ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 37Ing. Rubn E RollinoParte 3D DI IS SE E O OP PO OR RP PR RE ES SI I N NY YR RE EQ QU UE ER RI IM MI IE EN NT TO OS SD DE E F FL LU UI ID DO OD Di is se e o o P Po or r P Pr re es si i n n. .DIAPOSITIVA POWER POINT N 17ASME B31.3 Rollino 17 Diseo por Presin. Diseo por Presin.I In nt tr ro od du uc cc ci i n nLos componentes fabricados de acuerdo a las especificaciones y normas listadas en la tabla 326.1 debenserconsideradosaptosparaelusodentrodelosratingsestablecidos,deacuerdocon302.1.Lassiguientes reglas (304) son para el diseo de componentes no cubiertos en la tabla 326.1, pero puedenser utilizadas tambin para un diseo especial o ms riguroso de esos componentes.Los diseos deben ser verificados para las cargas enumeradas en 301. (las que sean aplicables)Estapartedelcursoserefierealaparte2delcaptuloIIdelcdigo.Enestasetratanloscriteriosyrequerimientosparaeldiseodecomponentesdetuberaporpresin,incluyendofrmulas,datosyreferenciasaplicables para los siguientes tipos de componentes estndar y especiales:Tubos rectosTubos curvadosDerivaciones / ConexionesPiezas a gajos.FijacionesTapas y cierres.Bridas y Placas ciegas.ReduccionesOtros componentes retenedores de presinAnlisis de componentes de tuberasASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 38Ing. Rubn E RollinoDIAPOSITIVA POWER POINT N 18ASME B31.3 Rollino 18Tubos rectos.Tubos curvados.Derivaciones / Conexiones.Piezas a gajos.Fijaciones.Tapas y cierres.Bridas y Placas ciegas.Reducciones y otros componentes.Anlisis de componentes de tuberas.T Tu ub bo os s r re ec ct to os s b ba aj jo o p pr re es si i n n i in nt te er rn na a. . ( ( 3 30 04 4) )SLIDE POWER POINT N 19ASME B31.3 Rollino 19Clculo de espesores de tubos Clculo de espesores de tubosTubos sometidos a Presin interna.tm= t + c (Mnimo espesor de paredconsiderandola tolerancia de fabricacin y los sobreespesores)tm = . PD._ . 2(SE+PY)Minimo espesor de pared..El mnimo espesor de pared(T) considerando la tolerancia de fabricacin y los sobreespesores debidosa corrosin, erosin, roscado, doblado, resistencia mecnica, etc. no debe ser menor al determinado deaucerdo a las siguiente frmula: (2).tm = t + c (2)tm= Mnimo espesor de paredconsiderando la tolerancia de fabricacin y los sobreespesores debidos acorrosin, erosin, roscado, doblado, resistencia mecnica, etc.T = Mnimo espesor de parded debido a diso por presin. (Calculado ppara presin interna o externade acxuerdo a304.1.2 or P304.1.3)P = Presin de diseo interna. (gage), psig (kPa)c = Suma de tolerancias (sobreespesores)mecnicasenin,(mm)(Profundidad derosca;dimensinhdeASMEB1.20.1oequivalenteyprofundidaddeentallado)mscorrosinyerosin.Parasuperficiesmaquinadasdondenoseespecificatolerancia,debeasumirsecomo0.5mm(0.02in.,adems de la profundidad del corte.T = Espesor de pared del tubo ( Medido o mnimo de aucerdo a especificacin)d = Dimetro interior del tubo, in. (mm) (Maximo valor admitido por especificacin)D = Dimetro exterior del tubo, in. (mm) (Medido o listado en especificacin)E = Factor de calidad ( Tablas A-1A or A-1B)ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 39Ing. Rubn E RollinoS = Valores de tensin de tablas A-1.Y = Coeficiente de tabla 304.1.1. (t< D/6 y materiales mostrados.) Parat > D/6;Y=d + 2c)/ (D + d + 2c)a) Para t < D/6, el espesor minimo debe calcularse con la ecuacin (3a) o (3b)(3a)(3b)b) Para t > D/6 o para P/*SE > 0.385, el clculo de de espesor mnimo requiere consideraciones especiales talescomo teora de fallas, ifectos de fatiga y tensiones trmicas.TABLA 304.1.1 (A)VALORES DE y PARA t < D/6Menor a )Temperatura. 900 950 1000 1050 1100 1150 F and upMenor aTemperatura. 482 510 538 566 593 621 C and upFerritic steels 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7Austenitic steels 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7Oher Ductile metals 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4Cast Iron 0.0NOTA GENERAL: Puede efectuarse interpolacin entre valores de temperatura intermedia.T Tu ub bo os s r re ec ct to os s b ba aj jo o p pr re es si i n n e ex xt te er rn na a ( ( 3 30 04 4. .1 1. .3 3) ). .( ) PY SEPDt+=2[ ] ) 1 ( 2) (Y P SEsc d Pt +=[ ] ) 1 ( 2) 2 (Y P SEc d Pt +=ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 40Ing. Rubn E RollinoLadeterminacindeespesordeparedyrigidizacindebeserdeacuerdoconASMEBPVCSeccinVIII, divisin 1,UG-28 a 30. Aplicando excepciones y requerimientos especficos de 304.1.3.DIAPOSITIVA POWER POINT N 20ASME B31.3 Rollino 20Clculo de espesores de tubos Clculo de espesores de tubosTubos sometidos a Presin externa.Determinacin de espesor de pared yrigidizacinde acuerdo con ASME BPVCSeccin VIII, div. 1,UG-28 a 30.Aplicando excepciones y requerimientosespecficos de 304.1.3.T Tu ub bo os s c cu ur rv va ad do os s y y p pi ie ez za as s a a g ga aj jo os s ( ( M Mi it te er rs s) ) ( ( 3 30 04 4. .2 2) )SLIDE POWER POINT N 21ASME B31.3 Rollino 21Fig 304.2.1 Nomenclatura para tubos curvados (Nomenclature For Pipe Bends)Intrados R1ExtradosDIAPOSITIVA