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Este artículo fue editado por última vez por el sitio web Liangsiqikan.com el 23 de marzo de 2016, a las 20:31. Se trata de una opinión sobre la disposición de las tuberías a presión en entornos industriales (solo como referencia). Sitio web: www.liangsiqikan.com. [Resumen]: Este artículo presenta opiniones sobre cómo deberían disponerse las tuberías a presión en entornos industriales. Tras definir y clasificar las tuberías a presión, se describen brevemente los pasos para el diseño de dichas tuberías. Se proponen también los principios para su disposición: un diseño general seguido de ajustes locales. Se describen brevemente los aspectos a tener en cuenta durante el proceso de disposición de las tuberías, como la coordinación con las diferentes especialidades en el diseño de las mismas y el análisis de esfuerzos. Finalmente, se presenta un resumen basado en la experiencia práctica personal sobre la disposición de las tuberías, y se expone una comprensión del objetivo y los requisitos del diseño de tuberías industriales, es decir, su racionalidad económica. 【Palabras clave】: tuberías a presión ； Tuberías industriales a presión ； Distribución de tuberías a presión ； Racionalidad económica ； Introducción a las clasificaciones de las tuberías a presión: Las tuberías a presión son dispositivos en forma de tubo que se utilizan para transportar gases o líquidos, bajo cierta presión. Se consideran tales aquellas cuya presión de operación máxima es igual o superior a 0,1 MPa (presión manométrica). Estas tuberías pueden transportar gases, gases licuados, vapor, así como líquidos inflamables, explosivos, tóxicos o corrosivos. Además, su temperatura de operación máxima debe ser igual o superior al punto de ebullición estándar. Finalmente, el diámetro nominal de estas tuberías debe ser mayor a 25 mm. En la producción industrial, las tuberías a presión son las más utilizadas. Con el desarrollo constante de la economía de nuestro país, cada vez más fábricas nuevas necesitan un diseño técnico adecuado. La pregunta que se plantea a todos los diseñadores técnicos es cómo poder crear, en poco tiempo, planos de tuberías a presión que cumplan tanto con los requisitos del cliente como con los objetivos de producción. Basándome en varios años de experiencia laboral, se explica a continuación cómo instalar tuberías sometidas a presión de manera rápida y eficaz, teniendo también en cuenta la viabilidad económica. 1. ¿Qué son las tuberías a presión? En un sentido amplio, las tuberías a presión son todas aquellas que soportan presión interna o externa, independientemente del medio que se encuentre dentro de ellas. Las tuberías a presión son una parte de las tuberías en general. Las tuberías se utilizan para transportar, distribuir, mezclar, separar, descargar, medir, controlar y detener el flujo de fluidos. Están compuestas por tubos, conexiones, bridas, pernos, juntas, válvulas, otros componentes, así como elementos de soporte. Desde que nuestro país emitió las “Normas de gestión y supervisión de las tuberías a presión”, este término pasó a ser el nombre específico para designar a las tuberías que están sujetas a supervisión. En el artículo 2 de las “Disposiciones para la gestión y supervisión de las tuberías a presión”, se define a estas como: “Equipos especiales que se utilizan en la producción y la vida cotidiana, y que pueden causar riesgos graves como explosiones o intoxicaciones”. En el “Reglamento sobre la inspección de seguridad de los equipos especiales”, emitido por el Consejo de Estado el 1 de junio de 2003, se define más claramente a las tuberías a presión como “equipos tubulares que utilizan cierta presión para transportar gases o líquidos. Se consideran tales aquellas tuberías cuya presión de trabajo máxima es igual o superior a 0,1 MPa (presión manométrica), y que transportan gases, gases licuados, vapor, o líquidos inflamables, explosivos, tóxicos o corrosivos. Además, su diámetro nominal debe ser mayor a 25 mm”. Por lo tanto, los “tubos a presión” de los que se habla actualmente no se refieren únicamente a aquellos que soportan presión dentro o fuera de su interior. Además, el medio que se transporta en su interior puede ser “gas, gases licuados y vapor”, o bien “líquidos que puedan causar incendios, explosiones, intoxicaciones o corrosión”. No se trata, en resumen, de tubos a