Datos De Ingenieria JUNTAS FASTITE ABRAZADERA

Transcripción

1 Datos de Ingeniería

2 Datos De Ingenieria La tubería de hierro dúctil puede ser instalada en pendientes normales sin técnicas especiales de construcción. Una vez que una tubería exceda cierto ángulo, el tubo tenderá a deslizarse hacia abajo de la pendiente. Como regla general, el diseñador deberá considerar problemas potenciales cuando la pendiente exceda 25% en tuberías subterráneas y 20% en tuberías en soportes sobre el suelo. Una vez que la pendiente de la tubería se aproxime a estos valores, el diseñador deberá poner atención especial a la necesidad de anclajes o cerrojos especiales. Las tuberías sobre soportes superficiales se pueden asegurar cinchando o fijando cada tramo al soporte por la campana de la tubería e instalando la tubería con las campanas cuesta arriba. Una holgura de 12mm entre la espiga y el fondo de la campana debe respetarse para permitir la contracción y la expansión. En tuberías subterráneas con pendientes empinadas, es normal que el tubo sea suministrado con juntas acerrojadas e instalado con campanas hacia arriba o hacia abajo. PRUEBA DE PRESION HIDROSTATICA. Todas las tuberías recién instaladas o cualquier sección con válvulas deberán ser sometidas a una prueba hidrostática de al menos 1. 5 veces la presión de trabajo en el punto de prueba. LAS PRESIONES DE PRUEBA DEBEN CUMPLIR CON LOS SIGUIENTES CRITERIOS: JUNTAS FASTITE ABRAZADERA Ser por lo menos 1.25 veces la presión de trabajo en el punto más alto a lo largo de la sección que se prueba. No exceder las presiones para las que son diseñadas las tuberías, los accesorios, o juntas de cerrojo. Que la prueba dure al menos 2 horas. Una variación no mayor a + / - 5 psi ( 34.5 kpa ) durante el tiempo de la prueba. No exceder más del doble del rango de presión nominal de las válvulas o hidrantes cuando el límite de presión de la sección bajo prueba incluya válvulas o hidrantes de asiento metálico cerrados. - Las válvulas no deberán ser operadas en ninguna dirección con presión diferencial mayor que la nominal. - Los hidrantes en una sección de prueba solamente serán probados con la válvula principal del Hidrante cerrada. No exceder el rango de presión de las válvulas cuando el límite de presión de la sección en prueba incluya válvulas cerradas de compuerta con asiento elástico, o válvulas de mariposa con asiento de hule..cada sección con válvulas deberá ser llenada lentamente. La prueba de presión específica, basada en la elevación del punto más bajo de la línea o sección bajo prueba y corregida a la elevación del manómetro, es aplicada por medio de una bomba conectada a la tubería. Las válvulas no deberán ser operadas en dirección de abrir ni de cerrar a presiones diferenciales por arriba del rango de su presión nominal. Es buena práctica el permitir que el sistema se estabilice a la presión de prueba antes de llevar a cabo la prueba de fugas. Antes de aplicar la presión de prueba específica, se debe sacar completamente el aire de la sección de tubería por probar. Si no hay ventilas de aire permanentes en todos los puntos altos, se deberán instalar inserciones para tomas en dichos puntos para que el aire pueda ser expulsado mientras el sistema es llenado con agua. Después de que todo el aire ha sido expulsado, las tomas se cierran y la presión se aplica. Al terminar la prueba de presión, las tuercas de inserción deberán ser retiradas y tapadas o dejadas en su lugar, según indiquen las especificaciones. Cualquier tubería, accesorio, válvula, hidrante o junta expuestos deberán ser cuidadosamente examinados durante las pruebas de presión. Cualquier tubería, accesorio, válvula o hidrante dañado o defectuoso detectado por la prueba de presión, deberá ser reparado con material resistente y la prueba deberá repetirse hasta que los resultados sean satisfactorios. ACIPCO 46 Manual de Tubería Internacional

