Capítulo 1
Planos de despiece para el montaje de tuberías
Las tuberías constituyen un campo especializado de la ingeniería que se relaciona con el diseño de los sistemas de tubos utilizados para transportar fluidos (líquidos y gases) en estructuras y plantas de procesos, tales como la refinería de petróleo, servicios varios de un buque, etc.
Las tuberías están controladas por diversas normativas como el código ANSI, ISA, ISO, etc.
Los distintos diagramas funcionales, planos de situación de equipos, planos de trazado, planos clave y planos de disposición de tuberías representan el conjunto completo del proyecto que se trate, especificando la manufactura y el montaje de un producto con base a su diseño.
Los planos constructivos se utilizan para fabricación de productos. En el conjunto de dibujos se deben describir las piezas de manera completa, tanto visual como dimensionalmente, mostrar los elementos en un montaje, identificar todos los segmentos y especificar las piezas estándar. La información gráfica y textual requiere ser lo bastante completa y exacta para fabricar y montar el producto sin error.
El presente trabajo está basado en la lectura e interpretación de planos de ingeniería de instalaciones industriales y navales, en la experiencia profesional en el sector de la ingeniería naval, en manuales de tuberías y en la normativa existente que describe como debe representarse para una correcta interpretación, los planos de proyectos de este tipo, incluida simbología de conexiones y accesorios y los dibujos de tuberías, además de los diferentes símbolos convencionales de tuberías.
Por otra parte, se hará referencia a los dibujos de detalle, despiece y montaje. Para ello se mostrarán diversos ejemplos y se explicará brevemente el procedimiento para la elaboración de cada uno.
Un conjunto de tuberías está formado por distintos elementos como tramos de tubos, bombas, válvulas, tanques, etc., que juntos y ordenados debidamente, cumplen la función de transportar agua y otros fluidos. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos, etcétera. Las tuberías se elaboran con materiales muy diversos dependiendo de su uso futuro. Los diferentes dispositivos como válvulas, bombas, codos, etc. caracterizaran el funcionamiento del conjunto.
Cualquier red de tuberías requiere la ejecución de un número importante de planos que pueden agruparse en dos categorías: planos funcionales, también llamados diagramas funcionales, y planos constructivos en los que se expone la totalidad del proyecto en detalle y por partes incluyéndose aquí los planos de despiece, donde se muestra la información para la fabricación y disposición de tramos de tuberías y de montaje lógicos que dictarán el correcto ensamblamiento de tuberías y demás elementos.
La longitud y composición de los tramos de la tubería vendrá definida por multitud de factores entre los que se encuentran principalmente el peso, longitud total, cantidad de accesorios, etc.
Nota
Los diagramas funcionales son los primeros en realizarse. Indican la disposición relativa de los distintos elementos básicos del proyecto y la función de cada uno de estos: equipos, instrumentos, válvulas, etc. y la forma de funcionar en conjunto.
Los planos constructivos sirven para el despiece y proceder al montaje. Estos últimos se dibujan a escala.
Forman un esquema gráfico y simple del funcionamiento y orden de ensambladura de las unidades del conjunto. Sirven para el desarrollo, planificación, montaje y explotación de la instalación.
Tipos de diagramas funcionales
Existen cuatro tipos de diagramas funcionales según su representación y contenido informativo:
Diagramas de proceso
Diagramas de flujo
Recuerde
Los diagramas funcionales sirven para el desarrollo, planificación, montaje y explotación de la instalación.
Son planos para proceder al despiece y al montaje. Se pueden representar de dos formas: diédricas e isométricas, y dibujarse en línea simple o doble.
Estos planos han de ser precisos y contener detalles necesarios para poder comenzar la fabricación de la/s tubería/s.
Diédrico/proyección ortogonal
Se dibuja la planta y el alzado a escala. Estas vistas pueden complementarse con el perfil, las secciones y los detalles que se crean oportunos para la completa definición del conjunto de tuberías. Estos dibujos pueden ser en línea simple o en línea doble.
Sistema diédrico
Para conseguir la proyección ortogonal basta con proyectar rectas perpendiculares al plano de proyección.
