Código ASME B31.3

8/17/2019 Código ASME B31.3

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Ing. Rubén E Rollino: [email protected] g ; [email protected]

ASME B31.3

Tuberías de Proceso de

Refinerías y Plantas Químicas

Ing. Rubén E Rollino

[email protected] ; [email protected]


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Indice

Contenido

Código tuberías a presión: ASME B31 Y B31.3....................................................................................... 7 Introducción .............................................................................................................................................. 7

Código ASME B31 ................................................................................................................................... 7 Alcance y contenido.............................................................................................................................. 8 Selección de la sección aplicable .......................................................................................................... 9 Edición del Código y Adendas............................................................................................................ 10 Interpretaciones ................................................................................................................................... 11

Casos ................................................................................................................................................... 11 Introducción al código ASME B31.3...................................................................................................... 11

Alcance (¶300.1) ................................................................................................................................. 11 Clasificación de tipo de servicio. ........................................................................................................ 16

Fluido de Servicio Normal .............................................................................................................. 17 Servicio de Fluido Categoría D....................................................................................................... 17

Servicio Cíclico Severo................................................................................................................... 17 Servicio de Fluido Categoría M ...................................................................................................... 18 Servicio de Fluido de Alta Presión.................................................................................................. 18 Fluido de Alta Pureza. ..................................................................................................................... 18

CONDICIONES Y CRITERIOS DE DISEÑO ...................................................................................... 20 Introducción ............................................................................................................................................ 20 Condiciones de diseño (¶ 301) ................................................................................................................ 22

Presión (¶ 301.2): ................................................................................................................................ 22 Temperatura (¶ 301.3) ......................................................................................................................... 23

Mínima temperatura de diseño. (¶¶301.3.1).................................................................................... 23 Componentes sin aislación. (¶301.3.2)............................................................................................ 23 Tubería aislada externamente. (¶301.3.3) ....................................................................................... 24

Tubería Aislada Internamente. (¶301.3.4)....................................................................................... 24 Criterios de Diseño.................................................................................................................................. 26

Rating presión-temperatura para componentes de tubería (¶ 302.2)................................................... 27 Componentes listados que tienen clasificación (Rating) establecida. (¶302.2.1)............................ 27 Componentes listados sin rating especificado. (¶302.2.2) .............................................................. 27

Componentes no listados. (¶302.2.3) .............................................................................................. 28 Ratings : Condición normal de operación y Tolerancia para variación respecto de la operación normal(¶302.2.4) ............................................................................................................................................ 28 Rating en transiciones (¶302.2.5)........................................................................................................ 29 Tensiones admisibles y otros límites. (¶ 302.3) .................................................................................. 29

Tensión admisible ........................................................................................................................... 29 Bases para tensiones de diseño. (¶302.3.2) ..................................................................................... 30

Factor de calidad de fundición. (¶302.3.3)...................................................................................... 31 Factores de calidad de junta soldada. (¶302.3.4)............................................................................. 31

Sobeespesores. (¶302.4) ...................................................................................................................... 35 diseño por presion ................................................................................................................................... 46 Diseño Por Presión. ................................................................................................................................. 46

Introducción ........................................................................................................................................ 46

Tubos rectos bajo presión interna. (¶304) ........................................................................................... 47


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Tubos rectos bajo presión externa ( ¶304.1.3)..................................................................................... 49 Tubos curvados y piezas a gajos ( Miters) ( ¶304.2)........................................................................... 49

Piezas a gajos. (Miter Bends) .......................................................................................................... 52 Conexiones en derivación. (¶304.3).................................................................................................... 54

Esfuerzos en conexiones en derivación. (¶304.3.2.) ....................................................................... 55

Refuerzo de conexiones en derivación. (¶304.3.3).......................................................................... 56

Derivaciones extruidas. (¶304.3.4).................................................................................................. 59 Cierres o tapas (¶304.4)...................................................................................................................... 61 Presión de diseño de Bridas y Placas ciegas (Blanks) (¶304.5) .......................................................... 65

Bridas en general ............................................................................................................................. 66 Reducciones (¶304.6).......................................................................................................................... 67 Otros componentes. (¶304.7.) ............................................................................................................. 68

Componentes no listados. (¶304.7.2.) ........................................................................................... 68 Juntas de expansión. (¶304.7.4) ...................................................................................................... 69

Componentes: Requerimientos de Fluido. .............................................................................................. 69 Requerimientos referidos al tipo de fluído de servicio aplicables para componentes de tubería. ....... 70

Tubos: Requerimientos específicos. (¶305) .................................................................................... 70

Accesorios, curvas, piezas a gajos, conexiones soldadas y solapadas. (¶305) ................................ 71

Válvulas y componentes especiales. (¶307) .................................................................................... 72 Bridas, Placas ciegas, Caras de bridas y Juntas. (¶308) .................................................................. 72 Pernos/Tornillos. (¶309).................................................................................................................. 73

Juntas de Unión:Requerimientos del fluído. ........................................................................................... 74

Juntas de unión soldadas (¶311)............................................................................................................. 75 Requerimientos específicos. (¶311.2) ................................................................................................. 76 Juntas de unión socket weld (¶311.2.4).............................................................................................. 76 Soldaduras de filetes (¶311.2.5) .......................................................................................................... 77 Soldaduras de sello (¶311.2.6.............................................................................................................. 77

Juntas de unión bridadas (¶312)............................................................................................................. 77 Juntas de unión expandidas o mandriladas (¶313) ................................................................................. 77

Juntas de unión roscadas (¶314)............................................................................................................. 78

Juntas de unión en "Tubing". (¶315)....................................................................................................... 79

Juntas de unión pestañadas o calafateadas (¶316).................................................................................. 80 Juntas de unión braceadas y soldered (¶317) ......................................................................................... 80 FLEXIBILIDAD Y SOPORTE.............................................................................................................. 81 Introducción ............................................................................................................................................ 81 Expansión y flexibilidad (¶319) .............................................................................................................. 81

Requisitos básicos. (¶319.1)................................................................................................................ 82 Requisitos Específicos. (¶319.1.2) .................................................................................................. 82

Conceptos. (¶319.2)............................................................................................................................. 83 Esfuerzos por Desplazamiento. (¶319.2.2)...................................................................................... 83 Rango de esfuerzos por el desplazamiento (¶319.2.3) .................................................................... 83 Tensionado en frío (¶319.2.4) ......................................................................................................... 84

Propiedades para análisis de flexibilidad. (¶319.3)............................................................................. 84

Rango de expansión térmica. (¶319.3.1) ......................................................................................... 85 Reacciones. (¶319.3.1.b) ................................................................................................................. 85 Módulo de elasticidad. (¶319.3.2)................................................................................................... 85 Relación de Poisson. (¶319.3.3) ...................................................................................................... 85 Tensiones. (¶319.3.4) ...................................................................................................................... 85 Dimensiones. (¶319.3.5).................................................................................................................. 85 Factores de flexibilidad e intensificación de tensiones. (¶319.3.6)................................................. 85


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Análisis de Flexibilidad. (¶ 319.4) ...................................................................................................... 86 Reacciones (¶ 319.5) ........................................................................................................................... 91 Movimientos. (¶319.6) ........................................................................................................................ 93 Medios para incrementar la flexibilidad. (¶319.7) .............................................................................. 93

Análisis de cargas sostenidas. (¶320)................................................................................................. 94

Soportes de tubería. (¶321)...................................................................................................................... 96

Análisis............................................................................................................................................ 97 Esfuerzos sobre soportes. (¶321.1.3)............................................................................................... 97 Materiales (¶321.1.4)....................................................................................................................... 97 Roscas. (¶321.1.5) ........................................................................................................................... 97 Fijaciones. (¶321.2)......................................................................................................................... 98

Sistemas Específicos. (¶322)................................................................................................................... 99 Tubería de instrumentación. ¶322.3)................................................................................................... 99 Sistemas de alivio de presión. (¶322.6)............................................................................................. 100

