Catálogo de Productos

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3 Catálogo de Productos KRAH PIPING SOLUTIONS 2013

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5 Contenidos 1 Presentación Politica de calidad Aviso de Exención de Responsabilidad 10 2 Línea de productos Tuberías Lisas PE Tuberías Pared Estructurada Tubería PE Sistema de Calidad Programa de Calidad Normalización Control de Calidad Controles a la Materia Prima Controles a la tubería 17 4 Tubería KRAH PE Características del Sistema de tuberías KRAH PE Tuberías y Accesorios Dimensiones 23

6 4.4 Sistemas de Unión Proceso de Electrofusión Fitting Suministro de las tuberías KRAH PE Instalación Pruebas de presión hidráulica en terreno 42 5 Sistema KRAH Tubería Estructurada Características Dimensiones Sistemas de Unión Fitting Instalación 56 6 Tubería KRAH PE Características Dimensiones Sistemas de Unión Fitting Suministro Instalación 71

7 Anexos 73 7 Anexo Cálculo Estructural Tubería KRAH 74 8 Anexo Cálculo hidráulico con Tubería KRAH 82 9 Anexo Recomendación de Instalación para la tubería HDPE KRAH Excavación y Soporte de la Zanja Ancho de la Zanja Preparación del Fondo de Zanja Agotamiento de la Napa Cama de Asiento Relleno del Área del Tubo Compactación del área del tubo Compactación del relleno superior Remoción de Tablestacados Proyectos 91

8 Foto 1.1 Planta KRAH PIPING SOLUTIONS

9 Presentación KRAH PIPING SOLUTIONS es una empresa Chilena, que forma parte de una comunidad internacional de empresas que utilizan la tecnología KRAH para la producción de tuberías de HDPE. KRAH A.G. con sede central en Schutzbach, Alemania, es la empresa que ha generado desde la década de los 70s la tecnología en líneas de producción de tuberías termoplásticas de gran diámetro, así como también materiales con altos rendimientos en líneas de presión. KRAH PIPING SOLUTIONS ha puesto en operación su planta productiva en Marzo del 2009, emplazándola en la Comuna de Lampa, Santiago de Chile. Esta planta tiene como fin el abastecer con productos de alta calidad los mercados del Polietileno de Alta Densidad. Este Catálogo de Productos se ha elaborado para entregar, a quienes proyectan o ejecutan trabajos con tuberías HDPE, recomendaciones para la selección, manipulación e instalación de éstas. KRAH PIPING SOLUTIONS no se responsabiliza por la incorrecta aplicación de algunos de sus productos en un proyecto, y pone a disposición de los usuarios el soporte técnico por parte de sus especialistas.

10 1.1 Politica de calidad KRAH PIPING SOLUTIONS tiene como compromiso general asegurar a sus clientes el cumplimiento de los requisitos de Calidad en los productos que produce y su Sistema de Gestión de Calidad estará siempre comprometido con la mejora continua como una forma de contribuir al crecimiento de la empresa y con esto de la sociedad. Para lo anterior se dará prioridad a la capacitación del personal y en que todos se sientan involucrados en alcanzar los objetivos planteados. KRAH PIPING SOLUTIONS es un equipo de trabajo cuyas acciones diarias las ejecuta con una elevada vocación de servicio a los Clientes en su visión de empresa de categoría mundial, basadas en los siguientes principios: Integridad Personal como expresión de disciplina, orden, respeto, honestidad y entusiasmo. Creatividad e Innovación como parte de nuestro reto diario para el mejoramiento continuo. Productividad en nuestro trabajo y en el empleo de los recursos materiales. Conciencia en la práctica de un trabajo libre de errores y en el COMPROMISO leal con la institución y con las realizaciones de calidad. 1.2 Aviso de Exención de Responsabilidad KRAH PIPING SOLUTIONS se reserva el derecho de modificar el presente catálogo sin previo aviso y sin expresión de causa. Será responsabilidad del usuario verificar el uso de la última versión. Este catálogo entrega información sobre los productos fabricados por KRAH y recomendaciones sobre su uso e instalación. Es responsabilidad del usuario verificar la correcta aplicación y uso de los productos KRAH. 10

11 2 Línea de productos Los productos que KRAH PIPING SOLUTIONS fabrica en su planta de Lampa corresponden a tuberías de Polietileno de Alta Densidad (HDPE) y sus accesorios para diseñar y construir sistemas para la conducción de fluidos, sea esto a presión o en escurrimientos tipo canal. Las líneas de productos se han dividido dependiendo del servicio que prestan y del tipo de resina que se utilice para la fabricación, así se distinguen las siguientes líneas.

12 2.1 Tuberías Lisas PE 100 Corresponde a tuberías y fitting fabricados en base a resinas PE 100. Este sistema considera tuberías de diámetros 20 a 800 mm con presiones nominales entre 6 y 20 bares. Las tuberías son de paredes sólidas y los diámetros nominales son exteriores. Junto a las tuberías se considera el suministro de Fitting tanto segmentado como inyectado para así montar las tuberías en un sistema. El objetivo de esta tubería es fundamentalmente formar parte de sistemas presurizados como son redes de distribución de Agua Potable, impulsiones de aguas o soluciones ácidas con presiones que no superen los 20 bares. Foto 2.1 Tubería KRAH PE

13 2.2 Tuberías Pared Estructurada Corresponde a tuberías y fitting fabricados en base a resinas PE 100 Este sistema considera tuberías de diámetros 300 a mm, las que se diseñan para trabajar con baja presión interior (0,5 a 3,0 bares) y están calculadas estructuralmente para resistir importantes cargas de aplastamiento. El objetivo de esta tubería es fundamentalmente formar parte de sistemas no presurizados o de baja presión como son redes de colectores de alcantarillado de aguas servidas, aguas lluvias, aguas ácidas, emisarios submarinos, entubamiento de canales, aducciones de mini centrales, etc. Foto 2.2 Tuberías Pared Estructurada 13

14 2.3 Tubería PE 200 Corresponde a las tuberías y accesorios del sistema KRAH Pressure Pipes Systems. La aplicación de este sistema corresponde a líneas de conducción de fluidos bajo presión. El material a utilizar para la fabricación de tuberías y accesorios será PE 200 y se consideran diámetros desde 300 hasta mm pudiéndose fabricar tuberías hasta de 30 bares y más en casos especiales. Este material se ha diseñado para materializar líneas de conducción de fluidos son presiones mayores a las del polietileno PE 100, pero manteniendo sus cualidades como resistencia a ataque químico o resistencia a la abrasión. Foto 2.3 Tuberías KRAH PE

