1250_004-10242-PRO-P-ET-103_0 - ESPECIFICACION TECNICA TUBERIA PRFV.pdf

PLANTA INTEGRADA DE PRODUCCIN DE ETANOLCARBURANTE EL ALCARAVN

DOCUMENTO No:10242-PRO-P-ET-103

FECHA: 23 /01/13REV.: 2

HOJA: 1DE: 20

PROTESA

ESPECIFICACIN TCNICA

TUBERIAS Y ACCESORIOS DE PRFV

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APROBADO

APROBADO CON OBSERVACIONES(CORREGIR Y EMITIR NUEVAMENTE)

CON OBSERVACIONES(CORREGIR Y EMITIR NUEVAMENTE)

RECHAZADO(CORREGIR Y EMITIR NUEVAMENTE)

VISTO

LDER DE ESPECIALIDAD

COORDINADOR DEINGENIERA

FECHA DE DEVOLUCIN

PLANO EMITIDO PARA:

REVISINAPROBACIN xFABRICACIN

MONTAJE

COTIZACIN

INFORMACINFECHA: 23/01/2013

FIRMA: _______________________

LA APROBACIN DE ESTE DOCUMENTO NO EXIMEAL PROVEEDOR DE SU RESPONSABILIDAD ENCUANTO AL CUMPLIMIENTO DE LA ORDEN DECOMPRA.

2 123-01-2013 SEGUNDA REVISIN P.M.M. G.M.P. N.C.P.1 08-01-2013 PRIMERA REVISIN P.M.M. G.M.P. N.C.P.0 03-01-2013 DOCUMENTO INICIAL P.M.M. G.M.P. N.C.P.

REV FECHA DESCRIPCIN EJECUT REVIS APROB

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PLANTA INTEGRADA DE PRODUCCIN DE ETANOL CARBURANTE EL ALCARAVN

DOCUMENTO No: 10242-PRO-P-ET-103

FECHA: 23/01/13 REV.: 2

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ISOLUX WATISOLUX CORSN

NDICE

CARACTERSTICAS TCNICAS ________________________________________ 3 1. OBJETO _______________________________________________________ 3 2. ESTRUCTURA DE LAS TUBERAS _________________________________ 3

2.1. LINER _______________________________________________________ 3 2.2. CAPA MECNICA O ESTRUCTURAL ___________________________ 4 2.3. CAPA DE PROTECCIN O DE SUPERFICIE ____________________ 4

3. CONDICIONES DE DISEO _______________________________________ 4 3.1. PRESIN INTERNA ___________________________________________ 5 3.2. PRESIN EXTERNA ___________________________________________ 5 3.3. BRIDAS _____________________________________________________ 6 3.4. CODOS, REDUCCIONES Y CAPS ________________________________ 6 3.5. UNIONES QUMICAS __________________________________________ 7 3.6. INJERTOS ___________________________________________________ 8

TABLAS DIMENSIONALES ____________________________________________ 9 4. DIMENSIONES PARA TUBERAS __________________________________ 9

4.1. ALPHACOR HLU _____________________________________________ 9 4.2. ALPHACOR FILAMENT WINDING 55 ___________________________ 10

5. DIMENSIONES BRIDAS Y BRIDAS CIEGAS _________________________ 12 6. DIMENSIONES CODOS __________________________________________ 14 7. DIMENSIONES REDUCCIONES ___________________________________ 15 8. DIMENSIONES CAPS ___________________________________________ 16 9. DIMENSIONES UNIONES QUMICAS ______________________________ 17 10. DIMENSIONES INJERTOS _______________________________________ 18

10.1. Cartelas ____________________________________________________ 20



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CARACTERSTICAS TCNICAS 1. OBJETO

El objeto del siguiente documento consiste en determinar los requisitos tcnicos que cubren el diseo de tuberas y accesorios de PRFV area, del proyecto en la PLANTA INTEGRADA DE PRODUCCIN DE ETANOL CARBURANTE EL ALCARAVN.

2. ESTRUCTURA DE LAS TUBERAS

Las tuberas estn formadas por tres capas adheridas entre ellas. Cada capa est diseada para una funcin especial. Estas capas son las mismas para las tuberas Alphacor y HLU, variando entre ellas slo el mtodo para conseguir la capa estructural.

