240214_vmh_Notas de Ingeniería Del Casco

SISTEMAS DE INGENIERIA DEL CASCO INSTITUTO TECNOLOGICO DE MAZATLAN

ICN VICTOR MANUEL HERNANDEZ

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1.1 ARREGLO DEL ESPACIO DE MAQUINARIA.

La creación de un arreglo de un espacio de maquinaría y la creación de un sistema de tuberías

dentro de un espacio de maquinaria son procesos estrechamente ligados, de hecho, son

inseparables, la ubicación de la mayoría de los componentes de maquinaria es establecida sobre

la base de la consideración del espacio de tubería.

Las consideraciones que se deben tener en cuenta cuando se está desarrollando un arreglo de un

espacio de maquinaria fueron descritas en el capítulo 1. Tal como es el caso del desarrollo de

diseños para muchos tipos de sistemas complejos, el desarrollo de un arreglo de un espacio de

maquinaria es un proceso iterativo. Un proceso iterativo tal es ilustrado mediante la espiral de

diseño preliminar mostrado mediante la fig. 2 del capítulo 1.

Para muchos tipos de embarcaciones, tal como una línea de pasajeros, tanquero, y

portacontenedores, no hay exclusivamente un arreglo de un espacio de maquinaría optimo que sea

claramente discernible. En el caso usual, un numero de arreglos debería estar considerado

satisfactorio, naturalmente, algunos serían preferibles que otros. Es responsabilidad del ingeniero

naval evaluar las diversas alternativas de modos de actuar y seleccionar aquella que ofrezca el

mejor arreglo. Para llegar a alcanzar razonablemente un óptimo arreglo del espacio de maquinaria,

el ingeniero naval debe poseer una amplia base de conocimiento para cubrir la operación y el

mantenimiento de plantas de propulsión, sistemas de tuberías, sistemas de ventilación, y sistemas

eléctricos.

Junto a la preparación de las especificaciones de una embarcación, los trazos de un espacio de

maquinaria deben de estar desarrollados. Una de las primeras consideraciones cuando se está

desarrollando un arreglo de espacio de maquinaria preliminar es reconocer que el arreglo está

basado sobre muchos componentes los cuales son solo soluciones provisionales y que sus

dimensiones son solo aproximadas. En la medida que sea viable una razonable asignación debería

ser hecha por cambios en dimensiones y desarrollos imprevistos.

Puesto que la carga no es llevada en el espacio de maquinaria, el ingeniero naval esta bajo

constante presión para reducir el espacio (particularmente en eslora) del espacio de maquinaria.

Sin embargo, debe ser provisto de suficiente espacio para la correcta operación y mantenimiento

del espacio de maquinaria y equipo de soporte.

1.2 CREACIÓN DEL ESPACION DE MAQUINARIA.

Una de las primeras decisiones a ser hechas respecto al diseño de un espacio de maquinaria es su

localización. Aunque muchas variaciones son posibles, particularmente para embarcaciones con

aplicaciones especiales, hay usualmente dos alternativas entre las embarcaciones mercantes

comunes, es decir, la maquinaria deber ubicada ya sea en la región más a popa de una

embarcación o en la región un poco a popa de la sección media. El espacio de maquinaria de los



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tanqueros, como un ejemplo, están sin excepción confinados en la popa de la embarcación; estos

arreglos generalmente simplifican el diseño de la embarcación, especialmente en cuanto riesgo de

explosión son minimizadas. Dos factores permiten tal arreglo, uno es aquel que las líneas del

casco en tanqueros en dirección de popa están llenas de tal manera que hay suficiente amplitud

del casco para alojar la maquinaria. La otra es la capacidad de los tanqueros para tomar lastre

para facilitar al aperador de la embarcación el ajuste del calado de operación preferiblemente

dentro de amplios límites; por consiguiente, el gran peso inherente con la maquinaria principal no

presenta problemas de asiento o trim aún cuando se confine en la popa de la embarcación debido

a que el lastre de agua de mar puede ser tomado de la región de más a proa de la embarcación

para mantener un razonable calado uniforme.