3 TOLERANCIA DE PRUEBA La tolerancia de prueba se define como la cantidad de agua que debe ser surtida (agua de reemplazo) en cualquier tubería instalada o sección con válvulas, para mantener la presión dentro de una variación de (5 psi) 34. 5kPa, de la presión de prueba especificada después de que el aire ha sido expulsado y la tubería ha sido llenada con agua. La tolerancia de prueba no se mide por una baja en la presión en una sección de prueba en un período de tiempo. Ninguna instalación de tubería debe ser aceptada si la cantidad de agua de reemplazo es mayor que la determinada usando la siguiente fórmula: T = LD P 715,317 T= tolerancia de prueba, (L/h) L= longitud del tubo probado (m) D= diámetro nominal del tubo (mm) P= promedio de presión de prueba (kpa) Cuando se estén probando válvulas cerradas de asiento metálico, una cantidad adicional de agua de relleno por válvula cerrada de 1. 2 m L/h/mm del diámetro nominal de la válvula es permitido. Cuando haya hidrantes en la sección en prueba, la prueba deberá hacerse sobre la válvula principal en el hidrante. La aceptación de una instalación es determinada en la base de la tolerancia de prueba. Si cualquier prueba muestra una cantidad de agua de relleno mayor a la permitida, el instalador es responsable de localizar y reparar cualquier fuga, hasta que los resultados de la prueba estén dentro del rango permitido. Todas las fugas visibles deben ser reparadas sin importar el tamaño y gravedad de la fuga. Nótese que la siguiente sección es una adaptación de la publicación de la Asociación de Investigación de Tuberías de Hierro Dúctil (DIPRA) sobre Diseño de tuberías acerrojadas para resistir empuje. La explicación de las fórmulas, así como la teoría del diseño y las consideraciones prácticas, se muestran en el folleto de DIPRA. Para obtener una copia, contacte a ACIPCO. BLOQUES CONTRA EMPUJE, O ATRAQUES. Uno de los métodos más comunes para resistir el empuje por cambio de dirección o tapa al final del tubo, es el uso de bloques de concreto o atraques. La figura 1. Muestra un bloque de concreto típico para apoyar un codo horizontal. La resistencia se obtiene al transferir el empuje al suelo mediante un área mayor de contacto del bloque de modo que la presión resultante contra el suelo no excede el esfuerzo cortante horizontal del mismo. El diseño de los atraques o bloques de empuje consiste en determinar el área de apoyo adecuada del bloque para unas condiciones particulares. Los parámetros involucrados en el diseño incluyen: diámetro del tubo, presión de diseño, ángulo del codo (ó configuración del los accesorios involucrados) y el esfuerzo de corte horizontal del suelo. Los siguientes son criterios generales para diseño de bloques de concreto contra empuje o atraques. La superficie de apoyo debe estar en contacto con suelo inalterado. Cuando esto no sea posible, el relleno entre el bloque de apoyo y el suelo inalterado deberá compactarse por lo menos al 90% de la Densidad Proctor Estándar. La altura (h) del bloque debe ser igual o menor que la mitad de la profundidad total al fondo del bloque, (Ht), pero no menor que el diámetro del tubo (D). La altura del bloque (h) deberá ser seleccionada de tal manera que el ancho calculado del bloque (b) varíe entre una y dos veces la altura. ACIPCO 47 Manual de Tubería Internacional

