo del componente debe corresponder a la temperatura del fluido, a menos que clculos, ensayos, o experiencia de servicio basada en mediciones, apoyen el uso de otra temperatura. Cuando el piping es calentado o enfriado mediante tracing o chaquetas, se debe considerar este efecto para establecer las temperaturas de diseo del componente.

301.3.4 Piping con Aislacin Interior. La temperatura de diseo del componente debe basarse en los clculos de transferencia de calor o ensayos.

301.4 Efectos Ambientales. Vea el Apndice F, prrafo F301.4.

301.4.1 Enfriamiento: Efectos sobre la Presin. El enfriamiento de un gas, o vapor, en un sistema de piping puede reducir suficientemente la presin para crear un vaco interior. En tal caso, el piping debe ser capaz de soportar la presin exterior a una temperatura menor, o se deben tomar las provisiones para romper el vaco.

301.4.2 Efectos de la Expansin del Fluido. Se deben proveer las condiciones en el diseo ya sea para soportar, o liberar, la presin incrementada causada por el calentamiento del fluido esttico en un componente de piping. Vea tambin el prrafo 322.6.3(b)(2).

301.4.3 Congelamiento Atmosfrico. Cuando la temperatura mnima de diseo de un sistema de piping es inferior a 0C (32F), se debe considerar la posibilidad de condensacin de humedad y acumulacin de aire y se deben considerar provisiones en el diseo para evitar mal funcionamientos como resultado. Esto se aplica a superficies de partes mviles de vlvulas de corte, vlvulas de control,


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ASME B31.3, Ed. 1999

dispositivos de alivio de tensin incluyendo piping de descarga y otros componentes.

301.4.4 Temperatura Ambiente Baja. Se deben considerar las condiciones de la temperatura ambiente baja para el anlisis del esfuerzo de desplazamiento.

301.5 Efectos Dinmicos. Vea el Apndice F, prrafo F301.5.

301.5.1 Impacto. En el diseo del piping se deben tomar en cuenta las fuerzas de impacto causadas por condiciones interiores o exteriores (incluyendo cambios en la tasa de flujo, choque hidrulico, bolsas de lquido o slido, golpes de lquido y calentamiento).

301.5.2 Viento. Se debe tomar en cuenta el efecto de la carga de viento en el diseo del piping expuesto. El mtodo de anlisis puede ser segn se describe en ASCE 7, Cargas Mnimas de Diseo para Construcciones y Otras Estructuras, o el Cdigo de Construccin Uniforme.

301.5.3 Terremoto. El piping debe ser diseado para fuerzas horizontales inducidas por terremoto. Este mtodo de anlisis puede ser segn se describe en ASCE 7-88, o el Cdigo de Construccin Uniforme.

301.5.4 Vibracin. El piping debe ser diseado, dispuesto y soportado de manera que se eliminen los efectos excesivos y dainos de la vibracin que puede surgir como consecuencia de fuerzas tales como impacto, pulsacin de presin, resonancia en compresores y cargas de viento.

301.5.5 Reacciones de Descarga. El piping debe ser diseado, dispuesto, y apoyado de manera que soporte las fuerzas de reaccin debidas a la descarga de fluidos.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 32


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301.6 Efectos del Peso. Los siguientes efectos de peso, combinados con cargas y fuerzas por otras causas, deben ser tomados en cuenta en el diseo del piping.

301.6.1 Cargas Vivas. Estas cargas incluyen el peso del medio transportado o del medio utilizado para prueba. Se deben considerar las cargas de nieve y hielo debidas ambas a condiciones ambientales y operativas.

301.6.2 Cargas Muertas. Estas cargas consisten en el peso de los componentes de piping, aislacin y otras cargas sobrepuestas permanentes soportadas por el piping.

301.7 Efectos de la Expansin Trmica y Contraccin. Los siguientes efectos trmicos, combinados con cargas y fuerzas por otras causas, deben ser tomadas en cuenta en el diseo del piping. Vea tambin el Apndice F, prrafo F301.7.

301.7.1 Cargas Trmicas debidas a Restricciones. Estas cargas consisten en empujes y momentos que surgen cuando la libre expansin trmica y la contraccin del piping son evitados mediante restricciones o anclajes.

301.7.2 Cargas debidas a Gradientes de Temperatura. Estas cargas surgen de tensiones en las paredes de las caeras resultantes de grandes y rpidos cambios de temperatura, o de una distribucin desigual de la temperatura, como la que puede resultar de un gran flujo de calor a travs de una caera comparativamente gruesa, o flujo bi-fsico estratificado que cause el pandeo de la lnea.

