El tramo de soporte de la tubería se define como la distancia óptima entre dos soportes para evitar esfuerzos excesivos, hundimientos o fallas de la tubería o del sistema de tuberías en casos extremos. Todos sabemos que al enrutar tuberías o tuberías sobre el suelo de una parte o equipo a otro, tenemos que soportar la tubería en tramos definidos. Un tramo de soporte de tubería diseñado correctamente ayuda al personal de diseño de tuberías a sostener las tuberías en espacios regulares, lo que reduce el trabajo de cálculos innecesarios. Pipe Support Span también se conoce como Pipe Support Spacing. Consulte la Fig. 1 que define el tramo de soporte de la tubería para un sistema de tuberías.
Factores de los que depende el tramo de soporte de la tubería
Hay varios factores que influyen en el tramo de soporte de la tubería. El espaciamiento de los soportes de las tuberías varía con los cambios en
Material de la tubería:
El espacio entre los soportes de las tuberías varía según el material de la tubería. Para las tuberías no metálicas, el espacio entre los soportes es menor que el de las tuberías metálicas del mismo tamaño. Incluso las tuberías de acero inoxidable tienen un espacio de soporte de tubería más bajo en comparación con las tuberías de acero al carbono.
Diámetro nominal de la tubería y programa:
Con el aumento en el diámetro y el programa de la tubería, aumenta el tramo de soporte de la tubería. Esa es la razón por la que encontrará que una tubería de 10 pulgadas tiene más espacio de soporte en comparación con un espacio de soporte de tubería de 4 pulgadas.
Tipo de servicio de fluidos:
El tramo de soporte de la tubería varía con el servicio de fluidos; Las tuberías que transportan servicios líquidos tienen menos espacio de soporte en comparación con las tuberías que transportan fluidos gaseosos. Esto significa que con un aumento en la densidad del medio de flujo, el espacio entre los soportes de las tuberías disminuye.
Tipo y espesor del material de aislamiento:
Con un aumento en el espesor y la densidad del material aislante, se reduce el espacio entre los soportes de las tuberías. Un aumento en la densidad y el grosor del aislamiento impone una mayor carga en la tubería principal que debe soportarse aumentando la cantidad de soportes, lo que significa que se reduce el tramo de soporte de la tubería.
Configuración de Tubería (Tubería Recta y Tubería con codos):
El espacio entre los soportes de las tuberías depende del enrutamiento o la geometría de las tuberías. Una tubería recta tiene más espacio de soporte en comparación con las tuberías con cambios de dirección. Por esta razón, para averiguar el tramo de la tubería, incluidos los codos, el tramo recto de la tubería se multiplica por un factor, como se muestra en la Fig. 2.
Ubicaciones de válvulas y cuerpos rígidos:
La presencia de cuerpos rígidos en un sistema de tuberías o tuberías reduce el tramo de soporte de la tubería. Es una práctica general de ingeniería proporcionar al menos un soporte cerca de las válvulas de cuerpo rígido (es preferible proporcionar soporte en ambos lados de la válvula).
Disponibilidad estructural para apoyo:
Las estructuras disponibles se utilizan normalmente para soportar la tubería. Por lo tanto, la tabla de tramos de tubería puede reducirse en esos lugares. Además, un aumento en el número de soportes distribuye las cargas de las tuberías sobre los soportes y aumenta la rigidez de las tuberías. Por lo tanto, si hay una estructura disponible, los soportes de tubería generalmente se toman de esas estructuras.
Líneas vibrantes o pulsantes:
Para líneas vibrantes o pulsantes, se reduce el tramo de soporte de la tubería para evitar la tendencia a la vibración y aumentar la frecuencia natural del sistema de tuberías. Una reducción en el espacio entre los soportes de las tuberías aumenta la rigidez del sistema, lo que reduce la tendencia a la vibración de las tuberías.
Temperatura del fluido:
Con un aumento en la temperatura del fluido a medida que se reduce el valor de la tensión admisible, la tubería se apoya en una posición cercana y, por lo tanto, se reduce el espacio de soporte de la tubería.
Decidir el tramo de soporte de la tubería
La longitud del tramo de soporte de la tubería depende de:
- Esfuerzo de flexión
- Desviación
- Sangría
- Cargas permitidas
- Posibilidad de vibración y frecuencia natural del sistema de tuberías
Esfuerzo de flexión
La flexión se debe principalmente a dos razones:
- Carga de peso uniforme
- Carga de peso concentrada
Carga de peso uniforme
- Peso propio de la tubería
- Peso del aislamiento
- Peso del fluido Durante la operación
- Peso del fluido hidrostático durante la prueba hidráulica
Carga concentrada
- Peso de la válvula, bridas,
- Colador, artículos especiales, artículos en línea, etc.
Desviación
La deflexión (Δ) se define como un desplazamiento relativo del punto desde su posición original.
- La práctica básica de tuberías para limitar la deflexión de la tubería entre soportes a 1” o 1/2 del diámetro nominal de la tubería, el que sea menor.
- La razón más importante para limitar la deflexión es hacer que la tubería sea lo suficientemente rígida, es decir, de frecuencia natural lo suficientemente alta, para evitar una respuesta de gran amplitud bajo cualquier fuerza perturbadora leve. Como regla general, para tuberías promedio, se encontrará satisfactoria una frecuencia natural de 4 ciclos por segundo. La frecuencia natural puede ser calculada por
Sangría
Dónde,
- t = Espesor corroído de la pared del tubo (mm)
- S=0.67Sh(N/mm^2)
- R=Radio de la tubería (mm)
- d = Longitud del rodamiento (mm)
- b = ancho del rodamiento (mm)
Carga permitida en el soporte
Dónde,
- P a = Carga admisible en el punto de apoyo
- t=espesor local efectivo (pared de la tubería + Almohadilla reforzada si la hay)
- R = radio exterior de la tubería
- b = Longitud de apoyo de la tubería (a lo largo del eje) en la estructura de soporte
SI LA CARGA REAL EN EL APOYO ES MAYOR QUE LA CARGA PERMITIDA DADA POR LA FÓRMULA ANTERIOR, SE REQUERIRÁ UNA ALMOHADILLA DE REFUERZO.
Normalmente, el tramo de soporte específico del proyecto se proporciona en formato tabular para tuberías rectas que se conocen como “Gráfico de tramos de soporte de tubería” . Pero para codos o giros, la luz debe reducirse por un factor como se muestra en la figura adjunta a continuación (Fig. 2). Los tramos de soporte prefabricados para diámetros y espesores de tubería específicos están disponibles en el código MSS. Para el grupo de empresas de Shell, el intervalo de soporte se proporciona en DEP en formato tabular.
Tabla de tramos de soporte de tubería
Un gráfico de extensión de soporte de tubería es un gráfico tabular que da una idea aproximada de la distancia de soporte. Estos gráficos normalmente se mencionan en las especificaciones del proyecto de análisis de tensión de tuberías. En la siguiente imagen (Fig. 3), se reproduce como muestra el diagrama de tramos de soporte de tubería de MSS SP-69.
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