4 El área de apoyo del bloque requerido es A b = hb = T Sb Entonces, para una curva horizontal, b = 2 Sf PA sin (O /2) h S b Donde: S f = factor de seguridad (generalmente 1.5 para diseño de bloque de empuje) P = máxima presión del sistema (kg/cm 2 ) A = área de sección transversal de la tubería (cm 2 ) O= ángulo de la curva (o) S b = fuerza de apoyo de la tierra (kg/m 2 ) T = fuerza de empuje (kg) b = ancho del bloque (m) h = altura del bloque (m) Algo similar puede ser usado para diseñar bloques de resistencia que soportarán las fuerzas de empuje en tees, codos, tapas ciegas, etc. Valores típicos para esfuerzos de apoyo horizontal conservador de varios tipos de suelo se presentan en la tabla 1. En lugar de los valores para soporte de apoyo mostrados en la tabla 1, un diseñador puede elegir el usar presión pasiva Rankine calculada (Pp) u otra determinación de soporte de apoyo del suelo basado en las propiedades reales del suelo. SUELO RESISTENCIA DE APOYOS b (kg/m 2 ) Fango 0 Arcilla Blanda 4800 Limo 7300 Limo Arenoso 14,600 Arena 19,400 Arcilla Arenosa 29,200 Arcilla Dura 48,800 TABLA 1. RESISTENCIAS DE APOYO HORIZONTALES. Además de que los valores de resistencia de apoyo han sido usados satisfactoriamente en el diseño de bloques de empuje y son considerados conservadores, su precisión es totalmente dependiente de una identificación y evaluación precisa del suelo. La última responsabilidad de seleccionar la resistencia de apoyo apropiada de algún tipo de suelo en particular debe caer sobre el Ingeniero que haya hecho el diseño. Suelo inalterado Presión de Apoyo Un método alternativo de restringir el empuje es el uso de juntas acerrojadas. Una junta acerrojada es una junta especial de tipo espiga - campana que está diseñada para dar un amarre o seguro longitudinal. Los sistemas de juntas acerrojadas funcionan en una forma similar a los bloques de soporte, de modo que la reacción de la unidad de tubería restringida,en conjunto con el suelo, balancea las fuerzas de empuje. JUNTAS ACERROJADAS La fuerza de empuje debe ser restringida ó balanceada por la reacción de la unidad de tubería acerrojada junto con el suelo que la rodee. La fuente de las fuerzas restrictivas se divide en dos. Primero, la fricción estática entre la unidad de tubería y el suelo; y segundo, la restricción ó cerrojo proporcionado por el tubo al apoyarse contra el suelo de relleno lateral que hay a lo largo de cada pata del codo. Ambas fuerzas son funciones de la longitud de acerrojado L de cada lado del codo, y se presume que actúan en dirección opuesta a la fuerza de empuje (oponiéndose e impidiendo el movimiento del codo). Los valores de la cohesión del suelo (C s ) y el ángulo de fricción interna del suelo ( Ø ) deben ser conocidos o conservadoramente estimados para el suelo en una instalación particular. Los valores f c y f Ø están relacionados con el tipo de suelo y material de la tubería. La tabla 3 presenta valores conservadores de estos parámetros para tubería de hierro dúctil en siete clasificaciones generales de suelos saturados. La fuerza de fricción estática actuando sobre un cuerpo es igual en magnitud a la fuerza aplicada hasta un valor máximo. En los análisis convencionales, la fricción estática máxima es proporcional a la fuerza normal entre las superficies que proporcionan la fricción. La constante de proporcionalidad, en este caso llamada el coeficiente de fricción, depende de la naturaleza de las superficies. El trabajo empírico de Potyondy indica que para la fricción entre tuberías y suelos, la fuerza también depende de la cohesión del suelo. ACIPCO 48 Manual de Tubería Internacional

5 Entonces: si F s = A p C + W tan δ donde A p es el área de superficie del exterior del tubo en m 2 /m, C es la cohesión de tubo en kg/m 2, y δ es el ángulo de fricción del tubo en grados. El término δ está definido por la ecuación δ=f φ φ. La unidad de fuerza normal W es dada por W = 2W e + W p +W w, donde la carga de tierra (W e ) es tomada como la carga del prisma sobre el tubo en kg/m. Está definida por la ecuación W e = HD, donde es la densidad del suelo en kg 2 /m 3 y H es la profundidad de cubierta. La carga de tierra es duplicada para considerar las fuerzas actuantes en ambas partes superior e inferior de la tubería. La unidad de peso del tubo y el agua (W p +W w ) es dada en la tabla 2. La cohesión de la tubería (C) es definida por la fórmula C= f c C s. Entonces Fs = πd C + (2We + W p +W w ) tan δ 2 La resistencia unitaria lateral máxima, R s, en el codo, se limita para que no exceda una distribución rectangular del empuje del suelo pasivo Rankine P p, la cual es generalmente menor que la capacidad última del suelo para resistir el movimiento de la tubería. El empuje pasivo del suelo para un suelo en particular es dado por la fórmula Rankine: P p = H c N φ + 2 C s N φ Donde: P p = empuje pasivo del suelo (kg /m 2 ) = densidad del suelo (kg/m 3 ) H c = profundidad de cubierta a la línea central del tubo. (m) N φ = tan 2 (45º + φ/2) C s = cohesión del suelo (kg/m 2 ) Como se mostró arriba, el empuje pasivo completo del suelo Rankine, P p, puede desarrollarse con movimientos insignificantes en suelos bien compactados. Para algunas condiciones estándares de tendido de tubería de hierro dúctil, el valor de diseño del empuje pasivo del suelo deberá ser modificado por un factor K n para asegurar que no ocurra un movimiento excesivo. Por tanto, R s = K n P p D. En la tabla 3 se muestran valores empíricamente determinados para K n. En este contexto, el valor escogido para K n depende de la compactación de la zanja, los materiales de relleno, y el suelo inalterado. Por consiguiente, para un codo horizontal, la ecuación es: L = S f PA tan (O /2) Fs + K n P p D 2 En ciertas instalaciones extraordinarias pueden resultar cargas y resistencias friccionales menores sobre los tubos que lo calculado con estas ecuaciones. Cuando existan estas condiciones, esto debe ser considerado para el diseño. ACIPCO 49 Manual de Tubería Internacional