- Capa interna liner - Capa estructural - Capa externa

2.1. LINER

El liner es la barrera interior anticorrosiva. La forman un velo superficial Tipo C de 30 g/m2, que permite una proporcin muy alta de resina, un 90% frente a un 10% de fibra de vidrio. Despus se aplican Mats adicionales de 300 g/cm2, para llegar al espesor deseado, que permiten un 30% de fibra de vidrio.

La resina utilizada en la capa anticorrosiva de las tuberas, de acuerdo con las necesidades del proyecto, corresponde a resina Isoftlica.



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2.2. CAPA MECNICA O ESTRUCTURAL

Es la capa que proporciona a la tubera la resistencia mecnica deseada, cuenta con un 30% de fibra de vidrio. Esta capa es diferente para cada tipo de tubera:

- Alphacor: La forman hilos de vidrio (2.400 TEX) impregnados con resina arrollados de forma continua y cruzada. La proporcin es de 70% de resina frente a un 30% en fibra de vidrio.

- Hand Lay Up: Formada por diferentes capas de Mat (450 g/cm2) y tejidos Roving (600 800 g/cm2) de vidrio intercalados, con un 30 - 40% de peso en fibra de vidrio.

La resina utilizada en esta capa corresponde a resina Isoftlica.

2.3. CAPA DE PROTECCIN O DE SUPERFICIE

La capa exterior contiene un velo de superficie tipo C (30 g/m2) que permite una alta concentracin de resina, del 90%, para asegurar a la tubera una proteccin frente a agentes corrosivos externos a la tubera. La capa de resina puede llevar aditivos dependiendo de las condiciones o necesidades en que trabajar la tubera. La resina utilizada en esta capa corresponde a resina Isoftlica con Top Coat Pigmentado.

3. CONDICIONES DE DISEO

Segn BS7159, el factor de seguridad para las tuberas y accesorios ser de: Estndar de diseo: BS7159:1989 Presin Nominal: 10-16 bar Composicin tubera y accesorios: Capa interna: 1,5 mm (Velo C + Mat); Resina isoftlica. Capa estructural: Roving para tuberas FW y tejido Roving+Mat para accesorios; Resina isoftlica Capa externa: 0,7 mm (Velo + Top Coat); Resina isoftlica con TC pigmentado de RAL6017. Factor de seguridad tubera area, FS: 6 Factor de seguridad tubera enterrada, FS: 4 Factor de seguridad accesorios, FS: 6



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3.1. PRESIN INTERNA

El espesor de las tuberas se determina segn la frmula de BARLOW, el mayor de los dos:

Dnde: P: Presin Interna D: Dimetro interno tc: Tensin admisible circunferencial

ta: Tensin admisible axial SF: Factor de seguridad FC: Factor reductor de resistencia acuerdo con la temperatura

3.2. PRESIN EXTERNA

Para todas las tuberas y en concreto para las de PRFV, un colapso de cargas ocurre cuando la presin externa es mayor que la presin interna. Para dimensionar la tubera segn la presin externa o presin de vaco se emplea la teora de Von Misses:

Suponiendo n=2 y l=12, la presin crtica se obtiene mediante la siguiente expresin:

Dnde: Pv = Presin de vaco [bar] E = Mdulo de flexin circumferencial [kg/cm2] r =Radio medio de la tubera [mm]

t = Espesor mecanico de la tubera [mm] HL LH = Coeficiente de Poisson SF = Factor de seguridad a presin externa



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3.3. BRIDAS

Para el diseo del espesor de las bridas, PROTESA se basa en los valores mnimos recomendados en la ecuacin 65 de la norma BS 4994: Design and construction of vessels and tanks in reinforced plastics:

Donde: t Espesor mecnico de la brida (mm) M Momento resultante en el ala de la brida (N/mm) SCSM Carga de diseo por unidad de espesor de masa (N/mm2) c Dimetro entre centro de taladros (mm) ntal Nmero de agujeros (ud.) d Dimetros de los agujeros (mm)

La frmula de diseo simplificada que utiliza PROTESA es una ecuacin emprica, basada en la anterior y con FS=6 es:

3.4. CODOS, REDUCCIONES Y CAPS

Mediante la teora de Barlow se determina el espesor mecnico mnimo de diseo que ser el valor calculado mayor de las siguientes expresiones:



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3.5. UNIONES QUMICAS

El clculo del espesor de las uniones qumicas se basa en la teora de Barlow, escogiendo como valor mnimo de diseo:

