Código de Tuberías a
Presión ASME B 31
B31.3 SISTEMAS DE
TUBERÍAS DE
PROCESOS
El Código ASME B 31
Está compuesto de varias secciones individuales, siendo cada una de ellas, Norma
Nacional de EE.UU., y son publicadas bajo la dirección del Comité B31.
Las secciones que incluye el Código ASME B 31 son:
-B31.1: Tuberías de vapor y sistemas de potencia.
-B 31.3: Tuberías de procesos.
-B31.4: Sistema de transporte de hidrocarburos líquidos y otros.
-B31.5: Tuberías de refrigeración.
-B31.8: Sistemas de transporte y distribución de gas.
-B31.9: Tuberías de Servicios en Edificios.
-B31.11: Sistemas de transporte de Sólidos fluidificados.
Determinación de la sección aplicable
El propietarios es responsable de seleccionar la sección del Código que mas se aproxima
a la instalación bajo consideración.
Los factores a considerar al momento de esta determinación son:
-Alcance de la sección.
-Requerimientos jurisdiccionales.
-Aplicación de otros Códigos o Normas.
Puede ser necesario en ciertas instalaciones aplicar mas de una sección, y todos los
requerimientos de estas ser aplicados en su totalidad.
Ciertas tuberías dentro de una instalación pueden estar reguladas bajo otras Normas:
-ASME BPVC Sección III
-ANSI Z223.1: Código (EE.UU..) para gas combustible.
-NFPA
-Etc.
El Código establece los requerimientos necesarios para el diseño y construcción
segura de Tuberías a Presión.
Considera que la seguridad no es solo el único parámetro que gobierna la especificación
final de los sistemas de tuberías.
Establece que el diseñador debe conocer que el Código no es un manual de diseño y
que se debe complementar con buenas practicas de Ingeniería.
Los requerimientos establecidos en el Código, están fijados en principios y formulas
básicas de diseño, las cuales están suplementadas con requerimientos específicos.
Estos requerimientos específicos están basados en principios de ingeniería simplificados
Puede ser necesarios que ante situaciones particulares sea necesario aplicar un
análisis ingenieril mas completo o riguroso.
El Código da por entendido que el diseñador es capaz de evaluar estados tensionales
complejos y validar los resultados.
Edición del Código y Adendas
Es intención del Código que la Edición y las adendas no sean retroactivas a menos que
exista un acuerdo especifico entre las partes para usar otra edición o sea requerido
legalmente.
El Código de aplicación debe ser la Edición y la Adenda correspondiente editada al menos
seis meses antes de la fecha del contrato, y deberá ser usada para el proyecto completo
y la operación inicial.
El Código se encuentra bajo la administración del Comité B31 el cual está organizado
y opera bajo los procedimientos del ASME y está acreditado por el ANSI.
El Comité mantiene a las secciones del Código actualizadas con los nuevos
desarrollos de materiales y tecnología.
Las Adendas son editadas periódicamente y nuevas ediciones son publicadas en
periodos entre tres a cinco años.
El Comité ha establecido un procedimiento ordenado para considerar pedidos de
interpretación y revisión del Código.
Interpretaciones
Es establecida de acuerdo a los procedimientos establecidos por el ASME.
Las interpretaciones son editadas como suplemento del Código.
Casos
Es una respuesta escrita cuando se demuestra que las palabras del Código necesitan
clarificación, o cuando alguna respuesta modifica los requisitos existentes o garantizan
el permiso para el uso de nuevos materiales o construcciones alternativas.
Un caso normalmente se edita para un periodo de tiempo limitado.
Los requisitos del Caso pueden ser incorporados al Código o el caso puede expirar o
ser renovado.
Introducción
El ASME B31.3, se aplica a los sistemas de tuberías de procesos.
Esta dividido en las siguientes partes:
PARTE
ALCANCE
Capítulo I
Alcance y definiciones
Capitulo II
Diseño
Parte 1: Condiciones y criterio
Parte 2: Diseño por presión.
Parte 3: Componentes.
Parte 4: Juntas de unión.
Parte 5: Expansión, flexibilidad.
Parte 6: Sistemas.
Capitulo III
Materiales.
Capitulo IV
Normas para componentes de tuberías
Capitulo V
Fabricación, montaje y erección
Capitulo VI
Inspección y ensayo.
Capitulo VII
Tuberías no metálicas
Capitulo VIII
Fluidos categoría M
Capítulo IX
Sistemas de alta presión
Apéndices
CAPÍTULO I - ALCANCE Y DEFINICIONES
300 - GENERAL
b – RESPONSABILIDADES
1- Propietario
Tiene la responsabilidad de hacer cumplir el código y de establecer los requerimientos
de diseño, construcción, ensayos e inspección.
También es responsable de establecer la categoría de servicio
2- Diseñador
Es responsable ante el Propietario de la instalación de asegurar que el diseño del sistema
cumple con los requerimientos del código y requisitos adicionales establecidos por el
dueño.
3- Fabricante
Es responsable por proveer los materiales, componentes y mano de obra en
cumplimiento con los requisitos de este Código y los diseños de ingeniería.
4- Inspector del Propietario
Es responsable ante el Propietario por el cumplimiento del Código de las inspecciones,
exámenes y ensayos. También verifica la aplicación del sistema de calidad del
Propietario si aplicara.
c- Intención del código
-Establecer requerimientos necesarios para el diseño y construcción seguros de sistemas
de tuberías.
-No es intención del código aplicar estos requerimientos a los sistemas de tuberías en
servicio.
-Cuando un diseñador sea capaz de establecer análisis ingenieriles mas rigurosos que los
establecidos en el código, lo podrá hacer, demostrando la validez de dicho análisis.
-Los elementos del sistema de tuberías, toda vez que sea posible, deben responder a las
normas y especificaciones listadas en este código.
-Elementos del sistema no específicamente aprobados, ni específicamente prohibidos,
podrán ser usados, si los mismos se califican según lo requerido en este código.
-El diseño debe contemplar cualquier requerimiento inusual para un servicio particular.
-Cuando el servicio necesite de requerimientos mas allá de lo contemplado en este
Código, los mismos serán especificados en el diseño. Luego, los mismos serán
requerimientos del código.
300.1 – Alcance
Las reglas de este Código han sido desarrolladas para las tuberías típicamente encontradas
en las refinerías de petróleo, plantas químicas, farmacéuticas, textiles, celulosas y en
general plantas de procesos.
300.1.1 - Contenido y Cobertura
-Este código prescribe requerimientos para materiales y componentes, diseño, fabricación,
montaje, exámenes, inspección y ensayo de tuberías
-Se aplica a tuberías que transportan todo tipo de fluidos.
-Incluye las tuberías que interconectan partes o etapas de equipos paquete.
300.1.3 - Exclusiones
-Sistemas de tuberías con presiones manométricas internas entre 0 y 15 psi, para fluidos
no tóxicos y no inflamables, y temperaturas de diseño entre -29°C y 186°C.
-Calderas cubiertas por el ASME BPV Sec. I y tuberías externas cubiertas por B31.1.
-Tuberías, manifolds, internos de calentadores.
-Recipientes a presión, intercambiadores de calor, bombas, compresores y otros
equipos de procesos incluyendo sus tuberías internas y conexiones para tuberías
externas.
300.2 - Definiciones
Daño a la salud humana
Para este código, esta frase describe a un servicio en el cual la exposición al fluido,
causada por pérdidas, puede resultar en daños irreversibles, a menos que se adopten
inmediatas medidas contra ello.
Examen / examinador
Funciones referidas al control de calidad ejecutadas por el fabricante o instalador.
Inspección
Aplica a las funciones desarrolladas por el dueño / usuario a través de su inspector o
inspector delegado.
Presión de diseño
La presión de diseño en un sistema de cañerías no deberá ser menor que la máxima
presión alcanzada bajo las mas severas condiciones de presión interna y externa a la
temperatura (mínima o máxima) esperadas en el servicio.
Temperatura de diseño
La temperatura de diseño de cada componente en un sistema de cañerías, es la
temperatura a la cual, bajo la correspondiente presión, se requiere el mayor espesor o
mayor rating del componente.
Para establecer la temperatura de diseño, se deberá considerar al menos la temperatura
del fluido, la radiación solar, la temperatura de los medios enfriadores o calentadores, y
los sistemas de aislación de la cañería.
Temperatura mínima de diseño
Es la menor temperatura que se espera este sometido el componente en servicio.
Servicio del fluido
Termino concerniente a la aplicación de un sistema de tuberías, considerando
las propiedades del fluido, condiciones de operación y otros factores, los cuales
establecen la base para el diseño del sistema.
Servicio categoría normal
Tipo de servicio no cubierto por requisitos específicos de este código como ser
categoría D, categoría M y categoría alta presión.
Servicio categoría D
Servicio en el cual se cumple:
- El fluido es no inflamable, no toxico y no daña la salud humana.
- La presión de diseño no excede los 150 psi.
- La temperatura de diseño esta comprendida entre -29°C y 186 °C.
Servicio categoría alta presión
Tipo de fluido de servicio en el cual el dueño / usuario, designa la utilización del
capitulo IX para el diseño y la fabricación del sistema de tuberías.
Se define así a los sistemas donde la presión aplicada excede lo admisible para la
clase 2500 del ASME B 16.5, para la temperatura de diseño y grupo de material.
Servicio categoría M
Tipo de fluido de servicio en el cual la posibilidad de exposición al fluido es
significativa y en el cual una simple exposición, aún a pequeñas cantidades de
fluido, puede producir daños severos e irreversibles a la salud humana.
Servicio de fluido de levada temperatura
Donde la temperatura de diseño o de operación sostenida es igual o mayor a TCR de
la tabla 302.3.5 nota B.
CAPÍTULO II - DISEÑO
301.1 – Calificaciones del diseñador
Es la persona/s a cargo del diseño de ingeniería y debe ser experimentado en el uso
de este Código.
Se requiere de la aprobación del Propietario si el Diseñador no cumple con alguna de
las siguientes condiciones:
-Grado de ingeniero con al menos 5 años de experiencia en el diseño de tuberías
a presión.
-Profesional de la ingeniería registrado y reconocido por la Jurisdicción local y con
experiencia en tuberías a presión.
-Grado de ingeniero asociado con al menos 10 años de experiencia en el diseño
de tuberías a presión.
-15 años de experiencia en el diseño de tuberías a presión.
301.2 – Presión de diseño
La presión de diseño de cada componente de un sistema de tuberías, no deberá ser
menor que la presión que se alcance bajo la mas severa condición de presión interna
u externa y temperatura (mínima y máxima) esperada durante el servicio.
La condición mas severa, es aquella en la cual resulta en el mayor espesor de
componente o la mayor clase de componente.
301.3 - Temperatura de diseño
Es aquella, bajo la coincidente presión, que requiere el mayor espesor de componente
o el componente de mayor clase.
Para establecer la temperatura de diseño, se deberá considerar al menos, la
temperatura del fluido, temperatura ambiente, radiación solar, temperaturas del
medio de calentamiento o enfriamiento, etc.
301.3.1 - Temperatura mínima de diseño
Es la menor temperatura de componente esperable en servicio. Esta temperatura,
puede establecer requerimientos especiales de diseño y materiales.
301.3.2 - Temperatura de diseño de componentes sin aislación
Para temperaturas de fluido hasta 65°c, la temperatura de diseño del componente será
la correspondiente al fluido, a menos que a consecuencia de radiación solar u otros
factores resulten en una temperatura mayor.
Para temperaturas por encima de 65°c, a menos que se establezca por cálculo de
transferencia de calor, la temperatura de diseño será:
-Para válvulas, tubos, accesorios soldados 95% de la temperatura del fluido.
-Para bridas, excepto lap joints, 90%.
-Bridas lap joints, 85%
-Bulones, 80%.
301.3.3 - Tubería aislada externamente.
La temperatura de diseño será la temperatura del fluido, a menos que por cálculo o
experiencia de servicio, se indique otra diferente.
301.3.4 - Tubería aislada internamente.
Se deberá establecer en base a cálculo de transferencia de calor o en base a
ensayos.
301.4 – Efectos Ambientales
Además de los efectos ambientales, se deberá tener en cuenta:
301.4.1 - Enfriamiento: Efectos sobre la presión
Ante el enfriamiento de un gas o vapor, se puede generar un vacío por lo cual la
tubería debe ser capaz de soportar presión externa a esas bajas temperaturas.
301.4.2 – Expansión del fluido
Se debe considerar los aumentos de presión del fluido a consecuencia de la
expansión del mismo por calentamiento.
Asimismo los efectos de reducción de temperatura causados por la expansión
repentina de fluidos volátiles.
301.5.2 - Impacto
Causados por condiciones externas o internas.
Adicionalmente viento, vibraciones, peso propio, cargas de expansión y
contracción
302 - Criterios de diseño
302.2 – Criterio de diseño por presión - temperatura
302.2.1 - Componentes listados con rating establecido
Los rating presión temperatura establecidos en las normas listadas en este código
(tabla 326.1), son aceptables para las presiones y temperaturas de diseño de acuerdo
a este Código.
302.2.2 - Componentes listados sin rating establecido
Tales componentes fabricados con materiales que tengan la misma tensión admisible
que el tubo recto, se adoptará un espesor nominal no mayor que el 87,5%, del
espesor nominal del tubo sin costura correspondiente al schedule, peso o clase del
accesorio menos todas las tolerancias aplicadas al tubo.
302.2.3 - Componentes no listados
a- Estarán fabricados bajo una especificación publicada y podrán ser utilizados si:
1- El diseñador se asegure que los requisitos de composición, propiedades
mecánicas, método de fabricación y control de calidad sean comparables a las de
los componentes listados.
