Dentro de la industria, las tuberías son un sistema de tuberías utilizadas para transportar fluidos ( líquidos y gases ) de un lugar a otro. La disciplina de ingeniería del diseño de tuberías estudia el transporte eficiente de fluidos. [1] [2]
Las tuberías de procesos industriales (y los componentes en línea que las acompañan) se pueden fabricar con madera , fibra de vidrio , vidrio , acero , aluminio , plástico , cobre y hormigón . Los componentes en línea, conocidos como accesorios , [3] válvulas y otros dispositivos, generalmente detectan y controlan la presión , el caudal y la temperatura del fluido transmitido y generalmente se incluyen en el campo del diseño de tuberías (o ingeniería de tuberías). , aunque los sensores y los dispositivos de control automático pueden tratarse alternativamente como parte del diseño de instrumentación y control. Los sistemas de tuberías están documentados en diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID). Si es necesario, las tuberías se pueden limpiar mediante el proceso de limpieza de tubos .
Tuberías a veces se refiere al diseño de tuberías, la especificación detallada del diseño físico de las tuberías dentro de una planta de proceso o edificio comercial. En el pasado, esto a veces se llamaba dibujo , dibujo técnico , dibujo de ingeniería y diseño, pero hoy en día lo realizan comúnmente diseñadores que han aprendido a utilizar software automatizado de dibujo asistido por computadora o de diseño asistido por computadora (CAD).
La plomería es un sistema de tuberías con el que la mayoría de las personas está familiarizada, ya que constituye la forma de transporte de fluidos que se utiliza para abastecer de agua potable y combustibles a sus hogares y negocios. Las tuberías de plomería también eliminan los desechos en forma de aguas residuales y permiten la ventilación de los gases residuales al exterior. Los sistemas de rociadores contra incendios también utilizan tuberías y pueden transportar agua potable o no potable , u otros fluidos de extinción de incendios.
Las tuberías también tienen muchas otras aplicaciones industriales, que son cruciales para mover fluidos crudos y semiprocesados para refinarlos y convertirlos en productos más útiles. Algunos de los materiales más exóticos utilizados en la construcción de tuberías son el Inconel , el titanio , el cromo-molibdeno y otras aleaciones de acero .
Subcampos de ingeniería
Generalmente, la ingeniería de tuberías industriales tiene tres subcampos principales:
Material de tubería
Diseño de tuberías
Analisis de ESTRES
Analisis de ESTRES
Los ingenieros de tensión de tuberías generalmente revisan las tuberías de proceso y de energía para verificar que el recorrido, las cargas de las boquillas, los soportes colgantes y los soportes estén ubicados y seleccionados correctamente de manera que la tensión permitida de la tubería no se exceda bajo diferentes cargas, como cargas sostenidas, cargas operativas, presión. cargas de prueba, etc., según lo estipulado por ASME B31, EN 13480, GOST 32388, RD 10-249 o cualquier otro código y norma aplicable. Es necesario evaluar el comportamiento mecánico de la tubería bajo cargas regulares (presión interna y tensiones térmicas), así como bajo casos de carga ocasionales e intermitentes como terremotos, fuertes vientos o vibraciones especiales y golpes de ariete. [4] [5] Esta evaluación generalmente se realiza con la ayuda de programas informáticos especializados en análisis de tensión de tuberías ( elementos finitos ) , como AutoPIPE, [6] CAEPIPE, [7] CAESAR, [8] PASS/START-PROF, [ 9] o ROHR2. [10]
En los soportes de tuberías criogénicas, la mayoría del acero se vuelve más frágil a medida que la temperatura disminuye con respecto a las condiciones normales de funcionamiento, por lo que es necesario conocer la distribución de temperatura para condiciones criogénicas. Las estructuras de acero tendrán áreas de alta tensión que pueden ser causadas por esquinas afiladas en el diseño o inclusiones en el material. [11]
Materiales
El material con el que se fabrica una tubería suele ser la base para elegir cualquier tubería. Los materiales que se utilizan para fabricar tuberías incluyen:
Las primeras tuberías de madera se construían con troncos que tenían un gran agujero perforado a lo largo del centro. [13] Posteriormente se construyeron tubos de madera con duelas y aros similares a la construcción de barriles de madera . Las duelas tienen la ventaja de que se transportan fácilmente como una pila compacta de piezas en un vagón y luego se ensamblan como una estructura hueca en el lugar de trabajo. Los tubos de madera eran especialmente populares en las regiones montañosas donde el transporte de tubos pesados de hierro u hormigón habría sido difícil.
