DISENO-DE-PLANOS-ISOMETRICOS-.pdf
- 1. DISEÑO DE PLANOS ISOMÉTRICOS Una parte muy importante para el Proyectista de Piping, es plasmar toda la información recogida por los ingenieros en loque denominamos “isométrico” estos planos serán los que se utilicen para montaje y por tanto deben cumplir unos requisitos especiales.
- 2. 1 Diseño de Planos Isométricos Introducción La capacidad de diseñar y crear sistemas de tuberías eficientes y precisos es crucial para el éxito de cualquier proyecto industrial. Por esta razón, los ingenieros, diseñadores y dibujantes técnicos debemos estar capacitados en el uso de herramientas y técnicas de dibujo que nos permitan visualizar con precisión las instalaciones que estamos diseñando. Uno de los métodos más utilizados para este propósito es el dibujo de planos isométricos. Este método de dibujo proporciona una representación tridimensional de un objeto en un plano bidimensional. Los planos isométricos son especialmente útiles para diseñar tuberías e instalaciones industriales porque permiten a los dibujantes visualizar las tuberías desde varios ángulos y determinar la ubicación precisa de cada componente. En esta lección, aprenderás los fundamentos del dibujo de planos isométricos, cómo utilizar esta técnica para diseñar tuberías y cómo crear representaciones detalladas y precisas de instalaciones de tuberías en entornos industriales. Comenzaremos con una descripción detallada de los conceptos básicos de dibujo isométrico, incluyendo la forma de crear un plano isométrico y cómo visualizar objetos en un espacio tridimensional. A continuación, exploraremos cómo se representan las tuberías, las válvulas, los accesorios y otros componentes en un plano isométrico y cómo se utiliza esta representación para crear una instalación de tuberías precisa y detallada. Finalmente, discutiremos cómo se utilizan los offsets para indicar giros en tuberías y diferentes orientaciones, que resultarán clave para una correcta interpretación del isométrico. ¡Comencemos! ¿Qué es un isométrico? Una vez que se ha establecido el modelo tridimensional (3D) de la línea o el plano ortográfico, los ingenieros de piping deben transmitir esa información para su fabricación y construcción. La información transferida debe ser suficiente para que el fabricante tenga la visión general de lo que se va a fabricar y cómo deberá conectarse con el resto de los elementos. Además, debe reflejar las dimensiones exactas y construcción completa acompañado de la lista de materiales (BOM).
- 3. 2 Podemos usar los isométricos de tuberías para las siguientes situaciones: • Para construir las tuberías que diseñamos. • Para marcar la desviación durante las modificaciones de obra / construcción. • Como modelo de referencia para análisis de estrés. • Para actualizar futuros requerimientos del proyecto. Por definición, los dibujos isométricos son una representación pictórica que combina altura-ancho-profundidad / longitud en una sola vista con 30 grados desde su plano horizontal como se muestra en la siguiente imagen. Vista isométrica de una figura 3D En el siguiente ejemplo de dibujo isométrico, puedes comprobar como todas las direcciones de la tubería coinciden con los ángulos que acabamos de ver. Extracto de vista isométrica de tuberías La mayoría de las empresas de ingeniería y construcción, dibujan un isométrico en cada configuración de tuberías que va a instalarse en Planta de modo que pueden encargarse a fabricar tramos de línea concreto que, posteriormente, se ensamblarán en obra.
- 4. 3 Para tener éxito en el dibujo del isométrico, debemos conocer a la perfección los símbolos de dibujos para fitting, bridas, válvulas, etc. Sólo tienes que fijarte en la figura inferior en la que representamos un codo en vista ortográfica (denominado Turn Point (TP)) que, de no conocerse el símbolo del codo visto desde arriba, no podría interpretarse correctamente. Cambios de elevación en vista ortográfica Características del dibujo isométrico de tuberías El dibujo isométrico es un dibujo bidimensional (2D) que representa el sistema de tuberías 3D. Las características más importantes son: • No está dibujado a escala, pero es proporcional a las dimensiones exactas representadas. • Las tuberías se dibujan con una sola línea independientemente del tamaño real de la línea, así como el resto de los elementos, como reductores, bridas y válvulas. • Los trazos se muestran en el mismo tamaño. Los tamaños reales se notifican en la lista de materiales, con etiquetas, llamadas o notas. • La dirección y localización de la línea debe reflejarse de forma clara para ayudar a orientar el isométrico. • La flecha Norte es obligatoria para localizar los ejes de forma correcta.
