NTC3871

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NORMA TÉCNICA NTCCOLOMBIANA 3871

2007-05-23

PLÁSTICOS.TUBOS DE FIBRA DE VIDRIO. (RESINATERMOESTABLE REFORZADA CON FIBRA DEVIDRIO) PARA USO EN SISTEMAS A PRESIÓN

E: PLASTICS. FIBERGLASS (GLASS-FIBER-REINFORCED-THERMOSETTING-RESIN) PRESSURE PIPE

CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) a la norma ASTM D3517:2004. Copyright © ASTMInternational. 100 Barr Harbor Drive,West Conshohocken, PA 19429, USA.

DESCRIPTORES: tubos; tubo en fibra de vidrio; tuberíaa presión; acueductos.

I.C.S.: 23.040.30

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproducción Tercera actualizaciónEditada 2007-05-31

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PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismonacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión esfundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor.Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajascompetitivas en los mercados interno y externo.

La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnicaestá garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este últimocaracterizado por la participación del público en general.

La NTC 3871 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2007-05-23.

Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda entodo momento a las necesidades y exigencias actuales.

A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma através de su participación en el Comité Técnico 091 Tuberías, ductos y accesorios de plástico.

ACOPLASTICOS ASESOR EN PLÁSTICOSBSI INSPECTORATE COLOMBIA LTDA.CELPLASTCOLOMBIANA DE EXTRUSION S.A.EXTRUCOLCOMPAÑÍA GENERAL DE PLÁSTICOSCONCONCRETO S.A.DICOL LTDA.TUBOTEC S.A.EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ D.C.

FLOWTITE ANDERCOL S.A.GRICOL S.A.IMEC S.A.PAVCO S.A.PLEXIN LTDA.POLYPROPROCESOS DE PVCPROPILCO S.A.PVC GERFOR S.A.TUBINCOLTUBOS DE OCCIDENTE S.A.

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de lassiguientes empresas:

AGROPLAST LTDA. ALCANOS DE COLOMBIA S.A. E.S.P. AMERICAN PIPECEMENTOS Y SOLVENTESDURMAN ESQUIVELEMPRESA DE ACUEDUCTO Y

SANEAMIENTO BÁSICO DEBARRANCABERMEJA EDASABA E.S.P

EMPRESA DE TELECOMUNICACIONESDE BOGOTÁ. S.A. E.S.P.GAS NATURAL E.S.PGASES DE OCCIDENTE S.A. ESPGASES DEL CARIBE E.S.PGASES DEL NORTE DEL VALLE

GASES DEL QUINDÍOINSPECTORATE COLOMBIA LTDA

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 3871 (Tercera actualización)

CONTENIDO

Página

0. INTRODUCCIÓN..........................................................................................................1

1. OBJETO .......................................................................................................................1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS...................................................................................2

3. TERMINOLOGÍA..........................................................................................................3

3.1 DEFINICIONES ............................................................................................................3

4. CLASIFICACIÓN..........................................................................................................3

4.1 GENERALIDADES.......................................................................................................3

4.2 REQUISITOS DE DESIGNACIÓN ...............................................................................4

5. MATERIALES Y FABRICACIÓN .................................................................................4

5.1 GENERALIDADES.......................................................................................................4

5.2 COMPOSICIÓN DE LA PARED...................................................................................4

5.3 REVESTIMIENTO Y CAPAS DE LA SUPERFICIE .....................................................6

5.4 JUNTAS........................................................................................................................6

5.5 EMPAQUES .................................................................................................................7

6. REQUISITOS................................................................................................................7

6.1 MANO DE OBRA .........................................................................................................7

6.2 DIMENSIONES.............................................................................................................7

6.3 SOLIDEZ ....................................................................................................................10

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Página

6.4 BASE DEL DISEÑO HIDROSTÁTICO.......................................................................10

6.5 RIGIDEZ .....................................................................................................................11

6.6 RESISTENCIA A LA TENSIÓN TANGENCIAL.........................................................12

6.7 HERMETICIDAD DE LA JUNTA................................................................................12

6.8 RESISTENCIA LONGITUDINAL................................................................................14

7. MUESTREO................................................................................................................17

8. MÉTODOS DE ENSAYO............................................................................................17

8.1 DIMENSIONES...........................................................................................................17

8.2 SOLIDEZ ....................................................................................................................18

8.3 PRESIÓN HIDROSTÁTICA A LARGO PLAZO.........................................................18

8.4 RIGIDEZ .....................................................................................................................18

8.5 RESISTENCIA AL ESFUERZO TANGENCIAL.........................................................19

8.6 RESISTENCIA LONGITUDINAL................................................................................20

9. EMPAQUE Y ROTULADO .........................................................................................20

DOCUMENTO DE REFERENCIA..........................................................................................25

ANEXO A (Normativo)............................................................................................................22

APÉNDICE X (Informativo).....................................................................................................24

FIGURAS

Figura 1. Juntas típicas..........................................................................................................6

Figura 2. Montaje del ensayo de resistencia transversal .................................................20

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Página

TABLAS

Tabla 1. Requisitos generales de designación para tubos de presión defibra de vidrio..........................................................................................................................5

Tabla 2. Diámetros internos (DI) nominales y tolerancias para tubos controlados por el diámetro interno .................................................................................................................8

Tabla 3. Diámetros exteriores nominales (DE) y tolerancias .............................................9

Tabla 4. Ensayo de presión hidrostática............................................................................10

Tabla 5. Categorías de presiones hidrostáticas a largo plazo .........................................11

Tabla 6. Rigidez mínima al 5 % de deflexión......................................................................12

Tabla 7. Deflexión del anillo sin daño ni fallas estructurales...........................................12

Tabla 8. Mínima resistencia al esfuerzo tangencial de la pared del tubo........................13

Tabla 9. cargas de ensayo para resistencia diagonal.......................................................15

Tabla 10. Resistencia a la tensión longitudinal de la pared del tubo ..............................16

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TUBOS DE FIBRA DE VIDRIO.(RESINA TERMOESTABLE REFORZADA CON FIBRADE VIDRIO) PARA USO EN SISTEMAS A PRESIÓN

0. INTRODUCCIÓN

Esta norma es idéntica (IDT) a la norma ASTM D3517:2004, con los siguientes cambios quemantienen su identidad:

1) Se dejó el Sistema Internacional de Unidades (SI) como normativo,

2) En el numeral 1.1 se deja con carácter informativo que los requisitos para presionesmayores a 1,72 MPa de diámetros, clases de presión y clases de rigidez diferentes estánestablecidos en la norma AWWA C950,

3) Se coloca la Nota C, aclaratoria en la Tabla 2

1. OBJETO

1.1 Esta norma se refiere a tubos de fibra de vidrio, fabricados en máquina, desde 200 mm(8 pulgadas) hasta 3 700 mm (144 pulgadas), usados en sistemas de presión para transporte deagua que operan a presiones internas de 1,72 MPa (250 psi) o menos. Tanto los tubos de resinatermoestable reforzados con fibra de vidrio (RTRP) como los tubos de mortero con polímeroreforzado con fibra de vidrio (RPMP) se consideran tubos de fibra de vidrio. Aunque esta normaestá destinada principalmente para tubos que son instalados en aplicaciones subterráneas, suuso se puede extender, pero no limitar, a otras instalaciones para hincado, revestir túneles y

rehabilitar el revestimiento de líneas de tubería existentes. Para diámetros, clases de presión y clasesde rigidez diferentes a los establecidos en esta norma, se debe consultar la norma AWWA C950.

NOTA 1 Para propósitos de esta norma, no se incluyen polímeros naturales.

1.2 Los valores presentados en unidades del sistema internacional se deben considerar comonormativos. Los valores indicados entre paréntesis tienen carácter informativo.

NOTA 2 No existe una norma ISO similar o equivalente.

1.3 La siguiente advertencia de seguridad sólo se refiere a la sección de métodos deensayo, numeral 8 de esta norma: Esta norma no intenta presentar todos los problemas de

seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer lasprácticas de seguridad y salud apropiadas y determinar la aplicabilidad de las limitacionesreglamentarias antes de su utilización.

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2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación deeste documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada.Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado

(incluida cualquier corrección).