2- El diseño por presión será verificado según el párrafo 304 de este código.
b- Otros componentes no listados deben ser calificados por diseño de presión según
se indica en 304.7.2
302.2.4 – Variaciones admitidas para presión y temperatura
Las variaciones ocasionales de presión y temperatura deben ser consideradas al
seleccionarse la presión y temperatura de diseño. Las condiciones mas severas de
coincidencia de presión y temperatura debe determinar las condiciones de diseño, a
menos que todos los criterios a continuación se cumplan:
a- El sistema no tiene elementos a presión de fundición u otro material no dúctil.
b- Las tensiones nominales por presión no excede la fluencia a la temperatura.
c- Las tensiones longitudinales no exceden los límites de este Código.
d- El número de variaciones de presión – temperatura no excede de 1000 en toda la
vida útil del sistema.
e- En ningún caso el incremento de presión excede la presión de prueba.
f- Variaciones ocasionales por encima de las condiciones de diseño, permanecen
dentro de alguno de los siguientes límites:
1- Sujeto a la aprobación del Propietario, se permite el incremento de la presión por
encima de los rating de presión o tensiones admisibles en:
a- 33% por no mas de 10 hs en un solo evento o 100 hs año o
b- 20% por no mas de 50 hs en un solo evento o 500 hs año.
g- Los efectos combinados de cargas sostenidas y cíclicas han sido evaluados.
h- Variaciones de temperatura por debajo de lo establecido en el Apéndice A no está
permitido a menos que los requerimientos del párrafo 323.2.2 sean cumplidos para
la baja temperatura de la variación.
i- La presión diferencial entre los elementos de cierre de las válvulas, no debe
exceder la máxima presión diferencial establecida por el fabricante de la válvula.
302.3 - Tensiones admisibles y otros límites de tensiones
a - Tracción
Las tensiones admisibles para tracción, S, para metales y las tensiones de diseño para
bulones, S, son las indicadas en las tablas A-1 y A-2 respectivamente.
En las formulas de cálculo donde aparece el producto S x E, significa que el valor S es
multiplicado por alguno de los siguientes factores de calidad:
Ec : factor de calidad para fundidos de la tabla A-1A y 302.3.3C
Ej: factor de junta soldada longitudinal de la tabla A-1B y 302.3.4
b- Corte
Serán de 0,8 el valor S para tracción
c- Compresión
No serán mayores que las establecidas para tracción
302.3.5 – Límites de tensiones calculadas por cargas sostenidas y
desplazamientos
a- Tensiones por presión interna y externa
Serán consideradas seguras cuando los espesores de pared de los componentes de la
tubería y sus correspondientes refuerzos cumplen los requisitos del párrafo 304.
b- Tensiones longitudinales
La suma de las tensiones longitudinales SL debidas a las cargas sostenidas, no excederá
el producto de Sh W (se definen a continuación). El espesor para el cálculo de SL será
el espesor nominal menos todos las tolerancias adicionales.
c- Rango admisible de tensiones de desplazamiento
El rango de tensiones de desplazamiento calculado SE no será mayor que el rango
admisible SA
o
Donde:
f: Factor de rango de tensiones. Cuando es mayor a 1, Sh y Sc se limita a 20 Ksi.
fm: Valor máximo del factor de rango de tensiones.
Sh: Tensión admisible a la máxima temperatura de metal espera durante los ciclos.
Sc: Tensión admisible a la mínima temperatura de metal espera durante los ciclos.
N: Número de ciclos completos esperados durante la vida del sistema.
d- Factor de reducción de resistencia de la junta soldada W
A altas temperaturas la resistencia de largo término de la junta soldada puede ser
menor que la resistencia de largo término del metal base. Para tubo soldado, el
producto S x E, debe ser multiplicado por el factor de reducción W. Para las
tensiones longitudinales en juntas circunferenciales, se debe multiplicar Sh x W.
W será tomado de acuerdo a lo requerido en la tabla 302.3.5
Parte 2 - Diseño por presión de componentes de tuberías
Estas reglas se aplican al diseño de componentes que no se encuentran cubiertos en la
tabla 326.1 o componentes reconocidos pero sobre los cuales se quiera realizar un más
riguroso diseño de los mismos.
304 – Diseño por presión
304.1 - Tubería recta
El espesor requerido para tuberías rectas será:
tm = t + c
El mínimo espesor T de la cañería seleccionada, menos la tolerancia de fabricación, no
será menor que tm.
Para t < D/6 y presión interna
o
Donde:
tm : Espesor mínimo requerido incluyendo tolerancias por corrosión, erosión y mecánicas.
t : Espesor de diseño por presión.
c : La suma de todas las tolerancias.
P : Presión interna.
S: Valor de tensión admisible del material (de tabla A-1).
Y: Coeficiente de tabla 304.1.1 para t < D/6 . Para t >= D/6
E: Factor de Calidad (de tabla A-1A o A-1B).
Para t >= D/6 o P/S E mayor a 0,385
Se requieren consideraciones adicionales tales como los basados en las teorías de
falla, efectos de fatiga y tensiones térmicas.
304.1.3 - Tubo recto bajo presión externa
Para la determinación de los espesores y necesidad de rigidizadores de tubería bajo
presión externa, se deben utilizar los criterios establecidos en el Código ASME BPV
Sección VIII Div. 1 párrafos UG-28 a UG-30.
304.2.1 – Curvado de tuberías
El espesor mínimo requerido de un tubo luego de ser curvado, debe ser determinado
según:
Radio interior
Radio exterior
304.2.2 – Codos
Codos fabricados no reconocidos deben ser calificados para su uso.
304.2.3 – Curvas mitradas
Desviaciones angulares de 3º o menos no requieren consideraciones de diseño como
curva mitrada.
a- Múltiples curvas mitradas
La máxima presión interna admisible esta dado por el menor valor entre:
b- Curvas mitradas simples
La máxima presión interna admisible esta dado por
(para ángulos
menores a 22,5º)
(para ángulos
mayores a 22,5º)
304.3.1 – Conexiones en derivación
Una tubería sobre la que se realiza una derivación, es debilitada por la apertura que se
realiza en ella y a menos que, el espesor de pared del tubo, sea lo suficientemente grueso
que lo requerido para soportar la presión, será necesario proveerle un refuerzo.
a- Las consideraciones siguientes se aplican a:
-Accesorios (Tee, cruces, salidas extruidas, etc.).
-Accesorios fundidos o forjados y cuplas no mayores a NPS 3” soldados al caño
conductor no listados.
-Soldadura de derivaciones directamente al caño conductor con o sin refuerzo.
b- Estas reglas serán requisitos mínimos válidas solo para:
-La relación diámetro - espesor del caño conductor (Dh/Th) es menor que 100.
-La relación de diámetros caño de derivación/ caño conductor (Db/Dh) es menor a 1.
-Para relaciones diámetro - espesor del caño conductor (Dh/Th) mayor a 100, el diámetro
de la derivación es menor que la mitad del diámetro del conductor.
-El ángulo de la derivación es como mínimo de 45°.
-Los ejes de la derivación y caño conductor se interceptan.
Cuando esto no se cumpla el diseño por presión debe ser calificado
Existen ciertas derivaciones que poseen la suficiente resistencia para ello tal
como se las fabrica.
Se puede asumir sin mas cálculos, que una derivación tiene la suficiente resistencia para
soportar presión si se cumple:
-Si se utiliza un accesorio reconocido (listado).
-Se suelda al caño conductor según lo indicado en este código y no excede la NPS 2, ni un
cuarto de la medida nominal del conductor. En ningún caso la cupla será menor de clase
2000 según ASME B 16.11.
-La conexión es un accesorio no listado pero es fabricada con material listado en la
tabla A-1 y es calificada.
304.3.3 - Refuerzo de conexiones en derivación
Se define la siguiente nomenclatura:
d1 : Long. efectiva removida por la derivación.=
d2 : Ancho medio de la zona de refuerzo = el mayor de d1 or (Tb - c) + (Th - c) + d1/2,
pero no mayor a Dh
L4: altura de la zona de refuerzo = el menor de 2.5(Th - c) or 2.5(Tb - c) + Tr
Tb: Espesor de la derivación medido o mínimo por especificación. Para
accesorios de derivación será el espesor del barrel de refuerzo mínimo por
especificación y se extiende al menos una altura L4.
Tr: Espesor mínimo del anillo o montura de refuerzo hecha de tubería (usar espesor
nominal si se hace de chapa).
: El menor ángulo entre ejes de la derivación y caño conductor.
b- Área requerida de refuerzo
A1 = th d1 (2 – sen b)
c- Área disponible
A2 + A3+ A4 debe ser mayor o igual al área requerida A1
1- Área A2, exceso de espesor en el caño conductor
A2= ( 2 d2 - d1 ) (Th – th – c)
2- Área A3, exceso de espesor en la derivación
A3= 2 L4 (Tb – tb – c) / sen b
Si las tensiones admisibles para la derivación es menor que para el caño conductor,
el área calculada A3 debe ser reducida en la relación que existen entre las tensiones
admisibles.
3- El área A4 es el área con que contribuyen las soldaduras y refuerzos. Las áreas de
soldadura estarán basadas en las dimensiones mínimas establecidas en 328.5.4, a
menos que se usen dimensiones mayores específicamente determinadas.
d- La zona de refuerzo es un paralelogramo cuya longitud se extiende una distancia
d2 a cada lado del eje de la derivación y cuyo espesor empieza en la superficie
interior del caño conductor en condición corroída.
e- Derivaciones múltiples
Cuando dos o mas derivaciones se encuentran próximas de manera tal que sus zonas
de refuerzo se solapan, las distancias entre centros de las aberturas, deberán ser
como mínimo 1 ½ veces su diámetro promedio y el área de refuerzo entre dos de
ellas no será menor al 50% del total de área de refuerzo que requieran ambas.
f- Características de los refuerzos
Los refuerzos deben ser de espesor razonablemente constante. El material del
refuerzo puede diferir del caño conductor, previendo que el mismo sea compatible
con el caño conductor y derivación en cuanto a soldabilidad, tratamiento térmico, etc.
Si la tensión admisible del refuerzo es menor que el del caño conductor, el área
calculada para el refuerzo debe ser disminuida en relación a la tensión admisible del
material del caño conductor. La inversa del caso anterior no otorga crédito en el área
de aporte del refuerzo.
Calculo de derivaciones
Ejemplo 1
Se tiene un caño conductor de diámetro nominal 8” en un sistema de transmisión de
petróleo con una derivación de diámetro nominal 4”.
La derivación es en ángulo recto.
Ambas cañerías son sin costura calidad API 5L Grado A sch 40.
Las condiciones de diseño son 300 psi de presión y temperatura 400°F.
las dimensiones de las soldaduras de filete son las mínimas indicadas en 328.5.4(a)
La tolerancia por corrosión es 0,1”.
Es necesario refuerzo adicional?
SOLUCIÓN
De tabla A-1, el valor de la máxima tensión admisible S = 16 ksi para cañería API 5L
Gr A. De tabla A-1B, la eficiencia de junta E = 1
Calculo de th (espesor del conductor) y tb (espesor de derivación)
th = 0,322 x (0,875) = 0,282”
tb = 0,237 x (0,875) = 0,207” (tolerancia de fabricación 12,5%)
Calculo de L4 (altura de la zona de refuerzo), el menor valor entre:
1- 2.5 (th - c) = 2,5 x(0,282 - 0,1) = 0,455”
2-
2.5 (tb - c) + tr = 2,5 x(0,207 - 0,1) + 0 = 0,268” (no hay espesor de refuerzo)
se adopta 0,268”
Calculo de d1 y d2
d1 = 4,5 – 2 (0,207 – 0,1) / Sen 90°= 4,286”
d2 =
d2 = (0,207 – 0,1) + (0,282 – 0,1) + 4,286 / 2 = 2,432”
Se usa el mayor valor entre d1 y el último valor hallado, o sea:
d1 = d2 = 4,286”
Calculo de espesores requeridos de derivación y conductor
Se aplicará la formula:
th = 300 x 8,625 / 2 x 16.000 x 1 + 2 x 0,4 x 300 = 0,08”
tb = 300 x 4,5 / 2 x 16.000 x 1 + 2 x 0,4 x 300 = 0,042”
Cálculo de t c (garganta efectiva del filete)
El código establece que la garganta efectiva de los filetes de derivaciones tienen un
valor dado por el menor valor entre:
0,7 del espesor nominal de la derivación o ¼”.
0,7 x 0,237” = 0,166 (menor que ¼”)
tc= 0,166”
de aquí el valor de cateto mínimo = 0,166” / 0,707 = 0,235”
Cálculo del área requerida A1
A1 = 0,080” x 4,286” x (2 – Sen 90°) = 0,343 in2
Cálculo de las áreas disponibles en el conductor
A2= ( 2 d2 - d1 ) (Th – th – c)
A2= (2 x 4,286” – 4,286”) (0,282” - 0,080” – 0,1”) = 0,437 in2
Cálculo de las áreas disponibles en la derivación
A3= 2 L4 (Tb – tb – c) / Sen B
A3= 2 x 0,268” (0,207” – 0,042” – 0,1”) / Sen 90°= 0,035 in2
Cálculo de las áreas disponibles en la soldadura
Área de triangulo de filete = cateto x cateto / 2 = 0,235” x 0,235” / 2 = 0,028”
Por dos filetes = 2 x 0,028 = 0,055 in2
Área total de refuerzo
A2 + A3 + A4 = 0,437 + 0,035 + 0,055 = 0,527 in2
Siendo el área requerida 0,343 in2 el área de refuerzo excede este valor
por lo que no se requiere refuerzo adicional
Ejemplo 2
Se tiene un derivación de diámetro nominal 6” sch 40 con su eje en un ángulo de 60°
con respecto al eje del conductor y un caño conductor de diámetro nominal 16” sch 40.
Ambas tuberías sonde material API 5L Gr A sin costura. La derivación es reforzada
con un anillo de 12” de diámetro exterior, de ½” de espesor de material chapa ASTM
A 285 Gr C.
Todas las soldaduras de filete son de 45°con un cateto de 3/8”.
La tolerancia por corrosión es de 0,1”. La presión de diseño es de 500 psi
a 700°F.
El diseño es adecuado a la presión interna?
SOLUCIÓN
De tabla A-1, el valor de la máxima tensión admisible S = 14,4 ksi para cañería API 5L
Gr A y ASTM A 285 Gr C.
