Una tubería es una sección tubular o cilindro hueco , generalmente pero no necesariamente de sección circular , que se utiliza principalmente para transportar sustancias que pueden fluir: líquidos y gases ( fluidos ), lodos , polvos y masas de sólidos pequeños. También se puede utilizar para aplicaciones estructurales ; La tubería hueca es mucho más rígida por unidad de peso que los miembros sólidos.
En el uso común, las palabras tubería y tubo suelen ser intercambiables, pero en la industria y la ingeniería, los términos tienen una definición única. Dependiendo de la norma aplicable según la cual se fabrica, la tubería generalmente se especifica mediante un diámetro nominal con un diámetro exterior (OD) constante y una tabla que define el espesor. El tubo suele especificarse por el diámetro exterior y el espesor de la pared, pero se puede especificar por dos factores cualesquiera: el diámetro exterior, el diámetro interior (ID) y el espesor de la pared. Las tuberías generalmente se fabrican según uno de varios estándares industriales nacionales e internacionales. [1] Si bien existen estándares similares para tubos de aplicaciones industriales específicas, los tubos a menudo se fabrican con tamaños personalizados y una gama más amplia de diámetros y tolerancias. Existen muchas normas industriales y gubernamentales para la producción de tuberías y tubos. El término "tubo" también se aplica comúnmente a secciones no cilíndricas, es decir, tubos cuadrados o rectangulares. En general, "tubería" es el término más común en la mayor parte del mundo, mientras que "tubo" se usa más ampliamente en los Estados Unidos.
Tanto "tubería" como "tubo" implican un nivel de rigidez y permanencia, mientras que una manguera (o manguera) suele ser portátil y flexible. Los conjuntos de tuberías casi siempre se construyen con el uso de accesorios como codos, tes, etc., mientras que los tubos se pueden formar o doblar en configuraciones personalizadas. Para materiales que son inflexibles, que no se pueden formar o donde la construcción se rige por códigos o normas, los conjuntos de tubos también se construyen con el uso de accesorios para tubos.
Además, las tuberías se utilizan para muchos fines que no implican el transporte de fluidos. Los pasamanos , andamios y estructuras de soporte suelen construirse a partir de tuberías estructurales, especialmente en un entorno industrial.
El primer uso conocido de pipas fue en el Antiguo Egipto . La Pirámide de Sahure , terminada alrededor del siglo 25 a. C., incluía un templo con un elaborado sistema de drenaje que incluía más de 380 m (1247 pies) de tuberías de cobre. [2]
Cuando se introdujeron los tubos de acero en el siglo XIX, inicialmente se remachaban y luego se sujetaban con barras en forma de H, hasta que a principios de la década de 1930 estos métodos fueron reemplazados por la soldadura, que todavía se usa ampliamente en la actualidad. [3]
Existen tres procesos para la fabricación de tuberías metálicas. La fundición centrífuga de metales aleados en caliente es uno de los procesos más destacados. [ cita necesaria ] Las tuberías de hierro dúctil generalmente se fabrican de esta manera.
La tubería sin costura (SMLS) se forma colocando un tocho sólido sobre una varilla perforadora para crear la carcasa hueca en un proceso llamado perforación rotatoria . Como el proceso de fabricación no incluye soldadura, los tubos sin costura se consideran más resistentes y fiables. Históricamente, se consideraba que las tuberías sin costura resistían la presión mejor que otros tipos y, a menudo, estaban más disponibles que las tuberías soldadas .
Los avances desde la década de 1970 en materiales, control de procesos y pruebas no destructivas permiten que las tuberías soldadas correctamente especificadas reemplacen las tuberías sin costura en muchas aplicaciones. La tubería soldada se forma enrollando una placa y soldando la costura (generalmente mediante soldadura por resistencia eléctrica ("ERW") o soldadura por fusión eléctrica ("EFW")). El rebaba de soldadura se puede eliminar tanto de las superficies internas como externas usando una cuchilla raspadora. La zona de soldadura también se puede tratar térmicamente para que la costura sea menos visible. Las tuberías soldadas a menudo tienen tolerancias dimensionales más estrictas que las sin costura y pueden ser más económicas de fabricar.