NTC 174, Concretos. Especificaciones de los agregados para concreto.(ASTM C33).

NTC 595, Plásticos. Método de ensayo para determinar propiedades de tensión en plásticos.(ASTM D 638).

NTC 2536, Sellos elastoméricos. Empaques para unión de tubos plásticos (ASTM F477)

NTC 3201, Métodos de ensayos normalizados para determinar las propiedades de flexión deplásticos reforzados y no reforzados y de materiales aislantes eléctricos.(ASTM D790)

NTC 3254, Determinación de las características de carga exterior de tubos plásticos por mediode placas paralelas (ASTM D2412).

NTC 3870, Plásticos. Tubos de fibra de vidrio (resina termoestable reforzada con fibra de vidrio)para uso en sistemas de alcantarillado (ASTM D3262)

NTC 3917, Plásticos. Método para obtener una base del diseño hidrostático a presión para tubos yaccesorios de fibra de vidrio. Resina termoestable reforzada con fibra de vidrio.(ASTM D2992)

NTC 4392, Método de ensayo para determinar la resistencia a la tensión aparente del anillo o deplásticos tubulares y plásticos reforzados mediante el método de disco muescado.(ASTM D2290).

ASTM D695, Test Method for Flexural Properties of Rigid Plastics.

ASTM D883, Terminology Relating to Plastics.

ASTM D1600, Terminology for Abbreviated Terms Relating to Plastics.

ASTM D2584, Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins.

ASTM D3567, Practice for Determining Dimensions of Fiberglass" (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pipe and Fittings.

ASTM D3892, Practice for Packaging/Packing of Plastics.

ASTM D4161, Specification for "Fiberglass" (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) PipeJoints Using Flexible Elastomeric Seals.

ASTM F412, Terminology Relating to Plastic Piping Systems.

AWWA C-950, Glass-Fiber Reinforced Thermosetting Resin Pressure Pipe

ISO 1172, Textile Glass Reinforced Plastics - Determination of Loss on Ignition

NSF 61, Drinking Water System Components. Health Effects

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3. TERMINOLOGÍA

3.1 DEFINICIONES

3.1.1 Generalidades

Las definiciones están de acuerdo con las normas ASTM D883 y ASTM F412, y las siglas con lanorma ASTM D1600, a menos que se indique lo contrario.

3.2 DESCRIPCIÓN DE TÉRMINOS ESPECÍFICOS DE ESTA NORMA

3.2.1 Capa superficial. Capa de resina, con o sin relleno o refuerzo, o ambos, aplicada sobre lasuperficie externa de la pared estructural de un tubo.

3.2.2 Ensayo de calificación. Uno o más ensayos para probar el diseño de un producto. No es unensayo rutinario de control de calidad.

3.2.3 Junta flexible. Junta que permite desplazamiento axial o rotación, o ambos.

3.2.4 Junta rígida. Junta que no permite desplazamiento axial o rotación.

3.2.5 Revestimiento. Capa de resina, con o sin relleno o refuerzo, o ambos, que forma lasuperficie interna del tubo.

3.2.6 Tubo de fibra de vidrio. Producto tubular que contiene refuerzos de fibra de vidrio incrustadosen resina termoestable curada o rodeados por este elemento. La estructura compuesta puedecontener relleno aglomerado, granulado o rellenos en forma laminar, agentes tixotrópicos, pigmentoso colorantes. Se pueden incluir películas o revestimientos termoplásticos o termoestables.

3.2.7 Tubo de mortero de polímero reforzado (RPMP). Tubo de fibra de vidrio con rellenoaglomerado.

3.2.8 Tubo de resina termoestable reforzada (RTRP). Tubo de fibra de vidrio sin rellenoaglomerado.

4. CLASIFICACIÓN

4.1 GENERALIDADES

Esta norma comprende tubos de fibra de vidrio para presión, definidos según las materias primas enla pared estructural (tipo) y el revestimiento, el material de la capa superficial (grado), la presión deoperación (clase) y la rigidez del tubo. En la Tabla 1 se presentan los tipos, revestimientos, grados yrigidez comprendidos.

NOTA 3 Es posible que en el comercio no se encuentren todas las combinaciones posibles de tipos, revestimientos,grados y rigidez. Se pueden agregar tipos, revestimientos, grados y rigidez adicionales a medida que comienzan a ser comercialmente disponibles. Es conveniente que el comprador determine por sí mismo o consulte con el fabricante laclase, tipo, revestimiento, grado y rigidez adecuados de los tubos que se van a usar, bajo las condiciones de instalacióny operación que existan en el proyecto donde se van a utilizar.

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4.2 REQUISITOS DE DESIGNACIÓN

El código de designación de los materiales de los tubos debe estar conformado por ladesignación de la NTC 3871 (ASTM D3517) seguida por el tipo, revestimiento y grado ennúmeros arábigos, clase con la letra C y dos o tres números arábigos, y la rigidez del tubo con una

letra mayúscula. La Tabla 1 presenta un resumen de los requisitos de designación. Por tanto, uncódigo completo del material debe estar compuesto por la NTC 3871 (ASTM D3517), tresnúmeros, C y dos o tres números, y una letra mayúscula.

NOTA 4 Algunos ejemplos de códigos de designación son los siguientes:

(1) NTC 3871 (ASTM D3517) -1-1-3-C50-A para un tubo de mortero de resina de poliéster y relleno aglomerado,reforzado con fibra de vidrio con un revestimiento termoestable reforzado, una resina de poliéster sin refuerzoy una capa superficial de arena, para operación a 345 kPa (50 psi), y una rigidez mínima de 62 kPa (9 psi).

(2) NTC 3871 (ASTM D3517) -4-2-6-C200-C para un tubo de resina epóxica reforzada con fibra de vidrio, con unrevestimiento termoestable no reforzado, sin capa superficial, para operación a 1 380 kPa (200 psi), yuna rigidez mínima de 248 kPa (36 psi).

NOTA 5 Aunque el manual de “Forma y Estilo para Normas ASTM ” pide que la clasificación de tipos sea en númerosromanos, se reconoce que pocas empresas tienen equipos para este estilo de letras, y por tanto es aceptable marcar eltipo de producto en números arábigos.

5. MATERIALES Y FABRICACIÓN

5.1 GENERALIDADES

Las resinas, refuerzos, colorantes, rellenos y otros materiales, al combinarse como una estructuracompuesta, deben producir un tubo que cumpla los requisitos de desempeño de esta norma.

5.2 COMPOSICIÓN DE LA PARED

La composición estructural básica de la pared debe ser: una resina termoestable, refuerzo defibra de vidrio y, de usarse, un relleno aglomerado.

5.2.1 Resina

Una resina termoestable epóxica o de poliéster, con o sin relleno.

5.2.2 Refuerzo

Fibra de vidrio de grado comercial Tipo E, con un acabado compatible con la resina usada.

5.2.3 Agregado

Arena de sílice que cumpla con los requisitos de la NTC 174 (ASTM C33), excepto que no seaplican los requisitos de gradación.

NOTA 6 Es conveniente que los tubos de fibra de vidrio destinados para el transporte de agua potable se evalúen ycertifiquen como seguros para este propósito por una agencia de ensayo aceptable ante la autoridad sanitaria local. Laevaluación debe hacerse de acuerdo con los requisitos para extracción química, sabor y olor que no sean menosseveros que aquellos incluidos en la Norma 61 de la National Sanitation Foundation (NSF ). El sello o la marca dellaboratorio que realiza la evaluación se debería incluir en los tubos de fibra de vidrio.

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Tabla 1. Requisitos generales de designación para tubos de presión de fibra de vi

Orden dedesignación

PropiedadLímites de celda (A)

1 2

1 TipoMortero con resina de poliéster B termoestable

reforzada con fibra de vidrio (Poliéster RPMP)B Resina de poliéster

termoestable reforzadacon fibra de vidrioB (Poliéster RTRP)B

Mortero con resina epócon fib

(Epo

1 2

2 Revestimiento Revestimiento termoestable reforzado Revestimientotermoestable sin

refuerzo

Revestimie

1 2 3 4

3 Grado Capa superficial deresina poliéster

reforzadaB

capa superficial deresina poliéster sin

refuerzo B

resina de poliéster ycapa superficial conarena sin refuerzo B

capa superficial deresina epóxica

reforzada

4 ClaseC C50 C75 C100 C125 C150 C175

5Rigidez del tubo

kPa (psi)

A

62 (9)

B

124 (18)

C

248 (36)

NOTA A El formato de celda tipo, suministra el medio de identificación y especificación de los materiales del tubo. Sin embarformato, ya que se pueden seleccionar combinaciones de propiedades no obtenibles, si el usuario no está familiarizado corecomienda consultar al fabricante.