MATERIALES...................................................................................................................................... 103 Materiales listados. (¶323.1.1) ...................................................................................................... 104 Materiales No listados. (¶331.1.2)................................................................................................. 107

Materiales Desconocidos. (¶321.1.3) ............................................................................................ 107

Materiales usados. (¶323.1.4)........................................................................................................ 107 Limitaciones de temperatura. (¶323.2).......................................................................................... 107 Métodos de ensayo de impacto y criterios de aceptación. (¶323.3) .............................................. 114 Requerimientos para materiales referidos a Fluido de servicio. (¶323.4) ..................................... 119

2. ESPECIFICACIONES Y ESTANDARES PARA COMPONENTES DE TUBERIA..................... 121 Introducción .......................................................................................................................................... 121 Requerimientos dimensionales. (¶326) ................................................................................................. 121

Componentes no listados:.................................................................................................................. 121 Rating de componentes. (¶326.2).......................................................................................................... 121

Componentes listados:....................................................................................................................... 121 Componentes no listados:.................................................................................................................. 124

Fabricacion, ensamble y montaje. ......................................................................................................... 129

Soldadura. (¶ 328) ................................................................................................................................. 130

Responsabilidades. ............................................................................................................................ 130 Calificaciones de soldadura. (¶328.2) ............................................................................................... 130

Calificación por otros. (¶328.2.2 y .3)........................................................................................... 130 Materiales (¶328.3)............................................................................................................................ 132 Preparación para la soldadura. (328.4).............................................................................................. 134 Requerimientos de soldadura. (¶328.5)............................................................................................. 138 Brazing (¶ 333).................................................................................................................................. 146

Precalentamiento. (¶330)....................................................................................................................... 147 Tratamiento térmico. (¶ 331)................................................................................................................. 149

Espesor gobernante. (¶331.1.3) ..................................................................................................... 154 PWHT: Calentamiento y enfriamiento. (¶331.1.4) ....................................................................... 155

Curvado y Conformado. (¶ 332) ........................................................................................................... 156

Tratamiento térmico de curvas y conformados. (¶332.4.1)............................................................... 157 Ensamblado y Montaje: (¶335) ............................................................................................................. 157 INSPECCION, EXAMINACION Y ENSAYOS ................................................................................. 160 Introducción .......................................................................................................................................... 160 Inspección y examinación. (¶ 340 y 341).............................................................................................. 161

Calificación del inspector del propietario. (¶340.4) .......................................................................... 162 Examinación (¶341) .......................................................................................................................... 162


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Responsabilidad. (341.2)............................................................................................................... 162 Criterios de aceptación ...................................................................................................................... 165

Ensayos y Pruebas.(¶ 345) .................................................................................................................... 170 Prueba de fugas. (¶345.1 a 345.4) ................................................................................................. 170

Requerimientos generales. (¶345.2) .............................................................................................. 171

Preparación para el ensayo. (¶ 345.3)................................................................................................ 172

Ensayo de fugas hidrostático. (¶ 345.4) ............................................................................................ 173 Ensayo de fugas neumático. (¶345.5)............................................................................................... 175 Ensayo de fugas sensitivo. (¶345.8) .................................................................................................. 176 Alternativas al ensayo de fugas. (¶345.9).......................................................................................... 177

fluido clase m y alta presion.................................................................................................................. 178 Introducción. (¶M300) .......................................................................................................................... 178

Definición. (¶300.2) .......................................................................................................................... 179 Condiciones de diseño: (¶M301)....................................................................................................... 180 Criterios de diseño: (¶M302)............................................................................................................. 180 Requerimientos para componentes metálicos, referidos al fluido..................................................... 180

Tubos............................................................................................................................................. 181

Accesorios metálicos. (¶M305.2).................................................................................................. 181

Curvas. (¶M306.1.3)...................................................................................................................... 181 Piezas a gajos. (¶M306.2) ............................................................................................................. 181 Conexiones en derivación construidas. (¶M306.5) ....................................................................... 181 Válvulas. (¶307.2) ......................................................................................................................... 181

Bridas y Placas ciegas. (¶M308) ................................................................................................... 181 Parte 4: Juntas de unión..................................................................................................................... 182

Uniones soldadas. (¶M311)........................................................................................................... 182 Uniones roscadas. (¶M314).......................................................................................................... 182 Uniones de "Tubing" (¶M315)...................................................................................................... 182

Parte 5: Flexibilidad y soportes......................................................................................................... 183 Parte 6: Sistemas. .............................................................................................................................. 183

Tubería de instrumentación. (¶M322.3) ........................................................................................ 183

Protección contra sobrepresión. (¶M322.6.3) ............................................................................... 183

Parte 7: Materiales. (¶M323 a 325)................................................................................................... 183 Parte 8: Componentes........................................................................................................................ 183 Parte 9: Fabricación, ensamble y montaje......................................................................................... 184

Ensamble y montaje. (¶M335) ...................................................................................................... 184 Parte 10: Inspección, examinación y ensayos. .................................................................................. 185

Extensión de la examinación. (¶M341.4)...................................................................................... 185 Ensayos de fugas. (¶M345) ........................................................................................................... 185

Introducción. ..................................................................................................................................... 186 Requerimientos modificados para alta presión.................................................................................. 186

Presión y Temperatura de diseño. (¶K301.2 y .3) ......................................................................... 187 Criterios de diseño............................................................................................................................. 187 Diseño por presión de componentes de tubería:................................................................................ 188

Tubos rectos bajo presión interna. (¶K304.1.2) .......................................................................... 188 Tubos sometidos a presión externa. (¶K304.1.3) ......................................................................... 190 Tubos curvados y piezas a gajos. (¶K304.2) ................................................................................. 191 Conexiones en derivación. (¶K304.3 1) ........................................................................................ 191 Cierres. (¶K 304.4)..................................................................................................................... 191 Bridas y placas ciegas. (¶K304.5) ................................................................................................. 191 Otros componentes. (¶K304.7.1)................................................................................................... 191


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Análisis de fatiga. ( ¶K304.8)........................................................................................................... 192 Parte 3: Componentes de tubería....................................................................................................... 193 Parte 4. Requerimientos de servicio para juntas de unión................................................................. 194 Materiales. ......................................................................................................................................... 194

Parte 8: Normas y especificaciones para componentes.................................................................... 196

FABRICACIÓN, ENSAMBLADO Y MONTAJE........................................................................... 196

Introducción .................................................................................................................................. 196 Soldadura (¶ K328) ....................................................................................................................... 197 Precalentamiento (¶K330)............................................................................................................. 200

Tratamiento térmico. (¶K 331).............................................................................................................. 200 Curvado y Conformado. (¶K332................................................................................................... 201 Conformado. (¶K332.3) ................................................................................................................ 201

Tratamiento térmico de curvas y componentes conformados. (¶K332.4.1) ........................... 202 INSPECCIÓN, EXAMINACION Y ENSAYOS.............................................................................. 203

Ensayos o Pruebas. (¶K345).......................................................................................................... 206 Ensayo de fugas. (¶345.1 a ¶K345.4) ........................................................................................ 206 Presión. (¶K345.2.1).................................................................................................................... 206

Ensayo de fugas. (¶K345.4) .......................................................................................................... 207

Registros. (¶K346) ........................................................................................................................ 207


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ASME B31.3 Parte 1 "Introducción a B31 y B31.3"R5-10 Página 7


Parte 1

CCÓÓDDIIGGOO TTUUBBEERRÍÍAASS AA PPRREESSIIÓÓNN:: AASSMMEE BB3311 YY BB3311..33

IInnttr r oodduucccciióónn

DIAPOSITIVA POWER POINT Nº 1

ASME B31.3 Rollino 1

ASME B31Código de cañerías a presiónASME B31.3Tuberías de Refinerías y plantas químicas.

