Al diseñar un sistema de tuberías a presión, el ingeniero designante a menudo especificará que las tuberías del sistema deben cumplir con una o más partes del Código de tuberías a presión ASME B31. ¿Cómo siguen adecuadamente los ingenieros los requisitos del código al diseñar sistemas de tuberías?
En primer lugar, el ingeniero debe determinar qué especificación de diseño se debe seleccionar. Para los sistemas de tuberías a presión, esto no se limita necesariamente a ASME B31. Otros códigos emitidos por ASME, ANSI, NFPA u otras organizaciones gubernamentales pueden regirse por la ubicación del proyecto, la aplicación, etc. En ASME B31, actualmente hay siete secciones separadas en vigor.
ASME B31.1 Tuberías eléctricas: Esta sección cubre las tuberías en centrales eléctricas, plantas industriales e institucionales, sistemas de calefacción geotérmica y sistemas de calefacción y refrigeración centrales y distritales. Esto incluye tuberías exteriores de calderas y exteriores no calderas utilizadas para instalar calderas ASME Sección I. Esta sección no se aplica a los equipos cubiertos por el Código de calderas y recipientes a presión de ASME, ciertas tuberías de distribución de calefacción y refrigeración de baja presión y varios otros sistemas descritos en el párrafo 100.1.3 de ASME B31.1. Los orígenes de ASME B31.1 se remontan a la década de 1920, con la primera edición oficial publicada en 1935. Tenga en cuenta que la primera edición, incluidos los apéndices, tenía menos de 30 páginas y la edición actual tiene más de 300 páginas.
Tuberías de proceso ASME B31.3: Esta sección cubre las tuberías en refinerías; plantas químicas, farmacéuticas, textiles, papeleras, de semiconductores y criogénicas; y plantas y terminales de procesamiento asociadas. Esta sección es muy similar a ASME B31.1, especialmente al calcular el espesor mínimo de pared para tuberías rectas. Esta sección originalmente era parte de B31.1 y se publicó por primera vez por separado en 1959.
Sistemas de transporte de tuberías para líquidos y lodos ASME B31.4: Esta sección cubre las tuberías que transportan principalmente productos líquidos entre plantas y terminales, y dentro de las terminales, estaciones de bombeo, acondicionamiento y medición. Esta sección originalmente era parte de B31.1 y se publicó por separado por primera vez en 1959.
Tuberías de refrigeración y componentes de transferencia de calor ASME B31.5: esta sección cubre las tuberías para refrigerantes y refrigerantes secundarios. Esta parte originalmente era parte de B31.1 y se publicó por primera vez por separado en 1962.
Sistemas de tuberías de transmisión y distribución de gas ASME B31.8: Esto incluye tuberías para transportar principalmente productos gaseosos entre fuentes y terminales, incluidos compresores, estaciones de acondicionamiento y medición; y tuberías de recolección de gas. Esta sección originalmente era parte de B31.1 y se publicó por separado por primera vez en 1955.
ASME B31.9 Tuberías para servicios de construcción: Esta sección cubre las tuberías que se encuentran comúnmente en edificios industriales, institucionales, comerciales y públicos; y viviendas multifamiliares que no requieren los rangos de tamaño, presión y temperatura cubiertos en ASME B31.1. Esta sección es similar a ASME B31.1 y B31.3, pero es menos conservadora (especialmente al calcular el espesor mínimo de pared) y contiene menos detalles. Está limitada a aplicaciones de baja presión y baja temperatura como se indica en ASME B31.9 párrafo 900.1.2. Esto se publicó por primera vez en 1982.
ASME B31.12 Tuberías y conductos de hidrógeno: esta sección cubre las tuberías en servicios de hidrógeno gaseoso y líquido, y las tuberías en servicios de hidrógeno gaseoso. Esta sección se publicó por primera vez en 2008.