Sabía que...
La geometría descriptiva es la ciencia que trata la manera de representar una figura de dos o tres dimensiones en un plano. El sistema básico dentro de esta geometría es el sistema diédrico Gaspard Monge, geómetra francés que codificó su estudio y mecanismo.
Las partes paralelas al plano de proyección mantienen su verdadera magnitud.
Una de las ventajas que tiene la representación ortogonal es la posibilidad de poder tomar medidas exactas.
Para definir un objeto suele ser necesaria más de una proyección.
En el sistema diédrico o sistema ortogonal existen dos formas de representar las distintas vistas de un objeto, esto es, según el sistema europeo y según el sistema americano.
A continuación se analiza la siguiente pieza según los dos sistemas existentes de representación ortogonal:
Sistema europeo
El objeto se encuentra entre el observador y el plano de proyección.
Como se observa en la imagen, la vista D o perfil izquierdo queda situada a la derecha de la vista A o vista principal (alzado), y la vista C o perfil derecho queda situada a la izquierda de la vista A.
La vista superior B se sitúa debajo del alzado y la vista inferior se sitúa encima de este.
La vista F es la vista posterior.
Sistema americano
En este sistema es el plano de proyección el que se encuentra entre el observador y el objeto.
En el sistema americano varía la posición en el plano 2D de las vistas D o perfil izquierdo que queda situada a la izquierda de la vista A o vista principal (alzado) y la vista C o perfil derecho queda situada a la derecha de la vista A.
La vista superior B se sitúa, en este caso, encima del alzado y la vista inferior se sitúa debajo de este.
Finalmente, la vista posterior F no varía su posición en el 2D.
Las diferentes vistas no pueden situarse de forma arbitraria. Aunque aisladamente sean correctas, si no están adecuadamente situadas no podrán definir la pieza.
Para la elección de las vistas de un objeto se seguirá el criterio de que deben ser mínimas, suficientes y adecuadas para que la pieza quede total y correctamente definida. Es importante usar juicios de simplicidad y claridad, eligiendo vistas en las que se eviten la representación de aristas ocultas.
Importante
En la norma UNE 1-032-82 se especifica claramente que “La vista más característica del objeto debe elegirse como vista de frente o vista principal”.
Isométrico
Son planos de montaje y despiece detallados y en ellos se dibuja una línea o parte de ella en perspectiva. Incluye cotas, diámetros accesorios e instrumentos, soportes, listado de materiales, presión de trabajo, temperatura, etc. No exige escala pero si guardar las proporciones en el dibujo.
Sistema isométrico
Para representar fácilmente un objeto sus ejes tridimensionales deberán ser paralelos a los ejes del sistema de coordenadas. A este tipo de representación se le llama perspectiva isométrica.
En la perspectiva isométrica se representan los objetos mediante proyecciones cilíndricas ortogonales sobre un plano en dos dimensiones. Para ello utilizamos un sistema de ejes de coordenadas constituido por tres ejes que forman entre sí ángulos de 120°.
Los ejes de coordenadas X, Y y Z, se cortan en el origen 0 y forman tres planos de coordenadas que se llaman: plano XY (horizontal), plano XZ, (vertical), y el plano YZ (perfil).
Sobre el eje X se mide la longitud, sobre el Y, la anchura, y en el Z se sitúa la altura.
La siguiente figura ilustra de qué manera se puede representar un punto o una recta en el sistema isométrico.
Para representar objetos sólidos sencillos, lo primero que hay que hacer es situarlos de manera que sus ejes fundamentales sean paralelos a los de los ejes de coordenadas. A continuación se traza la planta del cuerpo, y se levantan líneas paralelas por los diferentes vértices al eje OZ, sobre las que se lleva la altura del objeto.
Para realizar los planos constructivos, (planos de despiece/montaje) es necesario crear previamente otra serie de planos: planos de situación de equipos, planos de trazado, planos clave y planos de situación de tuberías.
Aplicación práctica
Necesita realizar un croquis de un tramo de tubería y debe acotarlo correctamente para poder fabricarlo. Si carece de esta información, ¿como podría obtener dichas cotas?