301.7.3 Cargas debidas a Diferencias en las Caractersticas de Expansin. Estas cargas resultan de las diferencias en la expansin trmica en donde losTraductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 33


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materiales con diferentes coeficientes de expansin se combinan, como en el piping bi-metlico, recubierto, enchaquetado ,o metlico-no metlico.

301.8 Efectos de los Movimientos de los Terminales, Anclajes y Soportes. En el diseo del piping se deben tomar en cuenta los efectos de los movimientos de los soportes del piping, anclajes y equipos conectados. Estos movimientos pueden ser el resultado de la flexibilidad y/o expansin trmica de equipos, soportes o anclajes; y del asentamiento, movimientos de mareas, u oscilacin por viento.

301.9 Reduccin de Efectos de Ductilidad. El diseo del piping debe tomar en cuenta los efectos dainos de la ductilidad reducida. Los efectos pueden, por ejemplo, ser el resultado de soldaduras, tratamientos trmicos, moldeado, doblado y bajas temperaturas de operacin, incluyendo el efecto de enfriamiento por la prdida repentina de presin en fluidos altamente voltiles. Se deben considerar las bajas temperaturas ambientes esperadas durante la operacin.

301.10 Efectos Cclicos. En el diseo del piping se debe considerar la fatiga debida al ciclo de presin, ciclo trmico y otras cargas cclicas.

301.11 Efectos de la Condensacin del Aire. A temperaturas operativas inferiores a -191C (-312F) en aire ambiente, se produce una condensacin y enriquecimiento de oxgeno. Estos deben ser considerados en la seleccin de materiales, incluyendo la aislacin y se debe proveer una adecuada proteccin y/o eliminacin.

302 CRITERIOS DE DISEO 302.1 General


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El prrafo 302 establece ratings de presin-temperatura, criterios de tensin, permisividades de diseo y valores de diseo mnimos junto con las variaciones permisibles de estos factores segn su aplicacin al diseo del piping.

302.2 Criterios de Diseo Presin-Temperatura 302.2.1 Componentes mencionados con Ratings Establecidos. A excepcin de las limitaciones mencionadas en el Cdigo, los ratings de presin-temperatura contenidos en estndares para componentes de piping mencionados en la Tabla 326.1 son aceptables para las presiones y temperaturas de diseo en conformidad con este Cdigo. Se pueden utilizar las provisiones de este Cdigo bajo la responsabilidad del propietario para extender los ratings de presin-temperatura de un componente ms all de los ratings del estndar mencionado.

302.2.2 Componentes mencionados sin Ratings Especficos. Algunos de los estndares para componentes en la Tabla 326.1 (es decir, ASME b16.9, B16.11 y B16.28) establecen que los ratings de presin-temperatura se basan en caeras rectas sin costuras. A excepcin de las limitaciones en el estndar o en otras partes de este Cdigo, un componente tal, fabricado de un material con la misma tensin permisible que la caera, debe ser calculado utilizando no ms del 87.5% del espesor nominal de la caera sin costura correspondiente al schedule, peso o clase de presin del fitting, menos las permisividades aplicadas a la caera (es decir, profundidad de hilo y/o permisividad de corrosin).

302.2.3 Componentes no mencionados. (a) Los componentes no mencionados en la Tabla 326.1, pero que conforman una especificacin o estndar publicado, pueden ser utilizados dentro de las siguientes limitaciones. (1) El proyectista debe estar satisfecho con el hecho que la composicin, las propiedades mecnicas, el mtodo de manufactura y el control de calidad sean


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comparables a las caractersticas correspondientes de los componentes mencionados. (2) Otros componentes no mencionados deben ser calificados respecto a la presin de diseo, segn se requiere en el prrafo 304.7.2.

302.2.4 Permisividades para Variaciones de Presin y Temperatura. Pueden ocurrir variaciones ocasionales de presin y temperatura en un sistema de piping. Tales variaciones deben ser consideradas al momento de seleccionar la presin de diseo (prrafo 301.2) y la temperatura de diseo. La temperatura y presin coincidentes ms severas deben determinar las condiciones de diseo, a menos que se satisfagan todos los siguientes criterios. (a) El sistema de piping no debe tener componentes de hierro forjado, ni de otro metal no dctil, sometidos a presin. (b) Las tensiones de presin nominales no deben exceder el lmite elstico a la temperatura (vea prrafo 302.3 de este Cdigo y datos Sy en el Cdigo BPV, Seccin II, Parte D, Tabla Y-1). (c) Las tensiones longitudinales combinadas no deben exceder los lmites establecidos en el prrafo 302.3.6. (d) El nmero total de variaciones de temperatura-presin por sobre las condiciones de diseo no debe exceder 1000 durante la vida til del sistema de piping. (e) En ningn caso debe el aumento de presin exceder la presin de prueba utilizada en el prrafo 345 para el sistema de piping. (f) Las variaciones ocasionales por sobre las condiciones de diseo deben permanecer dentro de uno de los siguientes lmites para la presin de diseo. (1) Sujeto a la aprobacin del propietario, se considera permisible exceder el rating de presin, o la tensin permisible para la presin de diseo a la temperatura del aumento de condicin en no ms de: (a) 33% por no ms de 10 horas en una vez y no ms de 100 hr/ao; o (b) 20% por no ms de 50 horas en una vez y no ms de 500 hr/ao.