15 * En los siguientes capítulos de éste catálogo entregamos el detalle de cada una de nuestras líneas de productos. 3 Sistema de Calidad La calidad de nuestros productos es auditada por la empresa líder en el área en nuestro país Cesmec S.A. y es política de KRAH Piping Solutions mantener estos altos estándares. La planta emplazada en la comuna de Lampa en Santiago, posee certificaciones en base a un Sello de Calidad ISO Casco 5 para todos los productos del tipo tubería de Presión lisa PE 100, PE 80 y PE 200 así como también certificación ISO 9001/2008. Para proyectos especiales se trabaja de común acuerdo con los clientes de modo de entregar Certificación ISO Casco 7 o bien cumplir con protocolos concordados.

16 3.1 Programa de Calidad KRAH PIPING SOLUTIONS es una fábrica de tuberías de HDPE, las cuales son producidas a partir de resinas de excelente calidad, suministradas por proveedores de primer nivel mundial certificados bajo normas de la serie ISO 9000 y de acuerdo a las más estrictas normas de fabricación. KRAH PIPING SOLUTIONS utiliza los tipos de resina de HDPE que reúnen las adecuadas características físicas y químicas para la fabricación de nuestras tuberías de HDPE para la conducción de todo tipo de fluidos, dentro de las cuales destacan el agua potable, aguas residuales e industriales. Con el objeto de poder cumplir con los requerimientos exigidos por nuestros clientes, somos una fábrica que se ha comprometido con el tema de la normalización y la calidad, razón por la cual creemos seriamente en el compromiso hacia nuestros clientes con los productos que fabricamos. El detalle y los requisitos que se detallan a continuación, son parte de nuestro programa de calidad, el cual llevamos adelante por medio de un Sistema de Gestión de Calidad aplicado a la fabricación de nuestras tuberías de HDPE, a través de la norma ISO-CASCOS (Marca de Conformidad). Este Sistema está sujeto a revisiones periódicas y a la aprobación del organismo certificador externo e independiente Cesmec que nos controla, el cual nos compromete y responsabiliza por la calidad de nuestras tuberías de HDPE entregadas a todos nuestros clientes. 3.2 Normalización Las distintas normas existentes, definen las características dimensionales y de resistencia mecánica de los productos, de modo de satisfacer las distintas exigencias a las cuales son sometidas las tuberías. En general, las normas constituyen 3.3 Control de Calidad Con el objeto de dar permanente cumplimiento a las especificaciones de las diversas normas de calidad, KRAH PIPING SOLUTIONS cuenta con un equipo de profesionales especializados y un moderno laboratorio de control de calidad equipado con todo lo requerido para dar cumplimiento efectivo a la normativa comprometida, tanto para nuestros clientes en Chile como en el extranjero. un conjunto de referencias para la calificación de los diversos productos, tanto para los fabricantes como para los usuarios. Las principales normas por las cuales se rigen la fabricación de nuestras tuberías, son las normas internacionales ISO 4427, ISO 29561, DIN 16961, ISO 9969, DIN 19674, ASTM F 2720 y la norma chilena NCh398/1. En nuestro laboratorio se efectúan todas las pruebas requeridas por las normas antes detalladas, tanto para las materias primas utilizadas, como para las tuberías que fabricamos. Cada uno de los requisitos exigidos por la normativa vigente, han sido debidamente implementados en las áreas respectivas de nuestra organización. Además, nos encontramos certificados de manera permanente por un organismo externo 16

17 de certificación independiente; el cual a su vez es calificado por el Instituto Nacional de Normalización (INN), somos auditados regularmente. Por lo tanto, y en base a lo recién indicado, todas nuestras tuberías son sometidas a rigurosas pruebas de control de calidad, para así determinar el estricto cumplimiento de las normas nacionales e internacionales a las cuales nos hemos comprometido. 3.4 Controles a la Materia Prima En la fabricación de nuestras tuberías, se utilizan resinas de excelente calidad suministradas por proveedores internacionales certificados bajo las normas ISO Las propiedades físicas y químicas de estas resinas, están garantizadas y certificadas por cada fabricante. Cada una de las resinas utilizadas en nuestra producción, son sometidas a diversas pruebas, las cuales permiten verificar los parámetros más importantes que éstas deben cumplir, dentro de las cuales se destacan: Densidad Índice de fluidez (melt index) Después de haber testeado estos controles, y verificar las certificaciones de calidad de los proveedores definidos, se da por aprobada la materia prima, dándose inicio al proceso de fabricación de nuestras tuberías. 3.5 Controles a la tubería Los controles y principales pruebas que definen las normas específicas de estos productos y que se le realizan a nuestras tuberías de HDPE son: Dimensiones: Este control se realiza permanentemente en las líneas de producción y consiste en verificar que nuestras tuberías cumplan con los requerimientos dimensionales especificados, específicamente en el diámetro exterior, ovalización, espesor de pared, excentricidad y su longitud útil. Aspecto superficial: Es un control importante en el cual se considera el aspecto externo de nuestras tuberías. Las superficies externas e internas deben ser lisas, limpias y libres de pliegues, ondulaciones y porosidades. Presión interna: Esta prueba consiste en someter a diversas presiones y temperaturas (20 C y 80 C) diversas probetas de nuestras tuberías, las cuales deben resistir sin romperse, agrietarse, deformarse o evidenciar pérdidas. Stress cracking: Esta prueba es uno de los principales parámetros para determinar la calidad de la materia prima y del proceso de producción de nuestras tuberías. Este consiste en someter una probeta a la acción de un material tenso activo, el cual actúa en los puntos de concentración de tensiones del material, disminuyendo la fuerza de interacción de las moléculas y produciendo su separación. Una buena respuesta del producto, implica una buena calidad del proceso. 17