El objetivo de la parte 1 de este curso está subdividido en dos partes. Primero efectuar una introducciónal Código ASME para tuberías a presión, reseñando su alcance composición, estructura, secciones e

incluyendo la edición y la responsabilidad por la selección de la sección aplicable.En segundo lugar se efectúa para la sección B31.3 “Tuberías de Proceso de Refinerías y PlantasQuímicas” una reseña sobre su estructura, composición, tuberías y partes alcanzada como así tambiénsobre los temas a que refieren los requisitos, lineamientos y recomendaciones contenidos en suscapítulos y apéndices.

CCóóddiiggoo A ASSMMEE BB3311



ASME B31Código para diseño construcción, inspección,

examinación y ensayos de distintos tipos decañerías a presión.

Compuesto de varias secciones


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A Al l c c a a n n c cee y y c c o o n n t tee n nii d d o o

El contenido del código refiere a lo siguiente:

Referencias a especificaciones de materiales aceptables y estándares de componentes, incluyendorequerimientos dimensionales y ratings presión-temperatura;

Requerimientos para el diseño de componentes y ensamblado.

Requerimientos e información para la evaluación y limitación de tensiones, reacciones ymovimientos asociados con presión, cambios de temperaturas y otras fuerzas;

Guías y limitaciones para selección y aplicación de materiales, componentes y métodos de unión;

Requerimientos para la fabricación, ensamblado y montaje de tuberías; y

Requerimientos para examinación, inspección y ensayo de tuberías.

Procedimientos para operación y mantenimiento que son esenciales para la seguridad del público. Procedimientos para la protección de líneas de tuberías contra la corrosión externa e interna.

El Código ASME B31 para tuberías a presión, está compuesto por varias secciones individuales, siendocada una un Standard Nacional de USA y son publicadas bajo la dirección del comité B31.

Las reglas de cada sección han sido desarrolladas considerando la necesidad de aplicar requerimientosespecíficos para los distintos tipos de tuberías.



Sección instalacionesconsideradas Ejemplos

ASMEB31.1 Cañeríadepo tencia Estacionesgeneradorasdeelectr icidad ,Sistemasde Enfriamiento y calefacción geotérmica,distrital,etc.

AS ME B3 1. 3 C añ er ía d e pr oc es o R ef in er ía s de p et ról eo , P la nt as q uí mi ca s,Farmacéuticas,Textil, Papel,etc.

ASMEB31.4 SistemasdeTransportedeHidrocarburosLíquidosyOtrosLíquidos

Transporte de productos, predominantementeentreplantas,terminalesy dentrode terminales, bombeo,regulación,etc.

ASMEB31.5 Cañeríasderefrigeración Cañerías para refrigerantes y enfriamientosecundario.

ASMEB31.8 SistemasdeTransporteyDistribucióndegas.

Sistemasde transportefundamentalmente gasentre las fuentes y terminales, inclusocompresión,regulación,etc.

ASMEB31.9 CañeríasdeServiciodeedificios Típ icamen te Edificios industr iales,institucionales, comerciales y públicos yresidencias delmulti-unidad queno requierenmagnitudes de presiones y temperaturascubiertasenB31.1

ASMEB31.11 Transportedebarros. S istemas de transportes de barros acuosos predominantemente entre plantas,terminalesydentrode terminales,bombeo, regulación,etc.

La siguiente tabla muestra las secciones que componen el código y las aplicaciones consideradas porcada sección del código incluyen:


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Sección instalaciones consideradas Ejemplos

ASME B31.1 Tuberías de Vapor y Sistemas dePotencia.

Estaciones generadoras de electricidad, Plantasindustriales, Sistemas de Enfriamiento y

calefacción geotérmica, etc.

ASME B31.3 Tuberías de Refinerías y PlantasQuímicas.

Refinerías de petróleo, Plantas químicas,Farmacéuticas, Textil, Papel, etc.

ASME B31.4 Sistemas de Transporte deHidrocarburos Líquidos y OtrosLíquidos

Transporte de productos, predominantementeentre plantas, terminales y dentro de terminales, bombeo, regulación, etc.

ASME B31.5 Tuberías de refrigeración Tuberías para refrigerantes y enfriamientosecundario.

ASME B31.8 Sistemas de Transporte y Distribuciónde gas.

Sistemas de transporte fundamentalmente gasentre las fuentes y terminales, inclusocompresión, regulación, etc.

ASME B31.9 Tuberías de Servicio de edificios Típicamente Edificios industriales,institucionales, comerciales y públicos yresidencias del multi-unidad que no requierenmagnitudes de presiones y temperaturascubiertas en B31.1

ASME B31.11 Transporte de barros. Sistemas de transportes de barros acuosos predominantemente entre plantas, terminales ydentro de terminales, bombeo, regulación, etc.

ASME B31.12 Transporte de Hidrogeno

SSeel l ee c c c cii ó ó n n d d ee l l a a s see c c c cii ó ó n n a a p pl l ii c c a a b bl l ee



Código ASME B31

Selección de sección sección aplicable:

responsabilidad d el propietario

Edición y adendas

Interpretaciones y casos

Es responsabilidad d el propietario seleccionar la sección del código que más se aproxima a lainstalación bajo consideración.


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Los factores que deben ser considerados para esto deben incluir: Limitaciones de la sección,requerimientos de la jurisdicción con autoridad sobre la planta, y la aplicabilidad de otros códigos yestándares. Puede ser necesario aplicar más de una sección y todos los requerimientos aplicables debencumplirse

Ciertas tuberías dentro de una instalación pueden estar sujetas a otros códigos y estándares, como ser:

ASME BPVC Sección III.

ANSI Z223.1: Código Nacional (USA) para Gas Combustible.

NFPA: Normas de protección contra fuego.

NFPA 99: Instalaciones para el cuidado de la salud.

NFPA 8503 Normas para sistemas de combustible pulverizados.

Códigos para edificios y plomería: Aguas potable fría y caliente, sistemas de drenaje, etc.

El código fija requerimientos necesarios para el diseño y construcción segura de tuberías de presión.Sin embargo la seguridad no es necesariamente el único factor que gobierna la especificación final. Eldiseñador debe conocer que el código no es un manual de diseño y que debe aplicar además las prácticas de ingeniería.

Los requerimientos del código están básicamente fijados en términos de principios y formulas básicasde diseño. Estos están suplementados con requerimientos específicos.

Los requerimientos específicos del código se basan en la resolución a través de los principios deingeniería simplificados. Puede ser necesario, ante problemas especiales, aplicar análisis más completosy rigurosos o no usuales. Se entiende que el diseñador es capaz de evaluar tensiones complejas ocombinadas y demostrar la validez de sus métodos.

E E d d ii c cii ó ó n n d d eel l C C ó ó d d ii g g o o y y A A d d ee n n d d a a s s

La intención del Código es que la Edición y las Adendas no sean retroactivas a menos que exista unacuerdo específico entre las partes para usar otra edición o sea requerido legalmente.

El Código gobernante debe ser la Edición y Adenda editada al menos seis meses antes de la fecha delcontrato original y deberá ser usada a través del trabajo completo y la operación inicial.

El Código está bajo la dirección del comité B31 para tuberías a presión el cual está organizado y opera bajo los procedimientos del ASME y está acreditado por el Instituto Nacional de Estándares


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Americanos (ANSI). El comité mantiene a las secciones del código actualizadas con los nuevosdesarrollos de materiales y tecnología. Las Adendas son editadas periódicamente y nuevas edicionesson publicadas en periodos de tres a cinco años

El comité a establecido un procedimiento ordenado para considerar pedidos de interpretación y revisióndel código (apéndice O)

I I n n t tee r r p p r ree t t a a c cii o o n nee s s

La interpretación del Código es realizada de acuerdo con los procedimientos establecidos por el ASME.Las interpretaciones son editadas como un suplemento del Código.

C C a a s s o o s s Un Caso es la forma escrita de una respuesta cuando el estudio indica que las palabras del Códigonecesitan clarificación, o cuando la respuesta modifica los requisitos existentes o garantizan el permiso para el uso de materiales nuevos o construcciones alternativas. Un Caso normalmente se edita para un periodo de tiempo limitado. Los requisitos del Caso pueden ser incorporados en el Código o el Caso puede expirar, o ser renovado.