Hay varios procesos que se pueden utilizar para producir tuberías ERW. Cada uno de estos procesos conduce a la coalescencia o fusión de componentes de acero en tuberías. La corriente eléctrica pasa a través de las superficies que deben soldarse entre sí; A medida que los componentes que se sueldan resisten la corriente eléctrica, se genera calor que forma la soldadura. Se forman charcos de metal fundido donde las dos superficies están conectadas cuando una fuerte corriente eléctrica pasa a través del metal; Estos charcos de metal fundido forman la soldadura que une los dos componentes contiguos.
Los tubos ERW se fabrican mediante soldadura longitudinal de acero. El proceso de soldadura de tuberías ERW es continuo, a diferencia de la soldadura de distintas secciones a intervalos. El proceso ERW utiliza bobinas de acero como materia prima.
El proceso de soldadura con tecnología de inducción de alta frecuencia (HFI) se utiliza para fabricar tuberías ERW. En este proceso, la corriente para soldar el tubo se aplica mediante una bobina de inducción alrededor del tubo. En general, se considera que el HFI es técnicamente superior a los REG “ordinarios” cuando se fabrican tuberías para aplicaciones críticas, como para su uso en el sector energético, además de otros usos en aplicaciones de tuberías de conducción, así como para revestimientos y tuberías.
Las tuberías de gran diámetro (25 centímetros (10 pulgadas) o más) pueden ser tuberías ERW, EFW o soldadas por arco sumergido ("SAW"). Hay dos tecnologías que se pueden utilizar para fabricar tubos de acero de tamaños mayores que los tubos de acero que se pueden producir mediante procesos sin costura y ERW. Los dos tipos de tuberías producidas mediante estas tecnologías son las soldadas por arco sumergido longitudinal (LSAW) y las soldadas por arco sumergido en espiral (SSAW). Los LSAW se fabrican doblando y soldando placas de acero anchas y se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de la industria del petróleo y el gas. Debido a su alto costo, las tuberías LSAW rara vez se utilizan en aplicaciones no energéticas de menor valor, como tuberías de agua. Los tubos SSAW se producen mediante soldadura en espiral (helicoidal) de bobinas de acero y tienen una ventaja de costos sobre las tuberías LSAW, ya que el proceso utiliza bobinas en lugar de placas de acero. Como tal, en aplicaciones donde la soldadura en espiral es aceptable, se pueden preferir las tuberías SSAW a las tuberías LSAW. Tanto las tuberías LSAW como las SSAW compiten con las tuberías ERW y las tuberías sin costura en los rangos de diámetro de 16”-24”.
Los tubos para flujo, ya sean metálicos o plásticos, generalmente se extruyen .
Las tuberías están hechas de muchos tipos de materiales, incluidos cerámica , vidrio , fibra de vidrio , muchos metales , hormigón y plástico . Antiguamente se utilizaba habitualmente madera y plomo ( del latín plumbum , de donde procede la palabra ' plomería ').
Normalmente, las tuberías metálicas están hechas de acero o hierro, como acero negro (lacado) sin terminar, acero al carbono , acero inoxidable , acero galvanizado , latón y hierro dúctil . Las tuberías a base de hierro están sujetas a corrosión si se usan dentro de una corriente de agua altamente oxigenada. [4] Se pueden utilizar tuberías o tubos de aluminio cuando el hierro sea incompatible con el fluido de servicio o cuando el peso sea una preocupación; El aluminio también se utiliza para tubos de transferencia de calor, como en sistemas de refrigeración. Las tuberías de cobre son populares para los sistemas de plomería de agua doméstica (potable) ; Se puede utilizar cobre cuando sea deseable la transferencia de calor (es decir, radiadores o intercambiadores de calor). Las aleaciones de acero inconel , cromo molibdeno y titanio se utilizan en tuberías de alta temperatura y presión en instalaciones de proceso y energía. Al especificar aleaciones para nuevos procesos, se deben tener en cuenta los problemas conocidos de fluencia y efecto de sensibilización .