- 5. 4 Ejemplo de flecha norte y ejes coordinados en isométricos • Las dimensiones siempre deben darse respecto a puntos de referencia, como el suelo, equipos existentes o estructuras. • Las coordenadas respecto a los elementos de Planta deben aparecer en el isométrico para asegurar su posición exacta. Los isométricos son populares debido a su simplicidad, pero eficiencia, para transmitir información compleja. La siguiente figura da un ejemplo de cómo un dibujo isométrico puede representar tres dibujos ortográficos. Vistas ortográficas de un equipo 3D frente a un isométrico. Antiguamente, los dibujos isométricos se hacían a mano pero con la innovación y el avance de la era digital, el software de modelado CAD facilita el dibujo de los
- 6. 5 isométricos, incluso es capaz de realizarlos de forma automática con sólo un par de clicks. Incluso en las últimas actualizaciones de software, los modelos 3D pueden extraer automáticamente el isométrico y listando de materiales de forma rápida, obteniendo algo similar a lo que veis a continuación: Isométrico realizado con software AutoCAD Plant 3D ¿Cómo se dibuja un isométrico? Aunque los software de diseño 3D sean capaces de dibujar un isométrico completo, como diseñadores, conviene que sepamos qué se esconde detrás de estos planos, para poder evaluar si el resultado obtenido por medio de software es aceptable o no. Cuando desarrollamos un isométrico para una línea concreta, es esencial hacer referencias continuas a la disposición de tuberías, secciones, o elevaciones. Los símbolos, coordenadas y elevaciones, proporcionan información detallada de la configuración y ruteado de la tubería. Usando esta información y los símbolos de los isométricos que corresponden a los símbolos del dibujo ortográfico, podemos generar el denominado plano isométrico de tubería. Recuerda que un isométrico debe proporcionar una descripción detallada del ruteado de la tubería, desde el inicio, hasta el fin. Sin embargo, esto no se aplica en los denominados racks de tuberías, ya que se consideran miembros estructurales.
- 7. 6 El plano isométrico se dibuja, de forma general, para representar la configuración hasta incluir el primer elemento en el rack. ¡Vamos a dibujar un ejemplo! Usaremos la imagen anterior para generar el dibujo isométrico de la esquina superior derecha que representa la línea 01-2-C3’-10” que conecta los dos recipientes a presión. (Supondremos que aún no tenemos el dibujo isométrico de la imagen anterior). Planos ortográficos para generación de isométricos Como se muestra en la figura anterior, la línea 01-2-C30-10” esta conectada al recipiente V-101 en la boquilla N1 y en la boquilla C del recipiente E-101. La línea comienza en la boquilla N1 con una brida y un codo soldados juntos. El codo está orientado hacia el norte según la flecha de la esquina superior derecha. Si la línea 01-2-C30-10” gira hacia el norte en el dibujo, también debe girar hacia el norte en el isométrico. Para determinar la distancia que la tubería viaja en la dirección norte o cualquier otro plano horizontal, debemos establecer la longitud usando dos coordenadas. Si tuviéramos la necesidad de averiguar la distancia que la tubería recorre en el plano vertical, necesitaríamos las etiquetas de elevación (EL.) de o bien
- 8. 7 determinar gráficamente en la vista ortográfica la longitud vertical de desplazamiento de la tubería. Recuerda que las distancias horizontales se calculan usando las coordenadas y las verticales usando las elevaciones. Si seguimos la tubería, después del quiebro hacia el norte, un codo gira hacia el oeste y la línea conecta directamente con el recipiente E-101. Ten en cuenta que el codo también está girando hacia el oeste en el isométrico. Cuando la tubería se alinea con el centerline del recipiente E-101, otro codo gira la tubería y sube hasta la boquilla de conexión “C”, quedando el recipiente conectado por su parte inferior. Los símbolos isométricos de 90º y 45º se dibujan típicamente con esquinas cuadradas, contrariamente a lo que podemos ver en las vistas ortográficas. Sin embargo no es algo extraño que, para muchas compañías, el símbolo del codo en isométrico se represente con esquinas curvadas, aunque con la generalización de los dibujos en sistemas CAD, esto cada vez es menos visible. Finalizando el ruteado (sólo el ruteado) tendríamos algo similar a la siguiente imagen: Ruteado de isométrico siguiendo indicaciones ortográficas