El código de diseño que se debe utilizar depende, en última instancia, del propietario. La introducción de ASME B31 establece: «Es responsabilidad del propietario seleccionar la sección del código que mejor se aproxime a la instalación de tuberías propuesta». En algunos casos, «varias secciones del código pueden aplicarse a diferentes secciones de la instalación».
La edición 2012 de ASME B31.1 servirá como referencia principal para debates posteriores. El propósito de este artículo es guiar al ingeniero designante a través de algunos de los pasos principales en el diseño de un sistema de tuberías de presión que cumpla con ASME B31. Seguir las pautas de ASME B31.1 proporciona una buena representación del diseño general del sistema. Se utilizan métodos de diseño similares si se sigue ASME B31.3 o B31.9. El resto de ASME B31 se utiliza en aplicaciones más limitadas, principalmente para sistemas o aplicaciones específicos, y no se analizará más a fondo. Si bien aquí se destacarán los pasos clave en el proceso de diseño, esta discusión no es exhaustiva y siempre se debe hacer referencia al código completo durante el diseño del sistema. Todas las referencias al texto se refieren a ASME B31.1 a menos que se indique lo contrario.
Después de seleccionar el código correcto, el diseñador del sistema también debe revisar los requisitos de diseño específicos del sistema. El párrafo 122 (Parte 6) proporciona los requisitos de diseño relacionados con los sistemas que se encuentran comúnmente en aplicaciones de tuberías eléctricas, como vapor, agua de alimentación, purga y purga, tuberías de instrumentación y sistemas de alivio de presión. ASME B31.3 contiene párrafos similares a ASME B31.1, pero con menos detalles. Las consideraciones en el párrafo 122 incluyen requisitos de presión y temperatura específicos del sistema, así como varias limitaciones jurisdiccionales delineadas entre el cuerpo de la caldera, la tubería externa de la caldera y la tubería externa que no es de la caldera conectada a la tubería de la caldera de la Sección I de ASME. definición. La Figura 2 muestra estas limitaciones de la caldera de tambor.
El diseñador del sistema debe determinar la presión y la temperatura a las cuales funcionará el sistema y las condiciones que el sistema debe estar diseñado para cumplir.
Según el párrafo 101.2, la presión de diseño interna no debe ser menor que la presión máxima de trabajo continuo (MSOP) dentro del sistema de tuberías, incluido el efecto de la carga estática. Las tuberías sujetas a presión externa deben diseñarse para la presión diferencial máxima esperada en condiciones de operación, parada o prueba. Además, se deben considerar los impactos ambientales. Según el párrafo 101.4, si es probable que el enfriamiento del fluido reduzca la presión en la tubería por debajo de la presión atmosférica, la tubería debe diseñarse para soportar la presión externa o se deben tomar medidas para romper el vacío. En situaciones en las que la expansión del fluido puede aumentar la presión, los sistemas de tuberías deben diseñarse para soportar el aumento de presión o se deben tomar medidas para aliviar el exceso de presión.
A partir de la Sección 101.3.2, la temperatura del metal para el diseño de tuberías debe ser representativa de las condiciones máximas sostenidas esperadas. Para simplificar, generalmente se supone que la temperatura del metal es igual a la temperatura del fluido. Si se desea, se puede utilizar la temperatura promedio del metal siempre que se conozca la temperatura de la pared exterior. También se debe prestar especial atención a los fluidos extraídos a través de intercambiadores de calor o de equipos de combustión para garantizar que se tengan en cuenta las peores condiciones de temperatura.
A menudo, los diseñadores agregan un margen de seguridad a la presión y/o temperatura máxima de trabajo. El tamaño del margen depende de la aplicación. También es importante considerar las restricciones del material al determinar la temperatura de diseño. La especificación de temperaturas de diseño altas (superiores a 750 F) puede requerir el uso de materiales de aleación en lugar del acero al carbono más estándar. Los valores de tensión en el Apéndice A obligatorio se proporcionan solo para las temperaturas permisibles para cada material. Por ejemplo, el acero al carbono solo puede proporcionar valores de tensión de hasta 800 F. La exposición prolongada del acero al carbono a temperaturas superiores a 800 F puede provocar que la tubería se carbonice, haciéndola más frágil y propensa a fallas. Si se opera por encima de 800 F, también se debe considerar el daño por fluencia acelerada asociado con el acero al carbono. Consulte el párrafo 124 para obtener una discusión completa de los límites de temperatura del material.