IInnttr r oodduucccciióónn aall ccóóddiiggoo A ASSMMEE BB3311..33



ASME B31.3

Cañerías de Refinerías y Plantasquímicas.

A Al l c c a a n n c cee ( ( ¶ ¶ 3 30000 . .11 ) )

Las reglas del Código ASME B31.3 han sido desarrolladas considerando las tuberías típicasencontradas en Refinerías, Plantas petroquímicas textiles, papeleras, criogénicas, etc.


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Los requisitos mandatorios y no mandatorios y las recomendaciones del código B31.3 estáncontenidas en las siguientes partes que lo componen:



ASME B31.3 - CONTENIDO Parte Alcance

Capítulo I Alcance y Definiciones.

Capítulo II Diseño.

Capítulo III Materiales.

Capítulo IV Especificaciones de componentes..

Capítulo V Fabricación Ensamble y Montaje.

Capítulo VI Inspección Examinación y Ensayos.

Capítulo VII Cañería no metálica y cañería metálica revest.

Capítulo VIII Cañería para Categoría de fluido clase M.

Capítulo IXCañería de alta presión.

Apéndices. A a Z

ASME B31.3: Tuberías de Ref inerías y Plantas Quími cas.

Parte Alcance

Capítulo I Alcance y Definiciones.

Capítulo II Diseño.

Capítulo III Materiales.

Capítulo IV Especificaciones de componentes de tubería.

Capítulo V Fabricación Ensamble y Montaje.

Capítulo VI Inspección Examinación y Ensayos.

Capítulo VII Tubería no metálica y tubería metálica revestida con no métales.

Capítulo VIII Tubería para Categoría de fluido clase M

Capítulo IX Tubería de alta presión.

Capítulo X Tubería de alta pureza.

Apéndice A Tensiones admisibles y factores de calidad pata tuberías metálicas y tornilleria. (R)

Apéndice B Tablas de tensiones y presiones admisibles para no metales. (R)

Apéndice C Propiedades físicas de materiales de tubería. (R) (1)

Apéndice D Flexibilidad y factores de intensificación de tensiones. (R) (1

Apéndice E Especificaciones referenciadas. (R)

Apéndice F Consideraciones Precaucionarias. (G) (2)

Apéndice G Salvaguardias. (G) (2)

Apéndice H Ejemplos de cálculo para conexiones en derivación. (G)

Apéndice J Nomenclatura(I)

Apéndice K Tensiones admisibles para tubería de alta presión. (R) (3)

Apéndice L Bridas de aleaciones de aluminio. (S) (4)

Apéndice M Guía para clasificación de servicios. (G)(2)

Apéndice P Reglas alternativas para evaluación de rango de esfuerzos. (R) (5)

Apéndice Q Sistema de calidad. (G) (2)

Apéndice S Ejemplos de análisis de esfuerzos en sistemas de tuberías. (G) (2)

Apéndice V Variación admitida en servicio a alta temperaturas. (G) (2)

Apéndice X Juntas de expansión. (Fuelles). (R)

Apéndice Z Preparación de requisiciones técnicas. (R) (6)


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(R) Requerimientos, (G): Guía.; (S): Especificación; I: Información

Notas:

1) Contiene requerimientos a ser utilizados por defecto si no existen otros más aplicables2) No son requerimientos pero el usuario del Código es responsable por considerar su aplicación.

3) Requerimientos solamente aplicables para servicio de alta presión.

4) Contiene ratings presión-temperatura, materiales, dimensiones y marcas de bridas de aluminioaleado.

5) Contiene requerimientos alternativos.

6) Contiene requerimientos administrativos.

El Capítulo I contiene el alcance del Código y las definiciones aplicables.

Los capítulos II a VI incluyen los requerimientos aplicables para el diseño, construcción, montaje,

inspección y ensayo de sistemas para categoría de servicio normal. Dentro del Código esmencionado como "Código Base".

Los capítulos I a VI constituyen la base del código y contienen los requisitos aplicables a tuberíametálica cuyo fluido de servicio no sea Categoría M o Alta Presión.

Todas las cláusulas de la base del código empiezan con la numeración 3XX. Las cláusulas del códigoson resumidas abajo:

Capitulo 1 Alcance y Definiciones cláusulas 300 a 300.4

Este capitulo contiene las declaraciones generales que han sido relacionadas sobre el intento y uso delcódigo. Esta sección es usualmente mirada por encima aunque es esencial para entender la aplicación de

los requisitos del código.

Capitulo II Cláusulas de Diseño 301 a 322

Este capitulo cubre las distintas Solicitaciones (Fuerzas) que deben considerarse y otrasconsideraciones que son aplicables en el de sistemas de tubería.

Esta separado en seis partes.

Parte 1 Condiciones de Diseño y Criterio;

Parte 2 Presión de Diseño de los Componentes de Tubería;

Parte 3 Fluido de Servicio para los Componentes de Tubería;

Parte 4 Requisitos para las Juntas de Tubería según el Fluido de Servicio;


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Parte 5 Flexibilidad y Soportes;

Parte 6 Sistemas;

Capitulo III Cláusulas para materiales 323.X

Capitulo IV Cláusulas para Estándares para Tubería 326.X

Capitulo V Fabricación, Ensamble, y Montaje cláusulas 327.X a 335.X

Capitulo VI Inspección, Examen, y Pruebas cláusulas 340.X a 346.X

Capítulo VII: Tubería No Metálica y Tubería recubierta con no metales.

Los requerimientos, aplicables a tubería no metálica y tubería recubierta con no metales están

en el Capitulo VII. Las cláusulas en este capitulo comienzan todas con la letra "A" Estascláusulas también son seguidas por el esquema numérico de la base del código Como unejemplo la cláusula de la base del código 328 trata los requisitos de soldadura y lacorrespondiente cláusula del capitulo VII A328 trata sobre pegado de materiales plásticos.

El capítulo VIII se aplica a sistemas para categoría de servicio clase M.

El capítulo IX se aplica a sistemas para categoría de alta presión.

El capítulo X se aplica a sistemas para categoría de alta pureza.

Antes de aplicar los requerimientos del Código, el inspector debe asegurarse que se halla definido lacategoría de servicio.

C C o o n n t tee n nii d d o o y y A Al l c c a a n n c cee . . (¶300.1.1)



AlcanceEl Código aplica a todos los fluidos incluyendo:

Químicos en bruto, intermedios y terminados;

Productos del petróleo;

Gas, vapor, aire y agua;

Sólidos fluidificados; y

Refrigerantes


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El Código contiene requisitos aplicables a: diseño, materiales, componentes, fabricación, ensamble,montaje, insdpección, examinación, y ensayos o pruebas de. No contiene requisitos aplicables a la etapode operación y mantenimiento ni al abandono de plantas.

El Código aplica a todos los fluidos incluyendo:

Químicos en bruto, intermedios y terminados;

Productos del petróleo;

Gas, vapor, aire y agua;

Sólidos fluidificados; y

Refrigerantes

Excepto cuando sea específicamente excluido en el código, el código cubre toda la tubería dentro delos limites de la propiedad de las plantas dedicadas al proceso o manejo de productos químicos, del petróleo, o relacionados.

Tubería para Equipos paquetizados.

La tubería que interconecta las piezas o las etapas de los equipos paquetizados deberá estar de acuerdocon el B3 1.3.

Exclusiones

El código excluye lo siguiente:

Presión manométrica Interna > 0 pero


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Tubos, cabezales de tubos, tubos pasantes, y colectores de hornos, los cuales son internos a la cubiertadel horno

Recipientes a Presión, intercambiadores de calor, bombas, compresores, y otros equipos para el manejoo proceso de fluidos

Plomería, alcantarillado, y desagües

Sistemas de protección contra el fuego construidos de acuerdo con los requisitos de las compañíasaseguradoras u otros estándares de ingeniería para la protección del fuego

C C l l a a s sii f f ii c c a a c cii ó ó n n d d ee t tii p p o o d d ee s see r rvvii c cii o o . .