- 9. 8 Dimensiones del isométrico Llega el turno de colocar dimensiones en el isométrico. Las coordenadas y notas se usan para definir la dimensión exacta de la tubería a través de Planta. Acotar las dimensiones en el isométrico, establece de forma precisa la distancia entre fittings, válvulas, conexiones de equipo, etc. Es decir, la información de las coordenadas, elevaciones, proyecciones de boquillas, tamaños de tubería o librajes, pueden usarse para calcular la longitud de un spool de tubería determinado. Al igual que en las vistas ortográficas, las dimensiones se ubican en los isométricos que indican medidas centro a centro, centro a cara, y cara a cara. Es decir, no se acotan trazos de tubería parciales o que conectan en otro isométrico diferente ya que daría lugar a una gran confusión. Si usamos de nuevo la línea 01-2-C30-10” que usamos en el ejemplo anterior y la acotamos correctamente con las medidas ortográficas, podemos obtener el isométrico correctamente acotado y listo para enviarlo a construcción: Resultando final del isométrico siguiendo el plano ortográfico El acotado del isométrico debe realizarse de modo que las líneas de acotado estén alineadas con el ruteado de la tubería de modo que evitemos las configuraciones que
- 10. 9 ocupan la posición izquierda en las siguientes imágenes, ya que serían resultados deficientes. Comparativa entre acotados incorrectos (izquierda) y correctos (derecha) Los isométricos de tubería también tienen coordenadas e información detallada de elevación para verificar la longitud exacta de la tubería en los ejes horizontal y vertical respectivamente. Recuerda que las dimensiones en los dibujos isométricos se miden desde la línea central de la tubería y no desde el diámetro exterior de la tubería
- 11. 10 Acotado de isométricos según vista ortográfica. Con el avance de la tecnología, es muy difícil que la flecha Norte, las coordenadas y la elevación en isométrica difieran de la disposición de la tubería; por lo tanto, si el modelo 3D de origen es el mismo, las dimensiones y el MTO deben coincidir exactamente con lo que vemos en el visor 3D. Sin embargo, siempre es mejor verifica, ya que podría haber algunos problemas con el modelado en sí, que pueden causar discrepancias en el material y la cantidad. Por ejemplo, si se modela por error una tubería doble, podríamos obtener una cantidad doble de material con el consecuente error en el presupuesto final de construcción. Offsets en isométricos Los offset en un isométrico se forman cuando un tramo de tubería gira en cualquier ángulo diferente de 90º. Los offset angulares pueden crearse por el corte de un codo de 90º en cualquier otro ángulo o bien reemplazando codos de 90º por codos de 45º. El resultado serían tuberías que ya no apuntan hacia el norte, sur, este u oeste, si no que viajan al noroeste, noreste, sureste y suroeste, lo que daría como resultados isométricos con las siguientes configuraciones:
- 12. 11 Diferentes configuraciones de offsets de tubería Las figuras anteriores muestran tres de las múltiples configuraciones de offsets que pueden crearse usando codos de 90º y 45º. Por ejemplo, la figura A comienza viajando hacia el norte, se coloca un codo de 90º girado hacia abajo en dirección este 45º y , finalmente otro codo de 45º vuelve a reconducir la tubería a través del eje isométrico. Del mismo modo descrito en este ejemplo, tendremos infinidad de configuraciones para establecer el ruteo de nuestra tubería. El cálculo del offset es sencillo, pero requiere que seamos hábiles con fórmulas trigonométricas básicas para alcanzar el éxito. Cálculo de offsets En primer lugar, imagina que el sistema de tuberías está integrado en una caja. Esta imagen básica es necesaria para interpretar el desplazamiento de la tubería. Esquema tridimensional de isométricos encerrados en guías
- 13. 12 En segundo lugar, para verificar la dimensión de la longitud de la tubería con offset, se pueden usar el teorema de Pitágoras y la regla trigonométrica común. A continuación, se muestra un ejemplo de cálculo como referencia: Teorema de Pitágoras Si tenéis dudas sobre alguna fórmula, os facilitamos las siguientes fórmulas trigonoméricas, también os resultarán de utilidad para resolver el offset correctamente: Fórmulas trigonométricas básicas. Fuente: Pipe Drafting and Design
- 14. 13 Ejemplo de Cálculo de Longitud Usaremos un par de ejemplos sencillos para calcular la longitud de nuestra línea: Ejemplo 1 𝐿𝑎𝑑𝑜 𝑎 ∶ 12300 − 12200 = 100 𝑚𝑚 𝐿𝑎𝑑𝑜 𝑏 ∶ 200 − 100 = 100 𝑚𝑚 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑐 = √1002 + 1002 𝒄 = 𝟏𝟒𝟏, 𝟐𝒎𝒎 Ejemplo 2