POWER POINT N 22ASME B31.3 Rollino 22Fig 304.2.3Nomenclatura para Piezas a Gajos(Nomenclature For Miter Bends)DTM r2SR1ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 41Ing. Rubn E RollinoDIAPOSITIVA POWER POINT N 23ASME B31.3 Rollino 23Tubos curvados y piezas a gajosTubos curvados: El espesor mnimo no debeser menor al requerido para un tubo recto.Codos: Deben estar listados o ser calificados.Piezas a gajos:El pargrafo 304.2.3 da losrequerimientos aplicables para su diseo. Tubos curvados y a gajos sometidos a Tubos curvados y a gajos sometidos apresin externa presin externa: Pueden calcularse igual quetubo recto.Los tubos curvados estn sujetos a las siguinentes limitaciones:T Tu ub bo os s c cu ur rv va ad do os s. .El espesor mnimo tm despues de doblado, debe ser como mnimo igual al calculado para tubos rectos(ecuacin 2), y debe determinarse de acuerdoa la ecuacin (3c)(3c)Siendo I=1.0 para la seccin del tubo en coincidencia con la fibra neutra y:(3d) Para la superficie en coincidenciacon la fibra interior (Intrados):(3e) Para la superficie en coincidenciacon la fibra exterior(Extrados):Siendo R1 = Radio de curvado.La variacin de espesor entre las superficies interior (intrados) y exterior (extrados) de curvad, debe sergradual.Losrequerimientosdeespesorseaplicanalaseccincoincidenteconlapartemediadelacurva (/2). El mnimo espesor no debe ser menor que el requerido para tubo recto.[ ] PY I SEPDt+=) / ( 22 ) / ( 4) 1 ) / ( 411=D RD RI2 ) / ( 4) 1 ) / ( 411++=D RD RIASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 42Ing. Rubn E RollinoLossiguientessonsobreespesoresrecomendadosporelASMEB31.1paraadicionarenlaseleccindeltubodemaneradequeluegodeladelgazamientoproducidoduranteelcurvadosemanengaelespesor nimo requerido.. Se incluyen solo como ilustracin pno obstante que esta informacin no estcontenida en el ASME B31.3:"Latabla102.4.5esunaguaparaeldiseadorcuandodebeespecificarelespesordeparedparacomprar la caera. El mnimo espesor indicado en la tabla debera ser suficiente para doblado y ancumplir los requerimientos de espesor mnimo de 104.1.2.A."TABLA 102.4.5. (B31.1)Radio de doblado Espesorrecomendadoantesdedoblado (Mnimo)6 dimetros de cao o mayor 1.06 tm5 dimetros de cao 1.08 tm4 dimetros de cao 1.14 tm3 dimetros de cao 1.25 tmCodos:Loscodosquenoestndeacuerdoalasespecificacionesdelatabla326.1and303debensercalificados de acuerdo a lo indicado para componentes y elementos no listados en (304.7.2)P Pi ie ez za as s a a g ga aj jo os s. . ( (M Mi it te er r B Be en nd ds s) )Un cambio de direccin de ngulo(offset) de3 gradoso menor ( en figura 304.2.3) no requiere serconsiderado como pieza a gajos. (Miter bend)Paragrafos304.2.3.aybdnrequerimientosyecuacionesdeclculoaplicablesapiezasagajosIntradosFig 304.2.1 Nomenclatura para tubos curvados (Nomenclature For Pipe Bends)Extrados R1ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 43Ing. Rubn E Rollinosimples y mltiples. (Multiple and Single Miter Bends)a) Codos de secciones mltiples:Lamximapresin admisibledebesermenorquelacalculdadeacuerdoalasecuaciones(4a)o(4b)(No aplicables para > 22,5 grados)(4a)(4b)b) Codos de seccin simple.Lamximapresininternaadmisiblecon < 22,5grados,debecalcularseconlaecuacin(4a).Para > 22,5 grados debe utilizarse la ecuacin (4c)(4c) + =) ( tan 643 . 0 ) () (2 2 c T r c Tc Trc T SEPm =) 12 12 2 5 . 0 () (r Rr Rrc T SEPm + =) ( tan 25 . 1 ) () (2 2 c T r c Tc Trc T SEPmFig 304.2.3 Nomenclatura para Piezas a Gajos (Nomenclature For Miter Bends)DTM r2SR1ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 44Ing. Rubn E Rollinoc) El espesor T del tubo utilizado en las ecuaciones 4a, 4b y 4c , debe extenderse al menos una distanciaM desde el ltimo quiebre interior en cada extremo. Siendo M el mayor de 2.5 (r2T) 0.5 o tan (R1 - r2)Las abreviaturas no definidas anteriormente corresponden a:Pm : Presin mxima admisible para codos a gajos. (en secciones)r2 : Radio medio del tubo utilizando espesor nominalR1 : Radio efectivo del codo, definido como la distancia ms corta desde del eje del tubo hasta el puntode interseccin de los planos de las secciones adyacentes.T : Espesor del tubo del codo (Medido o segn especificacin) :Angulo del corte del gajo (Seccin) :Angulo de cambio de direccin del gajo (Seccin) = 2Para aplicaciones de este Cdigo, el valor de R1 no debe ser mayor al calculado con la ecuacin (5)(5) R1= (A/ tan ) + ( D/2)Donde A tiene el siguiente valor emprico:Unidades mtricas (SI) Unidades U.S.