Por otro lado, muchas embarcaciones de carga seca no tienen la habilidad para un arbitrario ajuste

del calado de operación, consecuentemente, el peso inherente con la maquinaria de propulsión

principal presentaría un severo problema de asiento cuando la embarcación este ligeramente

cargada, además de esto, las líneas de casco en popa de muchas embarcaciones de carga seca

son tan finas que la maquinaria de propulsión no se ajustaría dentro de los limites de el casco en la

región de más a popa de la embarcación, por esas razones, el espació de maquinaria para

embarcaciones de carga seca finos es localizada más hacia adelante.

Cuando se esté desarrollando un arreglo de un espacio de maquinaria, el diseñador debe

visualizar el sistema de tuberías, las válvulas, y otros equipos asociados con cada componente,

también los requerimientos de funcionalidad y las interrelaciones de los diversos componentes

debe estar tomados en mente tanto del punto de vista de un mecánico y de un operador. El

mantenimiento y la inspección general juegan roles importantes en el arreglo de varios

componentes, particularmente de aquellos que contienen tubos los cuales ocasionalmente

requieren reemplazo.

Con frecuencia hay un rango de flexibilidad en el arreglo del espacio de maquinaria. Suponiendo

para propósitos de que las consideraciones de inspección general del tipo descrito en el capítulo 1

tiene que inducir a la selección de una planta de propulsión tipo turbina de vapor, la caldera puede

ser situada proa de los motores principales o pueden ser ubicadas a popa y sobre las maquinas

principales como está ilustrado mediante la fig. 1

A través de 4 (el cual es un típico arreglo de embarcación de carga seca). El más reciente arreglo

permite un espacio de maquinaria reducido, no obstante el elevado centro de gravedad del peso de

las calderas relativamente es desventajoso según comparado con el primer arreglo, el cual permite

que las calderas se ubiquen abajo en la embarcación.

En la selección de la ubicación de la caldera, el espacio entre, proa y popa de la caldera debe ser

estudiada desde el punto de vista de operación así como también tales consideraciones de

mantenimiento como renovación del tubo de caldera, renovación del tubo del ventilador de

remoción del hollín, renovación del tubo del economizador, renovación del quemador y renovación



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del desobrecalentador (si procede la selección de la caldera). La ubicación del cañón de la

chimenea entre la caldera y la escotilla de la caldera, así como también el trabajo del ducto del

ventilador de tiro forzado, son investigados y normalmente se muestran sobre esquemas de diseño

preliminar. Los ventiladores de tiro forzado son usualmente ubicados ventajosamente para extraer

el aire más caliente de cualquiera de los dos, el aire del forro circundante del cañón de la chimenea

o desde el forro del espacio de maquinaría si el forro del cañón de la chimenea no es requerido.

Los forros de los espacios de maquinaría son verificados para determinar que su dimensión es

adecuada para alojar el cañón de la chimenea de la caldera y la admisión del aire de ventilación

con acceso alrededor del cañón de la chimenea.

El balance entre los componentes seleccionados y el espacio disponible son algunas veces

requeridos como el equipo tentativamente seleccionado, puede no ser propicio para un arreglo

aceptable. Por ejemplo, en la selección entre bombas horizontal y vertical, las bombas horizontales

requieren más espacio no obstante son las más fáciles para mantener y son más fácilmente de

inspeccionar. En el caso del equipo de transmisión de calor, la selección entre los tipos vertical y

horizontal puede ser hecha también en favor del espacio disponible.

