Piping Design: Schedule, Diameters and Accessories

Ex. 1º: Piping Básico + Símbolos Ex. 2º: Piping ISOMÉTRICOS

Planta termosolar:
Colector y Soporte
de tubería ¿de qué
tipo es? ¿Por qué?

Schedule
NPS 4”
Schedule
40
“programa” (de fabricación
de las tuberías) ≈ ”espesor”
NPS 4”
Schedule
160
NPS 4”
Schedule
80
pipe
…

Elbows
B.W.
¡¡También existen
codos de 180°!!
(Aunque se usan poco)

Butt Welded
Threaded
TH
SW
Elbows 90º:
Socket-Weld

Fitting:
Thredolet
Fitting:
Weldolet

Apuntes del Curso:
9.1.- Diseño de Tuberías
Industriales (Parte I)

Curso de Diseño de Tuberías
Tema 1: Códigos, Normas y Schedule
Tema 2: Tuberías
Tema 3: Accesorios para Tuberías
Tema 4: Simbología de Tuberías y Accesorios
Tema 5: Válvulas y sus características
Tema 6: Válvulas su Simbología
Tema 7: Reglas y Documentación para Isométricas
Tema 8: Filtros y Simbología
Tema 9: Purgadores de Vapor
Tema 10: Otros componentes para Tuberías
Parte
I
Parte
II
INDICE

Normativa aplicable a las tuberías

1.- ¿Por qué en el diseño de tuberías las Normas que más se usan son
las de los EEUU?
2.- ¿Qué signi
fi
ca “Piping Design”?
3.- ¿Qué son los layouts?
4.- Pon un ejemplo de un material que se conduce en una Línea (o
tubería) de Proceso y otro de un material que se transporta en una Línea
(o tubería) de Servicio (utilities).
5.- ¿Cuántas organizaciones americanas emiten Normas y
recomendaciones prácticas para el Piping?
6.- ¿Para qué industrias se utiliza el Código ASME B31.3?
7.- ¿Qué signi
fi
ca API? ¿Cuántas normas API suelen ser utilizadas en los
diseños de tuberías?
8.- ¿Para qué se usa el ASME Boiler And Pressure Vessel Code? ¿Qué
signi
fi
ca Boiler? ¿Y Pressure Vessel?
9.- Suponiendo que supieras bastante inglés, ¿cuánto tiempo crees que
tardarías en leerte las 15 secciones de todas las normas ASTM que
aparecen en la página 8 del curso?
Actividades iniciales
Hacer en CASA ??
(corregirlas en Voz Alta)

El Schedule en las tuberías:
C
L

El Schedule en las tuberías:
= diámetro exterior
≠ schedule (“espesor”) ¿Para qué?

Ej: La Tubería de 6” con 3 espesores:
Resiste - Resiste +
O.D. = Diám. Ext
I.D. = Diám. Int

Schedule
NPS 4”
Schedule
40
NPS 4”
Schedule
160
NPS 4”
Schedule
80
programa (de fabricación
de las tuberías) ≈ ”espesor”
Ej:

El Schedule en las tuberías: norma ANSI
De
fi
ne los siguientes números de "Schedule", o
programas de fabricación:
Tuberías de acero al carbono o aleado: 10, 20, 30,
40, 60, 80, 100, 120, 140 y 160.
Las tuberías de acero inoxidable tienen
espesores correspondientes a los "schedules"
5S, 10S, 40S y 80S.
Esta designación es la que
usaremos casi siempre nosotros

El Schedule en las tuberías: norma ASME
Da los “Schedule" a través del “peso”:
Standard “STD” (standard weight), equivale a
SCH-40 para gran parte de los Ø.
Extra fuerte “XS” (extra strong), equivale a
SCH-80 para numerosos Ø.
Doble extra fuerte “XXS” (double extra strong),
equivale a SCH-160 para algunos Ø.
Esta designación también la
usaremos nosotros
( Al principio sólo había 3 espesores ≠ )
(Con el tiempo esta norma se quedó corta, aunque se sigue usando hoy día).

