Montaje de soportes y ensamblaje de tuberías. FMEC0108

3. Técnicas de montaje de accesorios

Como en el caso de los tramos de tubería recta, en los extremos de los accesorios, a veces se encuentran preparaciones ya realizadas para soldar o roscar. De esta manera, los demás elementos como injertos, derivaciones, o válvulas de regulación del caudal, se pueden incluir en las instalaciones mediante soldaduras fijas, roscado de extremos o atornillado de las bridas de unión.

3.1. Tipos de accesorios

Existen diferentes tipos de instalaciones de tubería, dependiendo del producto que se transporta, es decir, fluidos líquidos o gaseosos y sólidos. Se hace necesario recordarlos de manera esquemática:

PRODUCTOS LÍQUIDOS

PRODUCTOS GASEOSOS

Instalación

Instalación

Calefacción con transporte de agua

Aire comprimido

Calefacción con transporte de aceite

Gas ciudad

Calefacción con transporte de aire

Gas natural

Fontanería de agua fría

Gas medicinal de oxígeno

Fontanería de agua caliente sanitaria

Vapor industrial

Fontanería de abastecimiento

Instalaciones de vacío

Fontanería de riego

Evacuación de humos

Fontanería fija para protección contra incendios

Ventilación

Alcantarillado

Depuración de líquidos

Saneamiento de viviendas

PRODUCTOS SÓLIDOS

Saneamiento urbano

Instalación

Oleoductos de gas natural

Caida por gravedad de productos sólidos

Oleoductos de petróleo

Transporte neumático aire-sólido en presión

Oleoductos de derivados del petróleo

Transporte neumático aire-sólido en succión

Instalaciones de tuberías en la industria.

Dependiendo del material del que están construidos los tubos y accesorios, se pueden encontrar:

1 Accesorios de acero.

2 Accesorios para tubos de fundición.

3 Accesorios para tubos termoplásticos.

4 Accesorios para tuberías de cloruro de polivinilo (PVC).

5 Accesorios para tuberías de polipropileno (PP).

6 Accesorios para tuberías de polietileno (PE).

En los casos de elementos metálicos, la soldadura o el atornillado se encuentran entre los métodos utilizados, siendo además una técnica muy extendida en la actualidad la unión por termofusión de las piezas, así como la unión por medio de pegamentos, para las instalaciones con accesorios realizados de polímeros plásticos.

Se pueden encontrar, además, roscados realizados en estas piezas plásticas que en la actualidad, con manguitos, anillos y juntas consiguen la estanqueidad necesaria en los montajes.

3.2. Accesorios para soldar

En la mayoría de los casos, en tubos y accesorios de tamaño mediano o de pequeño calibre, la soldadura a tope es el método más utilizado en el armado y montaje de los diferentes tramos y accesorios de que consta una instalación industrial de tuberías.

Existen formas de codo de 90° (radio corto o radio largo), de 45°, unión de 180°, “T”, reducciones concéntricas siguiendo el mismo eje y excéntricas, topes finales, tapaderas, etc.

Nota

La ventaja que proporciona la soldadura al diseñador y al montador, es que consigue gran aislamiento y estanqueidad sin fugas en todos los tramos, así como una terminación altamente estética.

Proporcionan un cómodo chaflán para realizar las soldaduras, pudiéndose adaptar fácilmente a los diferentes cambios de dirección que se encuentran en las obras gracias a las distintas piezas curvadas estándar. Estos codos tienen un espesor uniforme, de manera que no se producen ni pérdidas de carga por rugosidad interna, ni aceleraciones en el producto fluido por la disminución de diámetro en la curvatura mal realizada en la obra.

Con la soldadura se pueden realizar tramos completos en el montaje, así como incluirse accesorios de unión en forma de “T” que permiten una reducción del número de injertos a efectuar.

Distintos accesorios de tubería de pequeño calibre

Los accesorios estandarizados permiten no tener que realizar curvados en frío o en caliente, siendo la soldadura, bien realizada, un método más rápido y seguro que los embridados en los extremos de las piezas.

3.3. Accesorios para atornillar

En determinados casos, en tuberías de mediano y pequeño calibre con productos a baja presión, las uniones se resuelven mediante ensamblajes roscados, proporcionando al montador la facilidad, rapidez y comodidad de no llevar siempre el equipo de soldadura.

Extremo roscado

Los extremos de los tubos, accesorios y válvulas pueden tener diferentes formas. La unión roscada por la que se unen los diferentes elementos para conseguir la continuidad de la instalación puede ser de:

En instalaciones de tubería metálica se utilizan manguitos roscados en los extremos de los tubos y accesorios.

Manguitos metálicos roscados

Uno de los

inconvenientes

 es la posible pérdida de producto por no conseguir la estanqueidad que se requiere en las instalaciones debido al tallado de las roscas. Existen selladores que aíslan de las fugas en las zonas roscadas.

