Sistemas de Tuberías de FRP Marinas y Costa Afuera

Transcripción

1 Boletín No. C3800 Mayo 1, 2002 Sistemas de Tuberías de FRP Marinas y Costa Afuera Costa Afuera Embarcaciones Contra Incendio Agua de enfriamiento y muchas otras

2 GREEN THREAD Sistemas de Tuberías Costa Afuera GREEN THREAD 250 Rango hasta 250 psig Temperaturas hasta 200 F (93 C) Factor de seguridad mayor para servicios crítcos GREEN THREAD 175 Rango hasta 175 psig Temperaturas hasta 200 F (93 C) Costo-Beneficio alto para servicios de baja presión SISTEMAS DE TUBERÍAS RESISTENTES AL FUEGO SISTEMAS DE TUBERÍAS CONDUCTIVOS Díametros de 1-36 PRODUCTO Las tuberías GREEN THREAD se fabrican con fibra de vidrio y resina epóxica en dos clases de presión. GREEN THREAD 250 está diseñado hasta 250 psig y temperaturas de 93 C. Este diseño provee al usuario de un factor de seguridad superior para servicios críticos como sistemas contra incendio costa-afuera y aplicaciones de balasto. GREEN THREAD 175 está diseñado hasta 175 psig y temperaturas de 93 C. Este sistema está disponible con accesorios moldeados como opción lo que ofrece una alternativa económica a los accesorios de filamentos embobinados en servicios de baja presión como líneas de: drenaje, alcantarillado, venteo y otras. Todos los productos marínos y de Costa Afuera GREEN THREAD están fabricados con una barrera epóxica interna contra la corrosión y la erosión reforzada para proveer una máxima resistencia al severo ambiente maríno. Los sistemas GREEN THREAD Costa- Afuera están disponibles en díametros de 1 hasta 36, con un completo rande accesorios de filamentos embobinados para todos los diámetros y clases de presión. La longitud de los tramos son de 20 nominales o long. exactas. RESISTENCIA AL FUEGO Los sistemas GREEN THREAD 250 y GREEN THREAD 175 están calificados totalmente para resistencia al fuego según IMO Nivel-3 sin requeqrir de ninguna protección pasiva contra fuego. En sistemas de diluvio secos donde la protección contra fuego es necesaria, GREEN THREAD 250-F y GREEN THREAD 175-F se suministran con una "Cubierta contra Fuego" reforzada, la cual calificó totalmente para la modificación al Nivel-3 (L-WD) de resistencia al fuego de acuerdo con la Guardia Costera de los E.U. (U.S. Coast Guard PFM 1-98). Las tuberías protegidas con la "Cubierta contra Fuego" de Smith Fibercast obtuvieron valor cero en liberación de calor cuando se probaron de acuerdo con IMO A.653(16). La flamabilidad del producto es tan baja que fue exento de los requerimientos de pruebas contra toxicidad y humos. SISTEMAS DE TUBERÍAS CONDUCTIVOS Los sistemas GREEN THREAD 250-C y GREEN THREAD 175-C se suministran con fibras de carbono como parte integral de la pared de las tuberías y los accesorios para proveer un sistema de tuberías conductivo uniforme para utilizarse en áreas riesgosas. Un adhesivo conductor especialmente formulado asegura la conductividad 2

