FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Nombre de los estudiantes
EDUARDO VALENTIN ANCHUNDIA DELGADO
BRYAN KELVIN QUIJIJE GUAICHA
MERO MENDOZA STEVEN ABAD
NESTOR FABIAN TELLO PILLIGUA
DEFINICIÓN, CONCEPTO O
DESCRIPCIÓN DEL MECANISMO
TUBERÍA
Una tubería es un conducto que cumple
la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales
muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza la
denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza
la denominación específica de gasoducto. También es posible transportar
mediante tubería materiales que, si bien no son un fluido, se adecúan a este
sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etcétera
VÁLVULA
Una
válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar,
detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza
movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o
conductos.
Las
válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la
industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,
conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos
y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños
van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden
trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140
Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas
instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o
escurrimientos no tienen importancia.
ACOPLES
Accesorios
es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos
mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de
tuberías de una planta de proceso. Los accesorios se especifican por el
diámetro nominal de la tubería, el nombre del accesorio y el material se agrupan
en tres clases generales:
Accesorios
Roscados: Se usan generalmente en instalaciones de
tuberías de 2 ½ pulgadas de diámetro, o menos. Se usa un compuesto (aceite y
plomo) en las conexiones roscadas como lubricante y para sellar cualquier
irregularidad.
Accesorios
soldados: Se usan cuando las conexiones deben ser
permanentes y en líneas de alta presión y temperatura. Otras ventajas sobre los
accesorios roscados son: las tuberías soldadas son más fáciles de aislar, se
pueden colocar más cerca las unas de las otras y pesan menos.
Accesorios
de bridas: Proporcionan una forma rápida de desarmar
tuberías las bridas se unen a los extremos de las tuberías por medio de
soldadura, rosca o solapándolas. Las caras de las bridas se acoplan entonces
por medio de pernos, cuyo tamaño y espaciamiento se determina por el tamaño y
presión de trabajo de acoplamiento.
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PRINCIPIOS OPERATIVOS Y SU DIAGRAMAS DE PARTES
COMO TRABAJAN LAS VÁLVULAS?
Las válvulas de control
constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el
cuerpo.
ACTUADOR
El
actuador también llamado accionado o motor, puede ser neumático, eléctrico o
hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más
sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas
utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores
neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte .Lo que
se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión
recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago.
Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la
mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante
del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un
desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.
CUERPO DE LA VÁLVULA
Está
provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de
accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de
bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de
controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede
accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta
unido por medio de un vástago al actuador.
MIENTRAS UNAS ABREN, OTRAS
CIERRAN
Si la válvula se abre «mucho» (en
espacio… digamos milímetros) es porque el árbol de levas, la empujó «mucho» y
si abren o cierran en tiempos no sincronizados o en distancias incorrectas
provocará que todo el circuito funcione mal. Porque, básicamente, estamos
provocando que no entren o salgan los gases de forma correcta.
En pocas palabras, cuando el
árbol de levas gira va abriendo la válvula porque la empuja y esto debe, si o
si, estar sincronizado con el movimiento del pistón. Si la válvula de admisión (por la que entra la
mezcla aire-combustible) abre tarde se llena menos de «mezcla», y si abre a
destiempo la válvula de escape se vacía mal (y se vacía con distinta compresión
en lo que sale).
PRINCIPIOS OPERATIVOS DE UNA TUBERÍA
Una
tubería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros
fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. También sirven para
transportar materiales que, si bien no son propiamente un fluido, se adecuan a
este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etc.
PRINCIPIOS OPERATIVOS DE LOS ACOPLES
Los
accesorios son un conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que se unen a las
tuberías o equipos del proceso para asegurar la correcta unión y distribución.
Los accesorios se clasifican en distintos grupos según la función que
desempeñan en el circuito. Las características a tener en cuenta son: diámetro
nominal, material de fabricación, resistencia, espesor y dimensión del
accesorio.
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USOS EN LA INDUSTRIA Y
EJEMPLO DE APLICACIÓN COMO PARTE DE UN SISTEMA OPERATIVO
TUBOS
Los tubos de acero
inoxidable son ampliamente utilizados en la industria y el entorno doméstico.
Pueden presentar cualquier diámetro, largo o grosor, y ser desde
simples y estrictamente funcionales, hasta atractivos y decorativos,
En su uso industrial se les valora por su resistencia
y capacidad de soportar temperaturas y presión extremas, así como elementos
destructivos. Además, el coste de producción de este tipo de material es
relativamente bajo (por encima del plástico, pero aportando más ventajas).
Los tubos de acero pueden ser redondos, cuadrados o
rectangulares, y suelen incorporar aleaciones con diferentes metales, como el
aluminio, el titanio, el manganesio o el tungsteno. Son tan versátiles que
están presente en muchos tipos de industrias, produciéndose millones de
toneladas cada año
CODO PARA TUBO DE ACERO
INOXIDABLE
Al igual que el tubo,
este codo está fabricado con acero inoxidable (con Cromo y Níquel adicional en
acero al carbono). Los estándares y grados normalmente se encuentran en ASTM
A403 y ASTM A270, etc.
Tiene una mayor
resistencia a la presión y a la corrosión que el codo de acero al carbono.
El acabado de la
superficie es en 2B (acabado pulido) o acabado espejo, y usualmente se
encuentran en industrias de alimentación y para fines sanitarios.
Generalmente, el acabado en los codos de acero inoxidable se emplea para tuberías expuestas a ambientes con alta corrosión, como plantas químicas, o en gasoductos y oleoductos submarinos.
Generalmente, el acabado en los codos de acero inoxidable se emplea para tuberías expuestas a ambientes con alta corrosión, como plantas químicas, o en gasoductos y oleoductos submarinos.
