Leccion I - ASME B31.3

ASME B31.3 Tuberías de
Proceso
Ing. Ciro Parente
ASME B31.3
Tuberías de Proceso
CONTENIDO
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Introducción
Definiciones
Juntas
Requisitos de diseño
Requisitos de materiales
Requisitos de fabricación
Precalentamiento y PWHT
Inspección & NDE
Pruebas
4
LECCIÓN 1
INTRODUCCIÓN
5
HISTORIA
• El proyecto B-31 es una respuesta a la solicitud de la
sociedad por un estándar para las tuberías de vapor
• El primer Código para las tuberías de presión fue el ASA
B31.1, el cual se publicó en 1935, y se revisó en 1942 y
1955.
6
HISTORIA
• En 1959 fue editada la primera sección para tuberías de
refinerías de petróleo llamada ASA B31.3
• En 1973 se transforma en ANSI B31.3, en 1976 se
incluyen las tuberías para plantas químicas en el alcance
del B31.3
7
HISTORIA
• En 1980 es re designada como
➢
ANSI/ASME B-31.3
• Desde 1990 se re designa nuevamente como ASME B31.3 y en el 2002 se cambia el título como ASME B31.3
tuberías de proceso.
• La edición 2010 fue editada el 31 de marzo de 2011 y
será obligatoria desde el 1 de octubre de 2011.
8
INTRODUCCIÓN DEL ASME B31.3
• El código ASME de tuberías sometidas a presión B31 está
dividido en las siguientes secciones:
• ASME B31.1 tubería de potencia
• ASME B31.3 tubería de proceso
• ASME B31.4 sistemas de líneas de tubería para transporte de
hidrocarburos y otras substancias líquidas
9
INTRODUCCIÓN DEL ASME B31.3
• El Código ASME de tuberías sometidas a presión B31 está
dividido en las siguientes secciones:
• ASME B31.5 tubería de refrigeración
• ASME B31.8 sistemas de tubería para transporte y distribución de
gas
• ASME B31.9 tuberías de servicios para edificaciones comerciales,
industriales, o institucionales
• ASME B31.11 sistemas de tubería para transporte de lodos acuosos
• ASME B31.12 líneas de tubería y tuberías para hidrógeno
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QUIÉN ES EL RESPONSABLE POR ESCOGER LA SECCIÓN
DEL CÓDIGO
• El propietario de la instalación debe escoger la sección del Código
basado en:
• Las limitaciones de la sección del Código
• Los requisitos jurisdiccionales
• La aplicabilidad de la sección
Una vez seleccionada debe cumplirse en un todo. en algunas
instalaciones mas de una sección puede ser aplicable.
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BASES DEL CÓDIGO
Este Código se basa en requisitos de
ingeniería para el diseño y construcción
segura de la tubería sometida a presión.
12
CONTENIDO DEL CÓDIGO
•
•
•
•
•
Principios y fórmulas de diseño
Requisitos específicos
Guía de selección de los elementos
Prohibiciones de diseños y prácticas inseguras
Advertencias pero no prohibiciones
13
CONTENIDO DEL CÓDIGO
•
•
•
•
•
•
Referencias a los estándares
Requisitos de diseño
Límites de esfuerzos, reacciones y movimientos
Guía y límites en la selección de los materiales
Requisitos para la fabricación, ensamble, y montaje
Requisitos para los NDE, inspección y pruebas
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VALIDEZ DE LA EDICIÓN
• Las ediciones del Código se publican cada dos años
• La edición se vuelve obligatoria seis meses después de su
fecha de emisión
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ORGANIZACIÓN
• Este Código está organizado por capítulos:
• Código básico (fluido normal & categoría D)
•
•
•
•
•
•
•
CAPITULO I alcance y definiciones
CAPITULO II diseño
CAPITULO III materiales
CAPITULO IV estándares de referencia
CAPITULO V fabricación, ensamble y montaje
CAPITULO VI NDE, inspección y pruebas
CAPITULO VII tubería no metálica o metálica recubierta con plástico
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ORGANIZACIÓN
• CATEGORÍA M
- CAPITULOS I al VII suplementados o reemplazados por el
CAPITULO VIII
• CATEGORÍA K
- CAPITULOS I al VI suplementados o reemplazados por el
CAPITULO IX
•
CATEGORÍA U
-
CAPITULOS I al VI, suplementados o reemplazados por el
CAPITULO X
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ORGANIZACIÓN
• APÉNDICES
•
•
•
•
•
•
A
C
E
F
G
M
esfuerzos admisibles y factores de calidad
propiedades físicas de los materiales
estándares de referencia
consideraciones de precaución
protección
guía para determinar el fluido de servicio
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CLÁUSULAS
• En el ASME B31.3 todas las cláusulas son numeradas
como 3XX.
