Manual de tubo y accesorios de cobre

CEDICCentro Espaol de Informacin del Cobre

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Manual de tuboy accesorios de cobre

Centro Espaol de Informacin del Cobre(CEDIC)

Ttulo: Manual de tubo y accesorios de cobreAutor: Centro Espaol de Informacin del Cobre (CEDIC)

Patrocinado por: International Copper Association (ICA) y European Copper Institute (ECI)

de las ilustraciones: AENOR, CEDIC, Deutsches Kupferinstitut (DKI), Gas Natural,IBP Atcosa, LEAF BUSINESS HOLDINGS SPAIN, S.A.

Todos los derechos reservados. No se permite la reproduccin total o parcial de este libro,por cualquiera de los sistemas de difusin existentes, sin la autorizacin previa por escritode CEDIC.

Nota: Todos los datos y conceptos contenidos en esta publicacin se revisaron cuidadosamente.Los miembros del Comit Espaol de la Campaa Europea de Informacin de Tubo y Accesoriosde Cobre (ECPPC) no asumen responsabilidad, ni legal ni de otro tipo, en lo relativo a la garantade integridad, exactitud y ausencia de errores.

Prlogo

La ECPPC, European Copper Plumbing Promotion Campaign (Campaa Europea de Informacin de Tubo y Accesorios de Cobre para las instalaciones de agua, gas y calefaccin) se viene desarrollando en varios pases de Europa desde hace ms de una dcada, coordinada por el European Copper Institute (ECI) y con el apoyo de los fabricantes europeos de tubo y accesorios de cobre.

En Espaa esta Campaa est coordinada por el Comit Espaol del que forman parte el Centro Espaol de Informacin del Cobre (CEDIC), junto con tres fabricantes nacionales de tubo de cobre y uno de accesorios. Este Comit, en el desarrollo de sus actividades, ha dado siempre prioridad a mantener informados a los profesionales de la construccin sobre las tcnicas de empleo del tubo y accesorios de cobre en las instalaciones termohidrosanitarias, y sta es precisamente la finalidad de la presente publicacin.

El cobre es ya un material de sobra contrastado, que ha demostrado su fiabilidad y durabilidad, pero a su vez es un material moderno que se ha adaptado a la evolucin de las necesidades que demanda el mercado. Los nuevos productos de cobre para estas aplicaciones, las nuevas tcnicas de unin en fro cada vez ms extendidas, la nueva legislacin han promovido la edicin de este Manual, el cual estamos segu-ros de que servir de gua de referencia a los profesionales.

Debemos hacer presente nuestro agradecimiento a la International Copper Associa-tion (ICA) y al European Copper Institute (ECI), patrocinadores de la ECPPC, sin cuyo apoyo esta publicacin no habra sido posible.

Armando GallegoPRESIDENTE DEL COMIT ESPAOL DE LA ECPPC

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ndice

1. Generalidades............................................................................................................ 1.1. El cobre en la tabla peridica........................................................................... 1.2. Caractersticas fsicas del cobre (DHP)............................................................ 1.3. Caractersticas mecnicas de los tubos de cobre segn la Norma UNE-EN 1057........................................................................................ 1.4. Caractersticas y ventajas del tubo de cobre.................................................. 1.5. Otras caractersticas del tubo de cobre.......................................................... 1.5.1. Formas de suministro............................................................................... 1.5.2. Dimensiones y pesos................................................................................ 1.6. Proceso de elaboracin del tubo de cobre..................................................... 1.6.1. Fundicin................................................................................................... 1.6.2. Extrusin.................................................................................................... 1.6.3. Laminado................................................................................................... 1.6.4. Trefilado de tubos..................................................................................... 1.6.5. Acabado..................................................................................................... 1.6.6. Embalado...................................................................................................

2. Instalaciones con tubo de cobre.............................................................................. 2.1. Tubos................................................................................................................. 2.2. Accesorios......................................................................................................... 2.2.1. Accesorios para soldar............................................................................. 2.2.2. Accesorios mecnicos.............................................................................. 2.2.3. Accesorios por empuje (push-fitting).................................................. 2.2.4. Accesorios con extremos a presin para tubos metlicos (press fitting).............................................................................................. 2.3. Uniones sin accesorio...................................................................................... 2.3.1. Empalme recto.......................................................................................... 2.3.2. Empalme en derivacin............................................................................ 2.4. Decapantes........................................................................................................ 2.5. Material de aporte............................................................................................ 2.5.1. Material de aporte para soldadura blanda.............................................. 2.5.2. Material de aporte para soldadura fuerte............................................... 2.6. Clculo de la longitud del material de aporte necesario...............................

3. Proceso de soldadura............................................................................................... 3.1. Fenmeno de capilaridad.................................................................................

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Fcil de Instalar

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manual de tubo y accesorios de cobre - ndice

el Cobre - la eleccin profesional 9

5.3. Tipos de corrosin en circuitos...................................................................... 5.3.1. Teora de la corrosin............................................................................. 5.4. Corrosin atmosfrica (ptina verdosa)........................................................ 5.5. Comportamiento del cobre en diferentes ambientes de trabajo................ (agentes qumicos y atmsferas habituales)

6. Tubera de cobre en instalaciones de gas............................................................. 6.1. Marco normativo/reglamentacin vigente.................................................... 6.2. Estructura del Reglamento............................................................................. 6.3. Aspectos regulatorios..................................................................................... 6.4. Instrucciones Tcnicas Complementarias (ITC)............................................ 6.5. Ventajas de las aplicaciones del tubo de cobre en instalaciones de gas.... 6.6. Terminologa en instalaciones de gas........................................................... 6.6.1. ndice de Wobbe segn el Reglamento de gas (RD 919/2006, de 28 de julio de 2006, UNE 60002)............................... 6.6.2. Unidades................................................................................................... 6.6.3. Densidad................................................................................................... 6.6.4. Condiciones de referencia...................................................................... 6.6.5. Poder calorfico superior (PCS).............................................................. 6.6.6. Poder calorfico inferior (PCI)................................................................. 6.6.7. Unidades de presin............................................................................... 6.6.8. Unidades de potencia............................................................................. 6.6.9. Unidades de energa............................................................................... 6.6.10. Aparato a gas de tipo A (de evacuacin no conducida)..................... 6.6.11. Aparato a gas tipo B (de evacuacin conducida)................................ 6.6.12. Aparato a gas tipo C (de circuito estanco)........................................... 6.6.13. Presin de operacin (OP)..................................................................... 6.6.14. Presin mxima de operacin (MOP).................................................. 6.7. Familia de gases.............................................................................................. 6.7.1. Clasificacin de los combustibles gaseosos en familias (segn la Norma UNE 60002 o UNE-EN 437)........................................ 6.8. Rango de presiones segn la Norma UNE 60670-1...................................... 6.8.1. Presin minima de gas en la llave del aparato...................................... 6.8.2. Presiones en instalaciones receptoras................................................... 6.9. Smbolos.......................................................................................................... 6.9.1. Instalacin receptora comn.................................................................. 6.9.2. Instalacin receptora individual............................................................. 6.10. Velocidad del gas.......................................................................................... 6.11. Instaladores y empresas instaladoras de gas............................................. 6.11.1. Instalador autorizado de gas................................................................. 6.11.2. Empresa instaladora..............................................................................

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3.1.1. Tolerancias................................................................................................. 3.2. Ejecucin de la soldadura blanda.................................................................... 3.2.1. Corte a medida del tubo............................................................................ 3.2.2. Eliminacin de rebabas............................................................................. 3.2.3. Recalibrado de los extremos.................................................................... 3.2.4. Limpieza de las partes en contacto.......................................................... 3.2.5. Aplicacin del decapante.......................................................................... 3.2.6. Montaje de la unin................................................................................... 3.2.7. Limpieza del exceso de decapante........................................................... 3.2.8. Calentamiento............................................................................................ 3.2.9. Aplicacin de la soldadura........................................................................ 3.2.10. Enfriamiento y limpieza final.................................................................. 3.3. Ejecucin de la soldadura fuerte...................................................................... 3.3.1. Aplicacin del decapante.......................................................................... 3.3.2. Calentamiento............................................................................................ 3.3.3. Aplicacin de la soldadura........................................................................ 3.3.4. Enfriamiento y limpieza............................................................................

4. Diseo, montaje e instalacin con tubo y accesorios de cobre............................ 4.1. Curvado del tubo de cobre............................................................................... 4.2. Dilataciones....................................................................................................... 4.2.1. Ejemplos de diseo de instalaciones....................................................... 4.2.2. Curvas de dilatacin.................................................................................. 4.2.3. Dilatadores................................................................................................. 4.3. Soportes............................................................................................................. 4.4. Modalidades de ubicacin de tuberas............................................................ 4.4.1. Tuberas vistas........................................................................................... 4.4.2. Tuberas enterradas desnudas................................................................. 4.4.3. Tuberas en vainas.................................................................................. 4.4.4. Vainas pasamuros................................................................................... 4.4.5. Interrupcin del servicio (DB HS Salubridad, apartados7.1 y 7.2 del CTE).................................................................... 4.4.6. Aislamiento trmico de redes de tuberas............................................ 4.4.7. Materiales aislantes trmicos................................................................