(T - c) mm A (T - c), mm A< 13 25 < 0.5 1.013 < (T - c) < 22 2 (T-c) 0.5 < (T - c) < 0.88 2 (T-c)> 22[2 (c)/3] + 30> 0.88[2 (c)/3] + 1.17T Tu ub bo os s c cu ur rv va ad do os s y y a a g ga aj jo os s s so om me et ti id do os s a a p pr re es si i n n e ex xt te er rn na a. (304.2.4)El espesor de pared requerido debe calcularse de la misma forma que para tubos rectos.C Co on ne ex xi io on ne es s e en n d de er ri iv va ac ci i n n. . ( ( 3 30 04 4. .3 3) )DIAPOSITIVA POWER POINT N 24ASME B31.3 Rollino 24Conexiones en derivacin Conexiones en derivacin304.3 refiere a:Mtodos aceptables de ejecucin de conexionesen derivacin.Esfuerzos en conexiones en derivacinConcepto de Area de remplazo:El metal extrado para una abertura debe sercompensado por sobreespesores existentes oreemplazado por un refuerzo adicional.Los cdigos para recipientes a presin y tubera han usado durante muchos aosel concepto del rea deASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 45Ing. Rubn E Rollinoremplazo.Esteconceptorequierequeelmetalextradoparaunaaberturaseacompensadoporsobreespesores existentes en los dos tubos ms los filetes de soldadura oreemplazadopor unrefuerzoadicional dentro de una zona prescrita alrededor de la abertura.Losrequerimientosdadosen304.2.3.2a304.3.4sonaplicablesalasconexionesenderivacinrealizadas de acuerdo a los siguientes mtodos: (Excepto en lo indicado en b) a continuacin)a) Mtodos.Accesorios ( tees, conexiones extruidas, accesorios para salidas en derivacin de acuerdo a MSS SP-97,y otros accesorios estndar para estos fines)Lassalidas estndar forjadas(Ver300.2),fundidaso boquillas forjadasyunionesnosuperioresa3"NPS (DN 80), soldados directamente al tubo principal.Lasoldaduradetubosdederivacindirectamentealatuberaprincipalconosinrefuerzo,comoseindica en 328.5.4Las reglas dadas en 304.2.3.2 a 304.3.4son requerimientos mnimos y se aplican si:Dh/Th < 100) y (Db/Dh 100) and Db < 0.5Dh; > 45El eje del de la derivacin intercepta al eje del tubo principal.Cuando lo indicado en a) y b) no se cumple, el diseo deber ser califacado de acuerdo a 304.7.2.En 304.3.5 hay consideraciones adicionales de diseo.DIAPOSITIVA POWER POINT N 25ASME B31.3 Rollino 25Fig 304.3.3Conexin en derivacinA3d1Tolerancia defabricacinTrDhTh ThthcA2d2Espesor NominalL4tbcTbA1A2d2Eje del tuboTubo PrincipalTolerancia defabricacinTubo de derivacinA3Espesor NominalDbTbA4Limites de lazona de refuerzoE Es sf fu ue er rz zo os s e en n c co on ne ex xi io on ne es s e en n d de er ri iv va ac ci i n n. . ( ( 3 30 04 4. .3 3. .2 2. .) )Las aberturas debilitan la tubera, el espesor del ramal tiene que ser suficiente para tomar la condicindebilitada, el agregado de un refuerzo puede ser requerido, el uso de componentes estndar puede ser enadecuadosin clculos de refuerzo.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 46Ing. Rubn E RollinoEl tamao del refuerzo que es necesario adicionar si no existe suficiente sobreespesor en los tubos ysoldaduras, debe ser determinado de acuerdo con 304.3.3 o 304.3.4.Sinembargoexistenciertostiposdeconexionesenderivacinenlasquepuedeasumirsesinclculo,que tienen suficiente resistencia a la presin interna y externa y/o refuerzo tal como estn construidas sise cumple:a) Conexiones que utilizan un accesorio listado en 303.b) La conexin en derivacin se realiza soldando una cupla roscada o socket weld directamente al tuboprincipal(Ver328.5.4)siemprequeladerivacinnoexcedaDN50(NPS2)(Espesormnimoalmenos igual que el correspondiente tubo no roscado. En caso de accesorios al menos Serie 2000)c) Si se utiliza un accesorio no listado, el material debe estar de acuerdo con los listados en la tabla A-1y la conexin se califica de acuerdo con 304.7.2)R Re ef fu ue er rz zo o d de e c co on ne ex xi io on ne es s e en n d de er ri iv va ac ci i n n. . ( ( 3 30 04 4. .3 3. .3 3) )El rea de refuerzo requerida para una derivacin sometida a presin interna,debe cumplir con:DIAPOSITIVA POWER POINT N 26ASME B31.3 Rollino 26Refuerzo requerido Refuerzo requeridoA1= thd1(2 - seno )A1 < A2 + A3 + A4Zonaderefuerzo:Paralelogramocuyoanchoseextiendehastaunadistanciad2acadaladodelejedeladerivacinycuyaalturacomienzaenlasuperficieinteriorcorrodadelatuberaprincipalhastaunadistanciaL4desdelasuperficieexteriordel tubo principal.TbEspesor NominalTolerancia de fabricacinctbTbDbd1d2 d2Tubo dederivacinA1A3 A3A4A2A2TrL4thcThDhFig 304.3.3 Conexin en derivacinTolerancia de fabricacinTubo PrincipalThEje del tuboLimites de la zona de refuerzoEspesor NominalASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 47Ing. Rubn E RollinoA1 =thd1(2 - seno )( Para derivaciones en ngulo distinto a recto)A1 =thd1( Para conexiones en ngulo recto)ElrefuerzorequeridosepuedeobtenerporcualquiercombinacindereasA2,A3yA4.(Verfigura304.3.3)A1: readelaaberturadeladerivacin.ParaderivacionessometidasapresinexternaA1eslamitaddelvalor calculado de acuerdo a ecuacin (6) utilizando th requerido para presin exterior.A2: rea en exceso en la pared deltubo principal, hasta una distancia A2 = (2d2 d1)(Th th - c).A3reaenexcesoenlapareddeltubodelabifurcacin,hastaunadistanciaL4 deltuboprincipal..