3 a través de las uniones. Las tuberías y los accesorios también se fabrican con un liner interno de velo reforzado de carbono por lo que el compromiso en desempeño está seguro al escoger la opción conductiva. Los sistemas están disponibles en todos los tamaños y rangos de presión. BAJO PESO GREEN THREAD 250 y GREEN THREAD 175 ofrecen considerabes ahorros de peso en el diseño original y construcción de estructuras flotantes costa-afuera o embarcaciones. GREEN THREAD 250 pesa 1/4 o menos que el peso del acero. GREEN THREAD 250-F pesa 1/2 o menos del peso de las tuberías de acero al carbón y CuNi. ACCESORIOS Todos los accesorios GREEN THREAD 250 Y 175 están fabricados INGENIERÍA Y DISEÑO con los mismos rangos de presión, temperatura y resistencia química como la tubería. Los accesorios GREEN THREAD 175 están disponibles moldeados o por filamentos embobinados de 2" a 6" y filamentos embobinads para los demás tamaños. Los accesorios GREEN THREAD 250 vienen en filamentos embobinados. También están disponibles en forma conductiva o con "cubierta contra fuego" según se requiera. Los codos de filamentos embobinados son tipo sweep con radio 1.5D. Los accesorios bridados son ANSI B16.5 con disponibilidad de codos de radio largo o corto. INSTALACIÓN METODOS DE UNION GREEN THREAD 250 utiliza una unión sencilla socket a tope hasta diámetros de 6". Arriba de este diámetro tanto las tuberías como los accesorios utilizan la unión espigada para máximo desempeño mecánico y de presión óptima. GREEN THERAD 175 utiliza la unión socket a tope hasta diámetros de 12". En diámetros mayores se u- tiliza la unión espigada tanto en tuberías como accesorios. Esta combinación de sistemas de unión permite al usuario final sacar ventajas de la u- nión socket a tope en los diámetros pequeños mientras que asegura la mayor eficiencia de la unión y extra desempeño de la unión espigada en los diámetros mayores. Smith Fibercast ofrece asistencia de diseño e instalación para el ingeniero, el fabricante de barcos o el constructor de plataformas costa afuera. Una guía completa de Ingeniería y Diseño, Manual No. E5000, está disponible bajo requisición. El programa "fácil de usar" "Success by Design engineering software" está disponible en nuestra página web. Los ingenieros de aplicación de Smith Fibercast pueden proveer aseoría de diseño y trazado por adelantado así como análisis de flexibilidad y esfuerzo en los diseños de sistemas de tuberías. Smith Fibercast mantiene una red de expertos y calificados instaladores que ofrecen un completo rango de soporte en instalación, desde la capacitación en sitio del personal local hasta servicios de instaación llave en mano en la mayoria de las locaciones. Pruebas y prefabricación de carretes están disponibles en planta o en talleres en sitio para minimizar el tiempo de instalación en sitio y reducir así los costos generales de instalación. Para un catálogo completo contacte a Grupo Norgam de México S.A. de C.V., Florencia Col. Juárez, D.F., Visite nuestra página: Aplicaciones MARINAS/COSTA AFUERA Sistemas Contra Incendio Líneas de suministro de agua salada Agua de Enfriamiento Lineas de Desecho Agua Potable Líneas de Proceso Tubería de Balasto Líneas de carga Tuberías de Sentina Sistemas de Rociadores Líneas de Agua Fresca Líneas Sanitarias Scuppers Tubos de Sondeo Líneas de Venteo Drenajes Conduit 3

4 Sistemas de Tuberías MARINAS-COSTA AFUERA PROPIEDADES DE LA TUBERÍA Especificaciones Generales y Dimensiones* GREEN THREAD 175 Diámetro Espesor de Espesor de Nominal D.I. D.E. Pared Revestimiento Peso Tuberías Nominal Nominal Nominal Interno Nominal Nominal Capacidad (In.) (In.) (mm) (In.) (mm) (In.) (mm) (In.) (mm) (Lbs./Ft.) (kg/m) ( Ft. 3 /Ft.) (L/m 3 ) GREEN THREAD 250 Diámetro Espesor de Espesor de Nominal D.I. D.E. Pared Revestimiento Peso Tuberías Nominal Nominal Nominal Interno Nominal Nominal Capacidad (In.) (In.) (mm) (In.) (mm) (In.) (mm) (In.) (mm) (Lbs./Ft.) (kg/m) ( Ft. 3 /Ft.) (L/m 3 ) * Todos los valores son nominales. Tolerancias o límites máximos/mínimos pueden ser obtenidos de Smith Fibercast. 4

5 INFORMACIÓN DE INGENIERÍA GREEN THREAD 175, 175-C Diámetro Rango de Presión Rango de Presión Nominal Rango de Presión Radio Mínimo Nominal Smith Fibercast UKOOA/DEP(1) Vacío/Externa(2) de Curvatura (In.) (mm) (psig) (bar) (psig) (bar) (psig) (bar) (psig) (bar) (ft.) (m) (ft.) (m) 75 F 24 C 200 F 93 C 75 F 24 C 200 F 93 C GREEN THREAD 250, 250-C, 250-F Diámetro Rango de Presión Rango de Presión Nominal Rango de Presión Radio Mínimo Nominal Smith Fibercast UKOOA/DEP(1) Vacío/Externa(2) de Curvatura (In.) (mm) (psig) (bar) (psig) (bar) (psig) (bar) (psig) (bar) (ft.) (m) (ft.) (m) 75 F 24 C 200 F 93 C 75 F 24 C 200 F 93 C N/A N/A (1) Tubería Diseñada por DEP Dic. 1998/UKOOA Calculada a 200 F para un diseño de vida de 25 años. (2) El rango de largo plazo incorpora el factor DEP de seguridad de 3.0 N/A - No disponible al momento de impresión. Para propiedades de productos mayores de 24", contactar al fabricante. 5