18 Contracción longitudinal: Este ensayo consiste en colocar una probeta de nuestras tuberías, dentro de un horno a temperatura constante (110 C), con el objeto de verificar el comportamiento y la calidad del proceso de producción, específicamente desde el punto de vista dimensional. El valor determinado por la norma, como resulta óptimo, es que la probeta no puede sobrepasar el 3%de contracción. Tracción a la fluencia y alargamiento a la rotura: Este ensayo consiste en deformar una probeta obtenida a partir de nuestras tuberías, a lo largo de su eje longitudinal; a una velocidad constante, aplicando una fuerza determinada por la norma específica, hasta que la probeta se estire y posteriormente se corte. Posterior a esto, se determina la fuerza en el punto de fluencia, su alargamiento y fuerza en la ruptura. Leyenda: Este control de identificación de nuestras tuberías, se realiza conforme a lo especificado en las normas respectivas. El objetivo es proporcionar información adecuada para que cada producto fabricado. Atoxicidad: Este control está destinado a determinar que nuestras tuberías que están destinadas a la conducción de agua potable o productos alimenticios, no transmitan sabor, olor o color, ni les incorporen algún contenido de elementos tóxicos mayor que los límites fijados en las normas respectivas. 18

19 4 Tubería KRAH PE 100 La tubería KRAH PE 100 fabricada por KRAH Piping Solutions corresponde a una tubería PE 100 estándar. Lo anterior implica que es una tubería que se fabrica según las normas ISO 4427, DIN 8074, ASTM F714 o bien NCh Esta tubería es ampliamente utilizada en el mercado chileno y latinoamericano por entre otros la Industria de la Minería, Servicios Sanitarios, etc. La fabricación de la tubería bajo otras normas o bien con otras resinas (como PE 80) es factible y debe ser consultada a la planta.

20 4.1 Características del Sistema de tuberías KRAH PE 100 Este tipo de tubería posee las siguientes características generales: Optima resistencia a químicos. Atoxico, apto para agua potable. Baja incrustación. Alta resistencia a la abrasión y radiación UV. Excelente respuesta ante el golpe de ariete. Fácil manipulación Propiedades Físicas del Material Las propiedades físicas referenciales del material PE 100 utilizado en la fabricación de las tuberías KRAH PE 100 se entregan en la siguiente tabla: Tabla Propiedades físicas del material PE

21 4.1.2 Resistencia a la abrasión Figura Curva de Abrasión de varios tipos de material de tuberías Resistencia a los agentes químicos Una lista corta del comportamiento del HDPE ante algunos agentes químicos se presenta en la siguiente tabla: Tabla Resistencia química del HDPE. 21

22 4.2 Tuberías y Accesorios Las tuberías KRAH PE 100 pueden ser fabricadas bajo las normas antes señaladas. En las tablas 4.3-1, y se entrega el detalle de cada tubo según estas normas. Para los accesorios conformados se considera como base la norma DIN Parte 4. Para fabricación de accesorios bajo otras normas consultar con la fábrica. Las dimensiones entregadas corresponden al cálculo de espesores considerando como base una resina PE 100 según lo señalado por ISO Los diseños se basan en materiales para un servicio de a lo menos 50 años y que a 20 C entreguen una tensión MRS de 10 MPa. Según ISO para los materiales anteriores se debe aplicar un coeficiente de Diseño C=1,25 con lo que se obtiene que la tensión de diseño de la tubería será: Los espesores de la tubería se calculan con la expresión: En donde: PN = Presión Nominal de la tubería [Kg/ cm2] D = Diámetro exterior del tubo [mm] e = Espesor mínimo de la pared del tubo [mm] σ S = Tensión de diseño del material [Kg/ cm2] Para la tubería KRAH PE 80 y PE 100, que se fabrica con resina PE 100, la tensión de diseño, a 20 C es: σ S = 8 [MPa] o bien 80 [Kg/ cm2]. Cuando la tubería opere con temperaturas superiores a 20 C se deben considerar factores de reducción de presión para un servicio a 50 años. Los coeficientes se entregan en la siguiente tabla: Material 20 C 25 C 30 C 35 C Tipo A 1 0,93 0,87 0,8 Tipo B 1 0,9 0,81 0,72 Tabla 4.2-1: Factores de reducción de presión a temperatura, para servicio a 50 años. Nota: Los tipos de material deben ser consultados las normas NCH 398 o ISO

23 4.3 Dimensiones Tabla : Dimensiones Tubería PE 100 bajo la norma ISO 4427

24 Tabla 4.3-2: Dimensiones Tubería PE 100 bajo la norma Nch 398-1

25 Tabla 4.3.3: Dimensiones Tubería PE 100 bajo la norma ASTM F714

26 4.4 Sistemas de Unión Las tuberías KRAH PE 100 fundamentalmente son unidas mediante soldaduras (Termo y electro soldaduras) o bien por sistemas mecánicos. Estos sistemas de unión se detallan en los siguientes puntos: Soldadura por Termofusión a) El Proceso de Termofusión: El proceso de termofusión para la tubería de pared sólida KRAH, sea esta fabricada bajo el esquema de la norma ISO 4427 o Nch o bien ASTM F714, responde a los mismos criterios generales que se detallan a continuación. b) Equipo de Termofusión: El equipo básico para llevar a delante este proceso corresponde a una máquina termosoldadora, la cual deberá estar en perfectas condiciones de uso. Resulta tan importante como la máquina el que ésta sea operada por personal calificado. La máquina y el operador se considerarán aptos para trabajar después de haber realizado soldaduras de muestra y que éstas aprueben los ensayos que se especifiquen. La norma DVS entrega una batería de posibles ensayos a exigir. c) Condiciones de trabajo: Para efectuar apropiadamente la tarea de soldadura el equipo que entrega energía a la máquina deberá estar en perfectas condiciones de uso. Adicionalmente, y en función de las condiciones climáticas en que se desarrollen los trabajos se deberá disponer de una protección tal que la zona de fusión no esté expuesta a viento, lluvia o bajas temperaturas. Para lo anterior basta con por ejemplo una carpa y tapas en los extremos de los tubos a unir de modo de evitar la corriente de aire que se produce por su interior. d) Procedimiento de trabajo: La soldadura a tope de cañerías se divide en los siguientes pasos: Proceso de Ajuste: Las cañerías a soldar se deben cortar en forma recta en sus extremos y se deben limpiar cuidadosamente estas superficies. Se deben disponer los tubos de tal forma que las superficies estén alineadas. Considerar los valores de la siguiente tabla: Tabla 4.4-1: Valores de Diámetro Exterior y Separación de Aire Máxima Asegurar el libre movimiento longitudinal de las tuberías. Evitando con esto eventuales tensiones axiales sobre la tubería en el momento de soldar. Controlar el desalineamiento de las tuberías. Se admite un máximo del 10% del espesor del tubo. Proceso de soldadura: Tapar los extremos de la tubería a soldar para evitar corrientes de aire. Comprobar la temperatura del plato calefactor de modo que esta sea uniforme en todo el perímetro y del orden de 220 ± 10 C. Medir la presión de arrastre de las tuberías a soldar. De modo de corregir por este valor la presiones que deben existir en la zona de soldadura. Limpiar y mantener limpio el plato calefactor. Soldar siguiendo la secuencia mostrada en la figura