En ocasiones, los ingenieros también pueden especificar presiones de prueba para cada sistema. El párrafo 137 proporciona orientación sobre las pruebas de esfuerzo. Normalmente, las pruebas hidrostáticas se especifican a 1,5 veces la presión de diseño; sin embargo, las tensiones circunferenciales y longitudinales en la tubería no deben superar el 90 % del límite elástico del material indicado en el párrafo 102.3.3 (B) durante la prueba de presión. Para algunos sistemas de tuberías externas que no sean de calderas, las pruebas de fugas en servicio pueden ser un método más práctico para detectar fugas debido a las dificultades para aislar partes del sistema o simplemente porque la configuración del sistema permite realizar pruebas de fugas sencillas durante la puesta en servicio. De acuerdo, esto es aceptable.
Una vez que se establecen las condiciones de diseño, se pueden especificar las tuberías. Lo primero que se debe decidir es qué material utilizar. Como se mencionó anteriormente, los diferentes materiales tienen diferentes límites de temperatura. El párrafo 105 proporciona restricciones adicionales sobre varios materiales de tuberías. La selección del material también depende del fluido del sistema, como las aleaciones de níquel en aplicaciones de tuberías químicas corrosivas, el acero inoxidable para suministrar aire limpio para instrumentos o el acero al carbono con un alto contenido de cromo (superior al 0,1 %) para evitar la corrosión acelerada por flujo. La corrosión acelerada por flujo (FAC) es un fenómeno de erosión/corrosión que se ha demostrado que causa un adelgazamiento grave de las paredes y fallas de las tuberías en algunos de los sistemas de tuberías más críticos. No considerar adecuadamente el adelgazamiento de los componentes de plomería puede y ha tenido consecuencias graves, como en 2007, cuando una tubería de dessobrecalentamiento en la central eléctrica IATAN de KCP&L estalló, matando a dos trabajadores e hiriendo gravemente a un tercero.
La ecuación 7 y la ecuación 9 en el párrafo 104.1.1 definen el espesor de pared mínimo requerido y la presión interna máxima de diseño, respectivamente, para tuberías rectas sujetas a presión interna. Las variables en estas ecuaciones incluyen la tensión máxima admisible (del Apéndice A obligatorio), el diámetro exterior de la tubería, el factor del material (como se muestra en la Tabla 104.1.2 (A)) y cualquier margen de espesor adicional (como se describe a continuación). Con tantas variables involucradas, especificar el material de tubería adecuado, el diámetro nominal y el espesor de pared puede ser un proceso iterativo que también puede incluir la velocidad del fluido, la caída de presión y los costos de tuberías y bombeo. Independientemente de la aplicación, se debe verificar el espesor de pared mínimo requerido.
Se puede agregar un margen de espesor adicional para compensar varias razones, incluyendo FAC. Se pueden requerir márgenes debido a la eliminación de roscas, ranuras, etc. material requerido para hacer uniones mecánicas. De acuerdo con el párrafo 102.4.2, el margen mínimo debe ser igual a la profundidad de la rosca más la tolerancia de mecanizado. También se puede requerir un margen para proporcionar resistencia adicional para evitar daños a la tubería, colapso, pandeo excesivo o deformación debido a cargas superpuestas u otras causas analizadas en el párrafo 102.4.4. También se pueden agregar márgenes para tener en cuenta las uniones soldadas (párrafo 102.4.3) y los codos (párrafo 102.4.5). Finalmente, se pueden agregar tolerancias para compensar la corrosión y/o erosión. El espesor de este margen queda a discreción del diseñador y debe ser coherente con la vida útil esperada de la tubería de acuerdo con el párrafo 102.4.1.