Una vez que la ubicación de las maquinas principales ha sido establecida tentativamente, la

posición vertical de la maquina principal es investigada. Como se discutió en el capítulo 11, la

ubicación de la propela es fijada mediante consideraciones hidrodinámicas, además, mediante la

inclinación del eje es suministrado un grado de libertad en la ubicación de las maquinas

principales, como puede verse en la fig 1. En el caso usual hay apenas espacio adecuado bajo el

reductor principal para el cárter del aceite, y el condensador principal está tan abajo que es difícil

proveer suficiente inmersión para la bomba del condensado principal sin diferir el interior del fondo.

Como resultado, el sistema de ejes principal es invariablemente inclinado hacia arriba yendo hacia

proa de manera que suavice esas áreas problemas. Una cantidad moderada de inclinación del eje

no es inaceptable (ver el capítulo 11).

Si las maquinas principales son ubicadas en el extremo de popa del espacio de maquinaria, una

verificación debe ser hecha para asegurar que hay espacio adecuado al rededor del reductor de

engranes para pasar y que es suministrado el acceso suficiente del engranaje y el piñón, las bases

longitudinales del reductor de engranes y del cojinete de empuje principal son delineadas para

confirmar que puede ser suministrada rigidez suficiente.

Por ahora los grandes componentes de maquinaria deberían ser estudiados para cerciorarse que

pueden estar tanto descargados a través de la escotilla o removidos a través de una abertura

hecha en el casco, frecuentemente demandas de descarga necesitan ajustes en la ubicación de

los componentes de la maquinaria.

Varios aspectos del sistema de condensado principal requiere un estudio especial durante el

principio de las etapas de diseño. Las bombas de condensado principal deben ser capaces de

manejar agua mediante vacio a su temperatura de saturación. Ocurrirá intermitencia en la entrada



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del impelente de la bomba a menos que una adecuada carga hidrostática entre el nivel mínimo de

agua de operación caliente del condensador y la bomba de succión sea disponible. Una pequeña y

directa guía inclinada de agua caliente a la bomba es esencial. La ubicación de las bombas cercas

de condiciones erráticas de succión en el caso de que la embarcación se balance o adquiera una

escora peramente.

El sistema de tubería principal de agua de mar del condensador, debido a su tamaño, debería ser

mostrado en los planos preliminares y analizarlos con el especio de inspección de condensador, la

circulación principal de las bombas debería ser dispuesta para proveer una vía pequeña de succión

de agua, alta y baja succión de tomas de mar. La bomba descarga en el condensador principal y

después fuera de la borda. Como se muestra en la fig. 2. El agua de mar de enfriamiento para los

enfriadores de lubricante es usualmente suministrada mediante una bomba de circulación principal.

Las bombas de aceite lubricante toman la succión mediante el carter y el reductor de engranes,

debería estar localizadas para proveer el más pequeño sistema de tubería practico. Donde un

sistema de gravedad es empleado, la bomba de aceite lubricante descarga a través de cedazo y

enfriador al tanque de gravedad que está ubicado bien arriba en el forro del espacio de maquinaria.

El tanque de gravedad debe estar lo suficientemente alto para suministrar lubricante bajo el flujo de

gravedad a una presión de 10 psia. En la turbina y los cojinetes de engranes. El lubricante

completa el ciclo mediante la recolección en el cárter debajo del reductor de baja velocidad.

Debido a consideraciones de control por daño, los barcos de guerra no están provistos con

sistemas de lubricación por gravedad, en lugar de eso, la presión del sistema de aceite lubricante

en las embarcaciones de guerra es mantenida mediante bombas. Debido a las consideraciones de

arreglos, algunas embarcaciones mercantes también emplean sistemas de aceite lubricante

presurizado con bombas.

Otros sistemas tales como el sistema del condensado del auxiliar el sistema de alimentación son

tratados similarmente. Como se ilustro en la fig.2, los componente tales como las bombas contra

incendio, bombas del servicio sanitario, bombas de agua dulce, bombas de servicios generales, y

compresores de aire, los cuales no están directamente relacionados al sistema de propulsión, son

estudiados y ubicados convenientemente.