27 Figura 4.4-1: Gráfico del proceso de Termo Soldadura Donde: P 1 = P 3 : Presión de adecuación y de acoplamiento P 2 : Presión de precalentamiento. t 1 : Tiempo de calentamiento inicial. t 2 : Tiempo de calentamiento. t c : Tiempo de cambio o de remoción del plato calefactor. t u : Tiempo de unión. t 3 : Tiempo de enfriamiento. El proceso es tal que una vez que el plato calefactor ha alcanzado la temperatura de fusión, los extremos de los tubos a soldar se presionan sobre éste (a presión, P 1 ) permitiendo la transferencia de calor al material del tubo y formando un rodón uniforme en todo el perímetro, todo esto en el tiempo t 1. Trascurrido el tiempo t 1 se debe reducir la presión y se permite el calentamiento del tubo a una muy baja presión P 2. La operación de calentamiento toma el tiempo t 2. Una vez finalizado t 2 se procede a hacer un rápido retiro del plato calefactor, en el mínimo tc posible. Para luego colocar en contacto directo los extremos de los tubos a soldar, esto a una presión que va de cero a P 3 en un tu de modo que la presión P 3 se alcance en forma no abrupta. Finalmente a una presión P 3 y por un tiempo t 3 se deja enfriar la unión, cuidando de no inducir esfuerzos en esta durante este período. En el proceso antes descrito se deberá ser muy cuidadoso en evitar que la temperatura fuese demasiado alta, pues existe el riesgo de una degradación térmica del material. Si por el contrario la temperatura fuera muy baja, también se crean problemas, debido a que falta material fundido. Por lo tanto es de fundamental importancia chequear la temperatura en forma regular. Foto 4.4-1: Proceso y Equipo de Termofusión El fabricante de cada Equipo Termosoldador deberá entregar una tabla con los parámetros de soldadura a aplicar para cada tipo de tubería a soldar. 27

28 4.5 Proceso de Electrofusión Es el proceso que permite la unión de tuberías con diversos accesorios llamados electrofittings. En la soldadura por electrofusión se calientan y sueldan dos superficies mediante el calor generado por una resistencia eléctrica. Esta resistencia se encuentra en el interior del electrofitting. La utilización del electrofitting entrega los siguientes beneficios: Zona de fusión más amplia. Espesor de pared grande. Se pueden usar con todas las tuberías de polietileno para presión. Es posible realizar la instalación en espacios más reducidos. No hay limitaciones en términos de clima. El uso de un bajo voltaje previene los accidentes. Existe una transferencia de calor directa al tubo desde el enrollado del electrofitting. El pequeño espacio entre la tubería y fitting entrega una óptima presión de unión en la zona de fusión. Poseen un indicador visual de la fusión. La dilatación de la masa fundida y las tensiones de contracción producen la presión de soldadura necesaria para una correcta soldadura. El sistema de electrofusión consiste en las siguientes etapas: a) Preparación de la soldadura: Se conecta la máquina soldadora a una fuente de poder y se revisa que el electrofitting esté en buenas condiciones. b) Proceso de ajuste: Se corta transversalmente el tubo y se marca la longitud al insertar. Se limpia la zona de la tubería a insertar con un paño seco y se raspa cuidadosamente en la dirección longitudinal con una herramienta apropiada. Se retiran los residuos. Posteriormente se verifican que las superficies a soldar estén secas y sin rastros de residuos y finalmente se inserta el electrofitting hasta la marca de inserción o hasta el tope de centrado. c) Ejecución de la soldadura: Se conectan los terminales de la máquina de electrofusión en los bornes del electrofitting y el operador activa la máquina, indicando el proceso de soldadura. Una vez terminado el tiempo de electrofusión, se mantiene en reposo la unión durante el tiempo de enfriamiento indicado. La información de los parámetros del proceso de soldadura se almacenan en la máquina de electrofusión. 28

29 Los Electofittings deberán siempre estar acompañados de sus parámetros de soldadura, los que en general vendrán en forma de códigos de barra adheridas a la pieza o bien en una tarjeta adjunta al mismo. Por otro lado, el equipo de electrofusión que deberá estar en óptimas condiciones de trabajo y que deberá ser operado por personal calificado, tendrá los elementos que le permitan leer este código de barra o bien setearlo manualmente en el equipo Unión con Flanges En situaciones en que es muy difícil o costoso soldar las tuberías en terreno, se utiliza la unión mediante flanges. También se usa en instalaciones que en el futuro deben ser desmontadas. Finalmente, la unión mediante flanges se utiliza para conectar la tubería PE 100 con piezas con este tipo de unión y también para unir los tubos PE 100 con tuberías de otros materiales. La unión requiere de un PortaFlange, que también recibe el nombre de Stub-End, el cual va unido por termofusión a la tubería. 4.6 Fitting Flanges Figura 4.6-1: Flange 29

30 Tabla 4.6-1: Dimensiones para Flanges según normas DIN 2673 & DIN

31 4.6.2 Stub End Figura 4.6-2: Stub End Tabla 4.6-2: Dimensiones para Stub End según normas DIN 2673 & DIN

32 4.6.3 Codo 90 Figura 4.6-3: Codo 90 (±2 ) Tabla 4.6-3: Dimensiones para Codo 90 (±2 ) según norma DIN

33 4.6.4 Codo 60 Figura 4.6-4: Codo 60 (±2 ) Tabla 4.6-4: Dimensiones para Codo 60 (±2 ) según norma DIN

34 4.6.5 Codo 45 Figura 4.6-5: Codo 45 (±2 ) Tabla 4.6-5: Dimensiones para Codo 45 (±2 ) según norma DIN

