Elaboración del estándar de soportería y detalles típicos de tuberías de las empresas Y&V

124 Pages·2006·2.68 MB·Spanish

by  Juan Gamboa

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería Mecánica

ELABORACIÓN DEL ESTÁNDAR DE SOPORTERÍA Y
DETALLES TÍPICOS DE TUBERÍAS DE
LAS EMPRESAS Y&V

Por:
Juan Alberto Gamboa Medina

Sartenejas, Julio de 2006
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería Mecánica

ELABORACIÓN DEL ESTÁNDAR DE SOPORTERÍA Y
DETALLES TÍPICOS DE TUBERÍAS DE
LAS EMPRESAS Y&V

Por:
Juan Alberto Gamboa Medina

Realizado con la asesoría de:
Ing. Carlos Graciano (Tutor Académico)
Ing. Thais Mesones (Tutor Industrial)

INFORME DE PASANTIA LARGA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero Mecánico

Sartenejas, Julio de 2006
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería Mecánica

ELABORACIÓN DEL ESTÁNDAR DE SOPORTERÍA Y DETALLES TÍPICOS DE
TUBERÍAS DE LAS EMPRESAS Y&V

INFORME DE PASANTÍA presentado por:
Juan Alberto Gamboa Medina

Realizado con la asesoría de:
Tutor Académico: Carlos Graciano
Tutor Industrial: Thais Mesones

RESUMEN
El presente informe describe los elementos que conforman un Estándar de Soportes (el dibujo
debidamente acotado, materiales de fabricación, notas generales sobre instalación y montaje y
la carga máxima admisible del soporte) al mismo tiempo que detalla los pasos seguidos en la
elaboración del Estándar de Soportes de las Empresas Y&V. Para la obtención de este último
se realizó una recopilación de documentos relacionados con soportes, así como una revisión de
las normas PDVSA y del código ASME B-31.3. Igualmente se revisaron algunos estándares
de otras empresas con el propósito de obtener una visión generalizada de los tipos de soportes
para facilitar su clasificación y desarrollar un estándar con un amplio rango de aplicación. Este
documento también proporciona una sólida base sobre los criterios fundamentales para el
análisis de flexibilidad y ubicación de soportes como el uso de soportes existentes, facilidad de
operación, accesibilidad para mantenimiento, separaciones para expansión térmica y uso de
zapatas, puesto que son temas que están ampliamente relacionados con el trabajo desarrollado
y conforman la base para comprender la importancia de la elaboración de un estándar. Al
mismo tiempo se realizó una estudio minucioso de los soportes, la inclusión de notas generales
sobre fabricación y montaje y el cálculo de la carga máxima permisible, el cual constituye una
de las características más importantes del estándar y el verdadero valor agregado de este
trabajo ya que los estándares que han sido empleados por la empresa en la ejecución de
proyectos anteriores no cumplen con algunos de estos requerimientos.

PALABRAS CLAVES
Soporte, anclaje, guía, zapata, soportes colgantes, carga máxima permisible.

Sartenejas, Junio de 2006
i
DEDICATORIA

A Dios Todopoderoso y a la Santísima Virgen, quienes alumbran en todo instante mi
camino y me conducen por la senda del bien, dándome salud y fortaleza para alcanzar
todas mis metas.
A mi madre Luisa y mi padre Cruz, por haber estado junto a mí en todo momento y por
haberme dado muchas palabras de aliento en aquellos momentos en los que la situación
se tornaba adversa.
A mis hermanos Robert y Yanakary, quienes me apoyaron siempre y constituyeron el
principal motivo de inspiración para seguir adelante.
A toda mi familia.
A mis compañeros y amigos.

ii
AGRADECIMIENTOS

A la Universidad Simón Bolívar, donde me formé como profesional.
A las Empresas Y&V, por confiar en mí y darme la oportunidad de trabajar con ellos.
Al ingeniero Carlos Graciano, quien me brindó su apoyo y buenos consejos.
A los ingenieros Desiree Vicente, Thais Mesones, José Rojas y María Corredor por
brindarme su experiencia y conocimientos en el desarrollo del proyecto.
A todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron a alcanzar esta meta.

