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