SOLUCIÓN
Solo tendría que localizar entre los planos del proyecto, los planos de trazado y los de disposición de tuberías. Estos planos diédricos le darán cotas básicas y reales (también se puede medir directamente en ellos, teniendo en cuenta la escala en la que están dibujados) y a partir de aquí conseguirá dibujar el croquis.
Recuerde
Los planos isométricos son planos de montaje y despiece detallados y en ellos se dibuja una línea o parte de ella en perspectiva.
En toda tubería se requiere acoplar accesorios en su recorrido y estos han de tener las mismas características que el tubo en cuestión. Las funciones que cumplen estos accesorios son diversas:
Aparte de los mencionados se encuentran otra serie de accesorios más específicos como filtros, vaporizadores, manómetros, termómetros, etc.
Nota
ISA: Fundada en 1945 es una organización educativa sin fines de lucro, su primer nombre fue Instrument Society of America (Sociedad Americana de Instrumentación). Pronto fue vista como un valioso recurso profesional para ingenieros y técnicos que trabajaban primordialmente en procesos industriales.
Ha desarrollado estándares avalados algunos de ellos por ANSI o la IEC, que se aplican alrededor del mundo.
Existe una gran diversidad de símbolos. Aquí incluiremos los más comunes normalizados, mayoritariamente, por la norma ISA/ANSI.
Tanto tuberías como accesorios deben dibujarse a escala. Se indica aquí el sistema de unión de tubos y accesorios.
| Accesorios | Roscado o enchufe y soldadura | Soldado a tope | Embridado | ||
| Codo 90° |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
| Codo 45° |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
| T recta |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
| Roscado o enchufe y soldadura | Soldado a tope | Roscado de enchufe y soldadura | Soldado a tope | ||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| Bridas | Tipos de bridas | Bridas | Tipos de bridas | ||
| De cuello |  |
 |
Deslizante |  |
 |
 |
 |
||||
| De enchufe y de soldadura roscada |  |
Suelta |  |
 |
|
 |
 |
||||
| Ciega acoplada a cuello |  |
 |
De orificio |  |
 |
 |
Brida de gafa, entre bridas deslizantes |  |
|||
| Anillo de drenaje entre bridas deslizantes |  |
 |
|||
 |
|||||
| Disco ciego, entre bridas deslizantes |  |
Espaciador entre bridas deslizantes |  |
||
 |
 |
||||
| Válvulas de compuerta según tipo de unión a tubería | ||
| Con bridas de cuello |  |
 |
| Con bridas deslizantes |  |
 |
| Por rosca o por enchufe y soldadura |  |
|
| Soldadura a tope |  |
 |
| Tipos de válvulas | Embridada | Roscada | Versión simplificada | ||
| De compuerta |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||
| De asiento |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||
| De retención |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||
| De bola |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||
| De macho |  |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||
Son símbolos similares a los diédricos dibujados en perspectiva.
A continuación, se enumeran los tipos de válvulas que se pueden encontrar dentro de los elementos de regulación de tuberías.
En este epígrafe se expone una serie de accesorios y uniones de tubo esenciales en la fabricación y elaboración de tuberías:
Ejemplo
Manguito, tuercas de unión, niples, reductores, etc.
Aplicación práctica
Suponga una línea croquizada del siguiente modo:
Se pide que busque en su almacén los accesorios y elementos necesarios para poder montarla. Como dato sabe que no es tubería curvada y que el fluido que entra por “A” no puede cambiar el sentido. ¿Qué accesorios debe buscar?
SOLUCIÓN
Para empezar debe buscar una válvula antiretorno de diámetro nominal 100,5 codos de diam. 50, ya que la tubería no es curvada debe colocar codos comerciales soldados. Un codo de diam. 20.
Además necesitará una reducción de 100/80 y otra de 80/50 para realizar la transición de un diámetro a otro.
En los ramales de 50 (B y D) debería colocar “tes” reductoras de 100/50 y en el ramal de 20, “tes” reductoras de 80/40 mas reducción 40/20.