Por ahora, con un arreglo satisfactorio tentativamente establecido sobre el nivel más bajo, el nivel

de operación principal puede ser establecido, cuando se determina la altura del nivel de operación,

debido a consideración debe ser dado el espacio requerido, debajo del nivel para tuberías,

trayectoria de cables, ductos de ventilación, alumbrado y el espacio necesario sobre cabeza sobre

el nivel más bajo de transito de personal, el nivel de operación localizado en la parte exterior de

cada lado de las unidades de propulsores principal sirve como base para los turbogeneradores,

tableros de control, plantas de destilación, evaporadores contaminados, y otros equipos se

muestran en la fig. 3 es deseable desde un punto de vista operacional para el nivel de operación al

mismo nivel de elevación de todos los puntos; sin embargo, el más bajo nivel puede ser requerido



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entre las turbinas y sobre el reductor de engranes para acceso a los cojinetes y para permitir la

observación de los termómetros de aceite lubricante y la visión de los indicadores de flujo.

El tamaño y la ubicación de la estructura, incluyendo pilares, dentro del espacio de maquinaria,

puede ser determinado, para ajustar el peso estimado de los componentes.

Los equipos más pequeños como los eyectores de aire, panel indicador de bombas, cabina

telefónica, escritorio de bitácoras, están ubicados sobre la base de consideración de operación

óptima.

El espacio suministrado para las áreas de operación y los accesos, debería confirmarse como

adecuados. En la determinación de accesos y áreas de operación, lo siguiente debería ser

considerado como mínimo. El espacio sobre cabeza en todas las áreas de trabajo debería ser de 6

ft -3 in. El espacio sin obstrucción en frente del regulador de flujo principal y las estaciones de

control y el ancho del pasillo de disparo de la caldera debería ser de 5 ft. El ancho del acceso de

pasaje debería ser de 24 in, sin embargo, el ancho de pasajes secundarios o pasillos no frecuentes

de pasajes puede ser de 18 in.

El ancho de escaleras acceso principales debería ser de 24 in. Y el ángulo de inclinación de

escaleras de acceso principal debería ser de 60 grados desde la horizontal. La inclinación de

escaleras ocasionalmente usadas puede, sin embargo, ser mayor; el ancho de escaleras verticales

ocasionalmente usadas en niveles intermedios puede ser de 18 in. Con 12 in como mínimo.

Por ahora debe ser hecha una evaluación global, hay adecuado espacio para los accesos,

operación, y mantenimiento? Si no, puede ser una necesidad incrementar la eslora del espacio de

maquinaría, es poco probable encontrar que el espacio disponible sea en exceso de aquel

requerido; no obstante, en el caso de tales circunstancias afortunadas, el espacio excesivo debería

ser asignado a la carga.

1.3 RESUMEN.

A pesar de la cantidad de trabajo que ha entrado en el diseño del espacio de la maquinaría hasta

ahora, el arreglo desarrollado es solo tentativo. Muchos de los arreglos están basados en

información aproximada; adicionalmente, trazos de multiples alternativas de arrelgos pueden haber

sido desarrolladas de algunas áreas. Ahora hay tareas restantes de evaluación de diversas

alternativas y selección de aquellas que ofrecen el mejor compromiso desde puntos de vista de

costos, operación, accesibilidad y supervisión. Si todo lo dicho anteriormente es cuidadosamente

ejecutado, muy poco reordenamiento será requerido durante el desarrollo de los trabajos finales de

dibujo, los cuales son preparados para la construcción de la embarcación.



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2.1 DISTRIBUCION DE SISTEMAS DE TUBERIAS.

La distribución del sistema de tubería debería ser preparado de una manera limpia y ordenada y no debería

de obstruir o interferir con la operación de puertas, escotillas de cubierta o escotillas del casco. La distribución

del sistema de tubería debería de permitir el paso libre en áreas peatonales y de funcionamiento de trabajo en

áreas designadas de trabajo. La operación y control de la maquinaria no debería ser impedida, y la

interferencia del sistema de tubería con el mantenimiento del equipo y la estructura del buque debería ser

minimizada. Donde sea viable, el sistema de tubería debería mantenerse alejado de placas removibles

suministradas en la estructura del buque para embarque o desembarque de maquinaria o equipo. El acceso a

un compartimento, cilindro de caldera u otros componentes no debería ser limitado por el sistema de tubería.