NOTAB Para propósitos de esta norma, el poliéster incluye resinas de vinil éster.

NOTA C Con base en la presión de operación en psig (numerales).

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5.3 REVESTIMIENTO Y CAPAS DE LA SUPERFICIE

Un revestimiento o capa superficial o ambas, cuando son incorporadas dentro del tubo o sobre él,deben cumplir los requisitos estructurales de esta norma.

5.4 JUNTAS

Los tubos deben tener un sistema de juntas que evite la fuga del fluido para la condición deservicio prevista. Un tipo particular de junta puede ser restringida o no restringida y flexible orígida dependiendo de la configuración específica y las condiciones de diseño.

5.4.1 No restringidas

Juntas de tubos capaces de soportar la presión interna pero no las fuerzas de tensiónlongitudinales.

5.4.1.1 Juntas de Acoples o de tipo campana y espigo con empaquetaduras, con una ranura ya

sea sobre el espigo o dentro de la campana para retener un empaque elastomérico que debe ser el único elemento de la junta que suministre hermeticidad. En la Figura 1 se pueden observar mayores detalles sobre juntas típicas.

Figura 1. Juntas típicas

5.4.1.2 Junta de acoples mecánicos, con sellos elastoméricos

5.4.1.3 Junta a tope, con laminado superpuesto.

5.4.1.4 Junta bridada, tanto de anillo integral como suelto.

5.4.2 Restringidas

Juntas de tubos capaces de soportar presiones internas y fuerzas de tensión longitudinales.

5.4.2.1 Juntas similares a las del numeral 5.4.1.1, con elementos de sujeción suplementarios.

5.4.2.2 Junta a tope, con laminado superpuesto.

5.4.2.3 Campana y espigo, con laminado superpuesto.

5.4.2.4 Campana y espigo, unidos con adhesivos. Se permiten tres tipos de juntas unidas conadhesivo en esta norma, así:

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5.4.2.4.1 Campana y espigo ahusados. Una junta adhesiva que se fabrica con una “boca” ahusada para usarla en conjunto con un espigo ahusado y un adhesivo apropiado.

5.4.2.4.2 Campana y espigo rectos. Una junta adhesiva que se fabrica con una “boca” noahusada para usarla en conjunto con un espigo no ahusado y un adhesivo apropiado.

5.4.2.4.3 Campana ahusada y espigo recto. Una junta adhesiva que se fabrica con una “boca” ahusada para usarla en conjunto con un espigo no ahusado y un adhesivo apropiado.

5.4.2.5 Junta bridada, tanto con empaque integral como suelto

5.4.2.6 Acople mecánico. Acople sellado con elastómero con elementos de restricciónsuplementarios

5.4.2.7 Juntas roscadas

NOTA 7 Otros tipos de juntas se pueden adicionar a medida que se consigan comercialmente.

NOTA 8 Típicamente, las juntas restringidas incrementan las cargas de servicio en la tubería más que las juntas norestringidas. Se advierte al comprador que tenga en cuenta todas las condiciones que pueden ser encontradas antes deservicio y que consulte al fabricante acerca de lo apropiado de un tipo y clase particular de tubería para el servicio consistemas de juntas restringidas.

5.5 EMPAQUES

Cuando se utilicen empaques elastoméricos, deben cumplir los requisitos de la NTC 2536(ASTM F477).

6. REQUISITOS

6.1 MANO DE OBRA

6.1.1 Todos los tubos deben estar libres de cualquier defecto, incluyendo hendiduras,delaminación, burbujas, agujeros, ranuras, grietas, ampollas, inclusiones de materiales extraños yáreas pobres de resina, que, debido a su naturaleza, grado o extensión, afecten nocivamente laresistencia y capacidad de servicio de los tubos. Los tubos deben ser uniformes según seapráctico comercialmente, en cuanto a color, opacidad, densidad y otras propiedades físicas.

6.1.2 La superficie interna de cada tubo debe estar libre de protuberancias, abolladuras u otros defectosque den como resultado una variación del diámetro interno mayor de 3,2 mm (1/8 de pulgada) del

obtenido en porciones adyacentes no afectadas de la superficie. Ningún refuerzo de fibra de vidrio debepenetrar la superficie interna de la pared de los tubos.

6.1.3 Las superficies de sellado de las juntas deben estar libres de abolladuras, ranuras u otrasirregularidades que afecten la integridad de las juntas.

6.2 DIMENSIONES

6.2.1 Diámetros de los tubos

Los tubos se deben suministrar en los diámetros nominales presentados en las Tablas 2 ó 3. Lastolerancias de los diámetros de los tubos se presentan en las Tablas 2 ó 3, cuando se miden de

acuerdo con el numeral 8.1.1.

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Tabla 2. Diámetros internos (DI) nominales y tolerancias para tuboscontrolados por el diámetro interno

Sistema libra-pulgada Unidades del SI

Intervalo DIB, mmDiámetronominal A, C pulgadas

Tolerancias,pulgadas

Diámetro

nominalmétrico B, C

mm mínimo máximo

ToleranciaB

sobre el DIdeclarado,

mm

(8)

(10)

(12)

(14)

(15)

(16)

(18)

(20)

(21)

(24)

(27)

(30)

(33)

(36)

(39)

(42)

(45)

(48)

(51)(54)

(60)

(66)

(72)

(78)

(84)

(90)

(96)

(102)

(108)

(114)

(120)

(132)

(144)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,25)

(±0,27)

(±0,30)

(±0,33)

(±0,36)

(±0,39)

(±0,42)

(±0,45)

(±0,48)

(±0,51)(±0,54)

(±0,60)

(±0,66)

(±0,72)

(±0,78)

(±0,84)

(±0,90)

(±0,96)

(±1,00)

(±1,00)

(±1,00)

(±1,00)

(±1,00)

(±1,00)

200

250

300

400

500

600

700

800

900

1 000

1 200

1 400

1 600

1 800

2 000

{2 200}

2 400

{2 600}

2 800{3 000}

3 200

{3 400}

3 600

{3 800}

4 000

...

...

...

...

...

...

...

...

196

246

296

396

496

595

695

795

895

995

1 195

1 395

1 595

1 795

1 995

2 195

2 395

2 595

2 7952 995

3 195

3 395

3 595

3 795

3 995

...

...

...

...

...

...

...

...

204

255

306

408

510

612

714

816

918

1 020

1 220

1 420

1 620

1 820

2 020

2 220

2 420

2 620

2 8203 020

3 220

3 420

3 620

3 820

4 020

...

...

...

...

...

...

...

...

±1,5

±1,5

±1,8

±2,4

±3,0

±3,6

±4,2

±4,2

±4,2

±5,0

±5,0

±5,0

±5,0

±5,0

±5,0

±6,0

±6,0

±6,0

±6,0±6,0

±7,0

±7,0

±7,0

±7,0

±7,0

...

...

...

...

...

...

...

...

ALos diámetros internos diferentes a aquellos mostrados se permitirán por acuerdo entrecomprador y proveedor.

BLos valores se tomaron de los documentos de ISO. Las cifras entre corchetes indicandiámetros no-preferidos.

C Las columnas “Diámetro nominal pulgadas” y “Diámetro métrico nominal mm” sonindependientes entre sí; por lo tanto, no se debe tomar el diámetro nominal en pulgadascomo equivalente al diámetro métrico nominal de la misma fila, ni viceversa.