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Los efectos de tales variaciones deben ser determinados por el proyectista como seguros durante el perodo de vida til en servicio del sistema de piping mediante mtodos aceptables para el propietario. (Vea Apndice V.) (2) Cuando la variacin es auto-limitante (es decir, debido a un evento de alivio de presin) y no dura ms de 50 hrs enuna vez y no ms de 500 hrs/ao, es permisible exceder el rating de presin o la tensin permisible para la presin de diseo a la temperatura del aumento de condicin en no ms de 20%. (g) Se deben haber evaluado los efectos combinados de las variaciones cclicas y sostenidas sobre la servicibilidad de todos los componentes en el sistema. (h) No se permiten las variaciones de temperatura inferiores a la temperatura mnima mostrada en el Apndice A, a menos que se satisfagan los requerimientos del prrafo 323.2.2 para la temperatura ms baja durante la variacin. (i) La aplicacin de presiones que exceden los ratings de temperatura-presin de vlvulas pueden bajo ciertas condiciones causar prdida de hermeticidad del asiento, o dificultad de operacin. La presin diferencial en el elemento de cierre de la vlvula no debera exceder el rating de presin diferencial mxima establecido por el manufacturador de la vlvula. Tales aplicaciones son responsabilidad del propietario.

302.2.5 Ratings en la Unin de Diferentes Servicios. Cuando se conectan dos servicios que operan a diferentes condiciones de presin-temperatura, la vlvula que segrega ambos servicios debe tener el rating para la condicin de servicio ms severa. Si la vlvula operar a una temperatura distinta debido a su condicin remota de un cabezal, o pieza de equipo, esta vlvula (y cualquier flange compaero) puede ser seleccionada sobre la base de la temperatura diferente, siempre que pueda soportar las pruebas de presin requeridas en cada lado de la vlvula. Para el piping en cada lado de la vlvula, sin embargo, cada sistema debe ser diseado para las condiciones del servicio al cual sern conectados.

302.3 Tensiones Permisibles y otros Lmites de Tensin.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 37


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302.3.1 General. Las tensiones permisibles definidas en los prrafos 302.3.1(a), (b) y (c) deben ser utilizados en los clculos de diseo, a menos que sean modificados por otras provisiones de este Cdigo. (a) Tensin. Las tensiones bsicas permisibles S en la tensin para metales y las tensiones de diseo S para materiales de pernos, mencionados en las Tablas A-1 y A-2, respectivamente, son determinadas en conformidad con el prrafo 302.3.2. En las ecuaciones en este Cdigo en donde aparece el producto SE, se multiplica el valor S por uno de los siguientes factores de calidad: 11

Si el componente es fabricado de piezas fundidas unidas mediante soldaduras longitudinales, se

debe aplicar un factor de calidad de la fundicin y de la unin soldada. El factor de calidad equivalente E es el producto de Ec, Tabla A-1A, y Ej, Tabla A-1B.

(1) El factor de calidad de la fundicin Ec segn se define en el prrafo 302.3.3 y es tabulado para diferentes especificaciones de materiales en la Tabla A-1A, y para diferentes niveles de exmenes suplementarios en la Tabla 302.3.3C; o (2) El factor de unin de soldadura longitudinal Ej segn se define en 302.3.4 y es tabulado para varias especificaciones de materiales y clases en la Tabla A-1B y para varios tipos de uniones y exmenes suplementarios en la Tabla 302.3.4. Los valores de tensin en las Tablas A-1 y A-2 son agrupados por materiales y formas de productos y corresponden a temperaturas establecidas de hasta el lmite indicado en el prrafo 323.2.1(a). Se considera permisible la interpolacin de lneas rectas entre temperaturas. La temperatura pretendida corresponde a la temperatura de diseo (vea prrafo 301.3). (b)Esfuerzo Cortante y Resistencia de Soporte (Shear and Bearing). Los esfuerzos permisibles en el esfuerzo cortante deben ser 0.80 veces el esfuerzo bsico permisible en tensin segn lo tabulado en la Tabla A-1 o A-2. El esfuerzo permisible en la resistencia de soporte debe ser 1.60 veces ese valor. (c) Compresin. Los esfuerzos permisibles en compresin no deben ser mayores que los esfuerzos bsicos permisibles en tensin segn lo tabulado en el Apndice A. Se debe tomar en consideracin la estabilidad estructural.