CODO DE ACERO AL CARBONO
Codo de Acero al carbono cedula 40 es el codo de
tamaño más usado.
Para conocer más sobre el material acero al carbono, consultar los siguientes
estándares:
ASTM 234 WPB y WPC
ASTM
A420 WPL6
MSS-SP-75
WPHY 42, 46, 52, 56, 60, 65 y 70
Las válvulas de bola de gas se utilizan principalmente para cerrar el flujo de gas en trenes de gas o instalaciones de gas antes y después de otros equipos como reguladores de presión de gas, contadores de gas, etc. Estas válvulas de bola son adecuadas para todos los gases y todos los demás gases no agregados
Para aplicaciones de refinería, para depósito, para tubería, para productos a granel, para conducto, para canalizaciones, para gas, para instalación de ventilación, para la industria del gas
- Su aplicaciones industriales,
- Industria química.
- Industria agro-alimentaria.
- Instalación de calefacción,
- Ventilación y aire acondicionado
- Sistema de calefacción, de proceso,
- Caldera,
- Compresor
- Soplador
- Industria del petróleo
Para aplicaciones de refinería, para depósito, para tubería, para productos a granel, para conducto, para canalizaciones, para gas, para instalación de ventilación, para la industria del gas
Caudal:
Mín.: 0 m³/h (0 ft³/h)
Máx.: 20.000 m³/h (706.293 ft³/h)
20.000 m³/h (706.293 ft³/h)
EJEMPLO DE APLICACIÓN
SABER QUE ES LA CAVITACIÓN
Cuando en una tubería que transporta agua la
presión interior comienza a caer por debajo de la presión atmosférica se inicia
el vacío. A medida que desciende la presión, el vacío aumenta, aunque el agua
sigue líquida. Es a partir de un determinado valor de vacío cuando el agua
cambia de estado y se transforma en vapor.
Un líquido puede pasar a vapor debido a dos
circunstancias, o bien porque aumente su temperatura o bien porque disminuya su
presión.
Cuando el agua pasa a vapor, libera gases que
se encontraban disueltos y se forman unas burbujas (las cuales se denominan
cavidades, de ahí el nombre del fenómeno) que viajan con la corriente líquida y
que, al ganar presión nuevamente aguas abajo, explotan con violencia. Es lo que
se conoce como cavitación.
Cuando la presión se recupera las burbujas colapsan y explotan. Cuando lo hacen cerca de las paredes de la válvula o de la tubería ocasionan importantes daños.
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TIPOS O CLASIFICACIÓN DE
LOS DIFERENTES MECANISMOS
LOS ACCESORIOS
Son
un conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que se unen a las tuberías o
equipos del proceso para asegurar la correcta unión y distribución. Los
accesorios se clasifican en distintos grupos según la función que desempeñan en
el circuito. Las características a tener en cuenta son: diámetro nominal,
material de fabricación, resistencia, espesor y dimensión del accesorio. Los
accesorios más utilizados en las plantas industriales son:
Te (T): Accesorio en
forma de T que permite realizar una conexión a tres bandas. También llamada
racor en T. Los diámetros de las distintas salidas pueden ser del mismo tamaño
o distintos.
Cruz (X):
Accesorio con forma de cruz, para unir cuatro pasos; también llamado racor en
cruz, T con salida lateral, T de cuatro pasos.
Codo
(C):
Accesorio de tubería que tiene una curva a X grados, empleada para desviar la
dirección recta de la misma.
Filtros (F):
accesorios de seguridad que permiten retener y controlar la contaminación de
posibles partículas no deseadas. También contribuyen en la vida útil de los
equipos de sistema.
Expansiones/Reducciones
(E/R):
accesorios de forma cónica que permiten aumentar o disminuir el diámetro de las
tuberías según las necesidades de cada tramo. Hay 2 tipos de reducciones; las
concéntricas y las excéntricas. En el primer caso el diámetro grande y el
pequeño tal y como indica su nombre son concéntricos. En el segundo caso los
diámetros son excéntricos. Este último tipo es muy utilizado para evitar las
bolsas de agua en las bombas
Bridas
es el elemento que une dos componentes de un sistema de tuberías, permitiendo
ser desmontado sin operaciones destructivas, gracias a una circunferencia de
agujeros a través de los cuales se montan pernos de unión. Las bridas son
aquellos elementos de la línea de tuberías, destinados a permitir la unión de
las partes que conforman esta instalación, ya sean tubería, válvulas, bombas u
otro equipo que forme parte de estas instalaciones.
TIPOS DE BRIDAS
Los
diseños de las bridas habituales son:
- ü Bridas con cuello para soldar
- ü Bridas deslizantes
- ü Bridas roscadas
- ü Bridas para junta con solapa
- ü Bridas con asiento para soldar
- ü Bridas ciegas
- ü Bridas de aislamiento eléctrico
- ü Bridas en ocho
VÁLVULA
Una
válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar,
detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza
movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o
conductos.
TIPOS DE VÁLVULAS
La válvula de aguja
es ideal para regular el caudal, pues gracias a su diseño, precisión y
estabilidad permite un buen sellado, sin desgaste, incluso con grandes
contrastes entre presiones.
Las
válvulas de bola,
también llamadas válvulas de esfera o esféricas, sirve para regular el paso de
fluidos.
Las válvulas de compuerta
abren el paso al fluido mediante el alzado o levantamiento de su compuerta o
cuchilla (rectangular o redonda).
Las válvulas de globo
se llaman así por la forma de esfera del cuerpo, es ideal en aplicaciones que
requieran de una estanqueidad perfecta, una alta efectividad de flujo y una
prolongada vida útil.
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