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Tabla 3. Diámetros exteriores nominales (DE) y tolerancias

Tamañonominal del

tubo,

pulgadas

DE equivalenteen tubería deacero (IPS),

pulgadas

Tolerancia,pulgadas

DE equivalente entubería de hierro

fundido, pulgadasTolerancia, pulgadas

(8)

(10)

(12)

(14)

(16)

(18)(20)(24)(30)(36)(42)(48)(54)(60)

(8,625)

(10,750)

(12,750)

(14,000)

(16,000)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

(+0,086)(-0,040)(+0,108)(-0,048)(+0,128)(-0,056)(+0,140)(-0,062)(+0,160)(-0,070)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

(9,05)

(11,10)

(13,20)

(15,30)

(17,40)

(19,50)(21,60)(25,80)(32,00)(38,30)(44,50)(50,80)(57,56)(61,61)

(± 0,06)

(+ 0,05)(- 0,08)

(+ 0,08)(- 0,06)

Tamañotuberíasistemamétrico,

mm

Equivalentetubería hierro

dúctil, mm

Tolerancia

superior,mm

Toleranciainferior, mm

DEInternacio

nal,mm

Toleranciasuperior, mm

Tolerancia

inferior , mm

200250300350400450500600

222,0271,8323,8375,7426,6477,6529,5632,5

+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0

0,0-0,2-0,3-0,3-0,3-0,4-0,4-0,5

...

...310361412463514616718820924

1 026...

1 2291 4341 6381 8422 0462 2502 4532 658

2 6813 066

...

...+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0

...+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0+1,0

+1,0+1,0

...

...-1,0-1,2-1,4-1,6-1,8-2,0-2,2-2,4-2,6-2,6...

-2,6-2,8-2,8-3,0-3,0-3,2-3,4-3,6

-3,8-4,0

6.2.2 Longitudes

Los tubos se deben suministrar en longitudes nominales de 3,05 m, 6,10 m, 12,19 m y 18,29 m(10 pies, 20 pies, 30 pies, 40 pies y 60 pies). El tramo de instalación real debe ser la longitudnominal ± 51 mm (± 2 pulgadas), al medirla de acuerdo con el numeral 8.1.2. Por lo menos el90 % de la longitud total en milímetros de cualquier tamaño y clase, excepto las longitudes depedidos especiales, se debe suministrar en las longitudes nominales especificadas por elcomprador. Si se suministran longitudes aleatorias, no deben variar de las longitudes nominalesen más de 1,53 m (5 pies), ó 25 %, la que sea menor.

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6.2.3 Espesor de la pared

El promedio del espesor de la pared del tubo no debe ser inferior al espesor nominal de la paredespecificado por el fabricante en el momento de la compra, y el espesor mínimo de la pared encualquier punto no debe ser menor del 87,5 % del espesor nominal de la pared, cuando se mide

de acuerdo con el numeral 8.1.3.

6.2.4 Perpendicularidad de los extremos de los tubos

Todos los puntos alrededor de los extremos de cada unidad deben estar dentro de ± 6,4 mm(± 1/4 de pulgada) ó ± 0,5 % del diámetro nominal del tubo, el que sea mayor, a un planoperpendicular del eje longitudinal del tubo, cuando se mide de acuerdo con el numeral 8.1.4.

6.3 SOLIDEZ

A menos que se acuerde algo diferente entre el comprador y el proveedor, se debe ensayar hidrostáticamente cada tramo de tubo hasta de 1 370 mm (54 pulgadas) de diámetro sin que se

presenten fugas ni grietas, a las presiones internas de pruebas hidrostáticas especificadas segúnla clase aplicable en la Tabla 4, cuando se ensayen de acuerdo con el numeral 8.2. En cuantoa tamaños mayores de 1 370 mm (54 pulgadas), la frecuencia de las pruebas hidrostáticas defugas se debe acordar entre el comprador y el proveedor.

Tabla 4. Ensayo de presión hidrostática

ClaseEnsayo de presión

hidrostática,manométrica, kPa (psi)

C50C75

C100C125C150C175C200C225C250

689 (100)1 034 (150)

1 379 (200)1 723 (250)2 068 (300)2 412 (350)2 757 (400)3 102 (450)3 445 (500)

6.4 BASE DEL DISEÑO HIDROSTÁTICO

6.4.1 Presión hidrostática a largo plazo

Las clases de presión se deben basar en los datos de presión hidrostática a largo plazoobtenidos de acuerdo con el numeral 8.3 y categorizar de acuerdo con la Tabla 5. Las clases depresión se basan en resistencias extrapoladas a 50 años. En cuanto a las tuberías sometidas acargas longitudinales o doblado circunferencial, se debe considerar el efecto de estascondiciones sobre la clasificación de la presión de diseño hidrostático del tubo.

6.4.2 Requisitos de control

Los especímenes de tubos se deben ensayar periódicamente de acuerdo con los procedimientosde la NTC 3917 (ASTM D2992).

NOTA 9 La base del diseño hidrostático (HDB - valor extrapolado a 50 años) determinada de acuerdo con elProcedimiento A de la NTC 3917 (ASTM D2992), puede sustituir la evaluación del Procedimiento B exigida en el

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numeral 8.3. Generalmente se acepta que el valor del Procedimiento A HDB multiplicado por 3 es equivalente al valor del Procedimiento B HDB.

Tabla 5. Categorías de presiones hidrostáticas a largo plazo

Clase

Valores mínimos calculados de

presión manométricahidrostática a largo plazo,

kPa (psi)C50C75C100C125C150C175C200C225C250

621 (90)931 (135)

1 241 (180)1 551 (225)1 862 (270)2 172 (315)2 482 (360)2 792 (405)3 103 (450)

6.5 RIGIDEZ

Cada tramo de tubo debe tener suficiente resistencia para exhibir la rigidez mínima (F/Δy)especificada en la Tabla 6, al ensayarlo de acuerdo con el numeral 8.4. Al nivel de flexión A de laTabla 7, el espécimen no debe presentar daño visible evidenciado por grietas en la superficie. Enel nivel de flexión B de la Tabla 7, no debe haber indicación alguna de daño estructural,evidenciado por separación entre láminas, separación del revestimiento o de la capa superficial(si la hay) de la pared estructural, fallas de tensión del refuerzo de fibra de vidrio, y fractura opandeo de la pared del tubo.

NOTA 10 Esta es una observación visual (hecha a simple vista) solamente para propósitos de control de calidad, yno es conveniente considerarla como un ensayo de servicio simulado. Los valores de la Tabla 7 se basan en un límite

de deflexión a largo plazo en uso, del 5 % y brindan un margen de seguridad apropiado para todos los valores derigidez del tubo. Como los valores de rigidez del tubo (F/Δy) que aparecen en la Tabla 6 varían, el porcentaje dedeflexión del tubo en un conjunto dado de condiciones de instalación no es constante para todos los tubos. Para evitar posibles malas aplicaciones, es necesario analizar todas las condiciones que pueden afectar el desempeño de latubería instalada.

6.5.1 Para otros niveles de rigidez, los valores apropiados para las deflexiones de nivel A y B(véase la Tabla 7) se pueden calcular como sigue:

33,072

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ =

tubodel rigidez Nuevatubodel rígideznuevaunaa A Nivel (9)

Nivel B a una nueva rigidez del tubo = nuevo nivel A ÷ 0,6

6.5.2 Ya que los productos pueden usar límites de un nivel de deflexión a largo plazo diferentedel 5 %, las deflexiones de nivel A y B (véase la Tabla 7) se pueden ajustar proporcionalmentepara mantener márgenes de seguridad en usos equivalentes. Por ejemplo, una deflexión límite alargo plazo del 4 % daría como resultado una reducción del 20 % de las deflexiones del nivel A yB, mientras que una deflexión límite del 6 % da como resultado un incremento en el 20 % en losvalores de deflexión en los niveles A y B. Sin embargo, los valores mínimos para las deflexiones delnivel A y B deben ser equivalentes a las deformaciones del 0,6 % y 1,0 % respectivamente (como secalcula en la ecuación X.1.4 en el Apéndice X.1 de la NTC 3870 (ASTM D3262).

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Tabla 6. Rigidez mínima al 5 % de deflexión

Rigidez del tubo, kPa (psi)Designación

Diámetronominal,pulgadas

A B C D

8

10

12 y mayores

...

...

62 (9)

...