5. Contacto del cobre con otros metales. Precauciones a adoptar........................ 5.1. Circuitos mixtos cobre-hierro........................................................................ 5.1.1. Circuitos mixtos de calefaccin central................................................. 5.1.2. Circuitos de distribucin de agua fra.................................................... 5.1.3. Circuitos de distribucin de agua caliente............................................ 5.2. Unin entre distintos metales........................................................................

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6.26.4. Potencia nominal de utilizacin simultnea........................................ 6.26.5. Longitud equivalente de la instalacin................................................. 6.26.6. Mtodo de clculo de la prdida de carga........................................... 6.26.7. Prdida de carga admitida.................................................................... 6.26.8. Proceso de clculo a seguir................................................................... 6.27. Ejemplo prctico............................................................................................ 6.27.1. Material de las conducciones................................................................ 6.27.2. Determinacion del caudal nominal de cada tipo de aparato a gas.... 6.27.3. Determinacin del caudal de diseo de las instalaciones individuales............................................................................................ 6.27.4. Determinacin del caudal de diseo de la instalacin comn......................................................................... 6.27.5. Determinacin de la longitud equivalente de cada tramo de instalacin receptora............................................................................. 6.27.6. Distribucin de la prdida de carga y dimetro mnimo en cada tramo de instalacin receptora.................................................... 6.27.7. Determinacin del dimetro de clculo y del dimetro comercial de cada tramo. Clculo de la prdida de carga real en cada tramo................................................................................. 6.27.8. Desarrollo por tramos........................................................................... 6.28. Clasificacin de anomalas........................................................................... 6.29. Modelos de impresos.................................................................................... 6.29.1. IRG-1 Certificado de acometida interior de gas................................... 6.29.2. IRG-2 Certificado de instalacin comn de gas................................... 6.29.3. IRG-3 Certificado de instalacin individual de gas..............................

7. Instalaciones de extincin de incendios................................................................ 7.1. Marco normativo y legislacin vigente.......................................................... 7.2. Rociadores automticos.................................................................................. 7.3. Desarrollo resumido del marco normativo................................................... 7.3.1. Dimensionado de tubera........................................................................ 7.3.2. Clculo de prdidas de carga en tubera................................................ 7.3.3. Los edificios y sus contenidos estn definidos y catalogados en la normativa, segn su nivel de riesgo............................................. 7.3.4. Instalaciones mojadas............................................................................. 7.3.5. Instalaciones susceptibles a heladas..................................................... 7.3.6. Sistemas que requieran anticongelante................................................ 7.3.7. Suministro de agua.................................................................................. 7.3.8. Diseo hidrulico..................................................................................... 7.3.9. Temperatura de funcionamiento............................................................ 7.3.10. Velocidad................................................................................................

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6.11.3. Puesta en servicio.................................................................................. 6.12. Instalaciones de gas...................................................................................... 6.12.1. Definicin de instalacin receptora de gas......................................... 6.13. Instalaciones de gas con tubera de cobre................................................. 6.13.1. Dimensiones......................................................................................... 6.13.2. Tipos de uniones para tuberas, elementos y accesorios.................. 6.14. Simbologa para instalaciones receptoras................................................. 6.15. Instalaciones GLP (depsitos fijos).............................................................. 6.15.1. Instalaciones fijas.................................................................................. 6.15.2. Aplicaciones con gases licuados del petrleo.................................... 6.15.3. Materiales y elementos debern asimismo cumplir con la Norma UNE 60250............................................................................................. 6.15.4. Canalizaciones (UNE 60250)................................................................. 6.16. Elementos de una instalacin...................................................................... 6.16.1. Denominacin de elementos................................................................ 6.17. Gas natural..................................................................................................... 6.18. Gas manufacturado....................................................................................... 6.19. Instalacin de gas canalizado tipo industrial y comercial......................... 6.20. Diseo y caractersticas de la instalacin segn la Norma UNE 60670-4...................................................................................... 6.20.1. Tubera vista........................................................................................... 6.20.2. Tuberas alojadas en vainas o conductos............................................ 6.20.3. Tuberas enterradas. Tallos.................................................................. 6.20.4. Tuberas empotradas............................................................................ 6.21. Prohibicin de paso de tuberas.................................................................. 6.22. Dimensiones de las instalaciones receptoras de gas................................ 6.22.1. Dimetro de la tubera a instalar.......................................................... 6.23. Grado de gasificacin. Potencia de diseo de la instalacin (PCS, Poder Calorfico Superior del gas).................................................... 6.24. Dimensionado de las instalaciones receptoras de gas.............................. 6.24.1. Potencia y caudal de diseo de la instalacin individual................... 6.25. Potencia de diseo y factor de simultaneidad de la instalacin comn................................................................................ 6.25.1. Gasificacin de instalaciones con calefaccin central. Sin calefaccin individual. Coeficiente S1........................................... 6.25.2. Gasificacin de instalaciones con calefaccin individual. Coeficiente S2......................................................................................... 6.26. Clculo de una instalacin tipo.................................................................... 6.26.1. Determinacin del caudal nominal de un aparato a gas................... 6.26.2. Caudal de diseo de instalaciones individuales................................. 6.26.3. Caudal de diseo de la instalacin comn.........................................

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10.3.3. Proteccin contra ruidos....................................................................... 10.3.4. Montaje de los filtros............................................................................. 10.3.5. Montaje de equipos de descalcificacin (si se precisa)...................... 10.4. Bases de clculo para el dimensionado...................................................... 10.4.1. Unidades de medida segn el Sistema Internacional (SI)................. 10.4.2. Dimetros mnimos de alimentacin................................................... 10.5. Dimensionados de las derivaciones a cuartos hmedos y ramales de enlace y caudales instantneos mnimos.................................................... 10.6. Presin............................................................................................................ 10.6.1. Prdida de presin total de la instalacin............................................ 10.6.2. Presin disponible en la instalacin..................................................... 10.7. Caudal de clculo........................................................................................... 10.7.1. Edificios de viviendas............................................................................ 10.7.2. Edificios de oficinas, estaciones, aeropuertos, etc.............................. 10.7.3. Edificios de hoteles, discotecas, museos............................................. 10.7.4. Edificios centros comerciales................................................................ 10.7.5. Edificios hospitales................................................................................ 10.7.6. Edificios de escuelas, polideportivos................................................... 10.8. Prdida de carga............................................................................................ 10.8.1. Prdida de carga en los tubos............................................................... 10.8.2. Prdida de carga en accesorios............................................................ 10.8.3. Prdida total de carga............................................................................ 10.9. Resumen del procedimiento de clculo utilizado en la elaboracin de las tablas, basado en la Norma UNE 149201......................................... 10.9.1. Datos a considerar para el clculo....................................................... 10.9.2. Determinacin del caudal total de la instalacin................................ 10.9.3. Determinacin del caudal de clculo................................................... 10.9.4. Determinacin del caudal de la instalacin en funcin del material................................................................................................... 10.9.5. Determinacin de las prdidas de presin (carga) por rozamiento en tuberas.......................................................................... 10.10. Simbologa................................................................................................... 10.11. Caudal de clculo o caudal simultneo.....................................................

Anexo A........................................................................................................................ A.1. Dimensiones normalizadas de los tubos. Norma UNE-EN 1057................ A.2. Dimensiones normalizadas de los accesorios.............................................. A.3. Longitudes mnimas de acoplamiento para accesorio segn la Norma UNE-EN 1254-1.................................................................................... A.4. Peso del tubo de cobre en las dimensiones recomendadas segn la Norma UNE-EN 1057...................................................................................

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7.3.11. Puesta en servicio.................................................................................. 7.3.12. Ubicacin de los rociadores.................................................................. 7.4. Soportes de la tubera..................................................................................... 7.4.1. Distribucin de los soportes................................................................... 7.5. Resumen frmulas de clculo........................................................................

8. Cdigo Tcnico de la Edificacin............................................................................ 8.1. Desglose de la parte I del CTE........................................................................ 8.2. Desglose de la parte II del CTE....................................................................... 8.3. DB HE 4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria.................. 8.3.1. Zonas climticas....................................................................................... 8.3.2. Definicin de instalacin solar trmica.................................................. 8.3.3. Condiciones generales............................................................................ 8.3.5. Proteccin contra heladas....................................................................... 8.4. Materiales......................................................................................................... 8.4.1. Tuberas.................................................................................................... 8.5. Clculo de prdidas......................................................................................... 8.5.1. Prdidas por orientacin......................................................................... 8.5.2. Prdidas por orientacin e inclinacin................................................... 8.6. Aislamiento trmico........................................................................................ 8.7. Clculo de la demanda de agua caliente....................................................... 8.7.1. Clculo del nmero de personas por vivienda...................................... 8.7.2. Clculo de la demanda de agua caliente mensual................................ 8.8. Sistema de acumulacin solar........................................................................ 8.9. Caudal del circuito primario............................................................................ 8.10. Dimensionado de las tuberas...................................................................... 8.10.1. Prdida de carga lineal en las tuberas................................................. 8.10.2. Prdidas de carga aisladas en las tuberas.......................................... 8.10.3. Circuito hidrulico de distribucin de ACS.......................................... 8.10.4. Sistema de energa convencional auxiliar........................................... 8.10.5. Terminologa..........................................................................................