El sistema de tubería debería ser portátil en dirección de maquinaría y equipo que requieren

desmantelamiento periódicos para servicios y donde sea necesario para acceso a otros sistemas de tubería o

sistemas eléctricos. El corte de válvulas debería ser cautelosamente seleccionado para aislar las secciones

de tubería deseada para removerse durante el mantenimiento y servicios de maquinaría y equipo. De esta

manera la interferencia con la operación continua del resto de los sistemas es minimizada.

El sistema de tubería debería ser ubicado donde normalmente no esté sujeto a daño mecánico. Donde la

situación se haga imposible debe suministrarse un medio de protección al sistema de tubería.

Amplias previsiones deber ser tomadas para ajustase a expansiones térmicas y movimientos de tubería

debido a las deflexiones del casco. Esto es frecuentemente cumplido por medio de expansiones de flexión o

desalineamiento de las tuberías (ver sección 2.5), donde tales puedan ser suministradas sin causar

concentraciones indeseables; alternativamente, en algunos casos deben ser utilizadas juntas de expansión.

Los arreglos de sistemas de tuberías, los cuales causan excesiva turbulencia perjudicial al sistema o que

contenga innecesarios puntos altos o bajos; debería ser evitado. Donde los puntos altos y bajos en el sistema

de tubería o equipos sean inevitables, ventilación, drenes, u otros medios deberían ser instalados para

asegurar la correcta operación del sistema de tubería y su equipo conectado.

La cantidad de tubería conducida a través de espacios ocupados y áreas habitables debe ser minimizada. El

sistema de tubería en tales espacios es simétricamente ordenada e instalada en las ubicaciones menos

notorias como sea posible, de acuerdo con el mantenimiento y la operación eficiente del sistema de tubería.

Excepto como sea necesario el servicio del espacio, en la medida en que sea posible, el sistema de tubería no

debería lanzarse a través de espacios médicos y dentales, cajas de cadenas, tanques de agua dulce, tanques

de gasolina, áreas de servicio y espacios vacios circundante a ellos, áreas refrigeradas, guías de cables y

confinamientos.

Los sistemas de tuberías de líquidos y vapor no deberían ubicarse donde los goteos o el rociado de fugas,

condensación o salpicaduras de ductos puedan dañar el equipo eléctrico. Donde no sea posible, una

protección adecuada al equipo debe suministrarse, en adición las bridas o las juntas no deben ser instaladas

en la proximidad de tales equipos.

Donde los sistemas de tuberías de achique y lastre son conducidos a través de tanques profundos, debería

de suministrarse medios para prevenir la inundación del compartimento que están prestando servicios en caso

de fugas del tubo. Tales medios pueden consistir de un túnel impermeable o hermético, o de líneas que

puedan ser de cedula 80, ajustado con pliegues de expansión, y todas las juntas dentro del tanque soldadas.



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Donde un túnel de tubo es instalado, la integridad de estanqueidad de los mamparos deber ser mantenida, y

si los túneles no son suficientemente dimensionados para permitir el fácil acceso, válvulas o accesorios no

deberían ser ubicados adentro. Las líneas de sentinas a través de tanques profundos sin un túnel de tubo

Debería ser montado con válvulas no retorno en la succión de la sentina.

Donde las tuberías son continuas a través de mamparos estancos, cubiertas, o techos de tanques. La

integridad de la estructura debería ser mantenida.