Donde: te Espesor mnimo de diseo de la unin qumica (mm) PW Presin interna o de trabajo (N/mm2) Di Dimetro interno (mm) C Resistencia a traccin circunferencial (N/mm2) FS Factor de seguridad (-)

El clculo de la anchura de las uniones qumicas se basa en la teora de Barlow, escogiendo como valor mnimo de diseo:

Donde: Le Longitud mnima de diseo de la unin qumica (mm) PW Presin interna o de trabajo (N/mm2) Di Dimetro interno (mm) Resistencia a cizalladura (N/mm2) FS Factor de seguridad (-)



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3.6. INJERTOS

El dimensionamiento de un injerto se realiza a partir de la expresin de Barlow:

Donde: Pres Presin resultante (N/mm2)

Hay que considerar que la presin resultante vendr condicionada por el ngulo del injerto. La presin resultante a utilizar para el diseo de un injerto se obtiene de la siguiente ecuacin:

El diseo de las longitudes de los injertos depende de mltiples factores, tales como el tipo de instalacin (area o enterrada), el ngulo del injerto (90 angular) y la relacin entre el DNinjerto y el DNprincipal, principalmente.



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TABLAS DIMENSIONALES 4. DIMENSIONES PARA TUBERAS

4.1. ALPHACOR HLU

DETAIL A

t t

DN

Factor de Seguridad: 6

DESCRIPCIN

DN

PN [bar] Espesor total (tt)

[mm] OD

[mm] in mm

HLU 2 50 10 5 60

Tabla 1. Dimensiones tubera Alphacor HLU

tt: espesor mecnico = espesor total

HLU



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4.2. ALPHACOR FILAMENT WINDING 55

DN

DETAIL A

t it

DETAIL A

t t

t ext

AREA: Factor de Seguridad: 6 Rigidez: 1.250 N/m2

DESCRIPCIN

DN PN

[bar]

Espesor mecnico (t)

[mm]

Espesor total

(tt)[mm]

OD [mm]

Peso (qp)

[kg/m]

Vacio Adm. [bar]

Vano (LS) [m] in mm

ALPHACOR FW 55

AEREA 14 350 10 5,2 7,4 364,8 10,4 0,75 4,1

ALPHACOR FW 55

AEREA 16 400 10 5,2 7,4 414,8 11,9 0,50 4,3

ALPHACOR FW 55

AEREA 18 450 10 5,2 7,4 464,8 13,4 0,35 4,5

ALPHACOR FW 55

AEREA 20 500 10 6,5 8,7 517,4 18,6 0,50 5,0

ALPHACOR FW 55

AEREA 24 600 10 7,8 10,0 620,0 26,8 0,50 5,6

ALPHACOR FW 55

AEREA 30 750 10 9,1 11,3 772,6 39,1 0,41 6,4

ALPHACOR FW 55

AEREA 36 900 10 10,4 12,6 925,2 53,5 0,35 7,1

Tabla 2. Dimensiones tubera Alphacor FW55 Area

TUBERA FILAMENT WINDING

ti: espesor interno (liner 1,5 mm) t: espesor mecnico text: espesor externo (tc= 0,7 mm)



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ENTERRADA: Factor de Seguridad: 4 Rigidez: 5.000 N/m2

DESCRIPCIN

DN PN

[bar]

Espesor mecnico (t)

[mm]

Espesor total

(tt)[mm]

OD [mm]

Peso (qp)

[kg/m]

Vacio Adm. [bar]

Vano (LS) [m] in mm

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 14 350 10 4,4 6,6 363,2 8,8 0,45 3,8

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 16 400 10 5,2 7,4 414,8 11,9 0,50 4,3

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 18 450 10 5,7 7,9 465,8 14,7 0,46 4,5

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 20 500 10 6,5 8,7 517,4 18,6 0,50 5,0

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 24 600 10 7,8 10,0 620,0 26,8 0,50 5,6

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 30 750 10 9,6 11,8 773,6 41,2 0,48 6,4

ALPHACOR FW 55

ENTERRADA 36 900 10 11,7 13,9 927,8 60,3 0,50 7,4

Tabla 3. Dimensiones tubera Alphacor FW55 Enterrada



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5. DIMENSIONES BRIDAS Y BRIDAS CIEGAS

Nmero de agujeros

Espesorrefuerzo (tr)

DN

Dimetroagujeros

Longi

tud

refu

erz

o (L r

)