El Schedule en las tuberías: norma ASTM
Da los “Schedule" también a través del “peso”:
Standard “STD” (standard weight), semejante a la
misma denominación ASME, y como en ese caso
equivalente al SCH-40 para una gran parte de los Ø.
Extra Pesado “XE” (extra-heavy).
Doble extra pesado “XXE” (double extra heavy).
Esta designación no la
usaremos nosotros.

En resumen: SCHEDULE
}Este NO lo
usaremos
(espesor)

Características
de tuberías
2
De 1 en 1:
Sacar a la pizarra a los alumnos de Grado Medio y
preguntar los conceptos siguientes:

Tubos ≠ Tuberías
TUBOS: se denominan así cuando su Ø < 1/8” (10mm);
estos elementos se utilizan en instrumentación y otros
usos, por lo que no serán objeto de estudio
en este curso.
̈
TUBERÍAS: también denominadas “pipes”; su
procedimiento de fabricación y tipo de material,
variará según el destino que vaya a tener:
“tubing”
“piping”

Tuberías (materiales)
Metálicas No Metálicas
Férreos No Férreos
Acero al carbono
Ac. Inoxidable
Acero al cromo
Fundición (gris, dúctil)
Fundición maleable
Hierro forjado
Cobre
Plomo
Aluminio
Latón
Vidrio
Cerámica
Fibrocemento
Porcelana
Hormigón
Goma
Cloruro de polivinilo (PVC)
Plástico reforzado con vidrio
Polipropileno (PP)
Polietileno
Nylon
… etc …
(Pon varios
Ejemplos)
(Pon varios
ejemplos)
(Pon varios
ejemplos)

Dimensiones de las tuberías
DIÁMETRO NOMINAL: representa su tamaño. Hay 2
posibilidades:
“NPS” (nominal pipe size) —> diámetro en
pulgadas (desde 1/8" hasta 44”)
“DN” (diámetro nominal) —> diámetro en mm
(desde 15 mm hasta 1100 mm)
Es un número redondo, que sólo sirve para
“nombrar” una tubería. (Tablas —> medidas exactas)
Hasta la Tubería de Ø = 12” —> Øext > Ønominal
Tuberías Ø = 14” o más —> Øext = Ønominal
Tuberías de acero: 6 m o 12 m. // Tuberías Inox: 3 m
longitudes de suministro

Dimensiones de las tuberías: SCHEDULE
}Este NO lo
usaremos
(espesor)

NPS = 1” — SCH.160
Ø nominal
= 1”
¡¡Las tuberías de 1” no miden 1” !! (ni por el ext. ni por el int.).
NPS:
2
5
,
4
m
m

Ø ext = 33,4
Ø nominal
= 1”
NPS:
¡¡Las tuberías de 1” no miden 1” !! (ni por el ext. ni por el int.).

Dimensiones de las tuberías: SCHEDULE
El diámetro interior depende del Schedule:
+ Schedule —> + Espesor —> —Øint

TABLA 08: Tuberías de
acero al carbono y aleado.
Dimensiones de las tuberías:
TABLA 09: Tuberías de
acero inoxidable (304L y
316L).
- Tablas de los apuntes
(pág. 59 y 60):
- App de tu móvil:
Pipedata (u otra similar):
Pipedata —> Menú —>
—> Pipe —> Size/Sch.

El Schedule en las tuberías: (Pág. 59 y 60)
O.D. = Diám. Ext.

El Schedule en las tuberías: mm (espesor)
kg/m (peso)

El
Schedule
en
las
tuberías
de
acero
INOXIDABLE
*
Diámetros
y
Schedule
disponibles
bajo
demanda
**
Diámetros
no
habituales
(evitarlos!!)