Los tubos de madera eran más fáciles de mantener que los de metal, porque la madera no se expandía ni contraía con los cambios de temperatura tanto como el metal y, por lo tanto, no eran necesarias juntas de dilatación ni curvaturas. El espesor de la madera otorgaba algunas propiedades aislantes a las tuberías que ayudaban a evitar la congelación en comparación con las tuberías de metal. La madera utilizada para las tuberías de agua tampoco se pudre con mucha facilidad. La electrólisis no afecta en absoluto a las tuberías de madera, ya que la madera es un aislante eléctrico mucho mejor.
En el oeste de los Estados Unidos, donde se utilizaba la secoya para la construcción de tuberías, se descubrió que tenía "propiedades peculiares" que la protegían de la intemperie, los ácidos, los insectos y el crecimiento de hongos. Las tuberías de secoya permanecían lisas y limpias indefinidamente, mientras que las tuberías de hierro, en comparación, rápidamente comenzaban a escalarse y corroerse y eventualmente podían obstruirse con la corrosión. [14]
Estándares
Colocación de una tubería conectada para el transporte de productos petrolíferos.
Existen ciertos códigos estándar que deben seguirse al diseñar o fabricar cualquier sistema de tuberías. Las organizaciones que promulgan estándares de tuberías incluyen:
Introducción a la tensión de las tuberías: https://web.archive.org/web/20161008161619/http://oakridgebellows.com/metal-expansion-joints/metal-expansion-joints-in-one-minuto/part-1-thermal -crecimiento%26#x20 (un minuto)
^ Editor: McKetta, John J. (1992). Manual de diseño de tuberías . Marcel Dekker, Inc. ISBN0-8247-8570-3. {{cite book}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda )
^ "Fabricante de accesorios para tuberías". Yang . Archivado desde el original el 27 de febrero de 2016 . Consultado el 6 de marzo de 2016 .
^ "Software de diseño de tuberías y análisis de tensión de tuberías - AutoPIPE". bentley.com . Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2016 . Consultado el 22 de diciembre de 2017 .
^ "SST Systems, Inc. | CAEPIPE: Análisis de tensión de tubería rápido y eficiente". Archivado desde el original el 29 de enero de 2010 . Consultado el 27 de septiembre de 2010 .
^ "Intergraph CAESAR II - Análisis de tensión de tuberías". code.com . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2015 . Consultado el 4 de junio de 2015 .
^ "PASS/START-PROF - Análisis de tensión de tuberías". passsuite.com . Archivado desde el original el 8 de enero de 2019 . Consultado el 1 de marzo de 2019 .
^ "SIGMA/ROHR2 - Software de análisis de tensión de tuberías". rohr2.com . Archivado desde el original el 12 de abril de 2021 . Consultado el 16 de febrero de 2022 .
^ Análisis de temperatura y tensión Archivado el 22 de febrero de 2014 en Wayback Machine Piping Technology and Products (consultado en febrero de 2012)
^ "¿Qué es la tubería de HDPE?". Sistemas de tuberías Acu-Tech . Consultado el 20 de marzo de 2019 .
^ "BBC - Una historia del mundo - Objeto: tubería de agua de madera". BBC. Archivado desde el original el 7 de mayo de 2016 . Consultado el 10 de marzo de 2016 .
^ "Tuberías de agua a través de kilómetros de Redwood". Popular Science : 74. Diciembre de 1918. Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2017.
^ H. "Pila de tuberías ASTM A252". Tubería de acero de China Huayang . Archivado desde el original el 16 de octubre de 2014.
^ "Tubo de línea de especificación API 5L (1): términos y definiciones de API". Tubería de acero de China Huayang . Archivado desde el original el 16 de octubre de 2014.
Diseño sísmico y modernización de sistemas de tuberías, julio de 2002 del sitio web de American Lifelines Alliance
Ingeniería y Diseño, Tuberías de Procesos de Líquidos. Manual de ingeniería, documento completo • (página de índice) • Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU ., EM 1110-l-4008, mayo de 1999
Principios integrales de la dinámica estructural del flujo por LG Claret
enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Tuberías .
Construcción de enlaces de tuberías de servicios en Curlie