¡Gracias!
Juan Alberto.

iii
ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE TABLAS.....................................................................................................vii
ÍNDICE DE FIGURAS...................................................................................................vii
ACRÓNIMOS................................................................................................................viii
DENOMINACIONES EN INGLES...............................................................................ix

CAPÍTULO 1....................................................................................................................1

1.1 INTRODUCCIÓN..............................................................................................1
1.2 PLANTEAMIENTO Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO..........................2
1.3 OBJETIVOS DEL PROYECTO.........................................................................3
1.3.1 Objetivo General:............................................................................................3
1.3.2 Objetivos Específicos:....................................................................................3
1.4 EMPRESAS Y&V..............................................................................................4
1.4.1 Estructura Organizacional...............................................................................4
1.4.2 Integración Corporativa..................................................................................4
1.4.3 Ubicación de las Oficinas...............................................................................6
1.4.4 Reseña Histórica.............................................................................................7
1.4.5 Estructura Organizativa..................................................................................8
1.4.6 Principios de la Corporación...........................................................................9
1.4.7 Departamento de Mecánica...........................................................................11

CAPÍTULO 2..................................................................................................................12

PRINCIPIOS BÁSICOS DE FLEXIBILIDAD Y SOPORTERÍA............................12
2.1 CONSIDERACIONES GENERALES.............................................................12
2.1.1 Categorización de líneas...............................................................................13
2.1.1.1 Categoría I.............................................................................................13
2.1.1.2 Categoría II...........................................................................................13
iv
2.1.1.3 Categoría III..........................................................................................14
2.1.1.4 Categoría IV..........................................................................................15
2.2 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE SISTEMAS DE TUBERÍAS................15
2.3 NORMAS DE DISEÑO....................................................................................16
2.4 CARGAS DE DISEÑO PARA TUBERÍAS.....................................................21
2.4.1 Cargas por la presión de diseño....................................................................21
2.4.2 Cargas por peso.............................................................................................21
2.4.3 Cargas dinámicas..........................................................................................22
2.4.4 Cargas Debidas a la Expansión Térmica......................................................22
2.5 CONDICIONES DE DISEÑO..........................................................................23
2.5.1 Presión de diseño..........................................................................................23
2.5.2 Temperatura de diseño..................................................................................23
2.5.3 Determinación de la Expansión....................................................................24
2.5.4 Desplazamientos en Pipe Rack y Pipeway...................................................25
2.6 LAZOS DE EXPANSIÓN................................................................................25
2.7 JUNTAS DE EXPANSIÓN..............................................................................26
2.8 VÁLVULAS DE ALIVIO................................................................................27
2.9 CONSIDERACIONES SOBRE DISPOSICIÓN GENERAL..........................28
2.10 LINEAMIENTOS ESPECÍFICOS DE ANÁLISIS DE FLEXIBILIDAD Y
SOPORTERÍA [1]..........................................................................................................29
2.11 ESTÁNDARES DE SOPORTERÍA.................................................................31
2.12 DISEÑO DE SOPORTES PARA TUBERÍAS.................................................32
2.12.1 Criterios generales de diseño de soportes.................................................32
2.12.2 Recopilación de Información Básica........................................................32
2.12.3 Localización Inicial de Soportes...............................................................33
2.12.3.1 Consieraciones generales:.................................................................33
2.12.3.2 Consideraciones particulares............................................................36
• Equipos Rotativos Centrífugos.....................................................................36
• Equipos Rotativos Reciprocantes.................................................................38
2.12.4 Cálculos movimientos térmicos de la tubería...........................................39
2.12.5 Cálculos de cargas en los soportes............................................................39
v
2.13 SELECCIÓN Y TIPOS DE SOPORTES..........................................................41
2.13.1 Soportes flexibles......................................................................................41
2.13.2 Soportes rígidos........................................................................................43
2.13.3 Soportes Colgantes....................................................................................49
2.13.4 Restricciones.............................................................................................50

CAPÍTULO 3..................................................................................................................55

ELABORACIÓN DEL ESTÁNDAR DE SOPORTES...............................................55
3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN.......................................................................55
3.2 UNIFICACIÓN DE ESTÁNDARES...........................................................................55
3.3 ESTRUCTURACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DEL ESTÁNDAR....................................57
3.4 RESULTADOS.....................................................................................................61

