ASME B31.3 Tuberías de Proceso Ing. Ciro Parente ASME B31.3 Tuberías de Proceso CONTENIDO • • • • • • • • • Introducción Definiciones Juntas Requisitos de diseño Requisitos de materiales Requisitos de fabricación Precalentamiento y PWHT Inspección & NDE Pruebas 4 LECCIÓN 1 INTRODUCCIÓN 5 HISTORIA • El proyecto B-31 es una respuesta a la solicitud de la sociedad por un estándar para las tuberías de vapor • El primer Código para las tuberías de presión fue el ASA B31.1, el cual se publicó en 1935, y se revisó en 1942 y 1955. 6 HISTORIA • En 1959 fue editada la primera sección para tuberías de refinerías de petróleo llamada ASA B31.3 • En 1973 se transforma en ANSI B31.3, en 1976 se incluyen las tuberías para plantas químicas en el alcance del B31.3 7 HISTORIA • En 1980 es re designada como ➢ ANSI/ASME B-31.3 • Desde 1990 se re designa nuevamente como ASME B31.3 y en el 2002 se cambia el título como ASME B31.3 tuberías de proceso. • La edición 2010 fue editada el 31 de marzo de 2011 y será obligatoria desde el 1 de octubre de 2011. 8 INTRODUCCIÓN DEL ASME B31.3 • El código ASME de tuberías sometidas a presión B31 está dividido en las siguientes secciones: • ASME B31.1 tubería de potencia • ASME B31.3 tubería de proceso • ASME B31.4 sistemas de líneas de tubería para transporte de hidrocarburos y otras substancias líquidas 9 INTRODUCCIÓN DEL ASME B31.3 • El Código ASME de tuberías sometidas a presión B31 está dividido en las siguientes secciones: • ASME B31.5 tubería de refrigeración • ASME B31.8 sistemas de tubería para transporte y distribución de gas • ASME B31.9 tuberías de servicios para edificaciones comerciales, industriales, o institucionales • ASME B31.11 sistemas de tubería para transporte de lodos acuosos • ASME B31.12 líneas de tubería y tuberías para hidrógeno 10 QUIÉN ES EL RESPONSABLE POR ESCOGER LA SECCIÓN DEL CÓDIGO • El propietario de la instalación debe escoger la sección del Código basado en: • Las limitaciones de la sección del Código • Los requisitos jurisdiccionales • La aplicabilidad de la sección Una vez seleccionada debe cumplirse en un todo. en algunas instalaciones mas de una sección puede ser aplicable. 11 BASES DEL CÓDIGO Este Código se basa en requisitos de ingeniería para el diseño y construcción segura de la tubería sometida a presión. 12 CONTENIDO DEL CÓDIGO • • • • • Principios y fórmulas de diseño Requisitos específicos Guía de selección de los elementos Prohibiciones de diseños y prácticas inseguras Advertencias pero no prohibiciones 13 CONTENIDO DEL CÓDIGO • • • • • • Referencias a los estándares Requisitos de diseño Límites de esfuerzos, reacciones y movimientos Guía y límites en la selección de los materiales Requisitos para la fabricación, ensamble, y montaje Requisitos para los NDE, inspección y pruebas 14 VALIDEZ DE LA EDICIÓN • Las ediciones del Código se publican cada dos años • La edición se vuelve obligatoria seis meses después de su fecha de emisión 15 ORGANIZACIÓN • Este Código está organizado por capítulos: • Código básico (fluido normal & categoría D) • • • • • • • CAPITULO I alcance y definiciones CAPITULO II diseño CAPITULO III materiales CAPITULO IV estándares de referencia CAPITULO V fabricación, ensamble y montaje CAPITULO VI NDE, inspección y pruebas CAPITULO VII tubería no metálica o metálica recubierta con plástico 16 ORGANIZACIÓN • CATEGORÍA M - CAPITULOS I al VII suplementados o reemplazados por el CAPITULO VIII • CATEGORÍA K - CAPITULOS I al VI suplementados o reemplazados por el CAPITULO IX • CATEGORÍA U - CAPITULOS I al VI, suplementados o reemplazados