ELEMENTOS DE TUBERÍAS

I.M.P.SUBDIRECCIÓN DE CAPACITACIÓN

MÉXICO, D.F.

CURSO DEDIBUJO Y DISEÑO

DE TUBERIAS

OBJETIVO:

Esta unidad tiene como propósito, que usted conozca e identifique: lascaracterísticas principales de las conexiones soldables y roscadas, así como tambiénaprenda la simbología elemental para el dibujo de tuberías.

Contenido

2. Conexiones

2.1 Roscadas

2.1.1 Simbología

2.2 Soldables

2.2.1 Simbología

2.3 Laminas de símbolos

2.4 Tablas de dimensiones

2. Conexiones.

Las conexiones (fittings) para tubo son piezas que sirven para unir y formar latubería. Generalmente son piezas de fundición maleable, de fierro o de acero y de aceroforjado. Las conexiones se fabrican roscadas, para soldar y con bridas. Las conexionesmas comunes en tubería son: Codo, Te, Cruz, Ye o Lateral de 45°. Reductoresconcéntrico y excéntrico, reductor bushing, nicle, nicle reductor (swaged nipple), codoreductor, codo de servicio, tapa o cachucha (hembra), tapón (macho), cople, tuercaunión, brida, etc.

Hay codos de 45°, 90° y 180°, estos últimos, también se llaman retornos. Loscodos pueden ser de radio corto o largo. La Te, y Cruz pueden ser de reducción. Enestos casos se menciona primero la abertura más grande, seguida de la del lado opuesto.

El esquema que sigue muestra el orden de especificaciones de los accesorios dereducción. La palabra macho debe seguir a la dimensión de la abertura si ésta ha de sercon rosca externa.

FIG. 7

2.1 Roscadas

La tubería roscada se usa en bajas, medianas y altas presiones, cuando elmantenimiento ha de permitir fáciles conexiones y desconexiones. Los tubos se unenpor medio de coples y para cerrar circuitos o donde quiera que es preciso unir dostramos encontrados se usan las uniones (tuercas de unión), y también se pueden usarcoples de rosca derecha e izquierda (right and left, coupling). Las uniones también seusan próximas a las válvulas que requieren cambios o reparaciones frecuentes para notener que desarmar toda la línea y cuando esta deba quedar preparada para recibir otrostramos o circuitos que se puedan desmontar fácil e independientemente. En general, latubería de pequeños diámetros es roscada. Las conexiones roscadas estándar de hierromaleable (malleable iron) se fabrican lisos o llanos y con nervadura de refuerzo. Losprimeros se usan para bajas presiones, en tuberías de agua, gas, vapor, etc., en lasinstalaciones de plomería de los edificios o en trabajos de similar importancia, comoriego, por ejemplo. Los segundos se usan para presiones de hasta 150# en diámetroshasta de 6", para vapor, aire, agua, gas o aceite. Las conexiones de acero para presionesmayores se fabrican en diámetros desde 1/4" hasta 12".

Los niples, cortos y largos y los recalcados reductores (swaged nipple) se pidenpor el Número de Cédula de los tubos, o bien por el Peso Estándar, extrafuerte, o dobleextra fuerte, grado y especificación ASTM o ASME.

Los coples para 3000# y 6000# son de acero laminado en frió (cold rolled steel)o de acero forjado (forged – steel) al carbón o de aleación (alloy) con 4-6% Cr. ½% Mo.

Las demás conexiones: codo (elbow o ell), te (tee), Ye (lateral), cruz (cross),reductor (reducer), buje (bushing) unión, tapa (cap), tapón (plug), etc., se fabrican de:

Hierro maleable (malleable iron) para presiones de 150#, 300#, y mayores endiámetros pequeños.

Acero al carbón, fundido o vaciado (carbón cast steel) para presiones de 150#,300#, 400#, 600#, 1000#, 2000#.

Acero al carbón, forjado (forged carbon steel) para presiones de 300#, 600#,900#…… 2000#, 3000#, 6000#.

Acero de aleación fundido o vaciado (alloy cast steel) con 4-6% Cr. y ½% Mo.Para presiones de 600#, 900#.

Acero de aleación forjado (forged alloy steel) con 4-6% Cr. y ½% Mo. Parapresiones de 2000#, 3000#, 6000#.

2.1.1 Simbología

La tubería roscada, como la soldada y con bridas, puede dibujarse en dos formas:con una línea o unificar y con dos líneas o bifilar. En general la tubería hasta de 1½" seprefiere dibujarla en forma unificar, aun en dibujos detallados, reservando la formabifilar para diámetros mayores.

a) Simbología Unificar

Esta es la forma más sencilla de representar cualquier tubería y se preferirásiempre que no se trate de hacer un dibujo detallado, con la limitación mencionada en elpárrafo anterior.

En vista frontal de los extremos roscados hembra, o de rosca interior, de unaccesorio, se representan por un pequeño trazo recto transversal al eje de la tubería, máso menos del tamaño del diámetro del tubo o escala.