6 CALCULOS DE RESTRICCION DE EMPUJE USANDO DISENO DIPRA DIAMETRO DE TUBERIA NOMINAL (mm) H (m) TIERRA CLASE A O B CONDICION INSTALACIÓN TIPO 3 RESTRICCION CALCULADA SIN MANGA DE POLIETILENO (M) RESTRICCION CALCULADA CON MANGA DE POLIETILENO (M) TIERRA CLASE C LIMO 2 CONDICION INSTALACIÓN TIPO 2 RESTRICCION CALCULADA SIN MANGA DE POLIETILENO (M) RESTRICCION CALCULADA CON MANGA DE POLIETILENO (M) ACIPCO 50 Manual de Tubería Internacional

7 CALCULOS DE RESTRICCION DE EMPUJE USANDO DISENO DIPRA (CONTINUADO) DIAMETRO DE TUBERIA NOMINAL (mm) H (m) TIERRA CLASE A O B CONDICION INSTALACIÓN TIPO 3 RESTRICCION CALCULADA SIN MANGA DE POLIETILENO (M) RESTRICCION CALCULADA CON MANGA DE POLIETILENO (M) TIERRA CLASE C LIMO 2 CONDICION INSTALACIÓN TIPO 2 RESTRICCION CALCULADA SIN MANGA DE POLIETILENO (M) RESTRICCION CALCULADA CON MANGA DE POLIETILENO (M) La información arriba se basa en lo siguiente: 10 bar de presión máxima del sistema 90 º codo horizontal: multiplique por los siguientes coeficientes para otros codos horizontales: 45 º ; 22.5 º ; 11,25 º Peso de tubería clase K9. Además, la tubería debe asentarse en por lo menos 100mm de material suelto. H = profundidad de cubierta ACIPCO 51 Manual de Tubería Internacional

8 MANGA DE POLIETILENO Datos limitados experimentales sugieren que el término de resistencia de la fricción debe ser multiplicado por un factor de 0.70 para tubería envuelta en manga de polietileno. PA sin (0/2) [F f + 1 / 2 R s ] L cos (0/2) Codo horizontal F f = F s ; Para tubería con recubrimiento asfáltico normal. F f = 0.7 F s ; Para tubería con manga de polietileno. DIAMETRO DE TUBERIA NOMINAL(mm) DIMENSIONES Y PESOS UNITARIOS DE TUBERIA Y AGUA CLASE DIAMETRO EXTERIOR DE TUBERIA, D (m) AREA SECCION TRANSVERSAL DE TUBO, A (cm 2 ) PESO DEL TUBO WP(kg/m) PESO DEL TUBO Ww(kg/m) PESO TOTAL Wp + Ww (kg/m) 100 K K K K K K K K K K K K K K K K K K TABLA 2 ACIPCO 52 Manual de Tubería Internacional