por el CAPITULO X 17 ORGANIZACIÓN • APÉNDICES • • • • • • A C E F G M esfuerzos admisibles y factores de calidad propiedades físicas de los materiales estándares de referencia consideraciones de precaución protección guía para determinar el fluido de servicio 18 CLÁUSULAS • En el ASME B31.3 todas las cláusulas son numeradas como 3XX. • Estas no son continuas, por guardar la armonía con las otras secciones, de tal manera que sea fácil para el usuario encontrar los parágrafos independiente del Código 19 RESPONSABILIDADES El propietario tiene la responsabilidad global de cumplir con el Código y por establecer los requisitos de: • • • • • Diseño, Construcción, Examen, Inspección, Pruebas. 20 RESPONSABILIDADES • El propietario deberá establecer el fluido de servicio para el sistema de tubería • El propietario es responsable por establecer si un Sistema de Calidad específico necesita emplearse. 21 RESPONSABILIDADES • El diseñador es responsable ante el propietario porque la ingeniería de diseño cumpla con el Código y con los requisitos adicionales del propietario 22 RESPONSABILIDADES El Productor, fabricante y montador son responsables por : • Suministrar materiales, componentes, y la mano de obra cumpliendo con el Código y la ingeniería de diseño. 23 RESPONSABILIDADES El Inspector del Propietario es responsable ante el propietario por : ➢ Asegurar que los requisitos del Código para la inspección, examen y pruebas han sido cumplidos. ➢ Si se especifica un Sistema de Calidad, el Inspector es responsable por verificar la implementación del sistema. 24 PROPÓSITO DEL CÓDIGO Los requisitos de ingeniería en el Código, se consideran necesarios y adecuados para un diseño seguro, empleando una aproximación simplificada. 25 PROPÓSITO DEL CÓDIGO El código establece unos requisitos mínimos de ingeniería para el diseño e instalación segura de la tubería de proceso. 26 PROPÓSITO DEL CÓDIGO Los requisitos del Código no tienen como propósito cubrir la tubería que está en operación. Sin embargo las provisiones del Código, con ciertas consideraciones adicionales, pueden ser aplicadas para este propósito. 27 PROPÓSITO DEL CÓDIGO Un diseñador capaz de aplicar una aproximación de diseño más rigurosa puede utilizarla si su validez es demostrada. 28 PROPÓSITO DEL CÓDIGO Los elementos de tubería deberán estar conforme a las especificaciones y estándares listados en el Código. 29 PROPÓSITO DEL CÓDIGO Cuando los elementos de la tubería no estén específicamente aprobados o prohibidos estos pueden ser usados siempre y cuando estos sean calificados como lo requiere el Código. 30 PROPÓSITO DEL CÓDIGO La ingeniería de diseño deberá especificar cualquier requisito adicional o inusual. Estos requisitos son obligatorios para cumplir el Código. 31 PROPÓSITO DEL CÓDIGO La compatibilidad de los materiales con el servicio y los peligros de inestabilidad para contener los fluidos no están dentro del alcance del Código. 32 DETERMINANDO LOS REQUISITOS Los requisitos del fluido de servicio designado por el propietario afectan la selección y la aplicación de materiales, componentes, y juntas. 33 DETERMINANDO LOS REQUISITOS Los requisitos están basados en el SERVICIO más restrictivo cuando este aplique a cualquier elemento. 