Una

ventaja

 importante es la rapidez y limpieza que se obtiene en el montaje con elementos roscados, ya que estos tendidos de tuberías a menudo se realizan por lugares difícilmente accesibles, con lo que la comodidad de trabajo que obtiene el operario es mayor.

4. Alineación y nivelación de tramos de tuberías

La gran diversidad de aplicaciones que se pueden encontrar en las tuberías industriales incluyen tramos que discurren sobre el suelo, con sus apoyos puntuales, fijación de tuberías al techo o a los soportes que van por las paredes, y tramos que están enterrados, ya sea en lugares urbanos como a través de recorridos de abastecimiento y depuración de productos.

Pero para todos y cada uno de los tipos de transporte es necesaria la nivelación de los tramos de tubería, no solo en la posición horizontal que la estética aconseja, sino a una determinada inclinación para que el producto se desplace en condiciones de evitar atascos.

Recuerde

Con la inclusión de válvulas de cualquier tipo, e injertos de unión y diversificación en las redes de tubería industrial, es importante conseguir que la alineación de los tramos se mantenga en las condiciones que se desean, de forma que con los apoyos se consiga la horizontalidad o inclinación que se pida según el proyecto.

En las instalaciones de saneamiento esos apoyos se colocarán y se nivelarán para conseguir que el movimiento se consiga en la dirección de la evacuación.

Instalación y nivelación de tubería de saneamiento

El lecho de arena, donde se apoya la tubería industrial que va enterrada, consigue absorber los movimientos que se pueden producir por las vibraciones al paso de vehículos o personas. También existen conducciones reforzadas con hormigón en masa.

Las tuberías de caída de transporte por gravedad de productos sólidos deben tener una inclinación para facilitar el desplazamiento del producto, y de la misma forma, conseguir una velocidad adecuada que evite el rozamiento excesivo y el desgaste consiguiente del tubo. Dependiendo del género que se trate, la desviación se ajustará para conseguir la velocidad adecuada por el interior.

4.1. Útiles y herramientas

Para cada instalación existirá un método de aplicación, pero la utilización de los siguientes instrumentos es recomendada para conseguir el replanteo en el montaje en las condiciones que el proyecto exija.

Se pueden encontrar desde los más clásicos, como el nivel de burbuja y la plomada, hasta los de marcación lumínica por láser, además de instrumentos topográficos para comprobar y realizar el posicionamiento por diferencia de altitud en la tubería industrial enterrada.

Mantener la linealidad horizontal o vertical a 90°

En los casos de querer mantener la linealidad horizontal o vertical a 90° por necesidad o estética, los instrumentos de comprobación clásicos son:

Nivel de burbuja

Con él se pueden comprobar que las superficies se encuentran horizontales, verticales o con un determinado ángulo. Cuando la burbuja de aire que tiene el recipiente de líquido se encuentra entre las dos marcas de que dispone, se obtendrá en la pieza la linealidad que se desea.

Nivel de burbuja, plomada y cordel de trazado

Nota

Tiene muchas aplicaciones, y es muy utilizado para comprobar que los conjuntos de tuberías que se han armado mediante uniones atornilladas o soldadas se encuentran en línea.

Plomada

Se utiliza como instrumento de comprobación para conseguir la vertical, puesto que un peso siempre se mantiene en ella cuando se queda en reposo.

Cordel de trazado

Sirve para realizar las marcas horizontales, verticales o en cualquier ángulo, y así indicar el posicionamiento de la tubería y la colocación de sus soportes.

Cinta métrica

Es una cinta flexible graduada en centímetros, milímetros o pulgadas que se utiliza para medir inicialmente la situación de las tuberías y sus soportes. En obra es el instrumento que más se utiliza. Al ser flexible, se adapta a formas redondas, y con ella se pueden realizar las comprobaciones de las medidas de control efectuadas con los anteriores instrumentos.

Cinta métrica

Conseguir que las tuberías mantengan la inclinación adecuada

Es el caso del transporte de sólidos por caída. Las tuberías deben tener una inclinación adecuada a cada uno de ellos para conseguir la velocidad exacta de desplazamiento, y a la vez, que el desgaste interior del tubo y válvulas sea mínimo.

Sabía que...

El rozamiento de los productos sólidos es tan abrasivo que puede llegar a destruir el metal de la tubería interiormente, debido a la fricción.

Falsa escuadra

Está construida con dos reglas unidas mediante tornillo y tuerca en un punto. Se puede abrir o cerrar a voluntad con el fin de formar un ángulo cualquiera, y así poder transportarlo a otra pieza o superficie.