35 4.6.6 Codo 30 Figura 4.6-6: Codo 30 (±2 ) Tabla 4.6-6: Dimensiones para Codo 30 (±2 ) según norma DIN

36 4.6.7 Tee 90 Figura 4.6-7: Tee 90 (±2 ) Tabla 4.6-7: Dimensiones para Tee 90 (±2 ) según norma DIN

37 4.6.8 Tee 45 o 60 Figura 4.6-8: Tee 45 (±2 ) o 60 (±2 ) Tabla 4.6-8: Dimensiones para Tee 45 o 60 (±2 ) según norma DIN

38 4.7 Suministro de las tuberías KRAH PE 100 Las tuberías KRAH PE 100 se suministran en tiras de 12 m y eventualmente en tiras de 18 m. Alternativamente es posible el suministro en rollos o carretes, ya que permite tender sin elementos de unión, tubos de varios metros de longitud (según dimensiones). El enrollado es posible de realizar solamente en tubos de diámetro menor o igual a 110 mm y de presión PN10 o superior, suministrándose en rollos de 50 o 100 m, dependiendo del diámetro Transporte y acopio Foto 4.7-1: Suministro de las Tuberías KRAH PE 100 en tiras y rollos. El transporte de las tuberías, uniones y piezas especiales deberá hacerse siguiendo las siguientes recomendaciones: Las tuberías deben estar uniformemente apoyadas en todas sus longitudes durante el transporte, y no debe sobresalir en más de 1 m de la carrocería que las transporta. La superficie del transporte debe estar libre de elementos con filo o punzantes. Los tubos y accesorios no deben estar en contacto con salientes cortantes que puedan dañarlos, por ende se recomienda topes de madera para estibar la carga. Los tubos y accesorios de HDPE, deben ser amarrados solo con bandas o cuerdas textiles o de nylon. Al usar distanciadores de madera, estos no deben separar más de 2 m entre sí. La altura máxima de carguío es de 2 m. 38

39 Foto 4.7.2: Transporte de Tuberías KRAH PE 100 Para la descarga de los tubos en las obras, se deberá disponer de elementos manuales o equipos mecanizados, adecuados al sistema de transporte utilizados, al peso de los tubos y a lo menos, se debe considerar lo siguiente: a) La descarga desde un camión se debe hacer en forma cuidadosa, para no dañar la superficie, ni los extremos de la tubería. b) Para la descarga, se deben usar sogas textiles. En ningún caso, cables de acero o cadenas, que pueden rayar la tubería. c) Las tuberías no deben ser lanzadas al piso. d) El acopio debe efectuarse colocando las tuberías sobre una superficie plana, sin estar en contacto con cargas punzantes. e) Para asegurar que no se desplacen lateralmente, se usarán distanciadores de madera, solo entre el piso y la primera capa de acopio. f) La altura máxima de apilamiento en el acopio es de 2 metros. En función del diámetro de la tubería, la altura máxima de apilamiento es: Diámetro hasta 315 mm, hasta 6 tubos de altura. Diámetro 355/500 mm, hasta 4 tubos de altura. Diámetro 560/710 mm, hasta 3 tubos de altura. Diámetro 800/900 mm, hasta 2 tubos de altura. g) Si las tuberías presentan bajo espesor, como por ejemplo PN 4 (SDR 26) y menores, la altura de apilamiento deberá garantizar que las tuberías dispuestas en la primera capa no sufrirán ovalidad excesiva, producto del peso de los otros tubos. Para este caso, se recomienda, como máximo, una altura de apilamiento de 1 metro. h) Las tuberías de HDPE pueden ser almacenadas quedando expuestas al sol dado que ellas están protegidas de la radiación U.V. gracias a la incorporación de negro de humo en la fabricación. 39

40 4.8 Instalación Instalación en Zanja Para instalar redes de distribución de agua son válidas las especificaciones contenidas en DIN Si las condiciones locales permiten soldar por completo las tuberías PE 100 fuera de la zanja, esta puede ser mucho más estrecha. En terrenos con interferencias para instalar la tubería no es necesario eliminar los obstáculos, ya que dada la flexibilidad relativamente elevada de las tuberías PE 100, pueden salvarse la mayor parte de ellos, tales como raíces de árboles o rocas. La tubería debe desenrollarse tangencialmente del rollo o carrete, procurando evitar hacerlo en espiral. Las tuberías no deberán doblarse en ningún caso. Además es muy importante tanto el desenrollado como en el tendido, así como, naturalmente durante el almacenamiento o el transporte, evitar que se deterioren exteriormente por piedras puntiagudas, etc. Las irregularidades que pudieran existir en el fondo de la zanja, deberán compensarse previamente con arena o gravilla (según DIN 1063). Además al existir fondos con barro o pantanosos conviene hacer una sobre excavación de 15 cm, rellenando ésta con material estabilizado. La profundidad mínima de tendido de las tuberías depende del diámetro exterior de éstas y de las cargas producidas por la circulación de camiones, debiendo coincidir con la profundidad a que se congele el terreno (aproximadamente 70 a 80 cm). La zanja se rellenara preferentemente con material exento de piedras, evitando los rellenos hidráulicos, ya que a causa de su baja densidad, las tuberías flotan incluso llenas de agua. En terrenos rocosos, es recomendable practicar con arena un lecho de asiento. En la zanja, el lecho de apoyo se realizara con material sin piedras y debería tener un espesor mínimo 10 cm, consolidándolo con una apisonadora ligera antes de tender la tubería. Esta deberá cubrirse hasta 30 cm por encima de su parte superior con material apisonable carente de piedras. El ancho de la zanja donde se ubica la tubería debe ser igual a Dn + 30 cm. El material de relleno se dispondrá en capas (de espesor suelto no mayor a 30 cm), apisonando cuidadosamente cada una de ellas. Una vez colmada y apisonada la zanja, los esfuerzos producidos por la fricción entre la tubería y el relleno evitan las dilataciones y contracciones debidas a variaciones de temperatura. 40