Las tuberías de plomo todavía se encuentran en viejos sistemas domésticos y de distribución de agua , pero ya no se permite en instalaciones nuevas de tuberías de agua potable debido a su toxicidad . Muchos códigos de construcción ahora exigen que las tuberías de plomo en instalaciones residenciales o institucionales se reemplacen con tuberías no tóxicas o que el interior de los tubos se trate con ácido fosfórico . Según un investigador principal y experto principal de la Asociación Canadiense de Derecho Ambiental , "...no existe un nivel seguro de plomo [para la exposición humana]". [5] En 1991, la EPA de EE. UU. emitió la Regla de plomo y cobre , una regulación federal que limita la concentración de plomo y cobre permitida en el agua potable pública, así como la cantidad permitida de corrosión de las tuberías que se produce debido al agua misma. En Estados Unidos se estima que todavía están en uso 6,5 millones de líneas de servicio de plomo (tuberías que conectan las tuberías principales de agua con las tuberías domésticas) instaladas antes de la década de 1930. [6]
Los tubos de plástico se utilizan ampliamente por su peso ligero, resistencia química, propiedades no corrosivas y facilidad para realizar conexiones. Los materiales plásticos incluyen cloruro de polivinilo (PVC), [7] cloruro de polivinilo clorado (CPVC), plástico reforzado con fibra (FRP), [8] mortero polimérico reforzado (RPMP), [8] polipropileno (PP), polietileno ( PE), polietileno de alta densidad (PEX), polibutileno (PB) y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), por ejemplo. En muchos países, las tuberías de PVC representan la mayoría de los materiales utilizados en aplicaciones municipales enterradas para distribución de agua potable y tuberías de aguas residuales. [7]
La tubería puede estar hecha de hormigón o cerámica , generalmente para aplicaciones de baja presión, como flujo por gravedad o drenaje. Las tuberías para aguas residuales todavía se fabrican predominantemente de hormigón o arcilla vitrificada . Se puede utilizar hormigón armado para tuberías de hormigón de gran diámetro. Este material de tubería se puede utilizar en muchos tipos de construcción y, a menudo, se utiliza en el transporte de aguas pluviales por gravedad. Por lo general, dicha tubería tendrá una campana receptora o un accesorio escalonado, y durante la instalación se aplicarán varios métodos de sellado.
Cuando se forjan las aleaciones para tuberías, se realizan pruebas metalúrgicas para determinar la composición del material por% de cada elemento químico en la tubería, y los resultados se registran en un Informe de prueba de materiales (MTR). Estas pruebas se pueden utilizar para demostrar que la aleación cumple con varias especificaciones (por ejemplo, 316 SS ). Las pruebas están selladas por el departamento de control de calidad y control de calidad de la fábrica y futuros usuarios, como fabricantes de tuberías y accesorios, pueden utilizarlas para rastrear el material hasta la fábrica. Mantener la trazabilidad entre el material de aleación y el MTR asociado es una cuestión importante de garantía de calidad. El control de calidad a menudo requiere que se escriba el número de calor en la tubería. También se deben tomar precauciones para evitar la introducción de materiales falsificados. Como respaldo al grabado/etiquetado de la identificación del material en la tubería, la identificación positiva del material (PMI) se realiza utilizando un dispositivo portátil; El dispositivo escanea el material de la tubería utilizando una onda electromagnética emitida ( fluorescencia de rayos X/XRF ) y recibe una respuesta que se analiza espectrográficamente.
Los tamaños de las tuberías pueden resultar confusos porque la terminología puede estar relacionada con dimensiones históricas. Por ejemplo, una tubería de hierro de media pulgada no tiene ninguna dimensión de media pulgada. Inicialmente, una tubería de media pulgada tenía un diámetro interior de 1 ⁄ 2 pulgada (13 mm), pero también tenía paredes gruesas. A medida que mejoró la tecnología, se hicieron posibles paredes más delgadas, pero el diámetro exterior se mantuvo igual para poder acoplarse con tuberías más antiguas existentes, aumentando el diámetro interior más de media pulgada. La historia de las tuberías de cobre es similar. En la década de 1930, la tubería se designaba por su diámetro interno y un espesor de pared de 1 ⁄ 16 pulgadas (1,6 mm). En consecuencia, un tubo de cobre de 1 pulgada (25 mm) tenía una longitud de 1+1 ⁄ 8 pulgadas (28,58 mm) de diámetro exterior. El diámetro exterior era la dimensión importante para el acoplamiento con los accesorios. El espesor de la pared del cobre moderno suele ser inferior a 1 ⁄ 16 de pulgada (1,6 mm), por lo que el diámetro interno es sólo "nominal" y no una dimensión de control. [9] Las tecnologías de tuberías más nuevas a veces adoptaron un sistema de dimensionamiento como propio. La tubería de PVC utiliza el tamaño de tubería nominal .
Los tamaños de tubería están especificados por una serie de normas nacionales e internacionales, incluidas API 5L, ANSI / ASME B36.10M y B36.19M en EE. UU., BS 1600 y BS EN 10255 en el Reino Unido y Europa.