=2L4(Tb tb - c)/seno A3: rea correspondiente al metalde soldadura alrededor del dimetro exterior del tubo principaly de labifurcacinyfiletesdefijacindeanillosuotraspiezas(padsandsaddles)derefuerzoorefuerzosintegrales.A4: rea,in2(mm2)correspondienteaotrosmateriales,comosersoldadurasyrefuerzosagregados,comoser anillos, sillas, monturas, etc (Ver 304.3.3.f). El rea de las soldaduras debe tomarse de acuerdo alas dimensiones mnimas indicadas en 328.5.4 a menos que pueda asegurarse que en la prctica se vana lograr dimensiones mayores.Z Zo on na a d de e r re ef fu ue er rz zo o. .La zona de refuerzo es un paralelogramo cuyo ancho se extiende hasta una distancia d2a cada lado delejedeladerivacinycuyaalturacomienzaenlasuperficieinteriorcorrodadelatuberaprincipalhasta una distancia L4 desde la superficie exterior del tubo principal.R Re ef fu ue er rz zo o d de e a ab be er rt tu ur ra as s m m l lt ti ip pl le es sEsaconsejablequelasaberturasmltiplesestnaunadistanciatalquesusrefuerzosnosesuperpongan. Si es necesario una distancia menor, debe tenerse en cuenta lo siguiente:Las aberturas deben reforzarse de acuerdo a los criterios antes indicados, o con un refuerzo combinadoque tenga la misma resistencia que la suma de refuerzos que hubiesen requerido por separado.Ninguna seccindebe ser evaluada ms de una vez como correspondiente a ms de una abertura.Cuandomsquedosaberturasadyacentesestntancercaquesusrefuerzossesolapan,handeserprovistasdeunrefuerzocombinado,ladistanciamnimaentre,deberaseralmenos11/2vecessudimetro promedio y el rea de refuerzo entre ellas debe ser al menos igual al 50% del total requeridoparaesasdosaberturas.Ningunapartedelmaterialderefuerzopuedeconsiderarsemsdeunavez.(Consultar PFI standard ES-7 para detalles de separacin de conexiones soldadas)ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 48Ing. Rubn E RollinoR Re ef fu ue er rz zo o a ag gr re eg ga ad do o. .No deben tener diferencias apreciables de ancho. Pueden fabricarse en ms de una pieza siempre que lasoldaduradeunincubratodoelespeso.Cadapiezadebetenerunagujeroparaventeodurantesoldadura y tratamiento trmico.Elmaterialdelrefuerzo,puedeserdistintoaldeltuboprincipalperocompatiblerespectodesoldabilidad, tratamiento trmico, corrosin galvnica, expansin trmica, etc.reas en: in2 (mm2):Los refuerzos pueden estar formados con materiales de distinta resistencia al de latuberaprincipal.Sielmaterialderefuerzoesdemenortensinadmisible,elreaproporcionadaporeste debe serreducida enformaproporcionala larelacinde tensiones deambos.Encambiosiesdemayor resistencia no puede utilizarse este criterio para aumentar proporcionalmente el rea..Nomenclatura para el Refuerzo de las Conexiones para Ramalesb = subndice que se refiere al ramald1 =longitudefectivaremovidadelatuberaenelramal.Paraconexionesenquelaaberturaesunaproyeccin del tubo de derivacin /Ejemplo derivaciones tubo-tubo), d1 = [ Db - 2(Tb-c) ] /seno d2 = "ancho de la mitad" de la zona de retuerzo = d1 (Tb-c) + (Th-c) + d1/2, el que sea mayor, pero enningn caso mas que Dhh = subndice que se refiere a la tubera principal.L4 = altura de la zona de retuerzo exterior ala tubera principal = 2.5(Th- c); o2.5 (Tb-c) + Tr el quesea menorTb=espesordeltuboramal(medidoomnimosegnlaespecificacindecompra).Exceptoparaconexiones de ramales integrales con accesorios (Ver 300.2). Para tales conexiones el valor de Tb para el usoenlcalculodeL4,d2,yA3,eselespesordelcilindroderetuerzo(mnimosegnespecificacindecompra)siemprequeelespesordelcilindroderefuerzoseauniforme(verlaFiguraK328.5.4)yseextiendaalmenoshasta l limite L4(ver la Figura 304.3.3).Tr = Mnimo espesor del anillo de refuerzo o silla hecha de tubo. (Usar el espesor nominal si es hecho apartir de chapa /lamina) =0, si no existe anillo o silla de retuerzot=Espesordediseodelatuberaporpresin,deacuerdoconlaformulaapropiadaparaclculodeespesoroprocedimientodecalculoenelprrafo304.1.Paralatuberasoldada,cuandoelramalnointerceptalasoldaduralongitudinal,latensinadmisiblebsicaSdeltubo5puedeserusadoenladeterminacindethparaelpropsitodelosclculosderetuerzonicamente.Cuandoelramalintercepta la soldadura longitudinal de la tubera principal, el producto SE (del valor de esfuerzo S y elfactor de calidad de la junta soldada Ej de la Tabla A- lB) deber ser usado en los clculos. El productoSE del ramal deber ser usado en el calculo tb. = El menor ngulo entre los tubos.Otros diseos:Laaptituddeotrostiposderefuerzoaloscualesnosepuedanaplicarlasreglasindicadasanteriormente,debeserdemostradaporensayosdepruebaoaroturasobremodelosaescala,oporclculos avalados por servicio satisfactoriamente de diseos similares.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 49Ing. Rubn E RollinoD De er ri iv va ac ci io on ne es s e ex xt tr ru ui id da as s. . ( ( 3 30 04 4. .3 3. .4 4) )Se define como "Extruded outlet header" como una seccin de tubo de cierta longitud en el cual una omsaberturasparaconexionesenderivacin,hansidoconformadasporextrusin.Lasreglasaquindicadasson requerimientos mnimos y se aplican:La geometra responde a lo mostrado en la figura 304.3.4El eje de la derivacin intercepta en forma normal al del tubo. Si estos requerimientos no se cumplen ocuando debe agregarse refuerzo no integral debe calificarse de acuerdo a 304.7.2.Lasalidaextruda seproyectahastaunadistanciahxdel tubo almenosigualalradio externo rx.