La tubería mecánica ranurada ofrece una tubería versátil

Jan 11, 2024

Dos de los elementos más importantes en cualquier proyecto de construcción o mejora son la seguridad y la velocidad de finalización. Si bien una forma de aumentar la seguridad es eliminar el trabajo en caliente siempre que sea posible, la realidad es que la soldadura es necesaria para muchas tareas en una planta de energía. Sin embargo, un área donde no siempre se requiere soldadura es en la instalación o expansión de sistemas de tuberías.

Aunque el método de unión de tuberías es fundamental para los sistemas de tuberías de proceso de alta presión y alta temperatura, no se puede decir lo mismo de los sistemas de tuberías de equilibrio de planta. Servicios como agua de refrigeración, ósmosis inversa, protección contra incendios, tratamiento químico, aceite lubricante y aire comprimido pueden utilizar métodos de unión alternativos y sin llama, algunos de los cuales pueden ofrecer una instalación hasta 10 veces más rápida que la soldadura. La tubería mecánica ranurada es una de esas alternativas.

Una junta mecánica ranurada para tubería consta de cuatro elementos: tubo con extremo ranurado, una junta, una carcasa de acoplamiento y sujetadores. La ranura para tubería se realiza formando en frío o mecanizando una ranura en el extremo de una tubería. Se coloca una junta encerrada en la carcasa del acoplamiento alrededor de dos extremos de tubo ranurados contiguos, y la sección clave de la carcasa se acopla a las ranuras. Los pernos y tuercas se aprietan con una llave de tubo o una llave de impacto, manteniendo unidos los segmentos de la carcasa.

En el estado instalado, la carcasa del acoplamiento encierra la junta y encaja en las ranuras alrededor de la circunferencia de la tubería para crear un sello hermético en una junta de tubería autorrestringida. Además de las uniones de tubería a tubería (Figura 4), se pueden usar acoplamientos ranurados para unir tuberías a válvulas, accesorios y accesorios de extremo ranurado para crear un sistema de tuberías completo.

El ranurado por laminación es el método más común para la preparación de extremos de tuberías. El proceso de ranurado por laminación desplaza radialmente una pequeña porción de la pared del tubo, formando una ranura alrededor de la circunferencia del tubo que está rebajada en el exterior y dentada en el interior. El método se puede utilizar en tuberías de acero al carbono, acero inoxidable, cobre y aluminio de cédula 5 a 80, con diámetros de 0,75 a 72 pulgadas.

Hay dos tipos de acoplamientos ranurados: rígidos y flexibles. Los acoplamientos rígidos no permiten el movimiento y se pueden usar dondequiera que se necesite rigidez en la unión de la tubería, similar a una unión soldada o bridada. Los acoplamientos flexibles permiten una cantidad limitada de movimiento lineal y angular para adaptarse al movimiento térmico y sísmico, así como a la vibración y la desalineación. La mayoría de los acoplamientos ranurados utilizados en las centrales eléctricas son rígidos y los acoplamientos flexibles se utilizan únicamente alrededor de equipos giratorios para aislar el ruido o la vibración. Esto permite que el sistema sea respaldado y guiado de acuerdo con el estándar de tuberías de energía B31.1 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME).

Una ventaja clave de las tuberías ranuradas es su instalación sin llamas. El montaje de una junta de tubería ranurada no requiere soldadura, llama, calor ni produce humos. En términos de preparación, no es necesario retirar ni limpiar el área circundante de materiales combustibles, ni aumentar la ventilación ni proteger contra incendios. Durante el montaje no se requieren sopletes ni tanques, ni los instaladores de tuberías están expuestos a llamas, chispas, escorias o humos. No hay necesidad de vigilancia contra incendios. Como resultado, los sistemas ranurados reducen el riesgo para el personal y la propiedad.

Minimizar la soldadura permite a los soldadores certificados centrarse en los sistemas de procesos críticos, mientras que los instaladores de tuberías se encargan de los sistemas de equilibrio de la planta, lo que puede contribuir a la finalización a tiempo de un proyecto. Ranurar tuberías y ensamblar acoplamientos no requiere certificaciones ni capacitación especializada; los procesos se enseñan y transfieren fácilmente.

Estos beneficios se aprovecharon durante la construcción de la central eléctrica de South Hedland, ubicada en la región de Pilbara en Australia Occidental (Figura 5). Dado que el rápido crecimiento requiere una inversión significativa en proyectos de energía, la instalación propiedad de Horizon Power eligió productos ranurados debido a un cronograma ajustado y una ubicación remota. Seleccionadas para combustible diésel, agua cruda/contra incendios, agua desmineralizada, agua potable y sistemas de aire para instrumentos, las tuberías ranuradas dieron como resultado una instalación rápida y segura que eliminó la necesidad de trabajo en caliente y facilitó la fabricación de extremos de tubería en el sitio.

Las ventajas de seguridad de las tuberías ranuradas se complementan con la velocidad y facilidad de instalación del sistema. Los acoplamientos ranurados estándar se pueden instalar hasta cinco veces más rápido que las uniones soldadas y tres veces más rápido que las uniones bridadas. Los acoplamientos listos para instalar pueden duplicar el ahorro de tiempo. No se requieren herramientas especiales para ensamblar un acoplamiento ranurado y la mayoría de los acoplamientos no tienen requisitos de torsión. Además, los sistemas ranurados proporcionan confirmación visual del montaje adecuado.

La velocidad y la facilidad de instalación fueron fundamentales durante la construcción de una instalación de prueba alimentada por gas de Alstom en Birr, Suiza (Figura 6). Al unir los sistemas de tuberías de refrigeración y agua contra incendios con acoplamientos ranurados, válvulas y accesorios, Alstom pudo reducir las horas de instalación en un 50 % en comparación con los métodos de unión tradicionales, lo que se tradujo en un considerable ahorro de costes y una finalización más rápida del proyecto. Los componentes ranurados también permitirán un fácil acceso para mantenimiento y reparación.

Los acoplamientos ranurados reducen el tiempo de inactividad por mantenimiento y, con una unión en cada junta, simplifican el acceso al sistema, si es necesario. Los acoplamientos se desmontan y retiran fácilmente de la junta. Una vez finalizado el trabajo, el acoplamiento se puede volver a montar tan rápidamente como en la instalación inicial. Esta característica facilita el mantenimiento, reparación y futuras ampliaciones o modificaciones. Cuando se instalan y operan correctamente dentro de las especificaciones de diseño, los acoplamientos mecánicos ranurados están diseñados para durar toda la vida útil del sistema y no tendrán fugas ni fallarán.

Los sistemas ranurados aportan una serie de ventajas a los proyectos de construcción y mejora, desde una instalación rápida y sin llamas hasta un mantenimiento simplificado. Lo más importante es que las tuberías mecánicas ranuradas ofrecen a los propietarios de plantas un medio para acelerar la finalización del proyecto manteniendo al mismo tiempo un entorno seguro. ■

—Mitch Lee es especialista en desarrollo de negocios para el mercado energético en Victaulic, un fabricante de sistemas mecánicos de unión de tuberías y protección contra incendios. También es miembro del Instituto de la Industria de la Construcción.

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