De tabla A-1B, la eficiencia de junta E = 1
Cálculo de Th (espesor del conductor) y Tb (espesor de derivación)
Th = 0,500 x (0,875) = 0,438”
Tb = 0,280 x (0,875) = 0,245” (tolerancia de fabricación 12,5%)
Tr = 0,500”
Cálculo de L4 (altura de la zona de refuerzo), el menor valor entre:
1- 2.5 (Th - c) = 2,5 x(0,438 - 0,1) = 0,845”
2-
2.5 (Tb - c) + Tr = 2,5 x(0,245 - 0,1) + 0,500” = 0,8625”
Se adopta L4 = 0,845”
calculo de d1 y d2
d1 = 6,625 – 2 (0,245 – 0,1) / Sen 60°= 6,335” / 0,866 = 7,315”
d2 =
d2 = (0,245 – 0,1) + (0,438 – 0,1) + 7,315 / 2 = 4,14”
Se usa el mayor valor entre d1 y el último valor hallado, o sea:
d1 = d2 = 7,315”
Cálculo de espesores requeridos de derivación y conductor
Se aplicará la formula:
th = 500 x 16 / 2 x 14.400 x 1 + 2 x 0,4 x 500 = 0,274”
tb = 500 x 6,625 / 2 x 14.400 x 1 + 2 x 0,4 x 500 = 0,113”
Cálculo del área requerida A1
A1 = 0,274” x 7,315” x (2 – Sen 60°) = 2,27 in2
Cálculo de las áreas disponibles en el conductor
A2= ( 2 d2 - d1 ) (Th – th – c)
A2= (2 x 7,315” – 7,315”) (0,438” - 0,274” – 0,1”)
A2= 0,468 in2
Cálculo de las áreas disponibles en la derivación
A3= 2 L4 (Tb – tb – c) / Sen B
A3= 2 x 0,845 (0,245” – 0,113” – 0,1”) / Sen 60°
A3= 0,062 in2
Cálculo de las áreas disponibles en el refuerzo
A4 = tr x ( Diám. refuerzo – Diám. Ext. deriv. / Sen B)
A4 = 0,5” ( 12” – 6,625” / 0,866) = 2,175 in2
Cálculo de las áreas disponibles en la soldadura
Área de triangulo de filete = cateto x cateto / 2 = 3/8” x 3/8” / 2 = 0,070 in2
Por cuatro filetes = 4 x 0,070 = 0,281 in2
Área total de refuerzo
A2 + A3 + A4 = 0,468 + 0,062 + 2,175 + 0,281= 2,986 in2
Siendo el área requerida 2,27 in2 el área de refuerzo excede este valor por lo que no
se requiere refuerzo adicional
Ejemplo 3
Se tiene un accesorio de acero forjado para soldadura socket de diámetro nominal 1 ½”,
serie 3000 lb.
El mismo ha sido soldado sobre un caño conductor de diámetro nominal 8” sch 40
soldado con penetración completa y dimensiones de filetes
Según lo indicado como mínimo en el código. el caño conductor es de material ASTM
A 53 Gr B sin costura.
La presión de diseño es 400 psi y la temperatura de diseño de 450°F.
La tolerancia por corrosión es 0,1”.
Será requerido refuerzo adicional?
SOLUCIÓN
No.
Por lo establecido en el código para este caso no se requiere refuerzo, y no se requiere
cálculos adicionales.
304.3.5 - Consideraciones adicionales de diseño
a- Adicionalmente a las cargas de presión, se deben considerar las fuerzas externas
y los movimientos por expansión y contracción.
b- La soldadura de derivaciones directamente sobre el caño conductor debe ser evitada
bajo las siguientes circunstancias:
1- Cuando los diámetros de la derivación y el caño conductor son próximas.
2- Cuando existan tensiones repetitivas tales como vibración, ciclos de temperatura etc.
Para estos casos se recomienda diseño conservativo y utilizar tee,o envolvente
completa.
c- Se le debe adicionar adecuada flexibilidad a las líneas pequeñas con derivaciones
a grandes caños conductores para acomodar los movimientos de éstas.
d- Si se utilizan elementos rigidizadores de las derivaciones, las mismas no contaran
como áreas de refuerzo.
e- Para las derivaciones que no cumplen con las condiciones de 304.3.1 (b) se debe
considerar el uso de refuerzos integrales o envolventes completas.
304.4 - Cierres (cabezales)
Los cabezales que no respondan a una especificación listada en este código, o no
conformen lo indicado a continuación deben ser calificados.
Para materiales y condiciones cubiertos por este Código, los pueden ser diseñados de
acuerdo con las reglas del Código ASME BPV Sección VIII Div. 1
304.4.2 - Aberturas en cabezales
a- Estas reglas aplican para aberturas no mayores a la mitad del diámetro interno del
cabezal.
Aberturas mayores serán consideradas como una reducción.
Para cabezales planos, será considerado como una brida.
b- Debido al debilitamiento que provoca una abertura en el cabezal, se deberá calcular la
necesidad de agregar refuerzos.
Los mismos serán calculados de acuerdo a lo definido en párrafos anteriores.
c- Los refuerzos se deben distribuir de manera tal que el área de refuerzo a cada lado de
la abertura sea igual a la mitad del área requerida en ese plano.
d- La sección transversal de área requerida para un refuerzo en cualquier plano que pasa
por el centro no será menor que el requerido en UG-37(b), 38 y 39.
e- En las fórmulas de cálculo de los refuerzos, toda referencia que se realice al caño
conductor será reemplazada por el término cabezal.
Cuando el cabezal sea curvo, los bordes de la zona de refuerzo seguirá el contorno
del cabezal, y las dimensiones de ésta se tomaran con respecto a la paralela y
normal a la superficie del cabezal.
f- Para dos o mas aberturas se tomarán los criterios de derivaciones múltiples.
304.5.1 - Bridas
a- Las bridas que no respondan a una especificación listada en este código, o no
conformen lo indicado a continuación deben ser calificados.
b- Una brida podrá ser diseñada de acuerdo al código ASME BPV Sección VIII, Div. 1,
Apéndice 2, usando los límites de tensiones admisibles y temperaturas de este Código
304.5.2 – Bridas ciegas
Para bridas ciegas se deberá utilizar lo indicado en el ASME BPV, Sección VIII, Div. 1,
Párrafo UG-34.
304.6 - Reductores
304.6.1 - Los reductores concéntricos que no respondan a una especificación listada
en este código, o no conformen lo indicado a continuación deben ser
calificados.
Aquellos realizados de secciones cónicas o curvas, pueden ser diseñados
según las reglas para cabezales cónicos o toricónicos.
304.6.2 - Los reductores excéntricos que no respondan a una especificación listada
en este código, deben ser calificados
304.7 – Otros componentes
304.7.2 – Componentes y elementos no listados
El diseño de aquellos componentes que deban ser calificados, estará basado en cálculos
que sean consistentes con el criterio de este Código.
Estos cálculos deben estar avalados por ejemplo:
-Extensa y exitosa experiencia bajo condiciones comparables.
-Análisis experimental de tensiones tal como se establece en el Código ASME BPV,
Sección VIII, Div. 2, Apéndice 6.
-Ensayos de aptitud, tal como lo establecido en ASME B 16.9, MSS SP-97 o la Sección
VIII, Div. 1, UG-101
- Detallado stress análisis (por elementos finitos por ejemplo), tal como se establece
en el Código ASME BPV, Sección VIII, Div. 2, Apéndice 4.
En todos los casos los cálculos y la documentación correspondiente deben estar
disponibles para la aprobación del Propietario.
Parte 3 - Requerimientos de componentes por servicio
305 - Tubos
305.2.1 - Los siguientes solo podrán ser usados para fluidos categoría D:
-API 5L soldado a tope en horno.
-ASTM A 53 tipo F
-ASTM A 134 hecho de chapa que no sea ASTM A 285.
305.2.3 - Solo los siguientes tubos de acero podrán usarse para condiciones cíclicas
severas:
305.2.4 - Para Servicio a elevada temperatura
Todas las costuras longitudinales o helicoidales en materiales Nº P 4 y 5 deberán ser
radiografiadas o ensayadas por ultrasonido al 100%.
Los criterios de aceptación serán los del servicio normal, a menos que se especifique
otra cosa.
Para categoría de fluido alta presión
Caños y tubos podrán ser con o sin costura con una eficiencia de junta de 1.00 y deben
ser examinados de acuerdo a la nota 2 de la tabla K 341.3.2:
Adicionalmente deberán pasar una inspección de su costura longitudinal de
acuerdo a tabla, en adición a los ensayos requeridos por la especificación del material:
306.1 - Accesorios
306.1.4 - Para servicio cíclico severo solo podrán ser usados:
-Forjados.
-Fundidos con un factor de eficiencia de 0,9 mínimo.
Para fluido alta presión
Los fundidos deben tener una eficiencia de 1.00. Las soldaduras deben tener eficiencia
de 1.00
Accesorios para soldadura socket no están permitidos.
308- Bridas
Las bridas listadas, son adecuadas para el uso en servicio normal.
308.2 - Requerimientos específicos para bridas
308.2.1 - Slip on
a- Las bridas slip on deben ser realizadas con soldadura doble para los siguientes
casos:
-Sujeto a servicio de erosión severa, corrosión por crevice.
-Fluidos inflamables, tóxicos o perjudiciales para la salud.
-Bajo severas condiciones cíclicas.
-A temperaturas por debajo de –101º C.
b- El uso de bridas slip on debe ser evitado cuando se esperen gran cantidad de ciclos
de temperatura, particularmente si la brida no esta aislada.
Para servicio clase M
No podrán ser usadas:
-Bridas slip on con soldadura simple.
Para servicio alta presión
No podrán ser usadas bridas slip-on ni socket weld.
Parte 4 - Requerimientos de servicio para las uniones
311 – Juntas soldadas
311.1 – General
Las soldaduras deben conformar lo siguiente (aplican excepciones dadas a continuación)
a- Las soldaduras serán realizadas según se establece en el Párrafo 328.
b- Los precalentamientos y los tratamientos térmicos estarán de acuerdo con 330 y 331.
c- Los exámenes estarán de acuerdo a 341.4.1
d- Los criterios de aceptación para servicio de fluido Normal serán los de la tabla
341.3.2
311.2 – Requerimientos específicos
311.2.1 – Soldaduras para fluidos categoría D
Las soldaduras que cumplen los requerimientos de 311.1, pero su inspección está
basada en el Párrafo 341.4.2, y los criterios de aceptación en la tabla 341.3.2, para
fluidos categoría D, pueden ser usadas solo para ese servicio.
311.2.2 – Para servicio cíclico severo
Deben cumplir los requerimientos de 311.1, pero la inspección debe ser efectuada según
341.4.3 y los criterios de aceptación serán los de la tabla 341.3.2 para servicio
cíclico severo.
311.2.3 - Anillos de respaldo e insertos consumibles
- Si se utilizan anillos de respaldo donde la rendija resultante no es recomendable, por
ejemplo en servicio corrosivo, cíclico etc., los mismos deben ser removidos y la cara
interna pulida. Donde sea impracticable remover los anillos de respaldo se deberá
considerar la necesidad de soldar sin anillos de respaldo o utilizar respaldos removibles
o insertos consumibles.
- No se deben ser usados en servicio cíclico severo
- Para servicio alta presión están prohibidos
311.2.4 - Soldaduras socket
- Este tipo de soldadura debe ser evitado en servicios donde este presente la posibilidad
de corrosión por crevice o erosión severa.
- Para servicio cíclico no será usado en diámetros mayores a 2” nominal
- Para fluidos categoría M están prohibidos.
- Para servicio alta presión están prohibidos.
311.2.5 - Soldaduras de filete
a- Podrán ser usadas para la unión de componentes socket o bridas slip on.
b- También podrán ser usadas para unir refuerzos, elementos estructurales o para
reducir la concentración de tensiones en soldaduras primarias.
- Para servicio alta presión solo podrán ser utilizados para unir elementos estructurales.
311.2.6 - Soldaduras de sello
- Podrán ser usadas solo para garantizar estanqueidad en uniones roscadas.
- Para servicio de alta presión están prohibidas.
312 – Uniones bridadas
312.1 – Uniones bridadas con diferentes rating
El rating de la unión no debe exceder el rating de la brida de menor rating. El torque
de los pernos estará limitado a la capacidad de esta.
313 – Juntas de expansión
No serán usadas para servicio de ciclos severos. Para otros servicios se deberá
prevenir la separación de la junta.
Se debe tener en cuenta la hermeticidad en condiciones de vibración, expansión o
cargas externas mecánicas
314 – Juntas roscadas
314.1 – General
Las juntas roscadas son adecuadas para servicio Normal, con las excepciones establecidas
aquí. Pueden ser usadas en servicio cíclico severo bajo condiciones particulares.
a- Serán evitadas en servicios con corrosión por crevice, erosión o cargas cíclicas.
b- Cuando sean selladas con soldadura, no se deben usar elementos sellantes.
c- El lay out del sistema debe ser tal que minimice las tensiones sobre las roscas.
d- Con excepciones, las bridas roscadas serán usadas para servicios categoría D.
317.1 – Juntas unidas por soldering
Serán usadas solo para servicios categoría D.
317.2 – Juntas unidas por brazing
Son adecuadas para servicio Normal. No deben ser usadas para servicio cíclico.
Las soldaduras de filete por brazing no están permitidas.
Parte 5 – Soportes y flexibilidad
319 – Flexibilidad
319.1.1 – Requerimientos básicos
Todo sistema de tuberías debe tener la suficiente flexibilidad para prevenir la expansión
o contracción térmica, o movimientos de los soportes de tubería para evitar:
a- Fallas en la tubería o soportes debido a sobrecargas o fatiga.
b- Fugas en las uniones.
c- Tensiones que comprometan y causen deformaciones de la tubería, válvulas y
elementos asociados a la tubería.
319.1.2 – Requerimientos específicos
a- El rango de tensiones computado en cualquier punto del sistema no debe exceder
el rango de tensiones admisibles establecidos en 302.3.5
b- Las fuerzas de reacción no deben ser perjudiciales para los soportes o elementos
asociados a la tubería.
c- El movimiento de la tubería debe estar acotado a límites prescriptos y
adecuadamente tenidos en cuenta en las consideraciones de flexibilidad.