(Verfigura304.3.4)A Ar re ea a d de el l r re ef fu ue er rz zo o r re eq qu ue er ri id da a: :Se define como: A1 =K.th.dx(9)Debe cumplirse el siguiente criterio:A2+ A3 + A4 > A1(9a)DondeK Db/Dh1.00 > 0.600.6 + 2/3 Db/Dh 0.15 < Db/Dh < 0.600.70 Db/Dh< 0.15Siendo:A2 = Area dentro de la zona de refuerzo del tubo principal resultante de un exceso de espesor.A2 = (2d2 - tx)(Th - th - c) (10)A3 = Area dentro de la zona de refuerzo de la conexin resultante de un exceso de espesor. A3 = 2L5(Tb - tb - c)(11)A4= Area dentro de la zona de refuerzo resultante de un exceso de espesor en el labio extruido.A4 = 2rx[Tx - tb - c)] (12)Nomenclatura:dx=Dimetrointernodeladerivacinextruida,medidoenlazonadeldimetroexteriordeltuboprincipal.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 50Ing. Rubn E Rollinohx = altura de la derivacin extruida. ( > rx, excepto figura 304.3.4 (b))L5 = Altura del refuerzo d2 = Mitad del ancho de la zona de refuerzo (Igual a dx)rx=Radiodecurvaturadelcontornoexterior,medidoenelplanoquecontienelosejesdeltuboyderivacin y sujeto a las siguientes limitaciones:rx min. = el menor de 0.05Db 38mm (1.5in.)rx max. = 32 mm (1.25in.) para Db < DN 200. (NPS 8)rx max.= 0.1Db + 13 mm(0.5in.) para Db> DN 200 (NPS 8)Para refuerzo de aberturas mltiples, se aplica lo indicado anteriormente.Adems el fabricante es responsable por el establecimiento y marcacin de la presin y temperatura dediseo sobre estas piezas. Tambin debe marcarse el nombre del fabricante o marca y el smbolo B31.3C Co on ns si id de er ra ac ci io on ne es s e es sp pe ec ci ia al le es s d de e d di is se e o o. . ( (3 30 04 4. .3 3. .5 5) )Las siguientes son algunas de las consideraciones especiales para el diseo de conexiones en derivacincontenidas en 304.3.5:Es necesario considerar otras cargas diferentes a la presin, como ser cargas externas, expansintrmica, y las cargas vivas y muertas.Evitar soldar la derivacin directamente a la tubera principal cuando:El tamao del ramal se aproxime al de la tubera principal, particularmente si el tubo principal esde material expandido en fro a ms del 1,5% o sometido a endurecimiento.b b T D L . 7 . 0 5=Fig. 304.3.4 Nomenclatura del tubo con salida extrudaEsta figura ilustra la nomenclatura del para. 304.3.4. No indica detalles completos o un metodo preferido de construccin (Extruded Outlet Header Nomenclature (CONTD)This Figure illustrates the nomenclature of para. 304.3.4. It does not indicate complete details or a preferred method of construction.)Nota general: El esquema es dibujado para la condicion que K=1.00. y dx 0.90ASTM A 376, A 430.d) Cobre y aleaciones de cobre.ASTM B 42, B466.e) Niquel y aleaciones de niquel.ASTM B 161, B 165, B 167, B407f) Aleaciones de aluminio.ASTM B 210 And B 241:0 and H112.A Ac cc ce es so or ri io os s, , c cu ur rv va as s, , p pi ie ez za as s a a g ga aj jo os s, , c co on ne ex xi io on ne es s s so ol ld da ad da as s y y s so ol la ap pa ad da as s. . ( ( 3 30 05 5) )Accesorios especficos: (306.1.3)Salidasdederivacionessoldadasdemarcaregistrada,que satisfaganlaspruebasrequeridas enASMEB16.9, MSS SP 97o BPVC seccin VIII UG-101 mpueden ser usadas dentro de los rating establecidosAccesorios para condiciones ciclicas severas. (306.1.4)Solamente pueden utilizarse lo siguientes accesorios:Forjado;Conformado (Wrought) y con factorEj o Ec > 0.90ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 61Ing. Rubn E RollinoAccesorios que conforman MSS SP-43 y "Type C" lap joint stub-end welding" no deben utilizarse..Tubos curvados. (306.2Si son diseados de acuerdo a 304.2.1 y fabricados de acuerdo con Captulo 332.2.1/2, son aptos parael mismo servicio que el tubo del cual son hechos.Curvascorrugadasyotrostipos.Debensercalificadasparadiseoporpresindeacuerdocon304.7.2). Curvas corrugadas y de pliegues no deben utilizarse para condiciones cclicas severas.Codos a gajos (seccionados). (306.3)Sisonrealizadosdeacuerdocon304.2.2ysoldadosconsiderandolosrequerimientosdelFluidodeservicio aplicables a juntas de unin de tuberas, 311.1, son aptos para el uso con fludo normal.Codos a gajos (seccionados), para Fluido categora D.Codosconcambiodedireccin() enunajunta,mayora45osisonsoldadosdeacuerdoalosrequerimientosespecficosparasoldadurasparaservicioconfludocategoraD(311.2.1)puedenutilizarse solo para servicio con fludo categora D.Codos a gajos (seccionados), para condiciones cclicas severas:Debenserrealizadosdeacuerdoconlosrequerimientosdeparacodosagajosdadosen304.2.3,ysoldadosdeacuerdoconlosrequerimientosestablecidosparasoldadurasparaestetipodeservicio(311.2.2) y tener un ngulo < 22.5.Conexiones en derivacin para condiciones ciclicas severas. (306.5.2)La soldaduradebeestardeacuerdocon 311.2.2 (Soldadurasparacondicionescclicasseveras)ylafabricacin limitada a Figura 328.5.4 D sketch (2) o (4) o Figura 328.5.4.E.DIAPOSITIVA POWER POINT N 32ASME B31.3 Rollino 32Otros componentes Otros componentesLosprrafos307a309indicanlosrequerimientosreferidos a fluido deserviciopara el siguiente tipo de componentes:Vlvulas y componentes especiales.Bridas, Placas ciegas, Caras de bridas yJuntas.Bulonera. (Pernos)V V l lv vu ul la as s y y c co om mp po on ne en nt te es s e es sp pe ec ci ia al le es s. . (307)Una vlvula listada es apta para el servicio con fluido normal. Vlovulas listadas que tenganel boneteaseguradoalcuerpoconmenosdecuatrobulonesocon"U-oobolts"sololpuedenutilizarseparaserviciosconfludoclase"D".