Por ultimo tubos de diam. 100, 80, 50, y 20 conexión y la posición del equipo en el plano de disposición general y así podrá deducir la cota que necesita.
Con todo esto podría empezar a fabricar el tramo.
Los planos de despiece se utilizan para la representación de objetos aislados con las anotaciones, cotas, símbolos, etc. necesarias para su perfecta definición.
En el caso de un plano de desipece de un tramo de tubería, este estaría compuesto por la vista isométrica del tramo, perfectamente acotado en sí mismo y en relación a algún equipo o a algún elemento estructural importante. En los extremos se suelen dar las tres coordenadas de dicho elemento o equipo (x, y, z). Además llevará integrado una lista de materiales o componentes.
En la isométrica se puede observar en la esquina superior derecha un listado con las unidades que componen este subconjunto o tramo de tubería: metro de tubo, codos de 90°, el material de ambos y guía y soporte con el plano de referencia donde poder ver los detalles de los mismos.
Cada elemento del despiece se numera de manera que sea fácil su localización en la lista de materiales.
En los extremos tenemos las tres cotas que sitúan cada unidad en el espacio o referenciada a un elemento importante, además de la leyenda continua, seguida de la numeración de la isométrica o elemento donde prosigue.
| Pos | Descripción | ||
| 1 | Tubería 168,3x4,5 | P235GH | 9,4m |
| 2 | Cono reductor 219,1x6,3/168,3x4,5 DIN 2616 | P235GH | 1 |
Para calcular la longitud de los tubos comprendidos entre codos y poder acotarlos en el plano de despiece, se calcula el retranque de los codos que tenga en los extremos. Esto viene normalizado en tablas y depende del material y ángulo de codo y de si es un codo prefabricado o si se trata de tubería curvada, además de las especificaciones del proyecto.
Cuando son extremos bridados los tubos irán soldados a las bridas según sean de cuello, etc. Todas las dimensiones de las bridas están también normalizadas en tablas y también dependen estas dimensiones del material, especificación, diámetro y tipo de brida.
Los accesorios y los tubos se acotan siempre dando distancias entre centros porque las longitudes de los tubos, por lo general, se dejan al instalador de tuberías.
Cuando las uniones son bridadas se acota siempre desde el extremo exterior de la brida, olvidando la junta de unión en caso de que la hubiera. El primer soporte se acota al extremo del tubo y los demás tomando al primero como referencia. En cuanto a los codos se les refiere el ángulo y el ángulo de giro se acota por triangulación.
Se utilizarán etiquetas informativas o notas para especificar la norma del elemento en cuestión, su tamaño, el tipo de cada accesorio y el diámetro nominal del tubo en cada tramo.
Puede ser necesario dar las dimensiones de equipos u otros aparatos si el espacio máximo disponible es importante y escaso.
En el sistema diédrico se encuentra la planta y alzado y se puede añadir, para una mejor comprensión, la vista de perfil, secciones y detalles que se crean necesarios para la completa definición de la tubería o trozo de tubería. Todo esto dependerá de la complejidad del tramo o conjunto a tratar.
En el siguiente plano se observa un equipo y sus interfaces. Se han hecho tres vistas: planta, alzado y perfil, mas una sección para comprender mejor la pieza.
También se puede añadir en el mismo plano de vistas, secciones y detalles, una vista en perspectiva que ayude a entender de manera más clara lo que se quiere representar:
En el sistema isométrico a una vista en perspectiva se pueden añadir otras percibidas desde otro lugar. Por ejemplo, en un buque se podría ver la misma tubería o conjunto de tuberías desde proa, desde popa, desde estribor o desde babor.
Los detalles en isométrico se rodean en el plano de la tubería en cuestión, con una figura geométrica sencilla (círculo, elipse, etc.) nombrándola por medio de una etiqueta o bien con el nombre y una flecha indicativa. Este se incluye en el mismo plano o en una hoja aparte. O bien, si es un detalle general, se sitúa en el mismo plano con notas explicativas. (Por ejemplo en el plano de despiece anterior, fig. 31, se indica el detalle de soldadura general para cuando existen diferentes espesores).