319.2 – Conceptos
319.2.1 – Deformaciones de desplazamiento
a- Desplazamientos térmicos
El sistema presentará cambios dimensionalos ante cualquier cambio en la temperatura.
Si se encuentra restringido de la libre expansión o contracción, debido a equipos
conectados o restrictores tales como guías y anclajes, el sistema se desplazará en su
posición restringida.
b- Flexibilidad de restrictores
Si los restrictores no son considerados rígidos, su flexibilidad podrá ser considerada
en la determinación de los rangos de tensiones de desplazamiento y reacciones.
c- Desplazamientos impuestos externamente
Estos causaran movimientos de la tubería que se sumarán a los causados por
razones térmicas. Estoa movimientos pueden estar causados por viento, o cambios
de temperaturas en equipos conectados a la tubería.
d- Total de las deformaciones por desplazamiento
Desplazamientos por razones térmicas o impuestas externamente, tienen efecto
equivalente sobre la tubería y deben ser consideradas en conjunto.
319.2.2 – Tensiones de desplazamiento
a- Comportamiento elástico
Las tensiones pueden ser consideradas proporcionales a las deformaciones totales por
desplazamiento en una sistema en el cual las deformaciones están distribuidas y no
concentradas. El sistema debe ser diseñado para que se cumpla con esta característica.
b- Comportamiento con excesivas deformaciones
Las tensiones no pueden ser consideradas proporcionales a las deformaciones (sistema
desbalanceado). La operación en el rango de creep puede agravar el efecto perjudicial
por la acumulación de deformaciones.
Los sistemas desbalanceados pueden presentarse cuando:
1- Tuberías de pequeñas dimensiones altamente tensionadas, que trabajan en sería
con tuberías de grandes dimensiones.
2- Una reducción local en dimensiones o espesores de pared, o el uso de materiales
con resistencia a la fluencia reducida.
3- Un sistema de dimensiones uniformes en donde las deformaciones son absorbidas
principalmente por una pequeña sección del sistema.
4- Variaciones de material o temperaturas en la línea. Se computará el módulo de
elasticidad a la temperatura de operación.
319.2.3 – Rango de tensiones de desplazamiento
a- A diferencia de las tensiones generadas por las cargas sostenidas, las tensiones de
desplazamiento pueden alcanzar suficiente magnitud como para provocar la
fluencia localizada en algunos puntos del sistema.
b-Mientras que las tensiones de desplazamiento disminuyen con el tiempo debido a la
relajación por la fluencia, la diferencia algebraica entre las deformaciones en la
condición extrema de desplazamiento y la condición inicial (instalación del sistema)
permanecen aproximadamente constante durante el ciclo de operación.
Esta diferencia de deformaciones produce el correspondiente diferencial de
tensiones (Rango de tensiones de desplazamiento), el cual se debe usar para
la determinación de las condiciones de flexibilidad del sistema.
319.2.4 – Cold spring
Es la deformación intencional de la tubería durante el montaje para producir tensiones
y deformaciones deseables. Es recomendable para materiales de baja ductilidad.
319.3.5 – Dimensiones
Las dimensiones a usar en los cálculos de flexibilidad serán los espesores nominales
de tubería y accesorios y los diámetros exteriores.
319.4 – Análisis de flexibilidad
319.4.1 – Análisis formal no requerido
a- Para reemplazos o duplicados de sistemas con registros de trabajo exitosos.
b- Juzgarlos adecuados en base a comparaciones con otros sistemas analizados.
c- Es de dimensiones uniformes, no posee más de dos puntos de fijación, no hay restrictores
intermedios y cae dentro de los límites de la ecuación:
319.4.2 – Requerimientos para el análisis formal
a- Sistemas que no cumplen con los requisitos anteriores deben ser analizados mediante
un método simplificado o aproximado o detallado.
b- Se puede aplicar este método simplificado si se demuestra que dentro de la
configuración analizada, el método es adecuado.
c- Los métodos de análisis detallados incluyen métodos analíticos o gráficos que
proveerán una evaluación de las fuerzas, momentos y tensiones causados por
los desplazamientos.
d- Estos métodos de análisis deben tomar en cuenta los factores de intensificación
de tensiones para componentes distintos de la tubería recta.
319.4.4 – Análisis de flexibilidad
a- El rango de tensiones de flexión y torsión, debe ser computado usando como
referencia el módulo de elasticidad a 21 ºC, con la excepción de 319.2.2(b)(4).
El valor obtenido de SE será menor al valor admisible SA de 302.3.5(d).
b- Las tensiones de flexión resultantes Sb para curvas mitradas, codos y derivaciones
serán calculadas con la siguiente ecuación según las figuras 319.4.4A y B.
319.4.5 – Calidad de soldadura requerida
Cualquier soldadura donde SE excede de 0,8 SA y el número de ciclos excede de 7000
debe ser totalmente examinada.
319.5 – Reacciones
Las fuerzas de reacción y momentos usados para el diseño de restricciones y soportes
estarán basados en el rango de reacciones R para las condiciones extremas de
desplazamiento.
Para condiciones extremas en sistemas simples:
Para la condición original, RA = C R o C1 R, el mayor entre ambos.
319.7 – Formas de aumentar la flexibilidad
La propia geometría de la línea a menudo ofrece una adecuada flexibilidad a través de
cambios de dirección.
Ante la ausencia de cambios de dirección, o cuando es un sistema no balanceado,
el diseñador deberá considerar el agregar flexibilidad al sistema mediante la
incorporación de loops, curvas, juntas de expansión u otros elementos que permitan
los movimientos angulares rotacionales o axiales.
Se deberán proveer además adecuados anclajes o dispositivos para resistir las
fuerzas de presión del fluido, fuerzas de fricción y otras.
321 - Soportes de cañerías
321.1.1- Objetivo
El diseño y distribución de los soportes de cañerías, deben focalizarse en prevenir:
a- Aparición de tensiones sobre la tubería que excedan lo permitido por el código.
b- Fugas en las uniones.
c- Excesivas cargas y momentos sobre equipos conectados al sistema.
d- Excesivas cargas en los soportes.
e- Resonancia a consecuencia de vibraciones inducidas por el fluido.
f- Interferencia excesiva a consecuencia de expansiones y contracciones térmicas.
g- Desprendimiento no intencional de la tubería de sus soportes.
h- Excesiva deformación de la tubería durante su despresurización.
i- Excesiva distorsión de la tubería en rangos de trabajo a temperaturas de creep.
321.1.3 – Tensiones en los elementos de soportación
Las tensiones admisibles de los materiales usados para los soportes, estarán de
acuerdo con 302.3.1. No será necesario usar el factor de junta longitudinal Ej.
321.1.4 - Materiales de soportes
. Los materiales de soportes permanentes deben ser de materiales adecuados para las
acondiciones de servicio.
b- Las fundiciones pueden ser usadas para bases y otros elementos de soporte, cuando
estén fundamentalmente solicitados a compresión.
No son recomendables para servicios con vibración o cargas dinámicas.
c- Se podrán usar aceros de especificación no conocida como elemento de soporte,
siempre y cuando los mismos no sean soldados directamente a la tubería de presión.
En estos casos la máxima tensión admisible será de 82 Mpa y la temperatura de
trabajo del soporte estará entre –29 ºC y 343 ºC.
d- Se podrá utilizar madera y otros materiales como soportes, siempre que se
considere en su diseño la temperatura, resistencia y durabilidad.
e- Los soportes soldados la tubería deben ser de materiales compatibles con el
material de la tubería y con el servicio.
Parte 6 – Sistemas
322.3 – Tubería de instrumentación
322.3.2 – Requerimientos
Debe cumplir los requerimientos aplicables del Código y además:
a- La presión y temperatura de diseño se establecen según 301. Si se experimentan
condiciones mas severas durante la parada del sistema, estas serán tratadas como
variaciones ocasionales.
b- Para las conexiones de pequeños instrumentos a tuberías o aparatos, se deberá
dar especial importancia a su resistencia (incluida a la fatiga)
c- Instrumentos que contengan fluidos que puedan estar sujetos a congelación
deben ser protegidos y calentados y aislados.
d- Si es necesario remover tubería de instrumentación que contenga tóxicos o
inflamables se debe determinar su segura disposición.
322.6.3 – Dispositivos de alivio de presión
a- Los dispositivos de alivio de presión deberán estar de acuerdo al Código ASME BPV
Sección VIII, Div. 1, UG-125 (c), UG-126 a UG-128 y UG-132 a UG-136.
b- La presión de alivio debe estar de acuerdo con la Sección VIII, Div. 1, con las
excepciones 1 y 2 a continuación.
1- Con la aprobación del Propietario, la presión de alivio puede exceder los máximos
establecidos en la Sección VIII, Div. 1, teniendo en cuenta que lo establecido en
el punto “c” a continuación no es excedido.
2- Para dispositivos de alivio de presión basados en la expansión térmica de un líquido
y que protege una parte del sistema que puede ser bloqueado, la presión de
alivio no excederá el menor valor entre la presión de prueba del sistema o 120%
de la presión de diseño.
c- La máxima presión de alivio estará de acuerdo con la Sección VIII, Div. 1, con la
excepción que se permiten las tolerancias del párrafo 302.2.4 (f) (variaciones
ocasionales) y cumpliendo los demás requisitos de ese párrafo.
Capítulo III - Materiales
323.1.1 - Materiales Listados
Todo material utilizado en componentes de presión de tuberías, debe figurar en una
especificación listada en este Código. Aplican excepciones.
323.1.2 - Materiales no listados
Podrán ser usados materiales no listados en este Código, previéndose que ellos
conforman una especificación aprobada, en cuanto a su composición química,
propiedades físicas y mecánicas, procesos y métodos de fabricación, tratamientos
térmicos y control de calidad.
323.1.3 - Materiales desconocidos
Materiales de especificación desconocida, no serán usados para tuberías de presión.
323.1.4 - Materiales recuperados
Se pueden utilizar materiales recuperados, previéndose que ellos están identificados y
conforman una especificación aprobada. Se le deberá efectuar una detallada limpieza
e inspección para determinar su espesor de pared y la presencia de defectos
inaceptables.
323.2 - Limitación de temperatura
El diseñador debe verificar que los materiales cumplen los requerimientos del Código en
cuanto a su uso al rango de temperaturas de servicio.
Los límites de temperatura están dados en las tablas A-1 y A-2. Se debe prestar atención
a la nota 7 para la restricción de las temperaturas.
323.2.1 - Límite superior de temperatura
Un material listado puede ser usado a una temperatura por encima de la máxima para la
cual se lista su tensión admisible o rating, solo si:
- No existe una prohibición específica en el Apéndice A o en alguna parte del Código.
- El diseñador verifica su aptitud en esas condiciones.
323.2.2 - Límite inferior de temperatura
a- Un material listado puede ser usado a cualquier temperatura no menor a la
establecida en la tabla A-1, previendo que el metal base, depósito de soldadura
y ZAC, son calificados según se requiere en la columna A de la tabla 323.2.2.
b- Para aceros al carbono con la designación de una letra en la columna de
mínima temperatura de la tabla A-1, la mínima temperatura esta definida por la curva
aplicable de la figura 323.2.2. Si la mínima temperatura de diseño esta sobre o por
encima de esa curva, el ensayo de impacto no es requerido.
c- Un material listado puede ser usado a una temperatura menor que la indicada en la tabla
A-1 o figura 323.2.2, a menos que este expresamente prohibido, previéndose que el metal
base, de soldadura y ZAC, son calificados según los requerimientos de la columna B de
la tabla 323.2.2.
d- La tensión admisible o el rating del componente, a cualquier temperatura por debajo de lo
exhibido en la tabla A-1, no excederá el valor de tensión dado para la más baja
temperatura de esa tabla o el estándar del componente.
e- Cuando la relación de tensiones como se define en la figura 323.2.2B es menor que
uno, dicha tabla provee los elementos para utilizar aceros al carbono sin ensayos
de impacto en las siguientes condiciones:
1- Para temperaturas de diseño mas calientes que –48ºC, la temperatura mínima para
la cual se requiere ensayo de impacto puede ser reducida por lo indicado figura
323.2.2B siempre que:
1.a- La tubería será ensayada hidrostáticamente a 1 ½ la presión de diseño.
1.b- La tubería será resguardada de cargas externas, dinámicas o shock térmico
(Excepto tuberías con espesores de pared de 13 mm y menores).
2- Para temperaturas de diseño mas frías que –48ºC, el ensayo de impacto es requerido
para todos los materiales.(No será requerido hasta temperaturas de –104ºC para
relaciones de tensión menores a 0,3).
f- No se requerirán ensayos de impacto para las siguientes combinaciones de metal de
soldadura / temperatura mínima de diseño:
1- Para metales base austeníticos con contenidos de carbono menores a 0,1%, soldados
sin aporte y con MDT -101º C y mayores.
2- Para metales de soldadura austeníticos:
2.a- Contenidos de carbono menores a 0,1% y realizados con aportes según AWS
A 5.4, A 5.9, A 5.11, A 5.14 o A 5.22 a una MDT de -101º C o mayor.
2.b- Contenidos de carbono mayores a 0,1% y realizados con aportes según AWS
A 5.4, A 5.9, A 5.11, A 5.14 o A 5.22 a una MDT de -48º C o mayor.
323.3 - Método de ensayo de Impacto y criterios de aceptación
323.3.1 - Cuando se requiera el ensayo de impacto, ya sea por tabla 323.2.2, por
requerimiento del Código en algún lugar del mismo o por requerimiento del
diseñador, los mismos deben ser efectuados según lo indicado en la tabla 323.3.1.
323.3.2 - Los ensayos de impacto serán realizados según se especifica en ASTM A 370,
y en conformidad con los requerimientos de las siguientes especificaciones.
(En caso de discrepancias con requisitos del Código, estos tienen prioridad)
323.3.3 - Probetas
Cada set de ensayo consistirá en tres probetas. Los ensayos de impacto deberán ser
efectuados con probetas normales de 10 mm x 10 mm, excepto cuando la forma o
espesor del material no lo permita. Se podrán efectuar probetas de tamaño reducido.