Dimetro externo

Dimetro centro agujeros

Espe

sor

ala

(t)

Dimensiones Brida = Dimensiones Brida Ciega



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FS: 6 DN

[mm] PN

[bar]

Espesor ala (t) [mm]

Nmero x Agujeros [ud. x

mm]

Dimetro centro

agujeros [mm]

Dimetro externo

brida [mm]

Espesor refuerzo (tr) [mm]

Longitud refuerzo (Lr) [mm] DESCRIPCIN

ASME 16.5 CLASE 150 15 10 16 4 x 15,9 60,3 90,0 11,0 64

ASME 16.5 CLASE 150 20 10 16 4 x 15,9 69,9 100,0 11,0 64

ASME 16.5 CLASE 150 25 10 16 4 x 15,9 79,4 110,0 11,0 64

ASME 16.5 CLASE 150 32 10 16 4 x 15,9 88,9 115,0 11,0 64

ASME 16.5 CLASE 150 40 10 16 4 x 15,9 98,4 125,0 11,0 64

ASME 16.5 CLASE 150 50 10 19 4 x 19,1 120,7 150,0 11,0 76

ASME 16.5 CLASE 150 65 10 20,5 4 x 19,1 139,7 180,0 11,0 82

ASME 16.5 CLASE 150 80 10 24 4 x 19,1 152,4 190,0 11,0 96

ASME 16.5 CLASE 150 100 10 26,5 8 x 19,1 190,5 230,0 11,0 106

ASME 16.5 CLASE 150 125 10 30 8 x 22,2 215,9 255,0 11,0 120

ASME 16.5 CLASE 150 150 10 32 8 x 22,2 241,3 280,0 11,0 128

ASME 16.5 CLASE 150 200 10 37 8 x 22,2 298,5 345,0 12,5 148

ASME 16.5 CLASE 150 250 10 40 12 x 25,4 362,0 405,0 12,5 160

ASME 16.5 CLASE 150 300 10 44 12 x 25,4 431,8 485,0 14,0 176

ASME 16.5 CLASE 150 350 10 48 12 x 28,6 476,3 535,0 16,0 192

ASME 16.5 CLASE 150 400 10 52 16 x 28,6 539,8 595,0 16,0 208

ASME 16.5 CLASE 150 450 10 54 16 x 31,8 577,9 635,0 17,5 216

ASME 16.5 CLASE 150 500 10 58 20 x 31,8 635,0 700,0 19,0 232

ASME 16.5 CLASE 150 600 10 62 20 x 35 749,3 815,0 22,0 248

ASME B16.47 Serie A 700 10 67 28 x 35,1 863,6 927,1 26,5 268

ASME B16.47 Serie A 750 10 70 28 x 35,1 914,4 984,2 28,0 280

ASME B16.47 Serie A 800 10 74 28 x 41,2 977,9 1060,5 30,0 296

ASME B16.47 Serie A 900 10 78 32 x 41,2 1085,9 1168,4 33,0 312

Tabla 4. Dimensiones ASA 150lb.

Los espesores de ala de brida estn segn clculo por Protesa, ya que la norma slo aplica a la distribucin y tipo de taladrado de la brida.



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6. DIMENSIONES CODOS

FS: 6 DN PN

[bar] Espesor total

(tt) [mm] Avance (Lad)

[mm] DESCRIPCIN in mm

Codo 90 1/2 15 10 5 120

Codo 90 1 25 10 5 120

Codo 90 2 50 10 5 120

Codo 90 14 350 10 11 525

Codo 90 16 400 10 12,5 600

Codo 90 18 450 10 14 675

Codo 90 20 500 10 16 750

Codo 90 24 600 10 17,5 900

Codo 90 30 750 10 22 1125

Codo 90 36 900 10 26,5 1350

Tabla 5. Dimensiones codos, PN10



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7. DIMENSIONES REDUCCIONES

DN dN

t t

DN d

N

t t

Lad [2,5x(DN-dN)] Lad [2,5x(DN-dN)]

CONCNTRICO EXCNTRICO

DESCRIPCIN DN

[mm] dN

[mm] PN

[bar] Espesor total (tt)

[mm] Avance (Lad)

[mm]

Reduccin 900 x 750 900 750 10 26,5 375

Reduccin 900 x 600 900 600 10 26,5 750

Reduccin 600 x 400 600 400 10 17,5 500

Reduccin 500 x 450 500 450 10 16 125

Reduccin 400 x 350 400 350 10 12,5 125

Tabla 6. Dimensiones reductores, PN10

No es necesario contemplar el avance recto en las reducciones ya que tal y como estn fabricados no existe problema alguno para conectarlas con tubera.



