La tubería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza la denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación específica de gasoducto.
FABRICACIÓN DE TUBERÍAS:
Hay tres métodos de fabricación de tubería:
Sin costura (sin soldadura). La tubería se forma a partir de un lingote cilíndrico el cual es calentado en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se le deforma con rodillos y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además es la forma más común de fabricación y por tanto la más comercial.
Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa la cual se dobla dándole la forma a la tubería. La soladura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro. Por tanto es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería. Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.
Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiendo la tubería como si fuese roscada.
DISEÑO DE TUBERÍAS
Procedimiento de diseño de tuberías
La lista siguiente muestra los pasos que deben completarse en el diseño mecánico de cualquier sistema de tuberías:
- Establecimiento de las condiciones de diseño incluyendo presión, temperaturas y otras condiciones, tales como la velocidad del viento, movimientos sísmicos, choques de fluido, gradientes térmicos y
número de ciclos de variascargas . - Determinación del diámetro de la tubería, el cual depende fundamentalmente de las condiciones del proceso, es decir, del caudal, la velocidad y la presión del fluido.
- Selección de los materiales de la tubería
con base en corrosión, fragilización y resistencia. - Selección de las
clases de "rating " de bridas y válvulas. - Cálculo del espesor mínimo de pared (Schedule) para las temperaturas y presiones de diseño, de manera que la tubería sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por la presión del fluido.
- Establecimiento de una configuración aceptable de soportes para el sistema de tuberías.
- Análisis de esfuerzos por flexibilidad para verificar que los esfuerzos producidos en la tubería por los distintos tipos de
carga estén dentro de los valores admisibles, a objeto de comprobar que las cargas sobre losequipos no sobrepasen los valores límites, satisfaciendo así los criterios del código a emplear.
Si el sistema no posee suficiente flexibilidad y/o no es capaz de resistir las cargas sometidas (efectos de la gravedad) o las cargas ocasionales (sismos y vientos), se dispone de los siguientes recursos:
- Reubicación de soportes
- Modificación del tipo de soporte en puntos específicos
- Utilización de soportes flexibles
- Modificación parcial del recorrido de la línea en zonas específicas
- Utilización de lazos de expansión
- Presentado en frío
FUNCIONAMIENTO DE TUBERÍAS:
Funcionamiento de una tubería por gravedad.
En el funcionamiento de una tubería por gravedad se pueden distinguir,
en principio, seis casos, que resumen las situaciones que pueden producirse
en función de la uniformidad del trazado y de la existencia de válvulas
reguladoras al inicio o al final del recorrido.
Funcionamiento de una tubería en impulsión.
La altura manométrica que debe proporcionar el grupo de bombeo debe
ser igual al desnivel geométrico que tiene que vencer el agua (Dz) más la
presión mínima requerida en el punto a abastecer (P/g) y más la pérdida de
carga (hT) que se produzca en todo el trayecto considerado.
CLASIFICACIÓN DE TUBERÍAS:
Las tuberías se pueden clasificar de tres formas:
POR EL MATERIAL CON EL QUE SE ENCUENTRA HECHO
POR EL MATERIAL CON EL QUE SE ENCUENTRA HECHO
Tubería de acero y hierro dulce:
se utiliza para altas presiones y temperaturas,generalmente transporta agua,vapor,aceites y gases.Estas tuberías se especifican por el diámetro nominal,el cual es siempre menor que el diámetro interior real de la tubería.
de maneras general tiene res clases " estándar" ,extrafuerte y doble extrafuerte.
Tuberías de hierro fundido:
este tipo de tuberías se instala frecuentemente bajo tierra para transportar agua,gas y aguas negras(drenaje); aunque también se utiliza para conexiones de vapor a baja presión. Los acoplamientos de tuberías de hierro fundido generalmente son de tipo de bridas son del tipo campana y espigo.
Tuberías sin costura de latón y cobre:
Estas se usan extensamente en instalaciones sanitarias debido a las propiedades anticorrosivas. Tienen el mismo diámetro nominal de las tuberías de acero y hierro, pero el espesor de sus paredes es menor.
Tuberías de cobre:
Se usan en instalaciones sanitarias de calefacción en donde hay que tener en cuenta la vibración y el des-alineamiento como factores de diseño, por ejemplo en diseño automotriz, hidráulico y neumático.
Tuberías plásticas:
Estas tuberias se usan extensamente industria en química debido a su resistencia a la corrosión y a la acción de sustancias químicas. son flexibles y se instalan muy fácilmente pero no son recomendables para instalaciones en donde haya calor o alta presión.
POR SU TEXTURA
TUBERÍAS RÍGIDAS:
La presión determina el espesor de la pared de la tubería.
conectores para tuberías rígidas:
-por soldadura y bridas con extremos lisos y roscados.
-mediante racores corrientes
-con anillo de penetración
-con anillo a tope
con expansión
salvo algunas excepciones, las tuberías responden a las normas:
-gas
-métrica
TUBERÍAS FLEXIBLES:
su función:
-transportar un fluido desde un punto fijo hasta otro móvil.
-absorber las fluctuaciones de presión y vibraciones
-simplificar la instalación
constitución:
-tubo inferior:de caucho sintético resistente al fluido hidráulico.
-capas de refuerzo :combinaciones de mallas de fibras sintéticas y/o de metal que son las que son las que soportan la presión interna.
-cubierta exterior: de caucho sintético resistente a la abrasión y a los hidrocarburos.
POR SU USO
USO DOMESTICO:
Agua
Actualmente, los materiales más comunes con los que se fabrican tubos para la conducción de agua son: PRFV,cobre, PVC, polipropileno,PEAD y acero.
Desagües
Los materiales más comunes para el desalojo de aguas servidas son: PRFV, hierro fundido, PVC, hormigón o fibrocemento. Los nuevos materiales que están reemplazando a los tradicionales son el PRFV (Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio,) PEAD (Polietileno de Alta Densidad) y PP (Polipropileno).
Gas Suelen ser de cobre o acero (dúctil o laminar según las presiones aplicadas), dependiendo del tipo de instalación, aunque si son de un material metálico es necesario realizar una conexión a la red de toma de tierra. También se están comenzando a hacer de PRFV en el caso de tuberías de conducción con requerimientos térmicos y mecánicos menos exigentes. además soportan altas presiones.
Calefacción
El cobre es el material más usado en las instalaciones nuevas, mientras que en instalaciones antiguas es muy común encontrar tuberías de hierro. En redes enterradas se emplea tubería pre-aislada.
USO INDUSTRIAL:
Energía
En el transporte de vapor de alta energía se emplea acero aleado con cromo y molibdeno.
Para grandes caudales de agua (refrigeración) se emplea Poliester Reforzado con fibra de vidrio (PRFV -hasta DN3200mm), hierro fundido dúctil (hasta 2m de diámetro) o acero al carbono. En el caso de la última, la tubería se fabrica a partir de chapa doblada que posteriormente es soldada (tubería con costura).
Petroquímica
Dada la variedad de productos transportados se encuentran materiales muy distintos para atender a las necesidades de corrosión, temperatura y presión. Cabe reseñar materiales como el PRFV, Monel O el Inconel para productos muy corrosivos.