9 Certificacin energtica en los edificios..................................................................

10 Caractersticas y dimensionado de las instalaciones de agua........................... 10.1. Terminologa correspondiente a las instalaciones de agua para consumo humano dentro de los edificios.................................................... 10.2. Tipo de agua en la red................................................................................... 10.3. Aislamiento trmico de las tuberas............................................................. 10.3.1. Separacin de otras instalaciones........................................................ 10.3.2. Velocidad del agua.................................................................................

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manual de tubo y accesorios de cobre - generalidades


1.- Generalidades

1.1.- El cobre en la tabla peridica

Nmero atmico: 29Smbolo fsico-qumico: CuDensidad: 8,92 kg/dm3

Punto de fusin: 1 083 CDenominacin en espaol: Cobre(Vase la figura 1.1)

El cobre cristaliza en el sistema cbico de cara centrada, lo que permite un fcil desli-zamiento molecular que le aporta las caractersticas de dctil y maleable (vanse las figuras 1.2, 1.3 y 1.4).

Nmero atmico (n. de electrones, orden en la tabla)

Smbolo fsico-qumico

Densidad (kg/dm3)

Punto de fusin (C)

Denominacin en espaol: Cobre

figura 1.1.

A.5. Presin de trabajo de los tubos de cobre...................................................... A.5.1. Presin de trabajo.................................................................................... A.5.2. Presiones de trabajo, bajo criterios combinados de presin /temperatura.............................................................................. A.5.3. Presin de rotura en estado recocido y duro, en las dimensiones ms utilizadas................................................................... A.6. Golpe de ariete................................................................................................ A.7. Prdidas de carga............................................................................................ A.7.1. baco para el clculo de prdidas de carga en tuberas de cobre con agua fra. Temperatura: 10 C............................................... A.7.2. baco para el clculo de prdidas de carga en tuberas de cobre con agua a temperatura de 60 C................................................ A.7.3. baco de prdidas de carga en tubos de cobre para una temperatura de 45 C.............................................................................. A.7.4. baco de prdidas de carga segn velocidad...................................... A.7.5. Coeficientes de prdidas de carga localizadas para piezas especiales (segn Riestchel).................................................................. A.8. Instruccin para utilizacin de las tablas y diagramas................................ A.9. Caudales mnimos en los aparatos domsticos (CTE, RD 314/2006, de 17 marzo de 2006)...................................................................................... A.10. Datos del tubo de cobre................................................................................ A.11. Incremento de la posibilidad de multiplicacin de legionella en funcin de la temperatura del agua de algunas instalaciones.................. A.12. Unidades de medida segn SI (Sistema Internacional)............................. A.13. Ejemplo grfico de dilatacin de los tubos de cobre................................. A.14. Marcado CE................................................................................................... A.14.1. Diferencias entre Marcado CE y Marca de Calidad AENOR...............

Bibliografa y otras fuentes.........................................................................................

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figura 1.4

1.2.- Caractersticas fsicas del cobre (DHP)

(Vase la tabla 1.1.)

Densidad 8,92 kg/dm3

Temperatura de fusin 1 083 C

Conductividad trmica a 20 C293-364 W (m K)

0,923 cal/cm2 cm s C

Conductividad elctrica a 20 C68-90% IACS

41-52 m/Ohm mm2

Coeficiente de dilatacin lineal 16,5 x 106

Calor especfico de 0 C a 100 C 0,092 cal/g C

Resistividad elctrica a 20 C(inverso de conductividad)

0,022 Ohm mm2/m1,915-2,53 microohm cm

Coeficiente trmico de resistencia por C 0,00393

Reaccin al fuego (segn cdigo europeo Euroclases)Clase A1

No inflamable

Mdulo de elasticidad a 20 C 12 000 kg/mm2

Tabla 1.1. Caractersticas fsicas del cobre

1.3. Caractersticas mecnicas de los tubos de cobre segn la Norma UNE-EN 1057


1.4. Caractersticas y ventajas del tubo de cobre

El cobre, por sus caractersticas, es sin duda el metal ms apropiado para la fabricacin de tubos para toda clase de aplicaciones, tanto en la construccin como en la industria. Como materia prima se utiliza cobre desoxidado al fsforo, Cu-DHP,con una pureza de cobre ms plata 99,90%.

gas lquido slido

figura 1.2. figura 1.3.

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Estado de tratamiento Dimetroexterior nominal

(DN)(mm)

Resistencia ala traccin

(Rm)(MPa1)

Alargamiento(A)(%)

Mn.dureza

(indicativa)HV5

Designa-cin

segnEN 1173

Designa-cinusual

Mn. Mx. Mn.

R 220 Recocido 6 54 220 40 (40 a 70)2

R 250 Semiduro6 66,7

25030

(70 a 100)6 159 20

R 290 Duro 6 267 290 3 (mn. 100)

Tabla 1.2. Caractersticas mecnicas de los tubos de cobre

1 1 MPa equivale a 1 N/mm2.2 Los valores de dureza que figuran entre parntesis, no son requisitos de esta norma. Se dan slo a ttulo orientativo.

Como caractersticas ms destacadas del tubo de cobre, se pueden resear las si-guientes:

Alta resistencia a la corrosin.

Pequeas prdidas de carga, debido a una superficie interior lisa.

Inalterable con el paso del tiempo, en sus caractersticas fsicas y qumicas.

Permite montajes rpidos y fciles, utilizando diversos tipos de accesorios, tales como los soldados por capilaridad, a compresin, y uniones en fro.

Excelente comportamiento con la gran mayora de los materiales de construccin habituales y de los fluidos a transportar. (Vase captulo 5, tabla 5.1, bajo denomi-nacin Cu-DHP.)

Soporta elevadas presiones interiores, permitiendo el uso de tubos de pared del-gada. (Vase la figura A.2 en el anexo A.5.2.)

Como consecuencia de sus peculiares caractersticas, el tubo de cobre presenta las siguientes ventajas respecto a otros materiales:

Garantiza un caudal constante debido a su pared interior completamente lisa (ru-gosidad: 0,0015 mm).

Menor dimensin de las instalaciones frente a igualdad de flujo transportado Per-mite fcilmente su empotrado.

Permite montajes exteriores debido a su alta resistencia a la corrosin y a su inal-terabilidad frente a los rayos ultravioleta.

Adems, el cobre ofrece una completa impermeabilidad frente al oxgeno, prote-giendo as la instalacin frente a corrosiones.

Por su alta resistencia al ataque de los materiales empleados en la construccin (cemento, yeso, escayola, etc.), est especialmente indicado para instalaciones empotradas. Sin embargo, se ha de tener precaucin con los aditivos incorporados a cementos y hormigones que contengan productos amoniacales, a los que el co-bre es vulnerable.

Debido a su espesor uniforme y medidas exactas, y sobre todo a su pared interna lisa, presenta unas prdidas de carga muy reducidas en comparacin con tubos de otros materiales.

Gran ahorro en las instalaciones realizadas con uniones en fro, por la facilidad y rapidez en su ejecucin.

Debido a su elevada conductividad trmica es el material idneo para instalacio-nes basadas en energas alternativas (solar, biomasa, trmica y geotrmica) y de calefaccin (suelo radiante).

Reducido peso por metro lineal de tubera, lo que abarata el transporte, facilita la manipulacin y resulta ideal para la prefabricacin en serie de instalaciones tipo.

Protege el medio ambiente al ser reciclable en su totalidad, permitiendo as un importante ahorro energtico y de los recursos naturales del planeta. Despus de reciclado, el cobre mantiene intactas sus propiedades.

Gran elasticidad que le permite soportar altas presiones.

Universalidad. Todos los componentes de una instalacin con tubo de cobre se fabrican en medidas estndar; por ello, no habr problemas de incompatibilidad de componentes entre los distintos fabricantes y se tendr garanta de suministro durante muchos aos.

Resistencia al fuego: el cobre no se quema, resiste altas temperaturas sin fundirse

20



alargamiento y lmite elstico son diferentes a las que tenan en estado duro (vasela tabla 1.2).

Los tubos en rollos se suministran hasta un dimetro exterior de 22 mm, en longitud estndar de 50 m. Se pueden solicitar rollos con cromado exterior para instalaciones vistas.

En estado recocido, el tubo de cobre se curva fcilmente utilizando las herramientasadecuadas con radios normalizados.

Se recomienda recalibrar los extremos del tubo recocido por medio de una simple herramienta, cuando se efecten soldaduras por capilaridad, para garantizar la estanquidad.

Las caractersticas de la instalacin de agua o calefaccin a la que va destinado el tubo de cobre son las que determinan la eleccin del estado del tubo: duro, semiduro o recocido.

Los tubos en estado duro se utilizan en instalaciones que requieren una gran rigidezo en aquellas en que los tramos rectos son de gran longitud. Adems, estos tubos pueden ser curvados utilizando mquinas adecuadas y herramientas homologadas.

Por su parte, los tubos de cobre recocidos se utilizan en instalaciones con recorridos de gran longitud, sinuosos o irregulares, cuando es necesario adaptarlos al lugar enque vayan a ser colocados.

1.5.2. Dimensiones y pesos

Las dimensiones del tubo de cobre para uso sanitario, as como su peso por metro lineal y frmula para la determinacin del mismo, se encuentran en los anexos al final del libro.

CaudalIgualmente, en el anexo A aparecen las tablas y bacos para agua a 10 C, 45 C y 60 C, que permiten determinar los dimetros de las tuberas en funcin de los diversos elementos que entran en clculo: caudal, prdida de carga y velocidad.

