martes, 29 de septiembre de 2009

CÓDIGOS, NORMAS Y ESTÁNDARES APLICABLES PARA EL DISEÑO DE TUBERIAS

El desarrollo de los diferentes documentos que hagan parte de la especialidad mecánica, deberán efectuarse de acuerdo con las últimas ediciones de los Códigos y Normas relevantes para cada equipo o sistema diseñado.

American Institute of Steel Construction (AISC)

American National Standard Institute (ANSI)

American Petroleum Institute (API)

· Spec.5L

Specification for Line Pipe
· Spec.6D

Specification for Pipe Line valves (Gate, Plug, Ball and Check valves)
· API 610

Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries
· API615

Sound Control of Mechanical Equipment for Refinery Services
· API 618

Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical and Gas Industry Services
· API 620

Design and construction of large, welded, low-pressure storage tanks
· API 650

Welded Steel Tanks for Oil Storage
· API 653

Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction
· API 674

Positive Displacement Pumps-Reciprocating
· API 675

Positive Displacement Pumps-Controlled Volume
· API 676

Positive Displacement Pump Rotary
· API 682

Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps
· API 1104

Standard for Welding Pipelines and Related Facilities
· API 2000

Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks:

Non refrigerated and Refrigerated


American Society of Mechanical Engineers (ASME)

· B16.5

Pipe Flanges and Flanged Fittings
· B16.9

Factory made wrought steel butt welding fittings
· B16.10

Face-to-face and end-to-end dimensions of valves
· B16.11

Forged steel fittings socket welding and threaded
· B16.20

Metallic Gaskets for Pipe Flanges
· B16.21

Nonmetallic flat gaskets for pipe flanges
· B16.25

Butt-welding ends
· B16.34

Valves – flanged, threaded and welding ends
· B31.3

Process Piping
· B31.4

Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and others Liquids
· B36.10

Welded and seamless wrought steel pipe
· B73.1M

Specification for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process
· Sec.I

Power Boilers
· Sec.II

Ferrous materials and welding rods
· Sec.V

Non destructive testing
· Sec.VIII

Rules for Construction of Pressure Vessels
· Sec.IX

Welding and brazing qualifications

American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineering (ASHRAE)

American Society for Testing of Materials (ASTM)

· A-53

Standard specification for Pipe, Steel, Black and Hot Dipped, Zinc coated, Welded and seamless
· A-105

Forgings Carbon Steel for Piping Components
· A-106

Seamless Carbon Steel Pipe
· A-193

Alloy-Steel / Stainless Steel Bolting A193/A193M
· A-194

Carbon and Alloy Steel Nut for Bolts A194/A1994M
· A-216

Steel Castings, Carbon, Suitable for Fusion Welding, for High Temperature Service



American Welding Society (AWS)

· AWS D1.1

Structural Welding Code-Steel

Manufactures Standardization Society (MSS)

National Association of Corrosion Engineers (NACE)

National Fire Protection Association (NFPA)

· NFPA30

Flammable and Combustible Liquids Code

Tube Exchangers Manufactures Association (TEMA)

Underwritters Laboratories Inc.(UL)

GENERALIDADES EN EL DISEÑO DE TANQUES ATMOSFÉRICOS API

La norma API 650 establece las normas generales que se deben tener en cuenta al momento de diseñar, construir, montar y poner en funcionamiento un tanque de almacenamiento.

Los tanques que ya se encuentren en operación y se requiere modificar alguno de estos, se debe aplicar el código API STD 653.


Para partes internas cada superficie (incluyendo soldaduras) que este expuesta al fluido del proceso, debe tener un sobre-espesor por corrosión de 1/16”.


Se usará la protección catódica, para proteger la superficie externa del fondo del tanque en contacto con el suelo. Consultar las especificaciones del proyecto para protección catódica.

Los tanques apoyados enteramente sobre una losa de concreto no requieren protección catódica.

A fin de proteger el tanque contra la corrosión interior y exterior se implementara un esquema de limpieza y recubrimiento de pintura que garantice la vida útil del tanque. Consultar las especificaciones del proyecto para recubrimientos con pintura.

ESPECIFICACIONES API EN LA SELECCIÓN DE BOMBAS

Las bombas deben ser seleccionadas acordes a las características del fluido y condiciones de presión necesarias en cada uno de los servicios indicados.

Para las bombas de manejo de agua, serán del tipo centrifugas, para manejo de crudo liviano y combustibles en general, de tipo centrigufo y para el manejo de crudos pesados, se deben contemplar las de desplazamiento positivo.