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302.3.2 Bases para Esfuerzos de Diseo2. Las bases para establecer los valores de esfuerzos de diseo para materiales de pernos y los valores de esfuerzos permisibles para otros materiales metlicos en este Cdigo, son los siguientes:2

Estas bases son las mismas que las para el Cdigo BPV, Seccin VIII, Divisin 2, entregadas en

la Seccin II, Parte D. Los valores de esfuerzo en B31.3, Apndice A, a temperaturas inferiores al rango de deformacin bajo carga son generalmente las mismas a aquellas mencionadas en la Seccin II, Parte D, Tablas 2A y 2B y en la Tabla 3 para los pernos, correspondientes a aquellas bases. Han sido ajustados segn necesidad para excluir los factores de calidad de las piezas fundidas y factores de calidad de uniones soldadas longitudinales. Los valores de esfuerzos a temperaturas en el rango de deformacin bajo carga son generalmente los mismos que aquellos en la Seccin II, Parte D, Tablas 1A y 1B, correspondientes a las bases para la seccin VIII, Divisin 1. Los valores de esfuerzos para temperaturas superiores a aquellas para las cuales los valores se mencionan en el Cdigo BVP y para materiales no mencionados en el Cdigo BPV, se basan en aquellos mencionados en el Apndice A de la Edicin 1966 de ASA B31.3. Estos valores sern revisados cuando los datos confiables sobre propiedades mecnicas para temperaturas elevadas y/o para materiales adicionales estn disponibles para el Comit.

(a) Materiales para Pernos: Los valores de las tensiones de diseo a temperatura para materiales de pernos no deben exceder el menor de lo siguiente: A00 (1) A excepcin de lo provisto en (3) ms abajo, el menor de un cuarto de la resistencia a la tensin mnima especificada a temperatura ambiente (ST) y un cuarto de resistencia a la tensin a la temperatura; A00 (2) A excepcin de lo provisto en (3) ms adelante, el menor de dos tercios de la resistencia a la tensin mnima especificada a temperatura ambiente (SY) y dos tercios del lmite de elasticidad a la temperatura; A00 (3) A temperaturas inferiores al rango de deformacin bajo carga, para materiales de pernos cuya resistencia ha sido aumentada mediante tratamiento trmico o endurecimiento por deformacin, el menor de un quinto de ST y un cuarto de SY (a menos que tales valores sean inferiores a los valores correspondientes para material recocido, en cuyo caso deben utilizarse los valores del recocido); (4) Dos tercios del lmite de elasticidad a la temperatura [vea el prrafo 302.3.2(f)].


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(5) 100% de la tensin promedio para un rating de deformacin bajo carga de 0.01% por 1000 hrs. (6) 67% de la tensin promedio para ruptura al final de las 100.000 hrs. (7) 80% de la tensin mnima para ruptura al final de las 100.000 hrs. (b) Hierro fundido. Los valores de tensin bsica permisible a la temperatura para el hierro fundido no debe exceder el menor de los siguientes: (1) un dcimo de la resistencia a la tensin mnima especificada a temperatura ambiente; (2) un dcimo de la resistencia a la tensin a la temperatura [vea el prrafo 302.3.2(f)]. (c) Hierro Maleable. Los valores de tensin bsica permisible a la temperatura para el hierro maleable no deben exceder el menor de los siguientes: (1) Un quinto de la resistencia a la tensin mnima especificada a temperatura ambiente; (2) Un quinto de la resistencia a la tensin a la temperatura [vea el prrafo 302.3.2(f)]. (d) Otros Materiales. Valores de tensin bsica permisible a la temperatura para materiales distintos a los materiales para pernos, hierro fundido, y hierro maleable no deben exceder el menor de los siguientes: A00 (1) El menor de un tercio de ST y un tercio de la resistencia a la tensin a la temperatura; A00 (2) A excepcin de lo provisto en (3) ms abajo, el menor de dos tercios de SY y dos tercios del lmite de elasticidad a la temperatura; A00 (3) Para aceros inoxidables austenticos y aleaciones de nquel con un comportamiento de deformacin similar, el menor de dos tercios de SY y el 90% del lmite de elasticidad a la temperatura [vea (e) ms abajo]; (4) 100% de la tensin promedio para un rating de deformacin bajo carga de 0.01% por 1000 hrs; (5) 67% de la tensin promedio para ruptura al final de las 100.000 hrs. (6) 80% de la tensin mnima para ruptura al final de 100.000 hrs.


