Piping Class
Noviembre 2007
¿Que es un Piping
Class?
La especificación de materiales o Piping Class es el
documento más importante en una planta de procesos, ya
que establece todos los requerimientos que deben cumplir
las tuberías, bridas, accesorios, empacaduras, pernos y
válvulas que conforman el sistema de tuberías.
Es importante resaltar que la seguridad de una planta
depende de la especificación de materiales y que todos los
elementos están relacionados metalúrgicamente, por tipo de
fluido y por condiciones de operación.
Normas y Códigos
Las especificaciones de materiales están basadas en las normas y
códigos de diseño de tuberías, bridas, accesorios, empacaduras, pernos y
válvulas tales como: API, ANSI, ASME, ASTM, MSS, NACE, PIP.
El uso de un código en particular dependerá del tipo de instalación:
refinería, oleoducto, gasoducto, etc
Piping Class y sus Elementos
Designación
Servicio
Rango de Presión
Rango de Temperatura
Material
Tolerancia a la Corrosión
Clasificación Presión-Temperatura (Rating)
Descripciones de los Elementos
Designación
Es la codificación alfanumérica que
permiten identificar en forma abreviada una
clase de tuberías. La denominación es usada
normalmente en la identificación de las líneas
en los planos.
Designación (PDVSA)
(H-221)
Designación
Designación PDVSA
(H-221)
Designación PIP
(Process Industry Practices)
Designación
Designación (PIP)
Servicio
El servicio se refiere al fluido conducido por el sistemas de tuberías:
Crudo
Diesel
Ácido Sulfúrico
Hidrógeno
Aire
Gas Dulce
Gas Ácido
Agua
Aire de Instrumento
Metanol, etc
Servicio
Servicio
Servicio
Servicio
Rango de Presión
La especificación de materiales de tubería define un
conjunto válido de presiones a fin de permitir el uso de una
misma clase de tuberías para un mismo fluido o fluidos
equivalentes, bajo diferentes condiciones.
Normalmente el rango de presión está dado por los
códigos y la clasificación de las bridas, válvulas y accesorios.
Rango de Temperatura
Se persigue el mismo fin que en el concepto anterior;
definir un conjunto válido de temperaturas a fin de permitir el
uso de una misma clase de tuberías para un mismo fluido u
otros equivalentes bajo diferentes condiciones.
El rango de temperatura al igual que el rango de presión
está dado por los códigos y la clasificación de las válvulas y
accesorios.
Temperatura y Presión
Rango de
Temperatura
y Presión
Material
Se refiere a la denominación genérica del material usado.
Estos pueden ser materiales ferrosos como acero al carbono, hierro, acero
inoxidable, aleaciones con contenido de carbono, materiales no ferrosos
como bronce, aluminio, níquel, u otras aleaciones de dichos elementos, etc.
La clasificación de materiales la podemos conseguir
especificaciones ASTM y en el código ASME Sección II.
en
las
Para la selección de los materiales es de suma importancia tomar en
cuenta el material de la tubería, el cual debe ser compatible para garantizar
la soldabilidad.
Tolerancia a la Corrosión
La tolerancia de corrosión es el espesor adicional que se le
agrega al espesor mínimo requerido de una tubería para
cubrir las pérdidas del mismo por abrasión durante la vida
útil de la instalación.
La norma ASME B31.3 no estipula el valor exacto de la
tolerancia de corrosión y generalmente en el campo de
tuberías dicho valor es establecido por el especialista en
materiales.
Su selección está basada en la experiencia y por los
valores que se consideran tradicionalmente en la industria.
Tolerancia a la Corrosión
Los valores más comunes utilizados en el campo industrial
para sistemas de tuberías comprenden un rango no muy
amplio que se muestra en la siguiente tabla:
Valores más comunes de la tolerancia de corrosión en tuberías.
Servicio en el que
generalmente se aplica
Material de la Tubería
0,000” (0”)
Procesos, Oxígeno,
Hidrocarburos, Criogénicos,
Bajas Temperaturas
Aceros Inoxidables,
Plásticos, Aceros reforzados
con Polímeros, Aleaciones
base Níquel
0,0625 = 0,063” (1/16”)
Procesos, Vapor
Condensado, Sistema
contra Incendio
Acero al Carbono,
Aleaciones de CromoMolibdeno,
0,125” (1/8”)
Procesos, Aire y Agua.
Acero al Carbono
Valores de Tolerancia de
Corrosión [plg]
Tolerancia a la Corrosión
Tolerancia
de Corrosión
Clasificación Presión-Temperatura
(Rating)
La clasificación presión – temperatura es normalmente conocida
como rating, proviene de la clasificación establecida en los
estándares ASME para las bridas, y se define como la máxima
presión de operación para la temperatura del metal que soporta la
brida correspondiente.
Cuando se establece el rating en una clase de tubería, debe
tomarse en cuenta que los límites de presión y temperatura se
encuentran establecidos para cada material en el ASME B16.5;
“Pipe Flanges & Flanged Fittings”.
Clasificación Presión-Temperatura
(Rating)
Rating
Clasificación Presión-Temperatura
(Rating)
Según el ASME B16.5 los valores de rating o clase para bridas
son: 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# y 2500#
Sin embargo el valor de 400# no es utilizado actualmente en la
industria salvo algunas excepciones.