(307.2).Losrequerimientostambinseaplicanaotroscomponentescomo ser trampas y filtros.Para las vlvulas no listadas, se aplican losmismosrequerimientosqueparacomponentesnolistados.(302.2.3).ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 62Ing. Rubn E RollinoB Br ri id da as s, , P Pl la ac ca as s c ci ie eg ga as s, , C Ca ar ra as s d de e b br ri id da as s y y J Ju un nt ta as s. . (308)AdemsdeloindicadoenestaparteelCdigorequiereverlasconsideracionesestablecidasenelapndice F. (F308 and F312):Venteo:Debeconsiderarselanecesidaddeproveerunventeoalespacioentrelasdossoldadurasdebridas slip-oncuando sea necesario monitorear prdidas o cuando pueden provocarse fallas en casode que el fludo llene ese espacio.Lostreselementosqueconstituyenlauninbridada(Bridas,juntaybulones),debenserdiseadosyseleccionados de tal forma de asegurar la ausenciadefugas.Lascondicionesdeservicio,incluyendocargas externas, momentosd, aislacin trmica, etc., deben se consideradasEn la instalacin debe considerarse:La condicin de las superficies de sello.La alineacin de las caras de las bridas y el alojamiento de la junta, previo al apriete de los obulones.La implementacin de los procedimientos detorqueado aplicables.Requerimientos especficos para bridas. (308.2.1 to .4)Lasbridasslip-ondebentenerdoblesoldadura(VerFig.328.5.2.B)cuandoenelserviciopuedeproducirsecorrosinsevera,agrietadoocargascclicas;cuandoelfludoestxicoopeligrosopara la salud humana, cuando la temperatura de diseo est por -101C(-150F) o cuando existencondiciones cclicas severas.Elusodebridasslip-ondebeserevitadosimuchosciclosdegranvariacindetemperaturasonesperados. Especialmente si las bridas no estn aisladas.Las bridas Slip-on pueden ser utilizadas como bridas para "Lap joint" solamente como se muestra en latabla 308.2.1 (A menos que el diseo sea calificado de acuerdo con304.5.1. ( Para requerimientosespecficos de diseo y fabricacin : Ver 308.2.1)BridasSocket,Roscadasyparauninexpandida,estnsujetasalosmismosrequerimientosquelasjuntas de unin del mismo tipo. (311.2.4, 314.4 and 313)AmenosqueseapliquenlassalvaguardasdelapndiceG),unabridaquedebaserusadabajocondiciones cclicas, debe ser del tipo "Welding Neck" de acuerdo ASME B16.5 o ASME B16.47.(O de similares proporciones de acuerdo con304.5.1)Las caras de las bridas deben ser aptas para el servicio previsto y para las juntas y bulones empleados.Lasjuntasdebenserseleccionadasdeformatalquelascargasrequeridassobreelasientoseancompatibles con elrating,carasyresitenciadelasbridasysusbulones.Elmaterial debe seraptopara el servicio previsto.TABLA 308.2.1Tamaos permitidos/Rating /clases fpara bridas slip-on flanges useadas como"Lap" 1Rating Maximo tamao de bridaPN Clase DN NPS20 150 300 1250 300 200 81)Elespesorrealdelavridaenelcirculodebulones,deberseralmenosigualqueelespesor requerido para la brida en ASME B16.5ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 63Ing. Rubn E RollinoB Bu ul lo on ne er r a a. . (309)ElterminoinclujyeBulones,esprragos,tornillos,tuercas,tapasyarandelas.Debenconformarlasespecificaciones listadas o utilizados de acuerdo con 302.2.3.Elcriteriodeseleccindebecconsiderarcontenerlajuntaymantenerlahermeticidadbajotodaslascondiciones previstas.Lautilizacindetorquecontroladodeberaconsiderarseparaaltaybajatemperaturayparacondiciones de temperaturas cclicasybajocondiciones que involucrenvibracino fatigade formatalde reducir potenciales fugas y la posibilidad de disminucin de tensin de los bulones. (F309.1)Requerimientos especficos. (309.2)Bulones de baja fluencia: (< 207 MPa; 30 ksi) no deben utilizarse para uniones bridadas rateadas B16.5PN 68 (Clase 400) o mayor. (A menos que sean soportados por clculos especficos)Bulonesdeaceroalcarbono:PuedenutilizarseparajuntasnometlicasconbridasrateadasASMEB16.5 PN 50 y menores con temperaturas del metal de los bulones desde -29C a 204C (-20F a 400F)(Excepto que se especifique lo contrario)Bulones coomobinaciones de bridas metlicas: Si al menos una de las bridas es ANSI B16.1, B16.24,MSS SP-42 o MSS SP-51 los bulones no deben ser ms resistentes que lo correspondiente a bulones debajafluencia,amenosqueseutilicebridasdecaraplanayjuntascompletasoseseapliqueunasecuencia y lmites en el torqueado.Bulones para ocondiciones cclicas severas. Bulones de baja fluencia no deben utilizarse.J Ju un nt ta as s d de e U Un ni i n n: :R Re eq qu ue er ri im mi ie en nt to os s d de el l f fl lu u d do o. .DIAPOSITIVA POWER POINT N 33ASME B31.3 Rollino 33Juntas de Unin de Tuberas Juntas de Unin de TuberasRequerimientos relativos al fludo Requerimientos relativos al fludode servicio de servicioI In nt tr ro od du uc cc ci i n n. .Enlapartet4captulosdeldelIIelCdigoestablece,requisitos,criterios,ylimitacionesaplicablesalasjuntasdeunindetuberasrelacionadasconelfluidodelServicio.ContienerequisitosASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 