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(7) Para materiales de grado estructural, la tensin bsica permisible debe ser 0.92 veces el valor ms bajo determinado en los prrafos 302.3.2(d)(1) hasta (6). (8) En la aplicacin de estos criterios, la lmite de elasticidad a temperatura ambiente se considera como SYRY, y la resistencia a la tensin a temperatura ambiente se considera como 1.1STRT. (e) Lmites de Aplicacin. No se recomienda la aplicacin de valores de tensin determinados en conformidad con el prrafo 302.3.2(d)(3) para uniones enflanchadas y otros componentes en los cuales una leve deformacin puede causar filtracin o mal funcionamiento. [Estos valores se muestran en cursiva, o negrita, en la Tabla A-1, segn se explica en la Nota (4) de las Tablas del Apndice A.] En su lugar, se debera utilizar un 75% del valor de tensin en la Tabla A-1, o dos tercios del lmite de elasticidad a la temperatura mencionada en el Cdigo BPV, Seccin II, Parte D, Tabla Y-1. (f) Materiales no mencionados. Para un material que conforma el prrafo 323.1.2, la resistencia a la tensin (elasticidad) a la temperatura debe ser derivada multiplicando la resistencia a la tensin (elasticidad) promedio esperada a la temperatura por la razn de ST(SY) dividido por la resistencia a la tensin (yield) promedio esperada a temperatura ambiente.

302.3.3 Factor de Calidad de Fundicin EC. (a) General. Los factores de calidad de fundicin EC definido en la presente debe ser utilizado para componentes fundidos sin ratings de presin-temperatura establecidos por estndares en la tabla 326.1. (b) Factores de Calidad Bsicos. Se asigna un factor de calidad de fundicin bsico EC de 1.00 (debido a la base de tensin permisible conservadora) a las fundiciones de hierro plomo y maleable, conforme a las especificaciones mencionadas. Se asigna un factor de calidad de fundicin bsico EC de 0.80 a la mayora de los otros metales, fundiciones estticas que conforman la especificacin de materiales y han sido examinadas visualmente segn lo requerido por MSS SP-55, Estndar de Calidad para Fundiciones de Acero para Vlvulas, Flanges, Fittings y otros Componentes para Piping - Mtodo Visual. SeTraductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 41


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asigna un factor da calidad de fundicin de 0.80 a fundiciones centrfugas que satisfacen los requerimientos de especificacin solamente para anlisis qumico, ensayos de tensin, hidrostticos, de aplastamiento y examen visual. Los factores de calidad de fundicin bsicos son tabulados para las especificaciones mencionadas en la Tabla A-1A. (c)Aumento de Factores de Calidad. Los factores de calidad de fundicin pueden ser aumentados cuando se realizan exmenes suplementarios en cada fundicin. La Tabla 302.3.3C establece el aumento de factores de calidad de fundicin EC, los cuales pueden ser utilizados para diferentes combinaciones de exmenes suplementarios. La Tabla 302.3.3D establece los criterios de aceptacin para los mtodos de examen especificados en las Notas de la Tabla 302.3.3C. Los factores de calidad superiores a los mostrados en la Tabla 302.3.3C no resultan de la combinacin de ensayos 2 a y 2b, o 3a y 3b. En ningn caso debe el factor de calidad exceder 1.00. Varias de las especificaciones en el Apndice A requieren el maquinado de todas las superficies y/o ms de estos exmenes suplementarios. En tales casos se muestra el aumento del factor de calidad apropiado en la Tabla A-1A.

302.3.4 Factor de Calidad de Unin Soldada, Ej. (a) Factores de Calidad Bsicos. Los factores de calidad de la unin soldada Ej tabulados en la Tabla A-1B son factores bsicos para uniones soldadas longitudinales espirales para componentes sometidos a presin segn se muestra en la tabla 302.3.4. (b) Aumento de Factores de Calidad. La Tabla 302.3.4 tambin indica factores de calidad de unin superiores que pueden ser sustituidos por aquellos en la Tabla A1B para ciertos tipos de soldaduras si se realizan exmenes adicionales ms all de lo requerido por la especificacin del producto.