1.- Dibujar en AutoCAD la sección transversal de estas
tuberías acotando en mm el Espesor y los diámetros Nominal
y Exterior (poner el Center Line a la misma altura):
A) NPS 1” SCH-40 NPS 1” SCH-80 NPS 1” SCH-160
B) NPS 1” SCH-5s NPS 1” SCH-40s NPS 1” SCH-80s
Actividades sobre Tuberías (Schedule y Ø)
Indicar su Schedule y su peso en kg/m debajo (Ver Pág. siguiente)

A) NPS 1” SCH-40 NPS 1” SCH-80 NPS 1” SCH-160
Pista: Para acotar el espesor,
dibujar un radio del círculo
exterior y luego borrarlo.
2,50 kg/m 3,24 kg/m 4,24 kg/m

Ej. 2. Dibujar y acotar en AutoCAD la sección transversal de una tubería de acero
aleado de 4" NPS, de Schedule = todos los posibles. Indicar su Schedule y su peso
en kg/m debajo.
Ej. 3. Ídem para una tubería de acero inoxidable 4" NPS, de Schedule = todos los
posibles. Indicar su Schedule y su peso en kg/m debajo.
Ej. 4. Descargar en tu móvil la App PIPEDATA y rellenar una tabla como la de las
pág. siguientes) con los diámetros exterior, interior y espesor (en mm) de las
tuberías de acero aleado de NPS=18"-24"-30" en los SCH. = STD-XS-XXS.
Ej. 5. Usa en tu móvil la App PIPEDATA y rellenar una tabla como la de las pág.
siguientes) con los diámetros exterior, interior y espesor (en mm) de las tuberías de
acero inoxidable de NPS=18"-24"-30" en los SCH. = 5S-10S-40S-80S.
Ej. 6. Identi
fi
car el NPS y el Schedule de los CARRETES que tenemos en el Aula 29.
Medir con calibre y veri
fi
car con las medidas de la tabla.
Ej. 7. ¿Que diámetros de tubería de acero tienen igual el SCH. 40 y el SCH. STD?
¿Que diámetros lo tienen distinto? (Usar las tablas 08 y 09)
Ej. 8. Ídem para SCH. 80 y SCH. XS.
Hacer en el cuaderno (corregirlas en Voz Alta)

Tubería Ø ext (mm) Ø int (mm) Espesor (mm)
18” - SCH. STD
18” - SCH. XS
18” - SCH. XXS
…
…
…
24” - SCH. STD
24” - SCH. XS
24” - SCH. XXS
30” - SCH. STD
30” - SCH. XS
30” - SCH. XXS
Tabla para el ejercicio 4 (usar la App Pipedata)

Tubería Ø ext (mm) Ø int (mm) Espesor (mm)
18” - SCH. 5s
18” - SCH. 10s
18” - SCH. 40s
18” - SCH. 80s
…
…
…
…
24” - SCH. 5s
24” - SCH. 10s
24” - SCH. 40s
24” - SCH. 80s
30” - SCH. 5s
30” - SCH. 10s
30” - SCH. 40s
30” - SCH. 80s
Tabla para el ejercicio 5 (usar la App Pipedata)

9.- En los planos de planta (o “layouts”) de una instalación de tubería industrial,
¿cómo podemos diferenciar una tubería de 12” de otra tubería de 14”?
10.- ¿Qué 6 grupos de materiales se usan de forma habitual en las tuberías de las
plantas de proceso y en los laboratorios?
11.- ¿En qué industria se emplea tuberías de vidrio?
12.- ¿Qué 2 formas de fabricar las tuberías de acero son las más habituales?
13.- En este vídeo podrás ver perfectamente cómo se fabrica tubería estirada (sin
soldadura) mediante mandrinado en caliente, que es el sistema más común según
nuestros apuntes: https://youtu.be/j-WN-qUgUJY
Los primeros 3 minutos del vídeo te deben sonar, son el proceso de colada
continúa. A partir de ahí, observa bien el vídeo y responde:
13.1.- ¿A qué temperatura salen los tochos introducidos en el horno giratorio?
13.2.- Explicar cómo se obtiene el primer semi-elaborado que se llama “perforado”.
13.3.- Explicar para qué se introduce un “mandril” en la 2ª etapa de laminación.
13.4.- Explicar qué sucede en la 3ª etapa de laminación (la última).
14.- La tubería de una línea puede tener los extremos “PE” , “T&C” o “BE”. Explicar
qué signi
fi
ca cada uno y en qué diámetros (en pulgadas) se usan cada acabado.
Hacer en el cuaderno
Actividades Finales sobre Tuberías