124 (18)

124 (18)

248 (36)

248 (36)

248 (36)

496 (72)

496 (72)

496 (72)

Tabla 7. Deflexión del anillo sin daño ni fallas estructurales

Rigidez nominal del tubo, kPa (psi)

62 (9) 124 (18) 248 (36) 496 (72)

Nivel A

Nivel B

18 %

30 %

15 %

25 %

12 %

20 %

9 %

15 %

6.6 RESISTENCIA A LA TENSIÓN TANGENCIAL

Toda los tubos fabricados de acuerdo con esta norma debe cumplir o exceder la resistencia alesfuerzo tangencial presentada para cada tamaño y clase en la Tabla 8, cuando se ensaye deacuerdo con el numeral 8.5.

6.6.1 Requisitos alternativos

Cuando se acuerde entre el comprador y el proveedor, la mínima resistencia al esfuerzotangencial se debe determinar de acuerdo con el numeral 8.5.1.

6.7 HERMETICIDAD DE LA JUNTA

Las juntas de los tubos deben cumplir los requisitos de desempeño de la sección de la norma ASTM D4161. Las juntas no restringidas deben ser probadas en condición de cierre de extremofijo, y las juntas restringidas deben ser probadas en una condición de cierre de extremo libre. Las juntas rígidas deben estar exentas de los requisitos de flexiones angulares de la norma ASTM D4161.Las juntas rígidas típicamente incluyen juntas a tope con laminado superpuesto, juntas campana yespigo con laminado superpuesto, bridas, juntas campana y espigo unidas con adhesivo y roscadas.

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Tabla 8. Mínima resistencia al esfuerzo tangencial de la pared del tubo

Unidades libra- pulgada

Resistencia al esfuerzo tangencial, libra/pulgada, anchoDiámetronominal

pulgadas C50 C75 C100 C125 C150 C175 C200 C225 C250

(8)(10)(12)(14)(15)(16)(18)(20)(21)(24)(27)(30)(33)(36)(39)(42)(45)(48)

(54)(60)(66)(72)(78)(84)(90)(96)

(102)(108)(120)(132)(144)

(800)(1 000)(1 200)(1 400)(1 500)(1 600)(1 800)(2 000)(2 100)(2 400)(2 700)(3 000)(3 300)(3 600)(3 900)(4 200)(4 500)(4 800)

(5 400)(6 000)(6 600)(7 200)(7 800)(8 400)(9 000)(9 600)

(10 200)(10 800)(12 000)(13 200)(14 400)

(1 200)(1 500)(1 800)(2 100)(2 250)(2 400)(2 700)(3 000)(3 150)(3 600)(4 050)(4 500)(4 950)(5 400)(5 850)(6 300)(6 750)(7 200)

(8 100)(9 000)(9 900)

(10 800)(11 700)(12 600)(13 500)(14 400)(15 300)(16 200)(18 000)(19 800)(21 600)

(1 600)(2 000)(2 400)(2 800)(3 000)(3 200)(3 600)(4 000)(4 200)(4 800)(5 400)(6 000)(6 600)(7 200)(7 800)(8 400)(9 000)(9 600)

(10 800)(12 000)(13 200)(14 400)(15 600)(16 800)(18 000)(19 200)(20 400)(21 600)(24 000)(26 400)(28 800)

(2 000)(2 500)(3 000)(3 500)(3 750)(4 000)(4 500)(5 000)(5 250)(6 000)(6 750)(7 500)(8 250)(9 000)(9 750)

(10 500)(11 250)(12 000)

(13 500)(15 000)(16 500)(18 000)(19 500)(21 000)(22 500)(24 000)(25 500)(27 000)(30 000)(33 000)(36 000)

(2 400)(3 000)(3 600)(4 200)(4 500)(4 800)(5 400)(6 000)(6 300)(7 200)(8 100)(9 000)(9 900)

(10 800)(11 700)(12 600)(13 500)(14 400)

(16 200)(18 000)(19 800)(21 600)(23 400)(25 200)(27 000)(28 800)(30 600)(32 400)(36 000)(39 600)(43 200)

(2 800)(3 500)(4 200)(4 900)(5 250)(5 600)(6 300)(7 000)(7 350)(8 400)(9 450)

(10 500)(11 450)(12 600)(13 650)(14 700)(15 750)(16 800)

(18 900)(21 000)(23 100)(25 200)(27 300)(29 400)(31 500)(33 600)(35 700)(37 800)(42 000)(46 200)(50 400)

(3 200)(4 000)(4 800)(5 600)(6 000)(6 400)(7 200)(8 000)(8 400)(9 600)

(10 800)(12 000)(13 200)(14 400)(15 600)(16 800)(18 000)(19 200)

(21 600)(24 000)(26 400)(28 800)(31 200)(33 600)(36 000)(38 400)(40 800)(43 200)(48 000)(52 800)(57 600)

(3 600)(4 500)(5 400)(6 300)(6 750)(7 200)(8 100)(9 000)(9 450)

(10 800)(12 150)(13 500)(14 850)(16 200)(17 550)(18 900)(20 250)(21 600)

(24 300)(27 000)(29 700)(32 400)(35 100)(37 800)(40 500)(43 200)(45 900)(48 600)(54 000)(59 400)(64 800)

(4 000)(5 000)(6 000)(7 000)(7 500)(8 000)(9 000)

(10 000)(10 500)(12 000)(13 500)(15 000)(16 500)(18 000)(19 500)(21 000)(22 500)(24 000)

(27 000)(30 000)(33 000)(36 000)(39 000)(42 000)(45 000)(48 000)(51 000)(54 000)(60 000)(66 000)(72 000)

Unidades del SI

Resistencia al esfuerzo tangencial, (kN/m), anchoDiámetronominalpulgadas C50 C75 C100 C125 C150 C175 C200 C225 C250

(8)(10)(12)(14)(15)(16)(18)(20)(21)(24)(27)(30)(33)(36)(39)(42)(45)

(48)(54)(60)(66)(72)(78)(84)(90)(96)

(102)(108)(120)(132)(144)

140175210245263280315350368420473525578630683735788

840945

1 0501 1551 2601 3651 4701 5751 6801 7851 8902 1002 3102 520

210263315368394420473525552630709788866945

1 0241 1031 181

1 2601 4181 5751 7331 8902 0482 2052 3632 5202 6782 8353 1503 4653 780

280350420490525560630700735840945

1 0501 1551 2601 3651 4701 575

1 6801 8902 1002 3102 5202 7302 9403 1503 3603 5703 7804 2004 6205 040

350438525613656700788875919

1 0501 1811 3131 4441 5751 7061 8381 969

2 1002 3632 6252 8883 1503 4133 6753 9384 2004 4634 7255 2505 7756 300

420525630735788840945

1 0501 1031 2601 4181 5751 7331 8902 0482 2052 363

2 5202 8353 1503 4653 7804 0954 4104 7255 0405 3555 6706 3006 9307 560

490613735858919980

1 1031 2251 2871 4701 6541 8382 0042 2052 3892 5732 756

2 9403 3083 6754 0434 4104 7785 1455 5135 8806 2486 6157 3508 0858 820

560700840980

1 0501 1201 2261 4001 4701 6801 8902 1002 3102 5202 7302 9403 150

3 3603 7804 2004 6205 0405 4605 8806 3006 7207 1407 5608 4009 240

10 800

630788945

1 1031 1811 2601 4181 5751 6541 8902 1262 3632 5992 8353 0713 3083 544

3 7804 2534 7255 1985 6706 1436 6157 0887 5608 0338 5059 450

10 39511 340

700875

1 0501 2251 3131 4001 5751 7501 8382 1002 3632 6252 8883 1503 4133 6753 938

4 2004 7255 2505 7756 3006 8257 3507 8758 4008 9259 450

10 50011 55012 600

NOTA Los valores en esta tabla son iguales a 2PD, donde P es la clase de presión en psi y D es el diámetro nominal

en pulgadas.

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6.8 RESISTENCIA LONGITUDINAL

6.8.1 Los tubos con tamaños de hasta 686 mm (27 pulgadas), deben de soportar, sin fallas, lascargas transversales especificadas en la Tabla 9, al ensayarlas de acuerdo con el numeral 8.6.1.En los tubos mayores de 686 mm (27 pulgadas) y alternativamente para tamaños más pequeños,

la tensión diagonal se demuestra con ensayos de tensión y de compresión realizados de acuerdocon el numeral 8.6.2 y 8.6.3, respectivamente, para los especímenes de la pared de tubosorientados en dirección longitudinal, usando las resistencias mínimas de tensión y compresiónespecificadas en la Tabla 9.