323.3.4 - Temperaturas de ensayo
a- Para materiales con espesores iguales o mayores a 10 mm, en los cuales el máximo
tamaño obtenible de la probeta Charpy en la zona de la entalla es de 8 mm, la
temperatura de ensayo no será mas caliente que la MDT.
Cuando el máximo tamaño de probeta extraíble en la zona de la entalla es menor a
8 mm, la temperatura de ensayo será la MDT menos el valor correspondiente a la
probeta de tamaño reducido indicada.
b- Para materiales con espesores menores a 10 mm y donde el máximo tamaño
obtenible de la probeta Charpy en la zona de la entalla es del 80% del espesor del
material, la temperatura de ensayo será la MDT.
Caso contrario la temperatura de ensayo será la MDT menos la diferencia de la
reducción de temperaturas entre el espesor del material y el espesor neto de
la probeta.
323.3.5 - Criterios de aceptación
a- Requerimientos mínimos de energía
Para aceros al carbono y de baja aleación con resistencia a tracción de menos de 95 Ksi,
los requerimientos mínimos de energía se dan en tabla 323.3.5. (Excepto para materiales
de bulones).
b- Requerimiento de expansión lateral.
Para aceros al carbono y de baja aleación con resistencia a tracción de mas de 95 Ksi,
materiales de pernos y aceros de alta aleación (P Nº 6, 7 y 8), deben tener una expansión
lateral opuesta a la entalla de no menos de 0,38 mm para todos los tamaños de probeta.
c- Requerimiento en soldadura
Cuando dos metales base unidos por soldadura, presentan diferentes requerimientos
de valores de impacto, los requerimientos de energía serán los del metal base que
presenta los valores mas próximos de resistencia con el metal de soldadura.
d- Reensayos
1- Criterio de energía
Cuando el valor promedio de las tres probetas iguala o excede el valor mínimo
permitido para probeta individual, y el valor de mas de una probeta está por debajo
del valor requerido promedio, o cuando el valor de una probeta está por debajo del
valor requerido individual, se debe efectuar un reensayo de tres nuevas probetas.
El valor de cada una de estas probetas deberá igualar o exceder el valor requerido
promedio.
2- Criterio de expansión lateral
Si la expansión lateral de una de las probetas está por debajo de 0,38 mm, pero no menos
de 0,25 mm, y si el valor promedio de las tres iguala o excede de 0,38 mm, se puede
hacer un reensayo de tres probetas, cada uno de los cuales debe igualar o exceder el
valor mínimo de 0,38 mm. Para materiales tratados térmicamente, si los valores del
reensayo no son alcanzados, o inicialmente los valores están por debajo de lo permitido
para el reensayo, entonces deberá ser tratado térmicamente nuevamente.
323.4 – Requerimientos del servicio para materiales
Aplica para las partes retenedoras de presión.
323.4.2 – Requerimientos específicos
a- Fundiciones dúctiles
No serán usados para temperaturas más frías de –29 ºC (excepto austeníticos), ni
mas calientes de 343 ºC. Las austeníticas podrán ser usadas a temperaturas más
frías (las del ensayo de impacto) pero no menores a – 196 ºC.
No se podrá usar soldadura en la fabricación y reparación de este tipo de materiales.
b- Otras fundiciones
No serán usadas en servicios cíclicos severos. Con limitaciones podrán ser usadas en:
1- En superficie entre unidades de proceso, para fluidos inflamables por encima de 149 ºC,
ni presiones mayores a 150 Psi. En otras ubicaciones hasta 400 Psi.
2- Fundiciones maleables, no serán usadas a temperaturas por debajo de –29 ºC o
por encima de 343 ºC y para servicios con fluidos inflamables por encima de 149 ºC
ni presiones superiores a 400 Psi.
3- Fundiciones de alto silicio, no serán usadas con fluidos inflamables.
c- Otros materiales
1- Si se suelda o se corta térmicamente aleaciones de aluminio, las tensiones
admisibles del Apéndice A no aplican. Las establece el Diseñador.
2- Aleaciones de plomo y estaño no serán usadas con fluido inflamables.
323.4.3 – Cladding y lining.
a- Si los componentes de tuberías son de cladding integral, deben responder a:
b- Otros materiales con cladding, el metal base debe responder a materiales aceptables
por el Código, y el espesor del cladding no será considerado para resistir presión.
c- La fabricación, inspección y ensayos de componentes con clad o lining por soldadura,
se harán con las partes aplicables del ASME BPV Sección VIII, Div. 1, UCL-30 a
UCL-52 o lo aplicable de los capítulos V y VI de este Código (lo más exigente).
323.5 – Deterioro de los materiales en servicio
La selección de los materiales para resistir el deterioro en servicio está fuera del
alcance del Código.
Recomendaciones a modo de guía se establece en el Apéndice F.
Capítulo IV – Normas para componentes de tubería
326.1 – Requerimientos dimensionales
326.1.1 – Materiales listados
Están listados en la tabla 326.1. También deben ser considerados los requerimientos
dimensionales de las especificaciones listadas en el Apéndice A.
326.1.2 – Materiales no listados
Deben conformar en tanto sea posible a la de los componentes listados. Las dimensiones
deben proporcionar resistencias comparables a la de los componentes listados.
326.1.3 – Roscas
Los componentes no listados deben cumplir con los requerimientos de las
especificaciones aplicables listadas.
326.2.1 – Rating de componentes listados
Serán aceptables para el diseño por presión.
326.2.2 – Rating de componentes no listados
Deben conformar lo requerido en el párrafo 304.
Capítulo V - Fabricación, montaje y erección
328 - Soldadura
328.1 Responsabilidad de la soldadura
Cada Fabricante es responsable por la calidad de la soldadura efectuada por el personal
de su organización y con las excepciones previstas en los párrafos 328.2.2 y 328.2.3,
debe conducir los ensayos requeridos para calificar procedimientos de soldadura y
soldadores y operadores de soldadura.
328.2 Calificaciones de soldadura
328.2.1 Requerimientos de calificación
a- La calificación de los Procedimientos de Soldadura a ser usados, y la calificación
de Habilidad de Soldadores, deben conformar los requerimientos de la Sección IX
del Código ASME BPV, excepto lo que se modifique en esta norma.
b- Cuando el metal base no soporte un plegado de 180° como lo especifica la
Sección IX, se le requerirá a la probeta de soldadura, resistir el mismo plegado que
al metal base dentro de los 5°.
c- Los requerimientos de precalentamiento del parágrafo 330 y los de
tratamiento térmico del 331, así como tales requerimientos solicitados por Ingeniería,
deben ser aplicados en la Calificación de Procedimientos de Soldadura.
d- Cuando el Código o requerimientos de ingeniería soliciten ensayos de impacto, estos
deben ser cumplidos durante la Calificación del Procedimiento de Soldadura.
e- Si se utilizan insertos consumibles (Fig. 328.3.2 (d) y (e) ), o anillos de respaldo, la
aptitud para su uso debe ser demostrada a través de la Calificación del Procedimiento
de Soldadura, excepto que para un Procedimiento de Soldadura calificado sin el uso
de respaldo, el mismo quedará calificado para ser usado con respaldo en soldaduras a
tope de un solo lado.
f- Para reducir el numero de calificaciones de Procedimientos de Soldadura, se han
asignado a los materiales números P y S y números de grupo en la Sección IX del
Código ASME BPV, agrupándolos según composición, soldabilidad y propiedades
mecánicas.
328.2.2 Calificación de Procedimientos de Soldadura realizados por otros.
Cada Fabricante es responsable de calificar cualquier Procedimiento de Soldadura
que su personal usará.
Sujeto a la aprobación específica del Inspector, pueden ser usados Procedimientos de
Soldadura calificados por otros, previendo que las siguientes condiciones se cumplan:
a- El Inspector debe constatar que:
1- La Especificación de Procedimiento de Soldadura, ha sido preparada, calificada y
ejecutada, por una Organización responsable y reconocida con experiencia en el campo
de la soldadura.
2- El Fabricante no ha hecho ningún cambio en el Procedimiento de Soldadura Calificado.
b- El numero P del metal base es tanto 1, 3, 4 Gr. 1 u 8, y no se requieren ensayos
de impacto.
c- Los metales base a soldar, son del mismo numero P, excepto los P 1, 3 y 4 Gr.1, los
cuales pueden ser soldados unos a otros como lo permite la Sección IX.
d- Los materiales a ser soldados, no poseen un espesor mayor a los 3/4” y no se
requiera tratamiento térmico post soldadura.
e- La presión de diseño no excede el ASME B16.5 clase 300 de rating, para el
material correspondiente a la temperatura de diseño correspondiente. La temperatura
de diseño esta en el rango de -29°C a 399°C inclusive.
f- Los procesos de soldadura calificados son SMAW o GTAW o una combinación de ellos.
g- Los electrodos para SMAW deben ser de la siguiente clasificación:
h- Por escrito, el Fabricante acepta la responsabilidad por ambos, el WPS y el PQR.
i- El Fabricante tiene como mínimo un Soldador u Operador de Soldadura, que ha
pasado satisfactoriamente los ensayos de calificación de soldador usando ese
procedimiento y ese nro. P de material. La Calificación de Soldador por ensayos
mecánicos establecido en la Sección IX debe ser usada para ese propósito.
Calificación por radiografía no es aceptada.
328.2.3 Calificación de Soldador realizada por otros.
Para evitar la duplicación de esfuerzos, un Fabricante puede aceptar una Calificación de
Soldador realizada por otro Fabricante, previendo que el Inspector específicamente lo
acepte. La calificación solo es válida en la soldadura de cañerías usando el mismo o
equivalente Procedimiento de Soldadura con las variables que estén contenidas dentro
de la sección IX.
El Fabricante debe obtener una copia del otro Fabricante del Registro de Calificación de
Soldador, en la cual debe figurar el nombre del Fabricante, nombre del Soldador,
identificación del Procedimiento, fecha de calificación y la fecha del último trabajo realizado
sobre tuberías a presión.
328.2.4 Registros de calificación.
El Fabricante debe mantener un registro propio, disponible para el Propietario y la
Inspección, de los Procedimientos usados y de los Soldadores empleados, mostrando
las fechas y resultados de las calificaciones de Procedimientos de Soldadura y
Soldadores, y la identificación o símbolo usado por cada Soldador.
328.3 Materiales de soldadura.
328.3.1 Metales de aporte.
Los metales de aporte, deben conformar los requerimientos de la Sección IX. Un metal de
aporte no incorporado a la Sección IX, puede ser usado con la aprobación del Propietario,
si el ensayo de Calificación de Procedimiento de Soldadura fue previamente realizado en
forma satisfactoria.
328.3.2 Materiales de respaldo.
Cuando se utilicen anillos de respaldo, ellos deben conformar lo siguiente:
a- Metálicos
Deben ser de calidad soldable. El contenido de azufre no debe exceder el 0,05%.
Estos anillos de respaldo pueden ser algunos de los mostrados en la figura 328.3.2.
b- No ferrosos y no metálicos
Estos pueden ser usados previéndose su aprobación por Ingeniería y su uso durante
la Calificación del Procedimiento.
328.3.3 Insertos consumibles.
Pueden ser usados previendo que la ellos poseen la misma composición nominal que el
metal de aporte, que no producirá aleaciones perjudiciales en el metal de soldadura, y que
sean calificados durante la Calificación del Procedimiento.
328.4 Preparación para soldadura.
328.4.1 Limpieza
Las superficies internas y externas a ser cortadas o soldadas se deben limpiar y deberán
estar libres de pinturas, aceites, óxidos, y cualquier otro material que pudiera ser perjudicial
tanto para el metal base como para el metal de aporte, cuando el calor es aplicado.
328.4.2 Preparación de extremos
1- General
a- La preparación de extremos, es aceptable solo si la superficie es razonablemente
uniforme y alineada, y se limpia todo resto de óxido proveniente de las superficies de
corte. La decoloración proveniente del corte no se considera perjudicial.
b- Es aceptable la preparación de extremos, para soldaduras a tope, especificadas en
ASME B16.25 o cualquier otra que cumpla con el WPS (Fig. 328.4.2 (a) y (b)).
2- Soldaduras circunferenciales
Si los extremos de los componentes han sido retocados para adaptar la colocación de
anillos de respaldo o insertos (Fig.. 328.3.2 (a) y (b)), o para corregir desalineación interna
(Fig. 328.4.3 (a) y (b)), tales retoques no deben reducir el espesor de la pared por debajo
de tm.
Está permitido ajustar los extremos de los tubos por mecanizado, para proveer alineación,
si los requerimientos de espesor de pared mínimo se cumplen.
Cuando sea necesario se podrá depositar metal de soldadura externa o internamente,
para permitir la alineación o para adecuar la instalación de los insertos.
Cuando una soldadura a tope, los componentes tengan espesor desigual, y uno es
mas de 1 ½ vez que el otro, la geometría de la junta deberá responder a ASME
B16.25, juntas para espesores disímiles.
328.4.3 Alineación
a- Soldaduras circunferenciales
Las superficies internas de los componentes a soldar, deben estar alineadas dentro
de los límites dimensionales del WPS y de la Ingeniería de Diseño.
Si las superficies externas de los componentes están desalineadas, la soldadura
se debe realizar como una transición entre ellas.
c- Conexiones en derivación
1- Las conexiones en derivación que empalman con la superficie exterior del caño
conductor, deben ser preparadas para soldar con preparación de juntas que cumplan
con los requerimientos del WPS (Fig. 328.4.4 (a) y (b)).
2- Las conexiones branch, que se insertan dentro del caño conductor, deben penetrar
como mínimo a la pared interior del tubo en todos los puntos (Fig.. 328.4.4 (c) y cumplir
con el parágrafo anterior.
3- Las aperturas para las conexiones branch, no se deben desviar del contorno requerido
mas de la dimensión m en la Fig. 328.4.4.
En ningún caso se debe exceder los requerimientos de separación de raíz del WPS.
Se podrá agregar metal de soldadura para corregir esta medida.
d- Separación de raíz
La apertura de raíz será la indicada en el WPS.
