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Capítulo 8: Instalaciones de Fluidos.

Autor: José Mª Altemir.

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Capítulo 8:INSTALACIONES DE FLUIDOS.

8.1. INTRODUCCIÓN.

Fluidos para alimentación de máquinas.Para economizar tuberías se hacen las instalaciones a presión, pero ello

exige válvulas, bridas, etc. Más caras para evitar fugas. Por ello se adopta unapresión media que es de 7 a 14 Kg/cm2 para el agua y de 2 a 5 Kg/cm2 para elfuel.

Fluidos de fuerza o accionamiento.Transmiten potencia por lo que para conseguirlo en condiciones económicas

han de trabajar a grandes presiones:Aceite 50 – 200 Kg/cm2.Agua 25 – 100 Kg/cm2.Aire 7 Kg/cm2.

Son precisas válvulas, bridas, juntas, etc., de gran precisión y calidad.Algunos ejemplos de aplicación son las prensas hidráulicas, el accionamiento degrúas, y el accionamiento de máquinas herramientas.

Elementos de las instalaciones de fluidos.Una vez establecidas la presión y temperatura del fluido, hay que elegir los

diversos aparatos que son: tubos, bridas, racores y fittings, válvulas que seemplean en todas las instalaciones y las bombas, aparatos de medida, etc., queson específicos de cada instalación.

Tubos.Suelen ser de acero estirado sin soldadura y se designan por el diámetro de

su orificio. También pueden ser de hierro dulce forjado, cobre, latón, polivinilo,hormigón armado, fibrocemento, etc.

Los alemanes, ND = nominal durchmesser.Los americanos, diámetro interior en pulgadas.En España, DN = diámetro nominal.

Los tubos suelen ser de 4 a 12 m. de largo.Las tuberías y sus símbolos están normalizados por las normas UNE 19001

al 19010 y por DIN 2448.Los tubos se acoplan para formar tuberías, en instalaciones fijas o

desmontables. Las tuberías fijas se ensamblan, casi exclusivamente, porsoldadura. Las uniones desmontables que más se emplean son: uniones porbridas, fittings, racores o uniones roscadas.

Diseño Mecánico y Técnicas de Representación.


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Bridas, Fittings, Racores.Son elementos de unión de los tubos. Para diámetros de 50 y más se

emplean siempre bridas y para diámetros menores fittings o bridas. Los fittings soncodos, tes, cruces, etc. Tanto las bridas como los fittings se suelen soldar o roscara los tubos.

Los racores se emplean para tuberías delgadas y presiones elevadas.Diámetros menores de ½ “ pueden unirse al tubo sin rosca ni soldadura.

BRIDASSe usan para presiones de 1 a 320 Kg/cm2 en toda clase de industrias

químicas y petroquímicas. Aunque hay muchos tipos, para su montaje se suelda orosca una brida a cada tubo, luego se intercala una junta entre ambas y seatornillan las dos bridas.

Figura 8.1.- Unión de tubos con bridas.

En la primera figura las bridas con cuello están soldadas al tubo, con unpequeño chaflán para el cordón de soldadura, y en la segunda las bridas estánroscadas al tubo.

Para poder hacer intercambiables los aparatos o instalaciones deprocedencia alemana (DIN) y los de procedencia norteamericana (ANSI) se hanormalizado por ISO un tubo y unas bridas que permiten esta intercambiabilidad.

Figura 8.2.- Tubo de intercambio ISO.



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FITTINGSSe usan para presiones de 1 a 20 Kg/cm2 en instalaciones de gas, agua,

etc.. El fitting se suelda o se rosca a los tubos a unir, como aparecen en la figurasiguiente.

Figura 8.3.- Unión de tubos con fittings.

RACORES Se unen los dos tubos mediante una serie de tuercas de formas especiales.

EI conjunto de tuercas, juntas, manguitos, etc. se llama racor.Hay muchos tipos y algunos de ellos patentados.El primero que se muestra es el conocido como Tuerca de unión, es un racor

que se puede también clasificar como Fitting por su baja presión de hasta 14Kg/cm2 . Se usa en calefacción y fontanería.



