La pendiente de la tubería es el cambio de elevación con respecto a su posición horizontal plana. La pendiente de la tubería se proporciona en varios sistemas de tuberías, principalmente debido a los requisitos de drenaje libre. Una pendiente en la tubería ayuda a que el líquido fluya fácilmente hacia abajo. Por lo tanto, ayuda a evitar la acumulación de líquido dentro del sistema de tuberías. Esto, a su vez, ayuda al sistema a eliminar los problemas de slug flow de dos fases.
Ejemplos de pendiente de tubería
Hay muchas líneas dentro de una industria de procesos complejos que tienen pendientes en las tuberías. Algunos ejemplos típicos de tuberías y equipos provistos de pendientes son:
- Tubería de drenaje subterráneo
- Sistema de tuberías de condensado
- Encabezados de bengala
- Recipientes de sumidero horizontales (pendiente en el equipo)
- KO Drums (Cuesta en Equipo)
- Líneas de salida PSV
- Toda la tubería en la línea principal de recalentamiento de vapor y frío y calor, sistema de extracción de turbina, sistema de condensado, drenajes de turbina de centrales eléctricas.
- Las líneas de succión del compresor entre el tambor desmontable y el compresor deben ser lo más cortas posible, sin bolsas, horizontales e inclinadas hacia el compresor.
- Las líneas de fuel-oil en el sistema de tuberías del quemador de fuel-oil deben inclinarse desde las válvulas de cierre del quemador hacia los quemadores para proporcionar un drenaje natural.
- Las líneas de descarga de la trampa de vapor deben estar inclinadas para el drenaje cuando sea posible.
- Deben proporcionarse drenajes y ventilaciones y las tuberías deben estar inclinadas para facilitar el drenaje de líquidos y la ventilación de gases.
- En sistemas de alcantarillado extensos (excepto en áreas montañosas), la mayoría de las tuberías tendrán pendientes suaves.
Símbolo de pendiente de tubería
La pendiente de la tubería indica la inclinación de la tubería con respecto al suelo horizontal o nivel de referencia. La aplicación de pendiente en tuberías o sistemas de tuberías obliga al líquido a ir al siguiente punto bajo de la línea. El requisito de la pendiente generalmente se menciona en el P&ID del proceso . La pendiente dada se indica al equipo de construcción utilizando isométricos de tuberías. Se utiliza un símbolo especial para indicar la pendiente en los isométricos de tubería y P&ID de proceso .
Pendiente de tubería en isométrica
Consulte la Fig. 1, que es parte de un dibujo isométrico de tuberías.
En el dibujo isométrico de tubería anterior, la pendiente de la tubería se menciona claramente. Como se puede observar, existe una caída de 1 mm por cada 200 mm de recorrido de tubería. El valor o magnitud de la pendiente de la tubería se indica como 1:200, 1:100, 1:500, etc. Todos estos términos significan que habrá un cambio de elevación de 1 unidad por cada longitud de tubería de 200 unidades, 100 unidades, o 500 unidades respectivamente.
Tenga en cuenta que la pendiente de la tubería también se puede indicar como 1/100 o 1%. Ambos son lo mismo que 1:100. Todos ellos definen la desviación de altura con respecto a una determinada longitud.
La pendiente de la tubería se simboliza con un triángulo rectángulo. El triángulo se colocará adyacente a la línea que tiene un requisito de pendiente. La elevación aumentará en la dirección de la altura (lado) del triángulo rectángulo. De manera similar, la elevación caerá hacia el ángulo creado por la base y la hipotenusa. Entonces, en la imagen de arriba, según el símbolo de pendiente de tubería especificado, la elevación disminuirá mientras se mueve de sur a norte. De manera similar, para el tramo de tubería que viaja en la dirección EW (elipse superior en la Fig. 1), la elevación aumentará cuando se mueva de la dirección Oeste a la Este.
Pendiente de tubería en P&ID
Ahora consulte la Fig. 2 a continuación, que muestra la parte de un P&ID de proceso.