64Ing. Rubn E RollinoadicionalesylimitacionesenlasquenoestnincluidaslasreferidasaFluidoClaseMyServicio de alta presin los que estn contenidos en los captulos VIII y IX.Las juntas de unin de tuberas Pipingdeben ser seleccionadas de acuerdo a las condiciones de diseo,materiales y fluido de servicio, considerando la hermeticidad de la unin, resistencia mecnica y cargasexternas. (310)Las juntas de unin de tuberas incluidas en esta parte son:Juntas de uninsoldadasJuntas de uninbridadasJuntas de uninexpandidas o laminadasJuntas de uninroscadasJuntas de uninpor compresin, flared y flareless.Juntas de unincalafateadasJuntas de uninpor brazing y solderingJuntas de unindeslizantes y de marca registrada.DIAPOSITIVA POWER POINT N 34ASME B31.3 Rollino 34Las juntas de unin de tuberas incluidas sonJuntas de uninsoldadas.Juntas de uninbridadas.Juntas de uninexpandidas o laminadas.Juntas de uninroscadas.Juntas de uninpor compresin, flared y flareless.Juntas de unincalafateadas.Juntas de uninpor brazing y soldering.Juntas de unindeslizantes y de marca registrada.J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n ns so ol ld da ad da as s ( ( 3 31 11 1) )DIAPOSITIVA POWER POINT N 35ASME B31.3 Rollino 35Juntas de uninsoldadas Juntas de uninsoldadasSoldadas a tope. Socket weld. Soldaduras de sello. FiletesASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 65Ing. Rubn E RollinoLasJuntasdeuninsoldadaspuedenusarseencualquiermaterialpermitidoporelcdigoparaloscualesseaposiblecalificarunprocedimientodesoldadura,soldadoresyoperadoresdesoldaduradeacuerdo a las reglas establecidas en el capitulo V del cdigo. ( Fabricacin, ensamble y montaje)Dentro de estas Juntas de unin soldadas se incluyen:Juntas de unin soldadas a topeJuntas de uninsocket weldFiletesSoldaduras de selloExcepto que se indique lo contrario ms abajo, las soldaduras deben:Ejecutrarse de acuerdo a los requerimientos del captulo V (328)Precalentarsey ser tratadas termicamente de acuerdo a lo requerido en 330 y 331 respectivamente.Examinarse de acuerdo a 341.4.1Aceptarse aplicando los criterios de aceptacinindicados en 341.3.2, para fluido de servicio normal.R Re eq qu ue er ri im mi ie en nt to os s e es sp pe ec c f fi ic co os s. . (311.2)DIAPOSITIVA POWER POINT N 36ASME B31.3 Rollino 36Uniones soldadas:Requerimientos especficosSoldaduras para Fluido de servicio categoraDSoldaduras para condiciones de Condicionesciclicas severas.Anillos de respaldo e Insertos consumibles.S So ol ld da ad du ur ra as sp pa ar ra aF Fl lu ui id do od de es se er rv vi ic ci io oc ca at te eg go or r a aD D: :Lassoldadurasexaminadasdeacuerdoa341.4.2.yaceptadasdeaucerdoaloscriteriosdelatabla341.3.2FluidodeserviciocategoraD,pueden utilizarse nicamente para ese servicio.S So ol ld da ad du ur ra as s p pa ar ra a c co on nd di ic ci io on ne es s d de e C Co on nd di ic ci io on ne es s c ci ic cl li ic ca as s s se ev ve er ra as s. . Deben ser examinadas de acuerdo con341.4.3utilizandoloscriteriosdeaceptacinde341.3.2paracondicionesdeCondicionesciclicasseveras.Anillos de respaldo e Isertos consumibles.Si se utilizan en servicios en los que su presencia puede provocar corrosin severa o erosin, deben serremovidosdespusdesoldarylasuperficieinternadebeseramolada.Siestoesimpracticabledebesoldarse sin anillo de respaldo o con un anillo consumible.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 66Ing. Rubn E RollinoJ Ju un nt ta as s d de e u un ni i n ns so oc ck ke et t w we el ld d ( ( 3 31 11 1. .2 2. .4 4) )Deberan ser evitadas en servicios donde puede producirse erosin o corrosin.DebeconsiderarseespecialmenterestriccionesalusodeestetipodeJuntasdeuninparaservicioscclicosdetemperaturay/opresin,sujetosavibracionesocuandoseesperecorrosinaceleradaporentalladuras.No debe utilizarse socket mayores a DN50 (NPS2) bajo condiciones cclicas severas.Las dimensiones de las soldaduras deben estar de acuerdo con Figuras 328.5.B y 328.5.2.C.Para fijaciones de drenajes ybypassesacomponentespormediodesoldadura socket, debe tenerseencuentaquelaprofundidaddelsocket,eldimetrodelaperforacinyelespesorderespaldodebenconformar ala figura 4 de ANSI B16.11.LasdimensionesdelsocketysoldadurassocketdebenconformarANSIB16.5parabridasyANSIB16.11paraaccesorios.Lapresentacinyarmadodebeefectuarsedeacuerdoaloindicadoenelcapitulo VS So ol ld da ad du ur ra as s d de e f fi il le et te es s ( ( 3 31 11 1. .2 2. .5 5) )Filetesdeacuerdoalafigura328.5.2puedenutilizarsecomosoldadurasprimariasensoldadurasdeaccesorios y bridas socket.Tambin pueden utilizarse filetes para fijacin de refuerzos y fijaciones estructurales, para suplementarresistenciaoreducirconcentracindetensionesensoldadurtasprimariasyparaprevenirdesensamblado de juntas de unin.S So ol ld da ad du ur ra as s d de e s se el ll lo o ( ( 3 31 11 1. .2 2. .6 6Pueden realizarse soldadurasdeselloparadarhermeticidadaconexiones,incluidaslas roscadas,perono debe considerarse que contribuyen a la resistencia de la junta. (Ver tambin 328.5.3)J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n nb br ri id da ad da as s ( ( 3 31 12 2) )Cuandoseunendosbridasdediferenterating,nodebeexcederseelmenorrating.Eltorquedelosbulonesdebelimitarsedeformatalqueparalograrlahermeticidaddelaunin,noseproduzcancargas excesivas sobre la brida de menor rating.Cuando se une una brida metlica a una no metlica, ambas caras deberan ser planas y deber utilizarseuna junta de dimetro completo. Si se utiliza una junta que cubre solo el dimetro interior del circulo debulones, debera limitarse el torque de los bulones, de forma tal de no deformar a la brida no metlica.