6.8.2 Resistencia a la tensión longitudinal

Toda la tubería fabricada de acuerdo con esta norma debe tener una elongación axial mínima enla falla de 0,25 % y debe cumplir o superar la resistencia a la tensión longitudinal presentada paracada tamaño y clase en la Tabla 10, al ensayarlos según el numeral 8.6.2.

NOTA 11 Los valores de la Tabla 10 son los criterios mínimos de los productos para cumplir con esta norma. Es

posible que los valores no sean indicadores de la resistencia axial de algunos productos o la requerida por algunascondiciones de instalación y configuraciones de juntas.

6.8.3 Una vez cumplidos los requisitos del numeral 6.8.1, se deben cumplir los requisitos delnumeral 6.8.2 para aquellos tamaños y clases de tubos donde los valores mínimos de resistenciaa la tensión longitudinal de la Tabla 9 son iguales a los valores de la Tabla 10. Una vez cumplidoslos requisitos del numeral 6.8.2, se deben satisfacer los requisitos de resistencia a la tensiónlongitudinal del numeral 6.8.1.

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Tabla 9. Cargas de ensayo para resistencia diagonal

Carga diagonal,(P)

Resistencia a la tensiónlongitudinal mínima, por unidad de circunferencia

Resistencia a lacompresión longitudinal

por unidad decircunferencia

Diámetronominal,

pulgadas libra-fuerza

kNlibra-

fuerza/pulgada

kN/mlibra-fuerza/

pulgadakN/m

(8)

(10)

(12)

(14)

(15)

(16)

(18)

(20)

(21)(24)

(27)

(30)

(33)

(36)

(39)

(42)

(45)

(48)

(51)(54)

(60)

(66)

(72)

(78)

(84)

(90)

(96)

(102)

(108)

(114)

(120)

(132)

(144)

(800)

(1 200)

(1 600)

(2 200)

(2 600)

(3 000)

(4 000)

(4 400)

(5 000)(6 400)

(8 000)

..

...

...

...

...

...

...

......

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

3,6

5,3

7,1

9,8

11,6

13,3

17,8

19,6

22,228,5

35,6

...

...

...

...

...

...

...

......

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)(580)

(580)

(580)

(640)

(700)

(780)

(800)

(860)

(920)

(980)(1 040)

(1 140)

(1 260)

(1 360)

(1 480)

(1 600)

(1 720)

(1 840)

(1 940)

(2 060)

(2 180)

(2 280)

(2 520)

(2 740)

102

102

102

102

102

102

102

102

102102

102

102

111

122

137

140

150

161

171182

200

220

238

260

280

301

322

340

360

382

400

440

480

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)

(580)(580)

(580)

(580)

(640)

(700)

(780)

(800)

(860)

(920)

(980)(1 040)

(1 140)

(1 260)

(1 360)

(1 480)

(1 600)

(1 720)

(1 840)

(1 940)

(2 060)

(2 180)

(2 280)

(2 520)

(2 740)

102

102

102

102

102

102

102

102

102102

102

102

111

122

137

140

150

161

171182

200

220

238

260

280

301

322

340

360

382

400

440

480

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Tabla 10. Resistencia a la tensión longitudinal de la pared del tubo

Unidades libra-pulgada

Resistencia a la tensión longitudinal, libra-fuerza/pulgada de la circunferenciaDiámetronominalpulgada C50 C75 C100 C125 C150 C175 C200 C225 C250

(8)(10)(12)(14)(15)(16)(18)(20)(21)(24)(27)(30)(33)(36)(39)(42)(45)(48)(51)(54)(60)(66)(72)(78)(84)(90)(96)

(102)(108)(114)(120)(132)(144)

(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(580)(640)(700)(780)(800)(860)(920)(980)

(1 040)(1 140)(1 260)(1 360)(1 480)(1 600)(1 720)(1 840)(1 940)(2 060)(2 180)(2 280)(2 520)(2 740)

(580)(580)(580)(580)(580)(580)(600)(580)(580)(608)(683)(714)(785)(857)(928)(999)(999)

(1 045)(1 110)(1 176)(1 306)(1 437)(1 567)(1 580)(1 701)(1 823)(1 944)(2 066)(2 191)(2 309)(2 430)(2 673)(2 918)

(580)(580)(580)(580)(580)(580)(608)(675)(709)(810)(911)(952)

(1 047)(1 142)(1 237)(1 332)(1 332)(1 393)(1 480)(1 567)(1 742)(1 916)(2 090)(2 106)(2 268)(2 430)(2 592)(2 754)(2 916)(3 078)(3 240)(3 564)(3 888)

(580)(580)(580)(626)(671)(716)(759)(844)(886)

(1 012)(1 139)(1 190)(1 309)(1 428)(1 547)(1 666)(1 666)(1 742)(1 850)(1 959)(2 177)(2 395)(2 612)(2 633)(2 835)(3 038)(3 240)(3 443)(3 645)(3 848)(4 050)(4 455)(4 860)

(580)(580)(644)(751)(805)(859)(911)

(1 013)(1 063)(1 215)(1 367)(1 428)(1 570)(1 713)(1 856)(1 998)(1 998)(2 090)(2 220)(2 351)(2 612)(2 873)(3 135)(3 159)(3 402)(3 645)(3 888)(4 131)(4 374)(4 617)(4 860)(5 340)(5 832)

(580)(580)(644)(751)(805)(859)(911)

(1 013)(1 063)(1 215)(1 367)(1 428)(1 570)(1 713)(1 856)(1 998)(1 998)(2 090)(2 220)(2 351)(2 612)(2 873)(3 135)(3 159)(3 402)(3 645)(3 888)(4 131)(4 374)(4 617)(4 860)(5 340)(5 832)

(580)(580)(697)(813)(870)(929)(972)

(1 080)(1 134)(1 296)(1 458)(1 499)(1 648)(1 798)(1 948)(2 098)(2 126)(2 268)(2 410)(2 552)(2 835)(3 119)(3 402)(3 475)(3 742)(4 010)(4 277)(4 544)(4 811)(5 079)(5 346)(5 881)(6 415)

(580)(653)(784)(914)(980)

(1 045)(1 094)(1 215)(1 276)(1 458)(1 644)(1 686)(1 854)(2 023)(2 192)(2 360)(2 392)(2 552)(2 711)(2 876)(3 189)(3 508)(3 827)(3 909)(4 210)(4 511)(4 811)(5 112)(5 413)(5 714)(6 014)(6 616)(7 217)

(580)(726)(871)

(1 016)(1 089)(1 161)(1 215)(1 350)(1 418)(1 620)(1 823)(1 873)(2 060)(2 248)(2 435)(2 622)(2 658)(2 835)(3 012)(3 189)(3 544)(3 898)(4 253)(4 344)(4 678)(5 012)(5 346)(5 680)(6 014)(6 348)(6 683)(7 351)(8 019)

Unidades SIResistencia a la tensión longitudinal, kN/m de la circunferenciaDiámetro

nominalPulgadas

C50 C75 C100 C125 C150 C175 C200 C225 C250

(8)(10)(12)(14)(15)(16)(18)(20)(21)(24)(27)(30)(33)(36)

(39)(42)(45)(48)(51)(54)(60)(66)(72)(78)(84)(90)(96)

(102)(108)(114)(120)

(132)(144)

102102102102102102102102102102102102111122

137140150161171182200220238260280301322340360382400

440480

102102102102102102102102102106120125137150

163175175183194206229252274277298319340362384404426

468511

102102102102102102106118124142156167183200

217233233244259274305336366369397426454482511539567

624681

102102102110118125133148155177199208229250

271292292305324343381419457461496532567603638674709

780851

102102113132141150160177186213239250275300

325350350366389412457503549553596638681723766809851

9351 021

102102113132141150160177186213239250275300

325350350366389412457503549553596638681723766809851

9351 021

102102122142152163170189199227255263289315

341367372397422447496546596609655702749796843889936

1 0301 123

102114137160172183192213223255288295325354

384413419447475504558614670685737790843895948

1 0011 053

1 1591 264

102127153178191203213236248284319328361394

426459465496527558621683745761819878936995

1 0531 1121 170

1 2871 404

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7. MUESTREO

7.1 Lote. A menos que se acuerde lo contrario entre el cliente y el proveedor, un lote debeconstar de 100 tramos de cada tipo, grado y tamaño de los tubos producidos.