- 15. 14 𝐸𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 1 = √11802 + 6902 = 1366,93 𝑚𝑚 𝐸𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 2 = √1396,932 + 3302 = 1406,20 𝑚𝑚 O podríamos calcular 2 directamente 2 = √6902 + 11802 + 3302 = 1406,20 𝑚𝑚 El sombreado en isométricos Aplicaremos sombreados en planos isométricos, para indicar que una tubería se extiende en un cierto ángulo e indicar en qué dirección discurre la tubería A veces, pequeños cambios en el sombreado, el ruteado de una tubería pueden indicar que ya no discurre hacia el este, si no que experimenta un cambio repentino hacia el norte. Veamos algunos ejemplos: En la figura de la izquierda podemos ver como el sombreado indica que la mitad del tramo de tubería se bifurca hacia el este, pero siempre dentro del mismo plano. Es decir: • La tubería asciende hacia arriba. • La tubería quiebra en dirección este. • La tubería continúa hacia arriba. En este caso podemos ver como el sombreado indica que la mitad del tramo de tubería se bifurca hacia el norte, pero siempre dentro del mismo plano. Es decir: • La tubería asciende hacia arriba. • La tubería quiebra en dirección norte. • La tubería continúa hacia arriba.
- 16. 15 Podemos observar como en las dos figuras anteriores el cambio de la dirección sólo viene determinado por el sombreado, por lo que adquiere gran importancia la comprensión y utilización de los sombreados en isométricos. Veamos un último ejemplo donde el sombreado indica que la mitad de la tubería asciende en dirección nor- oeste. Es decir, en este caso tenemos un cambio de dirección y elevación, indicado por un doble sombreado que representa la rotación en sentido Norte y la elevación de la línea. En este caso: • La tubería asciende hacia arriba. • La tubería quiebra en dirección nor-oeste. • La tubería continúa hacia arriba. Comprensión del sombreado de isométricos Para una mayor comprensión del sombreado, imaginamos la caja que encierra nuestra línea y aplicamos lo expuesto con anterioridad. Caja imaginaria que encierra un isométrico con offset Intentaremos dibujar el cuadro imaginario siempre que nos haga falta. Esto nos ayudará a comprender mejor los ejes de recorrido de la tubería y cómo debería verse la tubería. En el ejemplo dado, tomamos la dirección de 'x' pensando: “la tubería sube; luego hacia el noroeste; luego al norte” al igual que hicimos en el ejemplo. No
- 17. 16 te preocupes si al principio parece confuso, con la práctica este razonamiento suele volverse automático Soldadura y taller en isométricos Los dibujos isométricos también informan qué tuberías se deben construir en el taller de fabricación y cuáles se deben ensamblar en obra. El sistema de tuberías completo se separa en piezas que se transportan a obra para su montaje. Estas pequeñas piezas de tubería se denominan carretes de tubería (SPOOL). Una hoja (sheet) de dibujo isométrico normalmente tiene pocos carretes. Cada soldadura que se ensambla entre carretes en obra se denomina soldadura de campo (FW) . Hay un tipo más de soldadura que se conoce como soldadura de ajuste en campo (FFW). Este FFW lo define el diseñador cuando prevé que el carrete podría requerir algún ajuste antes del montaje final, por lo que en la ubicación donde se ha marcado FFW se le dará cierta tolerancia de longitud de tubería (comúnmente 150-300 mm). Por lo general, el FFW se dará en la boquilla del equipo o en los puntos de conexión al como puede verse en el siguiente ejemplo:
- 18. 17 Ejemplos de indicaciones para carretes de tuberías Conexión Tie Point: debido a esto se define y marca un FFW Segundo SPOOL de la tubería Conectado al Punto de soldadura 7: Figura inferior FFW. Sujeto a verificación en campo Primer SPOOL de la tubería
- 19. 18 Toda la tubería ensamblada se verá así después de ensamblarla en el campo. Tubería completa ensamblada Símbolos de Isométricos Los símbolos de dibujo isométrico de tuberías más utilizados se muestran a continuación como referencia, los mantendremos en inglés al ser este el idioma predominante en los isométricos. Si tienes dudas sobre algún término, contacta al profesorado 😉
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- 22. 21 Símbolos de isométricos comúnmente utilizados en el trazado de isométricos
- 23. 22 Continuamos dando un pequeño repaso a conceptos generales comunes a todos los isométricos que conviene conocer para evitar errores en su trazado. Normas ANSI o DIN Algo que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una isométrica es decidir o conocer la norma que el cliente desea para las tuberías. Las tuberías se pueden construir con material conforme a normas ANSI/ASTM/ASME (Norma americana) o con material conforme a la norma DIN (Norma Europea). Rating/Presión nominal (PN) Es la presión máxima que puede soportar una tubería. Si la tubería está diseñada conforme a normas ANSI, estaremos hablando de rating (#) y se mide en libras o libraje (lb), mientras que si la tubería está diseñada conforme a norma DIN se habla de presión nominal (PN) y se mide en bares (bar). Diámetro