A nivel de los accesorios de tuberías podemos encontrar:
3000#, 6000# y 9000#
Clasificación Presión-Temperatura
(Rating)
Grupo
Clasificación Presión-Temperatura
(Rating)
Grupo
Selección de
Ratings
según
relación de
temperatura
y presión
Descripciones
Tuberías
Las tuberías en el Piping Class suelen estar divididas por rango
de diámetros, como se muestra a continuación:
Tuberías < 2”
Usualmente THRD o SW
(Roscadas o de Enchufe soldado).
Tuberías entre 3” y 24”
Generalmente soldadas y acompañadas de
conexiones bridadas bajo la Norma ASME
B16.5.
Tuberías > 24”
Tuberías de diámetros grandes, igualmente
soldadas y acompañadas de conexiones
bridadas bajo la Norma ASME B16.47 o
MSS-SP-44.
Descripciones
Tuberías
Además del diámetro, en la descripción de las
tuberías también se refleja el espesor de pared,
el cual viene expresado en función de un número
que es llamado Schedule.
Dicho concepto corresponde al espesor mínimo
que debe tener la tubería para las temperaturas y
presiones de diseño, de manera que la tubería
sea capaz de soportar los esfuerzos tangenciales
producidos por la presión del fluido que se
transporta. Los Schedules mas comunes son:
40, STD, 80, XS, 160, XXS.
Igualmente se debe especificar el material de la
tubería, el proceso de fabricación y el tipo de
extremo de la misma.
Descripciones
Tuberías
Descripciones
Tuberías
Descripción
de Tuberías
Descripciones
Bridas
Las bridas al igual que las tuberías se dividen en rangos de
diámetros y se especifica el tipo de brida.
Welding Neck (Cuello Soldado)
Socket Weld (Enchufe Soldado)
Slip On (Deslizante)
Blind (Ciega)
Orifice (De Orificio)
Threaded (Roscadas)
Lap Joint (Loca)
También debe especificarse el tipo de asiento:
Raised Face “RF” (Cara Levantada o
Resaltada)
Flat Face “FF” (Cara Plana)
Ring Joint “RJ o RTJ” (Junta de Anillo)
Descripciones
Bridas
Descripción
de Bridas
Descripciones
Accesorios
Los accesorios mas comunes son:
Codos 90°y 45°
Conexiones Tee
Olets: (Weldolet,Sockolet,Threadolet)
Couplings, Half Couplings
Tapones (Plugs), Casquetes (Caps) y
Uniones (Union)
Reductores Excéntricos y
Concéntricos, etc
Descripciones
Accesorios
Los accesorios se dividen al igual que las tuberías en rangos de
diámetros y para cada rango se especifica el tipo de unión:
Enchufe soldado (Socket Weld) <2”
Roscada (Threaded) <2”
Soldada a tope (Butt Weld) >2”
También se especifica el rating de los accesorios, por ejemplo: 3000#
ó 6000# y el material del elemento; que por lo general para el caso de
CS se utiliza la especificación ASTM-A105 y ASTM-A234.
Descripciones
Accesorios
Descripción
de
Accesorios
Descripciones
Válvulas
Las válvulas de igual forma se dividen en rangos de diámetros y para
cada rango se especifica el tipo de válvula
Gate (Compuerta)
Check (Retención)
Ball (Bola), etc
Globe (Globo)
Butterfly (Mariposa)
Descripciones
Válvulas
También se especifica el rating que suele ser: 150#, 300#, 600#, 900#
para las vávulas bridadas y de 800# y 1500# para las roscadas o socket
weld.
Se indica también el material del cuerpo (body), el material de la
guarnición (trim) y en algunos casos el material del bonete (bonnet).
Descripciones
Válvulas
Descripciones
Válvulas
Descripción
de Válvulas
Descripciones
Empacaduras
La empacadura es un accesorio utilizado para realizar sellados en juntas
bridadas en líneas de servicio o plantas de proceso. Alguno de los tipos
más comunes de empacaduras son:
Grafito Flexible < 300#
Devanado en espiral de acero inoxidable con
relleno de grafito < 600# (Flexitalic)
Anillos > 600# (Ring Joint)
Descripciones
Espárragos, Pernos y Tuercas
Los espárragos o stud bolts, son elementos
cilíndricos roscados por ambos extremos, de
diferentes
diámetros,
sin
cabeza.
Los pernos o machine bolts, son elementos
cilíndricos, de diferentes diámetros, roscados
por un solo extremo y de cabeza de formas
diversas.
Los espárragos y pernos están basados en las
normas ASME B18.2. La descripción de
espárragos por lo general incluye solamente el
material de los espárragos y el de las tuercas.
Descripciones
Empacaduras, Pernos y Tuercas
Descripción de
Empacaduras,
Pernos y
Tuercas
Tabla de Ramales o
Conexiones
En esta tabla; también conocida
como Branch Connection, se
especifica el tipo de conexión
entre el ramal y la línea
principal para cada
combinación de diámetros
Aplicación de las
Especificaciones
de Materiales
Algunas Normas Aplicadas a cada
Elemento del Sistema de Tuberías
ELEMENTO
NORMA (S) APLICABLE (S)
Tuberías y Niples
ASME B31.1 / ASME B36.10 / ASME B31.3 / API 5L
ASME B16.5
Bridas
φ < 24"
ASME B16.47 φ > 24"
Bridas Orificio ASME B16.36
Accesorios
Empacaduras
Espárragos, Pernos, Tuercas
Válvulas
ASME B16.11
φ < 2" (Ext. Planos)
ASME B16.9 φ > 2" (Ext. Biselados)
ASME B16.20 (Si son Metálicas)
ASME B16.21 (Si son No-metálicas)
ASME B18.2
ASME B16.34
ASME B16.10
API 600
CONCLUSIONES
Preguntas