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Figura 8.4.- Unión de tubos con racor de Tuerca de unión.Los dos tubos van roscados y son de 1/4 a 1/8 de diferencia de diámetro.

El siguiente racor, conocido como Metala, se usa en circuitos neumáticos ehidráulicos de las máquinas herramienta y se fabrica en dos tipos:

Presión hasta 100 Kg/cm2 para tubos de 4 a 10 mm. de diámetro.Presión hasta 250 Kg/cm2 para tubos de 6 a 18 mm. de diámetro.

Figura 8.5.- Unión de tubos con racor tipo Metala.

Los tubos no llevan rosca ni se sueldan. El anillo de cierre suele ser dematerial blando que se aprieta al tubo y se hace junta en el cono.

El último racor presentado se usa para presión de 250 a 500 Kg/cm2, en launión de tubos de inyección de motores diesel, y diámetros de tubo 6 a 10 mm.



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Figura 8.6.- Racor para tubos de inyección en motores diesel.

Tanto en bridas como en Fitting los tubos van o lisos con chaflán o sinoroscados. En los racores van lisos y sin chaflán.

!Nunca se roscan los tubos por el interior!

Válvulas Hay innumerables tipos pero los más empleados son:De bolaDe compuertaDe asientoDe retención etc.

Las bombas y aparatos de medida son específicos de cada instalación y nopodemos describirlos en este resumen.

No debe olvidarse en la especificación de cada elemento el material, quedepende del fluido y de su temperatura. La elevada temperatura hace que loselementos como tubos, válvulas, bridas, etc. se usen a presiones menores que lasnominales. Todo esto se ve en los catálogos de los elementos.PresiónNominal

Material 20º C 200º C 250º C 300º C

25 Carbono15Mo3

25 25 18 - 25 16 - 25

Por ejemplo una brida de acero al carbono 15 Mo3, que a temperaturanormal (20º C) puede soportar una presión nominal de 25 Kg/cm2 si la sometemosa 250º C sólo resiste 18 Kg/cm2 y si se quiere mantener la presión habría que ir amaterial aleado.



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8.2. NORMALIZACIÓN EN INSTALACIONES DE FLUIDOS.Todos los aparatos que se emplean en las instalaciones de fluidos se

representan por símbolos normalizados.DINVálvulas y accesorios DIN 2429Curvas, derivaciones, codos DIN 2430Bridas diversas DIN 2631 a 2636Tubos DIN 2410,2401,2402Colores de tuberías DIN 2403UNEComisión técnica 19 se encarga de normalizar las medidas de "tubos, bridas,

válvulas y accesorios"Para su dibujo tenemos:UNE 1062 Signos convencionales para tuberíasUNE 1063 Colores de tuberías en dibujos e instalacionesISOComisión nº 5 se ocupa de tuberías y fittings.ISO/R 1219- 1270 Representación simbólica de aparatos hidroneumáticos y

neumáticos.ANSI (Normas americanas)Muy importantes en industria Química y Petroquímica. .Comisión B 16 "Pipe Flanges and Fittings"Diagramas hidráulicos ANSI-Y 14.17Símbolos gráficos ANSI-Y 32.10,32.11,32.2.3,32.2.4Para instalaciones de plantas químicas existen además los símbolos de los

aparatos químicos normalizados por: DIN, ANSI-Y32-11.

En la redacción de Proyectos oficiales hay que tener en cuenta además delas normas citadas, los reglamentos.

Citemos algunos:NTE- IGL/1973 - Instalación de gases licuadosOrden del 29-III-73 - Instalación de gases en edificiosNTE- IDG/1973 - Instalación de depósitos de gasDecreto del 16-VIII-69 - Reglamento de recipientes a presión.