El Anexo IV opcional proporciona orientación sobre el control de la corrosión. Los revestimientos protectores, la protección catódica y el aislamiento eléctrico (como las bridas aislantes) son métodos para prevenir la corrosión externa de tuberías enterradas o sumergidas. Se pueden utilizar inhibidores de corrosión o revestimientos para prevenir la corrosión interna. También se debe tener cuidado de utilizar agua de prueba hidrostática de la pureza adecuada y, si es necesario, drenar completamente la tubería después de la prueba hidrostática.
El espesor de pared de la tubería mínimo o el programa requerido para los cálculos anteriores pueden no ser constantes en todo el diámetro de la tubería y pueden requerir especificaciones para diferentes programas para diferentes diámetros. Los valores de espesor de pared y programa adecuados se definen en ASME B36.10 Tubos de acero forjados soldados y sin costura.
Al especificar el material de la tubería y realizar los cálculos discutidos anteriormente, es importante asegurarse de que los valores de tensión máxima admisible utilizados en los cálculos coincidan con el material especificado. Por ejemplo, si la tubería de acero inoxidable A312 304L se designa incorrectamente como tubería de acero inoxidable A312 304, el espesor de pared proporcionado puede ser insuficiente debido a la diferencia significativa en los valores de tensión máxima admisible entre los dos materiales. Asimismo, se debe especificar adecuadamente el método de fabricación de la tubería. Por ejemplo, si se utiliza para el cálculo el valor de tensión máxima admisible para tubería sin costura, se debe especificar la tubería sin costura. De lo contrario, el fabricante/instalador puede ofrecer tubería soldada con costura, lo que puede resultar en un espesor de pared insuficiente debido a valores de tensión máxima admisible más bajos.
Por ejemplo, supongamos que la temperatura de diseño de la tubería es de 300 F y la presión de diseño es de 1200 psig. Se utilizará alambre de acero al carbono (A53 Grado B sin costura). Determine el plan de tuberías adecuado para especificar y cumplir con los requisitos de la Ecuación 9 de ASME B31.1. Primero, se explican las condiciones de diseño:
A continuación, determine los valores de tensión máxima admisible para A53 Grado B a las temperaturas de diseño anteriores de la Tabla A-1. Tenga en cuenta que se utiliza el valor para tubería sin costura porque la tubería sin costura se especifica:
También se debe agregar un margen de espesor. Para esta aplicación, se supone un margen de corrosión de 1/16 de pulgada. Más adelante se agregará una tolerancia de fresado separada.
3 pulgadas.Primero se especificará la tubería.Suponiendo una tubería Schedule 40 y una tolerancia de fresado del 12,5 %, calcule la presión máxima:
La tubería Schedule 40 es satisfactoria para tubos de 3 pulgadas en las condiciones de diseño especificadas anteriormente. A continuación, verifique 2 pulgadas. La tubería utiliza las mismas suposiciones:
2 pulgadas. En las condiciones de diseño especificadas anteriormente, la tubería requerirá un espesor de pared mayor que el Schedule 40. Pruebe con 2 pulgadas. Tuberías Schedule 80:
Si bien el espesor de la pared de las tuberías suele ser el factor limitante en el diseño de presión, sigue siendo importante verificar que los accesorios, componentes y conexiones utilizados sean adecuados para las condiciones de diseño especificadas.
Como regla general, de acuerdo con los párrafos 104.2, 104.7.1, 106 y 107, todas las válvulas, accesorios y otros componentes que contienen presión fabricados según las normas enumeradas en la Tabla 126.1 se considerarán adecuados para su uso en condiciones normales de funcionamiento o por debajo de las clasificaciones de presión y temperatura especificadas en las normas. Los usuarios deben tener en cuenta que si ciertas normas o fabricantes pueden imponer límites más estrictos a las desviaciones del funcionamiento normal que los especificados en ASME B31.1, se aplicarán los límites más estrictos.