Clasificación de tipo de servicio.

Fluido de Servicio Normal

Fluido de Servicio Categoría D

Fluido de Servicio Categoría M

Fluido de Servicio Alta Presión.

Además los servicios bajo condiciones cíclicas

severas, también se consideran especialmente

A continuación se resumen algunas de las definiciones contenidas en el Código que pueden ser

utilizadas durante el desarrollo de los temas abarcados por el curso.

CCllaassii f f iiccaacciióónn ddee SSeer r vviicciiooss

El propietario es el responsable asignar la categoría de servicio en función del fluido ycondiciones de operación.

El apéndice M contiene un flujograma que es una guía para la selección de los requisitosaplicables a partir de las condiciones de diseño.

Los tipos de servicio son:

Fluido de Servicio Normal

Fluido de Servicio Categoría D Fluido de Servicio Categoría M Fluido de Servicio Alta Presión.

Fluido de Servicio Alta Pureza.


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Además los servicios bajo condiciones cíclicas severas, también se consideran especialmente.

El propietario de una instalación tiene la responsabilidad global por el cumplimiento con elASME b31.3, y por establecer los requisitos para el diseño, construcción, examen, inspección,y pruebas que serán gobernados enteramente por fluido manejado o proceso de la instalaciónde la cual la tubería es una parte. El propietario es también responsable por la designación de latubería en ciertos fluidos de servicio.

Los requisitos del ASME B31.3 para el diseño y la construcción incluyen requisitos del fluidode servicio, el cual afecta la selección y aplicación de los materiales, componentes, y juntas.Los requisitos del fluido de servicio incluyen prohibiciones, limitaciones, y condiciones, talescomo limites de temperatura o requisitos de seguridad. Los requisitos del Código para unsistema de tubería son los más restrictivos de aquellos que apliquen a cualquiera de suselementos.

F Fl l uuii d d o o d d ee SSee r rvvii c cii o o N N o o r r m m a al l

Un servicio al cual pertenece la mayoría de la tubería cubierta por el ASME B31.3, por ej. nosujeta a las reglas para la Categoría D, Categoría M, o fluido de servicio a Alta Presión, y nosujeto a condiciones cíclicas severas.

Las reglas para Servicio Normal están contenidas en el ASME B31.3 Capítulos I al VI parasistemas de tubería metálicos, y en el Capitulo VII para tubería no metálica y tubería recubiertacon no metales. Todas las cláusulas en el Capitulo VII empiezan con un prefijo "A".

SSee r rvvii c cii o o d d ee F Fl l uuii d d o o C C a a t tee g g o o r rí í a a D D

Un servicio en el cual todas las siguientes condiciones aplican:

El fluido manejado no es inflamable, no es tóxico, y no daña los tejidos humanos;

La presión de diseño manométrica no excede 150 psi; y

La temperatura de diseño esta entre -200F (-290C) y 3660F (1860C).

Las reglas para el servicio categoría D se encuentran también en los Capítulos 1 a VI parasistemas de tubería metálicos y en el Capitulo VII para tubería no metálica y tubería recubierta

con no metales.

SSee r rvvii c cii o o C C í í c cl l ii c c o o SSeevvee r r o o

SE > 0,8SA y cantidad de ciclos > 7000. Los elementos de tubería para el Servicio de Fluido Normal pueden también ser usados bajo condiciones cíclicas severas a no ser que un requisitoespecifico para condiciones cíclicas severas lo establezca.


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SSee r rvvii c cii o o d d ee F Fl l uuii d d o o C C a a t tee g g o o r rí í a a M M

Un servicio en el cual la exposición potencial del personal se juzga a ser significante y en cuyo

caso la simple exposición a una muy pequeña cantidad de un fluido tóxico, causada por elescape, puede producir danos irreversibles serios a las personas cuando se respira o se tienecontacto corporal, aunque se tomen medidas restauradoras prontamente.

Las reglas especificas para el servicio categoría M están contenidas en el ASME B31.3Capitulo VIII y deberán ser usadas en conjunción con los Capítulos I al VI para sistemas detubería metálicos y con el Capitulo VII para tubería no metálica/o recubierta con no metales,sin embargo las reglas del capitulo VIII toman precedencia sobre las reglas en el Capitulo laVII.

Los párrafos en el Capitulo VIII están numerados con el prefijo "M" para tubería metálica y

"MA" para tubería no metálica y tubería recubierta con no metales.

SSee r rvvii c cii o o d d ee F Fl l uuii d d o o d d ee A Al l t t a a P P r ree s sii ó ó n n

El Capitulo IX del ASME B3 1.3, suministra las reglas alternativas para el diseño y laconstrucción de tubería designada por el propietario como Fluido de Servicio Alta Presión

Estas reglas solamente se aplican cuando sean especificadas por el propietario, y solamentecomo un todo no parcialmente.

Las reglas del Capitulo IX no son aplicables para un Fluido de Servicio Categoría M.

Todos los párrafos en el Capitulo IX comienzan con el prefijo "K". Estos se usan enconjunción con los Capítulos 1 a VII como esta definido en el Capitulo IX.

Alta presión se considera cuando la presión excede la permitida por el rateo del ASME B 16.5Clase 2500 para la temperatura de diseño especificada y el grupo del material. Sin embargo, noexiste un limite de presión especificada para la aplicación de las reglas. El propietario tiene laopción de usar estas reglas aunque las presiones y temperaturas sean menores a aquellasdefinidas.

Estas reglas aplican únicamente como un todo. Las reglas para Tubería de Alta Presión no sonaplicables para el Fluido de Servicio Categoría M.

F Fl l uuii d d o o d d ee A Al l t t a a P Puu r ree z z a a . . Es un servicio que requiere métodos alternativos de fabricación, examinación y ensayo nocubiertos en el resto del código, con la intención de producir un nivel controlado de limpieza.El térmimo también aplica a términos comoalta pureza, ultra alta pureza, higienico o aseptico.


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Resumen de Condiciones de servicio:

FLUIDO DE

SERVICIO

CARACTERISTICAS CAPITULOS

APLICABLES

Servicio normal Servicio distinto a D, M o alta presión.

La mayoría de los servicios.

Capítulo I a VII

Categoría D No inflamable, No tóxico, no peligroso parahumanos.

Capítulo I a VII ( conmodificaciones)

presión de diseño < 150psi (1035 kPa)tº de diseño entre -200F (-290C) y 3660F (1860C).

Categoría M Pequeña exposición al fluido en caso de fugas, puede causar daños irreversibles a las personas Capítulo VIII

Alta presión > PN 420 (Clase 2500) Capítulo IX

Alta Pureza Servicio que requiere métodos alternativos defabricación, examinación y ensayo no cubiertos en elresto del código, con la intención de producir unnivel controlado de limpieza.

Capítulo X


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ASME B31.3 Parte 2"Criterios y condiciones de diseño" R8 Página 20


Parte 2

CCOONNDDIICCIIOONNEESS YY CCRRIITTEERRIIOOSS DDEE DDIISSEEÑÑOO

IInnttr r oodduucccciióónn



DiseñoDiseño

E l ca pít u l o I I : P a r t e s 1 a 6 c o n t i e n e E l ca pít u l o I I : P a r t e s 1 a 6 c o n t i e n e

l a s c ond i c i o ne s y c r i t e r i o s de d i s eño l a s c ond i c i o ne s y c r i t e r i o s de d i s eño

E s t a b l e c e l o s c r i t e r i o s y E s t a b l e c e l o s c r i t e r i o s y

r e q u e r i m i e n t o s a c o n s i d e r a r p a r a r e q u e r i m i e n t o s a c o n s i d e r a r p a r a d e f i n i r l a s s o l i c it a c i o n e s a q u e s e rá d e f i n i r l a s s o l i c i t a c i o n e s a q u e s e rá

so m et id a la ca ñer ía.so m et id a la c añer ía.



Capítulo II: Partes 1 a 6

Condiciones y criterios de diseño.

Diseño por presión de componentes.

