TUBERÍAS INCLINADAS Y DE DESAGÜE, LÍNEAS DE SUMINISTRO DE ALTO GRADIENTE

• Todos estos tipos de tuberías deben sujetarse axialmente en la parte superior e inferior de la línea.
• La bomba debe apoyarse en el suelo. el peso de la bomba y la columna de agua no son soportados por la tubería.

Vea el punto 1 de “Consideraciones sobre el diseño de las tuberías Pexgol”.

Ejemplo de diseño:

• Caudal requerido: 150 metros cúbicos por hora La tubería va desde una altitud de 2100 m hasta una altitud de 2235 m.
• Longitud de la línea: 500 m
• Temperatura ambiente: 40°C
• Temperatura del fluido: 20ºC
• La tubería puede instalarse sobre el suelo o cubierta por 0.9 m de tierra

Calcular la presión mediante el cálculo de la línea piezo-métrica o cualquier otro método aplicable.
Calcular la presión estática en el punto más bajo de la tubería teniendo en cuenta la densidad del fluido. Para el agua, multiplicar la diferencia de altitud (en metros) en la
línea por 1.45.
El resultado está en psi. Tener en cuenta que el punto más bajo no se encuentra necesariamente en la zona inferior de la tubería.

En este ejemplo:
2235 – 1100 = 135 m
135 x1.45 = 195.75 psi

Elegir el SDR de tubería Pexgol apropiado de la tabla n°9: “Presiones de trabajo admisibles [psi] para transportar agua en las tuberías Pexgol” observando la temperatura de diseño. Seleccione la tubería SSDR de Pexgol que tenga una presión de trabajo más alta que el valor calculado. El margen de presión adicional se utilizará para las pérdidas de carga.

Para conocer la temperatura de diseño para la instalación sobre el suelo, consulte “Definición de la temperatura de diseño”.

Tubería SDR para instalación de tuberías enterradas:
SDR 9. Presión de trabajo – 214 Psi a 40°C.

Tubería SDR seleccionada para instalación sobre el suelo:
SDR 7.3: Presión de trabajo -272 Psi a 40°C.
Tubería alternativa SDR 6. Presión de trabajo – 342 Psi a 40°C.

La temperatura de diseño para tuberías enterradas es de 40°C.

Presión de trabajo 271 Psi

Calcule el margen de presión y el coeficiente de pérdidas de carga admisible J;
El margen de presión para la instalación sobre el suelo es
150 m – 135m = 15 m
15 m/J = 15 x 100/500 = 3%

El margen de presión para la tubería alternativa para instalación sobre el suelo es:
189m – 135 m = 54 m
54 m/J = 54 x 100/500 = 10.8%

Margen de presión para instalación de tuberías enterradas
149 m – 135 m = 14 m
14 m/J = 14 x 100/500 = 2.8%

Margen de presión de la tubería alternativa para la instalación de tuberías enterradas:
187 m – 135 m = 52 m
52 m/J = 52 x 100/500 = 10.4%

Seleccionar el diámetro de la tubería según el cálculo de J y el caudal.

El diámetro de la tubería seleccionada para la instalación sobre el suelo es de 8” SDR 7.3.

El diámetro alternativo de la tubería para instalación sobre el suelo es 8” SDR 6.

El diámetro de tubería seleccionado para la instalación de tubería enterrada es 8” SDR 9.

El diámetro de tubería alternativo para la instalación de tubería enterrada es 6” SDR 7.3.

• El menor diámetro permite el transporte de tramos de tubería más largos, por lo tanto el transporte es más económico.
• Menor costo por metro de tubería.
• Desventaja: Mayores pérdidas de carga.

El diseñador de la línea debe incluir en la red todos los accesorios necesarios, incluidas las válvulas eliminadoras de aire y las válvulas de descarga.

Si la diferencia total de altitud de la línea H es mucho mayor que la máxima admisible de la clase Pexgol SDR más alta disponible, la línea debe diseñarse utilizando bombas de refuerzo.