328.5 Requerimientos de soldadura
328.5.1 General
a- Las soldaduras, incluyendo la adición de metal de soldadura para corregir alineación,
deben ser hechas de acuerdo a un Procedimiento de Soldadura Calificado y por
Soldadores Calificados.
b- A cada Soldador Calificado se le debe asignar una identificación. Cada soldadura de
componente sometido a presión, debe ser marcada con el símbolo del Soldador que
la realizó. Esta identificación sobre el tubo puede ser reemplazada por adecuados
registros.
c- Los puntos de soldadura en la raíz, deben ser hechos con metales de aporte
equivalentes al utilizado en la soldadura de la raíz. Los puntos deben ser realizados
por Soldadores Calificados. Estos puntos deben ser fundidos en la soldadura de la
raíz, excepto aquellos que se hallan fisurado, los cuales deben ser removidos.
Los puentes por encima de la soldadura deben ser removidos.
d- El martillado de cordones esta prohibido en la pasada de raíz y en la de terminación
e- No se debe soldar si en el área de soldadura hay nieve, lluvia o excesivo viento, así
como también si el área a soldar se encuentra húmeda o escarchada.
f- Las soldaduras de los extremos de las válvulas deben ser tales que preserven la
estanqueidad de la válvula.
328.5.2 Soldaduras de filete y socket.
Las soldaduras de filete y socket, pueden variar de cóncavas a convexas. Las medidas
de los filetes están determinadas en la Fig.. 328.5.2A.
Detalles de soldadura típicos para la unión de bridas slip-on y socket welds, se
dan en la Fig. 328.5.2B. Las dimensiones mínimas para otros tipos de socket welds se
dan en la Fig. 328.5.2C.
328.5.4 Soldadura de conexiones en derivación
a- Las figuras 328.5.4 A, B, C, D y E, muestran detalles aceptables de soldaduras de
conexiones branch con o sin refuerzo.
b- La figura 328.5.4D muestra los tipos básicos de soldadura de unión usadas para la
fabricación de conexiones branch. Las soldaduras deben ser calculadas de acuerdo al
parágrafo 304.3.3, pero no deben ser menores que las dimensiones mostradas en
esta figura.
c- La nomenclatura y símbolos usados aquí son:
tc: El menor de 0,7 de Tb o ¼” (6,4 mm)
Tb: El espesor nominal de la derivación.
Th: El espesor nominal del caño conductor.
Tr: El espesor nominal del refuerzo o montura.
Tmin: El menor de Tb o Tr.
d- Las conexiones branch que empalman con la superficie exterior del caño
conductor, o que son insertadas en él, serán unidas por soldaduras de penetración
completa. Las soldaduras serán terminadas con un filete de dimensión no menor a tc.
e- El refuerzo o montura, será unido a la derivación tanto:
1- Una soldadura de penetración completa, rematada con un filete con una garganta no
inferior a tc o
2- Un filete con una garganta no menor de 0,7 tmin.
f- El refuerzo o montura será unido al caño principal por una soldadura de filete con una
garganta no menor de 0,5 Tr.
g- Los refuerzos o monturas deben tener un buen asiento con las partes a las cuales
serán unidas. Una ventana debe ser prevista a uno de los lados del refuerzo (no en
el lomo), con el fin de revelar pérdidas en la soldadura y permitir la evacuación de los
gases durante la soldadura y tratamiento térmico.
h- Cualquier examinación y reparación de la soldadura entre la conexión y el tubo
principal debe ser hechas antes de la colocación del refuerzo o montura.
328.6 Reparaciones de soldadura.
Un defecto de soldadura a reparar, debe ser removido de la unión hasta llegar a metal
de soldadura sano.
Las soldaduras de reparación deben ser hechas utilizando un Procedimiento Calificado
de acuerdo a 328.2.1, reconociendo que la cavidad a reparar puede diferir en su forma
con la junta original.
Las reparaciones serán realizadas por Soldadores Calificados de acuerdo a 328.2.1.
El precalentamiento y tratamientos térmicos, deben ser como los requeridos para la
soldadura original.
330 Precalentamiento.
330.1 General.
El precalentamiento es usado para minimizar el efecto perjudicial de la alta temperatura
y los severos gradientes térmico inherentes a la soldadura.
La necesidad de precalentamiento y la temperatura a ser usada, debe ser especificada
en el diseño y demostrado su efectividad a través de la Calificación del Procedimiento.
Los requerimientos y recomendaciones de esta norma se aplican a todo tipo de
soldadura, incluyendo punteado, reparaciones y soldaduras de sello.
330.1.1 Requerimientos y recomendaciones.
En la tabla 330.1.1, se dan los requerimientos y recomendaciones de temperaturas mínimas
de precalentamiento para materiales de diversos números P.
Si la temperatura ambiente esta por debajo de 0°C, las recomendaciones de esta tabla
se convierten en requerimientos. El espesor de material indicado en esta tabla se refiere
al espesor del más grueso de la junta.
Los requerimientos de precalentamiento para un material no listado, deberá ser
especificado en el WPS.
330.1.3 Verificación de la temperatura.
La temperatura de precalentamiento será chequeada por el uso de crayones indicadores,
termocuplas u otro método adecuado para asegurar que la temperatura especificada en
el WPS es alcanzada y mantenida durante la soldadura.
Las termocuplas podrán soldarse al cuerpo de presión mediante descarga capacitiva
teniendo en cuenta que una vez removidas, el área debe ser inspeccionada en
busca de defectos residuales.
330.1.4 Zona de precalentamiento.
La zona de precalentamiento se debe extender como mínimo a 1” a cada lado del borde
de la junta.
330.2 Requerimientos específicos.
330.2.3 Materiales disímiles.
Cuando se sueldan materiales con diferentes requerimientos de precalentamiento, es
recomendable que se utilice la temperatura mayor de las indicadas en la tabla
correspondiente.
330.2.4 Interrupción de soldadura.
Si la soldadura es interrumpida, la velocidad de enfriamiento debe ser controlada.
La temperatura de precalentamiento especificada debe ser aplicada antes de que la
soldadura sea comenzada nuevamente.
331 Tratamientos térmicos
Estos son usados para prevenir los efectos negativos de la alta temperatura y de los
excesivos gradientes de temperatura característicos de la soldadura, y para eliminar las
tensiones residuales creadas por el doblado y conformado.
331.1 General
331.1.1 Requerimiento de tratamiento térmico
- Los tratamientos térmicos deben estar de acuerdo con los grupos de materiales y
espesores indicados en la tabla 331.1.1 excepto las excepciones de los parágrafos
331.2.1 y .2.
- El tratamiento térmico a ser usado luego de la soldadura de producción, debe ser
especificado en el WPS y será usado en la Calificación del Procedimiento de
Soldadura.
- Ingeniería especificará los exámenes y otros procesos de control de calidad (no
menores a los exigidos por el código), a aplicar para asegurar que el resultado de las
soldaduras sea el deseado.
- El tratamiento térmico a aplicar en curvados y conformados deben estar de acuerdo
a 332.4
- La tabla 302.3.5 establece condiciones para los servicios a elevada temperatura
331.1.3 Espesores Gobernantes
Cuando se sueldan componentes, el espesor a ser aplicado en la tabla 331.1.1, debe ser
el del componente más grueso, excepto lo siguiente:
En el caso de conexiones branch, será requerido tratamiento térmico, cuando el espesor
a través de la soldadura en cualquier plano es mayor de dos veces el espesor mínimo de
material requerido para tratamiento térmico, aún cuando el espesor de los componentes
está por debajo del espesor mínimo requerido.
Los espesores se computarán usando las siguientes fórmulas (aplicadas a la figura
328.5.4D):
Esquema 1: Tb + tc
Esquema 2: Th + tc
Esquema 3: El mayor de Tb + tc o Tr + tc
Esquema 4: Th +Tr + tc
Esquema 5: Tb + tc
-En caso de filetes y bridas slip-on, socket weld y conexiones de tuberías de
diámetro menor o igual a 2”, soldaduras de sello y soldaduras de elementos de no presión
sobre el cuerpo de presión, el tratamiento térmico es requerido cuando el espesor a través
de la soldadura en cualquier plano es mayor a dos veces el espesor mínimo requerido
para la realización de tratamiento térmico excepto:
1- No requerido para material P 1 cuando la garganta de la soldadura es de 16 mm o
menos, independientemente del espesor del metal base.
2- No requerido para materiales P 3, 4, 5 o 10 A cuando la garganta es de 13 mm o menos,
previendo que se aplica el precalentamiento recomendado y la resistencia mínima a la
tracción del metal base es menor de 490 Mpa.
- No requerido para materiales ferríticos cuando se sueldan con aportes que no son
endurecibles al aire.
331.1.4 Calentamientos y enfriamientos.
El método de calentamiento debe proveer la temperatura requerida, uniformidad de
temperatura, y control de la misma, y puede incluir calentamiento en horno,
calentamiento por llama, resistencia eléctrica, inducción eléctrica, etc.
El método de enfriamiento debe proveer la velocidad de enfriamiento adecuada y
puede incluir el enfriamiento en horno, en aire, con aislación térmica, etc.
331.1.7 Ensayo de dureza
Los ensayos de dureza sobre soldaduras de producción o sobre piezas curvadas o
formadas, tienen por objeto verificar que el tratamiento térmico se efectuó en forma
satisfactoria.
- Cuando se especifican limites de dureza en la tabla 331.1.1, por lo menos el 10% de
las soldadores y piezas curvadas o conformadas de cada horneada o el 100% de las
tratadas localmente deberán ser ensayadas.
- Para materiales disímiles, ambos deberán cumplir con los limites de dureza establecidos
para cada uno de ellos.
331.2.1 Tratamientos térmicos alternativos
Se podrán aplicar tratamientos de normalizado, templado y revenido, etc., en lugar de
los tratamientos térmicos post soldadura y post conformado, asegurándose que las
propiedades de las soldaduras y metal base no son adversamente influenciadas.
331.2.2 Excepción a los requisitos básicos
Por razones de servicio el diseñador podrá imponer requisitos mas exigentes a los
tratamientos térmicos. Cuando los requisitos especificados sean menos exigentes que
los indicados en el Código, deberá demostrar su aptitud.
331.2.3 Materiales disímiles
- Materiales ferríticos disímiles, o material de aporte disímil, serán tratados térmicamente a
la temperatura mas elevada que correspondiera a los materiales involucrados.
- Disímiles ferríticos y austeníticos, serán tratados según lo indique el material ferrítico, a
menos el diseño especifique otra cosa.
331.2.4 Tratamiento térmico diferido
Si a una soldadura se le permite enfriar previo a la realización del tratamiento térmico, se
deberá controlar su velocidad de enfriamiento, con el fin de minimizar los efectos adversos
sobre la tubería.
331.2.5 Tratamiento térmico parcializado
Cuando una soldadura a ser tratada, no puede ser ubicada dentro de un horno, se
permite tratarla en forma parcializada, previendo que exista un solapamiento de
cómo mínimo 30 cm y el resto de la pieza que permanezca fuera de tratamiento debe
ser protegida de abruptos gradientes térmicos.
331.2.6 Tratamiento térmico localizado
Cuando un tratamiento térmico se aplica localizadamente, una banda circunferencial
de la cañería debe ser calentada hasta la temperatura especificada, disminuyendo
gradualmente a partir de los extremos de esta banda que incluirá la soldadura y al
menos 1” a cada lado de la misma.
332 Curvado y conformado
332.1 General
Las tuberías podrán ser curvadas y los accesorios conformados tanto en frío o en
caliente, dependiendo del tipo de material, fluido de servicio y severidad de la
deformación a aplicar.
La superficie final deberá estar libre de fisuras y abolladuras. El espesor final no podrá
ser menor que el requerido por diseño.
332.2.1 Enderezado
Para el enderezado de una curva, la diferencia entre los diámetros máximo y mínimo
en cualquier sección transversal no excederá el 8% del diámetro externo nominal
para presión interna, y del 3% para presión externa.
332.2.2 Temperaturas
El curvado en frío de materiales ferríticos deberá ser hecho a una temperatura por
debajo de la temperatura de transformación.
El curvado en caliente deberá ser hecho a una temperatura por encima del rango de
transformación del material.
332.4 Tratamientos térmicos requeridos
Para procesos en caliente será requerido el tratamiento térmico para materiales con numero
P 3, 4, 5, 6 y 10A en todo espesor.
Para procesos en frío, será requerido tratamiento térmico (para todo espesor) en los
siguientes casos:
1- Para materiales P 1 a P 6, cuando la máxima elongación de fibra excede el 50% de la
mínima elongación especificada.
2- Para materiales con requerimiento de impacto en donde la elongación de la fibra
excede el 5%.
3- Cuando sea especificado en el diseño.
333 – Brazing y soldering
333.1.1 – Calificaciones de brazing
La calificación de los procedimientos de soldadura y soldadores será efectuada según la
Sección IX del Código ASME BPV. Para fluidos categoría D, con temperaturas de
diseño no mayores a 93 ºC, esta calificación es a opción del Propietario.
333.2 – Materiales para Brazing y soldering
333.2.1 – El metal de aporte de fundir y fluir libremente dentro de los rangos de
temperatura especificados, en conjunción con un fundente o atmósfera
apropiadas. Debe mojar y unir las superficies a soldar.
333.2.2 – Debe ser usado un fundente que es fluido y químicamente activo a las
temperaturas de soldeo y será usado para remover los óxidos de las
superficies a soldar y permitir el libre fluir del aporte.
333.3.1 – Preparación superficial
Las superficies a unir deben estar libres de grasa, pinturas, óxidos y suciedades.
Deberá usarse de ser necesario una limpieza química o mecánica.
333.3.2 – Huelgos
Los huelgos entre las superficies a unir no deben ser mayores a los necesarios para
permitir una distribución completa por capilaridad del metal de aporte.
333.4.1 – Procedimiento de soldering
Los soldadores seguirán el procedimiento del Copper Tube Handbook.
333.4.2 – Temperaturas
Para minimizar la oxidación se deberá mantener la pieza a unir a la temperatura de
soldeo la menor cantidad de tiempo posible.
333.4.3 – Los residuos de fundente deben ser removidos si su permanencia es
perjudicial.