nominal (DN) Es el diámetro nominal de la tubería, es decir, es el diámetro por el que se designa a una tubería, aunque no indica ni el exterior ni el interior. El diámetro exterior es función del diámetro nominal mientras que el diámetro interior depende del DN y del espesor elegido para la pared de la tubería. El diámetro nominal en las normas ANSI se expresa en pulgadas (“) y en las normas DIN en milímetros (mm). Tubería Es el elemento principal del trazado y queda definida, con las normas que encontraréis a continuación, el DN, PN y el espesor. Existen tuberías de una infinidad de materiales, aunque los más utilizados en la industria son los metálicos (acero al carbono; aceros inoxidables) o plásticos (PVDF, PP,…). En cuanto a las tuberías metálicas, existen dos tipos que tienen diferentes aplicaciones como son: las tuberías soldadas y las tuberías sin soldadura (seamless). Las tuberías soldadas son aquellas que se fabrican a partir de una plancha que se curva soldándole los extremos, mientras que las tuberías sin soldaduras son aquellas que se obtienen por el proceso de extrusión.
- 24. 23 Las normas principales que gobiernan los parámetros de las tuberías son las siguientes: Tipo Norma Norma Aplicación ANSI B36.10 Tuberías de acero al carbono soldados y sin soldadura ANSI B36.19 Tuberías de acero inoxidable soldados y sin soldadura DIN 2440 Tubería sin soldadura de acero galvanizado o para roscar DIN 2448 Tubería de acero al carbono sin soldadura DIN 2458 Tubería de acero al carbono con soldadura DIN 2463 Tubería de acero inoxidable con soldadura DIN 2462 Tubería de acero inoxidable sin soldadura Existen formas de establecer diferentes parámetros de tubería, como, por ejemplo, utilizar una línea doble para especificar una tubería ya existente o utilizar línea punteada para representar la continuación de una línea. Diferentes trazados de tuberías en un dibujo isométrico Schedule/espesores Como sabemos de otras lecciones, el espesor de la tubería depende del material y del diámetro de la tubería. En las normas ASME se habla de Schedule y en las Normas DIN de
- 25. 24 espesor. En ASME, hay diferentes Schedule en función del diámetro nominal (Sch 10, Sch 20, Sch 30, Sch 40, … para aceros al carbono y Sch 5s, Sch 10s, Sch 40s… para aceros inoxidables). En normas DIN hay muchos y muy diversos espesores. Por citar un ejemplo, para tuberías de acero al carbono sin soldadura en normas DIN se sigue la norma DIN 2448 cuya tabla de dimensionamiento encontraréis en el programa, que proporciona una gran variedad de espesores para cada DN aunque indica unos espesores Standard o normales que son los más utilizados y de más fácil disponibilidad. Accesorios Los accesorios son todos los elementos que conforman el trazado de la línea que sean diferentes a la tubería. Son accesorios los codos, tees, reducciones y bridas. Todos los accesorios tienen una longitud principal que se denomina avance. El avance de un accesorio es la longitud en la que aumenta el trazado de la línea por la inclusión de dicho elemento. Cuando orientamos accesorios y válvulas, es importante conocer buenos métodos de dibujo. Una de las buenas prácticas recomendadas es la de dibujar los fittings de forma que estén paralelos al último cambio de dirección en la tubería. Diferencias entre buenas prácticas (izquierda) y un dibujo deficiente (derecha)
- 26. 25 Codos Los codos son accesorios que implican un cambio de dirección en el trazado de tubería. Existen codos estándar de 90º y 45º. Si se requiere otro ángulo, o bien se realiza una composición con ambos o bien se recorta algunos de los anteriores hasta conseguir el ángulo deseado. Las longitudes características de los codos son el radio y el avance. Los radios pueden ser diferentes dependiendo de su aplicación. La norma ANSI tiene codos de radio corto (SR) y de radio largo(LR), mientras que la norma DIN tiene radios de 3D y 5D. Es una buena práctica utilizar codo de radio largo ó 5D en las aspiraciones de las bombas ya que de esa manera se consigue disminuir las pérdidas de carga y evitamos posibles riesgos de cavitación en las bombas. En los codos de 90º el avance coincide con el radio mientras que en los de 45º no coincide, y debe calcularse manualmente. Por último, destacar que los avances de los codos ANSI y DIN son diferentes debido a que sus medidas son diferentes. Los codos pueden dibujarse de diferentes formas en los isométricos, siempre y cuando respetemos los estándares del cliente para ello. Como comentábamos con anterioridad, es posible dibujar codos con un determinado radio en un isométrico, aunque los software de dibujo CAD traen implantado el dibujo de codos con esquinas cuadradas por defecto.
