-Espaciamiento de los colgantes:
Los soportes para tuberías con el eje longitudinal en posición horizontal estarán espaciados para impedir el excesivo pandeo, doblamiento y tensiones cortantes en la tubería, especialmente en bridas y válvulas ya que imponen cargas concentradas.
Los soportes verticales serán espaciados para impedir que el tubo sea sobretensionado por la combinación de todos los efectos de cargas.
Tabla 8: Espaciamiento sugerido para soportes de tubería en pies (primera columna) y metros (segunda columna)
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8.3. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE SOPORTE DE LAS TUBERÍAS
Los elementos de soporte han de ser capaces de soportar la suma de todas la cargas activas concurrentes y estarán diseñados para proporcionar el esfuerzo de soporte requerido y permitir que el tubo tenga libertad de movimiento con cambios térmicos sin ocasionar sobretensiones.
El diseño también impedirá la relajación completa de la carga de la tubería en el caso de fallo de muelles o desalineamiento, y todas las partes del equipo de soporte serán fabricadas y montadas de forma que no se queden desacopladas por el movimiento de la tubería soportada.
8.3.1. Materiales y tensiones
- La tensión admisible para el material base de todas las partes de los conjuntos de soporte y contención no sobrepasará el valor de S (valores en las Tablas de Tensiones Admisibles Apéndice A).
- La tensión admisible será reducida al 25% para los miembros roscados (en cuales las tensiones están basadas en el área de raíz de las roscas) y para las soldaduras en los conjuntos de soporte.
- Un aumento en la tensión admisible será permitido en los siguientes casos:
§ Un aumento del 20% para condiciones de sobrecarga de corta duración durante la maniobra.
§ Un aumento al 80% del relajamiento mínimo a temperatura ambiente durante las pruebas hidrostática, pero no excediendo las 25000 lb / pie2 para acero de propiedades físicas
desconocidas.
- Las partes de los elementos de soporte sujetas principalmente a cargas de tensión o doblamiento y que estén sujetas también a temperaturas de trabajo para las cuales el acero al carbono no es recomendado, se fabricarán con acero aleado apropiado, o estarán protegidas de forma que la temperatura del miembro de soporte pueda ser mantenida dentro de los límites apropiados de temperatura del material.
INICIO 8.3.2. Aparatos 8.3.2.1. Anclajes y guías
Los anclajes, guías, pivotes y contenciones permitirán que la tubería se dilate y se contraiga libremente en direcciones alejadas del punto anclado o guiado y serán estructuralmente apropiados para soportar los empujes, momentos y otras cargas impuestas.
Los anclajes estarán diseñados para soportar la fuerza especificada por el fabricante para las condiciones del diseño a las cuales debe emplearse la junta, y si esta fuerza es desconocida será considerada como la suma del producto del área interna máxima por la presión del diseño más la fuerza requerida para desviar la junta.
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8.3.2.2. Barras colgantes
Las barras colgantes estarán diseñadas para permitir el libre movimiento de la tubería ocasionado por la contracción y dilatación térmicas.
Las cargas en las barras colgantes roscadas están basadas en el área de raíz de las roscas y la tensión admisible del material.
En ningún caso se emplearán barra colgantes de menos de 3/8 pulg. de diámetro para soportar un tubo de 2 pulg. ni barras colgantes de menos de 1/2 pulg. de diámetro para soportar un tubo de 2 (1/2) pulg. y mayores.
Tabla 9 Potencias de carga del acero al carbono laminado en caliente ASTM A107 roscado
Pueden ser utilizados tubos, flejes o barras de resistencia y área efectiva igual a la de la barra colgante equivalente en vez de barras colgantes.
Pueden emplearse una cadena de eslabones soldados de diámetro 3/16 pulg. o mayores, o área equivalente, para colgantes de tubería con una tensión de diseño de 9000 ( lb / pie2 )
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8.3.2.3. Soportes
Los soportes estarán diseñados para soportar fuerzas y momentos inducidos por la fricción deslizante además de otras cargas.