Como se ve en el anterior ejemplo, se incluye en la lista de materiales el nombre del accesorio junto con su número de plano (plano de detalle) donde se observa más definidamente el elemento a montar.
Nota
En un proyecto no debe quedar ningún elemento por definir. Los detalles los podemos dibujar en el propio plano donde aparece el elemento a detallar o en un conjunto de planos que denominaremos planos de detalles. También se realiza combinando ambas soluciones.
Aplicación práctica
Imagine que tiene el plano isométrico de un tramo de tubería. En él está contenida la lista de materiales y está completamente acotada a excepción de uno de los extremos que por indefinición del proyecto ha quedado en “stand by” y la única información que proporciona es el nombre o marca de un equipo. En este plano está identificada la isométrica por su nombre, servicio y zona en la que se encuentra. ¿Podría averiguar esa cota y así poder terminar la fabricación del tramo?
SOLUCIÓN
Para conocer esta cota y así poder fabricar, y posteriormente, montar el tramo, debería buscar información en los planos básicos y principales del proyecto como los planos clave, donde gracias a la información que contiene la isométrica podrá buscar por la zona en concreto el equipo referido. Con esto y su nombre técnico localizará el plano de detalle de este equipo, en el que vendrán diferentes vistas y secciones del mismo y la información de sus interfaces o zonas de conexión de entrada y salida. En cada una de ellas estará identificado el servicio de tubería que entra o sale del equipo.
Localizado esto, solo tendrá que verificar la posición de esa conexión y la posición del equipo en el plano de disposición general y así deducir la cota que necesita.
Son planos que incluyen un conjunto de tuberías del mismo o distinto servicio: contra incendios, agua de refrigeración, drenajes, etc. Pueden representarse en sistema diédrico o isométrico y con tantas vistas y secciones como sean necesarias.
En este plano aparecerán las líneas de tuberías nombradas a través de una etiqueta identificativa donde se incluirán las siglas del servicio seguidas de una numeración. Este plano de conjunto se acompaña de hojas en las que se representa cada tramo de tubería independiente que incluirá, como ya sabe, una lista de materiales o elementos que la integran.
Normalmente, para realizar el trabajo se establecen planos específicos de montaje que indican la mejor secuencia a seguir para la correcta articulación del sistema. Sin embargo, no está de más utilizar la lógica, ya que en ocasiones habrá que decidir en obra. En el dibujo anterior, se observan las etiquetas que indican el orden de montaje de este conjunto de tuberías.
El despiece del mismo quedaría de la siguiente forma:
1ª tubería a montar:
2ª tubería a montar:
3ª tubería a montar:
El orden lógico para realizar el montaje de tuberías es el siguiente, excepto circunstancias especiales:
En el siguiente ejemplo se observa el despiece de este conjunto de tuberías:
Las líneas que componen el siguiente sistema están ordenadas en su secuencia de montaje según diámetro, de mayor a menor, es decir, desde la M001 diam.= 168,3 X 4,5 hasta la M007 diam. = 60,3 x 2,9.
Aplicación práctica
Desde fábrica llegan a su taller 365 elementos, entre ellos:
| Diámetro | Tubería | Codo | Reducción | Te | Válvulas |
| 150 | 100 | 34 | 11 | 3 | |
| 150/100 | 5 | ||||
| 100 | 32 | 21 | 6 | 5 | |
| 100/65 | 12 | ||||
| 65 | 30 | 18 | 8 | 4 | |
| 65/20 | 10 | ||||
| 20 | 60 | 34 | 19 | 10 |
Mientras espera que llegue el plano de montaje de esa tubería, ¿qué trabajo puede ir adelantando? Junto a su banco de trabajo, ¿qué material colocará primero?
SOLUCIÓN
En primer lugar, agrupará los elementos por diámetro y tipo. En segundo lugar, arrimará a los bancos los elementos y accesorios de mayor diámetro, ya que además de ser los tramos más importantes, son los primeros en montarse. Estos serán los tubos y accesorios con diámetros 150 y las reducciones de 150 a 100.