En la figura anterior, las pendientes que deben proporcionarse en las tuberías están claramente indicadas con un símbolo de triángulo. La magnitud de la pendiente se escribe directamente cerca del triángulo o, a veces, se cubre con notas, como se puede ver arriba. Las notas 11 y 10 mencionarán explícitamente el requisito de pendiente. Además, el símbolo de pendiente de la tubería menciona que habrá una caída en la elevación de la tubería hacia la chimenea de ventilación.
Cálculo de pendiente de tubería
Como ya se mencionó, la pendiente de tubería requerida generalmente se menciona en el P&ID (consulte la Fig. 2 anterior). Entonces, una vez que se conoce el valor de la pendiente, el cambio en la elevación se puede calcular fácilmente. Tomemos el ejemplo del tramo de tubería EW en la Fig. 1 que está resaltado hacia el extremo superior.
La longitud total del elemento es de 5357 mm y la pendiente hacia el oeste es de 1:200. Entonces, podemos usar esta información para calcular matemáticamente el cambio en la elevación de un lado al otro. Entonces, la diferencia de cota de la línea será (1/200)*5357=26.785 mm. Entonces, calcular la pendiente de la tubería es bastante simple una vez que se dan estos valores. Entonces, en la Fig. 1, el borde del lado este estará a una altura de 26,785 mm más alta que el borde del lado oeste. Eso lo podemos comprobar a partir de los valores de elevación dados en el isométrico. Al calcular las diferencias de elevación dadas en el isométrico, obtenemos 102541-102514 = 27 mm, que es lo mismo que calculamos. De manera similar, podemos calcular fácilmente la pendiente de la tubería para cualquier otro tramo.
El valor de la pendiente de la tubería requerida generalmente lo deciden los ingenieros de proceso siguiendo la experiencia de la industria y las reglas generales. Algunas de las reglas generales que prevalecen en la industria se enumeran a continuación:
- Todas las tuberías de la línea principal de recalentamiento de vapor y frío y caliente, el sistema de extracción de la turbina, el sistema de condensado, los drenajes de la turbina de las centrales eléctricas tienen una pendiente mínima de ¹⁄₈ in/ft (10 mm/m), en la dirección del flujo. .
- Es una práctica común diseñar alcantarillados sanitarios con pendientes suficientes para proporcionar velocidades de 2 pies/s (0,6 m/s) cuando fluyen llenos. La experiencia muestra que con tales pendientes, rara vez se encuentran problemas de depósitos.
Tuberías de soporte con pendiente
La práctica habitual para soportar tuberías con pendientes en proceso y tuberías de potencia es utilizar una zapata para tuberías . En este tipo de zapata de tubería, la altura de la zapata es variable de un lado al otro correspondiente a la pendiente de la tubería. Un ejemplo típico son los encabezados acampanados. Se soportan con zapatas de tubo de altura variable.
Ventajas de las pendientes de tubería
El principal requisito de los taludes de tuberías es evitar la acumulación de líquidos en el interior de la tubería. Otras ventajas son:
- Cuando se proporciona una pendiente de tubería, el flujo de medio se mantiene fácilmente y el flujo por gravedad ocurre en dirección descendente.
- La pendiente de la tubería separa el flujo de líquido junto con la fase gaseosa. Por ejemplo, en el cabezal de antorcha, el líquido se separa y se devuelve a KO Drum y la fase gaseosa fluye a través de la chimenea. Esta separación ayuda a evitar problemas de slug flow .
Pendiente de tubería de drenaje
Según el Código Internacional de Plomería, el sistema de tuberías de drenaje debe colocarse con una pendiente uniforme. La cantidad de pendiente de la tubería de drenaje depende del diámetro de la tubería. La pendiente mínima habitual para las tuberías de drenaje es la siguiente:
- Para tuberías de 2,5 pulgadas y menores: el requisito de pendiente mínima es de 0,25 pulgadas por pie
- Para tamaño de tubería de 3″ a 6″: El requisito mínimo de pendiente es de 0.125 pulgadas por pie
- Para tuberías de 8 pulgadas y más grandes: el requisito de pendiente mínima es de 0,0625 pulgadas por pie