El material principal u otros sensitivos al calor no deberían ser empleados en sistemas de tuberías que

penetran subdivisiones de mamparos estancos, donde el deterioro de tales sistemas en el caso de fuego

arruinaría la integridad de los mamparos. En la medida en que sea posible, la tubería con temperaturas de

operación que excedan los 125°F y las tuberías de vacío; no deberían ser colocadas en el área de sentina.

Indicadores de presión, termómetros, Indicadores de nivel, y otros instrumentos deben ser colocados de tal

manera que sean visibles desde las áreas de operación de los equipos.

Cada esfuerzo debe ser hecho para ubicar el volante de la válvula de tal manera que pueda ser operado

convenientemente. Donde esto no sea posible, debe suministrarse un mecanismo de operación remota para

la conveniente operación, o las válvulas deben tener incluido mecanismos o extensiones de ejes para este fin.

Las válvulas en tubería horizontal debajo del nivel de los ojos mirando hacia adelante deben ser dispuestas

con sus señalamientos de vástagos sobre la horizontal dondequiera que sea práctico.

El corte en válvulas de globo y ángulo puede ser arreglado con la presión ya sea sobre o bajo el disco,

cualquiera que sea más favorable para la operación, protección y reparación de la maquinaría y equipo que

presta servicio mediante el sistema. Ejemplos de válvulas típicas que deben tener la presión bajo el disco son

las válvulas de paro de las calderas, válvulas raíz, válvulas de estrangulación, válvulas de mar, y válvulas de

tanque sujetas a la presión del tanque. Donde una válvula esté sujeta a vacio, en una posición cerrada, el

vacio debe ser bajo el disco.

Los colectores pueden ser empleados donde quiera que sean satisfactorias las válvulas de globo o de ángulo,

siempre que su empleo resulte en la simplificación del sistema de tubería, o que ofrezca características

operacionales favorables. En la medida en que sea posible, los colectores deben ser instalados con su

conjunto justo sobre las varengas.

Las tuberías de entrada para la seguridad y el alivio de válvulas deben ser cortas y directas, donde el alivio es

a la atmosfera, los extremos abiertos de la tubería de descarga deben ser tal que no dañe maquinaría y

equipo o no ponga en peligro al personal. La liberación de líquidos flamables, deben ser a un apropiada parte

del sistema de baja presión. La liberación de gases tóxicos y explosivos desde contenedores o sistemas

deben ser a la atmosfera sobre la cubierta exterior.

Escape de aire de fluidos flamables de tanques y alivios a la atmosfera de sistemas de gas toxico e inerte no

deben terminar donde sus descargas pueden ser recogidas por ventilación o por la la admisión de aire de tiro

forzado, o donde sus descargas de los contrario dañarían la maquinaria o equipo o poner en peligo al

personal.

El tubo de escape debe terminar en el punto más bajo en el tanque y deber ser instalado en un punto de tal

manera que imposibilite que ellos entren en duro contacto con el fondo del tanque debiendo desviar el fondo

del tanque hacia arriba. El extremo de cada succión del tubo de escape debe ser alagado para proveer un

área de no menor que 1.5 veces el área interior del tubo de escape. La altura sobre el fondo debe ser la mitad

del diámetro del tubo de escape y la ubicación del tubo de escape con respecto al enchapado u otros



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componentes debe proveer un área de succión libre alrededor de la periferia del extremo abierto no menos

que 1.5 veces el área interior del tubo de escape.

Todos los requerimientos anteriormente dichos son deseables sin excepción; sin embargo, no es raro que

algo deba ser previsible y el compromiso deber ser hecho con el costo de menores áreas importantes.

La importancia de un minucioso conocimiento práctico de las reglamentación aplicable del U.S. Coast Guard

[1], servicios de salud publica [2], sociedades de clasificación [ref. 3] no puede ser de mucha importancia.

Definitivamente los requerimientos respecto a muchos aspectos de tuberías son contenidos en esas

reglamentaciones. Es importante que esos requerimientos se reflejen en el diseño del sistema de tubería

durante las etapas preliminares según la conformidad a los requerimientos en un último punto puede ser

costoso y precisar de hacer un compromiso indeseable.

