Kitabı oku: «Organización y desarrollo del montaje de tuberías. FMEC0108»

Capítulo 1

Planos de despiece para el montaje de tuberías

1. Introducción

Las tuberías constituyen un campo especializado de la ingeniería que se relaciona con el diseño de los sistemas de tubos utilizados para transportar fluidos (líquidos y gases) en estructuras y plantas de procesos, tales como la refinería de petróleo, servicios varios de un buque, etc.

Las tuberías están controladas por diversas normativas como el código ANSI, ISA, ISO, etc.

Los distintos diagramas funcionales, planos de situación de equipos, planos de trazado, planos clave y planos de disposición de tuberías representan el conjunto completo del proyecto que se trate, especificando la manufactura y el montaje de un producto con base a su diseño.

Los planos constructivos se utilizan para fabricación de productos. En el conjunto de dibujos se deben describir las piezas de manera completa, tanto visual como dimensionalmente, mostrar los elementos en un montaje, identificar todos los segmentos y especificar las piezas estándar. La información gráfica y textual requiere ser lo bastante completa y exacta para fabricar y montar el producto sin error.

El presente trabajo está basado en la lectura e interpretación de planos de ingeniería de instalaciones industriales y navales, en la experiencia profesional en el sector de la ingeniería naval, en manuales de tuberías y en la normativa existente que describe como debe representarse para una correcta interpretación, los planos de proyectos de este tipo, incluida simbología de conexiones y accesorios y los dibujos de tuberías, además de los diferentes símbolos convencionales de tuberías.

Por otra parte, se hará referencia a los dibujos de detalle, despiece y montaje. Para ello se mostrarán diversos ejemplos y se explicará brevemente el procedimiento para la elaboración de cada uno.

2. Funcionalidad del conjunto

Un conjunto de tuberías está formado por distintos elementos como tramos de tubos, bombas, válvulas, tanques, etc., que juntos y ordenados debidamente, cumplen la función de transportar agua y otros fluidos. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos, etcétera. Las tuberías se elaboran con materiales muy diversos dependiendo de su uso futuro. Los diferentes dispositivos como válvulas, bombas, codos, etc. caracterizaran el funcionamiento del conjunto.

Cualquier red de tuberías requiere la ejecución de un número importante de planos que pueden agruparse en dos categorías: planos funcionales, también llamados diagramas funcionales, y planos constructivos en los que se expone la totalidad del proyecto en detalle y por partes incluyéndose aquí los planos de despiece, donde se muestra la información para la fabricación y disposición de tramos de tuberías y de montaje lógicos que dictarán el correcto ensamblamiento de tuberías y demás elementos.

La longitud y composición de los tramos de la tubería vendrá definida por multitud de factores entre los que se encuentran principalmente el peso, longitud total, cantidad de accesorios, etc.

Nota

Los diagramas funcionales son los primeros en realizarse. Indican la disposición relativa de los distintos elementos básicos del proyecto y la función de cada uno de estos: equipos, instrumentos, válvulas, etc. y la forma de funcionar en conjunto.

Los planos constructivos sirven para el despiece y proceder al montaje. Estos últimos se dibujan a escala.

2.1. Diagramas funcionales

Forman un esquema gráfico y simple del funcionamiento y orden de ensambladura de las unidades del conjunto. Sirven para el desarrollo, planificación, montaje y explotación de la instalación.

Tipos de diagramas funcionales

Existen cuatro tipos de diagramas funcionales según su representación y contenido informativo:

Diagramas de proceso

1 Diagrama básico. Refleja información de forma muy sencilla y esquemática.

2 Diagrama de proceso. Representa esquemáticamente todo el procedimiento. Indica equipos y tuberías pero no contiene elementos de detalle (válvulas, accesorios, etc.).

Diagramas de flujo

1 Diagrama de tuberías e instrumentos. Son planos más detallados e incluyen equipos de la instalación. Sirven de base para realizar los planos constructivos.

2 Diagrama de servicios. Detallan conexiones de líneas de servicio a los equipos o tuberías representados en los diagramas de instrumentación.

Recuerde

Los diagramas funcionales sirven para el desarrollo, planificación, montaje y explotación de la instalación.