6 Propiedades Físicas Típicas* Propiedad Valor en (psi) Valor en C Tensión Axial ASTM D2105 Ultimo Esfuerzo 10,300 7, Diseño de Esfuerzo 2,575 1, Módulo de Elasticidad 1.80 x x Razón de Poisson Compresión Axial ASTM D695 Ultimo esfuerzo 33,300 20, Diseño de Esfuerzo 8,300 5, Modulo de Elasticidad 1.26 x x Curvatura ASTM D2925 Ultimo Esfuerzos 23,000 17, Diseño de Esfuerzo(1) 2,900 2, Modulo de Elasticidad (largo plazo) 2.18 x x Reventamiento Hidrostático ASTM D1599 Ultimo esfuerzo tensil de aro 46,300 47, (2) Diseño Hidrostático ASTM D2992, Procedimiento A Esfuerzo tensil de aro Cíclico 150 x 10 6 Ciclos 8,850 6, Procedimiento B Esfuerzo tensil de aro Estático 100,000 Horas (2) 18,800 (2) Estático 175,000 Horas (20 años) (2) 17,590 (2) Coeficiente Lineal de Expansión Térmica ASTM D x 10-5 in./in./ F 2.27 x 10-5 mm/mm/ C Conductividad Térmica ASTM D BTU/(ft. 2 )(hr.)( F/in.) 0.40 W/(m)( K) Gravedad Específica ASTM D Factor de Flujo SFP Coeficiente de Hazen-Williams (1) El diseño de esfuerzo de curvatura es de 1/8 del último esfuerzo total combinado de curvatura y presión. (2) Datos no disponbles al momento de la impresión. * Para propiedades de productos de 1" o mayores de 24", contactar al fabricante. Propiedades de Sección del Tubo basadas en el Mínimo de Reforzamiento de Pared GREEN THREAD 175, 175-C GREEN THREAD 250, 250-C Diametro Area mínima de Sec- Momento Mínimo (In.) ción Transversal (In. 2 ) de Inercia (In. 4 ) Diametro Area mínima de Sec- Momento Mínimo (In.) ción Transversal (In.2) de Inercia (In.4)

7 Tubería GREEN THREAD 175 & 250 Curvas de Pérdida de Presión Para Agua Basado en Gravedad Específica de 1.0 y Viscocidad de 1cps Pérdida de Presión (P) - psig por 100 pies de Tubo Velocidad (m/sec.) (Ft./Sec.) 14" 16" 20" 24" 18"Diám. Tubería Volumen de Flujo (G) - Galones por Minuto Conversiones Métricas 1 gal/min = L/min 1 psig/100 ft = bar/100m 1 ft/sec = m/sec 7

8 SOPORTES Un análaisis de ingeniería debe realizarse para determinar el espacio máximo entre soportes del sistema de tuberías. El correcto espacio entre soportes depende de la temperatura y peso del fluido dentro de la tubería. El espacio entre soportes es calculado utilizando ecuaciones continuas de viga y el módulo de curvatura de la tubería derivado de la prueba de largo plazo de curvatura. Las tablas siguientes fueron desarrolladas para asegura una máxima deflexión de 1/2 plg. al centro del claro y un esfuerzo de curvatura igual o menor a 1/8 del esfuezo máximo de flexión. Cualquier peso adicional al sistema como aislamiento o trazas de calor requerirá análisis alternos. Sistemas anclados operados a temperaturas elevadas requieren generalmente de guías lo que hace al sistema más restringido que aquellos sistemas no anclados o guidaos. En este caso el máximo espacio entre guías dictará los requerimientos de espaciamiento de soportes/guías para el sistema. El claro entre soportes en cambios de dirección requiere atención especial. Los accesorios soportados y no soportados en cambios de direción están considerados en las siguientes tablas y deben ser aplicadas para el apropiado diseño del sistema de tuberías. Existen seis reglas básicas a seguir en el diseño de soportes, anclas y guías en un sistema de tuberías: 1 Evite puntos de carga. 2 Aplique las dimensiones mínimas de soportes. 3 Proteja contra la abrasión. 4 Soporte independientemente válvulas y otros equipos pesados de la tubería tanto en instalaciones verticales como horizontales. 5 Evite flexionamientos excecivos. 6 Evite cargas excesivas en corridas verticales. Espacio Máximo entre 75 F (24 C) & 200 F (93 C) Diámetro 75 F 200 F Nominal GREEN THREAD 175 GREEN THREAD 250/250-F GREEN THREAD 175 GREEN THREAD 250/250-F (In.) (mm) (ft.) (m) (ft.) (m) (ft.) (m) (ft.) (m) * * * * 8.7 * Espacio entre soportes a 175 F (79 C). 8

