5. Dimensiones para tuberías
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- Gabriel Díaz Aranda
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1 5. Dimensiones para tuberías De acuero a la normativa ISO, la esignación el material (por ejemplo, PE 100) se relaciona con el nivel e Resistencia Mínima Requeria, MRS (Minimum Require Strength) que se ebe consierar en el iseño e tuberías para la conucción e agua a 20ºC, por un tiempo e servicio e al menos 50 años. a tensión e iseño σ s se obtiene al aplicar un coeficiente e iseño «C» sobre el valor MRS el material (C=1,25 para PE, norma ISO 12162). σ S = MRS C En la siguiente tabla se especifican los valores MRS y sus σ s corresponientes. Toas las tuberías para servicios a presión se iseñan para resistir una presión hirostática interna específica. Esta es la presión nominal PN, que inica la máxima presión e trabajo a la cual la línea (sistema) completa puee ser sometia en operación continua a una eterminaa temperatura. Cuano la tubería es sometia a una presión interna, se inuce una tensión hirostática en la pare e la cañería, e acuero a la siguiente ecuación: σ = p (D-e) (5.1) 2e Done: σ = tensión inucia, MPa p = presión interna, MPa D = iámetro externo e la tubería, mm e = espesor e pare mínimo, mm Como para tuberías e la misma clase (presión e trabajo), la relación iámetro/espesor es igual, se está ifunieno la clasificación e las tuberías en función e esta relación. Esta es la relación imensional estánar (SDR), un número aimensional que ientifica una clase e presión (a menor SDR, mayor presión). SDR = D e Así, la ecuación (5.1) también se puee escribir como: σ = p (SDR-1) 2 A continuación, en la tabla se presentan las imensiones e tuberías fabricaas con HDPE (polietileno e alta ensia) PE 100, e acuero a la norma ISO En la tabla se muestra las imensiones e tuberías según la norma DIN 8074, versión 1999, con una tensión e iseño e 50 Kgf/cm 2. as imensiones e tuberías PE 80 e acuero a la norma ISO 4427 y PE80 según la norma DIN 8074 se presentan en el Anexo A el catálogo, en las tablas A.1 y A.2 respectivamente. Consieramos e interés señalar el proceimiento e cálculo para la eterminación el espesor e pare e las tuberías a presión. A partir e la ecuación (5.1) se obtiene la fórmula para calcular el espesor e pare. e = PN D 2σ s + PN Done: PN = presión nominal, MPa D = iámetro externo e la tubería, mm σ S = tensión e iseño, MPa (1 MPa = 10 bar 10 Kgf/cm 2 ) Con esta fórmula y con las curvas e regresión (Cap. 10), es posible calcular para una tubería e un eterminao iámetro externo el espesor e pare necesario para la via útil y temperatura e trabajo eseaas. Ejemplo: Cuál es el espesor e pare necesario para una tubería e HDPE PE 100 e iámetro 200 mm, para un tiempo e via útil e 50 años, operano a 20ºC, a una presión e 16 bar y que conuce agua? Consierano que para los requerimientos e tiempo e via útil (50 años) y temperatura e servicio e 20ºC, la tensión e iseño para PE 100 9
2 es σ S = 8 MPa = 80 bar (ver tabla anterior), se calcula el espesor e pare e acuero a la fórmula anterior: e = = ,2 mm Si observamos la tabla 5.1.1, vemos, en efecto, que para tuberías e HDPE PE 100, iámetro 200 mm, clase e presión PN 16, el espesor e pare mínimo es e 18,2 mm. 5.1 Tubería HDPE PE 100 norma ISO 4427 Tabla 5.1.1: Dimensiones tubería HDPE-Duratec PE 100 (norma ISO 4427) 1) Diámetro nominal equivalente en pulgaas, como referencia con la norma ASME B ) a relación imensional estánar SDR correspone al cuociente entre el iámetro externo y el espesor e pare e la tubería. Es aimensional. 3) a presión nominal PN correspone a la máxima presión e operación amisible e la tubería a 20ºC, en bar. 4) Valores no cubiertos por la norma ISO En base a nuestra experiencia, recomenamos un espesor mínimo e 2,3 mm para estas meias. Esta tabla se basa en las normas ISO 4427 e ISO os pesos están calculaos en base a valores meios e iámetro y espesor, según tolerancias especificaas en la norma ISO as cifras coloreaas en azul inican los iámetros (con sus respectivas presiones nominales) que actualmente puee fabricar Duratec. Tubería suministraa en rollos o tiras.
