Dentro de la industria, las tuberías (piping en inglés) es un sistema de tubos que se utilizan para transportar fluidos (líquidos y gases) de un lugar a otro. La disciplina de ingeniería del diseño de tuberías estudia el transporte eficiente de fluidos.
Las tuberías de procesos industriales (y los componentes en línea que lo acompañan) se pueden fabricar de madera, fibra de vidrio, vidrio, acero, aluminio, plástico, cobre y hormigón.
Los componentes en línea, conocidos como accesorios, válvulas y otros dispositivos, típicamente detectan y controlan la presión, el caudal y la temperatura del fluido transmitido. Generalmente se incluyen en el campo del diseño de tuberías (o ingeniería de tuberías). Los sistemas de tuberías están documentados en diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID). Si es necesario, las tuberías se pueden limpiar mediante el proceso de limpieza de tubos.
Piping a veces se refiere al diseño de tuberías, la especificación detallada del diseño físico de tuberías dentro de una planta de proceso o edificio comercial.
En días anteriores, esto a veces se denominaba dibujo, dibujo técnico, dibujo de ingeniería y diseño. Hoy en día es comúnmente realizado por diseñadores que han aprendido a usar el dibujo automatizado asistido por computadora o el software de diseño asistido por computadora (CAD).
La plomería es un sistema de piping o tuberías con el que la mayoría de las personas están familiarizadas; ya que constituye la forma de transporte de fluidos que se utiliza para proporcionar agua potable y combustibles a sus hogares y negocios. Las tuberías de plomería también eliminan los desechos en forma de aguas residuales, y permiten la ventilación de los gases de aguas residuales al exterior. Los sistemas de rociadores contra incendios también usan tuberías, y pueden transportar agua potable o no potable u otros fluidos de supresión de incendios.
La tubería también tiene muchas otras aplicaciones industriales, que son cruciales para mover fluidos crudos y semi-procesados para refinarlos en productos más útiles. Algunos de los materiales más exóticos utilizados en la construcción de tuberías son Inconel, titanio, cromo y otras aleaciones de acero.
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Historia del piping
Los primeros tubos de madera se construyeron con troncos que tenían un gran orificio perforado a lo largo del centro. Posteriormente se construyeron tuberías de madera con duelas y aros similares a la construcción de barriles de madera. Las tuberías de madera tienen la ventaja de que se transportan fácilmente como una pila compacta de piezas en un vagón. Luego se ensamblan como una estructura hueca en el lugar de trabajo.
Estas piezas de madera eran especialmente populares en las regiones montañosas donde el transporte de tuberías pesadas de hierro u hormigón habría sido difícil.
Las tuberías de madera eran más fáciles de mantener que el metal, ya que la madera no se expandía ni se contraía con los cambios de temperatura tanto como el metal. Por lo tanto, no se requerían juntas de expansión ni curvas. El grosor de la madera proporcionó algunas propiedades aislantes a las tuberías, lo que ayudó a evitar la congelación en comparación con las tuberías metálicas. La madera utilizada para tuberías de agua tampoco se pudre muy fácilmente. La electrólisis no afecta en absoluto a los tubos de madera, ya que la madera es un aislante eléctrico mucho mejor.
En el oeste de los Estados Unidos, donde se utilizaba la secoya para la construcción de tuberías, se encontró que la secoya tenía «propiedades peculiares» que la protegían de la intemperie, los ácidos, los insectos y el crecimiento de hongos.
Las tuberías de madera roja se mantuvieron lisas y limpias por tiempo indefinido. Mientras que las tuberías de hierro, en comparación, comenzaban a escalarse y corroerse rápidamente, y eventualmente se podían tapar con la corrosión.
Análisis de estrés
Las tuberías de proceso y las tuberías de alimentación son revisadas normalmente por los ingenieros de tensión de tuberías para verificar que el enrutamiento, las cargas de las boquillas, los soportes y los soportes estén colocados y seleccionados correctamente de manera que no se supere la tensión de tubería permitida bajo diferentes cargas, como cargas sostenidas, cargas operativas, presión pruebas de cargas, etc., según lo estipulado por ASME B31, EN 13480, GOST 32388, RD 10-249 o cualquier otro código y norma aplicable.
Es necesario evaluar el comportamiento mecánico de la tubería bajo cargas regulares (presión interna y tensiones térmicas), así como en casos de carga ocasional e intermitente, como terremotos, vientos fuertes o vibraciones especiales, y golpes de ariete.
Esta evaluación generalmente se realiza con la asistencia de un programa especializado (elemento finito) de programas de computadora de análisis de tensión como AutoPIPE, CAEPIPE, CAESAR, PASS / START-PROF.
En los soportes de tuberías criogénicas, la mayoría de los aceros se vuelven más frágiles a medida que la temperatura disminuye en comparación con las condiciones normales de operación. Por lo que es necesario conocer la distribución de la temperatura para las condiciones criogénicas. Las estructuras de acero tendrán áreas de alta tensión que pueden ser causadas por esquinas afiladas en el diseño o inclusiones en el material.
Materiales
El material con el que se fabrica una tubería se forma a menudo como la base para elegir cualquier tubería. Los materiales que se utilizan para la fabricación de piping incluyen:
- Acero al carbono
- Tubería de acero ASTM A252 Spec Grade 1, Grade 2, Grade 3
- Tubería de plástico, por ejemplo Tubería de HDPE, tubería de PP-R o tubería de LDPE.
- Servicio de baja temperatura acero al carbono.
- Acero inoxidable
- Metales no ferrosos, p. Ej. Cuproníquel, tántalo, etc.
- No metálico, por ejemplo, vidrio templado, revestimiento de teflón, PVC, etc.
Fuente: Wikipedia