Selección y limitaciones de componentes.

Selección y limitaciones de juntas deunión.

Expansión, Flexibilidad y Soporte.Requerimientos aplicables a sistemas.

Las partes 1 a 6 del capítulo II del Código contienen los requerimientos de diseño aplicables a la tuberíade proceso subdivididos de la siguiente forma:

Condiciones y criterios de diseño.

Diseño por presión de componentes de tubería.

Selección y limitaciones de componentes de tubería.

Selección y limitaciones de uniones de tuberías. Expansión, Flexibilidad y Soporte.

Requerimientos aplicables a sistemas específicos.

Dentro de las condiciones de diseño se describen las fuentes de solicitación a considerar, como ser presión, temperatura y otras fuerzas.


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Al tratar las condiciones de diseño se describen los criterios a aplicar para la asignación de lascondiciones de presión y temperatura admisibles para componentes ya sea que tengan ratings asignadoso no.

A continuación se enuncian los temas a que refieren las condiciones y criterios de diseño:

CCoonnddiicciioonneess ddee ddiisseeññoo

Presión Temperatura

Temperatura

Influencia del ambiente

Efectos dinámicos

Efectos del peso

Cargas de expansión y contracción térmica.

Efectos de soportes, anclajes y movimientos en puntos terminales.

Efectos de ductilidad reducida. Efectos cíclicos.

Efectos de condensación del aire.

CCr r ii tteer r iiooss ddee ddiisseeññoo..

Ratings presión-temperatura para componentes estándar, especialmente diseñados y no listados.

Tolerancias para variación de Presión y Temperatura.

Ratings en las zonas de unión de servicios diferentes.

TTeennssiioonneess aaddmmiissiibblleess yy oott r r ooss ll íímmiitteess..

Limites y bases para tensiones de diseño.

Factor de calidad de soldaduras longitudinales y en espiral

Factor de calidad de fundición.

Límites de tensiones debidas a cargas sostenidas y tensiones de desplazamiento.

Límites de tensiones debidas a cargas ocasionales.

SSoobbr r eeeessppeessoor r eess ddeebbiiddooss aa oott r r aass ccaauussaass..

Corrosión.

Erosión.

Roscado y entallado.

Resistencia mecánica.


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CCoonnddiicc iioonneess ddee ddiisseeññoo ((¶¶ 330011))

Las condiciones de diseño, definen la presión, temperatura y otras fuerzas aplicables al diseño deSistemas de Tuberías de potencia.

Los sistemas de tuberías deben ser diseñados para la más severa condición de coincidencia de presión,temperatura y otras cargas y estas son aquellas para las que resulte el mayor espesor de tuberíarequerido y el mayor "rating" de bridas. (Excepto cuando el código indique lo contrario).

El diseño de tuberías debe cumplir con las siguientes condiciones:



Condiciones de diseñoPresión; Temperatura.

Influencia del ambiente.Condensación delaire.

Efectos dinámicos.

Efectos del peso.Cargas de expansión y contracción térmica.

Efectos de soportes, anclajes y terminales

Efectos de ductilidad reducida.

Efectos ciclicos.

P P r ree s sii ó ó n n (( ¶ ¶ 330011..22)):: Unidades: (psi-kPa)

La presión de diseño de cada componente de un sistema de tubería no debe ser menor que la presión en

la más severa condición coincidente de la presión interna o externa y la temperatura esperada durante elservicio.

La condición más severa es aquella para la cual resulta el mayor espesor requerido y/o él más altorating.

(Cuando coexisten más de una condición, el rating gobernante de acuerdo a las especificaciones listadas puede diferir del rating de los componentes diseñados de acuerdo con ¶304.

La más severa condición coincidente de la presión interna o externa y la temperatura esperada duranteel servicio. Se debe considerar todas las condiciones de presión y temperatura y sus variaciones, eldiseño va enfocado a obtener el mayor espesor de componente o él mas alto rateo requerido.

Los sistemas de tubería deberán estar protegidos por medio de válvulas de alivio o deberán serdiseñados a la más alta presión posible que pueda desarrollar el sistema. Como fuentes de presión debenincluirse:


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Influencia del ambiente,

Oscilación de presión,

Operación inadecuada,

Falla de los dispositivos de control.

T T ee m m p pee r r a a t tuu r r a a (( ¶ ¶ 330011..33)) Unidades: (ºF- ºC)

La temperatura de Diseño de cada componente de un sistema es aquella a la cual, bajo la presióncoincidente, el mayor espesor o él mas alto rating del componente es requerido.

Consideraciones mínimas para determinar la Temperatura de Diseño

Temperaturas del fluido

Temperaturas ambientales

Radiación solar

Temperaturas de los medios de calentamiento o enfriamiento

M M í í n nii m m a a t tee m m p pee r r a a t tuu r r a a d d ee d d ii s see ñ ñ o o . . ( ( ¶ ¶ ¶ ¶ 3 30011 . . 3 3 . .11 ) )

Es la más baja temperatura esperada durante el servicio. Esta temperatura puede hacer que se apliquenrequerimientos especiales de diseño y calificación de materiales. (Ver también ¶301.4.4 y ¶323.2.2)

C C o o m m p p o o n nee n n t tee s s s sii n n a aii s sl l a a c cii ó ó n n . . ( ( ¶ ¶ 3 30011 . . 3 3 . . 2 2 ) )

La temperatura de diseño de componentes descubiertos o no aislado deberá ser:

Para temperaturas de fluido menores a 650C (1500F), la temperatura del componente deberá serla temperatura del fluido a no ser que la radiación solar u otros efectos resulten en unatemperatura más alta.

Para temperaturas del fluido de 650C (1500F), y superiores, a no ser que una temperatura promedio mas baja sea determinada por medio de pruebas o cálculos de transferencia de calor, latemperatura de diseño deberá estar basada en lo siguiente;

Las válvulas, tubos, extremos solapados, accesorios soldados, y otros componentes que tengan unespesor de pared comparable a la tubería: el 95% de la temperatura del fluido.

Bridas (excepto las de junta solapada o Lap joint) incluyendo aquellas en accesorios y válvulas:90% de la temperatura del fluido.

Bridas de junta solapada o lap joint: 85% de la temperatura del fluidoBulonería/Tornilleria: 80% de la temperatura del fluido.


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T T uu b bee r rí í a a a aii s sl l a a d d a a ee x x t tee r r n n a a m mee n n t tee . . ( ( ¶ ¶ 3 30011 . . 3 3 . . 3 3 ) )

La Temperatura de diseño deberá ser la temperatura del fluido a no ser que los cálculos, las pruebas, oexperiencia en servicio basada en medidas soporten otra temperatura

Si es aplicable, debe tomarse en consideración el calentamiento o enfriamiento de la tubería porencamisado/enchaquetado o equivalente.

T T uu b bee r rí í a a A Aii s sl l a a d d a a I I n n t tee r r n n a a m mee n n t tee . . ( ( ¶ ¶ 3 30011 . . 3 3 . . 4 4 ) ) La temperatura de diseño debe basarse en los cálculos de transferencia de calor o pruebas.

I I n n f f l l uuee n n c cii a a d d eel l a a m m b biiee n n t tee ((¶ ¶ 330011..44))

Efectos del enfriamiento sobre la presión

Cuando el enfriamiento del fluido puede reducir la presión por debajo de la atmosférica creando vacíointerno. En este caso la tubería debe ser diseñada para soportar presión externa o deben efectuarse previsiones para romper el vacío.

Efectos de la expansión del fluido.Cuándo la expansión del fluido por calentamiento pueda incrementar la presión, la tubería debediseñarse para poder soportar la presión incrementada o deben efectuarse previsiones para el alivio de presión.

Congelamiento atmosférico.

Cuando la temperatura de diseño del sistema es por debajo de 0ºC (32ºF)debe considerarse la posibilidad de congelamiento de la humedad ambiental y la acumulación de hielo. También debeconsiderarse el posible mal funcionamiento de superficies con movimiento, válvulas, etc.