3 5.2 Tubería HDPE norma DIN 8074 Tabla 5.2.1: Dimensiones tubería HDPE-Duratec, norma DIN 8074 (tensión e iseño σs = 50 Kgf/cm 2 ) 1) Diámetro nominal equivalente en pulgaas, como referencia con la norma ASME B ) a relación imensional estánar SDR correspone al cuociente entre el iámetro externo y el espesor e pare e la tubería. Es aimensional. 3) a presión nominal PN correspone a la máxima presión e operación amisible e la tubería a 20ºC, en bar. Esta tabla se basa en las normas DIN 8074, versión os pesos están calculaos en base a valores meios e iámetro y espesor, según tolerancias especificaas en la norma DIN as cifras coloreaas en azul inican los iámetros (con sus respectivas presiones nominales) que actualmente puee fabricar Duratec. Tubería suministraa en rollos o tiras. 11
4 6. Dimensiones para fittings 6.1 Coos segmentaos para solaura por termofusión Tabla 6.1.1: Coo 90º ( + 2º) y coo 60º (+ 2º). Coo 90º (+ 2º) 15º 15º r Coo 60º (+ 2º) 15º r 15º a Tabla se basa en la norma DIN Parte 1. 12
5 Tabla 6.1.2: Coo 45º (+ 2º) y coo (+ 2º) Coo 45º (+ 2º) 11,25º 22,5º 11,25º r Coo (+ 2º) r a Tabla se basa en la norma DIN Parte 1. 13
6 6.2 Tees segmentaas para solaura por termofusión Tabla 6.2.1: Tee 90º (+ 2º) y Tee 60º ó 45º (+ 2º) Tee 90º (+ 2º) 90º Tee 60º o 45º (+ 2º) 1 60º ó 45º a Tabla se basa en la norma DIN Parte 2. Tee 45º se fabrica como pieza especial, imensiones no cubiertas por norma DIN
7 Tabla 6.2.2: Tee 90º (+2º) con reucción concéntrica/excéntrica Tee 90º (+ 2º) con reucción concéntrica 2 > 1 / º Tee 90º (+ 2º) con reucción excéntrica 2 > 1 / º 1 a Tabla se basa en la norma DIN Partes 2 y
8 6.3 Reucciones para solaura por termofusión Tabla 6.3.1: Reucción concéntrica Tabla 6.3.2: Reucción excéntrica Reucción concéntrica 2 > 1 /2 1 2 Reucción excéntrica 2 > 1 / as Tablas y se basan en la norma DIN Parte
9 6.4 Porta flanges (stub ens) para solaura por termofusión Tabla 6.4.1: Porta flange corto/largo para empaquetaura plana r h 1 h 2 r 2 1 Stub en corto para empaquetaura plana r h 1 h 2 2 r 2 Stub en largo para empaquetaura plana r 1 a Tabla se basa en la norma DIN Parte 4. 5 : iámetro interno el stub en. Correspone al iámetro interno e la tubería a unir. Cuano se instalan válvulas mariposa, normalmente el isco topa internamente con el stub en, por lo cual es necesario biselar el bore interno a fin e permitir el libre giro el isco e la válvula. En el anexo C.4 se muestra un ejemplo y el proceimiento recomenao para este cálculo. b r 1 b h 1 h 2 1 r 2 Stub en corto para instalación e válvula mariposa. r 2 h 1 h 2 2 Stub en largo para instalación e válvula mariposa. 17
10 6.5 Fittings inyectaos para solaura tipo soquete Dimensiones según catálogo George Fischer, PE 80, SDR 11 (PN 12,5) Tabla 6.5.1: Coo 90º Coo 90º 1 Tabla 6.5.2: Coo 45º Coo 45º 1 Tabla 6.5.3: Tee 90º Tee 90º 1 Tabla 6.5.4: Copla Copla 1 18
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