En las intersecciones de tuberías, se recomiendan tes, transversales, cruces, uniones soldadas de derivación, etc., fabricadas según las normas enumeradas en la Tabla 126.1. En algunos casos, las intersecciones de tuberías pueden requerir conexiones de derivación únicas. El párrafo 104.3.1 proporciona requisitos adicionales para las conexiones de derivación para garantizar que haya suficiente material de tubería para soportar la presión.
Para simplificar el diseño, el diseñador puede optar por establecer condiciones de diseño más altas para cumplir con la clasificación de brida de una determinada clase de presión (por ejemplo, ASME clase 150, 300, etc.) según lo define la clase de presión y temperatura para materiales específicos especificados en ASME B16 .5 Bridas de tubería y juntas de bridas, o estándares similares enumerados en la Tabla 126.1. Esto es aceptable siempre que no resulte en un aumento innecesario en el espesor de la pared u otros diseños de componentes.
Una parte importante del diseño de tuberías es garantizar que se mantenga la integridad estructural del sistema de tuberías una vez que se aplican los efectos de la presión, la temperatura y las fuerzas externas. La integridad estructural del sistema a menudo se pasa por alto en el proceso de diseño y, si no se hace bien, puede ser una de las partes más costosas del diseño. La integridad estructural se analiza principalmente en dos lugares, el párrafo 104.8: Análisis de componentes de tuberías y el párrafo 119: Expansión y flexibilidad.
El párrafo 104.8 enumera las fórmulas básicas del código utilizadas para determinar si un sistema de tuberías excede las tensiones admisibles por el código. Estas ecuaciones de código se conocen comúnmente como cargas continuas, cargas ocasionales y cargas de desplazamiento. La carga sostenida es el efecto de la presión y el peso en un sistema de tuberías. Las cargas incidentales son cargas continuas más posibles cargas de viento, cargas sísmicas, cargas del terreno y otras cargas a corto plazo. Se supone que cada carga incidental aplicada no actuará sobre otras cargas incidentales al mismo tiempo, por lo que cada carga incidental será un caso de carga separado en el momento del análisis. Las cargas de desplazamiento son los efectos del crecimiento térmico, el desplazamiento del equipo durante la operación o cualquier otra carga de desplazamiento.
El párrafo 119 analiza cómo manejar la expansión y la flexibilidad de las tuberías en los sistemas de tuberías y cómo determinar las cargas de reacción. La flexibilidad de los sistemas de tuberías suele ser más importante en las conexiones de equipos, ya que la mayoría de las conexiones de equipos solo pueden soportar la cantidad mínima de fuerza y ​​momento aplicado en el punto de conexión. En la mayoría de los casos, el crecimiento térmico del sistema de tuberías tiene el mayor efecto en la carga de reacción, por lo que es importante controlar el crecimiento térmico en el sistema en consecuencia.
Para acomodar la flexibilidad del sistema de tuberías y garantizar que el sistema esté correctamente soportado, es una buena práctica soportar las tuberías de acero de acuerdo con la Tabla 121.5. Si un diseñador se esfuerza por cumplir con el espaciado de soporte estándar para esta tabla, logra tres cosas: minimiza la deflexión por peso propio, reduce las cargas sostenidas y aumenta la tensión disponible para cargas de desplazamiento. Si el diseñador coloca el soporte de acuerdo con la Tabla 121.5, generalmente resultará en menos de 1/8 de pulgada de desplazamiento o flecha por peso propio entre los soportes de los tubos. Minimizar la deflexión por peso propio ayuda a reducir la posibilidad de condensación en tuberías que transportan vapor o gas. Seguir las recomendaciones de espaciado de la Tabla 121.5 también permite al diseñador reducir la tensión sostenida en la tubería a aproximadamente el 50% del valor continuo admisible del código. Según la Ecuación 1B, la tensión admisible para cargas de desplazamiento es inversamente proporcional a las cargas sostenidas. Por lo tanto, al minimizar la carga sostenida, la tolerancia a la tensión de desplazamiento puede ser maximizado.El espaciamiento recomendado para los soportes de tubería se muestra en la Figura 3.