Llamamos la atencin sobre el margen izquierdo de la grfica donde se recoge la relacin directa entre la velocidad del agua y el ruido producido. Asimismo, en el anexo se puede encontrar ms informacin sobre el ruido producido por el golpe de ariete.

y no desprende gases txicos. La clasificacin que corresponde al tubo de cobre segn el sistema europeo euroclases es: A1 (cumple los requisitos exigibles no inflamable sin necesidad de realizar ensayos). No existe propagacin exterior ni penetracin de fuego.

Gran resistencia frente a la combinacin de presiones altas y temperaturas eleva-das que permite un ptimo tratamiento contra la legionella.

Bajo coeficiente de dilatacin, tanto lineal como transversal, garantizando la esta-bilidad de las instalaciones.

Material bacteriosttico, frena la proliferacin de bacterias.

Su denominacin de material criognico lo hace resistente a las bajas temperaturas.

Inmune a la accin de roedores.

Permite instalaciones vistas ms estticas.

Elemento natural, presente en la naturaleza, y esencial para el organismo humano.

Constancia en sus caractersticas. El tubo de cobre permanece inalterable con el paso del tiempo.

1.5. Otras caractersticas del tubo de cobre

1.5.1. Formas de suministro

Los tubos de cobre se suministran en tiras rectas y en rollos.

Tiras rectasEstos tubos se suministran en estado duro, lo que les confiere rigidez, excelente resistencia al choque y un perfecto acabado. Los tubos en tiras son perfectamente circulares y el acoplamiento a los accesorios se puede hacer sin calibrado previo. Habitualmente se suministran en longitudes de 5 m. Tambin pueden suministrarse en estado semiduro.

RollosLos tubos recocidos se obtienen a partir de los duros por medio de un tratamiento trmico. Despus de este tratamiento, sus caractersticas de carga de rotura,

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1.6. Proceso de elaboracin del tubo de cobre

El proceso de elaboracin del tubo de cobre (vase la figura 1.5) consta de las si-guientes etapas:

Figura 1.5. Proceso de elaboracin del tubo de cobre

Reciclaje Ctodo

Utilizacin y consumo Fusin

Productos acabados

Extrusin

Limpieza

Laminacin

Tratamiento trmico Estirado

Bobinado

1.6.1. Fundicin

La materia prima de un tubo de cobre se compone de:

Ctodos de cobre: la pureza de su composicin es auditada (vase la figura 1.6).

Reciclados de cobre: el cobre es infinitamente reciclable, y puede ser reintroducido sin problemas en la cadena productiva (vase la figura 1.7).

Figura 1.6. Ctodos de cobre Figura 1.7. Chatarra del proceso productivo,compactada para ser introducida en el horno

Cupro-fsforo: una aleacin cuya finalidad es desoxidar el cobre, y a su vez in-corporar el fsforo necesario al mismo, facilitando la soldadura y mejorando sus cualidades mecnicas de cara a su posterior deformacin en fro.

Todos estos elementos se funden en un horno entre 1 100 y 1 200 C, bien de gas o elctrico, para lograr una mezcla homognea (vase la figura 1.8).

Durante este proceso es necesario mantener siempre la temperatura estable. De esta manera se obtienen lingotes, con una calidad homognea en toda su longitud, quesern cortados para ser procesados en la prensa de extrusin (vase la figura 1.9).

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Figura 1.8. Fundicin del cobre. Colada Figura 1.9. Lingotes obtenidos en fundicin

1.6.2. Extrusin

Se trata de la transformacin en caliente del lingote en tubo mediante la utilizacin de una prensa hidrulica. Este proceso consiste en perforar y conformar el tocho (o trozo de lingote), previamente calentado a 850 C, en un semidesbaste de tubo deno-minado shell (vase la figura 1.10).

1.6.3. Laminado

Es un proceso de deformacin en fro del shell. Un mandrino cnico templado confi-gura el dimetro interior, mientras que unos anillos templados y calibrados confor-man el dimetro exterior mediante un movimiento de avance y retroceso al mismo tiempo que el tubo gira en cada uno de ellos (vase la figura 1.11).

Figura 1.10. Prensa de extrusin Figura 1.11. Laminador

1.6.4. Trefilado de tubos

Al igual que el laminado, es un proceso de deformacin en fro en el cual, por estirado simple y mediante una hilera (dimetro exterior) y un mandrino (dimetro interior), se van rebajando el dimetro y el espesor del tubo hasta obtener las dimensiones deseadas (vase la figura 1.12).

Figura 1.13. Tratamiento trmico de los tubos para obtencin del estado recocido

Figura 1.12. Trefilado

1.6.5. Acabado

Despus de dimensionar el tubo segn la Norma UNE-EN 1057, las tiras de tubo de cobre en estado duro se someten a limpieza, tal y como exige dicha norma. Se trata de eliminar los restos del lubricante procedentes del proceso de trefilado. La limpieza se realiza por inmersin de los tubos en un medio desengrasante a una temperatura determinada (vase la figura 1.14).

Para obtener el tubo de cobre recocido, se procesa en rollos que se someten a un tratamiento trmico en un horno de pasaje y atmsfera neutra, donde alcanzan las caractersticas mecnicas requeridas por la norma para este estado del cobre. A su vez, con este tratamiento se eliminan los restos de lubricantes (vase la figura 1.13).

Ambos tipos de tubo recocido y duro deben superar distintas pruebas y ensayos (traccin, curvado, lmite elstico, tamao del grano, etc.) para comprobar que cum-plen con la normativa vigente.

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1.6.6. Embalado

El tubo de cobre duro en tiras de 5 m se presenta en fajos o atados, sujetos por cintas de plstico (vase la figura 1.15).

El tubo de cobre recocido se presenta en rollos estndar de 50 m embalados enmdulos de cartn que los protegen (vase la figura 1.16).

Figura 1.14. Limpieza de los tubos en estado duro

Figura 1.15. Embalado de tubo de cobre en tiras

Figura 1.16. Embalado de tubo de cobre en rollos Figura 1.17. Tubo de cobre

2.- Instalaciones con tubo de cobre

En una instalacin hecha con tubo de cobre, pueden utilizarse diferentes tipos de accesorios: los de unin en fro y los soldados por capilaridad. En este ltimo caso, intervienen otros dos materiales, el decapante y el material de aporte, los cuales tie-nen una gran importancia en la calidad final de la instalacin.

2.1. Tubos

Son el principal elemento de la instalacin y, como tales, deben cumplir la normativa aplicable (la norma de aplicacin es la UNE-EN 1057 Cobre y aleaciones de cobre. Tubos redondos sin soldadura, para agua y gas en aplicaciones sanitarias y de cale-faccin).

Asimismo, en el Reglamento de Instalaciones Trmicas en los Edificios (RITE), en sus Instrucciones Tcnicas Complementarias (ITE), se especifica que: Las tuberas y sus accesorios cumplirn los requisitos de las normas UNE correspondientes en relacin con el uso al que vayan a ser destinadas.

La Norma UNE-EN 1057 define cmo debe ir marcado el tubo normalizado (vasela figura 2.1).

Los tubos de dimetro comprendido entre 10 mm y 54 mm (ambos inclusive) de-ben marcarse indeleblemente, a intervalos no superiores a 600 mm a lo largo de su longitud, con al menos las siguientes indicaciones (vase la figura 2.2). Los tubos de dimetro superiores a 6 mm e inferiores a 10 mm, o superiores a 54 mm, deben marcarse legiblemente de forma similar y legible, al menos, en los dos extremos.El resultado de todo este proceso se puede apreciar en la figura 1.17.

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manual de tubo y accesorios de cobre - instalaciones con tubo de cobre


UNE-EN 1057 15 x 1 RRR 00 IV

(1) (2) (3) (4)

Figura 2.1. Marcado de tubo normalizado

(1) Nmero de la Norma (UNE-EN 1057)*.

(2) Las medidas nominales de la seccin transversal: dimetro exterior multiplicado por espesor de pared**.

(a) La identificacin del estado metalrgico R250 (semiduro), mediante elsmbolo siguiente III**.

(3) La marca de identificacin del fabricante *.

(4) La fecha de fabricacin: ao y trimestre (I a IV) o ao y mes (1 al 12) *.

El marcado no debe ser perjudicial para el empleo del tubo.

El marcado de los tubos no inducir a confusin con otros marcados reglamentarios, como por ejemplo el marcado CE.

Cualquier tubo que no cumpla estos requisitos, no debera ser instalado ya que de otra forma puede incurrirse en responsabilidades. Si, adems, el tubo lleva en la posicin (A) (vase la figura 2.2) el sello de calidad internacionalmente reconocido otorgado por el organismo de certificacin, y en la posicin (B) lleva el nmero asig-nado al fabricante por dicho organismo de certificacin, sabremos que se trata de tubo de cobre certificado.

UNE-EN 1057 15 x 1 RRR 00 IV

(A) (B)

004/XXX

* Marcado permanente (1) (3) (4): marcado de tal manera que la marca permanece legible hasta el final del ciclo de vida de la instalacin, por ejemplo, por estampado, grabado o ataque al cido.

** Marcado duradero o permanente (2) (a): marcado de tal manera que la marca permanece legible hasta el momento de la puesta en marcha de la instalacin.

