Foros de SóloIngeniería

- 13 Nov 2009, 12:00 #194177

Hola

Alguien me puede dar la formula que se utiliza para diseñar el espesor de una tubería.

Datos conocidos: presion hidroestática de trabajo, material tuberia, diametro interior de la tubería

Gracias

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- 14 Nov 2009, 09:20 #194327

Nadie diseña espesores de tubería por aqui???

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- 14 Nov 2009, 10:20 #194332

Salvo que sean presiones muy altas, la elección de un tipo de conducción y su espesor casi nunca viene condicionada por la presión. La tuberías son muy sufridas y siempre estarás mas condicionado por: naturaleza del fluido a trasegar y su ataque químico al tubo, temperatura de trabajo, tipo de tubería elegido (con o sin soldadura), condiciones de montaje (en rack o suspendida) y sobre todo .... normas.

Dinos el tipo de instalación, un orden de magnitud de la presión y el material y te podremos orientar mejor.

Si es un problema de calculo por un proyecto fin de carrera o algo así, cualquier libro de resistencia de materiales te lo explicará mejor que nosotros ya que es un problema elemental de tracción, por lo menos en espesores delgados.

Si te sirve de algo en siete años en ingeniería de proceso NUNCA he calculado un espesor de tubería.

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)

- 14 Nov 2009, 18:59 #194376

Vaya con el millonario, don Paco.

Alguna vez tuve que calcular el espesor de pared de una tubería. No sé si venía en ANSI 31.1 o ANSI 31.3.

La fórmula que se empleaba consideraba el diámetro de la tubería, que el espesor era lo suficientemente delgado (ahí has estado bien) y el material y presión de línea. Además se le daba un sobreespesor de corrosión (entre 1 y 3 mm) que también debía hacerse cargo de la erosión.

En principio no me meto si es tubería con costura o si no lo es. Con el cálculo que hagas, cramer, te vas a la tabla de schedules y seleccionas el espesor superior. Se trata de tubos comerciales.

Y no olvides que el tubo pequeño siempre aguanta más presión que el grande con la misma pared.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 16 Nov 2009, 22:19 #194660

Gracias compañeros!

En realidad no estoy diseñando una tuberia.

Se trata de un tubo cilindrico, en el que se va a meter arena. La arena va a ser presionada axialmente (20kN) y se comprimira reduciendo la altura de la columna cilindrica de polvo.

Una cosa que no se es calcular el esfuerzo que van a sufrir las paredes del cilidro. Si supongo que los 20kN van directamente a las paredes del cilindro (cosa que se q no es asi) me sale una presión de 1000 bares (toma ya).

Y resumiendo quiero saber el espesor del tubo cilindrico para que al aplicar la carga no se me vaya al garete el tubo. Una cosa a remarcar es que los 20 kN no son aplicados al tubo, si no a la arena.

Hice el simil con la tuberia porque creí que podría obtener un espesor estimado sobredimensionado

Haber si me podeis ayudar

Gracias y se que aqui hay gente muy aplicada

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- 16 Nov 2009, 22:56 #194666

atención al tema arena y distribución de presiones. La arena NO es un fluido y no se pueden aplicar las mismas consideraciones.

Recuerdo una práctica de materiales en la que se tenñia un tubo abierto vertical y se colocaba en el fondo un papelilo de fumar sujeto con una goma. Se hacía 3 veces. 1 solo el papel y las otras 2 con un poco de arena y luego un poco más. tras ello se aplicaba presión sobre la arena (o solo papel hasta que rompia el papel. La presión soportada aumentaba exponencialmente a la cantidad de arena...

Échale un ojo a tu sistema, que lo mismo no te valen las ecuaciones de fluidos.

Por otro lado, las tuberías se eligen en función de la presión. Es decir, según DIN eliges un tubo en función de la presión nominal que tenga que aguantar. Hay 2 bastante usadas, la DIN 2440 y la DIN 2448. En la página de Tubacero tienes las tablas.

Saludos,

Luis

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- 16 Nov 2009, 23:05 #194668

atención al tema arena y distribución de presiones. La arena NO es un fluido y no se pueden aplicar las mismas consideraciones.