41 4.8.2 Instalación Fuera de Zanja Cuando las tuberías no pueden ser protegidas contra la acción del sol, es conveniente disponer de elementos que permitan absorber las deformaciones que se producen, pues se debe tener en cuenta un coeficiente de dilatación térmica de 2x10-4 m/m C. Para disminuir la absorción de calor, se recomienda cubrirlas con tierra exenta de piedras que puedan dañar la tubería. Un esquema de lo antes señalado se entrega en la figura En este caso se deben tomar las mismas precauciones que en tuberías enterradas; el material debe ser compactado a cada lado de la tubería en un ancho igual a 2 diámetros, la altura de relleno debe tener por lo menos 30 cm sobre la parte superior de la misma. El ancho total de esta cubierta debe ser de unos 4 diámetros. Figura 4.8-1: Esquema Instalación fuera de Zanja Para un mayor detalle con respecto a la instalación, ver el Anexo 3 de este catálogo Recomendación de Instalación para la tubería de HDPE KRAH Radios de Cuadratura La tubería KRAH PE 100 admite radios de curvatura mínimos, evitando con ello el uso de piezas especiales. Se recomienda hacer giros con radios no menores a los entregados en la tabla Tabla 4.8-1: Radios de Curvatura Mínimos Para un mayor detalle con respecto a la instalación, ver el Anexo 3 de este catálogo Recomendación de Instalación para la tubería de HDPE KRAH. 41

42 4.9 Pruebas de presión hidráulica en terreno Introducción El objeto de esta Prueba de Presión en terreno es determinar si las uniones entre las tuberías o de los accesorios a esta se han realizado de modo que el sistema sea estanco. Todo lo anterior antes de poner en servicio la instalación. Los procedimientos señalados en este documento están basados en las normas DVS 2210/1 o DIN 4279/8, 9 y 10. Estas pruebas deben ser aplicadas a tuberías de HDPE que transporten fluidos a presión Consideraciones Antes de empezar las pruebas de presión hidrostática, las tuberías deben estar en su posición definitiva. Se debe corroborar que todos los accesorios de la línea y los extremos estén correctamente asegurados. Las tuberías deben estar con sus uniones a la vista, y especialmente en las curvas deben tener a lo menos rellenos parciales de tal modo de sostenerlas en posición. La tubería debe ser protegida de los cambios de temperatura durante la etapa de prueba, y para ello se recomienda instalar rellenos parciales de la zanja en donde se le instale. Para realizar la prueba se debe considerar el uso de agua, no recomendándose el uso de aire comprimido Etapas previas Generalidades Previo a la prueba el contratista deberá entregar un detallado procedimiento de cómo llevara adelante la prueba, este procedimiento debe contemplar a lo menos los siguientes puntos: Metodología a aplicar. Disposición de los diferentes elementos y registros de control. Nombre del encargado responsable de las pruebas. Sistema de registro de control a seguir durante la ejecución de la prueba. Se debe verificar que la presión de prueba no sea superior a las presiones de las piezas especiales. Si es superior, se tomaran las medidas necesarias para no dañarlas. El contratista deberá instalar una válvula de alivio en el sistema de prueba de presión, para prevenir sobre presurización de la línea durante la prueba. El contratista deberá colocar una llave de paso entre la tubería y la bomba, así como también dos manómetros en el punto alto y más bajo de la línea a probar, los que llevaran sus correspondientes llaves de paso. Se debe considerar que al realizar la prueba, el tramo probado sea tal que la diferencia de presión entre el punto con mayor y menor presión no exceda el 10% del valor correspondiente a la presión de prueba. 42

43 5 Sistema KRAH Tubería Estructurada

44 5 Sistema KRAH Tubería Estructurada La línea de tuberías y accesorios KRAH de pared estructurada está concebida especialmente para construir sistemas monolíticos completos para conducciones enterradas en zanja con escurrimiento de fluidos sin presión interna (o con presión interna baja). En esta línea se optimiza el diseño de las paredes del tubo de manera de obtener un producto de alta resistencia estructural frente a la s cargas externas - que deberá soportar una vez enterrado en la zanja - y que, a la vez, sea económico. Para esto, se busca aumentar el momento de inercia de las paredes del tubo a partir del diseño de una geometría especial de las mismas, dando lugar a lo que se conoce como Pared Estructurada. Esta pared estructurada, entonces, ofrecerá una rigidez anular igual o superior a la de un tubo convencional de pared sólida, pero con espesores mucho menores, resultando en tuberías más livianas y, consecuentemente, más económicas. Entre las características más destacadas de la línea KRAH Tuberías Estructuradas puede mencionarse: a) La gran flexibilidad de fabricación que ofrece el sistema, permitiendo el dimensionamiento y la producción de los tubos y accesorios a la medida de lo que necesita cada obra en particular. b) El exclusivo sistema de unión por electrofusión integrada KRAH, permitiendo al contratista un trabajo ágil y rápido con juntas 100% estancas, aun cuando las condiciones de instalación sean desfavorables. c) Coextrusión interna de color claro (normalmente amarilla) lo que facilita enormemente la inspección visual al interior de la tubería. d) Para aplicaciones de colectores de agua lluvia, se ofrece una alternativa de sistema de sellado en base a una junta con espiga campana y o ring elastomérico. 5.1 Características Material Los tubos KRAH Estructurado pueden fabricarse en cualquiera de los siguientes materiales: Polietileno de Alta Densidad (HDPE) Polipropileno Random (PP-R) Polipropileno Homo (PP-H) Polipropileno No Inflamable (PP-S) La producción normal se realiza con HDPE y refuerzos helicoidales en PP-R. 44

45 5.1.2 Ventajas Ductilidad y Alta Resistencia: Debido a las características del HDPE o PP, los productos de la línea KRAH Estructurado son capaces de absorber grandes deformaciones sin presentar fisuras ni comprometer su estabilidad estructural. Alta rigidez anular: Lo que le permite resistir las cargas producto de una instalación normal enterrada en zanja (rellenos, transito, nivel freático, otras). Juntas Estancas: Los sistemas de unión por fusión molecular, como los que ofrece la línea KRAH Estructurado, son los únicos que garantizan la estanquidad de las juntas en cualquier situación (por ejemplo, importantes deformaciones o movimientos inesperados, así como solicitaciones axiales). Excelente Capacidad Hidráulica: La capacidad hidráulica de los tubos KRAH Estructurado es óptima debido a la lisura del material y a que sus diámetros nominales siempre coinciden con los diámetros interiores. Resistencia a la abrasión: Tanto el HDPE como el PP, con los que se fabrican los tubos KRAH Estructurado, presentan la mayor resistencia del mercado a fenómenos abrasivos. Bajo Peso: El bajo peso específico del material, sumado a la configuración de paredes estructuradas de la línea KRAH Estructurado, resulta en tubos muy livianos. Facilidad de Manipulación e Instalación: Debido al bajo peso de los productos de la línea KRAH Estructurado, la manipulación y el proceso de instalación de los mismos resulta más ágil, rápido y sin necesidad de maquinaria pesada. Alta resistencia química: Los materiales en los que se fabrican los tubos KRAH de Pares Estructurada (HDPE y PP) son resistentes a la mayoría de los compuestos químicos que se presentan en conducciones, tales como soluciones ácidas, aguas cloacales, aguas salobres y otras químicamente agresivas sin que se comprometa la vida útil de la tubería. Resistencia al impacto: La alta resistencia al impacto del material, que se conserva aún a muy bajas temperaturas, asegura tubos y accesorios robustos. Resistencia contra microorganismos, roedores y termitas: Las superficies lisas de las tuberías KRAH Estructurado no dan espacio a los dientes del roedor. Por otro lado, ni el HDPE ni el PP son medios nutrientes para bacterias, hongos o esporas, por lo que son resistentes a toda forma de ataque microbiano. Figura 5.1-1: Curva de Abrasión para tuberías de varios tipos de material 45