Figura 2.2. Marcado de tubo certificado

Existen organismos independientes en Espaa es AENOR (Asociacin Espaola de Normalizacin y Certificacin), que tras estrictos controles y auditoras certifican que el fabricante produce tubo de cobre cumpliendo las normas de calidad vigentes.

Este organismo otorga entonces al fabricante el uso del sello de certificacin, en este caso la , que constituye por tanto una garanta de calidad del producto y que permite la identificacin como tal a los profesionales del sector de la construccin.

2.2. Accesorios

A los accesorios para tuberas de cobre, les son de aplicacin la siguiente normativa:

UNE-EN 1254-1 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 1: Accesorios para soldeo o soldeo fuerte por capilaridad para tuberas de cobre. UNE-EN 1254-2 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 2: Accesorios de compresin para tuberas de cobre. UNE-EN 1254-4 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 4: Accesorios para soldar por capilaridad o de compresin para montar con otros tipos de conexio-nes. UNE-EN 1254-5 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 5: Accesorios de embocadura corta para soldar por capilaridad con soldeo fuerte para tuberas de cobre. prEN 1254-6 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 6: Accesorios con montaje a presin. prEN 1254-7 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 7: Accesorios con extremos a presin para tubos metlicos. PNE 131001 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Accesorios con montaje por presin en sus extremos para tubos metlicos.

2.2.1. Accesorios para soldar

Las modernas instalaciones sanitarias y de gas no se conciben sin accesorios para sol-dar por capilaridad, obtenidos mediante la deformacin en fro del tubo de cobre.

La gama de fabricacin de accesorios comprende, entre otros: manguitos, curvas, codos, reducciones y Tes con unas dimensiones en dimetro exterior que abarcan de 6 a 108 mm, en fabricacin estndar. En el anexo A.2 (vase de la tabla A.2 a la A.7)

se puede apreciar la variedad de formas posibles en el mercado de accesorios de

30



cobre y bronce para soldar, as como los ms habituales para uniones en fro (vanse las figuras 2.3 y 2.4).

Codo 90 Enlace de tres piezas Te

Unin de tres piezas Enlace soldar/hembra Enlace soldar/macho

Figura 2.3. Accesorios de cobre para soldar/roscar

Codo 90 Te Manguito reduccin Manguito

Figura 2.4. Accesorios de cobre para soldar

2.2.2. Accesorios mecnicos

Existen tambin en el mercado accesorios de latn, estampados y mecanizados, ascomo de bronce fundido, igualmente mecanizados, para soldar, soldar-roscar y ros-car-roscar.

Para uniones cobre-hierro existen manguitos de unin especialmente diseados, que van provistos de un material dielctrico que asla ambos metales.

Los manguitos mecnicos ofrecen la gran ventaja de que pueden ser montados muy rpidamente, incluso por operarios poco experimentados. Existen muchos tipos de manguitos mecnicos y resulta imposible describir aqu las caractersticas de cada uno de ellos. Sin embargo, se pueden clasificar en tres tipos:

Manguitos de compresin

stos no necesitan la preparacin previa de los extremos de los tubos que van a unir.

Los accesorios de compresin pertenecen al grupo de accesorios metlicos para unir tuberas. Constan de las siguientes partes (vase la figura 2.5).

(3) (2) (1) (2) (3)

(1) Cuerpo del accesorio(2) Anillo de compresin(3) Tuerca

Figura 2.5. Manguito de compresin

Los accesorios de compresin se pueden desmontar, si fuera necesario, antes del montaje. Coloque los tubos a unir dentro del cuerpo del accesorio (1) hasta llegar al tope y apriete manualmente para posteriormente usar herramientas convencionales (llave inglesa). El anillo de compresin se adaptar dando lugar a un sellado mecni-co entre el tubo y el accesorio.

Manguitos de pestaa forjada

Estos manguitos necesitan la formacin de una pestaa en el extremo del tubo a unir. Una operacin sencilla mediante el empleo de herramientas muy simples permite prepararlo con facilidad. Para conseguir hermeticidad con este tipo de manguitos, es necesaria la colocacin de una arandela plstica entre la pestaa y el manguito.

Existen, sin embargo, manguitos de este tipo que no necesitan junta plstica, puesto

32



que la hermeticidad se consigue por la plasticidad de la propia pestaa de cobre, pero la formacin de sta requiere una herramienta especial (vase la figura 2.6).

Figura 2.6. Manguitos de pestaa forjada

Manguitos de ajuste cnico

Exigen la preparacin previa del extremo del tubo para formar el cono, pero este tra-bajo se puede realizar muy rpidamente con un simple ensanchador cuya conicidadcorresponda con la del manguito. Al apretar la tuerca, se procede al bloqueo del cono del tubo sobre el cono del manguito, sin la interposicin de ninguna junta pls-tica (vase la figura 2.7).

Figura 2.7. Manguitos de ajuste cnico

2.2.3. Accesorios por empuje (push-fitting)

Una nueva tecnologa denominada push-fit que garantiza la realizacin de uniones,con las siguientes ventajas de utilizacin (vase la figura 2.8):

Libre de calor, preserva de dao a uniones y accesorios. Unin rpida, en 4 s. Vida til, 50 aos. El tubo puede girar 360 manteniendo la estanquidad. Reutilizable. Puede trabajarse incluso con humedad en la red de tubera. Sin necesidad de herramientas. Soporta presiones de trabajo de hasta 16 bar.

Figura 2.8. Accesorios push-fit

Condiciones de trabajo


Condiciones de trabajo

Temperatura mx. (C) Presin mx. (bar)

De 10 mm a 28 mm

30 C 16 bar

65 C 10 bar

95 C 6 bar

Tabla 2.1. Condiciones de utilizacin del push-fit

34



Caractersticas de la junta trica


Material Temperatura Color

EPDM (Etileno-Propileno-Dieno-Caucho) De 30 C a +130 C Negro

Tabla 2.1. Tabla 2.2. Caractersticas de la junta trica

Aplicaciones del sistema


Material Temperatura Presin

Agua potable 95 C 10 bar

Calefaccin 110 C 6 bar

Agua de lluvia 20 C 10 bar

Presin de prueba 20 C 16 bar

Tabla 2.3. Temperaturas y presiones de trabajo

Secuencia del montaje con push-fit

(Vase la figura 2.9.)

1. Cortar la tuberautilizando uncortatubos

2. Eliminar rigurosa-mente rebabas

del interior y exterior de la tubera

3. Introducir el tubo en el accesorio con una ligera presin

4. Intente extraer el tubo para asegurar la correcta instalacin

5. Desmontar el accesorio

Figura 2.9. Secuencia del montaje y desmontaje con accesorios push-fit

2.2.4. Accesorios con extremos a presin para tubos metlicos (press fitting)


Figura 2.10. Detalle del accesorio press-fit

Cuerpo delaccesorio

Junta trica especial: EPDM (negra): agua. HNBR (amarilla): gas. FKM (verde): solar.

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Es una novedosa manera de realizar instalaciones con cobre, sin elementos solda-dos, pues se trata de una unin en fro (vase la figura 2.11). Los accesorios incluyen una junta trica, y mediante una herramienta de prensado se realiza una unin me-cnica del tubo y el accesorio, totalmente estanca. El tubo y el accesorio no sufren calentamientos y mantienen sus valores mecnicos de origen.

12 muescas evitan el deslizamiento

Junta acabada.La tenaza ha presionado la

junta trica, conformndola al tubo

Figura 2.11. Accesorios de unin por presin

Detalles de diseo y montaje del accesorio de presin


Figura 2.12. Detalles de diseo y montaje del accesorio de presin

Tubo iniciando su alojamiento Tubo alojado sin presionar Tubo alojado presionado

Secuencia del montaje con accesorio de presin


Cortar a medida la tubera de cobre, con cortatubos

convencional

Eliminar rigurosamente toda larebaba del tubo, interior y ex-terior. Retirar todas las virutas

que pueda haber

Comprobar la limpieza de la pieza y la junta trica.

(No utilizar lubricantes)

Introducir la tubera, sin re-babas, girndola suavemente hasta que llegue al tope de la

pieza

Es importante marcar la profun-didad de insercin. El tubo pue-de salirse durante el montaje de

otras piezas

Prensado automtico.Comprobar antes que el tubo est en su sitio, mediante la marca efectuada con el rotu-

lador

Figura 2.13. Secuencia del montaje con accesorio de presin.El perfil de la mordaza de la mquina de prensar para tubo de cobre es en V

Principios generales de colocacin. Puntos de sujecinfijos y mviles

Al fijar la tuberas hay que diferenciar entre punto fijo y mvil. El punto fijo ancla el tubo sin posibilidad de deslizarse, y el mvil permite las dilataciones lineales propias de los cambios de temperatura (vase la figura 2.14).

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Un tramo de tubera que no contenga cambios de direccin o que no incluya ninguna compensacin de dilatacin, slo puede tener un punto fijo de sujecin por tramo (vase la figura 2.15).

Puntos fijos Puntos mviles

Figura 2.14. Puntos de sujecin fijos y mviles

Puntos mviles

Puntos fijos

Puntos mviles

Figura 2.15. Algunos elementos fuera de escala a ttulo ilustrativo

Un punto de sujecin mvil colocado a continuacin del accesorio que marca un cambio de direccin de la tubera, impide que sta pueda dilatarse libremente, con-virtindose involuntariamente en un punto fijo (vase la figura 2.16). La fijacin so-bre el accesorio no es adecuada y debe evitarse (vase la figura 2.17).