2.2. MATERIALES.

Para que el material se desempeñe satisfactoriamente en servicio, debe poseer las siguientes características:

Suficiente resistencia o capacidad de carga a la temperatura de operación para resistir los esfuerzos

impuestos.

Retención de adecuada flexibilidad y propiedades de impacto a todas las temperaturas de operación.

Satisfactoria resistencia a la corrosión y erosión con el medio que este en contacto.

Resistencia a la corrosión por rozamiento con materiales en acoplamiento directo en movimiento.

Muchos materiales pueden ser adecuados para el mismo servicio. Los factores que influirían en la decisión

para seccionar un material en particular comprende el servicio, disponibilidad, costo, capacidades, forjabilidad,

soldabilidad, tiempo de entrega requerido in producción. Los metales no pueden ser clasificados solamente

como moldeable, forjable, o soldable tal como propiedades son cuestión de grado. Lo que debe se

considerado como una aplicación satisfactoria para una categoría de servicio podría ser insatisfactoria en otro

aplicación. Más allá de práctica exitosa, juega un papel importante en la selección de materiales.

Los límites de presión y temperatura para los más comunes materiales de tubería están dados en la tabla 1.

Los límites recomendados de esfuerzos de trabajo para materiales de tubería en a varias temperaturas de

operación están dados en la referencia [4].

Una discusión de ese tipo de temas metalúrgicos como la afinidad de materiales al desgaste y corrosión

galvánica, no obstante los siguientes factores pueden ser considerados cuando se esté diseñando un sistema

para minimizar sus efectos.

Reducir las diferencia potenciales entre metales mediante la selección de metales en las series

galvánicas aproximadas o combinación de metal donde un miembro se polarice fácilmente

Evitar acoplamientos bimetálicos donde sea posible, mediante aislamiento o por correcta selección

de materiales

Donde los acoplamientos bimetálicos no puedan ser evitados, mantener un área catódica pequeña

en relación al metal anódico. Miembros importantes como los sujetadores, asientos de válvulas, y

componentes críticos deben ser el cátodo en un sistema bimetálico.



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o Pintar o recubrir una gran área catódica.

o Remover la cascarilla de laminación de la superficie del acero.

o Cuando se emplee acero inoxidable, evitar grietas y regiones que contuviera agua

estancada. No remachar aceros inoxidables que emplee juntas empalmadas para servicio

bajo el agua.

o Impermeabilizar las superficies de contacto de uniones incluyendo acero inoxidable con

otras conexiones bimetálicas.

o Las estructuras bajo protección catódica deben ser eléctricamente ligados para proporcionar

conexiones de baja resistencia.

o Proveer de un correcto dren para evitar la acumulación de agua estancada.

o Seleccionar metales apropiados para el medio ambiente especifico para prevenir el

agrietamiento de corrosión por tensión.



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2.3. DETERMINACION DE LA DIMESIONES DE LA TUBERIA.

Un fluido que fluye a través de una tubería, debe estar dotado de un gradiente de presión para superar la

resistencia friccional de la resistencia de las paredes de la tubería, el problema de ingeniería típico es

encontrar la diferencia de presión entre los puntos especificados a lo largo de la tubería en términos de

caudal., las dimensiones de la tubería y la rugosidad, y las propiedades del fluido. Las herramientas de

análisis son derivadas de la relación de cantidad de movimiento (una expresión de la segunda ley de Newton),

continuidad (una expresión de la conservación de masa), un factor de fricción, la ecuación general de energía,

y la ecuación de estado. Las primeras tres de estas pueden ser combinadas para formar la siguiente ecuación

diferencial la cual describe la condición de un fluido en movimiento:

Si el flujo del fluido es casi horizontal, o si es gas, el tercer término puede reducirse. Adicionalmente, si el

fluido puede ser considerado como incompresible, y no hay ningún cambio significante en el área de flujo, el

segundo término puede ser reducido y el resto de los términos puede ser integrado para obtener la siguiente

expresión para perdida de presión a través de una longitud de tubería.