Hay dos métodos comunes para designar el diámetro exterior (OD) de la tubería. El método norteamericano se llama NPS (" Nominal Pipe Size ") y se basa en pulgadas (también denominado frecuentemente NB ("Nominal Bore")). La versión europea se llama DN ("Diámetro Nominal" / "Diámetro Nominal") y se basa en milímetros. Designar el diámetro exterior permite unir tuberías del mismo tamaño sin importar el espesor de la pared.
Dado que el diámetro exterior es fijo para un tamaño de tubería determinado, el diámetro interior variará según el espesor de la pared de la tubería. Por ejemplo, la tubería cédula 80 de 2" tiene paredes más gruesas y, por lo tanto, un diámetro interior más pequeño que la tubería cédula 40 de 2" .
Los tubos de acero se fabrican desde hace unos 150 años. Los tamaños de tubería que se utilizan hoy en día en PVC y galvanizados se diseñaron originalmente hace años para tuberías de acero. El sistema numérico, como Sch 40, 80, 160, se estableció hace mucho tiempo y parece un poco extraño. Por ejemplo, la tubería Sch 20 es incluso más delgada que la Sch 40, pero tiene el mismo diámetro exterior. Y si bien estas tuberías se basan en tamaños de tuberías de acero antiguas, hay otras tuberías, como cpvc para agua caliente, que utilizan tamaños de tuberías, por dentro y por fuera, basados en estándares antiguos de tamaños de tuberías de cobre en lugar de acero.
Existen muchos estándares diferentes para los tamaños de tuberías y su prevalencia varía según la industria y el área geográfica. La designación del tamaño de la tubería generalmente incluye dos números; uno que indica el diámetro exterior (OD) o nominal, y el otro que indica el espesor de la pared. A principios del siglo XX, las tuberías estadounidenses se dimensionaban según el diámetro interior. Esta práctica se abandonó para mejorar la compatibilidad con los accesorios de tubería que normalmente deben ajustarse al diámetro exterior de la tubería, pero ha tenido un impacto duradero en los estándares modernos en todo el mundo.
En América del Norte y el Reino Unido, las tuberías de presión generalmente se especifican según el tamaño nominal de la tubería (NPS) y el cronograma (SCH). Los tamaños de tuberías están documentados por una serie de estándares, incluidos API 5L, ANSI / ASME B36.10M (Tabla 1) en los EE. UU. y BS 1600 y BS 1387 en el Reino Unido. Normalmente, el espesor de la pared de la tubería es la variable controlada y se permite que varíe el diámetro interior (ID). El espesor de la pared de la tubería tiene una variación de aproximadamente el 12,5 por ciento.
En el resto de Europa, las tuberías de presión utilizan los mismos diámetros interiores y espesores de pared que el tamaño nominal de tubería , pero las etiquetan con un diámetro nominal (DN) métrico en lugar del NPS imperial. Para NPS mayores a 14, el DN es igual al NPS multiplicado por 25. (No 25.4) Esto está documentado por EN 10255 (anteriormente DIN 2448 y BS 1387) e ISO 65:1981, y a menudo se le llama tubería DIN o ISO. .
Japón tiene su propio conjunto de tamaños de tubería estándar, a menudo llamados tubería JIS .
El tamaño de tubería de hierro (IPS) es un sistema más antiguo que todavía utilizan algunos fabricantes y dibujos y equipos heredados. El número IPS es el mismo que el número NPS, pero los programas se limitaron a Pared estándar (STD), Extra fuerte (XS) y Doble extra fuerte (XXS). STD es idéntico a SCH 40 para NPS 1/8 a NPS 10, inclusive, e indica un espesor de pared de 0,375" para NPS 12 y mayores. XS es idéntico a SCH 80 para NPS 1/8 a NPS 8, inclusive, e indica . Grosor de pared de 500" para NPS 8 y mayores. Existen diferentes definiciones para XXS, sin embargo, nunca es lo mismo que SCH 160. De hecho, XXS es más grueso que SCH 160 para NPS de 1/8" a 6" inclusive, mientras que SCH 160 es más grueso que XXS para NPS de 8" y más grandes.
Otro sistema antiguo es el tamaño de tubería de hierro dúctil (DIPS), que generalmente tiene diámetros exteriores más grandes que el IPS.