Aplicación práctica
Por fin le llegan los planos que esperaba y puede comenzar la fabricación de las tuberías. Observando dichos planos ve símbolos del tipo:
¿Que debe interpretar?
SOLUCIÓN
Debe fabricar los tubos pero no soldar las uniones que contengan en el plano dicho símbolo porque este indica que se terminará de soldar en el montaje de la tubería en obra.
Una tubería o sistema de tuberías se subdivide en tramos de tubo como los etiquetados anteriormente. Se realiza así para facilitar su elaboración y montaje, además de otros motivos como longitud máxima de fabricación, dificultad de montaje, etc.
En muchos casos se prepara un croquis isométrico a mano alzada, aunque también se puede elaborar un plano en diédrico con las diferentes vistas necesarias para su mejor comprensión.
Se tomará como ejemplo de realización de croquis el tramo MAM10BR040 de dimensiones 168,3 x 4,5 (la primera cifra es el diámetro exterior y la segunda el espesor del tubo. Todo esto normalizado según el material de que se trate).
Para realizar el croquis isométrico a mano alzada existe papel pautado con la dirección de los ejes isométricos que facilita su realización.
No se debe olvidar la dirección de los ejes estudiada en el sistema isométrico.
Se observa que el diámetro se mantiene desde la salida del tanque de expansión hasta las dos reducciones siguientes a la Te. A partir de esas dos reducciones y aprovechando esos puntos de soldadura será el primer tramo de tubería a montar de ese conjunto.
Los datos como pendiente, continuaciones en equipos, cotas, coordenadas, instrumentación, etc. los aportan los diagramas funcionales y los planos de disposición de equipos general del proyecto. Las cotas reales, aunque en isométrico solo sea necesario dibujar en proporción, se obtienen de los diédricos y los planos de disposición.
Recuerde
Para calcular la longitud de los tubos comprendidos entre codos y poder acotarlos en el croquis para su fácil fabricación (corte), se calcula el retranque de los codos que tenga en los extremos. Esto viene normalizado en tablas y depende del material y ángulo de codo y de si es un codo prefabricado o si se trata de tubería curvada. Cuando son extremos bridados, los tubos irán soldados a las bridas según sean de cuello, etc. Todas las dimensiones de las bridas están también normalizadas en tablas y también dependen estas dimensiones del material, especificación, diámetro y tipo de brida.
Cualquier red de tuberías requiere ejecutar gran número de planos que se agrupan en dos categorías: diagramas funcionales y planos constructivos que exponen la totalidad del proyecto.
Los planos constructivos son planos para proceder al despiece y al montaje. Estos pueden dibujarse en diédrico o en isométrico pero deben ser claros y concretos además de ofrecer toda la información disponible para la ejecución de la red.
La simbología utilizada en estos planos está normalizada y ayuda a entender el sistema.
Un plano de despiece de tubería debe ofrecer toda la información necesaria para construir ese tramo. (Lista de materiales, cotas, continuidades, características del fluido, etc.)
Un dibujo de detalle debe dar información completa para la fabricación de una parte con una descripción adecuada de su tamaño. También se debe indicar las superficies acabadas, así como todas las operaciones de taller necesarias.
En un proyecto no debe quedar ningún elemento por definir.
La secuencia más idónea de montaje de tuberías, excepto circunstancias especiales es:
La elaboración de un croquis ayudará a la comprensión de la pieza o tubo y en consecuencia a su efectiva y rápida ejecución.
Ejercicios de repaso y autoevaluación
1. Señale si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
2. ¿Qué dos tipos de representación ortogonal existen? ¿En qué se diferencian?
3. Dibuje la vista que falta.
4. Identifique en el siguiente isométrico los elementos señalados con los números del 1 al 8.
5. Usando papel pautado, represente a mano alzada la figura correspondiente en isométrico a las siguientes piezas:
6. Señale si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas
7. Defina los siguientes conceptos.
8. Describa los tres tipos de uniones de tubos y accesorios.
9. Indique las tres vistas principales de la pieza representada.
10. Si se quiere acotar en la pieza anterior sus orificios, indique las secciones que debe realizar.