Para ayudar a garantizar que las cargas de reacción del sistema de tuberías se consideren adecuadamente y que se cumplan las tensiones del código, un método común es realizar un análisis de tensión de tuberías asistido por computadora del sistema. Hay varios paquetes de software de análisis de tensión de tuberías disponibles, como Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex o uno de los otros paquetes disponibles comercialmente. La ventaja de utilizar el análisis de tensión de tuberías asistido por computadora es que permite al diseñador crear un modelo de elementos finitos del sistema de tuberías para una fácil verificación y la capacidad de realizar los cambios necesarios en la configuración. La Figura 4 muestra un ejemplo de modelado y análisis de una sección de tubería.
Al diseñar un nuevo sistema, los diseñadores del sistema generalmente especifican que todas las tuberías y componentes deben fabricarse, soldarse, ensamblarse, etc. según lo requiera el código que se utilice. Sin embargo, en algunas modernizaciones u otras aplicaciones, puede ser beneficioso que un ingeniero designado brinde orientación sobre ciertas técnicas de fabricación, como se describe en el Capítulo V.
Un problema común encontrado en aplicaciones de modernización es el precalentamiento de la soldadura (párrafo 131) y el tratamiento térmico posterior a la soldadura (párrafo 132). Entre otros beneficios, estos tratamientos térmicos se utilizan para aliviar la tensión, evitar el agrietamiento y aumentar la resistencia de la soldadura. Los elementos que afectan los requisitos del tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura incluyen, entre otros, los siguientes: agrupación de números P, química del material y espesor del material en la junta que se va a soldar. Cada material enumerado en el Apéndice A obligatorio tiene un número P asignado. Para el precalentamiento, el párrafo 131 proporciona la temperatura mínima a la que se debe calentar el metal base antes de que pueda ocurrir la soldadura. Para PWHT, la Tabla 132 proporciona el rango de temperatura de mantenimiento y el tiempo para mantener la zona de soldadura. Las tasas de calentamiento y enfriamiento, los métodos de medición de temperatura, las técnicas de calentamiento y otros procedimientos deben seguir estrictamente las pautas establecidas en el código. Pueden ocurrir efectos adversos inesperados en el área soldada debido a la falta de un tratamiento térmico adecuado.
Otra área potencial de preocupación en los sistemas de tuberías presurizadas son las curvas de las tuberías. Doblar las tuberías puede causar adelgazamiento de las paredes, lo que resulta en un espesor de pared insuficiente. Según el párrafo 102.4.5, el código permite curvas siempre que el espesor mínimo de pared satisfaga la misma fórmula utilizada para calcular el espesor mínimo de pared para tuberías rectas. Normalmente, se agrega una tolerancia para tener en cuenta el espesor de pared. La Tabla 102.4.5 proporciona tolerancias de reducción de curva recomendadas para diferentes radios de curvatura. Las curvas también pueden requerir un tratamiento térmico previo y/o posterior al doblado. El párrafo 129 proporciona orientación sobre la fabricación de codos.
Para muchos sistemas de tuberías a presión, es necesario instalar una válvula de seguridad o una válvula de alivio para evitar la sobrepresión en el sistema. Para estas aplicaciones, el Apéndice II opcional: Reglas de diseño de instalación de válvulas de seguridad es un recurso muy valioso, pero a veces poco conocido.
De acuerdo con el párrafo II-1.2, las válvulas de seguridad se caracterizan por una acción de apertura total para servicio de gas o vapor, mientras que las válvulas de seguridad se abren en relación con la presión estática aguas arriba y se utilizan principalmente para servicio de líquidos.