46 5.2 Dimensiones Los tubos de la Línea KRAH Estructurado pueden fabricarse en longitudes útiles L de 1.0 a 6.0 mts y con diámetros nominales (internos) Di entre 300 y mm. Figura 5.2-1: Longitud y Diámetro Nominal de tuberías KRAH Estructurada La dimensión usual para la entrega de la tubería es de 6,0 m útiles. También es posible, a pedido, el despacho de tiras de 12 o 18 mts., uniendo 2 o más tuberías de longitud estándar en planta mediante la técnica de electrofusión. Una de las ventajas sobresalientes que presentan las tuberías de la línea KRAH Estructurado es la gran variedad de perfiles de pared disponibles y la alta flexibilidad que presenta el sistema de fabricación, que a su vez permite la variación de cada una de las dimensiones geométricas del perfil de pared, posibilitando tanto el dimensionamiento como la producción de la tubería a la medida de las condiciones particulares de cada obra, con la consiguiente optimización de costos. Todos estos materiales son termoplásticos con excelentes propiedades para su aplicación en obras de agua potable y todo tipo de desagües, sobre todo por su alta resistencia química y la posibilidad que brindan de ejecutar uniones por fusión molecular (termofusión, electrofusión). Algunos perfiles posibles se muestran en la Figura Figura 5.2-2: Perfiles de tuberías KRAH Estructurada 46

47 De todas formas, dado que la prestación del tubo no sólo depende de su rigidez anular, sino que el mismo también deberá ser capaz de soportar, entre otras cosas, las solicitaciones ejercidas durante la instalación y la de los equipos de limpieza de conductos con presión de agua, en los productos de la línea KRAH Estructurado se limita el dimensionamiento del espesor de liner a un mínimo según lo muestra la Tabla 5.2-4, pudiendo además adaptar el mismo para cumplir con los requerimientos de la más reciente norma europea EN Figura 5.2-3: Liner de la tubería HDPE de espesor S1 Tabla 5.2-4: Espesor mínimo de Liner según EN y Tubos KRAH 47

48 5.2.1 Normas Normas de Fabricación: Las normas utilizadas en la verificación, tanto de la materia prima como del producto correspondiente a la fabricación de la tubería KRAH Estructurada se entregan en el siguiente cuadro: Tabla 5.2-5: Normas usadas en la fabricación de Tubería KRAH Estructurado Normas de Instalación: Las normas aplicables a la instalación de las tuberías Estructuradas son las siguientes: NORMA ASTM D 2321 DIN EN 1610 DIN 4033 NOMBRE Instalación subterránea de tuberías termoplásticas para alcantarillado y otras aplicaciones de flujo gravitacional. Construction and testing of drains and sewers. Sewer and sewage pipelines - Code of Practice for Construction. Tabla 5.2-6: Normas usadas en la instalación de tuberías Estructuradas 48

49 5.3 Sistemas de Unión Unión con Electrofusión Las tuberías KRAH Estructuradas se pueden unir mediante un sistema de electrofusión, el cual es un proceso que difiere de los procesos convencionales en que no necesita de piezas adicionales, como es el caso de la tubería estándar de HDPE que utiliza coplas. En efecto, las tuberías y accesorios KRAH Estructurado poseen acoples del tipo Espiga-Campana con una resistencia eléctrica incorporada, la cual se calienta a través del paso de corriente para realizar la fusión molecular. En los párrafos siguientes se entregan los procedimientos para el acople adecuado de estas piezas. Realización de las Fusiones El proceso de electrofusión de las tuberías KRAH Estructuradas, si es realizado en forma correcta, asegurará la estanqueidad de las juntas, aún frente a movimientos o deformaciones inesperadas de la conducción. Por lo tanto, se deberán atender a las siguientes especificaciones, que garantizarán la calidad de las juntas obtenidas. a) Recomendaciones: Antes de comenzar con el procedimiento, habrá que prestar especial atención a las siguientes recomendaciones: Existen diferentes tipos de máquinas de electrofusión para realizar el proceso. Algunas funcionan con energía trifásica (380 V) y otras lo pueden hacer a 220 V. Es importante consultar al proveedor de la máquina con anticipación, para prever todos los elementos que sean necesarios para su correcto funcionamiento en la obra. Para el suministro de energía, deberá preverse en la obra un generador con una capacidad mínima de 15 kva por cada uno de los equipos de electrofusión en uso y deberá prestarse atención a que aquel suministre energía en forma constante. La sección a soldar deberá ser protegida de la suciedad, humedad y de la radiación solar directa. Cuando haya temperaturas bajo los +5 C así tan bien como cuando hay lluvia, deberán realizarse acciones que aseguren que en esta sección las temperaturas no podrán bajar más. Por ejemplo, se puede cubrir la unión, o precalentarla. Además, en estos casos se deberá extender el tiempo de soldado. En campo esto puede significar instalar una cubierta sobre la zona de trabajo. Como por ejemplo se puede considerar una carpa para independizarse de la situación climática. Las campanas y las espigas de las tuberías deberán inspeccionarse para verificar la presencia de posibles daños ocasionados en el transporte. En particular se deberá verificar la continuidad de la resistencia eléctrica existente. Las tuberías deberán estar posicionadas de forma tal que las conexiones para el soldado (bornes salientes de la resistencia inserta en la campana del tubo) sean fácilmente accesibles. No se debe electro fusionar si las superficies a unir están mojadas o con presencia de agua. No se debe aplicar calor a la tubería en forma de llama. De aplicarse puede destruir el material. Lo correcto es aplicar aire caliente. 49