- 27. www.formacion-industrial.com Quedan prohibidos, dentro de los límites establecidos en la ley y bajo los apercibimientos legalmente previstos, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento o cualquier otra forma de cesión de la obra sin la autorización por escrito de Formación Industrial. 26 Codos dibujados con extremos cuadrados o circulares Tees Las tees son elementos que implican la inclusión en el trazado de la línea de otra línea en dirección perpendicular. Existen tees iguales y tees reducidas, ya que la nueva línea puede ser del mismo diámetro o de un diámetro inferior. La longitud característica en este elemento es el avance, siendo este diferente en las dos direcciones que implica una te. Dibujo esquemático de las dimensiones de una tee Reducciones Las reducciones son accesorios que permiten reducir el diámetro de la línea a partir de un punto determinado. Existen reducciones concéntricas y excéntricas. Las reducciones excéntricas son muy usadas en las aspiraciones de las bombas para evitar que se produzcan burbujas que faciliten la cavitación en la bomba. La longitud característica de este elemento es el avance.
- 28. 27 Dibujo esquemático de las dimensiones de un reductor Bridas Las bridas son los elementos que sirven para crear una unión desmontable con cualquier equipo al que acometa la línea. Existen varios tipos de bridas y siempre dependerán de la norma de la tubería. Estos elementos, poseen una serie de agujeros para alojar los tornillos, pernos o espárragos que servirán para crear la unión desmontable. El diámetro y número de agujeros dependerán del DN y PN. Vamos a estudiar una breve introducción a los tipos de bridas para tener nociones básicas en isométricos, más adelante, veremos la definición detallada de bridas. Los diferentes tipos de bridas en norma son las siguientes: Slip On/Plana: Bridas soldadas a la tubería. Se utilizan en aplicaciones en la que se prevén pocos esfuerzos y presiones. Dibujo esquemático de las dimensiones de una brida slip on
- 29. 28 Welding Neck/Cuello: Bridas con un refuerzo. Se suele utilizar en las aspiraciones de bombas que poseen una elevada potencia o en elementos en los que se prevén grandes esfuerzos y presiones. Dibujo esquemático de las dimensiones de una brida Weld Neck Lap Joint/Loca: Bridas que poseen un stub end/cuello o valona sobre la que se ubica la brida de forma libre, sin soldadura. Se utiliza en aplicaciones donde la alineación entre dos bridas es una ardua tarea o en líneas de acero inoxidable para ahorro económico. Esto último es debido a que, en vez de colocar toda la brida de inoxidable, se colocaría la valona de inoxidable que es la que está en contacto con el fluido, mientras que la brida se coloca de otro material de menor coste que el inoxidable ya que no está en contacto con el fluido. Dibujo esquemático de las dimensiones de una brida loca Veremos de forma detallada el resto de bridas en las lecciones que están por venir. Purgas y venteos Las purgas son dispositivos que se colocan en las partes bajas de la línea para vaciarla completamente cuando se necesita una limpieza o para evacuar elementos más pesados que el fluido que fluye por la línea, acumulados en el fondo de la tubería.
