El bloqueo de tubos y conexiones con enchufe es una técnica alternativa al anclaje de bloques para equilibrar los efectos de los empujes hidráulicos. Se adopta fundamentalmente cuando existen obstrucciones (zona urbana), en terrenos de baja resistencia mecánica, en montajes aéreos o incluso en pipe-rack.
PRINCIPIO
Esta técnica consiste en bloquear las bridas en una longitud suficiente, aguas arriba y aguas abajo de un cambio de dirección, con el fin de utilizar las fuerzas de fricción suelo / tubo para equilibrar la fuerza de empuje hidráulico. El cálculo de la longitud de bloqueo es independiente del sistema de bloqueo utilizado.
CÁLCULO DE LONGITUDES A BLOQUEAR (MÉTODO DE ALABAMA)
Longitud para bloquear:
L: longitud para bloquear (m)
P: presión de prueba en el sitio (Pa)
S: sección transversal (m²)
θ: ángulo de la curva (radianes)
Fn: fuerza de fricción por metro de tubo (N / m)
c: factor de seguridad (1,2 en general)
FN=K.f (2We + Wp + WW)
Wp: peso del tubo vacío (N / m)
Ww: peso del agua (N / m)
W: peso de re-aterro (N / m)
f: coeficiente de fricción suelo / tubo
K: coeficiente de distribución de las presiones de re-aterro alrededor de los tubos (según compactación K = 1,1 a 1,5)
Wy= γ HD .α1
α1 = 2/3 (prueba con juntas descubiertas)
D: diámetro exterior del tubo (m)
H: altura de cobertura (m)
f = αdos tg (0,8 Φ)
α2 = 1; tubo revestido con zinc + pintura bituminosa
α2 = 2/3; tubo con manta de polietileno, eligiendo:
Φ = ángulo de fricción interno del suelo
Φ = ângulo de atrito interno do solo
Φ | |
Brida ciega | 1 |
Codo 90° | 0,7854 |
Codo 45° | 0,4880 |
Codo 22°30’ | 0,2734 |
Codo 11°15’ | 0,1450 |
La longitud a bloquear se puede cambiar en función de la seguridad, que depende de:
• cuidado en el asentamiento;
• la calidad y compacidad del re-aterro;
• la incertidumbre de las características físicas del re-aterro.
Es conveniente, en tales circunstancias, tener en cuenta la presencia parcial o no del nivel freático, corrigiendo el peso del tubo lleno mediante el correspondiente empuje de Arquímedes.
APLICACIÓN PRÁCTICA
Caso de terreno de resistencia mecánica media:
• terreno: grava / arena, arcilla
• ángulo de fricción interno Φ = 30 °
• resistencia σ ≈ 0,6 daN / cm²
• masa específica γ = 2t / m³
• sin capa freática
• tubo revestido con zinc + pintura bituminosa
• factor de seguridad: 1,2
Caso de una presión P distinta de 1,0 MPa
Corrija el valor L de la tabla por el factor multiplicativo P / 1.0 (donde P se expresa en MPa).
Caso de uso de manta de polietileno
Multiplique la longitud de bloqueo de la tabla de la página siguiente por 1,9. No olvide el factor multiplicativo descrito anteriormente, si lo hubiera.