Punto fijo Punto mvilincorrecto

Punto mvilcorrecto

Punto fijo

Correcto

Incorrecto

Punto mvil

Figura 2.16. Sujecin mvil.A continuacin del accesorio (incorrecto)

Figura 2.17. Fijacin sobre el accesorio(incorrecto)

Campos de aplicacin de los accesorios press-fitting


Aplicacin Presin Temperatura Medio

Instalaciones deagua potable segn laNorma EN 806

10 bar16 bar

95 C30 C

Agua potablesegn la directivadel agua potable

Agua fra 10 bar 5 C Agua

Calefaccin 6 bar 110 C50/50 mezclaglicol/agua

Energa solar 3 bar35 C hasta +130 C

200 C 20 h/a180 C 60 h/a

50/50 mezclaglicol/agua

Calefaccin centralizada 10 bar 130 C50/50 mezclaglicol/agua

Instalaciones de airecomprimido (sin lubricacin)

10 bar 30 C

Aire comprimido segn la Norma ISO 8573-1. Clase 1-4 (sin

lubricacin)

Construccin naval10 bar16 bar

95 C30 C

Agua

Vaco 0,8 bar Ambiente

Sistema contra-incendiossprinkler

16 bar Ambiente Agua

Tabla 2.4. Campos de aplicacin de los accesorios press-fitting

Agua potable, calefaccin y aire

40




Instalaciones de gas segnDVGW-TRGI 1986/96

PN5/GT/L 20 C hasta +70 CGases segnDVGW G260

Instalaciones de gaseslicuados (GLP)

PN5/GT/L 20 C hasta +70 CGases segnDVGW G260

Instalaciones de gasleo PN5 20 C hasta + 40 C

Instalaciones de airecomprimido (con lubricacin)

10 bar 25 C

Gas


Instalaciones solares ycalefaccin centralizada

15 a 54 mm 6,5 bar35 C

+140 C permanente+230 C puntual

Energa solar

Valores orientativos para los intervalos de fijacin de las tuberas de cobre (vase latabla 2.5).

Dimetro exterior(mm)

Intervalo de sujecin

Tubo cobre duro(en metros)

Tubo recocido(en metros)

12 1,25 0,7-0,9

15 1,25 0,7-0,9

18 1,50 0,8-1,0

22 2,00 0,9-1,1

28 2,25

35 2,75

42 3,00

54 3,50

64 3,75

76,1 4,00

88,9 4,25

108 5,00

Tabla 2.5. Valores orientativos de fijacin de las tuberas de cobre

Espacio necesario para realizar el proceso de prensado

(Vanse las figuras 2.18 y 2.19.)

Figura 2.18. Instalacin pared Figura 2.19. Instalacin techo-pared

(Vanse las tablas 2.6 y 2.7.)

Tabla 2.6. Instalacin pared (vase la figura 2.18)

Dimetro exterior (mm) x (mm) y (mm)

12 26 51

15 26 53

18 26 54

22 26 56

28 33 69

35 33 73

42* 75 115

54* 85 120

* Cadenas de prensar.

Tabla 2.6. Instalacin pared (vase la figura 2.18)

y

x

y2

y1

x

42



Medidas de la tubera

Dimetro exterior (mm)

x (mm) y1 (mm) y2 (mm)

12 31 45 71

15 31 45 73

18 31 45 74

22 31 45 76

28 38 55 80

35 33 55 85

42* 75 75 115

54* 85 85 140

Tabla 2.7. Instalacin techo-pared (vase la figura 2.19)

* Cadenas de prensar.

2.3. Uniones sin accesorio

Se pueden efectuar uniones sin manguitos en dos modalidades: a) empalme recto;b) en derivacin.

2.3.1. Empalme recto

Para realizar una unin recta de dos tubos del mismo dimetro, se ensancha el extre-mo de un tubo hasta que permita la penetracin del otro (vase la figura 2.20).

Figura 2.20. Unin sin accesorio con extremo ensanchado

Este aumento de dimetro se realiza de forma mecnica mediante el uso de una herramienta consistente en un calibre interior, que funciona como gua, unido a un mandril troncocnico, con una masa final que recibe el golpe evitando as que se deforme el mandril (vase la figura 2.21). Existen mquinas para operaciones ml-tiples que permiten uniones de tubos de igual dimetro, por ejemplo expandiendo los tubos. Las uniones realizadas de esta manera se sueldan por capilaridad, con soldadura blanda o soldadura fuerte.

Tubo Gua Mandril Masa

Figura 2.21. Calibre interior para ensanchar el extremo del tubo

44



3. Limpieza interior del tuboexpandido con escobilla

4. Limpieza exterior con estropajo no metlico del tubo no expandido

5. Unin por la soldadura

6. Tubos unidos por medio de un expandidor y posterior soldadura

2.3.2. Empalme en derivacin

Esta derivacin se realiza normalmente en ngulo recto, perforando el tubo con un soplete y soldando directamente la derivacin, o bien, utilizando un taladro que deja una pequea pestaa alrededor del orificio, donde se instala la derivacin ligera-mente ensanchada en el extremo de unin. No son de uso habitual por la dificultad que conlleva con respecto a la soldadura por capilaridad con accesorios (vanse las figuras 2.23 y 2.24).

Figura 2.23. Secuencia del proceso de empalme en derivacin

2. Introduccin del gancho extractor en el

agujero3. Atornillar la campana

firmemente al tubo

4. Girar. Para extraer la Te, hacer retroceder el husillo sujetndolo firmemente de la campana para realizar la embo-cadura

1. Taladro para perforar el agujero. El dimetro del taladro debe ser menor o igual al dimetro exterior del tubo menos seis veces el espesor del tubo

Ejemplo: Tubo dimetro exterior 22 mm, espesor 1 mm. El taladro ser de 16 mm, como mximo

Proceso de abocardado y unin


2. El expandido puede hacerse con el expandidor manual (a) o hidrulico (b)

(a) (b)

1. El expandido debe realizarsecon el tubo de cobre recocido

Figura 2.22. Proceso de aborcardado y unin

Derivacin a 90 sin accesorio

46



Muesca que se realiza con una tenaza de levas ajustable para fijar la profundidad mxima de la insercin del tubo. Esta

muesca impide que el tubo entre excesi-vamente dentro del otro

El tubo debe quedar a ras del dimetro interior del tubo en que penetra. De no

ser as generar problemas de turbulen-cias, ruido y reduccin del caudal por

cierre del paso

Unin del tubo mediante soldadura fuerte. El hecho de que el tubo quede

sometido a movimientos laterales obliga al uso de soldadura fuerte

Resultado final

Figura 2.24. Secuencia resumen del proceso

2.4. Decapantes

La funcin del decapante es la de desoxidar la superficie metlica as como de pro-tegerla durante el calentamiento y, adems, facilitar y mejorar la penetracin y dis-tribucin del material de aporte entre las superficies a unir; en definitiva, favorecer el efecto de capilaridad.

Es necesario subrayar que los decapantes no tienen la misin de limpiar las superfi-cies, las cuales deben estar ya limpias antes de aplicarlos.

Si en una misma instalacin hay que emplear soldaduras blandas y fuertes, no es posible emplear el mismo decapante para ambas. Los decapantes convenientes para las soldaduras blandas no son aptos para las fuertes, y viceversa. Si se olvida esta regla fundamental se corre el riesgo de obtener uniones de mala calidad.

Algunos criterios para valorar la calidad del decapante son:

No ser cido (pH neutro), evitndose as que se produzca corrosin del metal, en caso de que eventualmente parte del producto quede sin retirar durante la limpieza posterior.

Soluble en agua fra, pues de este modo se podrn eliminar fcilmente los posi-bles restos de decapante, garantizndose as la absoluta pulcritud del sistema de conduccin.

Estable ante los cambios de temperatura y el paso del tiempo. A altas temperatu-ras ambientales (por ejemplo, durante el verano o almacenaje en lugares clidos) hay productos cuyas emulsiones, tanto en pasta como en gel, se rompen la fase grasa se separa de la acuosa, no se recuperan una vez enfriados y pierden, por tanto, su efectividad.

No irritante ni txico, lo que constituye una garanta de tranquilidad para el ins-talador.

Adecuado para los rangos de temperatura de soldadura a los que va a ser some-tido. Resultar apropiado para la aplicacin final de la conduccin a instalar. Esto es es-pecialmente relevante para las conducciones de agua potable en las que la compo-sicin del decapante no debe contener productos contaminantes para la misma.

48



2.5. Material de aporte

El material de aporte es una aleacin formada normalmente por dos o tres metales, que se emplea para realizar la unin tubo/accesorio asegurando la estanquidad del sistema.

Su temperatura de fusin (fase lquida) es inferior a la de las partes a unir. Como referencia se incluyen en el anexo A las temperaturas de fusin de varios elementos y de las aleaciones de soldadura ms usuales.

Los mejores resultados se obtienen empleando aleaciones con temperaturas de fu-sin lo ms bajas posible dentro de su rango de actuacin y con intervalos de soli-dificacin lo ms estrechos posible. Adems, es recomendable el empleo de material de aportacin con buenas propiedades capilares. La plata tiene la mayor capacidad de penetracin.

En cuanto a la cantidad de material de aporte a emplear, se suele usar como refe-renciaen soldadura blanda una longitud de hilo igual al dimetro del tubo a soldar (hasta tubos de 28 mm) (vase la tabla 2.8).