Los tubos de cobre para plomería residencial siguen un sistema de tamaño completamente diferente en Estados Unidos, a menudo llamado Tamaño de tubo de cobre (CTS); ver sistema de agua doméstico . Su tamaño nominal no es ni el diámetro interior ni el exterior. Los tubos de plástico, como PVC y CPVC, para aplicaciones de plomería también tienen diferentes estándares de tamaño [ vagos ] .
Las aplicaciones agrícolas utilizan tamaños PIP, que significa Tubería de Irrigación de Plástico . PIP viene en presiones nominales de 22 psi (150 kPa), 50 psi (340 kPa), 80 psi (550 kPa), 100 psi (690 kPa) y 125 psi (860 kPa) y generalmente está disponible en diámetros de 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21 y 24 pulgadas (15, 20, 25, 30, 38, 46, 53 y 61 cm).
La fabricación e instalación de tuberías de presión está estrictamente regulada por la serie de códigos ASME "B31", como B31.1 o B31.3, que tienen su base en el Código ASME de calderas y recipientes a presión (BPVC) . Este código tiene fuerza de ley en Canadá y Estados Unidos. Europa y el resto del mundo tienen un sistema de códigos equivalente. Las tuberías de presión son generalmente tuberías que deben soportar presiones superiores a 10 a 25 atmósferas, aunque las definiciones varían. Para garantizar un funcionamiento seguro del sistema, la fabricación, el almacenamiento, la soldadura, las pruebas, etc. de las tuberías de presión deben cumplir estrictos estándares de calidad.
Los estándares de fabricación de tuberías comúnmente requieren una prueba de composición química y una serie de pruebas de resistencia mecánica para cada calor de tubería. Un tramo de tubería está forjado a partir del mismo lingote fundido y, por lo tanto, tiene la misma composición química. Las pruebas mecánicas podrán estar asociadas a un lote de tubería, que procedería todas del mismo calor y habría pasado por los mismos procesos de tratamiento térmico. El fabricante realiza estas pruebas e informa la composición en un informe de trazabilidad de fábrica y las pruebas mecánicas en un informe de prueba de material , ambos denominados con el acrónimo MTR. El material con estos informes de prueba asociados se denomina rastreable . Para aplicaciones críticas, es posible que se requiera la verificación de estas pruebas por parte de terceros; en este caso, un laboratorio independiente producirá un informe de prueba de material certificado (CMTR) y el material se considerará certificado .
Algunas normas o clases de tuberías ampliamente utilizadas son:
API 5L se cambió en la segunda mitad de 2008 a la edición 44 desde la edición 43 para hacerla idéntica a ISO 3183. Es importante tener en cuenta que el cambio ha creado el requisito de que el servicio amargo, las tuberías ERW, pasen un craqueo inducido por hidrógeno (HIC ) prueba según NACE TM0284 para poder usarse para servicio amargo.
La instalación de tuberías suele ser más costosa que el material y se han desarrollado una variedad de herramientas, técnicas y piezas especializadas para ayudar en esto. Las tuberías generalmente se entregan al cliente o al lugar de trabajo como "palos" o tramos de tubería (generalmente 20 pies (6,1 m), llamados longitudes aleatorias únicas) o se prefabrican con codos, tes y válvulas en un carrete de tubería prefabricado [una tubería El carrete es una pieza de tubería y accesorios preensamblados, generalmente preparados en un taller para que la instalación en el sitio de construcción pueda ser más eficiente.]. Normalmente, las tuberías de menos de 2 pulgadas (5,1 cm) no están prefabricadas. Los carretes de tubería generalmente están etiquetados con un código de barras y los extremos están tapados (de plástico) para protección. La tubería y los carretes de tubería se entregan en un almacén en un trabajo comercial/industrial grande y se pueden guardar en el interior o en un patio de disposición cuadriculado. La tubería o el carrete de tubería se recupera, se prepara, se monta y luego se coloca en su lugar. En trabajos de procesos grandes, el levantamiento se realiza mediante grúas y polipastos y otros elevadores de materiales. Por lo general, se apoyan temporalmente en la estructura de acero mediante abrazaderas para vigas, correas y pequeños polipastos hasta que los soportes de la tubería estén sujetos o asegurados de otra manera.