En planta o en vista lateral, según sea el caso, y de idéntica manera en un corte,las proyecciones del tubo y de las juntas roscadas son circulares cuando siguen ladirección del eje (cuando se ven de punta), y elípticas cuando el eje esta de perfil (noparalelo al plano vertical de proyección).

Los cortes del tubo pueden representarse hachurando todo el círculo del tubo oparte de él encerrada en un trazo en forma de S.

Los reductores, concéntricos y excéntricos, nicle-reductor, cople, tapón y juntade expansión, se representan con una figura plana característica de cada accesorio.

En general todas las conexiones roscadas usadas en las tuberías sonrepresentadas por símbolos o pequeños trazos que se muestran en la Lámina No.1

b) Simbología Bifilar

En esta forma se hacen los dibujos detallados. Las dos líneas que representan eldiámetro del tubo se separan a la escala del dibujo. Los accesorios y válvulas se dibujanen forma característica, sencilla y fácil, pero también se proporcionan a escala,aproximadamente.

Las conexiones roscadas se dibujan con nervadura de refuerzo amplio en losextremos. Las conexiones con rosca interna o hembra, se dibujan con el diámetro delcuerpo ligeramente mayor que el del tubo, y el diámetro de las nervadurascircunferenciales de refuerzo, un poco mayor que el del cuerpo, sin exagerar. Lasconexiones con rosca exterior o macho, como en el caso de los niples y del niplereductor, tienen el diámetro del cuerpo del mismo tamaño que el de los tubos que unen.

Estos símbolos se muestran en la Lámina 2.

2.2 Soldables a tope

La tubería para soldar a tope tiene una gran aplicación en las instalacionespetroleras. Los oleoductos, tubería de campo y plantas de proceso, una gran parte de lostubos de mediano y gran diámetro que se utilizan, soldados a tope, para lo cual tienensus extremos biselados en forma recta a 37 ½° con una parte de cara recta de 1/16" deancho. En líneas de conducción, largas y rectas suelen usarse tubos de 40 pies de largo(double random lengths, maximum 40' long). Los empalmes entre tubos y estos conconexiones se facilitan usando anillos o arillos para soldar (welding rings), que llevanun resalto de forma triangular en la parte media exterior, de las dos partes por soldar

actuando como un resorte. Estos anillos separan conveniente y uniformemente los doselementos para ser punteados con soldadura, eliminando el uso de separadores yfijadores para el punteado.

Este sistema tiene sus ventajas sobre la forma de unir con coples y bridas, entreellas: sencillez en el diseño, espacio más reducido, flujo más eficiente, menor peso,mayor flexibilidad, etc., y aun se dice que al final de cuentas resulta ser la maseconómica.

Sin embargo, la tubería soldada también requiere del uso de bridas para hacerdesconexiones en las tareas de mantenimiento, para conectar válvulas bridadas o paraunir tramos de tubería prefabricada en el taller.

El extremo final de una tubería soldada puede quedar terminado con una bridaciega (blind flange) si ha de continuarse o si hay probabilidad de prolongar la línea, ycon una tapa o cachucha (cap) soldada, si el final es definitivo.

El material con que se fabrican las conexiones para soldar es el mismo con elque se fabrican las conexiones que llevan rosca: Aceros al carbón y de aleación forjadossin costura.

Los fabricantes de las conexiones para soldar Tube Turn de los E.U.A., adoptanuna práctica que nos parece digna de ser emulada, para la identificación de susproductos sueldan a cada conexión, una placa con la marca y datos de tamaño, cedula,espesor de pared y una abreviatura que indica el grado y la especificación del material,como se ve a continuación:

ABREVIATURA SIGNIFICACION

WPA Grado A ASTM Especificación A 106WPB Grado B ASTM Especificación A 106WF Acero Forjado ASTM Especificación A 105 Grados I y IIWR Acero Rolado ASTM Especificación A 70WPI Carbón Molib ASTM Especificación A 206

WRIA Acero Rolado Carbón Molib ASTM A 204, Grado AWRIB Acero Rolado Carbón Molib ASTM A 204, Grado BWFI Acero Forjado Carbón Molib ASTM A 182 F1

WP5a 4-6% Cromo 1/2% Molib. ASTM A 158WP8a 18-8 ASTM A 158WP8b 18-8 con Columbio ASTM Especificación A 158WF5 Acero Forjado 4-6 Cr 1/2% Mo. ASTM A 182WF8 Acero Forjado 18-8 ASTM A 182

Esta lista muestra los materiales y especificaciones para fabricar accesoriossoldados de uso común y para casos especiales y puede ser útil en algún caso deconsulta.

2.2.1 Simbología

Comprende las formas unifilar y bifilar. En tuberías de 1 1/2" y menores se usala forma unifilar, reservándose la forma bifilar para diámetros de 2" y mayores. Para losdibujos no detallados debe preferirse la forma unifilar para cualquier medida de tubo.Los dibujos esquemáticos y en isométrico siempre se dibujan con una línea.

a) Simbología Unifilar

Así como para la tubería roscada el símbolo principal de la junta fue una rayitatransversal al eje, en la tubería soldada el símbolo distintivo es un punto grande, paraindicar la junta soldada.