El instalador decidir, en funcin del uso al que vaya destinada la instalacin, qu tipo de montaje, y qu tipo de soldadura, blanda o fuerte, sern los idneos para un trabajo correcto.

Dimetro exteriortubo (mm)

Consumo de aleacin en mm de longitud

Hilo 1,5 Hilo 2,5

8 19

10 22

12 25

14 32

15 40 20

16 42 21

18 46 22

22 50 35

28 75 38

35 100 50

42 65

54 95

Tabla 2.8. Material de aporte en funcin del dimetro exterior

2.5.1. Material de aporte para soldadura blanda

Se elegir soldadura blanda, es decir, realizada con metal de aportacin cuyo puntode fusin est en torno a los 220-240 C y siempre inferior a 450 C segn la Norma UNE-EN 1057, en casos de:

Instalaciones hidrosanitarias, redes de distribucin de agua caliente o fra, cale-faccin y gas MOP (Mxima Presin de Operacin) 0,05 bar.

En otras instalaciones donde la temperatura mxima de servicio no supere los 120 C.

En dimetros de hasta 54 mm.

Temperaturas y presiones de servicio mximas de los ensambles para las alea-ciones de soldadura, segn la Norma UNE EN 1254-1 Cobre y aleaciones de cobre. Accesorios. Parte 1: Accesorios para soldeo o soldeo fuerte por capilaridad para tuberas de cobre (vase la tabla 2.9).

El material de aporte para la soldadura blanda cumplir las caractersticas de la Nor-ma UNE-EN ISO 9453. En la tabla 2.10 se indica la composicin de los materiales de aporte para la soldadura blanda.

Tipo desoldadura(1)

Temperaturamxima (C) (2)

Presin mxima, en bar, en funcindel dimetro exterior (mm) (1) (2)

6 a 34 >34 a 54 >54 a 108

Blanda y fuerte

30 25 25 16

65 25 16 16

110 16 10 10

La opcin depende del campo de aplicacin y condiciones prescritas:(1) Para condiciones de trabajo fuera de los lmites de esta tabla, se debera obtener la aprobacin del fabricante.(2) Las presiones intermedias se deben calcular por interpolacin.Nota: en instalaciones de agua para consumo humano, no se permite la utilizacin de soldeo quecontenga plomo, ni de soldeo fuerte que contenga cadmio.

Tabla 2.9. Temperaturas y presiones de servicio para conducciones de agua

50



N. de loteNombre delfabricante

Peso LogotipoAENOR

Norma yaleacin

correspondiente

Figura 2.25. Carrete metal aporte con licencia de marca de calidad AENOR. Identificacin de la aleacin

El carrete de la fotografa se ha fabricado segn la Norma UNE-EN ISO 9453 y ha sido certificado bajo licencia de marca de calidad AENOR.

El carrete identificado como corresponde al Reglamente AENOR para este producto, es un material certificado y AENOR garantiza, por medio de auditoras peridicas, la composicin correspondiente a la denominacin requerida para la aplicacin espe-cificada en la norma.

Decapante segn Norma UNE-EN 29454-1 Temperatura de fusin

3.1.1. Inorgnica sales con cloruro de amonio

150 C - 400 C3.1.2. Inorgnica sales sin cloruro de amonio

2.1.2. Orgnica, hidrosoluble y activada con heluros

Tabla 2.11. Decapantes para soldadura blanda

En una soldadura blanda intervienen tres materiales con diferentes puntos de fusin:

Punto de fusin del cobre: 1 083 C. Punto de fusin del decapante: 430 C. Punto de fusin del metal de aporte: 220 C - 240 C.


Figura 2.26. Puntos de fusin a contemplar en los materiales de aporte y decapante en la soldadura blanda

1083 C

430 C

240 C

220 C

Punto de fusin del cobre

Punto de fusin del decapante

Punto de fusin del material de aporte

C

GrupoAleacin

n.

Designacinde la aleacin

de acuerdocon la Norma

ISO 3677

Temperaturade fusin o

solidos/lquidos

(C)

Composicin qumica (%)

Sn Pb Sb Bi Cu Au In Ag Al As Cd Fe Ni Zn

Estao-cobre

401S-Sn99Cu1

(Sn99,3Cu0,7)227

Res-to

0,10 0,10 0,100,5a

0,90,05 0,10 0,10 0,001 0,03 0,002 0,02 0,01 0,001

402 S-Sn97Cu3 227/310Res-to

0,10 0,10 0,102,5a

3,50,05 0,10 0,10 0,001 0,03 0,002 0,02 0,01 0,001

Estao-plata

702 S-Sn97Ag3 221/224Res-to

0,10 0,10 0,10 0,05 0,05 0,102,8a

3,20,001 0,03 0,002 0,02 0,01 0,001

703S-Sn96Ag4

(Sn96,5Ag3,5)221

Res-to

0,10 0,10 0,10 0,05 0,05 0,103,3a

3,70,001 0,03 0,002 0,02 0,01 0,001

704 S-Sn95Ag5 221/240Res-to

0,10 0,10 0,10 0,05 0,05 0,104,8a

5,20,001 0,03 0,002 0,02 0,01 0,001

Tabla 2.10. Material de aporte para soldadura blanda (segn Norma UNE-EN ISO 9453)

Generalmente, las aleaciones para soldadura se hallan en el comercio en forma de rollos de hilo (vase la figura 2.25).

Dependiendo de la aleacin del carrete, y para facilitar su identificacin a simplevista, el producto llevar un distintivo de color en la etiqueta y/o carrete de maneraclara y visible:

Aleacin 401: Naranja. Aleacin 402: Verde. Aleacin 702: Azul. Aleacin 703: Rojo. Aleacin 704: Blanco.

Para decapantes de soldadura blanda, vase la tabla 2.11.

52



Durante el calentamiento en el proceso de soldadura, el comienzo de la ebullicin del decapante indicar que hemos alcanzado la temperatura idnea para poder aplicar el material de aportacin.

2.5.2. Material de aporte para soldadura fuerte

El instalador elegir soldadura fuerte, es decir, la realizada con material de aporta-cin cuyo punto de fusin est entre 630 C y 890 C, siempre superior a 450 C segn la Norma UNE-EN 1057, en casos de:

Uniones soldadas que deban soportar elevados esfuerzos mecnicos. Instalaciones de transporte o distribucin de fluidos a alta presin o donde deban soportar temperaturas superiores a 125 C. Cuando la direccin tcnica u organismo oficial as lo dictaminen.

Las aleaciones por soldadura fuerte que se encuentran en el mercado en forma de varillas desnudas o revestidas de decapante, se pueden diferenciar en dos clases:

Aleaciones con elevado porcentaje de plata. Aleaciones de cobre fsforo.

Aleaciones recomendadas


Soldadura fuerte

UNE-EN 1044

Composicin qumica

% Cu % Ag % Zn % Sn % P % Si

CP 203 Resto 5,9 - 6,5

CP 105 Resto 1,5 - 2,5 5,9 - 6,7

AG 106 35 - 37 33 - 35 Resto 2,5 - 3,5

AG 104 26 - 28 44 - 46 Resto 2,5 - 3,5

AG 203 29 - 31 43 - 45 Resto

AG 206 43-45 29-21 Resto 0,05 -0,25

Tabla 2.12. Material de aporte para soldadura fuerte

Nota: en instalaciones de agua para consumo humano, no se permite la utilizacin de soldeo que conten-ga plomo, ni de soldeo fuerte que contenga cadmio.

Intervalos de fusin y decapantes, soldadura fuerte


Soldadura fuerteUNE-EN 1044

Intervalo de fusinDecapante

UNE-EN 1045Rango de

temperaturas

CP 203 710 C - 890 C

FH 10 550 C - 800 C

CP 105 645 C - 825 C

AG 106 630 C - 730 C

AG 104 640 C - 680 C

AG 203 675 C - 735 C

AG 206 690 C - 810 C

Tabla 2.13. Intervalos de fusin de soldadura fuerte y decapantes

La mayor o menor idoneidad de un material de aportacin para la soldadura fuerte se debe juzgar, entre otros aspectos, por su fluidez, es decir, por la capacidad con que penetra en el intersticio de la unin. Los mejores resultados se obtienen empleandoaleaciones con temperatura de fusin lo ms baja posible dentro de su rango de actuacin y con intervalos de solidificacin lo ms estrechos posible.

En una soldadura fuerte intervienen tres materiales con diferentes puntos de fusin (vase la figura 2.27).

1083 C

595 C

890 C

630 C

Punto de fusin del cobre

Punto de fusin del decapante

Punto de fusin del materialde aporte (fusin media)

C

Figura 2.27. Puntos de fusin a contemplar en los materiales de aporte ydecapante en la soldadura fuerte

54



En el proceso de soldadura, durante el calentamiento, sabremos que la unin est suficientemente caliente como para aplicar el material de aportacin cuando el de-capante se presenta tranquilo, y transparente, tanto sobre el tubo como sobre el accesorio.