Existen en la actualidad instrumentos que utilizan la luz láser para, de una misma forma, poder marcar en las paredes, techos o suelos una línea sin necesidad de marcación física. Estos deberán estar perfectamente aplomados y nivelados mediante un trípode que permita su correcta instalación. También hay aparatos que desvían la luz láser con las inclinaciones que se necesitan para el replanteo de tuberías con inclinaciones variables.

Láser de nivelación sobre trípode

Objetivo reflector

Comprobar la diferencia de altura entre puntos

En los montajes de tuberías enterradas, o sobre superficies del terreno, la diferencia de altura entre puntos se puede comprobar para colocar los soportes que la tubería industrial deba llevar, y así mantener las inclinaciones que se marcan en los proyectos de instalación.

Nivel topográfico

Es un equipo formado por una mira de visión, una cinta métrica y el nivel propiamente dicho. Se calcula el desnivel por diferencia de lecturas entre las observaciones realizadas en la mira desde el objetivo del nivel, convenientemente aplomado sobre el trípode.

Sabía que...

Además del nivel, existen otros instrumentos de medición de niveles en topografía como el taquímetro.

4.2. Aplicación práctica

Se debe comprobar que todos los tramos tienen las piezas que se encuentran indicadas en los planos del proyecto de instalación de tuberías para transporte de cereal, a su vez se tiene que probar que dichos tramos se encuentran nivelados con las inclinaciones pedidas (55°).

Realice una descripción de las actividades e instrumentos utilizados en la comprobación del tramo de tubería de caída indicado en la imagen, perteneciente a una pieza que ya está instalada.

Solución

Al tratarse de una tubería de caída de cereal, la exactitud debe ser grande, ya que el paso del producto, al ser abrasivo, podría ocasionar grandes desgastes por una velocidad excesiva, o atascos por lentitud.

En primer lugar se comprobará la verticalidad del tramo mediante la plomada, convenientemente anudada por la cuerda al tramo inclinado, ayudándose también con el nivel de burbuja.

En segundo lugar, y teniendo en cuenta que la inclinación debe ser de 55° sexagesimales con la horizontal, se abrirá la escuadra falsa hasta los 145°, que resultan de sumar 90° a los 55° pedidos.

Con estas comprobaciones, y las modificaciones que hubieran de llevarse a cabo, se conseguirá que se dé el visto bueno a la instalación de este tramo.

5. Equipos y herramientas empleados en el montaje de tuberías

Equipos se consideran las máquinas soldadoras y las de atornillar mecánica e hidráulicamente, y herramientas las manuales como llaves, alicates de sujeción y mordazas de presión. Posteriormente se describirán los medios auxiliares como andamios, plataformas y elementos de seguridad para trabajos en altura.

5.1. Equipos para el soldeo de tuberías

La máquina que se utiliza en la soldadura eléctrica por arco es la

soldadora,

 donde se reduce el voltaje de la corriente eléctrica, aumentando la intensidad y consiguiendo una fusión del electrodo por calor.

Soldadora

Nota

Existen diferentes equipos de soldeo que se adaptan a cada material y características de acabado que se necesite.

Protección del operario soldador

El esquema básico de las operaciones de soldeo está expresado en la siguiente imagen, en la que se cierra el circuito eléctrico desde el electrodo y la pinza, con el arco eléctrico que hace que se funda y aporte material a la superficie preparada de la pieza.

El método de soldadura eléctrica más común es

con arco no protegido (al aire),

 en el que se utilizan electrodos revestidos o recubiertos. Se consigue una capa de protección de escoria que se deposita sobre los cordones, y que hace que la unión no se oxide durante el enfriamiento del cordón. Se debe eliminar posteriormente cuando ya esté fría.

En la imagen se puede ver cómo al realizar el arco por medio del electrodo, este se funde junto con el revestimiento, penetrando en las piezas hasta una profundidad adecuada, rellenando las juntas y formándose la escoria de protección que se ha de eliminar tras el enfriamiento, mediante martillado y cepillado.

El cordón de soldadura avanza a lo largo del empalme depositando material y rellenándolo con metal fundido.

Este material de aportación (electrodo) pasa a través del arco eléctrico de forma que se producen salpicaduras que pueden llegar a producir quemaduras en el operario. La conveniente protección debe ser tenida muy en cuenta.

Aplicación práctica

Se están realizando trabajos de instalación de tuberías embridadas en la obra, siguiendo las especificaciones expresadas en el plano de montaje.

Al realizarse los trabajos surge un problema, ya que uno de los tramos que según el proyecto debía discurrir recto, se encuentra con un soporte estructural que hay que evitar. La decisión que se ha tomado es realizar unos cortes y unos empalmes en el tramo de tubería para evitar el soporte.

Hay que describir las operaciones de soldeo que han de realizarse, con la máquina soldadora eléctrica portátil de que se dispone, sabiendo que se deberá realizar con electrodo “al aire”.

Solución

Este trabajo se realizará en la mesa, uniéndolo posteriormente a los embridados, según el proyecto.