presión en el sentido tradicional del término. En los proyectos industriales, lo que se encuentra con mayor frecuencia son tuberías a presión; por lo tanto, en su diseño es necesario cumplir estrictamente con los requisitos establecidos en el “Reglamento de Supervisión de la Seguridad de los Equipos Especiales”, además de seguir las normas aplicables a las tuberías a presión. Según su categoría, las tuberías a presión se dividen en cuatro tipos: tuberías de transporte a larga distancia, tuberías públicas, tuberías industriales y tuberías de energía. Este artículo trata principalmente sobre los aspectos relacionados con el diseño de las tuberías industriales (categoría GC). Las tuberías industriales son aquellas que pertenecen a empresas y entidades, y que se utilizan para transportar medios procesales, así como tuberías de servicios públicos y otras tuberías auxiliares. Según el nivel, se dividen en 3 categorías según la presión, la temperatura y la toxicidad del medio transportado. 2. Diseño de tuberías a presión 2.1 Primero, se debe determinar la categoría y el nivel de las tuberías. Al inicio de un nuevo proyecto, mediante la comunicación con el cliente, se obtiene información sobre los productos y la producción que se generarán en dicho proyecto. Según los requisitos del cliente, se define el proceso de producción. A partir de la definición y clasificación de las tuberías a presión, se determina su categoría. Dependiendo de las propiedades del medio que circula por las tuberías, se establece su nivel. Finalmente, según las definiciones establecidas por la propia empresa en cuanto a los rangos de temperatura y presión para las tuberías, se elabora la tabla de niveles para las tuberías de este proyecto. Al determinar el proceso de fabricación, es necesario realizar un cálculo y verificación del diámetro de los tubos. Una vez completados los trabajos anteriores, es necesario proceder con la disposición de las tuberías a presión. 2.2 Disposición de las tuberías a presión: Una vez determinada la tabla de clasificación de las tuberías, se procede a su disposición según el proceso industrial y los planos de ubicación de los equipos. En esta disposición se sigue el principio de ajustes locales dentro del diseño general, lo cual permite ahorrar tiempo y organizar las tuberías de manera eficiente. Diseño general: se trata de determinar la ruta aproximada de las tuberías, en función del área ocupada por el equipo. Una vez definida la ubicación de los equipos, se establece la posición aproximada de cada tubería ； Los ajustes locales son modificaciones en la ubicación de las tuberías que se realizan una vez que el diseño está prácticamente completo, y esto se hace en coordinación con los diferentes especialistas involucrados. En el diseño, si las tuberías de proceso chocan con tuberías públicas o con vigas y columnas, es necesario realizar modificaciones locales en la altura o en la dirección de dichas tuberías. Si también cambian las conexiones de las tuberías que conectan los equipos, también es preciso ajustar esas tuberías. En caso de que no se trate de cambios significativos, la dirección general de las tuberías permanece igual; solo se modifican las tuberías afectadas. La ubicación de las tuberías no se determina de forma instantánea; la naturaleza del diseño de ingeniería implica que el dibujo no se elabora de una sola vez, sino que es necesario realizar modificaciones constantes. Siguiendo los principios mencionados, aunque sea necesario ajustar la disposición de las tuberías según las circunstancias, esto permite ahorrar mano de obra y tiempo. Además, la disposición de las tuberías resulta más racional. Este principio es especialmente aplicable a los proyectos de ingeniería en los que se determina primero la estructura del edificio. La disposición de las tuberías puede realizarse sobre el plano ya establecido para la ubicación de los equipos; primero se colocan las tuberías principales y luego las tuberías secundarias. Una vez definida la ubicación aproximada de las tuberías principales, se determina la posición exacta de las tuberías secundarias, realizando ajustes locales según las conexiones de los equipos. 2.3 Comunicación y coordinación con las disciplinas relacionadas: se lleva a cabo una coordinación con estas disciplinas para ajustar la disposición de las tuberías; este proceso también se desarrolla al mismo tiempo que el diseño. 