En una vista de frente de cualquier accesorio, ya sea que sus ramas estén enángulo recto o que formen un ángulo cualquiera, la junta soldada siempre se indicaracon un punto grande. Tratándose de accesorios de reducción, ya sea tes, yes, cruces,reductores, cachucha, etc., se dibuja una figura plana representativa y característica delaccesorio y además se trazan los puntos donde quedan las juntas soldadas.

En una vista en planta, lateral o de corte la proyección del tubo cuyo eje se ve depunta se indicara con un circulo a la escala del dibujo, hachurando su interior, como yase ha dicho, tratándose de un corte. Pero si se trata de un accesorio cuyo eje no se veade punta sino de perfil, como es el caso de los codos de 45° y de las Yes, entonces lasproyecciones de las juntas soldadas tienen la forma de elipses sin adicionar puntos.Puede verse en ésto alguna confusión con la forma de dibujar las juntas roscadas,puesto que son iguales; pero los puntos de las juntas soldadas pero los puntos de lasjuntas soldadas extremas, que sí es necesario indicar, disipan la duda. No está pordemás insistir en el uso de plantillas para trazar pequeños círculos y elipses quefacilitan el trabajo.

En la lámina 3 se muestran los símbolos unifilares de las conexiones máscomunes de la tubería soldada.

b) Simbología Bifilar.

También en este caso las dos líneas que representan el tamaño del tubo seseparan a la escala del dibujo. Los accesorios para soldar se dibujan al mismo diámetrodel tubo adoptando su forma propia o característica. Es conveniente proporcionar susmedidas principales a escala, para lo cual se hace uso de tablas detalladas a propósito.La junta soldada es la línea que limita la dimensión de la rama del accesorio sinninguna otra indicación. La tubería soldada es la más sencilla de expresarse en dibujo.

En las vistas de planta y lateral de accesorios cu-yas ramas están en ángulo recto,la junta soldada se proyecta como una recta y las que forman un ángulo diferente seproyectan en forma semielíptica, cuidando que la concavidad de la curva correspondacomo se ve sobre el objeto.

Los símbolos bifilares de la conexión de accesorios más comunes para soldar semuestran en la lámina 4.

2.3 Láminas de símbolos

Lámina 1Conexiones rascadasSímbolos unifilares

Lámina 2Conexiones roscadasSímbolos bifilares

Lámina 3Conexiones soldables a topeSímbolos unifilares

Lámina 4Conexiones soldables a topeSímbolos bifilares

2.4 Tablas de dimensiones

Tabla VIII 4 hojasConexiones roscadasTamaños y dimensiones

Tabla IX 6 hojasConexiones soldables a topeTamaños y dimensiones

IMPCAPACITACION

CONEXIONES SOLDABLES A TOPESIMBOLOS UNIFILARES

LAMINA 3Hoja 1 de 1

CODO DE 90° CODO DE 45° TE

CRUZ YE REDUCTORES

IMPCAPACITACION

ACCESORIOS ROSCADOSSIMBOLOS BIFILARES

LAMINA 2Hoja 1 de 1

CODO DE 90° CODO DE 45°

TE CRUZ

YE NIPLE REDUCTOR REDUCTORES

IMPCAPACITACION

CONEXIONES SOLDABLES A TOPESIMBOLOS UNIFILARES

LAMINA 3Hoja 1 de 1

CODO DE 90° CODO DE 45° TE

CRUZ YE TE CON SALIDA REDUCIDA

CODOREDUCTOR DE

90°

CODO BASEJUNTA

SOLDADASOLDADURA

DE CAMPOCODO DE

RADIOCORTO

CODO DERADIOLARGO

INSERTO REDUCTORCONCENTRICO

REDUCTOREXCENTRIC

O

LINEA QUECONTINUA

CACHUCHA R.C ó R.L.RETORNO

180°

HACIA ABAJO HACIAARRIBA

HACIA ABAJO HACIAARRIBA

HACIA ABAJO HACIAARRIBA

CODOS CON SALIDA LATERAL CODOS VUELTOS TE CON SALIDA

CODO JIBADO TE CON DOSREDUCTORES

IMPCAPACITACION

CONEXIONES SOLDABLES A TOPESIMBOLOS BIFILARES

LAMINA 4Hoja 1 de 1

CODO DE 90° CODO DE 45°

TE CRUZ

TE REDUCTORES SOLDADURA DECAMPO

IMPCAPACITACION

CONEXIONES ROSCADASTAMAÑOS Y DIMENSIONES

TABLA VIIIHoja 1 de 4

IMPCAPACITACION

CONEXIONES ROSCADASTAMAÑOS Y DIMENSIONES

TABLA VIIIHoja 2 de 4

IMPCAPACITACION

CONEXIONES ROSCADASTAMAÑOS Y DIMENSIONES

TABLA VIIIHoja 3de 4

Nota: Las dimensiones A.C.M. de las conexiones reductoras corresponden a su tamaño nominal mayor

IMPCAPACITACION

CONEXIONES ROSCADASTAMAÑOS Y DIMENSIONES

TABLA VIIIHoja 4de 4