9 CONDICIONES DE TENDIDO Condiciones de tendido Zanja tipo 2: encamado con ligera compactación mayor que el 75% de la densidad estándar Proctor. Zanja tipo 3: encamado con ligera compactación mayor que el 80% de la densidad estándar Proctor. Zanja tipo 4: encamado con compactación media mayor que el 85% de la densidad estándar Proctor. Zanja tipo 5: encamado con alta compactación mayor que el 90% de la densidad estándar Proctor. Nota: una capa de suelo suelto de por lo menos 100 mm de profundidad debe ser usada como una plantilla inferior para todas las condiciones de zanja. NOMBRE DEL SUELO DESCRIPCION DEL SUELO f ( o ) f C s CONDICION DE TENDIDO (kg/m f g f 2 ) c (kg/m 3 ) 2 3 4&5 K n ARCILLA DE PLASTICIDAD ARCILLA1 D MEDIA A BAJA, LL<50,<25% PARTICULAS GRUESAS [CL. CL-ML] LIMO DE PLASTICIDAD LIMO 1 D MEDIA A BAJA, LL<50,<25% PARTICULAS GRUESAS [ML. ML-CL] ARCILLA DE PLASTICIDAD MEDIA A BAJA, CON ARENA ARCILLA 2 C O GRAVA, LL<50,25-50% PARTICULAS GRUESAS [CL] LIMO DE PLASTICIDAD MEDIA A BAJA CON ARENA LIMO 2 C O GRAVA, LL<50,25-50% PARTICULAS GRUESAS [ML] ARENA SANA A & B ARENA LIMPIA, >95% CON PARTICULAS GRUESAS [SW & SP] TABLA 3. Valores sugeridos para los parámetros del suelo y la constante de reducción Kn. Definición de partículas gruesas: es lo que se detiene en la malla No Ver la tabla 4 para descripción más detallada del suelo. NOTA: Los valores conservadores para mostrados en la tabla 3 y usados en este procedimiento son más bajos que los valores del peso del suelo utilizados para calcular las cargas del terreno en ANSI/AWWA C150/A Todos los demás valores en la tabla 3 asumen condiciones de suelo saturado y fueron seleccionados como tal para un análisis conservador. ACIPCO 53 Manual de Tubería Internacional

10 CLASIFICACION DEL SUELO GRAFICA DE LA ASTM NORMA D2487 DIVISIONES MAYORES SIMBOLOS DE GRUPO NOMBRES TIPICOS CRITERIOS DE CLASIFICACION SUELOS DE GRANO GRUESO 50% O MÁS, ES RETENIDO EN LA MALLA NO. 200 SUELOS DE GRANO FINO 50% O MÁS, PASA LA MALLA NO. 200 Gravas con el 50% o más del material grueso retenido en la malla No. 4 Arenas con más del 50% de fracción gruesa que pasa la malla No. 4. LIMOS Y ARCILLAS CON LÍMITE LÍQUIDO MENOR AL 50% LIMOS Y ARCILLAS CON LÍMITE LÍQUIDO MAYOR QUE EL 50% GRAVAS LIMPIAS GRAVAS CON FINOS ARENAS LIMPIAS ARENAS CON FINOS GW GP GM GC SW SP SM SC ML CL OL MH CH OH Gravas bien graduadas y mezclas de gravas con arena con pocos o nada de finos Gravas poco graduadas y mezclas de arena grava con cero finos Gravas limosas y mezclas de grava arena y limo. Gravas arcillosas y mezclas de grava, arena y arcilla. Arenas bien graduadas y arenas gravosas con pocos o sin finos. Arenas poco graduadas y arenas gravosas sin finos ó con pocos finos. Arenas limosas y mezclas de arenas con limo. Arenas arcillosas, mezclas de arenas con arcilla Limos inorgánicos, arenas muy finas con polvo de roca, y arenas finas limosas o arcillosas. Arcillas inorgánicas de bajo a medio límite de plasticidad, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas y arcillas limpias. Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. Limos inorgánicos o limos ó arenas finas de tipo mica o diatomácea y limos elásticos. Arcillas inorgánicas de alta plasticidad y arcillas gordas. Arcillas orgánicas de mediana a alta plasticidad. CLASIFICACIÓN DEL PORCENTAJE DE FINOS. MENOS DEL 5% PASA LA MALLA DEL NO. 200 GW, GP, SW, SP AS DEL 12% PASA POR LA MALLA NO. 200 GM, GC, SM, SC, DEL 5 AL 12% PASAN LA MALLA DEL NO. 200 LA LÍNEA LÍMITE DE LA CLASIFICACIÓN REQUIERE EL USO DE SÍMBOLOS DUALES C u = D 60 /D 10 mayor que 4 C z = (D30) 2 D, entre 1 y3 10 x D 60 No cumple ambos criterios para GW Límites de Atterberg graficados debajo de Límites de la línea A o índice de Atterberg plasticidad menor graficados en el que 4. área sombreada Límites de Atterberg son clasificaciones graficados arriba de la de frontera que línea A o índice de requieren el uso plasticidad menor de símbolos duales. que 7. C u = D 60 /D 10 mayor que 6 (D30) C z = 2 D, entre 1 y3 10 x D 60 No cumple ambos criterios para SW. Límites de Atterberg graficados debajo de la línea A o índice de plasticidad menor que 4. Límites de Atterberg graficados arriba de la línea A o índice de plasticidad menor que 7. GRAFICA DE PLASTICIDAD Para clasificación de suelos de grano fino y suelos de granos gruesos con parte de finos. Los límites de Atterberg que se grafican en el área sombreada son clasificaciones de frontera y requieren el uso de símbolos duales. Ecuación de la línea A: PI = 0.73 (LL-20) INDICE DE PLASTICIDAD LÍMITE LÍQUIDO Límites de Atterberg graficados en el área sombreada son clasificaciones de frontera que requieren el uso de símbolos duales. SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS TABLA 4. PT Lodos,turbas y otros suelos altamente orgánicos. Basada en el material que pasa la maya de 3 pulgadas (75mm). Reimpreso con autorización del Annual Book of ASTM Standards, copyright the American Society for testing and Materials, Philadelphia, Pensylvania. ACIPCO 54 Manual de Tubería Internacional