8.3. REPRESENTACIÓN DE INSTALACIONES DE FLUIDOS.

Las instalaciones para Fluidos se representan en planta mediante esquemasen los que entran los símbolos correspondientes. En general se hacen los planossiguientes :

1.- Esquema de conjuntoSe dibuja en planta, sin escala, con símbolos muy simplificados que dan idea

general del proceso, en empresas químicas, o del esquema total de la instalaciónen instalaciones.



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Para instalaciones complejas se usan dibujos isométricos como veremos.

Figura 8.7.- Esquema de un tramo de tubería.

Los símbolos están normalizados (DIN 2429 y DIN 2430), y se muestra unextracto a continuación.

Figura 8.7.- Símbolos para tuberías.

Se pueden marcar las diversas secciones con letras y números, pero lo máscorriente es designarlos en el mismo dibujo con sus nombres específicos.

Depósito 1 Depósito 2 Depósito 3Bomba A Bomba B Bomba 3

En general los aparatos se designan con letras y los tubos por números.Cada tubo lleva un número que indica su diámetro interior con el símbolo dediámetro.



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Estos esquemas no dan idea de la disposición de los aparatos en el espacioy para ello, en caso necesario, se acompañan de dibujos en perspectivaisométrica que de un golpe de vista indican la disposición general.

Esta disposición está normalizada por la DIN 5 y hay que hacer lassiguientes observaciones:

1) El sentido positivo de Z es en el que se movería un tornillo normal aderechas que girara del eje X al Y, ver Bild 5 de la figura 8.8.

2) Para señalar los tramos que no sean isométricos se emplean rayados,rayándose dos planos isométricos que converjan en el tramo citado, siendo uno deellos siempre el XY, ver Bild 6 y 7 de la figura 8.8. Si este rayado no fueraconveniente, como indica la norma ISO 6412, puede omitirse; pero en ese caso elrectángulo o el prisma rectangular del que la tubería es la diagonal, debemostrarse en línea continua fina.

Para estos dibujos se emplea papel pautado DIN 2428 y la lista de piezasespecial también DIN 2428.

3) Se representan también en isométrico los diversos elementos en forma desímbolos, orientándolos en la dirección correcta, como se muestra a continuacióny en la figura 8.9.



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Figura 8.8.- Disposición de tuberías según la norma DIN 5.



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Figura 8.9.- Plano de conjunto en isométrico.



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Acotación. Los dibujos en el esquema de conjunto deben acotarse deacuerdo con la Norma ISO 129.

Tanto en planta, como en isométrico, el diámetro exterior y el espesor de lapared de las tuberías pueden indicarse de acuerdo con la Norma ISO 5261,también pueden indicarse utilizando la designación corta de diámetro nominal DN.

Las tuberías curvas deberían ser generalmente acotadas desde el eje centralde las instalaciones, si fuera necesario especificar la dimensión desde fuera odentro de la protección o superficie externa de la tubería, la acotación puedeespecificarse mediante flechas señalando a trazos cortos finos paralelos a laslíneas de cota.

Los radios y ángulos de curvas pueden indicarse como muestra la figura, losángulos de 90º no deben indicarse.

Los niveles se refieren generalmente al centro de la tubería, el sentido deinclinación debe indicarse por un triángulo rectángulo sobre la línea de flujo,señalando desde el nivel más alto hacia el más bajo.



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Si fuera necesario por razones de fabricación y/o técnicas indicar una dobleacotación, una de las cotas debe indicarse entre paréntesis.

Si fuera absolutamente necesario indicar que una tubería tiene que pasar pordetrás de otra, la línea de flujo que representa la tubería oculta debe interrumpirse,y la anchura de cada interrupción no debe ser menor de cinco veces la anchura dela línea continua.

En las piezas de transición, las dimensiones nominales deben indicarse porencima de los símbolos gráficos.



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Los soportes y colgadores deben representarse por sus símbolos apropiadosde acuerdo con las figuras siguientes, donde aparece el general, el fijo, el guiado yel deslizante.

Si la instalación necesitara aparatos adjuntos, tales como tanques,maquinaria, que no pertenezcan a la propia instalación de tuberías, puedenrepresentarse por sus contornos empleando líneas fina de trazos y doble punto.