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 67Ing. Rubn E RollinoJ Ju un nt ta as s d de e u un ni i n ne ex xp pa an nd di id da as s o o m ma an nd dr ri il la ad da as s ( ( 3 31 13 3) )No deben utilizarse para condiciones cclicas severas.Debeconsiderarseespecialmentelahermeticidadcuandoestnsujetasavibracin,expansinocontraccin debida a temperatura o a cargas externas.Puedenserutilizadascuandosehademostradoatravsdeexperienciasoensayossuaptitudparaelservicio requerido o cuando se han tomado previsiones para prevenir fallas de las mismas.Si el fluido es txico requieren salvaguarda.J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n nr ro os sc ca ad da as s ( ( 3 31 14 4) )Las uniones roscadas son aptas para fluido de servicio normal, excepto que se indique lo contrario.Bajocondicionescclicasseverassolopuedenutilizarsedeacuerdoconloindicado314.2.1.cy314.2.2.No deben utilizarse cuando se espera corrosin severa o cargas cclicas.Cuando van a ser selladas por medio de soldaduras, no deben utilizarse componentes selladores. Elespesormnimodelapartemachoroscadosemuestranenlatabla314.2.1.Loscomponenteshembra deben estar de acuerdo con las especificaciones de la tabla 326.1El layout de las tuberas roscadas debe minimizar tensiones en las juntas de unin.CuplasconroscascilindricaspuedenutilizarsesolamenteparafludodeserviciocategoraDyconcomponentes de rosca cnica..Juntas de unin con roscas cilindricas solo pueden ser usadas si la hermeticidad no depende de la rosca.Ver figura 335.3.3Exceptoque seandiseadas especialmente,uniones roscadasdondeelextremodeltuboseproyectaysirve como sello, solo pueden utilizarse para fluido de servicio categora D.ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 68Ing. Rubn E RollinoTABLE 314.2.1Espesor mnimo de componentes macho roscados (Nota 1)Fluido Material sensitivoal entallamiento.Rango de tamaos.(nota 2) Mnimoespesordepared.Normal SI < 40 < 1 1/2 Sch 80< 50 < 2 Sch 4065-150 2 1/2-6 Sch 40Normal NO(e.g. Aust.steel)< 50 < 2 Schg 40S65-150 2 1/2-6 Sch 40SCategora D Indistinto. < 300 < 12 Por 304.1.1(Note 1). Use the greater of this table or 304.1.1Note 2: For > NPS 2 and fluid toxic, flammable oor damaging to human tissue thejoint shall be safeguarded (App. G)J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n n e en n " "T Tu ub bi in ng g" ". . ( ( 3 31 15 5) )Laseleccindeltipodejuntadeuninparaestastuberasdepequeodimetrodebeserrealizadaconsiderandolosposiblesefectosadversosquepuedanocurrrirduranteodebidoa:talescomoEnsamble, desensamblado, cargas ciclicas, vibracin, shock y expansin y contraccin trmica.Juntasdeuninqueconformanespecificacioneslistadas:PuedenserusadasconFludodeservicionormal, si:Los accesorios y uniones son aptos para la tubera en cuestin (Mximo y mnimo espesor de pared)Son utilizados dentro del las limitaciones para presin y temperatura de los accesorios.Las juntas de unin son salvaguardadas, cuando son usadas bajo condiciones cclicas severas.Juntasdeuninqueconformanespecificacioneslistadas:PuedenserusadasconFludodeservicionormal, si: los accesorios son tambin aptos para las presiones y otras cargfas en cuestin y el diso escalificado de acuerdo con 304.7.2. (Diseo por presin de componentes no listados)J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n np pe es st ta a a ad da as s o o c ca al la af fa at te ea ad da as s ( ( 3 31 16 6) )ASME B31.3 Parte 3 "Diseo por Presin y requerimientos de fluido"Pgina 69Ing. Rubn E RollinoJuntasde uninde tipocampanacalafateadas debenlimitarseafluidodeserviciocategoraDyparatemperaturasnomayoresa93C(200F)ydentrodelaslimitacionesdepresin-temperaturadelostubos.Deben tomarse precauciones para el caso de desacople de las Juntas de uninen las curvas y extremosmuertos y para soportar reacciones laterales producidas por derivaciones u otras causas.J Ju un nt ta as s d de e u un ni i n nb br ra ac ce ea ad da as s y y s so ol ld de er re ed d ( ( 3 31 17 7) )Deben realizarse de acuerdo a lo indicado en el captulo V (333)LasjuntasdeuninrealizadasporsolderingpuedenutilizarseparafluidodeserviciocategoraDsolamente.Lasjuntasdeuninbraceadaspuedenutilizarseconfluidodeservicionormal.Debensersalvaguardadas si el fluido es txico, inflamable o peligroso para la salud humana.No deben utilizarsebajo condiciones cclicas severas.Debe considerarse el punto de fusin inferior delos materiales previendo posible exposicin al fuego.Filetes con brazing no estn permitidos.