11 TABLAS PARA REFERENCIA EQUIVALENTES DE LONGITUD MEDIDA PULGADAS PIES MILLAS MILIMETROS CENTIMETROS METROS KILOMETROS PULGADAS PIES MILLAS 63,360 5, , MILIMETROS CENTIMETROS METROS , KILOMETROS 39,370 3, ,000 1,000 1 EQUIVALENTES DE AREA PULGADAS PIES MILIMETROS CENTIMETROS METROS MEDIDA CUADRADAS CUADRADOS ACRES CUADRADOS CUADRADOS CUADRADOS PULGADAS CUADRADAS PIES CUADRADOS , ACRES - 43, , MILIMETROS CUADRADOS CENTIMETROS CUADRADOS SMETROS CUADRADOS 1, ,000 1 ACIPCO 55 Manual de Tubería Internacional

12 TABLAS PARA REFERENCIA EQUIVALENTES DE PESO Y VOLUMEN DE AGUA GALONES GALONES PULGADASC PIES METROS MEDIDA USA IMPERIALES UBICAS CUBICOS CUBICOS LITROS LIBRAS GALONES USA GALONES IMPERIALES PULGADAS CUBICAS PIES CUBICOS , METROS CUBICOS ,000 2,204.5 LITROS LIBRAS EQUIVALENTES DE PRESION Y CARGA DE AGUA LIBRAS LIBRAS/ PIE KILOGRAMOS / PULGADAS PIES PULGADAS MILIMETROS MEDIDA / PULGADA CUAD CUAD ATMOSFERA CENTIM CUAD DE AGUA DE AGUA DE MERCURIO DE MERCURIO BAR PLIBRAS / PULGADA CUAD LIBRAS / PIE CUAD ATMOSFERA , KILOGRAMOS / CENTIM CUAD , PULGADAS DE AGUA PIES DE AGUA PULGADAS DE MERCURIO MILIMETROS DE MERCURIO BAR , ACIPCO 56 Manual de Tubería Internacional

13 TABLAS PARA REFERENCIA EQUIVALENTES DE CAUDAL DE AGUA MEDIDA GALONES USA POR MINUTO GALONES IMPERIALES POR MINUTO MILLON DE GALONES USA POR DIA PIES CUBICOS POR SEGUNDO METROS CUBI- COS POR HORA LITROS POR SEGUNDO BARRILES POR MINUTO BARRILES POR DIA GALONES USA POR MINUTO GALONES IMPERIALES POR MINUTO 1, MILLON DE GALONES USA POR DIA ,810 PIES CUBICOS POR SEGUNDO ,388 METROS CUBICOS POR MINUTO ,058 METROS CUBICOS POR HORA LITROS POR SEGUNDO LITROS POR MINUTO BARRILES (42 GAL) POR MINUTO ,440 BARRILES (42 GAL) POR DIA ACIPCO 57 Manual de Tubería Internacional