Como indica la Norma ISO 4067-1, la dirección del flujo debe indicarsemediante una flecha sobre la línea de flujo o cercana al símbolo gráfico querepresenta una válvula.



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2.- Planos de instalación Se dibujan a escala y referidas a la obra civil o máquina a la que éstas

afectan.

Figura 8.10.- Soplante de gasógeno con su instalación de tuberías.



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Los aparatos que componen la instalación son:a) Soplante de gas bruto. e) Regulador de presión para el vapor.b) Soplante de gas auxiliar. f ) Regulador de presión para el gas.c) Válvula de retención. g) Regulador de mariposa.d) Reg. de pres. para el gas aux. h) Regulador de presión para el oxígeno.

i) Condensador, paso nominal 25.

Las tuberías de la instalación son para:1) Gas de gasógeno; paso nominal 300. 8) Vapor vivo, p. n. 65.2) Gas de gasógeno, p. n. 300. 9) Desvío, p. n. 100.3) Gas auxiliar, p. n. 100 10) Vapor vivo, p. n. 200 4) Gas auxiliar, p. n. 100. 11) Oxígeno, p. n. 125.5) Desvío, p. n. 100. 12) Desvío, p. n. 125.6) Vapor vivo, p. n. 100. 13) Retorno gas auxiliar, p. n. 100.7) Vapor vivo, p. n. 32. 14) Vapor condensado, p. n. 25.

Para facilitar la claridad de la interrelación entre la instalación y la obra civil, sepuede representar en isométrico, como aparece en la figura siguiente.

Figura 8.11.- Soplante de gasógeno en perspectiva isométrica.



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Se dan las necesarias vistas y cortes. Estos planos sirven para presupuestosy para construcción. Se hacen por secciones, o por lo menos por locales, o naves.

Las instalaciones de tuberías se pueden referir a:

Circuitos de máquinas. Se dibuja el plano de instalación en la sección o vistas dela propia máquina. Ejemplos: Prensas hidráulicas, Máquinas-Herramientas deaccionamiento hidráulico, sistemas de engrase a presión, etc.

Instalaciones de fluidos para alimentación en fábricas o naves. Se dibujan losplanos de instalación sobre la planta o alzados de las naves.

Instalaciones en plantas de proceso. Se refiere al dibujo de la instalación de laplanta respecto a las naves, si va dentro, o respecto a las estructuras portantes deacero u hormigón si van a la intemperie.

En todos los casos se pueden acompañar los dibujos de instalación, conesquemas en planta o isométricos de la parte de instalación correspondiente.

En los dibujos y, sobre todo, en las instalaciones se pintan los tubos de loscolores siguientes según la norma UNE 1063.

Agua Verde OscuroVapor Rojo FuerteAire Azul ModeradoGas alumbrado Amarillo VivoGases y líquidos químicos Gris MedioAceites y combustibles. Pardo ModeradoProductos varios NegroSistemas contra incendios Rojo VivoPeligro Bandas amarillo y negro

Según la importancia y la clase de instalación se pintarán las tuberías delcolor básico, a juicio del usuario, de una de las formas siguientes:

a) en toda su longitud.b) en una cierta longitud.c) En una banda longitudinal.

Cuando la pintura no corresponda a toda la longitud del tubo, se pintaránsiempre en las proximidades de las válvulas, empalmes, juntas, uniones y losaparatos de servicio que forman parte de la instalación. La señal de peligro(amarillo anaranjado con bordes negros) deberá pintarse siempre sobre toda lacircunferencia de la tubería.

En instalaciones industriales de importancia, y sobre todo en los casos enque sea imprescindible una mayor caracterización de los fluidos circulantes por lasdistintas tuberías, a los colores básicos se les agregará el nombre o símboloquímico del fluido, la presión, la temperatura y el sentido de la corriente.



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Como complemento a los conceptos del apartado, se puede ver las normasUNE 1O62 (Signos convencionales para tuberías), y UNE 1O63 (Colores de lastuberías en los Dibujos de instalaciones).

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