Actividades sobre Accesorios
1.- ¿Qué funciones tienen los accesorios en las tuberías industriales?
01 MÉTODOS DE UNIÓN DE TUBERÍAS:
2.- Accesorios roscados: ¿en qué diámetros de tuberías podemos encontrarlos?
¿Qué ventajas tienen? ¿Qué inconvenientes? ¿En qué 3 “series” se fabrican?
3.- Accesorios forjados de enchufe o soldadura (socket-weld): ¿en qué diámetros
de tuberías podemos encontrarlos? ¿Qué ventaja tienen sobre los accesorios
roscados?
4.- Explicar las
fi
guras 07 y 08.
02 LAS BRIDAS: Ya sabes que existen tuberías con el mismo diámetro (NPS) pero
distinto espesor (SCHEDULE), en función de lo resistentes que queramos que
sean. De igual forma podemos encontrar bridas para un mismo tamaño de tubería,
pero que soportan distinta PRESIÓN. Hay 2 Normas para hablar de esto:
- Según la norma ASME B16.5, para un mismo diámetro de tubería, existen bridas
de Clase = 150# , 300# , 400# , 600# , 900# , 1500# y 2500#. (Nota: # = PSI)
- Según las normas DIN (alemanas), para para un mismo diámetro de tubería,
existen bridas con distinta PN (presión normal en kg/cm2): PN-6, PN-10, PN-16,
PN-25, PN-40, PN-64, PN-100, PN-160 y PN-250.
(Clase = Serie = Rating) (VER EJEMPLO EN DIAPOSITIVA SIGUIENTE —>)
Hacer en el cuaderno (corregirlas en
Voz Alta)

Ejemplo: Cuatro Clases de Bridas para tubería de Ø3” :
Ø3”
SCH.-40
Ø3”
SCH.-80
Ø3”
SCH.-160
Ø3”
SCH.-160
Brida 3”
Clase 150#
Brida 3”
Clase 400#
Brida 3”- 900# Brida 3” - 2500#
(Clase = Serie = Rating)
(150 # = 150 PSI = 150 libras/in2 =1,03 MPa) — RECUERDA: 1 MPa = 145 PSI

5.- Completar: (Según ASME B16.5) “Rating o Clase es la máxima presión que … ”
6.- Explicar bien los siguientes tipos de brida: “Welding Neck”, “Slip-on”, “Socket
Weld”, “brida loca”, brida roscada, brida reductora y “Brida ciega”. (Mira bien cada
una de sus
fi
guras y apréndetelas!!!)
7.- ¿De qué tipo son las bridas siguientes?
NOTA: Tubuladuras = Toberas = Bocas = Boquillas = son las conexiones
bridadas de recipientes, depósitos, bombas, equipos, etc.
A
B
C
D E
Brida = Flange

Soldadura Interior
Soldadura
Exterior
Así se suelda una Brida SLIP-ON (deslizante):

03 LAS CARAS DE LAS BRIDAS Y SU ACABADO:
8.- Explicar qué es una brida con el acabado de la cara RF, FF o RTJ. ¿Cuál es el
acabado más común? ¿Cuál es el acabado más caro para las bridas?
9.- Explicar en qué consiste el acabado Stock Finish, y por qué se parece a los
antiguos discos de vinilo.
04 LAS JUNTAS (GASKETS):
10.- Explicar cómo debe ser el material de las juntas.
11.- A) ¿Qué tipo de juntas se hacen de papel? B) ¿Qué tipo de juntas tiene una
“camisa” de metal por fuera y un aislamiento interior hecho de materiales
deformables? C) ¿Qué tipo de junta se recomienda para resistir altas temperaturas
y/o presiones? D) ¿Qué tipo de junta tiene forma de anillo metálico octogonal u
oval?
12.- En la siguiente diapositiva tienes una explicación de qué signi
fi
can los
números y letras que aparecen en las juntas espirometálicas, similares a las que
tenemos en el aula 29. Esta junta de color gris se deberá usar con una brida que
tenga un diámetro de ………….. pulgadas y una Clase de …………….. PSI.
(A) (B)
Hacer en el cuaderno