335 – Montaje y erección
335.1 – Alineamiento
a- Esta prohibida cualquier deformación de la tubería que se generará por la
alineación de ésta.
b- Antes del ensamble de cualquier pieza que será sometida a cold spring, se
deberá examinar los soportes y anclajes de manera que no interfieran con los
movimientos deseados o lleve a movimientos indeseados.
c- En las uniones bridadas, antes del abulonado, las caras deben estar alineadas
según el plano deseado dentro de 1 mm en 200 mm medidos en el diámetro. Los
orificios de los pernos estarán alineados dentro de los 3 mm.
335.3 – Uniones roscadas
El lubricante usado para roscar debe ser compatible con el servicio propuesto.
Las roscas que sean selladas por soldadura, no tendrán lubricantes ni selladores.
Cuando un rosca con sellador, fugue en los ensayos de hermeticidad, deberá ser
sellada por soldadura previa remoción del sellador.
Capítulo VI - Inspección, exámenes y ensayo
340 - Inspección
340.1 General
Este Código distingue entre inspección y exámenes. Inspección se aplica a las funciones
realizadas por el Propietario, por el Inspector del Propietario o por el Delegado del
Propietario.
340.2 Responsabilidad de la inspección
Es la responsabilidad del Propietario, ejercida a través de sus Inspectores, verificar
que todas los exámenes requeridos y ensayos han sido completados, e inspeccionar
la cañería en la extensión necesaria para estar satisfecho que todos los requerimientos
de todo examen aplicable sean conformes.
340.3 Derechos de la Inspección del Propietario
El Inspector del Propietario y el Delegado del Inspector, deben tener acceso a todo
lugar donde se este realizando trabajos concernientes a la instalación de cañerías que
se está inspeccionando.
Esto incluye fabricación, tratamiento térmico, montaje, erección, exámenes y ensayos
de la tubería.
Ellos tienen el derecho de auditar cualquier examen, inspeccionar la tubería usando
cualquier método especificado por Ingeniería, y revisar todas las certificaciones y registros
necesarios para satisfacer la responsabilidad del Propietario descripta en el punto anterior.
340.4 Calificación del Inspector del Propietario
El Inspector del Propietario debe ser designado por el Propietario, y debe ser el Propietario,
un Empleado del Propietario, un Empleado de una Organización de Ingeniería o Científica,
Empleado de una Compañía de Seguros o Inspección reconocida, actuando como Agente
del Propietario.
1- El Inspector del Propietario, no debe representar ni ser Empleado del Fabricante de
tuberías, Instalador y Montador, a menos que el Propietario lo sea.
2- El Inspector del Propietario debe tener no menos de 10 años de experiencia en el
diseño, fabricación o inspección de tuberías a presión.
3- Para delegar la tarea de inspección, el Inspector del Propietario es responsable de
determinar si la persona a la cual delegará las funciones de inspección, está
calificada para desarrollarlas.
341 - Exámenes
341.1 General
Examen se aplica a las tareas de control de calidad realizadas por el Fabricante,
Instalador o Montador. Las referencias de es Código con respecto al Examinador, se
refiere a la persona que desarrolla tareas de control de calidad.
341.2 Responsabilidad por los exámenes
La inspección no libera al Fabricante, Instalador o Montador de la responsabilidad de:
1- Proveer materiales, componentes y mano de obra de acuerdo a los requerimientos de
este código y de los del diseño ingenieril.
2- Realizar todas los exámenes requeridos.
3- Preparar registros adecuados de exámenes y ensayos para el uso de la Inspección.
341.3 Requerimientos de los exámenes
341.3.1 General
Previo a la operación inicial de la instalación, todos los sistemas de tuberías deben ser
examinados de acuerdo con los requerimientos aplicables de 341.
El tipo y extensión de cualquier examen adicional requerido por la Ingeniería de Diseño,
y su criterio de aceptación, deben ser especificados.
Las juntas no incluidas en los exámenes del parágrafo 341.4 o por la Ingeniería de
Diseño, son aceptadas si pasan el ensayo de estanqueidad requerido en 345.
Para materiales con números P 3, 4 y 5, todo examen debe ser realizado luego de
los tratamientos térmicos.
Para conexiones en derivación, todo examen será efectuado previo a la colocación
de cualquier tipo de refuerzo.
341.3.2 Criterios de aceptación.
Los criterios de aceptación deben ser establecidos en las especificaciones de diseño, y
deben como mínimo cumplir con los requerimientos aplicables establecidos en tabla
341.3.2 (Véase también la figura 341.3.2)
341.3.3 Componentes defectuosos
Un componente que presente uno o mas defectos debe ser reparado o reemplazado. El
nuevo trabajo realizado debe ser examinado con el mismo método de inspección, con
la misma extensión y con el mismo criterio de aceptación con el cual se rechazo
originalmente.
341.3.4 Examen progresivo
Cuando se requiera examen al azar o por spot, y esta revele un defecto:
a- Dos ítem adicionales del mismo tipo deben ser examinados con la misma técnica.
b- Si los ítem examinados según a) son aceptables, el ítem defectuoso será reparado o
reemplazado y reexaminado, y todos los ítem representados por este examen
adicional deben ser aceptados, pero,
c- Si alguno de los ítem examinados por a) revela un defecto, dos ítem adicionales
deben ser examinados por cada ítem defectuoso encontrado, y,
d- Si todos los ítem examinados según c), son aceptables, los ítem defectuosos
deben ser reparados o reemplazados y reexaminados, y todos los ítem
representados por este examen adicional, deben ser aceptados, pero
e- si alguno de los ítem examinados según c), revela defectos, todos los ítem
representados por el examen progresivo deben ser:
reparados o reemplazados y reexaminados, o,
totalmente examinados, reemplazados o reparados como fuera necesario para cumplir con
los requerimientos del Código.
341.4 Extensión de los exámenes requeridos
341.4.1 Exámenes normalmente requeridos
Las tuberías con un fluido de servicio normal, deben ser examinadas con la extensión
establecida aquí, o con una extensión mayor especificada por Ingeniería.
a- Examen visual
Como mínimo se debe examinar lo siguiente:
1- Suficientes materiales y componentes, seleccionados al azar, para satisfacer al
Examinador que ellos conforman las especificaciones y están libres de defectos.
2- Como mínimo un 5% de la fabricación. Para soldaduras, el trabajo de cada
Soldador debe estar representado.
3- El 100% de la fabricación de costuras longitudinales, excepto aquellas en
componentes fabricados según las especificaciones aprobadas.
4- Examinación al azar de juntas roscadas, abulonadas y otros tipos de juntas. Cuando
sea requerida la prueba neumática, todas estas juntas serán examinadas.
5- Examinación al azar durante la instalación de las cañerías, incluyendo alineación,
soportes, etc.
6- Examinación de las cañerías luego de montadas en busca de evidencias de defectos
que requieran ser reparados o reemplazados.
b- Otros exámenes
No menos del 5% de las soldaduras circunferenciales deben ser examinadas totalmente
por radiografiado al azar o por ultrasonido.
Las soldaduras a ser examinadas deben ser seleccionadas de manera que el trabajo
de todos los Soldadores estén incluidos.
Ellas deben ser también seleccionadas para maximizar la cobertura de las
intersecciones con las costuras longitudinales. Al menos 38 mm de costura longitudinal
debe ser examinada.
El examen durante el proceso de acuerdo a 344.7, puede ser sustituido en todo
o parte por el examen radiográfico o ultrasónico basado en el examen soldadura por
soldadura, si se especifica en las especificaciones del diseño o es autorizado por el
Inspector.
- No menos del 5% de todas las juntas soldadas por brazing serán examinada durante
el proceso según el párrafo 344.7.
Las uniones seleccionadas deben representar el trabajo de cada soldador que ejecuta
las soldaduras de producción.
c- Certificación y registros
El examinador debe asegurarse, por medio de certificados, registros y otra evidencia
que los materiales y componentes son los especificados, y que han recibido los
tratamientos térmicos correspondientes y has sido examinados y ensayados.
El examinador debe proveer al Inspector las certificaciones necesarias para asegurar
que todas las tareas de control de calidad requeridos por el Código y las
especificaciones de diseño han sido llevadas cabo.
341.4.2 Exámenes para fluido de servicio categoría D
Los sistemas de tuberías designados por la ingeniería como de categoría D, serán
examinados visualmente según lo indicado en 344.2, en la extensión suficiente como para
satisfacer al examinador que los materiales, componentes y mano de obra, conforman
los requerimientos del Código.
341.4.3 Exámenes para fluido de servicio con condiciones Cíclicas severas
a- Examen Visual
Aplica lo requerido para servicio normal, con las siguientes excepciones:
1- Toda la fabricación debe ser examinada.
2- Todas las uniones roscadas, abulonadas y otras, deben ser examinadas.
3- Todo el montaje debe ser examinado (alineaciones, dimensiones).
b- Otros exámenes
Todas las soldaduras circunferenciales y conexiones deben ser 100% radiografiadas
(o si se especifica en el diseño) examinadas 100% por ultrasonido.
Conexiones no radiografiables y soldaduras socket serán examinadas por PM o LP.
341.5 Exámenes suplementarios.
Cualquiera de los métodos contemplados por el Código pueden ser especificados por la
ingeniería de diseño para suplementar lo requerido en los párrafos anteriores. La extensión
y criterios de aceptación que difieren de 341.3.2, serán especificados por la Ingeniería.
341.5.1 Radiografía Spot.
1- Soldaduras longitudinales
Se requerirá el radiografiado spot de las uniones longitudinales con una eficiencia de junta
superior a 0,9, en una longitud de al menos 300 mm cada 30 m de soldadura de cada
soldador u operador.
2- Soldaduras circunferenciales y otras soldaduras
Se recomienda que la extensión de la examinación no sea menor que una radiografía
cada 20 costuras de cada Soldador u operador.
3- Ubicación de las soldaduras
La ubicación de las costuras a radiografiar será realizada o aprobada por el Inspector.
4- Ensayo de dureza
La extensión del ensayo de dureza será según 331.1.7 o lo especificado en el
diseño de ingeniería
342 – Personal de ensayo
El personal encargado de efectuar los exámenes, deberá tener entrenamiento y experiencia
en los métodos que se utilizaran en los exámenes. El Empleador certificará los registros
de los Examinadores, mostrando fechas y resultados de la calificación. Esta información
debe estar disponible para el Inspector.
La examinación durante el proceso no será realizada por personal que efectúa los trabajos
de producción.
343 – Procedimientos de ensayo
Cualquier examen será realizado de acuerdo a un procedimiento escrito.
Los procedimientos deberán responder a lo indicado en la Sección V del Código ASME
BPV, Art.1, T-150. El Empleador certificará los registros de los procedimientos empleados,
mostrando fechas y resultados de las calificaciones de los mismos. Esta información
debe estar disponible para el Inspector.
344 - Tipos de exámenes
344.1.3 - Definiciones
Examen 100%
Examen completo de todas las clases de un ítem de un lote.
Examen aleatorio
Examen completo de un porcentaje de una clase especificada de ítem de un lote.
Examen Spot
Examen parcial de una clase especificada de ítem de un lote.
Examen por Spot aleatorio
Examen parcial de un porcentaje de ítem de un lote.
344.2 Examen Visual
Comprende la observación de componentes, juntas y otros elementos del sistema de
tubería, antes, durante o después de fabricado o montado.
Será realizado según lo indicado en el Código ASME BPV, Sección V, Art.. 9.
No se requerirán registros de inspección visual, excepto para el examen durante el
proceso.
344.3 y 344.4 – Partículas Magnéticas y Líquidos penetrantes
Estarán de acuerdo a lo indicado en el Código ASME BPV, Sección V Art. 6 y 7.
344.5 – Examen radiográfico
Estará de acuerdo a lo indicado en el Código ASME BPV, Sección V Art.. 2.
344.5.2 - Extensión de la radiografía
a- 100%
Aplica solo a costuras circunferenciales, juntas a inglete y derivaciones radiografiables.
b- Aleatoria
Aplica solo a uniones circunferenciales y juntas a inglete.
c- Spot
Requiere de una sola exposición. Para diámetros menores o iguales a 2 ½”, una
exposición elíptica, para diámetros mayores lo menor entre el 25% de la circunferencia
interna o 6”. Para costuras longitudinales como mínimo 6”.
344.6 – Ultrasonido
Deberá responder a lo indicado en el Código ASME BPV, Sección V Art.. 5. (aplican algunas
excepciones).
344.6.2 - Criterio de aceptación
Cualquier discontinuidad de tipo lineal será inaceptable si la amplitud de la indicación
excede el nivel de referencia, y su longitud es superior a:
-6 mm para espesores menores o iguales a 19 mm.
-T/3 para espesores entre 19 mm y 57 mm.
-19 mm para espesores mayores a 57 mm.
344.7 – Examen durante el proceso
Esto comprende el examen de lo siguiente (mientras sea aplicable):
- Preparación y limpieza de las juntas.
-Precalentamiento.
-Presentación y alineamiento previo a la unión.
-Variables especificadas en el procedimiento de unión.
-Condición de la pasada de raíz, suplementada por ensayos superficiales si así fueran
especificados en los requerimientos de ingeniería.
-Remoción de escoria, limpieza y control entre pasadas.
-Soldadura de terminación.
Metodología
La evaluación durante el proceso es visual, según lo establecido en 344.2 a menos
que se indiquen métodos de examen adicionales en la ingeniería de diseño.
345 - Ensayos
345.1 - Ensayos de hermeticidad
Previo al inicio de las operaciones y luego de la realización de las inspecciones requeridas,
cada sistema de cañería debe ser ensayado para asegurar su hermeticidad. Los ensayos
de hermeticidad serán hidrostáticos, excepto:
1- A opción del propietario, los sistemas categoría D, podrán ser ensayados con el fluido del
sistema en el inicio de la operación.
2- Cuando el Propietario considera que el ensayo hidrostático es impracticable, se podrá
reemplazar por ensayo neumático o neumático-hidráulico.
3- Cuando ambas alternativas son impracticables, y si se cumple con:
a- Un ensayo hidrostático, afectaría el sistema de cañerías, por contaminación o
alteración de lining interiores, o se corre el riesgo de fractura frágil.
b- Un ensayo neumático presenta el potencial peligro de liberar la energía almacenada
en el sistema o se corre el riesgo de fractura frágil.