• Estas no son continuas, por guardar la armonía con las
otras secciones, de tal manera que sea fácil para el
usuario encontrar los parágrafos independiente del
Código
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RESPONSABILIDADES
El propietario tiene la responsabilidad global de cumplir
con el Código y por establecer los requisitos de:
•
•
•
•
•
Diseño,
Construcción,
Examen,
Inspección,
Pruebas.
20
RESPONSABILIDADES
• El propietario deberá establecer el fluido de servicio
para el sistema de tubería
• El propietario es responsable por establecer si un
Sistema de Calidad específico necesita emplearse.
21
RESPONSABILIDADES
• El diseñador es responsable ante el propietario porque la
ingeniería de diseño cumpla con el Código y con los
requisitos adicionales del propietario
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RESPONSABILIDADES
El Productor, fabricante y montador son responsables por :
• Suministrar materiales, componentes, y la mano de obra
cumpliendo con el Código y la ingeniería de diseño.
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RESPONSABILIDADES
El Inspector del Propietario es responsable ante el
propietario por :
➢ Asegurar que los requisitos del Código para la
inspección, examen y pruebas han sido cumplidos.
➢ Si se especifica un Sistema de Calidad, el Inspector es
responsable por verificar la implementación del
sistema.
24
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
Los requisitos de ingeniería en el Código, se consideran
necesarios y adecuados para un diseño seguro, empleando
una aproximación simplificada.
25
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
El código establece unos requisitos mínimos de
ingeniería para el diseño e instalación segura
de la tubería de proceso.
26
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
Los requisitos del Código no tienen como propósito
cubrir la tubería que está en operación.
Sin embargo las provisiones del Código, con ciertas
consideraciones adicionales, pueden ser aplicadas para
este propósito.
27
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
Un diseñador capaz de aplicar una aproximación
de diseño más rigurosa puede utilizarla si su
validez es demostrada.
28
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
Los elementos de tubería deberán estar
conforme a las especificaciones y estándares
listados en el Código.
29
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
Cuando los elementos de la tubería no estén
específicamente aprobados o prohibidos estos pueden
ser usados siempre y cuando estos sean calificados como
lo requiere el Código.
30
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
La ingeniería de diseño deberá especificar cualquier
requisito adicional o inusual. Estos requisitos son
obligatorios para cumplir el Código.
31
PROPÓSITO DEL CÓDIGO
La compatibilidad de los materiales con el servicio y los
peligros de inestabilidad para contener los fluidos no
están dentro del alcance del Código.
32
DETERMINANDO LOS REQUISITOS
Los requisitos del fluido de servicio designado por el
propietario afectan la selección y la aplicación de
materiales, componentes, y juntas.
33
DETERMINANDO LOS REQUISITOS
Los requisitos están basados en el SERVICIO más
restrictivo cuando este aplique a cualquier elemento.
34
FLUIDOS DE SERVICIO 300.2
Un término genérico para clasificar los fluidos:
•
•
•
•
•
•
Categoría D
Normal
Cíclico severo
Categoría M
Alta Presión (Categoría K)
Servicio de Alta pureza (Categoría U) (NUEVO)
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CATEGORÍA D (300.2)
El fluido es:
•
•
•
•
•
No inflamable
No tóxico
No daña los tejidos humanos
Presión de diseño = 150 PSI (1035 KPA)
Temperatura de diseño = -20 a 366°f (-29 a 186°c)
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FLUÍDO NORMAL 300.2
Cuando el fluido de servicio:
•
•
•
•
•
No es categoría D
No es categoría M
No es de temperatura elevada
No es de alta presión (categoría K)
No es de alta pureza (categoría U) (NUEVO)
37
CONDICIONES CÍCLICAS SEVERAS
300.2
Estas condiciones son aplicables a los componentes o juntas
que tengan un esfuerzo computado de acuerdo con el
Código mayor del 80% del esfuerzo admisible, y el número
de ciclos exceda de 7000, u otras condiciones que el
diseñador considere puedan producir un efecto
equivalente.