Un ejemplo de herramienta utilizada para la instalación de una tubería de plomería pequeña (extremos roscados) es la llave para tubos . Los tubos pequeños generalmente no son pesados y el trabajador de instalación puede levantarlos y colocarlos en su lugar. Sin embargo, durante una parada o parada de la planta, la tubería pequeña (de pequeño diámetro) también puede prefabricarse para acelerar la instalación durante la parada. Una vez instalada la tubería, se realizará una prueba para detectar fugas. Antes de realizar la prueba, es posible que sea necesario limpiarlo soplando aire o vapor o enjuagándolo con un líquido.
Las tuberías generalmente se sostienen desde abajo o se cuelgan desde arriba (pero también pueden sostenerse desde un lado), utilizando dispositivos llamados soportes de tubería. Los soportes pueden ser tan simples como una "zapata" de tubería que es similar a la mitad de una viga en I soldada al fondo de la tubería; se pueden "colgar" usando una horquilla o con dispositivos tipo trapecio llamados colgadores de tuberías. Los soportes de tuberías de cualquier tipo pueden incorporar resortes, amortiguadores, amortiguadores o combinaciones de estos dispositivos para compensar la expansión térmica , o para proporcionar aislamiento de vibraciones, control de impactos o excitación de vibraciones reducidas de la tubería debido al movimiento sísmico . Algunos amortiguadores son simplemente amortiguadores fluidos, pero otros amortiguadores pueden ser dispositivos hidráulicos activos que tienen sistemas sofisticados que actúan para amortiguar los desplazamientos máximos debido a vibraciones impuestas externamente o choques mecánicos. Los movimientos no deseados pueden derivarse de un proceso (como en un reactor de lecho fluidizado) o de un fenómeno natural como un terremoto (evento base de diseño o DBE).
Los conjuntos de soportes para tubos generalmente se fijan con abrazaderas para tubos. Se debe incluir la posible exposición a altas temperaturas y cargas pesadas al especificar qué abrazaderas se necesitan. [10]
Las tuberías se unen comúnmente mediante soldadura , utilizando tuberías y accesorios roscados; sellando la conexión con un compuesto para roscas de tuberías, cinta selladora de roscas de politetrafluoroetileno (PTFE) , estopa de roble o hilo de PTFE, o mediante el uso de un acoplamiento mecánico. Las tuberías de proceso generalmente se unen mediante soldadura mediante un proceso TIG o MIG. La unión de tuberías de proceso más común es la soldadura a tope. Los extremos de la tubería que se van a soldar deben tener una determinada preparación de soldadura llamada End Weld Prep (EWP), que normalmente tiene un ángulo de 37,5 grados para acomodar el metal de soldadura de relleno. La rosca para tuberías más común en América del Norte es la versión National Pipe Thread (NPT) o Dryseal (NPTF). Otras roscas de tubería incluyen la rosca de tubería estándar británica (BSPT), la rosca de manguera de jardín (GHT) y el acoplamiento de manguera contra incendios (NST).
Las tuberías de cobre generalmente se unen mediante soldadura fuerte , accesorios de compresión , abocardado o engarzado .Las tuberías de plástico se pueden unir mediante soldadura con solvente , fusión por calor o sellado elastomérico.
Si se requiere una desconexión frecuente, las bridas de tubería con juntas o los accesorios de unión brindan mayor confiabilidad que las roscas. Algunas tuberías de paredes delgadas de material dúctil, como las tuberías de agua más pequeñas de cobre o plástico flexible que se encuentran en las casas para máquinas de hielo y humidificadores, por ejemplo, se pueden unir con accesorios de compresión .
La tubería subterránea generalmente utiliza un estilo de junta de "empuje" que comprime una junta en un espacio formado entre las dos piezas contiguas. Las juntas de presión están disponibles en la mayoría de los tipos de tuberías. Se debe utilizar un lubricante para juntas de tuberías en el montaje de la tubería. En condiciones enterradas, las tuberías con juntas de junta permiten el movimiento lateral debido al desplazamiento del suelo, así como la expansión/contracción debido a las diferencias de temperatura. [11]de plásticoMDPEyHDPE para gas y aguatambién suelen unirse conaccesoriosde electrofusión
Las tuberías elevadas de gran tamaño suelen utilizar una junta bridada, que generalmente está disponible en tuberías de hierro dúctil y algunas otras. Es un estilo de junta en el que las bridas de las tuberías contiguas se atornillan entre sí, comprimiendo la junta en un espacio entre las tuberías.