Las bombas centrifugas, deben cumplir con el código API 610 o lo establecido en el código ANSI/ASME B73.1M para bombas centrifugas horizontales.

Las Bombas de tipo desplazamiento positivo, deben cumplir con el código API 676

Las bombas que sean seleccionadas para el manejo de combustible, deben especificarse “Explosion Pruve”

Las bombas deben ser diseñadas para trabajo continuo y a la intemperie sin ninguna protección adicional.

Todo el equipo debe ser diseñado para permitir un mantenimiento rápido y económico

El NPSH o cabeza neta de succión positiva, de la que se disponga, debe ser como mínimo 3 pies (3 ft) mayor que la requerida por las bombas.

La velocidad específica de succión no debe ser mayor a 11.000 calculada de acuerdo al API 610.

Los niveles de ruido no deberán exceder de 85 dB a una distancia de 1 m desde el equipo.

Los motores eléctricos deben cumplir con el API 610.

Las bombas del tipo desplazamiento positivo que trabajen con motor eléctrico, deben considerarse con variador de velocidad.

En caso que las bombas equipadas con variador de velocidad puedan llegar a trabajar a muy bajas revoluciones, se debe considerar el enfriamiento de tipo forzado.

Las curvas de comportamiento deben ser estables (con incremento continuo de carga hasta válvula cerrada). Las bombas deben operar en su rango normal entre el 85% y el 115% del punto de mejor eficiencia (BEP).

El conjunto bomba-motor debe estar debidamente ensamblado sobre un patín en acero estructural.

En los diferentes arreglos de bombas que se puedan llegar a realizar, es conveniente considerar siempre un respaldo o bomba en Stand By según las necesidades del proceso.

GENERALIDADES DEL DISEÑO DE RECIPIENTES SOMETIDOS A PRESIÓN INTERNA

Los recipientes sometidos a presión interna se deben diseñar, fabricar, probar e instalar, de acuerdo con los códigos ASME, estos equipos están sometidos a diversos esfuerzos dependiendo de la geometría y construcción del recipiente.

El diseño y servicio determinan las cargas que pueden presentarse, tales como:

Presión interna
Peso del recipiente y su contenido
Reacciones estáticas de los elementos auxiliares: tubería, revestimiento, piezas internas, apoyos, etc.
Reacciones cíclicas debidas a la presión ó a las variaciones térmicas.
Presión del viento y fuerzas sísmicas.
Reacciones por impacto debido a choques hidráulicos.

En los diseños respectivos, se deben indicar las presiones con las cuales se están diseñando los equipos, estos datos deben estar soportados con los respectivos P&ID`s.
Las presiones que se deben indicar son:

Presión de operación
Presión de diseño
Presión para prueba hidrostática

De la misma forma se deben respetar los valores de esfuerzo máximo permitido para los materiales utilizados en la fabricación, estos valores se encuentran en las diferentes tablas de los códigos indicados.

Las boquillas soldadas mayores de 3” que están sometidas a fluctuaciones de presión, deben ser provistas de una ruana ó refuerzo que disipe los esfuerzos presentes alrededor de la boquilla. Este refuerzo debe ser diseñado de tal forma que el área efectiva del refuerzo sea igual al área de la perforación sustraída del tanque.

Las boquillas con diámetros menores a 3” conectadas a recipientes con espesor de pared menor a 3/8”, no requieren refuerzo.

viernes, 25 de septiembre de 2009

VELOCIDADES DE FLUJO EN TUBERIAS

Cuando estamos diseñando tuberías se deben tener en cuenta criterios de material, fluido, caudales, etc.

El día de hoy veremos las VELOCIDADES DE FLUJO, esto debido a que las altas velocidades del fluido dentro de una tubería pueden causar problemas de cavitación y mas comúnmente problemas de erosión en el material.

La siguiente tabla indica los limites típicos de velocidad del flujo , en caso que los cálculos indiquen velocidades superiores, se pueden seleccionar nuevas condiciones cómo son:
  • Cambio de diámetro de tuberías.
  • Disminuir el caudal bombeado.
  • Utilizar más de una línea de tubería.




Nos veremos en otra entrega.

jueves, 24 de septiembre de 2009

BIENVENIDOS

Hoy les doy la bienvenida a este blog, a todos los colegas, amigos y personas interesadas en el mundo energético. trataremos que la mayor parte de mis experiencias en el sector puedan ser compartidas y que sean utilides para todos.

Espero que sea del agrado de ustedes, y que este blog se convierta en un área de discusión de ideas, apoyo para todos los interesados en el sector y un punto de creación para las nuevas técnicas en el desarrollo de la ingeniería.
Gracias a todo



Mec Eng. Alexander Molano