EJEMPLO
Calcule la longitud de bloqueo para:
• un codo 45°
• tubería DN 500, classe k9
• presión de prueba de 2,5MPa
• sin manta de polietileno
• terreno medio
• sin capa freática
• altura de la cubierta 1,5 m
Para las condiciones de liquidación "medias" definidas anteriormente, la tabla muestra:
• L = 9.5 m P = 1.0MPa, sin manta de polietileno
• L = 23,8 m P = 2,5MPa, sin manta de polietileno
TABLA PARA JUNTA DESCOBIERTA
Longitud (en m) a frenar por un lado y por el otro para una presión de prueba de 1.0MPa, cualquiera que sea el sistema de bloqueo utilizado:
DN | Alturas de Recubrimiento | |||||||||||||||
Codo 90° | Codo 45° | Codo 22°33’ | Codo 11°15’ | Brida ciega | ||||||||||||
1m | 1,5m | 2m | 1m | 1,5m | 2m | 1m | 1,5m | 2m | 1m | 1,5m | 2m | 1m | 1,5m | 2m |
| |
80 | 4,5 | 3,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 1,5 | 1,6 | 1,1 | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 5,7 | 3,9 | 3 |
|
100 | 5,4 | 3,7 | 2,8 | 3,4 | 2,3 | 1,8 | 1,9 | 1,3 | 1 | 1 | 0,7 | 0,5 | 6,9 | 4,7 | 3,6 |
|
150 | 7,7 | 5,3 | 4 | 4,8 | 3,3 | 2,5 | 2,7 | 1,8 | 1,4 | 1,4 | 1 | 0,7 | 9,8 | 6,7 | 5,1 |
|
200 | 9,9 | 6,8 | 5,2 | 6,1 | 4,2 | 3,2 | 3,4 | 2,4 | 1,8 | 1,8 | 1,3 | 1 | 12,6 | 8,7 | 6,6 |
|
250 | 12 | 8,3 | 6,4 | 7,5 | 5,2 | 4 | 4,2 | 2,9 | 2,2 | 2,2 | 1,5 | 1,2 | 15,3 | 10,6 | 8,1 |
|
300 | 14,1 | 9,8 | 7,5 | 8,7 | 6,1 | 4,7 | 4,9 | 3,4 | 2,6 | 2,6 | 1,8 | 1,4 | 17,9 | 12,5 | 9,6 |
|
350 | 16 | 11,2 | 8,6 | 9,9 | 7 | 5,4 | 5,6 | 3,9 | 3 | 2,9 | 2,1 | 1,6 | 20,3 | 14,3 | 11 |
|
400 | 17,9 | 12,6 | 9,7 | 11,1 | 7,8 | 6 | 6,2 | 4,4 | 3,4 | 3,3 | 2,3 | 1,8 | 22,8 | 16 | 12,4 |
|
450 | 19,7 | 14 | 10,8 | 12,3 | 8,7 | 6,7 | 6,9 | 4,9 | 3,8 | 3,6 | 2,6 | 2 | 25,1 | 17,8 | 13,8 |
|
500 | 21,5 | 15,3 | 11,9 | 13,4 | 9,5 | 7,4 | 7,5 | 5,3 | 4,1 | 4 | 2,8 | 2,2 | 27,4 | 19,5 | 15,1 |
|
600 | 25 | 17,9 | 14 | 15,5 | 11,1 | 8,7 | 8,7 | 6,2 | 4,9 | 4,6 | 3,3 | 2,6 | 31,8 | 22,8 | 17,8 |
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700 | 28,2 | 20,4 | 16 | 17,5 | 12,7 | 9,9 | 9,8 | 7,1 | 5,6 | 5,2 | 3,8 | 2,9 | 35,8 | 25,9 | 20,3 |
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800 | 31,2 | 22,8 | 17,9 | 19,4 | 14,1 | 11,1 | 10,9 | 7,9 | 6,2 | 5,8 | 4,2 | 3,3 | 39,8 | 29 | 22,8 |
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900 | 34,1 | 25 | 19,8 | 21,2 | 15,6 | 12,3 | 11,9 | 8,7 | 6,9 | 6,3 | 4,6 | 3,7 | 43,4 | 31,9 | 25,2 |
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1000 | 36,9 | 27,2 | 21,6 | 22,9 | 16,9 | 13,4 | 12,8 | 9,5 | 7,5 | 6,8 | 5 | 4 | 46,9 | 34,7 | 27,5 |
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1200 | 41,9 | 31,4 | 25,1 | 26 | 19,5 | 15,6 | 14,6 | 10,9 | 8,7 | 7,7 | 5,8 | 4,6 | 53,4 | 40 | 32 |
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