2.2. Planos constructivos

Son planos para proceder al despiece y al montaje. Se pueden representar de dos formas: diédricas e isométricas, y dibujarse en línea simple o doble.

Estos planos han de ser precisos y contener detalles necesarios para poder comenzar la fabricación de la/s tubería/s.

Diédrico/proyección ortogonal

Se dibuja la planta y el alzado a escala. Estas vistas pueden complementarse con el perfil, las secciones y los detalles que se crean oportunos para la completa definición del conjunto de tuberías. Estos dibujos pueden ser en línea simple o en línea doble.

Sistema diédrico

Para conseguir la proyección ortogonal basta con proyectar rectas perpendiculares al plano de proyección.

Sabía que...

La geometría descriptiva es la ciencia que trata la manera de representar una figura de dos o tres dimensiones en un plano. El sistema básico dentro de esta geometría es el sistema diédrico Gaspard Monge, geómetra francés que codificó su estudio y mecanismo.

Las partes paralelas al plano de proyección mantienen su verdadera magnitud.

Una de las ventajas que tiene la representación ortogonal es la posibilidad de poder tomar medidas exactas.

Para definir un objeto suele ser necesaria más de una proyección.

En el sistema diédrico o sistema ortogonal existen dos formas de representar las distintas vistas de un objeto, esto es, según el sistema europeo y según el sistema americano.

A continuación se analiza la siguiente pieza según los dos sistemas existentes de representación ortogonal:

Sistema europeo

El objeto se encuentra entre el observador y el plano de proyección.

Como se observa en la imagen, la vista D o perfil izquierdo queda situada a la derecha de la vista A o vista principal (alzado), y la vista C o perfil derecho queda situada a la izquierda de la vista A.

La vista superior B se sitúa debajo del alzado y la vista inferior se sitúa encima de este.

La vista F es la vista posterior.

Sistema americano

En este sistema es el plano de proyección el que se encuentra entre el observador y el objeto.

En el sistema americano varía la posición en el plano 2D de las vistas D o perfil izquierdo que queda situada a la izquierda de la vista A o vista principal (alzado) y la vista C o perfil derecho queda situada a la derecha de la vista A.

La vista superior B se sitúa, en este caso, encima del alzado y la vista inferior se sitúa debajo de este.

Finalmente, la vista posterior F no varía su posición en el 2D.

Las diferentes vistas no pueden situarse de forma arbitraria. Aunque aisladamente sean correctas, si no están adecuadamente situadas no podrán definir la pieza.

Para la elección de las vistas de un objeto se seguirá el criterio de que deben ser mínimas, suficientes y adecuadas para que la pieza quede total y correctamente definida. Es importante usar juicios de simplicidad y claridad, eligiendo vistas en las que se eviten la representación de aristas ocultas.

Importante

En la norma UNE 1-032-82 se especifica claramente que “La vista más característica del objeto debe elegirse como vista de frente o vista principal”.

Isométrico

Son planos de montaje y despiece detallados y en ellos se dibuja una línea o parte de ella en perspectiva. Incluye cotas, diámetros accesorios e instrumentos, soportes, listado de materiales, presión de trabajo, temperatura, etc. No exige escala pero si guardar las proporciones en el dibujo.

Sistema isométrico

Para representar fácilmente un objeto sus ejes tridimensionales deberán ser paralelos a los ejes del sistema de coordenadas. A este tipo de representación se le llama perspectiva isométrica.

En la perspectiva isométrica se representan los objetos mediante proyecciones cilíndricas ortogonales sobre un plano en dos dimensiones. Para ello utilizamos un sistema de ejes de coordenadas constituido por tres ejes que forman entre sí ángulos de 120°.

Los ejes de coordenadas X, Y y Z, se cortan en el origen 0 y forman tres planos de coordenadas que se llaman: plano XY (horizontal), plano XZ, (vertical), y el plano YZ (perfil).

Sobre el eje X se mide la longitud, sobre el Y, la anchura, y en el Z se sitúa la altura.

La siguiente figura ilustra de qué manera se puede representar un punto o una recta en el sistema isométrico.