Los acoplamientos ranurados mecánicos o juntas Victaulic también se utilizan con frecuencia para el desmontaje y montaje frecuentes. Desarrollados en la década de 1920, estos acoplamientos ranurados mecánicos pueden operar con presiones de trabajo de hasta 120 libras por pulgada cuadrada (830 kPa) y están disponibles en materiales que coinciden con el grado de la tubería. Otro tipo de acoplamiento mecánico es un conector de tubo sin abocardar (las principales marcas incluyen Swagelok, Ham-Let, Parker); Este tipo de accesorio de compresión se utiliza normalmente en tubos pequeños de menos de 51 mm (2 pulgadas) de diámetro.
Cuando se unen tuberías en cámaras donde se necesitan otros componentes para la gestión de la red (como válvulas o manómetros), generalmente se utilizan juntas de desmontaje, para facilitar el montaje/desmontaje.
Los accesorios también se utilizan para dividir o unir varias tuberías y para otros fines. Se encuentra disponible una amplia variedad de accesorios de tubería estandarizados; generalmente se dividen en una T, un codo, una rama, un reductor/ampliador o una estrella. Las válvulas controlan el flujo de fluido y regulan la presión. Los artículos sobre válvulas y accesorios de plomería y tuberías los analizan con más detalle.
El interior de las tuberías se puede limpiar con un proceso de limpieza de tubos , si están contaminadas con residuos o incrustaciones . Esto depende del proceso para el que se utilizará la tubería y de la limpieza necesaria para el proceso. En algunos casos, las tuberías se limpian utilizando un dispositivo de desplazamiento conocido formalmente como Medidor de Inspección de Tuberías o "pig"; alternativamente, las tuberías o tubos se pueden lavar químicamente utilizando soluciones especializadas que se bombean. En algunos casos, donde se ha tenido cuidado en la fabricación, almacenamiento e instalación de tuberías y tuberías, las líneas se limpian con aire comprimido o nitrógeno.
La tubería se usa ampliamente en la fabricación de pasamanos, barandillas y barandillas.
Los tubos de acero (o tubos de hierro negro ) alguna vez fueron la opción más popular para el suministro de agua y gases inflamables. Las tuberías de acero todavía se utilizan en muchos hogares y empresas para transportar gas natural o combustible propano , y son una opción popular en los sistemas de rociadores contra incendios debido a su alta resistencia al calor. En edificios comerciales, las tuberías de acero se utilizan para transportar agua de calefacción o refrigeración a intercambiadores de calor , manejadores de aire, dispositivos de volumen de aire variable (VAV) u otros equipos HVAC .
A veces, las tuberías de acero se unen mediante conexiones roscadas, donde se cortan roscas cónicas (consulte National Pipe Thread ) en el extremo del segmento de tubería, se aplica sellador en forma de compuesto sellador de roscas o cinta selladora de roscas (también conocida como PTFE o cinta de teflón ). ), y luego se enrosca en el racor correspondiente con dos llaves para tubos . Más allá de entornos domésticos o comerciales ligeros, las tuberías de acero a menudo se unen mediante soldadura o mediante el uso de acoplamientos mecánicos fabricados por compañías como Victaulic o Anvil International (anteriormente Grinnell) que mantienen unida la unión de la tubería mediante una ranura presionada o cortada (una forma raramente utilizada). práctica anterior), en los extremos de las tuberías.
Otras variaciones de tubos de acero incluyen varias aleaciones de acero inoxidable y cromo. En situaciones de alta presión estos se suelen unir mediante soldadura TIG .
En Canadá, con respecto al gas natural (GN) y al propano (gas LP), se usa comúnmente tubería de hierro negro (BIP) para conectar un electrodoméstico al suministro. Sin embargo, debe estar marcado (ya sea pintado de amarillo o con bandas amarillas colocadas a ciertos intervalos) y se aplican ciertas restricciones sobre el tamaño nominal de tubería (NPS) que se puede pasar a través de paredes y edificios. En el caso del propano en particular, el BIP se puede ejecutar desde un tanque (o cilindro) exterior siempre que esté bien protegido de la intemperie y que exista un tipo de protección contra la corrosión de tipo ánodo cuando la tubería se va a instalar bajo tierra.
Los tubos de cobre se utilizan con mayor frecuencia para el suministro de agua fría y caliente y como línea de refrigerante en sistemas HVAC. Hay dos tipos básicos de tubos de cobre, cobre blando y cobre rígido. Los tubos de cobre se unen mediante una conexión abocardada, una conexión por compresión o soldadura. El cobre ofrece un alto nivel de resistencia a la corrosión, pero se está volviendo muy costoso.