Selección de la tubería Pexgol para una tubería cuesta abajo utilizando un diseño de flujo de sección transversal completo. En un diseño de flujo de sección transversal completo, la tubería debe soportar

Ejemplo de diseño:

• La tubería desciende por una pendiente desde una altitud de 2250 m hasta una altitud de 2100 m.
• Caudal requerido: 150 m³ por hora.
• Longitud de la línea: 1500m
• Temperatura del fluido: 20ºC
• Temperatura ambiente: 40°C

La tubería puede instalarse sobre el suelo o enterrada por 0.9 m de tierra.

Calcular la presión mediante el cálculo de la línea de pendiente o según otro método. Calcular la presión estática en el punto más bajo de la tubería teniendo en cuenta la densidad del fluido. Para el agua, dividir la diferencia de altitud (en metros) en la línea por 10. El resultado está en bar.

Tenga en cuenta que el punto más bajo no se encuentra necesariamente en la zona inferior de la tubería. En este ejemplo, el punto más bajo se encuentra al final de la línea:
2250 – 1100 = 150 m = 15.0 bar x 14.5 = 217 Psi.

Elegir el SDR de tubería Pexgol apropiado de la tabla n°9: “Presiones de trabajo admisibles [psi] para transportar agua en las tuberías Pexgol” observando la temperatura de diseño. Seleccione la tubería SDR de Pexgol que tenga una presión de trabajo más alta que el valor calculado.

La temperatura de diseño para la instalación sobre el suelo es de 40°C.
Tubería SDR seleccionada para instalación sobre el suelo:
Para un diseño de flujo de sección transversal completo, la tubería debe ser Pex-gol SDR 7.3 para permitir una presión de trabajo de 272 Psi a 40°C.
Calcular el coeficiente J de pérdidas de carga admisibles en base a la diferencia de altitud en la línea y su longitud:
Diferencia de altitud: 150 m J = 150 x 100/1500 = 10%

Para un diseño de flujo de sección transversal completo, seleccionar la tubería adecuada que pueda transportar el flujo requerido con el valor calculado de J. La tubería seleccionada SDR para instalación sobre el suelo es 6 ”SDR 7.3. La tubería SDR seleccionada para la instalación de tubería enterrada es 6” SDR 9.

Comparar el valor del golpe de presión (golpe de ariete) esperable con el de la presión máxima permisible ocasionalmente, que es igual a 2.5 veces la presión de trabajo en la temperatura de diseño.
Para la tubería de 6” SDR 7.3, la velocidad de la línea es V = 4 m/seg. Según el cuadro n°24: “Golpes de presión baja esperados en tuberías Pexgol” el golpe de presión para la tubería SDR 7.3 es de 30 Psi por V = 1 m/seg. por V = 4 m/seg. el valor del golpe de presión será 4 x 30 = 120 Psi. La presión ocasional total será 272 + 120 = 392 Psi. La presión máxima total permisible ocasionalmente en la tubería SDR 7.3 a 60°C es 272 x 2.5 = 680 Psi.

Conclusión: la tubería de 6” SDR 7.3 es correcta o la tubería de 6” SDR 9, la velocidad de la línea V = 3.44 m/seg.
Según el cuadro n°24: “Golpes de presión baja esperados en tuberías Pexgol”, el golpe de presión para la tubería SDR 9 es 26 Psi por V = 1 m/seg. entonces para V = 3.44 m/s el valor del golpe de presión será 3.44 x 26 = 90 Psi. La presión ocasional total será 214 + 90 = 304 Psi. La presión máxima total permisible ocasionalmente en la tubería SDR 9 a 40°C es 214 x 2.5 = 535 Psi.

Conclusión: la tubería de 6” SDR 9 es correcta.

Se requieren válvulas eliminadoras de aire en cualquier material de tubería, incluido Pexgol.

El diseñador debe incluir en la red todos los accesorios necesarios incluyendo válvulas eliminadoras de aire y válvulas de descarga.