7.2 Ensayos de producción. se selecciona un tubo al azar de cada lote y se toma unespécimen del cuerpo del tubo para determinar la conformidad del material con los requisitosde mano de obra, dimensiones y rigidez, y los de resistencia de los numerales 6.1, 6.2, 6.5 y6,6 respectivamente. A menos que se acuerde algo diferente entre el cliente y el proveedor,todos los tubos (de hasta 1 370 mm (54 pulgadas) de diámetro) deben cumplir los requisitos desolidez del numeral 6.3.

7.3 Ensayos de calificación. No se requiere muestreo para los ensayos de calificación (véaseel numeral 3.2.4), a menos que se acuerde otra cosa entre el comprador y el proveedor. Losensayos de calificación para los cuales se entrega un informe de certificación y ensayo cuando elcomprador lo solicite, incluyen los siguientes temas:

7.3.1 Ensayo de presión hidrostática a largo plazo.

7.3.2 Ensayo de hermeticidad de las juntas (véase el numeral 6.7).

7.3.3 Ensayo de resistencia longitudinal, que incluye:

7.3.3.1 Resistencia diagonal

7.3.3.2 Resistencia a la tensión longitudinal.

7.4 Ensayos de control. Los siguientes ensayos se consideran requisitos de control y sedeben llevar a cabo según lo acordado entre el comprador y el proveedor:

7.4.1 Ensayo de solidez. Tubos de 1 520 mm (60 pulgadas) de diámetro y mayores.

7.4.2 El muestreo y el ensayo para los requisitos de control para la base del diseño hidrostáticose deben llevar a cabo mínimo cada dos años.

7.5 Para pedidos individuales, sólo se realizan aquellos ensayos adicionales y el número deensayos específicamente acordados entre el comprador y el proveedor.

8. MÉTODOS DE ENSAYO

8.1 DIMENSIONES

8.1.1 Diámetros

8.1.1.1 Diámetro interno. Se hacen las mediciones del diámetro interno en un puntoaproximadamente a 152 mm (6 pulgadas) del extremo del tubo, usando una cinta de acero oun micrómetro con graduaciones de 1 mm (1/16 de pulgada) o menos. Se hacen dosmediciones opuesta de 90° en cada punto de medición y se promedian las lecturas.

8.1.1.2 Diámetro externo. La determinación se hace de acuerdo con la norma ASTM D3567.

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8.1.2 Longitud

Se mide con una cinta de acero o regla con graduaciones de 1 mm (1/16 de pulgada) o menos. Secoloca la cinta o regla sobre el tubo o dentro de ella y se mide el tramo total de instalación deltubo.

8.1.3 Espesor de la pared

El espesor se determina de acuerdo con la norma ASTM D3567.

8.1.4 Perpendicularidad de los extremos de los tubos

Se gira el tubo sobre un mandril o muñón y se mide el alcance de los extremos con un indicador de cuadrante. La lectura total indicada es igual al doble de la distancia desde un planoperpendicular al eje longitudinal de los tubos. Alternativamente, cuando la perpendicularidad delos extremos de los tubos se ha logrado rígidamente con herramientas, éstas deben ser verificadas y reinspeccionadas a intervalos lo suficientemente frecuentes para asegurar que la

perpendicularidad de los extremos de los tubos se mantiene dentro de la tolerancia.

8.2 SOLIDEZ

La solidez se determina mediante un procedimiento de prueba hidrostática. Se coloca el tubo enuna máquina de ensayo hidrostático de presión que selle los extremos y no ejerza cargas finales.Se llenan los tubos con agua, evacuando todo el aire y se aplica una presión interna de agua auna tasa uniforme que no exceda 345 kPa/s (50 psi/s) hasta alcanzar la presión de ensayo de laTabla 4 especificada de acuerdo con el numeral 6.3. Se mantiene esta presión por un mínimo de30 s. Los tubos no deben mostrar señales visuales de fugas, filtraciones o fracturas en la paredestructural.

8.3 PRESIÓN HIDROSTÁTICA A LARGO PLAZO

Se determina la presión hidrostática a largo plazo a 50 años, de acuerdo con el Procedimiento Bde la NTC 3917 (ASTM D2992), con las siguientes excepciones permitidas:

8.3.1 El ensayo se realiza a temperatura ambiente, dentro de los límites de 10 °C (50 °F) y 43,5 °C(110 °F). Se debe reportar el intervalo de temperatura experimentado durante los ensayos.

NOTA 12 Los ensayos no indican efectos significativos sobre la presión hidrostática a largo plazo dentro del intervalode temperatura ambiente especificado.

8.3.2 La base del diseño hidrostático para el refuerzo de fibra de vidrio se determina de acuerdo

con el método del Anexo A.1.

8.3.3 La presión hidrostática a largo plazo se calcula por clase, de acuerdo con la Tabla 5. El Anexo A.1.6 explica cómo calcular la presión hidrostática a largo plazo.

8.4 RIGIDEZ

La rigidez de los tubos (F/Δy) al 5 % de deflexión para el espécimen, se determina usando elaparato y procedimiento de la NTC 3254 (ASTM D2412), con las siguientes excepcionespermitidas:

8.4.1 El espesor de la pared se mide con aproximación a 0,25 mm (0,01 pulgada).

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8.4.2 El espécimen se carga hasta una deflexión del 5 % y se registra la carga. Luego se cargael espécimen hasta el nivel de deflexión A de la Tabla 7 y se examina para determinar si haydaños visibles evidenciados por grietas en la superficie. Posteriormente se carga el espécimenhasta el nivel de deflexión B de la Tabla 7 y se examina en busca de evidencia de dañoestructural, especialmente separación interlaminar, separación del revestimiento o de la capa

superficial (si la hay) de la pared estructural, falla de tensión del refuerzo de fibra de vidrio, fisuraso pandeo en la pared de los tubos. Se calcula la rigidez del tubo a 5 % de deflexión.

8.4.3 Para ensayos de producción, es necesario ensayar sólo un espécimen para determinar larigidez del tubo.

8.4.4 La máxima longitud del espécimen debe ser 305 mm (12 pulgadas) o la longitudnecesaria para incluir costillas de refuerzo, si se usan, la que sea mayor.

NOTA 13 Como una alternativa para determinar la rigidez de los tubos usando el equipo y procedimiento de laNTC 3254 (ASTM D2412), el proveedor puede presentar al comprador un método de ensayo y evaluaciónbasados en la NTC 3201 (ASTM D790), que dé cuenta de la sustitución de los especímenes de ensayo curvadosy la medición de la rigidez al 5 % de deflexión.

8.5 RESISTENCIA AL ESFUERZO TANGENCIAL

La resistencia al esfuerzo tangencial se determina de acuerdo con la NTC 4392 (ASTM D2290),excepto que las secciones sobre el equipo y los especímenes de ensayo se pueden modificar para que se ajusten al tamaño de las muestras que se van a ensayar y la tasa máxima de cargano puede exceder 2,54 mm/min (0,10 pulgadas/min). Alternativamente, se puede emplear laNTC 595 (ASTM D638). El ancho de la muestra puede aumentarse para un espesor de la pareden tubos mayores de 14 mm (0,55 pulgadas). Se pueden suministrar medios para reducir almínimo el momento de doblado impuesto durante el ensayo. Se deben cortar tres especímenesde la misma muestra, se registra la carga hasta la falla de cada espécimen y se determina el

ancho del espécimen tan cercano al rompimiento como sea posible. Se utilizan el ancho medidoy la carga hasta la falla para calcular la resistencia al esfuerzo tangencial.

8.5.1 Requisito alternativo para resistencia mínima al esfuerzo tangencial

Como una alternativa, los valores mínimos de resistencia al esfuerzo tangencial se puedendeterminar mediante la siguiente fórmula:

F = (Si / Sr ) (Pr)

en donde

F = mínima resistencia al esfuerzo tangencial requerida, kN/m (libra-fuerza/pulgada),

Si = esfuerzo de tensión tangencial de diseño inicial, kPa (psi),

Sr = esfuerzo de tensión tangencial a la presión operativa nominal, kPa (psi),

P = clase de presión de operación nominal, kPa (psi), y

r = radio interno de los tubos, metros (pulgadas).