- 30. 29 Por otro lado, los venteos son dispositivos que se ubican en las partes altas de la línea para evacuar cualquier burbuja de aire que puede acumularse en las zonas superiores de la tubería. Los venteos o drenajes suelen ser de ½” (DN15), ¾” (DN20) o 1” y los elementos que componen un drenaje o un venteo son: manguito, nipple, válvula y tapa o tapón. • El manguito es el elemento que se suelda a la tubería principal por un extremo y por el otro tiene una rosca hembra. • El nipple es una pequeña tubería de mismo DN que el manguito que tiene uno o dos extremos roscados, siendo esta rosca macho. • La válvula suele ser una válvula de bola con el mismo DN que el manguito y con los extremos roscados hembra. • El tapón es una tapa roscada hembra. Sifones Los difones o pocketing son formas del trazado en los que hay una parte de la línea que se encuentra a una menor altura entre dos tramos con una altura mayor.
- 31. 30 Estas formas de las líneas no son deseables ya que hace que la línea sea muy difícil de drenar de forma natural. Además, hace que toda la suciedad que circula por la línea acabe en esa zona al ser un punto bajo entere dos más altos. Si inevitablemente se forma un sifón tendremos que colocar un drenaje en el punto bajo del mismo. Calorifugado y traceado Cuando tenemos líneas en la que haya que conservar el calor o proteger contra el contacto directo con personas, se calorifugan, es decir, se aíslan. Ello se consigue con una capa de lana de roca en caso de que la temperatura del fluido que se vehicula sea mayor que la del ambiente o con ARMAFLEX, en caso de que la temperatura del elemento vehiculado sea menor que la del ambiente. En cualquier caso, para evitar el rápido deterioro del aislamiento se protege con una chapa que suele ser de aluminio. Sección de tubería aislada. Fuente: RockWool UK Cuando se pretende que el fluido se mantenga a una temperatura determinada, ya sea por razones de viscosidad para facilitar su bombeo o por razones de proceso hay que tracear la línea.
- 32. 31 El traceado consiste en colocar alrededor de la línea o bien otras líneas más pequeñas que lleven vapor o bien unas resistencias eléctricas. Tanto el vapor como las resistencias eléctricas han de ser aisladas con lana de roca. Los elementos que componen el traceado también son necesarios de reflejar en el isométrico, para tener una comprensión global de todos los elementos de la línea. Traceado de tuberías instalado para su operación Soportes Las tuberías calorifugadas se apoyan en soportes que se suelen conocer en la industria como patines. Estos patines tienen la función de que la tubería apoye completamente sobre el suelo por el que pasa la línea. De esta forma se evita el rápido deterioro del aislamiento. Hay diversos tipos de soportes que sirven para restringir distintos movimientos de la tubería y que veremos con todo lujo de detalles en la sección dedicada al estrés y soportación. De momento, basta con que tengas en cuenta que los puntos de soportado deben ser correctamente indicados en el isométrico, con su coordenada y tipología exacta.
- 33. 32 Uniones Las uniones entre tuberías y accesorios pueden realizarse de distintas formas. • Butt Weld: Son uniones de soldaduras a tope. • Socket Weld: Son uniones de encastre/enchufe y soldadura. • Threade: Son uniones roscadas. La forma de indicar cada una de estas uniones en un isométrico vendrá determinada por el estándar del cliente y deberá reflejarse de forma clara en una nota. De forma general, las uniones soldadas se representan con un punto completamente relleno de mayor grosor que la línea de trazo que modela la tubería. Rack Es la estructura metálica principal por la que pasan las líneas de tuberías de forma ordenada y debe ser calculado como si de cualquier estructura principal de Planta se tratase. En este caso, no se representa en el isométrico, ya que se considera elemento estructural y, por tanto, queda fuera del campo de aplicación de los contratistas de piping. Rack de tuberías. Fuente: IndiaMart
- 34. 33 Trunnion Son tuberías de menor diámetro que se sueldan en líneas de diámetros muy grandes y sirven como apoyos entre la tubería y alguna viga del rack o del propio suelo. Ejemplos de trunnions. En este caso, no es necesario representarlos como tal en el isométrico, pero sí que debemos reflejar que se tratan de soportes ubicados a una determinada distancia (con coordenadas y elevación) B.O.P.y center line (CL). Es importante conocer que el B.O.P. es la generatriz inferior de la tubería y el center line (CL) es la altura del eje de revolución de la tubería o cualquier equipo al que acometa. Pulgadas de soldadura Las soldaduras son importantes en la elaboración de isométricas ya que es una medida para que el contratista del montaje de las tuberías realice el presupuesto. Las soldaduras se miden por pulgadas. Por ejemplo, una soldadura de 4” es una soldadura en todo el perímetro de una tubería de 4”, completa. Cuando tengamos la totalidad de pulgadas de soldadura en el isométrico, debemos sumarlas todas y reflejarlas de forma clara en el listado de materiales. A veces se producen muchas desviaciones de presupuesto por no considerar las tareas de soldaduras que se consideran sumando las pulgadas, y eso un error fácilmente subsanable si se realiza la suma desde el principio.