2.6. Clculo de la longitud del material de aporte necesario

Se trata de calcular el volumen formado en el intersticio de la unin. Este volumen es el de un cilindro hueco de espesor de pared (e) y altura (x) (vase la figura 2.28).

x es la longitud del solapamiento entre el tubo macho y el accesorio (o tubo hembra).

e es la tolerancia entre el tubo y el accesorio, es decir, el espesor del intersticio que que-da entre el tubo y el accesorio, que se define mediante la frmula (vase la figura 2.28):

D2= dimetro exterior del tubo (macho)

e =(D1 D2)

2; siendo: D1= dimetro interior del accesorio o tubo hembra

D1 (interior del accesorio)

D2 (exterior del tubo)

e ex

D2 D1

El volumen de un cilindro es: V = superficie x altura

V=( r2 )altura r=radio=dimetro

2

V= D

2

2

altura= D

4

2

Figura 2.28. Volumen del cilindro

El volumen del intersticio se calcula restando, del volumen interior del accesorio, elvolumen ocupado por el tubo, suponiendo que ste fuera macizo:

Vintersticio4

D21= x-

4

D22x =

4x(D21 -D

22 )=0,785( D

21 -D

22 )x

Si usamos como hilo de soldar uno de 2 mm de espesor, el volumen de hilo a utili-zar para rellenar el intersticio ser:

Vhilo =4

(dimetro hilo) longitud hilo=

4

3,1422

longitud hilo= 3,14 longitud hilo

Vhilo = 3,14 longitud hilo

Como este volumen debe ser igual al volumen del intersticio, pues ste debe quedar completamente relleno de material de aporte, podemos decir:

Vintersticio = Vhilo

0,785 (D21 D22- )x = 3,14 longitud hilo

longitud hilo =0,785 (D21 D

22- )x

3,14=0,25 ( D21 D

22- )x

Segn esta frmula y siempre para un dimetro de hilo de 2 mm (vase la tabla 2.14).

En la figura 2.29 se muestra el rango de temperaturas para los distintos tipos de soldadura.

56



Tubo exterior

Tolerancia

SolapamientoX

mm hilo soldar

Mximalongitud

hilo

Mnimalongitud

hilo

mx. mn.

6 0,10 0,10 5 2 2,95 2,95

8 0,10 0,10 6 2 4,74 4,74

10 0,12 0,10 7 2 8,30 6,93

12 0,14 0,10 7 2 11,62 8,33

14 0,16 0,10 7 2 15,50 9,73

15 0,16 0,10 8 2 19,00 11,92

16 0,18 0,10 8 2 22,78 12,72

18 0,18 0,10 9 2 28,86 16,11

22 0,20 0,10 11 2 47,96 24,09

28 0,22 0,10 13 2 79,45 36,27

35 0,25 0,10 15 2 130,31 52,35

42 0,28 0,10 18 2 210,26 75,42

54 0,30 0,10 22 2 354,42 118,58

Tabla 2.14. Material de aporte necesario

Figura 2.29. Rango de temperaturas

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

Punto de fusin del cobre DHP

Soldadura fuerte

Soldadura blanda

Rango de temperaturaspara la soldadura blandadel tubo de cobre 220C - 240 C

1083 C

Rango de temperaturas para la soldadura fuerte del tubo de cobre 630 C - 890 C

450 C

58

manual de tubo y accesorios de cobre - proceso de soldadura


3.- Proceso de soldadura

3.1. Fenmeno de capilaridad

El proceso de soldadura est basado en el fenmeno natural de capilaridad. Para facilitar su comprensin lo explicaremos brevemente.

Si en un recipiente que contenga lquido se introducen dos tubos de diferente dime-tro (vase la figura 3.1), se observa que en el de mayor dimetro el nivel del lquido es el mismo que el del recipiente; sin embargo, en el tubo de un dimetro mucho menor, el lquido asciende debido a la tensin superficial. A menor distancia entre paredes, mayor altura alcanza el lquido (vase la figura 3.2).

Figura 3.1. Ejemplo de capilaridad

Ecolgico

60



A menor dimetro, mayor altura (se comprueba en las probetas)Se puede decir que el dimetro est en proporcin inversa a la ascensin capilar del lquido.

Figura 3.2. Ejemplo de capilaridad

Igualmente, si se sustituye el tubo pequeo por dos tubos encajados el uno dentro del otro, con una holgura muy pequea, se observa que el lquido sube por el espa-cio entre ambos tubos (vase la figura 3.3). sta es la situacin que se da en la unin entre un tubo y un accesorio.

Figura 3.3. Efecto de capilaridad

Este fenmeno de capilaridad que se produce con el lquido, es el mismo que el que tiene lugar con los metales en estado de fusin; su aplicacin prctica constituye la soldadura por capilaridad.

En resumen, la soldadura por capilaridad tiene lugar cuando a la unin de un tubo y un accesorio, despus de su calentamiento, se le aporta un metal que se funde al contacto con ellos. Debido al fenmeno de capilaridad, el metal fundido asciende y

se extiende en cualquier sentido, por el reducido espacio que queda entra la pared del tubo y la del accesorio; con ello, al enfriarse, se consigue una unin totalmentehermtica. Por tanto, el resultado final de la soldadura ser tanto mejor cuando ms favorezcamos el principio de capilaridad.

Esto se consigue observando lo siguiente:

1. Distancia mnima entre paredes. A menor distancia entre paredes, mayor altura alcanza el lquido, en este caso el material de aporte fundido. La figura 3.4 nos pro-porciona la relacin directa entre ambos parmetros.

Altura del material desoldadura por efectode capilaridad, en mm

Altura alcanzada por la soldadura en funcin de la distancia entre pared de tubo y accesorio

Distancia entre paredes, en mm

Figura 3.4. Distancia mnima entre paredes

180

160

140

120

100

80

60

40

20

00,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

2. Temperatura suficientemente alta y mantenida, para que el material fundido ascienda al mximo.

3. Mantenimiento de la regularidad de las superficies que forman el espacio entre paredes. Se consigue con un buen corte del tubo y posterior eliminacin de reba-bas, calibrado (y recalibrado si es necesario) de los extremos a unir, una buena lim-pieza mecnica (utilizando cepillos o lanas no abrasivos) y qumica (con un buen decapante neutro y soluble en agua fra).

4. Usando materiales de aporte con buenas propiedades capilares. Vase la tabla de materiales del captulo 2 de este libro. Como ya se indica anteriormente, la di-mensin del accesorio debe corresponder a la dimensin del tubo, y las eventuales variaciones de estas dimensiones deben estar dentro de las tolerancias estableci-das en las normas correspondientes.

Efecto o ascensin capilar

62



3.1.1. Tolerancias

Por las razones expuestas, el instalador debe recordar que para cada tamao de tubo existe su accesorio de soldar correspondiente. No se deben unir nunca, por urgencia u otra causa, tubos y accesorios de distintas medidas por muy aproximadas que parezcan. Las tolerancias para el tubo son, segn la norma vigente para el tubo de cobre:

Tolerancias en el dimetro exterior (Segn la Norma UNE-EN 1057) (vase la tabla 3.1).

Tabla 3.1. Tolerancias en el dimetro exterior

Dimetro exterior nominal (mm) Dimetro exterior nominal (mm)

DNAplicables al

dimetro medio1Aplicables a cualquier dimetro2

Superior a Hasta, e incluidoTodos los estados

de tratamiento

Estado detratamiento R290

(duro)

Estado detratamiento

R250(semiduro)

63 18 0,04 0,04 0,09

18 28 0,05 0,06 0,10

28 54 0,06 0,07 0,11

54 76,1 0,07 0,10 0,15

76,1 88,9 0,07 0,15 0,20

88,9 108 0,07 0,20 0,30

108 159 0,20 0,70 0,40

159 267 0,60 1,50

Nota: las tolerancias para el tubo con estado de tratamiento R220 (recocido) son slo aplicables al dime-tro medio.

1 El dimetro medio se calcula efectuando la media aritmtica de dos medidas del dimetro exterior per-pendicularesentre s y tomadas en la misma seccin transversal del tubo.2 Incluida la ovalacin.3 (6 mm) incluido.

Tolerancias en el espesor de pared

(Segn la Norma UNE-EN 1057.)

Las tolerancias en el espesor de pared, expresadas en porcentaje del espesor nominal medido en cualquier punto, deben cumplir los requisitos indicados en la tabla 3.2.

Dimetro exteriornominal (mm)

Tolerancias sobreel espesor e1

DN (mm) e < 1mm (%) e 1mm (%)

64



Dimetro nominalDN (mm)

Tolerancias en el dimetro medio 1 enfuncin del dimetro nominal DN (mm)

Diferencia de dimetrosresultante (mm)

Dimetro exteriordel extremo macho

Dimetro exteriordel extremo hembra

Mx. Mn.

6

+0,040,05

+0,150,06

0,20 0,02

8

10

12

14

14,7

15

16

18

21

+0,050,06

+0,16+0,07

0,24 0,02

22

25

27,4

28

342

+0,16+0,07

+0,23+0,09

0,30 0,03

352

402

40,52

422

53,62

542

642

+0,070,08

+0,33+0,10

0,41 0,03

66,72

702

76,12

802

88,92

1062

1082

1 Media aritmtica de dos dimetros perpendiculares en una seccin transversal situada en cualquier pun-to a lo largo de la longitud del extremo macho o del extremo hembra.

2 La soldadura de tubos y accesorios de estos dimetros requiere adoptar precauciones especiales con respecto al procedimiento operativo.

Tabla 3.3. Tolerancias en el dimetro nominal del accesorio(

Documents

Manual de tubo y accesorios de cobre