14 EQUIVALENTE DECIMAL Y METRICO DE FRACCIONES DECIMAL DECIMAL DECIMAL DE UNA DECIMAL DE UNA PULGADAS INCHES OF AN PULGADA INCH MILLIMETERS MILÍMETROS PULGADAS INCHES OF PULGADA AN INCH MILLIMETERS MILÍMETROS 1/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / ACIPCO 58 Manual de Tubería Internacional

15 FLUJO DE AGUA EN TUBERIA DE HIERRO DUCTIL La capacidad de carga de una Tubería dada está limitada por su resistencia interna al flujo de agua. Esta resistencia al flujo causa una pérdida de cabeza o disminución de presión así como el agua mueve a través de la línea. La cantidad de pérdida de cabeza depende de (1) la velocidad del agua, (2) la rugosidad de la superficie interior del tubo, (3) el diámetro interior, y (4) la longitud de la línea. Estos factores han sido relacionados en la ampliamente utilizada fórmula de Hazen-Williams para el cálculo de pérdidas de cabeza, diametros de tubería y las capacidades de carga en las líneas de distribución. Esta fórmula es la siguiente: Q = x C x D 2.63 x S 0.54 en la que: Q = flujo de agua por la tubería cúbicos por segundo C = factor que depende de la rugosidad de la superficie interior D = diámetro de tubería, S = pendiente hidráulica o pérdida de carga por metros de tubería El factor C es bien conocida como la Hazen-Williams "C" o coeficiente de flujo C ", y su valor debe ser estimado en cálculos de flujo. Numerosas pruebas han demostrado que tubería revestida de cemento instalada hace muchos años mantiene una "C" de aproximadamente 140 a 150 incluso en aguas turbulentas. La calidad de los más recientes revestimientos interiores de cemento a alta velocidad de A CIP CO y la disponibilidad de diámetros de tubería aún más grandes puede justificar el uso de valores más altos para C, sobre todo diámetros de tubería intermedios y más grandes. LINEAL DE EXPANSION DE LA TUBERIA DE HIERRO DUCTIL El coeficiente de dilatación lineal de hierro dúctil puede ser tomado como 1.12E-05 por grado Centígrado. La expansión o contracción en mm que se llevará a cabo en una línea de longitud dada con varios cambios de temperatura se muestra en la siguiente tabla: Diferencia en Temperatura C 6m Longitud de línea 250m 500m 750m Expansión o Contracción en mm 1000m ACIPCO 59 Manual de Tubería Internacional

16 FLUJO DE AGUA EN TUBERIA DE HIERRO DUCTIL C de Hazen-Williams = 145 * Flujo en Litros por Segundo Tubería 100mm Clase K9 Tubería 150mm Clase K9 Tubería 200mm Clase K9 Tubería 250mm Clase K9 Tubería 300mm Clase K La pérdida de carga mostrada es por 1.000m de tubería. La tabla se basa en Tubería de Hierro Dúctil revestida de cemento, clase mínima. Flujo en Litros por Segundo Tubería 350mm Clase K9 Tubería 400mm Clase K9 Tubería 450mm Clase K9 Tubería 500mm Clase K9 Tubería 600mm Clase K La pérdida de carga mostrada es por 1.000m de tubería. La tabla se basa en Tubería de Hierro Dúctil, clase mínima, con revestimiento interno de cemento. * El coeficiente de flujo de Hazen-Williams que se muestra es un valor representativo para servicio a largo plazo de tubería de hierro dúctil con revestimiento de mortero de cemento. Los valores de C = 140 a C = 155 han sido utilizados por diversos abricantes como coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, según el diámetro de la tubería y la uniformidad del revestimiento interior. El diseño de sistemas fuera de velocidades de agua comunes, es decir, 0.5 m/s hasta 1.05 m/s, puede implicar consideraciones de diseño especiales (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de valvulas, o de otros efectos de dolumna de aqua, la sedimentacion a velocidades extrema damente bajoes, etc..) ACIPCO 60 Manual de Tubería Internacional Velocity in meters per sec.