38
CATEGORÍA M
300.2
Un fluido de servicio que produce un daño
irreversible a las personas que lo respiren o que su
cuerpo este en contacto con él, aunque se tomen
medidas restaurativas
39
ALTA PRESIÓN (CATEGORÍA K)
300.2
Un fluido de servicio designado de esta manera por el
propietario, o cuando la presión de diseño excede la
presión máxima permitida por el tasado de presión –
temperatura del B16.5 para la clase 2500 y el grupo de
materiales en referencia
40
ALTA PUREZA (CATEGORÍA U)
300.2
Un fluido que requiere métodos alternativos de fabricación,
inspección, exámenes y pruebas, especialmente fluidos de
ultra alta pureza, higiénicos o asépticos.
41
DETERMINANDO LOS REQUISITOS
Categoría D y Servicio Normal – 300(d)(2)
CÓDIGO
BÁSICO
REQUISITOS DE
MATERIALES
CAPITULO III
REQUISITOS
PARA
COMPONENTES
CAPITULO II
PARTE 3
REQUISITOS
PARA LAS
JUNTAS
CAPITULO II
PARTE 4
42
ALCANCE
300.1
Los requisitos del Código para los materiales, el diseño, la
fabricación, el ensamble, el montaje, el examen, la
inspección y las pruebas de la tubería.
Han sido desarrollados considerando
típicamente encontradas en:
las
tuberías
43
ALCANCE 300.1
•
•
•
•
•
•
•
•
Las refinerías de petróleo,
Plantas químicas,
Plantas farmacéuticas,
Textileras,
Papeleras,
Plantas de fabricación de semiconductores,
Plantas criogénicas;
Plantas y terminales que se relacionen con el proceso.
44
Alcance (Cubrimiento)
300.1.1
El Código aplica a todos los fluidos incluyendo:
• Químicos en bruto, intermedios y terminados;
• Productos del petróleo;
• Gas, vapor, aire y agua;
• Sólidos fluidizados; y
• Refrigerantes
45
Alcance (Cubrimiento)
300.1.1
La siguiente figura ilustra la aplicación del
Código ASME B31.3, la junta de conexión se
encuentra dentro del alcance del Código
ASME B31.3
46
Alcance (Cubrimiento) Figura 300.1.1
ASME B31.3
OTROS CODIGOS
47
Alcance (Cubrimiento) Figura 300.1.1
48
Alcance (Cubrimiento)
Introducción
Excepto como es excluido en el Código, el Código cubre
toda la tubería dentro de los límites de la propiedad de las
fábricas dedicadas al proceso o manejo de productos
químicos, del petróleo, o relacionados.
49
ALCANCE (Cubrimiento) Introducción
50
Alcance (Cubrimiento) 300.1.2
PAQUETIZADOS
51
Exclusiones 300.1.3
El Código excluye lo siguiente:
Presión manométrica Interna  cero pero <105 kPa (15
psi) siempre y cuando:
El fluido no sea inflamable, no sea tóxico, y no dañe los
tejidos humanos
La temperatura de diseño sea desde -29C
(-20F)
a 186C (366F)
52
Exclusiones
300.1.3
Las calderas de potencia de acuerdo con el
ASME B & PV Sección I y la tubería externa
requiere el uso del B31.1
53
Exclusiones
300.1.3
Tubos, cabezales de tubos, tubos pasantes,
y colectores de hornos con fuego, los
cuales son internos a la cubierta del horno
54
Exclusiones
300.1.3
Recipientes a Presión, intercambiadores de
calor, bombas, compresores, y otros
equipos para el manejo o proceso de fluidos
55
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