Baja temperatura ambiente.

Debe considerarse en el análisis de tensiones de desplazamiento.


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E E f f ee c c t t o o s s d d ii n n á á m mii c c o o s s (( ¶ ¶ 330011..55)) Los siguientes efectos dinámicos deben considerarse en el diseño:

ImpactoCausado tanto por fuerzas tanto internas (incluidos cambios de caudal, shock hidráulico, Golpe de arietey otros), como externas.

VientoDeben utilizarse datos meteorológicos, ordenanzas, etc. para el diseño de tuberías expuestas a vientos.El método de cálculo puede ser de acuerdo a ASCE 7 "Cargas de diseño mínimas para edificios y otrasestructuras". Información de autoridades locales también puede ser utilizada.

SismoCuando es aplicable, deben considerarse en el diseño de sistemas de tuberías, los efectos de las fuerzasrde sismo.El método de análisis puede ser según ASCE 7. Información de autoridades locales también puede ser utilizada

VibraciónLa tubería debe ser diseñada, fijada y soportada considerando vibración de forma originada de fuentescomo impacto, pulsación de la presión, resonancia de compresores y viento.

Reacciones de descarga.

La tubería debe diseñarse para soportar estas reacciones.

E E f f ee c c t t o o s s d d eel l p pee s s o o ((¶ ¶ 330011..6 6 )):: Los siguientes efectos de peso combinados con otras fuerzas debidas a otras causas deben ser tenidos encuenta por el diseñador.

Carga vivaPeso del fluido transportado y/o el fluido de ensayo. Nieve y hielo deben considerarse cuando es

aplicable.

Carga muertaPeso de la tubería, aislación, revestimientos y otras cargas superpuestas permanentes.


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C C a a r r g g a a s s d d ee ee x x p p a a n n s sii ó ó n n y y c c o o n n t t r r a a c c c cii ó ó n n t téé r r m mii c c a a ((¶ ¶ 330011..7 7 )):: El diseñador debe tomar en cuenta las fuerzas y momentos resultante de estos efectos. La tubería debencontener curvas, codos, cambios de dirección, etc. Los soportes deben permitir el movimiento entreanclajes.

Para absorber movimientos pueden utilizarse juntas de fuelle corrugado, deslizantes, manguito,esféricas o articuladas, como así también mangueras flexibles si los materiales con que estánconstruidas conforman lo especificado en el Código, sus partes son de diseño holgado y está previsto eldesajuste completo de sus partes durante la operación.

Debe considerarse los efectos debidos a:

Cargas debidas a restricciones de movimiento o anclajes.

Cargas debidas a gradiente de temperatura.

Cargas debidas a diferentes características de expansión.

Otros efectos dinámicos a considerar son:

Efectos de los soportes, anclajes y movimientos de los puntos terminales.

Efectos de la reducción de la ductilidad. (Por soldadura, tratamiento térmico, curvado, bajatemperatura de servicio, etc.)

Efectos cíclicos.

Efectos de condensación del aire: A temperaturas de -191ºC (-312ºF) en el aire ambiente se produce condensación y enriquecimiento de oxigeno. Esto deberá ser considerado en laselección de materiales, incluyendo aislación.

CCr r ii tteer r iiooss ddee DDiisseeññoo



Criterios de diseñoRatings presión-temperatura para componentes.

Componentes listados con rating establecido.

Componentes listados sin ratin establecido.

Componentes no listados.Variación de Presión y Temperatura: Tolerancias.

Ratings en zonas de unión de servicios diferentes.

Los criterios a ser utilizados en el diseño de tuberías y componentes, cubren:


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Clasificación (rating) presión-temperatura para componentes estándar, diseñados especialmentey no listados.

Tensiones admisibles y limites de otras tensiones para componentes de tubería.

Factores de calidad y sobreespesores requeridos por varias causas.

R R a a t tii n n g g p p r ree s sii ó ó n n-- t tee m m p pee r r a a t tuu r r a a p p a a r r a a c c o o m m p p o o n nee n n t tee s s d d ee t tuu b bee r rí í a a ((¶ ¶ 330022..22))

C C o o m m p p o o n nee n n t tee s s l l ii s s t t a a d d o o s s qquuee t tiiee n nee n n c cl l a a s sii f f ii c c a a c cii ó ó n n ( ( R R a a t tii n n g g ) ) ee s s t t a a b bl l ee c cii d d a a . . ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 2 2 . .11 ) )



Ejemplos ratingsRATINGS FOR GROUP (PARA GRUPO) 1.4

F or gi ng s (F or ja do s) P la te s ( Ch ap as ) (1 )C-Si A 515 Gr 60 (1)C - M n- S i A 3 5 0 Gr L F 1, C l. 1 ( 1) A 5 1 5 Gr 6 0 (1 )

For tº>800º F See ASME B 16.5Para tº>800º F Ver ASME B 16.5

WORKING PRESSURES BY CL ASSES (PRESIONES DE TRABAJO POR CLASE), psig

Classtº ºF 150 300 400 600 900 1500 2500

-20-200 235 620 825 1235 1850 3085 5145200 215 560 750 1125 1685 2810 4680300 210 550 730 1095 1640 2735 4560400 200 530 705 1060 1585 2645 4405500 170 500 665 995 1495 2490 4150

600 140 455 610 915 1370 2285 3805650 125 450 600 895 1345 2245 3740700 110 450 600 895 1345 2245 3740750 95 445 590 885 1325 2210 3685800 80 370 495 740 1110 1850 3085

850 65 270 355 535 805 1340 2230900 50 170 230 345 515 860 1430950 35 105 140 205 310 515 860

1000 20 50 70 105 155 260 430

Una clasificación (rating) presión-temperatura ha sido establecida para ciertos componentes de tuberías.Estos ratings están contenidos en algunas de las normas listadas en la tabla 326.1. Excepto que existaalguna limitación específica en el Código, estos ratings son aceptables por el Código para su aplicación.

En caso de que esta clasificación (rating) no alcance él limite superior de temperatura permitido por elcódigo, el rating presión-temperatura entre los dos valores (el establecido en las especificaciones y éllimite superior del código) puede ser calculado de acuerdo a las reglas del código, estando estas

extensiones sujetas a restricciones.Los componentes en estos estándares pueden ser usados a las presiones y temperaturas listadas en elestándar pero no deben exceder los limites de presión y temperatura impuestos por el código en ciertoscasos.Algunos ejemplos de normas o especificaciones que incluyen el rating presión-temperatura decomponentes de tubería son:

Válvulas:Válvulas: Roscadas, bridadas y con extremos para soldar

ASME B16.5

Bridas:Pata tuberías y accesorios bridadosBridas de gran diámetro ASME B16.47

C C o o m m p p o o n nee n n t tee s s l l ii s s t t a a d d o o s s s sii n n r r a a t tii n n g g ee s s p pee c cii f f ii c c a a d d o o . . ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 2 2 . . 2 2 ) )

Algunas de las especificaciones listadas en 326.1, por ejemplo accesorios para soldar a tope (El. ASMEB-16.9, y .11), indican que el rating presión-temperatura (schedule en este caso), está basado en en un


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tubo recto sin costura. Excepto que se limite en alguna parte de este Código, estos componentes hechoscon materiales con igual esfuerzo admisible, deberán ser rateados utilizando no más del 87.5% delespesor nominal correspondiente a un tubo sin costura de igual schedule, peso o clase de presión delaccesorio , menos otras tolerancias que apliquen al tubo (Ejemplos: profundidad de rosca, sobreespesor por corrosión)

En Componentes que tengan costura recta o en espiral en la zona retenedora de presión, el rating debeademás ser multiplicado por el factor W como se indica en ¶302.3.5.e.

C C o o m m p p o o n nee n n t tee s s n n o o l l ii s s t t a a d d o o s s . . ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 2 2 . . 3 3 ) ) Componentes no listados en la tabla 326.1, pero que conforman especificaciones o estándares publicados pueden ser utilizados de acuerdo a lo siguiente:

El Diseñador asegure que las propiedades fisico-químicas, el método de fabricación y control de calidadson comparables a los de componentes listados equivalentes.