Las unidades de válvula de seguridad se caracterizan por si son sistemas de descarga abiertos o cerrados. En un escape abierto, el codo en la salida de la válvula de seguridad generalmente descargará en el tubo de escape a la atmósfera. Típicamente, esto resultará en una menor contrapresión. Si se crea suficiente contrapresión en el tubo de escape, una porción del gas de escape puede ser expulsada o retrolavada desde el extremo de entrada del tubo de escape. El tamaño del tubo de escape debe ser lo suficientemente grande como para evitar el retroceso. En aplicaciones de ventilación cerrada, la presión se acumula en la salida de la válvula de alivio debido a la compresión del aire en la línea de ventilación, lo que potencialmente causa la propagación de ondas de presión. En el párrafo II-2.2.2, se recomienda que la presión de diseño de la línea de descarga cerrada sea al menos dos veces mayor que la presión de trabajo en estado estable. Las figuras 5 y 6 muestran la instalación de la válvula de seguridad abierta y cerrada, respectivamente.
Las instalaciones de válvulas de seguridad pueden estar sujetas a varias fuerzas, como se resume en el párrafo II-2. Estas fuerzas incluyen efectos de expansión térmica, la interacción de múltiples válvulas de alivio que ventilan simultáneamente, efectos sísmicos y/o de vibración, y efectos de presión durante eventos de alivio de presión. Aunque la presión de diseño hasta la salida de la válvula de seguridad debe coincidir con la presión de diseño de la tubería de bajada, la presión de diseño en el sistema de descarga depende de la configuración del sistema de descarga y las características de la válvula de seguridad. Se proporcionan ecuaciones en el párrafo II-2.2 para determinar la presión y la velocidad en el codo de descarga, la entrada de la tubería de descarga y la salida de la tubería de descarga para sistemas de descarga abiertos y cerrados. Usando esta información, se pueden calcular y contabilizar las fuerzas de reacción en varios puntos en el sistema de escape.
En el párrafo II-7 se presenta un ejemplo de un problema para una aplicación de descarga abierta. Existen otros métodos para calcular las características de flujo en sistemas de descarga de válvulas de alivio, y se advierte al lector que verifique que el método utilizado sea suficientemente conservador. Uno de estos métodos lo describe GS Liao en “Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis”, publicado por ASME en el Journal of Electrical Engineering en octubre de 1975.
La válvula de alivio debe estar ubicada a una distancia mínima de la tubería recta de cualquier curva. Esta distancia mínima depende del servicio y la geometría del sistema como se define en el párrafo II-5.2.1. Para instalaciones con múltiples válvulas de alivio, el espaciamiento recomendado para las conexiones de las derivaciones de la válvula depende de los radios de la tubería de derivación y servicio, como se muestra en la Nota (10)(c) de la Tabla D-1. De acuerdo con el párrafo II-5.7.1, puede ser necesario conectar los soportes de las tuberías ubicados en las descargas de las válvulas de alivio a las tuberías de operación en lugar de a las estructuras adyacentes para minimizar los efectos de la expansión térmica y las interacciones sísmicas. Un resumen de estas y otras consideraciones de diseño en el diseño de conjuntos de válvulas de seguridad se puede encontrar en el párrafo II-5.
Obviamente, no es posible cubrir todos los requisitos de diseño de ASME B31 dentro del alcance de este artículo, pero cualquier ingeniero designado involucrado en el diseño de un sistema de tuberías a presión debe al menos estar familiarizado con este código de diseño. Con suerte, con la información anterior, los lectores encontrarán que ASME B31 es un recurso más valioso y accesible.
Monte K. Engelkemier es el líder del proyecto en Stanley Consultants. Engelkemier es miembro de la Sociedad de Ingeniería de Iowa, NSPE y ASME, y forma parte del Comité y Subcomité del Código de Tuberías Eléctricas B31.1. Tiene más de 12 años de experiencia práctica en diseño de sistemas de tuberías, diseño, evaluación de arriostramiento y análisis de tensiones. Matt Wilkey es ingeniero mecánico en Stanley Consultants. Tiene más de 6 años de experiencia profesional en el diseño de sistemas de tuberías para una variedad de clientes de servicios públicos, municipales, institucionales e industriales, y es miembro de ASME y de la Sociedad de Ingeniería de Iowa.
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