Los materiales y lubricantes empleados en los soportes serán apropiados para la temperatura del metal en el punto del contacto deslizante.
bullet Soportes variables:
Los soportes de muelle variables estarán diseñados para ejercer una fuerza de soporte igual a la carga (determinada por los cálculos de balanceo de pesos) más el peso de todas las piezas colgantes que serán soportadas por el muelle en el punto de empalme a la tubería.
Estos soportes estarán previstos con medios para limitar el desalineamiento, combadura, carga excéntrica o para impedir la sobretensión del muelle.
Es recomendable que todos los colgantes que lleven muelles estén dotados en todo momento de medios para indicar la compresión del muelle con respecto a las posiciones aproximadas calientes y frías del sistema de tubería, excepto donde son usados para amortiguar los choques o donde la temperatura de trabajo del sistema de tubería no sobrepase los 250ºF.
También es recomendable que el soporte sea diseñado para una variación máxima en el esfuerzo de soporte del 25% para el recorrido total resultante del movimiento térmico.
bullet Soportes constantes:
Se usan en servicio crítico y a altas temperatura en lugares sujetos a movimientos apreciables con cambios térmicos y están diseñados para proporcionar una fuerza de soporte sustancialmente uniforme en todo el recorrido.
Los colgantes de soporte constante tendrán una variación de soporte de no más del 6% por todo el régimen de recorrido completo.
Los soportes del tipo contrapeso poseerán unos topes y los pesos estarán debidamente
asegurados, así las cadenas, cables, detalles de brazos y colgante u otros dispositivos usados para empalmar la carga de contrapesos a la tubería han de cumplir las especificaciones de la Tabla 9
Los soportes de tipo hidráulico que utilicen un cabezal hidráulico pueden ser instalados para dar un esfuerzo de soporte constante. Los topes y dispositivos de seguridad serán dispuestos para soportar la carga en el caso de fallo hidráulico.
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8.3.2.4. Muelles
Los muelles usados en soportes de tipo variable o constantes estarán diseñados y fabricados de acuerdo con MSS SP-58 (www.normas.com).
8.3.2.5. Arriostramientos
Los arriostramientos contra los balanceos o amortiguadores de vibraciones serán empleados para controlar el movimiento de la tubería debido a las vibraciones.
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8.3.3. Empalmes estructurales
bullet Tipo no integral:
Los empalmes de tipo no integral incluyen abrazaderas, eslingas, cunas, horquillas, bandas y puntos de apoyo.
Cuando se emplean abrazaderas para soportar las líneas verticales, se recomienda que orejas cortantes sean soldadas a la tubería para impedir el deslizamiento y deben ser diseñadas para soportar la carga total en cualquiera de los brazos en el caso de cambios de carga debidos al movimiento del tubo y/o colgante.
bullet Tipo integral:
Los empalmes de tipo integral incluyen orejas, zapatas, patillas, empalmes cilíndricos, anillos y faldas, los cuales son fabricados de forma que el empalme forme parte integral del componente de la tubería.
Las patillas, placas, pinzas de ángulo, etc. integrales, usados como una parte de un conjunto para el soporte o guía de la tubería pueden ser soldadas directamente a la tubería siempre que los materiales sean compatibles para soldar y el diseño sea adecuado para la carga y temperatura. Las soldaduras serán proporcionadas de forma que los esfuerzos cortantes no serán mayores en 0.8 veces a los valores de S aplicables indicados en las Tablas de Tensiones Admisibles Apéndice A. Si los materiales para los empalmes tienen diferentes valores de tensiones que la tubería, se utilizará el valor de tensión más bajo.
9. SISTEMAS
9.1. REQUERIMIENTOS DE DISEÑO CORRESPONDIENTE A SISTEMAS DE TUBERÍAS ESPECÍFICOS.