302.3.5 Lmites de Tensiones Calculadas debidas a Cargas Sostenidas y Deformaciones de Desplazamiento.


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(a) Tensiones de Presin Interna. Las tensiones debidas a presin interior deben ser consideradas seguras cuando el espesor de pared del componente de piping, incluyendo cualquier refuerzo, satisface so requerimientos del prrafo 304. TABLA 302.3.3C4 AUMENTO FACTORES DE CALIDAD, EC

Examen Suplementario en Conformidad con Nota(s) (1) (2)(a) o (2)(b) (3)(a) o (3)(b) (1) y (2)(a) o (2)(b) (1) y (3)(a) o (3)(b) (2)(a) o (2)(b) y (3)(a) o (3)(b)NOTAS:

Factor, EC 0.85 0.85 0.95 0.90 1.00 1.00

(1) Maquine todas las superficies a una terminacin de 6.3 m Ra (250 pulg. Ra segn ASME B46.1), aumentando as la efectividad del examen superficial. (2) (a) Examine todas las superficies de cada pieza fundida (solamente material magntico) mediante el mtodo de partculas magnticas en conformidad con ASTM E 709. Juzgue la aceptabilidad en conformidad con MSS SP-53, utilizando fotografas de referencia en ASTM E 125. (b) Examine todas las superficies de cada pieza fundida mediante el mtodo de lquidos penetrantes, en conformidad con ASTM E 165. Juzgue la aceptabilidad de las imperfecciones y reparaciones con soldaduras en conformidad con la Tabla 1 de MSS SP-53, utilizando ASTM E 125 como referencia para las imperfecciones superficiales. (3)(a) Examine por completo mediante ultrasonido cada pieza fundida en conformidad con ASTM E 114, aceptando una pieza fundida solamente si no existe evidencia de defectos con profundidad superior a 5% del espesor de la pared. (b) Radiografe completamente cada pieza fundida en conformidad con ASTM E 142. Juzgue en conformidad con los niveles de aceptacin establecidos en la tabla 302.3.3D. (4) Los ttulos de los estndares referidos en esta Tabla son los siguientes:

ASTM E 114 Prctica para Ensayo Pulse-Echo Straight Beam mediante Mtodo de Contacto. E 125 Fotografas de Referencia para Indicaciones por Partculas


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PETROX S.A. REFINERA DE PETRLEO Divisin Ingeniera de Proyectos Magnticas en Fundiciones Ferrosas. E 142 Mtodo para controlar la calidad de la Prueba Radiogrfica

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E 165 Prctica para el Mtodo de Inspeccin por Lquidos Penetrantes E 709 Prctica para Examen por Partculas Magnticas

ASME B46.1 Textura Superficial (Rugosidad Superficie, Ondulacin y Direccin) MSS SP-53 Estndar de Calidad para Fundiciones de Acero para Vlvulas, Flanges, Fittings y Otros Componentes de Piping Mtodo de Examen mediante Partculas Magnticas

TABLA 302.3.3D1 NIVELES ACEPTABLES PARA FUNDICIONES

Espesor Material Examinado, T Acero T< 25mm (1 pulg) Acero T> 25mm < 51 mm (2 pulg) Acero T> 51mm < 114 mm (4 1/2 pulg) Acero T> 114mm < 305 mm (12 pulg) Aluminio y magnesio Cobre, Ni-Cu BronceNOTA:

Estndar Aplicable ASTM E 446

Nivel de Aceptacin (o Clase) 1

Discontinuidades Aceptables Tipos A,B,C

ASTM E 446

2

Tipos A,B,C

QSTM E 186

2

Categoras A,B,c

ASTM E 280

2

Categoras A,B,C Mostrado en radiografas de referencia Cdigos A, B a, Bb Cdigos A y B

ASTM E 155 ASTM E 272 ASTM E 310

... 2 2

(1) Ttulos de estndares referidos en esta Tabla son los siguientes: ASTM E 155 Radiografas de Referencia para la Inspeccin de Fundiciones de Aluminio y Magnesio. Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 44


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E 186 Radiografas de Referencia para Fundiciones de Acero de Paredes Gruesas [2 a 4 pulg (51 a 114 mm)] E 272 Radiografas de Referencia para Fundiciones de Alta Resistencia con Base de Cobre y Nquel-Cobre. E 280 Radiografas de Referencia para Fundiciones de Acero de Paredes Gruesas [4-172 a 12 pulg (114 a 305 mm)]. E 310 Radiografas de Referencia para Fundiciones de Bronce al Estao E 446 Radiografas de Referencia para Fundiciones de Acero hasta 2 pulgadas (51 mm) de espesor.