O.R. = anillo exterior (outer ring)
I.R. = anillo interior (inner ring)

05 PERNOS Y TORNILLOS (BOLTING=TORNILLERÍA):
13.- Las bridas se unen con tornillos o con pernos (espárragos roscados en toda
su longitud con dos tuercas). ¿En qué casos se suelen usar los pernos?……
(A)……… ¿Se suelen usar arandelas?……(B)……….
14.- En la página 213 del archivo “2. CATÁLOGO SAIDI.PDF” aparecen tablas con
los datos de los espárragos que vende este fabricante para las bridas ANSI (cada
tabla es para una Clase o Rating de las bridas). Para una Brida ANSI de 600# de una
tubería de 4 inch, necesitaré …..(A)….. espárragos con un Ø = ……(B)……” y que
tendrán una longitud roscada = ……(C)……..(mm / inch). El código del pedido será
………..(D)…………..
EJEMPLO:
Para una brida de Clase
150 libras (150#) de una
tubería de 1/2 ”:
Necesitaremos 4
espárragos y 8 tuercas
con un Ø=1/2 “ y una
longitud
roscada=60mm=2 ¼ “.
Código del pedido =
020520101560001
Nº taladros
de la brida
Diámetro del
espárrago
Longitud del
espárrago (mm o inch)
Ø de la
Tubería
Código del
pedido

06 OTROS ACCESORIOS PARA LAS TUBERÍAS:
Los elementos que realmente se consideran accesorios son: codos, tes,
manguitos, tapones, etc…, pues permiten cambiar la dirección de las tuberías,
cambiar el diámetro de una tubería a otro mayor o menor, facilitar las derivaciones
de una tubería principal, etc.
15.- En las especi
fi
caciones (normas) los accesorios aparecen con abreviaturas en
inglés. Explicar qué diferencia hay entre los accesorios “TH”, “SW” y “BW”.
16.- Indicar el tipo de extremos (T&C=extremos roscados, PE=extremos planos,
BE= extremos biselados) que deben tener las tuberías que se conectan a los
accesorios “TH”, “SW” y “BW”.
17.- Indicar las clases (clase=serie=presión de trabajo) con que se fabrican los
accesorios roscados y los accesorios de enchufe y soldadura.
1 = Codo 90º “socket-weld”
1—> Se emplea para efectuar un cambio de
dirección a 90º en la tubería.
18.- En las páginas siguientes se muestran
fi
guras de
accesorios sacadas de nuestros apuntes. Sólo tienes
que averiguar el nombre del accesorio y explicar para
qué se emplea. (Se han pintado de rojo los cordones de
soldadura). Ejemplo:
1
Las tuberías se conectan a los accesorios de 3 formas: 1) con una
rosca, 2) enchufándolas y soldándolas, 3) con una soldadura a tope.
¡¡Muy IMPORTANTE !! ——————>

Haz una Tabla para responder el ejercicio 18:
Nº
Nombre del
accesorio
Se emplea para…
Tipo (TH-
SW-BW)
1
Codo 90º
“socket-weld”
Efectuar un cambio de dirección a 90º en la
tubería
S.W.
2
3
4
…
…
…
24
25