Para representar objetos sólidos sencillos, lo primero que hay que hacer es situarlos de manera que sus ejes fundamentales sean paralelos a los de los ejes de coordenadas. A continuación se traza la planta del cuerpo, y se levantan líneas paralelas por los diferentes vértices al eje OZ, sobre las que se lleva la altura del objeto.

Para realizar los planos constructivos, (planos de despiece/montaje) es necesario crear previamente otra serie de planos: planos de situación de equipos, planos de trazado, planos clave y planos de situación de tuberías.

1 Planos de situación de equipos: incluyen la situación y coordenadas de posición de los diferentes equipos que forman el conjunto.

2 Planos de trazado: en ellos aparecen trazadas esquemáticamente las líneas de tuberías principales: las de mayor diámetro (a partir de 2”) y las de materiales caros. Estos planos sirven para hacer una buena planificación de la instalación.

3 Planos clave: son planos definitivos donde se posicionan finalmente los equipos. Estos planos se dividen en áreas cuando su amplitud lo requiere y esta división es base para los posteriores planos de montaje (diédricos e isométricos).

4 Planos de disposición de tuberías: plano casi definitivo. En el se estudia y determina el trazado casi final de las tuberías empezando por las mas críticas (las de mayor diámetro).

Aplicación práctica

Necesita realizar un croquis de un tramo de tubería y debe acotarlo correctamente para poder fabricarlo. Si carece de esta información, ¿como podría obtener dichas cotas?

SOLUCIÓN

Solo tendría que localizar entre los planos del proyecto, los planos de trazado y los de disposición de tuberías. Estos planos diédricos le darán cotas básicas y reales (también se puede medir directamente en ellos, teniendo en cuenta la escala en la que están dibujados) y a partir de aquí conseguirá dibujar el croquis.

Recuerde

Los planos isométricos son planos de montaje y despiece detallados y en ellos se dibuja una línea o parte de ella en perspectiva.

3. Simbología y características técnicas

En toda tubería se requiere acoplar accesorios en su recorrido y estos han de tener las mismas características que el tubo en cuestión. Las funciones que cumplen estos accesorios son diversas:

1 Unión de tubos a través de manguitos, bridas, etc.

2 Cambios de dirección con codos, curvas, etc.

3 Reparto usando tes, cruces, injertos, etc.

4 Cierres de extremos con tapón, etc.

5 Regulación, apertura o cierre de flujo empleando válvulas.

6 Transición entre tubos de distinto diámetro a través de reductores.

Aparte de los mencionados se encuentran otra serie de accesorios más específicos como filtros, vaporizadores, manómetros, termómetros, etc.

Nota

ISA: Fundada en 1945 es una organización educativa sin fines de lucro, su primer nombre fue Instrument Society of America (Sociedad Americana de Instrumentación). Pronto fue vista como un valioso recurso profesional para ingenieros y técnicos que trabajaban primordialmente en procesos industriales.

Ha desarrollado estándares avalados algunos de ellos por ANSI o la IEC, que se aplican alrededor del mundo.

Existe una gran diversidad de símbolos. Aquí incluiremos los más comunes normalizados, mayoritariamente, por la norma ISA/ANSI.

3.1. Simbología diédrica

Tanto tuberías como accesorios deben dibujarse a escala. Se indica aquí el sistema de unión de tubos y accesorios.

Accesorios	Roscado o enchufe y soldadura	Soldado a tope		Embridado
Codo 90°
Codo 45°
T recta

Roscado o enchufe y soldadura	Soldado a tope		Roscado de enchufe y soldadura		Soldado a tope

Bridas	Tipos de bridas		Bridas	Tipos de bridas
De cuello			Deslizante
De enchufe y de soldadura roscada			Suelta
Ciega acoplada a cuello			De orificio
			Brida de gafa, entre bridas deslizantes
Anillo de drenaje entre bridas deslizantes
Disco ciego, entre bridas deslizantes			Espaciador entre bridas deslizantes

Válvulas de compuerta según tipo de unión a tubería
Con bridas de cuello
Con bridas deslizantes
Por rosca o por enchufe y soldadura
Soldadura a tope

Tipos de válvulas	Embridada		Roscada		Versión simplificada
De compuerta
De asiento
De retención
De bola
De macho