2.4 El análisis de esfuerzos en las tuberías a presión es necesario para algunas tuberías de gran diámetro y alta presión; en los puntos de bifurcación y en las curvas, también se requiere realizar un análisis de esfuerzos. Se realizan los ajustes adecuados en el diámetro del tubo y en el espesor de su pared. Lo anterior solo describe de forma breve los pasos básicos del diseño de tuberías. En los diseños más complejos, es necesario determinar el diámetro de las tuberías y los parámetros de elevación de las bombas, tomando en cuenta la capacidad de producción del proyecto. En resumen, la viabilidad económica de la disposición de las tuberías es un aspecto que debe tenerse en cuenta en el diseño. Bajo la condición de satisfacer las necesidades de producción y los requisitos del cliente, saber cómo completar el diseño de las tuberías en poco tiempo es un problema que debe abordar todo diseñador. En la práctica, aplicando el principio de ajustes locales dentro de un diseño general, se puede ahorrar tiempo y evitar un gasto innecesario de energía. 3. Algunos aspectos a tener en cuenta en el diseño de la disposición de las tuberías: Dado que los tubos de presión transportan diferentes tipos de medios, en su diseño es necesario considerar de manera integral los problemas de seguridad relacionados con la presión, la temperatura y la toxicidad del medio transportado. Como la ubicación de instalación de las válvulas, la instalación de manómetros, caudalímetros, etc., si la ubicación de los dispositivos de alivio de presión es fácil de operar, si la ubicación de los soportes y bridas de las tuberías es adecuada, y si se instalan dispositivos de amortiguación en los puntos donde hay concentración de esfuerzos. La disposición de las tuberías de proceso es un trabajo meticuloso que requiere paciencia y atención al detalle. Al inicio del diseño, se debe definir claramente el objetivo; a partir del plano de disposición de los equipos, se debe tener una idea aproximada de la ruta que seguirán las tuberías principales, y se debe considerar si es necesario instalar pasillos intermedios para dichas tuberías. En segundo lugar, es necesario conocer las normas estándar para la instalación de tuberías, en particular, la distancia entre tuberías adyacentes, la distancia entre las tuberías y las estructuras cercanas, la ubicación de los soportes para tuberías, y la altura de las manijas de las válvulas. En tercer lugar, se debe organizar todo de manera adecuada y comenzar a dibujar. Es necesario perfeccionar el plano de disposición de los equipos, tomando como referencia el diagrama del proceso industrial; se debe empezar por las tuberías principales. Siguiendo el principio de ajustes locales según la distribución general, se inicia el tendido de tuberías. Cuarto, elegir los materiales de manera adecuada: estos deben satisfacer los requisitos del proceso de fabricación, pero sin ser excesivamente conservadores, lo que evite el desperdicio. Finalmente, contar los materiales con precisión. Es necesario ser muy cuidadoso con los materiales estadísticos; que los materiales utilizados no sean los adecuados es algo que causa mucha vergüenza a muchos diseñadores de tuberías. La precisión en la estadística de los materiales también proporciona una base sólida para que el propietario pueda realizar licitaciones. De esta manera, se puede lograr un ahorro económico durante la ejecución del proyecto, lo que permite que este cumpla con sus objetivos económicos razonables. En la actualidad, donde la economía se desarrolla a gran velocidad, la rentabilidad es una de las principales preocupaciones de todo propietario. Como diseñadores, el punto de partida en la elaboración de los planos es precisamente lo que el propietario exige del proyecto. Por lo tanto, la racionalidad económica está presente en todo momento durante el diseño del proyecto. Un diseñador competente no solo debe ser capaz de completar su trabajo a tiempo, sino que también los planos deben ser económicos y fáciles de utilizar, de modo que se cumplan las exigencias del propietario y, al mismo tiempo, se ahorre tiempo y espacio. Solo aquellos planos que logran este objetivo pueden considerarse como planos de disposición de tuberías adecuados. Referencias: [1] «Normas para el diseño de tuberías metálicas industriales» GB50316-2000 [2] «Normas para tuberías a presión» GB/T20801-2006