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8. DIMENSIONES CAPS

DN tt

rcc

R ccH

cc

DESCRIPCIN

DN

PN [bar] Espesor total (tt)

[mm] Hcc

[mm] hcc

[mm] in mm

Cabezal cncavo 36 900 10 26,5 174,4 80,0

Tabla 7. Dimensiones CAPS, PN10

Las dimensiones del cap son suficientes para realizar la unin qumica con la tubera.



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9. DIMENSIONES UNIONES QUMICAS

Sellado interno de UQ e Injertos

DN Principal Ancho interno (Li) [mm] Espesor

(ti) [mm]

600 1200 150 5

1300 2000 200 6,5

2100 3200 250 8

Tabla 8. Sellado interior tubera

FS: 6 DN

PN [bar] Espesor total (te)

[mm]

Ancho UQ (Le) [mm]

Peso UQ [kg]

Tiras, N x long.

[mm]

Series 2M-R-2M-R-M

Final DESCRIPCIN in mm

Unin qumica 2 50 10 5 150 0,2 0 x 237 0 6M- V

Unin qumica 14 350 10 11 200 4,4 2 x 1246 2 V

Unin qumica 16 400 10 11 200 5,1 2 x 704 2 V

Unin qumica 18 450 10 11 250 7,1 2 x 794 2 V

Unin qumica 20 500 10 12,5 250 9,0 2 x 875 2 2M- V

Unin qumica 24 600 10 16 300 19,4 3 x 1046 3 V

Unin qumica 30 750 10 19 350 32,5 3 x 872 3 M-R-2M- V

Unin qumica 36 900 10 22 450 57,9 4 x 1046 4 2M- V

Unin qumica 2 50 16 5 150 0,2 0 x 237 0 6M- V


Unin qumica 16 400 16 16 300 11,4 3 x 723 3 V


Unin qumica 20 500 16 20,5 400 25,2 4 x 913 4 V



Unin qumica 36 900 16 37 700 142,0 7 x 1090 7 V

Tabla 9. Dimensiones uniones qumicas PN10 y PN16

Li

LeMaxhesive

t e

t i

Sellado Interno

Unin qumica

Tubera n 1

Tubera n 2



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10. DIMENSIONES INJERTOS

Injerto estndar

c

ED

DB

t e

Injerto

Refuerzo injerto

Selladointerno

Li/2

L i/2

ti

Cotas C y D = 0; No es necesario espesor de refuerzo



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DESCRIPCIN

DN Injertado PN

[bar] Espesor (te)

[mm] Ancho B

[mm] Alto E [mm]

in mm

INJERTO 90 1 25 10 6,5 75 75

INJERTO 90 2 50 10 6,5 75 75

INJERTO 90 14 350 10 11 225 225

INJERTO 90 16 400 10 12,5 250 250

INJERTO 90 18 450 10 14 300 300

INJERTO 90 20 500 10 16 325 325

INJERTO 90 24 600 10 17,5 400 400

INJERTO 90 30 750 10 22 500 500

INJERTO 90 36 900 10 26,5 575 575

Tabla 10. Dimensiones injertos 90, PN10

DESCRIPCIN

DN Injertado PN

[bar] Espesor (te)

[mm] Ancho B

[mm] Alto E [mm]

in mm

INJERTO 90 1 25 16 6,5 75 75

INJERTO 90 2 50 16 6,5 75 75

INJERTO 90 14 350 16 16 225 225

INJERTO 90 16 400 16 19 250 250

INJERTO 90 18 450 16 20,5 300 300

INJERTO 90 20 500 16 24 325 325

INJERTO 90 24 600 16 28 400 400

INJERTO 90 30 750 16 35 500 500

INJERTO 90 36 900 16 43 575 575

Tabla 11. Dimensiones injertos 90, PN16



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10.1. CARTELAS

Se incluirn 2 por injerto a 90 para reforzarlas. Una en senrido axial y otra en el cicumferencial. Tendran un espesor maximo de 10 mm. La longitud ser hasta el limite de la cota B en axial y en cicumferencial hasta la tangente del tubo. En cuanto a la altura, hasta el limite de la cota E.

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