9 Espacio entre Soportes vs. Gravedad Específica Gravedad Específica Factor Exemplo: Tubo de 6 GREEN THREAD 200 F y fluido con gravedad específica de 1.5, espacio máximo entre soportes = 20.3 x 0.92 = 18.7 ft. Factores de Ajuste para Varios Claros con accesorios No Soportados en el Cambio de Dirección Tipo de Claro Factor de Ajuste a Anclado o compuesto en un 1.00 extremo o Interior (continuo) b Segundo claro 0.80 c + d Suma de claros no soportados en el cambio de dirección, c + d c + d 0.75* e Claro con un extremo simplemente soportado 0.67 Factores de Ajuste para Varios Claros con accesorios Soportados en el Cambio de Dirección Tipo de Claro Factor de Ajuste a Anclado o compuesto en un 1.00 extremo o Interior (continuo) b Claro Soportado en el cambio 0.80 de Dirección o claro adyacente a un claro soportado simplemente al final e Claro con un extremo simplemente soportado 0.67 e a a a b c d b a b *Por ejemplo: Si el calro continuo soportado es de 10 ft., c + d no debe exceder 7.5 ft. (c = 3 ft. y d = 4.5 ft. debe satisfacer esta condición). a a a a b b a a b e 9

10 GREEN THREAD 175 TABLAS DE RAMALEO Línea Principal Diámetro de Ramal 1 RT ORT O O O O O O O O O O O O RT RT ORT O O O O O O O O O O O 2 T RT RT ORT O O O O O O O O O O 3 T RT RT ORT O O O O O O O O O 4 T RT RT ORT O O O O O O O O 6 T RT RT ORT O O O O O O O 8 T RT RT ORT O ORT ORT ORT ORT ORT 10 T RT RT ORT RT RT RT RT RT 12 T RT RT RT RT RT RT RT 14 T RT RT RT RT RT RT 16 T RT RT RT RT RT 18 T RT RT RT RT 20 T RT RT RT 24 T RT RT 30 T RT 36 T GREEN THREAD 250 Línea Principal Diámetro de Ramal 1 RT ORT O O O O O O O O O O O O RT RT ORT O O O O O O O O O O O 2 T RT RT ORT O O O O O O O O O O 3 T RT RT ORT O O O O O O O O O 4 T RT RT ORT O O O O O O O O 6 T RT RT ORT O O ORT ORT ORT ORT ORT 8 T RT RT ORT O RT RT RT RT RT 10 T RT RT ORT RT RT RT RT RT 12 T RT RT RT RT RT RT RT 14 T RT RT RT RT RT RT 16 T RT RT RT RT RT 18 T RT RT RT RT 20 T RT RT RT 24 T RT RT 30 T RT 36 T T - Te Recta RT - Te Reducción O - Silleta de Derivación ORT - Silleta de Derivación o Te Reducción 10

11 PRUEBAS Ver sección 11 del Manual de Smith Fibercast No. F6000, Instrucciones Generales de Instalación: El procedimiento de prueba normal recomendado para GREEN THREAD 175/250 es realizar una prueba de presión Cíclica. El sistema se somete a 10 ciclos de presurización a 1 1 2veces la presión de diseño de operación. Después la presión se sostiene en la línea por 1-8 horas mientras se inspecciona por fugas. Cuando se desean pruebas de presión mayores, la prueba no deberá exceder 1 1/2 veces la máxima presión de operación del elemento de menor rango en el sistema. Las líneas sujetas a ciclos severos de temperatura como líneas de condensados de vapor, agua caliente y a- gua fria deben ser probadas utilizando el procedimiento cíclico a 1 1 2veces el rango de presión cíclica, inclusive cuando el sistema opere a presiones relativamente bajas. OTRAS CONSIDERACIONES Golpe de Ariete Cuando el flujo inicia o se detiene repentinamente, por a- arranque de bombas o cierre de válvulas, altas presiones pueden generarse. La máxima presión en psig causada por golpe de ariete se calcula multiplicando la velocidad del flujo en ft/seg. por la constane listada en la tabla. El pico instantáneo de presión para el sistema es igual a la suma del golpe de ariete más la presión ya existente en el sistema en el momento en que ocurrió el golpe de ariete. El golpe de ariete se reduce significativamente controlando el arranque de bombas y cierre de válvulas. Constantes de Golpe de Ariete (1) Diámetro Nominal Constantes (in) (1) Constantes válidas para agua a 75 F (24 C). 11

12 It is the policy of Smith Fibercast to improve its products continually. In accordance with that policy, the right is reserved to make changes in specifications, descriptions, and illustrative material contained in this bulletin as conditions warrant. The information contained herein is general in nature and is not intended to express any warranty of any type whatsoever, nor shall any be implied West 65th Street Little Rock, AR (501) Fax: (501) Registered Trademark of Varco International, Inc. Copyright Varco International, Inc PRINTED IN U.S.A. 5M 402