CAPÍTULO 4..................................................................................................................63

APLICACIÓN DEL ESTÁNDAR DE SOPORTES....................................................63

CONCLUSIONES...........................................................................................................70

RECOMENDACIONES................................................................................................71

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................72

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA................................................................................73

APÉNDICE A..................................................................................................................74

APÉNDICE B..................................................................................................................84

APÉNDICE C..................................................................................................................85

APÉNDICE D..................................................................................................................86

vi
ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1: Integración corporativa...........................................................................................5
Tabla 2.1: Reducción de Temperatura para Componentes sin Aislamiento..................................24
Tabla 2.2: Separaciones Mínimas Verticales...........................................................................29
Tabla 2.3: Espaciamiento entre guías para tuberías verticales....................................................34
Tabla 2.4: Espaciamiento entre Racks.....................................................................................35
Tabla 2.5: Distancia Máxima entre Boquilla y Primer Soporte..................................................36
Tabla 3.1: Lista de Chequeo...................................................................................................60
Tabla A.1: Datos del ejemplo.................................................................................................80

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Presencia de EMPRESAS Y&V en el territorio Nacional.............................................6
Figura 1.2 Organigrama de Y&V Ingeniería y Construcción.......................................................9
Figura 1.3: Flujograma de los principios de la corporación........................................................10
Figura 1.4 Distribución del Departamento de Mecánica............................................................11
Figura 2.1: Idea básica del mecanismo de un soporte flexible de carga constante..........................41
Figura 2.2: Soportes colgantes de carga constante....................................................................41
Figura 2.3: Soportes flexibles de carga variable........................................................................42
Figura 2.4: Montajes típicos de soportes rígidos.......................................................................43
Figura 2.5: Soporte tipo Trunnion. Figura 2.6: Trunnion en codo............................44
Figura 2.7: Arreglos típicos no integrales.................................................................................46
Figura 2.8: Arreglos típicos integrales.....................................................................................47
Figura 2.9 Soportes tipo repisa (bracket) para apoyar la tubería de un recipiente.........................48
Figura 2.10: Estructuras de soporte o columnas.......................................................................48
Figura 2.11: Soportes colgantes..............................................................................................49
Figura 2.12: Soportes colgantes con amortiguador....................................................................50
vii
Figura 2.13: Soportes colgantes de carga variable.....................................................................50
Figura 2.14: Soportes deslizantes tipo stops.............................................................................51
Figura 2.15: Dispositivo que funciona como guía y como stop de dos ejes doble-actuante...............51
Figura 2.16: Soporte de rodillo con amortiguador....................................................................52
Figura 2.17: Stops típicos con barras de tensión y apoyos articulados.........................................53
Figura 2.18: Contrapesos.......................................................................................................54
Figura 3.1: Flujograma de elaboración de Estándares de Soportería..........................................56
Figura 3.2: Hoja inicial del grupo de soportes de anclajes direccionales......................................58
Figura 3.3: Anclaje direccional DAS2.....................................................................................59
Figura 4.1: Vista posterior de la línea......................................................................................64
Figura 4.2: Vista frontal de la línea.........................................................................................65
Figura 4.3: Vista superior de la línea.......................................................................................67
Figura 4.4: Vista del tramo vertical de la línea.........................................................................67
Figura 4.5: Soportes usados en el ejemplo anterior...................................................................68
Figura 4.6: Soportes estructurales usados en el ejemplo anterior................................................69
Figura A.1: Guía tipo G1.......................................................................................................75
Figura A.2: Diagrama de la guía tipo G1.................................................................................76
Figura A.3: Espaciamiento entre soportes...............................................................................78
Figura A.4: Peso de la tubería................................................................................................79
Figura A.5: Anclaje tipo A1...................................................................................................80
Figura A.6: Diagrama del Anclaje A1.....................................................................................81
Figura D.1: Isométrico de la línea (hoja 1)...............................................................................87
Figura D.2: Isométrico de la línea (hoja 2)...............................................................................88

ACRÓNIMOS

HH.......................................................................................................Horas Hombre
ANSI………………………………………..American National Standards Institute
API….......................................................................... American Petroleum Institute
ASME.......…………………………… American Society of Mechanical Engineers
ASCE…………………………………………American Society of Civil Engineers
viii