Recuerdo una práctica de materiales en la que se tenñia un tubo abierto vertical y se colocaba en el fondo un papelilo de fumar sujeto con una goma. Se hacía 3 veces. 1 solo el papel y las otras 2 con un poco de arena y luego un poco más. tras ello se aplicaba presión sobre la arena (o solo papel hasta que rompia el papel. La presión soportada aumentaba exponencialmente a la cantidad de arena...

Échale un ojo a tu sistema, que lo mismo no te valen las ecuaciones de fluidos.

Por otro lado, las tuberías se eligen en función de la presión. Es decir, según DIN eliges un tubo en función de la presión nominal que tenga que aguantar. Hay 2 bastante usadas, la DIN 2440 y la DIN 2448. En la página de Tubacero tienes las tablas.

Saludos,

Luis

Eyyyyyyyy esa practica tambien la hice yooooo

El tema estaba en las perdidas por rozamiento debido a los granos de arena. Cuantos mas granos mayor rozamiento y la presion ejercida arriba en el "tubo" se va "perdiendo" por el camino o algo asi creo recordar.

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"Monjamonjamonjamonjamonjamonjamonjamonjamonjamonja..."
(Anonimo)

- 17 Nov 2009, 09:00 #194701

La fórmula de tensiones en un cilindro se puede obtener de cualquier código de diseño: AD-Merkblatter, ASME VIII, EN 13445, etc.
Con distintas siglas y aproximaciones es la siguiente:

AD-Merkblatter:
Para Da/Di<1,7
e=Da*P/(20*K/S+P)+c1+c2

e=espesor
Da= diámetro exterior
P= presión
K= tensión admisible a Tª para el material
S=coeficiente de seguridad (normalmente 1,5)
c1=tolerancia de fabricación (en tubos aprox. 12,5%)
c2=tolerancia corrosión (en acero normalmente 1, si es arena la erosión puede ser grande y se deberá incrementar)

ASME
t=P*Ro/(S*E+0,4*P)+c1+c2

t=espesor
Ro= Radio exterior
P= presión
S=tensión admisible para el material (ya incluye coeficientes de seguridad, valores según ASME II)
c1=tolerancia de fabricación (en tubos aprox. 12,5%)
c2=tolerancia corrosión

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Saludos,
MPa

- 18 Nov 2009, 16:55 #195187

Gracias por todas las respuestas, pero estoy con Luis M, es un sólido polvoriento y no un fluido. Ahí es donde tengo dudas.

Otra duda es:
-No se ni encuentro como calcular el esfuerzo que van a sufrir las paredes del cilindro si el polvo es comprimido axialmente con 20 kN. Creo que esto debería de ser un calculo básico de física pero yo al menos no lo recuerdo. ¿existe algún programa informático que pueda calcular esto?

Digo yo una cosa, ¿¿Y no será un cálculo similar a recipientes a presión?? (lo pregunto como duda)

Muchísimas Gracias gente

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- 18 Nov 2009, 18:52 #195226

Alguna aclararción de alguna mente sabia??

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- 18 Nov 2009, 19:21 #195232

Yo lo calcularía como si fuera un fluido perfecto. Fácil y del lado de la seguridad.

Si los esfuerzos son repetitivos, cuidado con las tensiones máximas adminsibles por temas de fatiga, sobre todo si tienes soldaduras.

No dices el diámetro pero 1000 bares según qué diámetro no es tanto.

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)

- 19 Nov 2009, 09:09 #195307

El diametro es 14 milimietros

diametro interno, claro

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- 19 Nov 2009, 09:16 #195311

Calculalo como un fluido perfecto y sin problemas. Verás que el espesor te sale menos de lo que pensabas, el problema puede ser fabricarlo o encontrar un tubo de ese diámetro. Todo es buscar.

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)

- 19 Nov 2009, 10:30 #195334

Estoy de acuerdo con JORDIM,

Además, el conservadurismo que propone no es superfluo, ya que, y digo sin saber, a lo peor podría entrar agua en esa arena y entonces, pues ahí tienes la ley de Pascal pura y dura y los rozamientos, pues a tomar por el rasca. No me parece además una decisión muy ingenieril basar la seguridad en el rozamiento estático y sin coeficientes garantizados.

Y otra cosa, el agua puede entrar por donde menos se lo imagina uno. Hasta puede entrar desde dentro.

Salud colegas
Y ésta sólo para JORDIM

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 19 Nov 2009, 14:59 #195421

Y ésta sólo para JORDIM

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)