Se elabora una lista de los pasos a efectuar en los tubos que se desean soldar.

1 Preparación de las juntas. La unión llevará una preparación dependiendo del espesor, teniendo este 10 mm., La junta será en forma de “v”, según el dibujo observado en la siguiente imagen.Se puede realizar la preparación de las juntas mediante la herramienta radial, canteando en los bordes.

2 Limpieza. En las zonas a soldar se realizará una limpieza adecuada, lo que facilitará la penetración del material de aporte en las juntas, y su adherencia en las piezas a unir.

3 Fijación. Se realiza en un banco especial para tubos que dispone de unas mordazas ajustables.

4 Medidas de seguridad. Emplear los equipos de protección individual (EPI) adecuados a los trabajos de soldeo. Máscara protectora o gafas, mandil, guantes, manguitos, botas de seguridad, etc.

5 Encendido de la soldadora eléctrica. Se debe hacer una comprobación inicial: enganches a la red eléctrica, variables de intensidad...

6 Encendido del arco. Como si de una cerilla se tratara, se mantendrá la distancia adecuada del electrodo a las juntas.

7 Pasadas en las juntas. Se fundirá el electrodo revestido que será de material compatible con las piezas a unir. Se realizará con más facilidad cuando se disponga de un soporte en el tornillo que permita el giro, o realizando un cordón en vertical con los tubos en horizontal. De esta manera no se tendrán que efectuar los tres tipos de soldadura en posiciones plana, vertical y sobrecabeza. Todo el trabajo se reducirá a fijación, soldeo en vertical, liberación, giro, etc.La calidad, rapidez y seguridad será mayor.

8 Terminación del trabajo. Se apagará el equipo eléctrico y se depositarán los restos aparte para su posterior reciclaje.

9 Eliminación de la escoria. Se hará mediante martilleo o cepillo metálico.

Se quitan los tubos ya soldados del soporte del banco de fijación y se realizan las uniones del tramo de tubería a las bridas, según el proyecto.

5.2. Herramientas para el atornillado de tuberías

Existen herramientas manuales y automáticas que se emplean para el atornillado de los elementos roscados en la unión de las bridas en los extremos de los tubos.

Las herramientas clásicas manuales son:

Llaves calibradas

Está formada por una o dos bocas que se adaptan a la forma de la cabeza del elemento de unión. Se gira la llave, obteniendo desplazamientos (avance o retroceso) en la pieza roscada.

Nota

Las diferentes variedades dependen de la forma de cada cabeza. El apriete se realiza girando la llave de manera perpendicular al tornillo o tuerca.

Llave fija

Es abierta y se emplea para elementos con cabeza hexagonal, con el inconveniente de agarrar solo dos de las caras y tener que quitarla, desplazarla y volver a ponerla en cada avance.

Llave fija

Llave de estrella

Es más segura que la plana al ser cerrada. Tiene seis o doce muescas que se pueden fijar a la cabeza hexagonal.

Llave estrella

Llave mixta

Combina los dos tipos anteriores, de manera que el acceso a tornillos y tuercas se realiza con mayor facilidad.

Llave mixta

Llave de tubo

Se trata de una llave doble. Una de las bocas se introduce en el elemento a montar o desmontar realizando el apriete de manera axial. Se gira mediante un pasador introducido en el taladro que tiene, consiguiendo un buen brazo de palanca. Es utilizado para elementos de difícil acceso.

Llave de tubo

Llave de vaso

Es una llave corta de tubo que se acopla a una herramienta eléctrica o neumática, o manualmente por medio de un brazo para realizar la palanca.

Llave de vaso

Llave de carraca

Dispone de un trinquete, muy útil para realizar el apriete del elemento, ya que en una dirección actúa no permitiendo el giro, mientras que deja hacer el retroceso de la llave en el otro sentido. Se acopla a la llave de tubo para realizar trabajos con más comodidad.

Llave de carraca

Llave de pipa

Tiene esta forma para conseguir mayor accesibilidad a lugares complicados. Es una combinación de llave de tubo y de vaso. Se transforma el apriete de la dirección axial del elemento en dirección tangencial.

Llave de pipa

Llave de racor

Es abierta, combinando las características de la llave plana y la de estrella. Tiene las ventajas e inconvenientes de las dos.

Llave de racor

De mango articulado

Dispone de una articulación del tipo cardán, con la que se consiguen posturas que se adaptan a lugares de muy difícil acceso. También se acopla normalmente a la llave de vaso.

Llave mango articulado

Llave inglesa

El tornillo sinfín permite la abertura y cierre de la boca, adaptándose al tamaño de los diferentes calibres que se tengan que apretar o aflojar. Es muy útil, evitando tener que cargar con amplísimos juegos de llaves calibradas para cada tipo de boca.

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