NOTA 14 Un valor de F menor de 4 Pr da como resultado un factor de seguridad en carga a corto plazo menor quelos exigidos en la Tabla 8.

El valor de Si se debe establecer considerando las variaciones en la resistencia del refuerzo devidrio y los métodos de fabricación pero, en cualquier caso, no debe ser menor de 95 % delmenor valor de confianza del esfuerzo a 0,1 h, según lo determinado por los ensayos del

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fabricante llevados a cabo de acuerdo con el numeral 6.4. El valor de Sr se debe establecer de labase del diseño hidrostático del fabricante.

8.6 RESISTENCIA LONGITUDINAL

8.6.1 Resistencia diagonal

Se coloca un tramo nominal de 6,1 m (20 pies) de tubo en soportes en cada extremo. Sesostienen los extremos de los tubos durante el ensayo y se aplica la carga transversal para losdiámetros de tubos presentados en la Tabla 9 simultáneamente al tubo por medio de dossoportes localizados cada tercera parte del tubo (véase la Figura 2). Se mantienen las cargasmínimo 10 min sin que haya evidencia de fallas. El aparato de ensayo debe estar diseñado parareducir al mínimo las concentraciones de esfuerzos en los puntos de carga.

L/3 L/3 L/3

Soporte Soporte

Carga (P/2) Carga (P/2)

152 mm (6 pulgadas) ancho x 120° de radiodel soporte total con 6 mm (1

4 de pulgada)almohadilla de caucho rigida (típica)

Figura 2. Montaje del ensayo de resistencia transversal

8.6.2 Resistencia a la tensión longitudinal

Se determina de acuerdo con la NTC 595 (ASTM D638), excepto que no se aplica la disposiciónpara espesor máximo.

8.6.3 Resistencia a la compresión longitudinal

Se determina de acuerdo con la norma ASTM D695.

9. EMPAQUE Y ROTULADO

9.1 Cada tramo del tubo, o parte de él, que cumpla con esta norma, se debe marcar al menosuna vez, con letras de mínimo 12 mm (1/2 de pulgada) de altura y en negrilla, en un tipo y color que permanezca legible en procedimientos de manipulación normal e instalación. El rotuladodebe incluir el tamaño nominal del tubo, el nombre del fabricante o marca registrada, el númerode esta norma, el tipo, revestimiento, grado, clase y rigidez, de acuerdo con el código dedesignación del numeral 4.2.

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9.2 Los tubos para despacho comercial se debe empacar de una manera tal que seaaceptable por transportadores comunes u otros.

9.3 Todos los empaques, embalajes y disposiciones sobre rotulado de la norma ASTM D3892 sedeben aplicar esta norma.

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ANEXO A(Normativo)

A.1 MÉTODO ALTERNATIVO DE DISEÑO HIDROSTÁTICO

A.1.1 Se utilizan los siguientes símbolos:

S = esfuerzo de tensión en el refuerzo de fibra de vidrio en orientación tangencialcorregida para el ángulo de la hélice, psi,

P = presión interna, psig,

P 1 = presión hidrostática a largo plazo, psig,

D = diámetro nominal interior de los tubos, pulgadas.

t h = área transversal real del refuerzo de fibra de vidrio aplicado alrededor de lacircunferencia de los tubos, pulgada2/pulgada.

θ = ángulo del plano entre el refuerzo orientado a la tangente y el eje longitudinal deltubo (ángulo de la hélice), y

HDB = base del diseño hidrostático, psi.

A.1.2 El diseño hidrostático se basa en el esfuerzo de tensión estimado de refuerzo en la pareddel tubo en la orientación circunferencial (tangencial) que ocasionará fallas después de 50 añosde aplicar presión continua, según lo descrito en la NTC 3917 (ASTM D2992), Procedimiento B.

Los requisitos de resistencia se calculan usando solamente la resistencia de los refuerzos devidrio orientados tangencialmente, corregidos para el ángulo de la hélice de las fibras.

A.1.3 Cálculo del esfuerzo tangencial, derivado de la fórmula ISO para esfuerzo tangencial, escomo sigue:

S = PD/2 (t h sen θ)

Este esfuerzo se usa como la ordenada (resistencia a largo plazo) para calcular la línea deregresión y el límite de confianza más bajo, de acuerdo con la NTC 3917 (ASTM D2992), Anexos A.1y A.3.

NOTA A.1.1 El resultado calculado de S se puede multiplicar por el factor 6,895 para convertir de psi a kPa. A.1.4 Base de diseño hidrostático

El valor de S se determina por extrapolación de la línea de regresión hasta 50 años, de acuerdocon la NTC 3917 (ASTM D2992).

A.1.5 Categorías básicas del diseño hidrostático

Se convierte el valor de HDB a presión hidrostática interna en psig, así:

P 1 = 2 (t h sen θ ) (HDB) /D

Los tubos se clasifican de acuerdo con la Tabla A.1.1.

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NOTA A.1.2 El resultado calculado de P1 se puede multiplicar por el factor 6,895 para convertir de psig a kPa.

A.1.6 Clasificación de la presión.

Las clases que aparecen en la Tabla A.1.1 se basan en la presión de trabajo prevista en psig

para condiciones comunes de servicio de agua. El comprador debe determinar la clase de tuberíamás apta paras condiciones de instalación y operación que existan en el proyecto en donde se vaa usar la tubería, multiplicando los valores de P1 de la Tabla A.1.1 por un factor de servicio(diseño) seleccionado para la aplicación, con base en dos grupos generales de condiciones. Elprimer grupo considera las variables de fabricación y ensayo, específicamente las variacionesnormales en el material, fabricación, dimensiones, buenas técnicas de manejo y en losprocedimientos de evaluación de este método. El segundo grupo considera la aplicación o uso,específicamente instalación, ambiente, temperatura, peligro involucrado, vida útil esperada ygrado de confiabilidad seleccionado.

NOTA A.1.3 En esta norma no se pretende presentar factores de servicio (diseño). El factor de servicio (diseño)debe ser seleccionado por el ingeniero de diseño después de evaluar cuidadosamente las condiciones de servicio y las

propiedades de ingeniería del material específico del tubo bajo consideración. Los factores de servicio (diseño)recomendados no son desarrollados ni emitidos por ASTM.

Tabla A.1.1. Categorías de presión hidrostática a largo plazo

ClaseValores mínimos calculados de presión manométrica

hidrostática a largo plazo P1, kPa (psi)

C50

C75

C100

C125

C150

C175

C200

C225

C250

621 (90)

931 (185)

1 241 (180)

1 551 (225)

1 862 (270)

2 172 (315)

2 482 (360)

2 792 (405)

3 103 (450)

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APÉNDICE X(Informativo)

X.1 INSTALACIÓN

X.1.1 Esta norma se refiere a desempeño de material y compras solamente. No incluyerequisitos para diseño de ingeniería, aumento de presión, capas, rellenos, o la relación entre lacarga de tierra y la resistencia del tubo. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que eldesempeño exitoso de este producto depende del tipo apropiado de asiento y rellenos, lascaracterísticas y cuidado del trabajo en campo. Se advierte al comprador de los tubos a presiónde fibra de vidrio especificada aquí, que debe correlacionar apropiadamente los requisitos encampo con los requisitos del tubo y brindar inspección adecuada al área de trabajo.

X.2 MÉTODOS RECOMENDADOS PARA DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE VIDRIO

X.2.1 El contenido de vidrio se determina así:

X.2.1.1 Por análisis de pérdida por ignición, de acuerdo con la norma ASTM D2584 ó ISO 1172.

X.2.1.2 Como control de proceso, por el peso del refuerzo de fibra de vidrio aplicado por lamáquina en la estructura del tubo.

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DOCUMENTO DE REFERENCIA

ASTM INTERNATIONAL. Standard Specification for "Fiberglass" (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pressure Pipe. Philadelphia: ASTM, 2004. 12 p. 2 il. (ASTM D3517:2004)

Documents

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