50 Foto 5.3-1: Manipulación Tubería Estructurada Foto 5.3-2: Resistencia eléctrica incorporada en la Campana b) Procedimiento: Teniendo en cuenta las precauciones mencionadas anteriormente, podrá comenzarse el proceso de electrofusión, a realizar por un soldador experimentado, siguiendo los siguientes pasos: Se limpiará con un trapo seco (de algodón) las superficies externa de la espiga e interna de la campana. El objeto de esta operación es dejar completamente libre de agua, barro, polvo, grasas o aceites la zona de trabajo. Para la limpieza se usará alcohol isopropílico. Se medirá con una cinta métrica el ancho de la superficie a fusionar de la campana, desde el borde externo de la misma hasta el chanfle interno que posee a 45º (tope). Esta medida se transportará entonces a la superficie superior de la espiga, midiendo desde el borde de la misma en la dirección del eje de la tubería, a una distancia no menor a los 120 mm. Se marcará la medida en la espiga con un marcador resistente al agua, realizando varias marcas con una separación equidistante a 120º. Con el fin de facilitar el ensamble, y posibilitar una adecuada electrofusión de las juntas, para las tuberías de diámetro superior a los 800 mm, se colocará un aro rigidizador en el extremo interior de la espiga, a una distancia de su extremo de 30 mm. Éste se ajustará suavemente, de manera que no se desplace de su ubicación. Este aro es una pieza de acero cilindrada para coincidir con el diámetro interno de la tubería y que posee un sistema de tornillo que facilita expandirlo de modo que quede perfectamente adherido a la pared del tubo antes de que este inicie el proceso de soldadura. Introducir la espiga en la campana, comprobando que las marcas mencionadas en el paso b) coincidan con el borde de la campana. Si las marcas coinciden significa que los extremos de las dos piezas a fusionar, hacen buen tope en los chanfles de sello. En este proceso, deberá prestarse especial atención a que no quede humedad entre la espiga y el enchufe. Para introducir la espiga en la campana, se podrán usar tecles manuales y bandas textiles o bien empujar la tubería desde sus extremos libres y siempre cuidando de no dañar los extremos de los tubos. Luego de su acople, las tuberías se alinearán axial y verticalmente. Siempre que sea posible, el fusionista deberá introducirse dentro del tubo y verificar que el rigidizador continúe en la posición correcta luego del ensamble. También verificará que los extremos de los tubos estén realmente haciendo contacto, verificando el espacio existente entre las superficies a fusionar, a lo largo de toda la circunferencia de contacto. Si existieran diferencias destacables, se corregirá modificando el registro del rigidizador, con lo que se aumentará el diámetro del mismo hasta conseguir eliminar esas diferencias o atenuarlas al máximo. 50

51 Foto 5.3-3: Electrofusión de tuberías KRAH. Vista Fleje interno/aro rigidizador Foto 5.3-4: Electrofusión de tuberías KRAH. Vista cadena externa. Una vez verificado el correcto ensamble, se colocará un fleje de acero inoxidable en el alojamiento que presentan los tubos en la parte externa de la campana. Luego, utilizando una garra que toma los extremos de la cadena, se procederá a tensionarla haciendo uso de un perno pasador en la garra. Se debe ajustar la cadena firmemente en la ranura que existe en el exterior de la campana, se debe cuidar el mantener alejada la cadena de los bornes de la resistencia eléctrica. A continuación se colocará un adaptador conectado a los bornes salientes de la resistencia eléctrica inserta en el tubo y a éste se conectarán los terminales del equipo de electrofusión. Los alambres de conexión deberán cortarse de manera tal que el adaptador casi toque el extremo de la campana. Aquí debe prestarse especial atención a que no se produzcan fuerzas de tracción ni fuerzas de compresión sobre los alambres de conexión (peligro de corto circuito). Foto 5.3-5: Electrofusión de tuberías KRAH. Vista bornes de conexión. 51

52 Conectar el equipo de electrofusión a la fuente de energía (380 V o 220 V, según el equipo), que puede ser de línea o la salida de un grupo electrógeno. Se verificará que todo este correctamente ajustado y conectado a la parte eléctrica, y si así fuere, se procederá a encender el equipo de electrofusión. Se introducirán los parámetros para la fusión mediante la lectura de los códigos de barra correspondientes con el lápiz óptico que posee el equipo de electrofusión. Con esto, el equipo quedará programado para realizar la operación de fusión. En caso de no proceder la programación automática, podrá realizarse la misma manualmente. Una vez programando el equipo se presionará el botón de Inicio para dar comienzo al proceso de electrofusión. Antes de comenzar a fusionar, el equipo indicará en su display los minutos o segundos que llevarála operación. Cuando comienza a fusionar la pantalla indicará el tiempo que resta para finalizar la operación. Transcurridas las 2/3 partes del tiempo total de fusión, se deberá ajustar suavemente el fleje externo, de manera de aumentar la presión sobre la campana en el último tercio del proceso. Este debe ser un ajuste menor. Se deberá también verificar que el rigidizador o fleje interno se encuentre en posición y de ser necesario se deberá proceder a un ajuste de tal modo que trabajando en conjunto con el fleje externo mantengan unidas la cara interior de la campana con la exterior de la espiga. Esperar a que la máquina indique que ha finalizado el tiempo de fusión, a partir del cual comienza el tiempo de enfriamiento, que será similar al tiempo de fusión. Aquí ya se puede desconectar el equipo de electrofusión, pero deberán mantenerse el fleje exterior y el rigidizador interior. Además, se deberá tener especial cuidado de no mover las piezas fusionadas durante el proceso de enfriamiento. Finalizado el tiempo de enfriamiento, se retirará el fleje de la campana y el fusionista se introducirá dentro del tubo para retirar el rigidizador y verificar la unión por dentro para comprobar visualmente la calidad de la unión. Foto 5.3-6: Equipo de Electrofusión. Foto 5.3-7: Electrofusión de tuberías KRAH. Vista Fleje externo y conexionado eléctrico. 52