Como servicio a nuestros clientes, los ingenieros de Pexgol pueden analizar la línea en cooperación con A.R.I. Israel y facilitar planos con la ubicación de las ventosas. Golan suministra las ventosas, abrazaderas y accesorios necesarios para conectarlos a las líneas Pexgol

Los siguientes datos son necesarios para el análisis:

1. Lista de puntos clave a lo largo de la línea en un archivo Excel o gráfico en PDF / DWG de la línea con los siguientes detalles:

• Nombre del punto.
• Localización del punto: distancia desde el inicio de la línea y altura por encima delpunto de referencia Tipo y funcionalidad de cada accesorio: descarga, válvula de cierre, reductor de presión, conexión de salida a usuario (indicar velocidad de caudal), etc.

2. Condiciones de trabajo:

• Dirección del caudal
• Caudal de descarga
• Presiones de entrada/salida

Tener en cuenta que este tipo de diseño requiere un diseñador capacitado, por lo que la siguiente información debe considerarse solo como una guía.
En el caso de un diseño de flujo de sección transversal parcialmente lleno, la tubería debe diseñarse de manera que esté a baja presión (cercana a la presión atmosférica) en toda o la mayor parte de su longitud.
Este diseño permite el uso de una tubería SDR más baja o con un diámetro exterior mayor y esto podría ser problemático para el transporte.
Calcular el coeficiente J de pérdidas de carga admisibles en base a la diferencia de altitud en la línea y su longitud:
Calcular el diámetro interior de la tubería (según Hazen Williams C=155 o cualquier otra fórmula).
Para asegurarse de que el régimen de flujo sea el de una sección transversal parcialmente llena, el diámetro interior real seleccionado de la línea debe ser al menos un 25% más alto que el diámetro interior calculado de la tubería según el ejemplo de diseño anterior.
Selección de la tubería Pexgol SDR: Es una buena práctica diseñar tuberías SDR 11 para permitir una resistencia total al vacío y la posibilidad de transportar secciones de tubería largas. En este caso, deben evitarse las clases de tubería inferiores. Se pueden diseñar clases de tubería más altas para transportar secciones más largas mientras se mantiene el diámetro interior mínimo requerido para el diseño de una sección transversal parcialmente llena.

Cada punto superior en la línea será venteado para que la presión sea igual a la presión atmosférica.

Cada cuenca es en realidad un sifón, de modo que la altura de la columna líquida sobre el fondo de la cuenca se calcula desde el punto superior previo en la línea.

En algunos casos la clase de tubería debe ser superior a 15, según la presión estática local.

Las tuberías de Pexgol se pueden remolcar hacia arriba desde la parte baja de la línea o es posible deslizar la tubería hacia abajo desde un punto elevado.
Las tuberías Pexgol vacías se pueden remolcar hasta la cima en trozos muy largos. El cuadro “Remoque de una tubería Pexgol vacía” muestra el largo máximo admisible para remolcar o deslizar hacia su ubicación final, según la temperatura de diseño.
El largo máximo permisible es el mismo para todas las tuberías SDR de Pexgol.
La fuerza de remolque requerida se puede calcular al multiplicar el peso de la tubería por el coeficiente fricción de 0.5.
Si la tubería consta de más de una sección, las secciones se pueden conectar temporalmente durante el remolque.
Si las secciones de tubería ya están conectadas con accesorios, deben asegurarse y protegerse con abrazaderas de alineación.

• Se deben sujetar la parte superior y la inferior con soportes. Ver el gráfico.
• Las tuberías Pexgol se pueden tender cuesta arriba o cuesta abajo en una sola sección continua, generalmente sin soportes entre los dos extremos.
• No existen limitaciones en el largo total del tubo.
• Se recomienda diseñar la tubería con un sobrante de 1-2% para poder reducir posibles fuerzas axiales de contracción.
• El peso de la tubería puede incrementarse por la acumulación de tierra o nieve sobre la misma. El peso adicional se equilibrará por el incremento de la fricción entre la tubería y el suelo.

• En pendientes de menos de 40° todos los coples mecánicos (extremos acampanados, coples bridados, etc.) se deben sujetar mediante soportes flotantes como la abrazadera de alineación de Golan (página 75). Los coples de electrofusión se pueden instalar sin soportes flotantes.
• En pendientes mayores a 40°, todos los soportes (incluidos los coples de electrofusión deben sujetarse con soportes flotantes.
• Al instalar un accesorio de reparación, se debe sujetar el tubo con un puente de soporte antes de cortarlo.