La presión de diseño debe ser verificada de acuerdo a ¶304.Otros componentes no listados deben ser calificados de acuerdo a ¶304.7.2.

R R a a t tii n n g g s s :: C C o o n n d d ii c cii ó ó n n n n o o r r m m a al l d d ee o o p pee r r a a c cii ó ó n n y y T T o ol l ee r r a a n n c cii a a p p a a r r a a vv a a r rii a a c cii ó ó n n r ree s s p pee c c t t o o d d ee l l a a o o p pee r r a a c cii ó ó n n n n o o r r m m a al l ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 2 2 . . 4 4 ) )

Es reconocido que ocurren variaciones de presión y temperatura durante la operación. Tales variacionesdeben ser consideradas en la selección de la presión y temperatura de diseño (¶301.2 y ¶301.3). Lacondición más severa debe determinar las condiciones de diseño, a menos que se cumplan todos loscriterios siguiente:

La tubería no tenga componentes de hierro fundido u otros metales no dúctiles.

La tensión nominal debida a presión no excede la tensión de fluencia a temperatura (Ver ¶302.3)de este Código y y valores de Sy de ASME BPVC Sección II Part D (Table Y-1). exceeded)

Tensiones longitudinales combinadas no deben exceder los límites de ¶302.3.6.

El número total de variaciones de presión-temperatura sobre las condiciones de diseño, durantetoda la vida útil del sistema no debe exceder 1000. En ningún caso la presión incrementada debeexceder el valor de presión de prueba de acuerdo a ¶345.

Variaciones ocasionales por sobre las condiciones de diseño deben mantenerse dentro de lossiguientes límites:

33%, si el evento individual no tiene una duración mayor a 10 y la suma de eventos no supera las100 horas/año, o

20% si el evento individual no tiene una duración mayor a 50 horas y la sumna de eventos nosupera 500 horas al año.

Los efectos de tales variaciones deben ser considerados como seguros por el diseñador mediantemetodos aceptables para el propietario (Ver apéndice V del Código)

Variaciones por debajo de la temperatura mínima indicada en el apéndice A, no son admitidas, a menosque se cumplan los requerimientos de ¶323.2.2 para la más baja temperatura durante tales variaciones.


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La aplicación de presiones que superen los ratings de válvulas puede producir durante ciertascondiciones pérdidas por los sellos y dificultades en la operación. La presión diferencial sobre elelemento de cierre de la válvula, no debe exceder el máximo diferencial de presión recomendado por elfabricante.

R R a a t tii n n g g ee n n t t r r a a n n s sii c cii o o n nee s s ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 2 2 . . 5 5 ) ) Cuando se conectan sistemas que operan a diferentes condiciones de diseño, debe colocarse unaválvula de división con un rating presión temperatura correspondiente a la condición más severa. Si laválvula opera a distintas temperaturas, puede ser seleccionada sobre la base de diferentes temperaturas,siempre que pueda soportar la presión de ensayo requerida sobre ambos lados.

T T ee n n s sii o o n nee s s a a d d m mii s sii b bl l ee s s y y o o t t r r o o s s l l í í m mii t tee s s . . ((¶ ¶ 330022..33))

T T ee n n s sii ó ó n n a a d d m mii s sii b bl l ee



Limites de tensiones admisibles

Tensiones admisibles: El párrafo 302.3 dalos criterios para establecerlas.

Tracción: Tablas A-1 y A-2

Corte.

Compresión.

Flexión

TracciónTensiones básicas admisibles en tracción para metales y tensiones de diseño para materiales de bulonería / tornillería se listan en las tablas A-1 y A-2 respectivamente , son determinados de acuerdocon ¶302.3.2

En las ecuaciones del Código donde aparece el producto SE los valores de tensión se multiplican por elfactor de calidad correspondiente Ec ó Ej.

En la tabla A-1A se listan valores de Ec y en la tabla A-1B se listan valores de factores de juntasoldada, Ej.

Corte:El esfuerzo admisible en corte no debe exceder el 80% de los valores determinados para tracción .

Flexión:Las tensiones admisibles en flexión no deben exceder el 160% de los valores determinados paratracción.


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Compresión: No se deben considerar valores superiores a los de tracción y además debe considerarse la estabilidadestructural.

B B a a s see s s p p a a r r a a t tee n n s sii o o n nee s s d d ee d d ii s see ñ ñ o o . . ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 3 3 . . 2 2 ) )



Tensiones admisibles y otros límitesTensiones admisibles y otros límites

Limites y bases para tensiones de diseño.

Factor de calidad de soldaduras.

Factor de calidad de fundición.

Límites de tensiones debidas a cargas sostenidas

y tensiones de desplazamiento.

Límites de tensiones debidas a cargas

ocasionales.

Este punto fija las bases para establecer los valores de tensiones de diseño de bulones/pernos y otrosmateriales. Los valores aplicados están basados en diferentes condiciones de servicio. Los criterios paralos casos más habituales se indican a continuación. Otros valores están fijados para el caso de creep,materiales no listados y fatiga.

a) Bulones/Pernos: No se debe exceder el menor de:

Un cuarto de la mínima tensión de rotura a temperatura ambiente (S T) o un cuarto de la mínima tensiónde rotura a temperatura. (la menor)Dos tercios de la mínima tensión de fluencia a temperatura ambiente (SY) o dos tercios de la mínima

tensión de fluencia a temperatura. (la menor) Nota: Para materiales con resistencia aumentada por tratamiento térmico endurecidos por esfuerzo y que operan por debajodel rango creep: 0.2ST, 1/4 de la mínima tensión de rotura a temperatura, ¼ de SY y dos tercios de la mínima tensión de

fluencia a temperatura. (la menor). Para materiales sometidos al fenomeno creep, ver mas información en el código

b) Hierro fundido: 1/10 de la resistencia a la tensión a temperatura ambiente o a temperatura mayor. c) Hierro dúctil:: 1/10 de la resistencia a la tensión a temperatura ambiente o a temperatura mayor.

d) Otros materiales. (No incluye hierro maleable) No se debe exceder el menor de:Un tercio de la mínima tensión de rotura a temperatura ambiente (S T) o un tercio de la mínima tensiónde rotura a temperatura. (la menor)Dos tercios de la mínima tensión de fluencia a temperatura ambiente (SY) o dos tercios de la mínimatensión de fluencia a temperatura. (la menor)

Para aceros austeniticos y aleaciones de nickel de similar comportamiento esfuerzo-deformación: elmenor entre 2/3 Sy y 90% de la cedencia a temperatura (No indicado para bridas y otros componentesen los que una pequeña deformación puede causar fugas. En su lugar usar 2/3 del valor indicado en latabla A-1 o 2/3 de la cedencia a tº indicada en tabla Sy de la sección II parte D).Para aceros estructurales 0,92 del menor valor indicado arriba.Para materiales sometidos al fenomeno creep, ve mayor detalle en el código.


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f) Materiales no listados (323.1.2): La resistencia a la tensión o cedencia a tº, debe determinarsemultiplicando el promedio esperado de resistencia a la tensión o cedencia a tº por la relación ST ó SY por el promedio de resistencia esperado a tª ambiente.

F F a a c c t t o o r r d d ee c c a al l ii d d a a d d d d ee f f uu n n d d ii c cii ó ó n n . . ( ( ¶ ¶ 3 300 2 2 . . 3 3 . . 3 3 ) )

El factor de calidad de fundición Ec definido aquí es requerido para todos los componentes fundidos queno tengan establecido un rating presión-temperatura en las especificaciones de la tabla 326.1A las fundiciones de hierro gris y maleable que conforman especificaciones listadas se le asigna unfactor Ec igual a 1,00, debido a que las tensiones admisibles consideradas son conservativas.

Para muchos otros metales y fundiciones "estáticas" que conformen las especificaciones y que seexaminen de acuerdo con MSS S

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Código ASME B31.3