Periféricos

Tuberías

En la instalación de sistemas de tuberías, los términos diámetro nominal (DN) y presión nominal (PN) se utilizan para identificar las características de las tuberías con el fin de definir las piezas compatibles, por ejemplo, las conexiones de brida. El diámetro nominal y la presión nominal se normalizan en función del incremento geométrico.

A la hora de dimensionar las tuberías, es decir, definir el diámetro nominal y la presión nominal de las tuberías y válvulas, siempre hay que encontrar un equilibrio entre los requisitos técnicos, como mantener la pérdida de presión o de calor lo más baja posible, y los costes de inversión y de operación asociados. El equilibrio óptimo entre la inversión y los costes de operación es diferente para cada tubería y sistema. Debido a las características de la curva en el rango mínimo de los costes totales, dos diámetros nominales se encuentran a menudo dentro del rango óptimo.

En el diseño de las tuberías deben observarse los siguientes pasos:

• Definir diámetro nominal
• Definir la presión nominal
• Seleccionar material
• Definir luces
• Considerar la dilatación térmica
• Tener en cuenta las características especiales del medio durante la instalación

Velocidades de diseño estándar (velocidades recomendadas) para el dimensionamiento de tuberías

Definición de diámetro nominal DN

Los diámetros nominales de la tabla siguiente se indican sin unidades. Corresponden aproximadamente al diámetro interior de la tubería en mm. Esto se debe a razones de producción, ya que las herramientas utilizadas en la fabricación de tuberías se definen a través del diámetro exterior y, por lo tanto, el diámetro interior claro varía en función del grosor de la pared. El diámetro nominal bastará normalmente como variable de cálculo para el dimensionamiento aproximado del diámetro interior.

Diámetro del tubo (EN 10255:2004+A1:2007, EN 1092-1:2013-04, Tabla A.1)

El diámetro nominal necesario puede calcularse de la siguiente manera:

Para optimizar los diámetros nominales que han sido diseñados de acuerdo con una velocidad recomendada admisible, puede ser aconsejable en casos individuales, por ejemplo, si la tubería es muy larga, volver a calcular y optimizar el diámetro nominal de la tubería utilizando programas de diseño especiales.

Definición de la presión nominal PN

La presión nominal es una etapa de presión normalizada para tuberías y válvulas. Representa un parámetro para las características mecánicas y dimensionales de un componente. Los componentes con el mismo diámetro nominal y la misma presión nominal son compatibles. La presión nominal corresponde a la presión positiva máxima admisible [bar] a una temperatura de referencia de 20°C.

Sin embargo, además del material, la presión positiva máxima admisible de un componente depende ante todo de la temperatura. A temperaturas más elevadas, la presión de servicio máxima admisible desciende por debajo de la presión nominal. En ese caso, las tuberías o válvulas no pueden funcionar a la presión nominal.

La asignación presión-temperatura de las bridas se basa en los grupos de materiales. En el ámbito de las calderas de vapor son habituales los siguientes materiales y grupos:

Grupos de materiales según EN 1092-1:2013-04 Tabla 9, G.2.2, G.3.2, Tabla D.1

El siguiente diagrama muestra las curvas presión-temperatura para diferentes etapas de presión nominal. En este caso, observe también la información del capítulo Herramientas – Asignación presióntemperatura, que contiene las tablas para el diagrama.

Info sobre Presión y temperatura nominales

Definición del material

La tabla siguiente sólo indica los requisitos mínimos para la selección de materiales. También pueden utilizarse otros materiales cuando se den condiciones de instalación especiales, requisitos del cliente o normativas nacionales o locales.

Requisitos mínimos para la selección de materiales

Definición de tramos

Debe garantizarse, mediante un número suficiente y una construcción correcta de los soportes, que las tuberías no se deformen más allá de los límites aceptables debido a las fuerzas de peso (peso propio, contenido, válvulas y aislamiento) y a otras fuerzas que actúen sobre ellas (por ejemplo, en las deflexiones).

Los requisitos para las tuberías se explican en la norma EN 13480-3.

Tuberías y bridas para agua y vapor

– Con adiciones por interpolación
– L1 limitación de desviación, hasta DN 50 = 3 mm de desviación, a partir de DN 65 = 5 mm de desviación
– Para más detalles, véase EN13480-3

Expansión térmica

Las sustancias se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando vuelven a enfriarse.

Este efecto debe tenerse en cuenta en muchos puntos de un sistema de calderas, especialmente en lugares donde pueden producirse altas temperaturas durante el funcionamiento.

Por ejemplo, durante la planificación y la instalación deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

Para calcular la dilatación térmica lineal se puede utilizar la siguiente ecuación:

La longitud de la pata necesaria para absorber la dilatación térmica debe determinarse de acuerdo con los códigos generales de buenas prácticas.

La longitud del tramo requerido para absorber la dilatación térmica debe determinarse de acuerdo con los códigos generales de buenas prácticas.

Se debe mantener un espacio libre de al menos 50 – 100 mm para instalar las tuberías y el aislamiento, así como para realizar reparaciones. La norma técnica de uso frecuente para trabajos de aislamiento DIN 4140 recomienda una holgura mínima de 100 m.

Para minimizar las distancias, las conexiones de brida deben tener una disposición desplazada en los puentes de tuberías.