En ese caso se realiza en TODAS las soldaduras 100% de radiografiado para las
costuras longitudinales y circunferenciales, y 100% de examinación con PT o MT
en el resto de las costuras, determinación de flexibilidad y ensayo sensitivo de
hermeticidad.
345.2 – Requerimientos generales para los ensayos de hermeticidad
345.2.1 - Limitación en la presión
1- Si la presión de ensayo produce una tensión nominal que excede la tensión de fluencia
a la temperatura de ensayo, la presión de prueba se podrá reducir hasta un máximo que
garantice que no se exceda la tensión de fluencia.
2- Si el fluido de prueba puede estar sometido a expansiones térmicas durante la prueba,
se deberá considerar este hecho para evitar sobrepresiones.
3- Se podrá efectuar una prueba neumática con aire a no mas de 25 psi, previo a la
prueba de estanqueidad, a fin de detectar fugas mayores.
345.2.2 - Otros requerimientos
1- La presión en el ensayo de hermeticidad debe ser mantenida al menos durante 10
minutos y todas las juntas y conexiones examinadas.
2- La prueba de hermeticidad debe ser efectuada luego de realizados los tratamientos
térmicos.
3- Se debe considerar la posibilidad de fractura frágil, cuando el ensayo sea realizado
a temperaturas cercanas a la de transición del metal.
345.2.3 - Condiciones especiales de ensayo
1- Los subcomponentes de la cañería, podrán ser ensayados en forma independiente o
como parte de la cañería.
2- Las uniones bridadas ciegas, usadas durante el ensayo para aislar componentes, no
necesitan ser ensayadas.
3- Las soldaduras de cierre, no necesitan ser ensayadas, si las mismas han sido
examinadas durante el proceso y han sido satisfactoriamente radiografiadas o
ensayadas ultrasónicamente.
345.2.4 – Tuberías a presión externa
Serán ensayadas a 1,5 veces la presión diferencial externa, pero no a menos de
15 psi.
345.2.5 – Tubería enchaquetada
La cañería interna será ensayada en base a su presión de diseño, externa o interna,
antes del enchaquetado.
El caño camisa, será ensayado en base a su presión de diseño.
345.2.6 – Reparaciones y adiciones
Si se efectúan reparaciones o adiciones luego del ensayo de estanqueidad, la cañería
afectada será ensayada nuevamente, excepto que el propietario, admita lo contrario
en caso de reparaciones menores.
345.2.7 – Registros de ensayo
Deben llevarse registro de los ensayos de cada sistema de tuberías. Los mismos deben
incluir al menor lo siguiente:
-Fecha de ensayo.
-Identificación del sistema de tuberías ensayado.
-Fluido de ensayo.
-Presión de ensayo.
-Certificación de los resultados por el examinador.
No será necesario retener estos registros, si en su reemplazo existe una certificación
del Inspector indicando que la prueba ha sido cumplida satisfactoriamente.
345.4 – Ensayo hidrostático de hermeticidad
El fluido de ensayo debe ser agua, a menos que exista la posibilidad de danos por
congelamiento o por efectos adversos que residuos de agua pudieran causar en el
proceso. En ese caso se podrá usar otro fluido no toxico. Si el liquido es inflamable, su
punto de inflamación debe ser al menos de 49 ºC.
345.4.2 - Presión de prueba
En todo punto de la tubería, la presión de prueba debe ser:
a- No menos que 1 ½ veces la presión de diseño.
b- Para temperaturas de diseño por encima de la temperatura de prueba, el calculo de
la presión se vera afectado por el factor St / S.(No mas de 6,5)
c- Si la presión de prueba impone tensiones que exceden la tensión de fluencia a la
temperatura de ensayo, ésta será reducida a un valor que impone como máximo
tensiones por debajo de la de fluencia.
345.4.3 – Ensayo de tuberías con recipientes a presión
Si la presión de prueba de la tubería es menor o igual a la de prueba del recipiente,
podrán ser ensayados juntos a la presión de prueba de la tubería.
Cuando la presión de prueba de la tubería excede la del recipiente, y no es practicable
el aislar estos elementos, podrán ser ensayados juntos a la presión de prueba del
recipiente, con la aprobación del Propietario y la presión de prueba del
recipiente es no menos del 77% de la presión de prueba de la tubería.
345.5 – Ensayo neumático de hermeticidad
Se deberá disponer de un dispositivo de alivio de presión calibrado a la presión de
prueba mas 50 psi o 10% de la presión de prueba (el menor de ambos).
El fluido de ensayo en todos los casos será no toxico y no inflamable.
La presión de prueba será de 110% la presión de diseño.
Procedimiento
La presión deberá ser lentamente incrementada hasta llegar a la mitad de la presión de
prueba o 25 psi (el menor de ambos).
En este punto se realizaran revisiones preliminares de estanqueidad.
Luego se elevara gradualmente la presión hasta la presión de prueba donde se
deberá mantener el tiempo suficiente para permitir la ecualización de la presión en
el sistema.
Luego se descargara hasta la presión de diseño, donde se procederá a la revisión
en busca de fugas.
345.6 – Ensayo hidráulico – neumático de hermeticidad
Se deben cumplir los requerimientos del ensayo neumático. La presión en la parte líquida
no debe exceder la presión de ensayo hidráulico.
345.7 – Ensayo de hermeticidad inicial
Para fluidos categoría D, se podrá utilizar fluido de servicio, y realizarse durante la
operación inicial del sistema. Será a opción del Propietario.
345.7.2 – Procedimiento
Se incrementará gradualmente la presión en pasos hasta que se alcance la presión
de operación.
Durante cada paso se deberá esperar y mantener la presión hasta la ecualización
de la misma en el sistema.
Si el sistema es de gas o vapor, se realizará una inspección preliminar.
345.8 Ensayo de fuga de sensibilidad
Se efectuara de acuerdo a lo requerido en el Código ASME BPV, Sección V, Art. 10,
Método de la burbuja de gas, o por algún otro método que garantice igual sensibilidad
la cual no podrá ser menor a 10-3 atm. ml/seg.
-La presión de ensayo será el menor valor entre 15 psi o el 25% de la presión de diseño
-La presión se incrementara gradualmente hasta alcanzar la mitad de la presión de
prueba o 25 psi (el menor de ambos), para efectuar un control preliminar. Luego se
incrementara en etapas hasta alcanzar la presión de prueba y se mantendrá hasta
ecualizar la presión.
346 - Registros
A menos que se establezca lo contrario en las especificaciones de diseño, se deberá
mantener registros por al menos 5 anos de:
-Procedimientos de ensayo.
-Calificación del personal de ensayo.
Consideraciones para fluidos categoría M
En el capitulo aplicable a fluidos categoría M, no existen requerimientos para fluidos de
esta categoría sometidos a condiciones cíclicas severas.
Bajo estas condiciones la ingeniería de diseño deberá especificar los requerimientos
necesarios para esta condición.
Algunas consideraciones adicionales (aplican otras para diseño y limitación de
accesorios)
- No se permiten respaldos de soldadura permanentes.
- No se permiten requerimientos de tratamiento térmico menores a los establecidos en
tabla de servicio normal.
- Todo doblado o conformado para lograr alineación deberá ser T.T.
- Extensión de la examinación requerida.
Examen Visual
- Toda la fabricación debe ser examinada.
- Todas las juntas mecánicas deben ser examinadas.
Otros exámenes
- Al menos en 20% de las soldaduras a tope circunferenciales, a inglete y derivaciones
deben ser examinadas por radiografía / ultrasonido.
- La inspección durante el proceso será suplementada con adecuados exámenes no
destructivos.
Ensayos
-Debe ser adicionado el ensayo de fuga de sensibilidad entre los ensayos de
estanqueidad requeridos.
- El ensayo de estanquidad efectuado al inicio del servicio no es permitido.
Consideraciones aplicadas a fluidos de servicio alta
presión
Para condiciones de servicio en las cuales se exceda lo admisible en ASME B 16.5 (Clase
2500).
No hay limitación de presión.
Responsabilidades
-El propietario debe proveer toda la información necesaria para efectuar los análisis
y ensayos necesarios.
-El diseñador deberá hacer un reporte por escrito al propietario detallando los cálculos
de diseño y las certificaciones de diseño que se han efectuado de acuerdo a este
capitulo.
Exclusiones
Este capitulo excluye tubería no metálica.
No se proveen requerimientos para fluidos categoría M.
Se incluye en este capitulo la necesidad de efectuar análisis de fatiga de los
sistemas de alta presión (Según ASME VIII Div. 2 o 3)
La tubería a utilizar podrá ser sin costura o con costura pero eficiencia 1. Todos los tubos
con costura deben ser examinados 100%, en adición a lo requerido en su especificación.
Uniones soldadas
-No se permiten respaldos.
-Soldaduras de filete solo serán usadas en aditamentos estructurales.
-Soldaduras socket y de sello no están permitidas.
-Juntas de expansión no están permitidas.
-Juntas roscadas no están permitidas.(Aplican excepciones)
Limites de baja temperatura
La menor temperatura permitida para un material o soldadura, será la determinada
por el ensayo de impacto.
Para componentes sujetos a tensiones menores a 6 ksi, la mínima temperatura
de servicio será la menor entre –46ºC o la del ensayo de impacto.
Para materiales exceptuados de ensayo de impacto por nota 6 de la tabla K323.3.1, la
mínima temperatura de operación será –46ºC.
Temperaturas de ensayo
No serán mas calientes que la mínima temperatura de metal a que estarán sometidas
las tuberías que soportan tensiones mayores a 6 Ksi.
Para determinar esto se debe considerar:
-Rango de condiciones de operación.
-Condiciones de borde máximas.
-Temperaturas ambiente extremas.
-Temperatura requerida del ensayo de estanqueidad.
Se permiten utilizar ensayos de Charpy longitudinales si la extracción de probetas
transversales no es posible.
Calificaciones de soldadura
Serán efectuadas según en Código ASME BPV Sección IX. Adicionalmente:
-Todos los procedimientos de soldadura deberán ser ensayados al impacto.
-Las probetas de soldadura se confeccionaran con la misma especificación, tipo y grado
de material y la misma clasificación de consumible que el usado en producción.
-Las probetas de soldadura serán sometidas a un T.T. igual al usado en producción.
-En los cupones previstos de tracción, se deberá determinar la resistencia a la fluencia.
-Todas las calificaciones de soldador serán efectuadas con ensayos mecánicos.
-Calificaciones en tubo califican para chapa pero no vice versa.
-Para espesores de producción mayores a 2”, la probeta de soldadura deberá ser al
menos del 75% del espesor.
-Calificaciones efectuadas por otros no están permitidas.
Consumibles de soldadura
Deben conformar los requerimientos del Código ASME BPV Sección IX. Un consumible no
incorporado aun a la sección IX podrá ser utilizado con la aprobación del propietario,
si el mismo pasa satisfactoriamente la calificación de procedimiento de soldadura.
Esto incluye ensayos de metal de aporte puro.
Preparación de bordes
Serán aceptados biseles mecanizados o pulidos.
Alineación
No se permitirá desalineación mayor a 1,6 mm.
Para desalineación externa se permiten transiciones mayores a 1:4.
Requerimientos de soldadura
Todas las soldaduras, incluyendo los puntos y rellenos, deben ser efectuados por
soldadores calificados
Los puntos de soldadura en la raíz deben ser hechos con aporte equivalente al
usado en la pasada de raíz.
Los puntos serán removidos en la pasada de raíz o eliminados si han fisurado.
Las soldaduras de derivación deben ser de completa penetración y permitir ser
radiografiadas.
Reparaciones
Serán requeridos procedimientos calificados de reparación.
Precalentamiento
Estará de acuerdo a lo indicado en la tabla 330.1.1, aun lo indicado como recomendado.
Deberá, ser demostrada su aplicabilidad a través de la calificación de procedimiento de
soldadura.
La zona de precalentamiento de extenderá al menos a 1” a cada lado de la unión.
Tratamientos térmicos
Adicionalmente a lo requerido para servicio normal, se establece:
Tratamiento térmico para todo espesor en materiales P 4 y P5
Espesores gobernantes
Será el del espesor mas grueso involucrado en la soldadura
Curvado
Las tuberías podrán ser curvadas o conformadas en caliente o en frío, mediante el uso
de un procedimiento escrito.
Será requerido tratamiento térmico para todo espesor luego de curvado o formado en
caliente para materiales P 3, 4, 5, 6, 10A y 10B.
Para materiales templados y revenidos, se deberá tratar nuevamente el material como
lo establece su especificación.
Para procesos en frío se deberá efectuar cuando lo requieran las especificaciones de
diseño o cuando la deformación de la fibra máxima excede el 5% o el 50% de la
elongación especificada en el material para materiales P 1 a P6. Otros materiales serán
tratados térmicamente.
Exámenes
Previo a su puesta en servicio, todos los sistemas de tuberías de alta presión serán
examinados.
Criterios de aceptación
Serán establecidos en las especificaciones del diseño y deberán cumplir al menos con lo
establecido en la tabla K 341.3.2.
Extensión
Examen Visual
a- Materiales y componentes 100%
b- Fabricación 100%
c- Juntas 100%
d- Montaje del sistema 100%
Otros
Radiografía de las uniones circunferenciales, longitudinales y derivaciones 100%.
El ultrasonido no podrá sustituir al radiografiado pero si suplementarlo.
Ensayos
Cada unión soldada y componente del sistema de tuberías será ensayado a la
estanqueidad tanto hidráulica o neumáticamente.
No se permitirán los siguientes tipos de ensayos de estanqueidad:
a- Ensayo de estanqueidad en el inicio de servicio.
b- Ensayo de de estanquidad de sensibilidad
c- Ensayos alternativos de estanqueidad.
Registros requeridos
a- Diseño de ingeniería
b- Certificación de materiales.
c- Procedimientos de fabricación.
d- Reparaciones.
e- Calificaciones de soldadores y personal de ensayo.
f- registros de exámenes de costuras longitudinales.