- 35. 34 Caudalímetros y válvulas de control Tanto los caudalímetros como las válvulas de control son dispositivos que tienen un diámetro inferior al de la línea, por lo que antes y después del dispositivo hay que colocar reducciones y representarlas correctamente en el isométrico. Hay que tener especial cuidado en ubicar los caudalímetros ya que deben estar colocados a una distancia después de cualquier accesorio de 3 veces el diámetro nominal de la línea y antes de cualquier accesorio 2 veces el diámetro nominal de la línea. Pudiéndose considerar distancias superiores en función del proceso y exigencias del propio fabricante. Tubuladuras Son las conexiones para la entrada o salida del producto en un equipo, así como para la colocación de cualquier instrumentación. Las tubuladuras están provistas de una tubería de corta longitud que se suelda al equipo y de una brida que se suelda a la tubería de corta longitud, aunque si la conexión es soldada prescindirá del extremo bridado. Su representación se realizará colocando la boquilla de conexión junto con su cota de elevación y coordenadas X e Y. Resultará de vital importancia ya los equipos serán los límites finales de las líneas a fabricar y los tramos fabricados deberán encajar a la perfección sin generar tensiones adicionales en el equipo. Es decir, sin forzar la tubería para que encaje en el punto de conexión. Ejemplo de varias tubuladuras en un recipiente a presión.
- 36. 35 Documentación necesaria para trazar isométricos La documentación previa necesaria para una correcta realización de las isométricas es la siguiente: • Planos aéreos o de planta. • P&ID. • Listas de líneas. • Especificaciones de tuberías. • Planos LAY-OUT. Los planos aéreos o de planta son los planos donde se ven en dos dimensiones los trazados de tuberías. En él se debe ver claramente el nombre de la línea, así como el B.O.P de cada línea. Los P&ID,s son los planos donde podemos ver que equipos conectan cada línea así como la instrumentación y valvulería asociada a cada línea. La lista de líneas es importante ya que se realizará una isométrica por cada línea. También es importante entender de forma clara cómo están designadas las líneas para no provocar errores en las etiquetas. Las especificaciones de tuberías son las hojas de datos técnicos que deben cumplir las tuberías y accesorios que a ellas se refieran. En las especificaciones viene recogido el material de la tubería, tipo y material de las bridas, tipo y material de los accesorios, así como el de las válvulas y juntas. En las especificaciones también podremos recoger las presiones y temperaturas nominales de las líneas. Los planos LAY-OUT, son los planos donde aparecen una implantación de los equipos, en el que podremos observar la ubicación exacta en el espacio de las tubuladuras a la que conectan las tuberías. Reglas para elaborar isométricas Para una buena presentación de las isométricas es conveniente seguir los siguientes consejos. • Especificar el norte desde el principio.
- 37. 36 • Dibujar sólo en línea gruesa la línea principal y bridas. Todo lo demás en línea fina. • Los cambios de dirección con codos o butt weld indicarlos con un triángulo donde se acote el ángulo, los dos catetos y la hipotenusa. • Referenciar la línea respecto a un pilar existente del rack de tuberías u otra referencia fija. • Cuando una válvula tenga actuador neumático o eléctrico, colocar el actuador en la posición real. • Acotar la isométrica para una fácil comprensión por parte de los operarios que lo van a construir. • No acotar los avances de los accesorios ya que ello hace que se aumente el número de cotas y puede hacer difícil la interpretación de la isométrica. • Colocar los item de cada equipo, válvula o instrumento que en ella aparezca. • Dividir el isométrico en las hojas de plano que sean necesarias para proveer un isométrico limpio y de fácil entendimiento. Ejemplo Encontraréis un ejemplo de isométrico en los recursos de la lección.