Los tubos de cobre blandos (o dúctiles) se pueden doblar fácilmente para sortear los obstáculos en el camino del tubo. Si bien el endurecimiento por trabajo del proceso de trefilado utilizado para dimensionar los tubos hace que el cobre sea duro/rígido, se recoce cuidadosamente para ablandarlo nuevamente; por lo tanto, es más caro de producir que los tubos de cobre rígidos no recocidos. Se puede unir mediante cualquiera de los tres métodos utilizados para el cobre rígido y es el único tipo de tubo de cobre adecuado para conexiones abocardadas. El cobre blando es la opción más popular para las líneas de refrigerante en sistemas de aire acondicionado divididos y bombas de calor.
Las conexiones abocardadas requieren que el extremo de una sección de tubería se extienda hacia afuera en forma de campana usando una herramienta abocardada . Luego, una tuerca abocinada comprime este extremo en forma de campana sobre un conector macho. Las conexiones abocardadas son un método que requiere mucha mano de obra para realizar conexiones, pero son bastante confiables a lo largo de muchos años.
El cobre rígido es una opción popular para las líneas de agua. Se une mediante unión por sudor, compresión o engarzado/prensado. El cobre rígido, rígido debido al endurecimiento por trabajo del proceso de trefilado, no se puede doblar y debe utilizar codos para rodear esquinas o obstáculos. Si se calienta y se deja enfriar lentamente, lo que se denomina recocido , el cobre rígido se ablanda y se puede doblar/formar sin agrietarse.
Los accesorios para soldar son lisos y se deslizan fácilmente en el extremo de una sección de tubo. Tanto los extremos macho como hembra de la tubería o de los conectores de tubería se limpian a fondo y luego se recubren con fundente para asegurarse de que no haya óxido en la superficie y para garantizar que la soldadura se adhiera correctamente al metal base. Luego se calienta la unión con un soplete y se funde soldadura en la conexión. Cuando la soldadura se enfría, forma una unión muy fuerte que puede durar décadas. El cobre rígido conectado por soldadura es la opción más popular para las líneas de suministro de agua en edificios modernos. En situaciones en las que se deben realizar muchas conexiones a la vez (como en las tuberías de un edificio nuevo), la soldadura ofrece una unión mucho más rápida y menos costosa que los accesorios de compresión o abocardados. El término sudoración se utiliza a veces para describir el proceso de soldar tuberías.
Los accesorios de compresión utilizan un anillo termoplástico o de metal blando (el anillo de compresión o "virola") que se aprieta sobre la tubería y dentro del accesorio mediante una tuerca de compresión. El metal blando se adapta a la superficie del tubo y del accesorio y crea un sello. Las conexiones de compresión no suelen tener la larga vida útil que ofrecen las conexiones de sudor, pero en muchos casos son ventajosas porque son fáciles de fabricar con herramientas básicas. Una desventaja de las conexiones de compresión es que tardan más en fabricarse que el sudor y, a veces, es necesario volver a apretarlas con el tiempo para detener las fugas.
Las conexiones engarzadas o prensadas utilizan accesorios de cobre especiales que están conectados permanentemente a tubos de cobre rígidos con un engarzador motorizado. Los racores especiales, fabricados con sellador ya en su interior, se deslizan sobre el tubo a conectar. Se utilizan miles de libras de fuerza por pulgada cuadrada de presión para deformar el accesorio y comprimir el sellador contra el tubo de cobre interior, creando un sello hermético. Las ventajas de este método son:
Las desventajas son:
A veces se utiliza aluminio debido a su bajo costo, resistencia a la corrosión y a los solventes y su ductilidad. El tubo de aluminio es más deseable que el acero para el transporte de disolventes inflamables, ya que no puede generar chispas cuando se manipula. Los tubos de aluminio se pueden conectar mediante accesorios abocardados o de compresión, o se pueden soldar mediante procesos TIG o heliarco .
Los tubos de vidrio templado se utilizan para aplicaciones especializadas, como líquidos corrosivos , desechos médicos o de laboratorio o fabricación farmacéutica . Las conexiones generalmente se realizan utilizando juntas especializadas o accesorios con junta tórica.
Tuberías de plástico utilizadas en la fabricación.
Los accesorios para tuberías de plástico incluyen accesorios para tuberías de PVC, moldes para accesorios de tuberías de PP/PPH, tubos de PE y accesorios para tuberías de ABS.