Se han pintado de rojo los
cordones de soldadura)
2
5
3
4

6 7
9
8
Se han pintado de rojo los

(Se han pintado de rojo los
14 15
16
17

18
19

20
Tubería principal
Ramal
Observa cómo el ramal se “rosca” en el accesorio

21
Tubería principal
Ramal
Observa cómo el ramal se “enchufa” en el accesorio

22
Tubería principal
Ramal
Observa cómo el ramal se suelda a tope sobre el
accesorio

(Se han pintado de rojo los cordones de soldadura)
23
24
25

N.º Nombre del accesorio
Se
emplea
para …
Tipo (TH-SW
-BW)
1
Codo 90º
“socket-weld”
S.W.
2 Te normal S.W.
3
Manguito
roscado
T.H.
4
Codo 90º
roscado
T.H.
5
Medio
manguito
S.W.
6 Tapa roscada. T.H.
7
Codo roscado
de 45º
T.H.
8 Codo de 45º S.W.
9 Manguito S.W.
10 Te roscada T.H.
11
Swage
concéntrico
B.W.
12
Tapón de
cabeza
T.H.
13
Codo a 45º LR
(radio largo)
B.W.
N.º Nombre del accesorio
Se
emplea
para ...
Tipo (TH-SW-
BW)
14
Codo a 90º de
radio corto, SR
B.W
15
Codo a 90º de
radio largo, LR
B.W
16 Te recta B.W.
17 Cap o tapa B.W.
18
Reductor
concéntrico
B.W.
19
Reductor
excéntrico
B.W.
20 Thredolet T.H.
21 Sockolet S.W.
22 Weldolet B.W.
23 Swepolet B.W.
24 Elbolet B.W.-T.H.
25 Nipolet B.W.-T.H.
Solución Solución

Recuerda: Dimensiones de las tuberías

19.- ¿Qué tipo de accesorio permite unir estas 2 tuberías de distinto diámetro
manteniendo el B.O.P. (“Bottom of pipe”) constante, es decir, usando soportes de
la misma altura (H)?
20.- La tabla de la
fi
gura 72 permite saber qué tipo de accesorio debo usar si quiero
hacer un “picaje” de una tubería derivada (un ramal) sobre una tubería principal
(main). Sabiendo esto, responder:
A) El accesorio recomendado para sacar un ramal de 1” de una tubería principal de
4” es un ...................
B) El accesorio recomendado para sacar un ramal de 1” de una tubería principal
que también es de 1” es un ......................
Ø 4” Ø 6”
Soporte 1 Soporte 2
H
H
Suelo
¿?
Suelo
B.O.P. B.O.P.
(“Generatriz inferior”)

Normalizado
1. FRANCOVIGH S.A. ARGENTINA = Logotipo del fabricante.
2. A105N = Material designado según ASTM incluyendo el tratamiento térmico
3. B16 = Norma utilizada en la construcción de la brida.
4. RF = Tipo de cara (Raised Face).
5. 150 /6 = Rango de presión (150# = 150 PSI) y diámetro nominal de la brida (Ø 6”).
6. SCH.40 = Para bridas W.N. o S.W., es el espesor nominal del tubo a la que será
soldada.
7. 23 /J5 = Número de identi
fi
cación o Nº DE COLADA, por parte del fabricante.
Cómo Identi
fi
car
una Brida:
Esta información
puede variar en el
orden, pero
básicamente debe
de cumplir con
estas siete
características:
N = es un acero …??

Elbows
B.W.
¡¡También existen
codos de 180°!!
(Aunque se usan poco.
Son retornos de tubería)

Actividad Final: Identi
fi
car Accesorios
Ej. 21.- De todos los accesorios que tenemos en el aula 29:
Identi
fi
car todo lo que sepas (nombre, diámetro nominal, schedule,
clase, material, norma, Nº de Colada, etc... )
(REPARTIRLOS TODOS NUMERADOS Y EN CAJAS)
Nº Accesorio (BW/SW/TH) NPS Schedule
CLASE/
Serie (PSI)
MATERIAL Norma Nº Colada
0 Codo 90º LR (BW) 5” 40s A316 23JH95
1
2
...
...

Actividad Final: SOLUCIÓN Ej. 21:
Nº Accesorio (BW/SW/TH) NPS Schedule
CLASE /
Serie (PSI)
MATERIAL Norma Nº Colada
1 Codo 90º LR (SW) 1 1/2 " 3000 # A105 B16...
2 Te igual (TH) 1" 3000 # A105N 12/56
3 Swage nipple (BW) 1 1/2 x 1
4
5
6
7
8
9

Soldadura Interior
Soldadura
Exterior

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