17 FLUJO DE AGUA EN TUBERIA DE HIERRO DUCTIL C de Hazen-Williams = 145 * Flujo en Litros por Segundo 700mm Clase K7 800mm Clase K7 900mm Clase K7 1000mm Clase K7 1200mm Clase K7 La pérdida de carga mostrada es por 1.000m de tubería. La tabla se basa en Tubería de Hierro Dúctil con revestimiento interno de cemnto, clase mínima Flujo en Litros por Segundo 1400mm Clase K7 1500mm Clase K7 1600mm Clase K Las pérdidas de cargo mostradas son por cada 1.000m de tubería. La tabla se basa en Tubería de Hierro Dúctil clase mínima con revestimiento interior de montero de cemento. * El coeficiente de flujo de Hazen-Williams que se muestra es un valor representativo para servicio a largo plazo de tubería de hierro dúctil revestida de mortero de cemento. Los valores de C = 140 a C = 155 han sido utilizados por diversos fabricantes como coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, según el diámetro de la tubería y la baja rugosidad del revestimiento interior. El diseño de sistemas fuera de velocidades de agua comunes, es decir, 0.5 m/s hasta 1.05 m/s, puede implicar consideraciones de diseño especiales (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de valvulas, o de otros efectos de dolumna de aqua, la sedimentacion a velocidades extrema damente bajoes, etc..) ACIPCO 61 Manual de Tubería Internacional

18 DIAMETROS, CIRCUNFERENCIAS, AREAS Y VOLUMENES PARA CLASES ESTANDAR MINIMAS DE TUBERIA DE HIERRO DUCTIL CON REVESTIMIENTO INTERNO DE CEMENTO Diámetro Nominal mm Diámetro Exterior mm Diámetro Interior mm Area D.E. m cuad. Area D.I. m cuad. Circunferencia D.E. mm Circunferencia D.I. mm Volumen Litros por metro Volumen en litros por 6 metros (Longitud Nominal) PESOS PARA DISENO DE TUBERIAS CONSIDERAND O EL PESO DEL HIERRO DUCTIL Y DEL AGUA CONTENIDA Diámetro mm Peso - kg por metro Peso - kg por metro Peso - kg por metro Peso - kg por metro Diámetro Tubo Agua Total mm Tubo Agua Total Estos pesos se basan en clases mínimos de Tubería de Hierro Dúctil Fastite con revestimiento interior de cemento de espesor mínimo así como especificado en la norma ISO 4179 con revestimiento interior de cemento y en el peso de agua de kg/m3. Los diámetros interiores se dan en la tabla arriba. Peso especifico de hierro dúctil = 7,063 kg/m3 ACIPCO 62 Manual de Tubería Internacional

19 CALCULOS DE LONGITUD DE TUBERIA: CALCULOS DE LONGITUD DE TUBERIA PARA CONEXIONES CON DESPLAZAMIENTO Ángulo Ángulo Ángulo D Equivale R Equivale Tubo con Brida L Equivale Tubo FASTITE 45 A x 1.41 A x 1.00 D - (2 x E) D - (2 x E) or D - (E + S) 22 1/2 A x 2.61 A x 2.41 D - (2 x E) D - (2 x E) or D - (E + S) 11 1/4 A x 5.13 A x 5.03 D - (2 x E) D - (2 x E) or D - (E + S) 5 5/8 A x A x D - (2 x E) D - (2 x E) or D - (E + S) Tolerancia en la junta bridada (generalmente de 3 mm para el empaque) y en Junta Fastite (generalmente 6mm) se debe tener en cuenta en la determinación de la longitud de tubería necesaria. Asimismo, la extensión de juntas acerrojadas sujetas a carga de empuje en la instalación y/o servicio se deben de considerarse también. ACIPCO 63 Manual de Tubería Internacional

20 FORMULAS MATEMATICAS Solución del Triángulo Rectángulo Solución del Triángulo Oblícuo Figuras Planas A = Area C = Circunferencia π = Paralelogramo Triángulo Circulo Trapezoide ACIPCO 64 Manual de Tubería Internacional

21 FORMULAS MATEMATICAS Segmento de un Circulo Elipse (fórmula aproximado) Figuras Sólidas Cono A = Area de la superdicie V = Volumen Tanque eliptico (Area lateral) (Area lateral) Cilindro Esfera (Area lateral) ACIPCO 65 Manual de Tubería Internacional

22 FORMULAS MATEMATICAS Toro o Bocel Tronco del Cono ACIPCO 66 Manual de Tubería Internacional