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TABLA 302.3.4 FACTOR DE CALIDAD DE UNIN SOLDADA LONGITUDINAL, Ej


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(b) Tensiones de Presin Exterior. Las tensiones debidas a la presin exterior deben ser consideradan seguran cuando el espesor de pared del componente de piping, y su medio de rigidizacin, satisface los requerimientos del prrafo 304. (c) Tensiones Longitudinales SL. La suma de las tensiones longitudinales en cualquier componente en un sistema de piping, debido a la presin, peso y otras cargas sostenidas SL no deben exceder Sh en (d) ms abajo. El espesor de caera utilizado para calcular SL debe corresponder al espesor nominal T menos la permisividad mecnica, de corrosin y erosin c, para el lugar en consideracin. Las cargas debidas al peso deben basarse en el espesor nominal de todos los componentes del sistema, salvo justificacin distinta en un anlisis ms riguroso. (d) Rango de Tensin de Desplazamiento Permisible SA. El rango de tensin de desplazamiento calculado SE en un sistema de piping (vea el prrafo 319.4.4) no debe exceder el rango de tensin de desplazamiento permisible SA (vea los prrafos 319.2.3 y 319.3.4) calculado mediante la ecuacin (1 a):

SA =f (1.25SC + 0.25Sh)

(1 a)

Cuando Sh es superior a SL, la diferencia entre ellos puede ser sumada al trmino 0.25Sh en la Ecuacin (1 a). En ese caso, el rango de tensin permisible se calcula mediante la Ecuacin (1b):

SA = f [1.25(SC + Sh)-SL] En las Ecuaciones (1 a) y (1b):

(1b)

SC = tensin3 bsica permisible a temperatura mnima del metal esperada durante el ciclo de desplazamiento bajo anlisis Sh = tensin3 bsica permisible a temperatura mxima del metal esperada durante el ciclo de desplazamiento bajo anlisis. f = factor4 de reduccin de rango de tensin de la Tabla 302.3.5, o calculado mediante la Ecuacin (1c)5.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 47


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TABLA 302.3.5 FACTORES DE REDUCCIN DE RANGO DE TENSIN, fCiclos, N 7000 y menos Sobre 7000 hasta 14000 Sobre 14000 hasta 22000 Sobre 22000 hasta 45000 Sobre 45000 hasta 100000 Sobre 100000 hasta 200000 Sobre 200000 hasta 700000 Sobre 700000 hasta 2000000 Factor, f 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3

f = 6.0 (N ) -0.2 0.385, el clculo del espesor para la presin de diseo para caera recta requiere la consideracin de factores tales como teora de la falla, efectos de fatiga y tensin trmica. 304.1.3 Caera Recta bajo Presin Exterior. Para determinar los requerimientos de espesor de pared y de rigidez para caeras rectas bajo presin exterior, se debe seguir el procedimiento descrito en el Cdigo BPV, Seccin VIII, Divisin 1, UG-28 hasta UG-30, utilizando como longitud de diseo L la longitud del eje de simetra entre cualquier par de secciones rigidizadas en conformidad con UG-29. Como excepcin, para la caera con Do/t < 10, el valor de S a utilizar en la


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determinacin de Pa2 debe ser el menor de los siguientes valores para material de caera a temperatura de diseo. (a) 1.5 veces el valor de tensin de la Tabla A-1 de este Cdigo; (b) 0.9 veces el lmite de elasticidad tabulado en la Seccin II, Parte D, Tabla Y-1 para los materiales mencionados. El smbolo Do en la Seccin VIII es equivalente a D en este Cdigo.)


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304.2 Segmentos Curvos de Caera y en Casquetes A00 304.2.1 Curvas de Caeras. El espesor mnimo requerido tm de una curva,

despus del doblado, en su forma terminada, debe ser determinado en conformidad con la Ec (2) y la Ec. (3c):

PD t = -----------------2[(SE/I) + PY]

(3c)

en donde en el intrads (radio interior de curva) 4(R1ID) - 1 I = ------------------------4(R1ID) - 2 y en el extrads (radio exterior de curva)

(3d)

4(R1ID) + 1 I = ----------------------------4(R1ID) + 1

(3e)

y en la pared lateral en el radio del eje de simetra de la curva, I = 1.0. R1 = radio de curva de codo soldado o curva de caera Las variaciones del espesor desde el intrads al extrads y a lo largo de la longitud de la curva debe ser gradual. Los requerimientos de espesor son aplicables en la mitad de la curva, /2, en el intrads, extrads y radio de eje de simetra de la curva. El espesor mnimo en las tangentes de los extremos no debe ser inferior a los requerimientos del prrafo 304.1 para caera recta (vea la Fig. 304.2.1).