El esfuerzo de corte friccional del fluido es definido como:

Donde f es un factor de fricción sin dimensiones. R está definido como un cuarto del diámetro, d, para tubería

circular; la perdida de carga hidrostática, hL, sobre una longitud de tubería puede ser determinada de la

ecuación (2) como



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El empleo de la ecuación (4) no está confinado a fluidos incompresibles (esto es., liquidos); también puede ser

utilizada con fluidos compresibles (esto es, gases) cuando la diferencia de presión a lo largo de la tubería es

tan pequeña que la densidad del es casi constante entre los puntos de interés. En el diseño de tubería de

vapor principal, por ejemplo, la ecuación (4) puede ser utilizada puesto que hay un cambio despreciable en la

densidad del fluido entre la salida del sobre calentador y la válvula de estrangulación de la turbina. Por otro

lado la tubería de escape de la caldera ofrece un ejemplo de un sistema para el cual la ecuación (4) es

inexacta a causa de la gran caída de presión, por lo tanto la densidad del vapor cambia, en la tubería.

El factor de fricción esta, en general, en función del número de Reynolds (y por consiguiente de la velocidad

del fluido, densidad, y viscosidad, y el diámetro de la tubería) y del la aspereza de la pared del tubo. Valores

empíricos tales como aquellos de Moody [5] son empleados comúnmente por el factor de fricción.

La mayoría de los sistemas de tubería practicos contienen válvulas y accesorios cuya resistencia al flujo es

significativamente grande que aquella correspondiente a su longitud actual. Su contribución de resistencia es

generalmente evaluada asignándoles una longitud equivalente adimensional, siendo esta la longitud del tubo

recto (medido en diámetros) de la misma medida nominal requerida para una caída de presión equivalente.

Para el tendido de sistemas de tuberías que contienen n válvulas y accesosios teniendo cada una, una

longitud equivalente (L/d), el termino L/d en la ecuación (4) debería ser reemplazado por.

Los valores de longitudes equivalentes de válvulas comunes y accesorios pueden ser encontrados en

manuales tales como la referencia [6].

Los sistemas de tuberías generalmente están dimensionados sobre la base de caída de presión los

requerimientos de flujo, excepto donde otro criterio o condición de operación especificada por un sistema

particular impone consideraciones adicionales.

Donde el servicio simultaneo de dos o más unidades de maquinaria o equipo a través de circuitos de tubería

paralelos, el diseño y el arreglo de el sistema de tubería debería asegurar el adecuado flujo en cada uno

durante todas las condiciones de operación.

de tal manera que la tubería este sujetada sin desviación angular. Para que el retorno de la tubería a la

posición tenga adelante expansión térmica, solo una fuerza es necesaria, sin embargo, la acción de esta

fuerza resulta en la consideración de un desvío angular en ese punto y para compensar esto un momento de

restricción debe ser adicionado. El esfuerzos de expansión en la tubería, en este caso, son completamente

esfuerzos de flexión. La flexión en U más profunda entre los puntos de anclaje, el menor esfuerzo para un

cambio de temperatura dada.



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En la práctica actual las flexiones de expansión frecuentemente no están en un simple plano como en caso de

las flexiones en U además ocurren como flexiones en 3 dimensiones como se muestra en la fig. 6. La

flexibilidad es incrementada grandemente sobre una simple flexión por el hecho que, para movimientos en

cualquier dirección, uno de tres tramos es siempre torsión. Usualmente la expansión térmica adicional en

tercera dimensión no contrarresta el incremento en flexibilidad que el tramo en torsión desarrolla. La flexión

tridimensional puede ser útil ventajosa en cualquier momento que las restricciones de espacio no permita

suficientemente grandes flexiones de planos simples para reducir el esfuerzo a valores deseados.

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