34 FLUIDOS DE SERVICIO 300.2 Un término genérico para clasificar los fluidos: • • • • • • Categoría D Normal Cíclico severo Categoría M Alta Presión (Categoría K) Servicio de Alta pureza (Categoría U) (NUEVO) 35 CATEGORÍA D (300.2) El fluido es: • • • • • No inflamable No tóxico No daña los tejidos humanos Presión de diseño = 150 PSI (1035 KPA) Temperatura de diseño = -20 a 366°f (-29 a 186°c) 36 FLUÍDO NORMAL 300.2 Cuando el fluido de servicio: • • • • • No es categoría D No es categoría M No es de temperatura elevada No es de alta presión (categoría K) No es de alta pureza (categoría U) (NUEVO) 37 CONDICIONES CÍCLICAS SEVERAS 300.2 Estas condiciones son aplicables a los componentes o juntas que tengan un esfuerzo computado de acuerdo con el Código mayor del 80% del esfuerzo admisible, y el número de ciclos exceda de 7000, u otras condiciones que el diseñador considere puedan producir un efecto equivalente. 38 CATEGORÍA M 300.2 Un fluido de servicio que produce un daño irreversible a las personas que lo respiren o que su cuerpo este en contacto con él, aunque se tomen medidas restaurativas 39 ALTA PRESIÓN (CATEGORÍA K) 300.2 Un fluido de servicio designado de esta manera por el propietario, o cuando la presión de diseño excede la presión máxima permitida por el tasado de presión – temperatura del B16.5 para la clase 2500 y el grupo de materiales en referencia 40 ALTA PUREZA (CATEGORÍA U) 300.2 Un fluido que requiere métodos alternativos de fabricación, inspección, exámenes y pruebas, especialmente fluidos de ultra alta pureza, higiénicos o asépticos. 41 DETERMINANDO LOS REQUISITOS Categoría D y Servicio Normal – 300(d)(2) CÓDIGO BÁSICO REQUISITOS DE MATERIALES CAPITULO III REQUISITOS PARA COMPONENTES CAPITULO II PARTE 3 REQUISITOS PARA LAS JUNTAS CAPITULO II PARTE 4 42 ALCANCE 300.1 Los requisitos del Código para los materiales, el diseño, la fabricación, el ensamble, el montaje, el examen, la inspección y las pruebas de la tubería. Han sido desarrollados considerando típicamente encontradas en: las tuberías 43 ALCANCE 300.1 • • • • • • • • Las refinerías de petróleo, Plantas químicas, Plantas farmacéuticas, Textileras, Papeleras, Plantas de fabricación de semiconductores, Plantas criogénicas; Plantas y terminales que se relacionen con el proceso. 44 Alcance (Cubrimiento) 300.1.1 El Código aplica a todos los fluidos incluyendo: • Químicos en bruto, intermedios y terminados; • Productos del petróleo; • Gas, vapor, aire y agua; • Sólidos fluidizados; y • Refrigerantes 45 Alcance (Cubrimiento) 300.1.1 La siguiente figura ilustra la aplicación del Código ASME B31.3, la junta de conexión se encuentra dentro del alcance del Código ASME B31.3 46 Alcance (Cubrimiento) Figura 300.1.1 ASME B31.3 OTROS CODIGOS 47 Alcance (Cubrimiento) Figura 300.1.1 48 Alcance (Cubrimiento) Introducción Excepto como es excluido en el Código, el Código cubre toda la tubería dentro de los límites de la propiedad de las fábricas dedicadas al proceso o manejo de productos químicos, del petróleo, o relacionados. 49 ALCANCE (Cubrimiento) Introducción 50 Alcance (Cubrimiento) 300.1.2 PAQUETIZADOS 51 Exclusiones 300.1.3 El Código excluye lo siguiente: Presión manométrica Interna cero pero <105 kPa (15 psi) siempre y cuando: El fluido no sea inflamable, no sea tóxico, y no dañe los tejidos humanos La temperatura de diseño sea desde -29C (-20F) a 186C (366F) 52 Exclusiones 300.1.3 Las calderas de potencia de acuerdo con el ASME B & PV Sección I y la tubería externa requiere el uso del B31.1 53 Exclusiones 300.1.3 Tubos, cabezales de tubos, tubos pasantes, y colectores de hornos con fuego, los cuales son internos a la cubierta del horno 54 Exclusiones 300.1.3 Recipientes a Presión, intercambiadores de calor, bombas, compresores, y otros equipos para el manejo o proceso de fluidos 55 Visítanos Info@EnginZone.org +511.205.5500 Monterosa 233, Chacarilla Lima – Perú www.EnginZone.pe Síguenos en