304.2.2 Codos. Los codos manufacturados no conformes al prrafo 303 deben ser calificados segn se requiere en el prrafo 304.7.2, o designados en conformidad con el prrafo 304.2.1.Traductora: Ana Mara Buchholz Mller ([email protected]) 54


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304.2.3 Curvas en Casquetes. Un desalineamiento (offset) de 3 grados, o menos, (ngulo en la Fig. 304.2.3) no requiere consideraciones de diseo como una curva en casquetes. Ms abajo, en (a) y (b), se entregan mtodos aceptables para la presin de diseo de curvas en casquetes mltiples y nicos. (a) Curvas en Casquetes Mltiples. La presin interior mxima permisible debe ser el menor de los valores calculados con las Ecs. (4 a) y (4b). estas ecuaciones no son aplicables cuando excede 22.5 grados.

SE(T-c) T-c Pm = ----------------- -------------------------------------------r2 (T-c) + 0.643 tan r2 (T -c) SE(T-c) R1 r2 Pm = ----------------- -------------------r2 R1 0.5r2

(4 a)

(4 a)

(b) Curvas de Casquete nico. (1) La presin interior mxima permisible para una curva de casquete nico con un ngulo no superior a 22.5 grados debe ser calculada mediante la Ec. (4 a). (2) La presin interior mxima permisible para una curva de casquete nico con un ngulo superior a 22.5 grados debe ser calculada mediante la Ec. (4c):

(c) El espesor de la pared de la caera en casquete T utilizado en las Ecs. (4 a), (4b) y (4c) debe extenderse una distancia no inferior a M desde la bifurcacin interior de las soldaduras mitreadas en donde M = el mayor de 2.5(r2T)0.5 o tan (R1 r2)


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La longitud del ahusado en el extremo de la caera mitreada puede ser incluida en la distancia M. (d) Se utiliza la siguiente nomenclatura en las Ecs. (4 a), (4b) y (4c) para la presin de diseo de las curvas en casquetes: c = igual a lo definido en el prrafo 304.1.1 E = igual a lo definido en el prrafo 304.1.1 Pm = presin interior mxima permisible para curvas en casquetes r2 = radio efectivo de curva en casquetes, definido como la distancia ms corta desde el eje de simetra a la interseccin de los planos de juntas mitreadas adyacentes S = igual a lo definido en el prrafo 304.1.1 T = espesor de pared de caera en casquetes (medido o mnimo segn especificacin de compra) = ngulo de corte en casquetes = ngulo de cambio de direccin en junta mitreada = 2 Para cumplir con este Cdigo, el valor de R1 no debe ser inferior al entregado por al Ec. (5): A D Ri = ----------- + ------Tan 2 (5)

En donde A tiene los siguientes valores empricos: (1) para unidades mtricas SI


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(2) para unidades acostumbradas U.S.:

304.2.4 Segmentos Curvos y

en casquetes de Caeras bajo Presin

Exterior. El espesor de pared de segmentos curvos y en casquetes de caeras sujetas a presin exterior puede determinarse segn lo especificado para caeras rectas en el prrafo 304.1.3.


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304.3 Conexiones de Arranques 304.3.1 General (a) A excepcin de lo provisto en (b) ms abajo, los requerimientos en los prrafos 304.3.2 hasta 304.3.4 son aplicables a conexiones de arranques realizados en conformidad con los siguientes mtodos: (1) fittings (Ts, salidas extruidas, fittings en salidas de arranques segn MSS SP-97, laterales, cruces): (2) fittings forjados o fundidos en conexiones de arranques no mencionados (vea prrafo 300.2) y acoplamientos no superiores a DN 80 (NPS 3), unidos a la caera principal mediante soldadura; (3) soldadura de la caera de arranque directamente a la caera principal, con, o sin, adicin de refuerzo, segn se describe en el prrafo 328.5.4. (b) Las reglas en los prrafos 304.3.2 hasta 304.3.4 corresponden a

requerimientos mnimos, vlidas solamente para conexiones de arranques en las cuales (utilizando la nomenclatura de la Fig. 304.3.3): (1) la razn del dimetro-espesor de la caera principal (Dh/Th) es inferior a 100 y la razn de dimetro del arranque-caera principal (Db/Dh) no es superior a 1.0; (2) para una caera principal con (Dh/Th) > 100, el dimetro del arranque Db es inferior a la mitad del dimetro Dh de la caera principal. (3) el ngulo es de al menos 45 grados; (4) el eje del arranque intersecta el eje de la caera principal. (c) Cuando no se satisfacen las

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