PROYECTO N C-380

Kvaerner

Metals E & C

KvaernerMetals E & C Minera El Tesoro

Proyecto El Tesoro. C-403

Criterio de Diseo Caeras. GD-06

PROYECTO N C-403

CCM EL TESORO

PROYECTO EL TESORO

75.000 TPA

INGENIERIA DE DETALLES

Especificacin General N GD-06

Criterio de Diseo Caeras

Kvaerner

Metals E & C

Av. Nueva Tajamar 481, Piso 19

REVISIN CLIENTE:

Las Condes, Santiago

FECHA:

REV.FECHAPORCHKAPROB.DESCRIPCIN

A09.JUL.99RRARRA

MODIFICACIONES INDICADAS

B26.AGO.99RBSRRA

EMITIDO PARA INFORMACION

012. ABR.00RRAFRT

EMITIDO PARA CONSTRUCCION

122.AGO.00RBSRRA

MODIFICA LO INDICADO

DISTRIBUCIONABC01234567891011

NDICE

Pgina1.0ALCANCE

3

2.0CDIGOS Y NORMAS

3

3.0DISEO DE CAERAS

4

4.0FITTINGS Y FLANCHES

10

5.0VLVULAS

10

6.0CAERAS PARA BOMBAS Y COMPRESORES

11

7.0CAERAS ENTERRADAS

11

8.0PROTECCIN CONTRA INCENDIO

11

9.0SERVICIOS SANITARIOS

12

10.0LISTADO DE LNEAS

12

11.0ESTANQUES

12

12.0BOMBAS

12

13.0EMPAQUETADURAS

13

14.0AISLACION

14

15.0VENTEOS Y DRENAJES

14

1.0ALCANCEEste documento servir como base para el diseo de los sistemas de caeras, en el desarrollo de planos, esquemas, clculos, cubicaciones, manejo de materiales y ejecucin de las especificaciones tcnicas de materiales y equipos; para las etapas de Ingeniera Bsica y Detalles del Proyecto El Tesoro de Compaa Contractual Minera El Tesoro.

La Especificacin General N GD-07, Materiales y Clases de Caeras, se considera parte complementaria a este Criterio de Diseo.

2.0CDIGOS Y NORMASEl diseo de caeras ser desarrollado de acuerdo con la ltima revisin de las normas, ordenanzas y cdigos aplicables, que a continuacin se sealan:

ANSIAmerican National Standards Institute.

A13.1 Scheme for the Identification of Piping System.

ASMEAmerican Society of Mechanical Engineers, Boiler and Pressure Vessel Code.

ASME

American Society of Mechanical Engineers.

B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping (para caeras en el interior de la planta de proceso).

B31.1 Code for Power Piping.

B31.4 Liquid Petroleum Transportation Piping System (para caeras de agua solamente).

AWWAAmerican Water Works Association Inc.

APIAmerican Petroleum Institute Standards.

ASTMAmerican Society for Testing and Materials.

MSS

Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry.

HI

Hydraulic Institute.

FM

Factory Mutual Engineering Division Recommended Practices.

AWS

American Welding Society.

NFPA

National Fire Protection Association.

CGA

Compressed Gas Association.

NFC

National Fire Codes.

UFC

Uniform Fire Code.

MSHA

Mine Safety and Health Administration.

UL

Underwriters Laboratories, Inc. Standards.

DIN

Deutsche Industrie Normen.

ISA

Instrument Society of America.

PPI

Plastic Pipe Institute.

ISO

International Standards Organization.

NCh 283

Presiones para Diseo y Clculo de Circuitos Destinados a la Conduccin de Fluidos.

NCh 691

Agua Potable - Conduccin, Regulacin y Distribucin.

NCh 1916

Prevencin de Incendios en Edificios - Determinacin de Cargas Combustible.

NCh 2/84, NCh 4/84 & NCh 10/94Normas Elctricas Oficiales,Superintendencia de Electricidad y Combustibles - Chile.

Cdigos equivalentes, no mencionados en la lista anterior, podrn ser aceptados dependiendo de un anlisis previo y la autorizacin de Kvaerner Metals.

De existir contradicciones entre cdigos o estndares aplicables, regir en primer trmino los cdigos antes detallados; a menos que se indique lo contrario en este Criterio, el cdigo ms importante ser el ASME B31.3.

En cuanto a lo referente a caeras de materiales termoplsticos, cuando no quede cubierto en el B31.3, se emplear la ISO para relacionar presin interna con tensiones de trabajo. En general, en los termoplsticos prevalecern las recomendaciones de los fabricantes.

3.0DISEO DE CAERAS3.1GeneralLa clasificacin de las caeras segn su servicio y la definicin de los materiales a emplear en cada una de ellas, se har en base a las condiciones de diseo de proceso y ambientales y teniendo presente los caudales, presiones y temperaturas de operacin, adems de las caractersticas de los fluidos a conducir, vida til y corrosin permitida.

Las caractersticas de capacidad de las caeras, para operacin permanente, sern definidas segn ASME B31.3; sin embargo se aplicarn los prrafos 302 y A302, del mismo cdigo, para definir las condiciones de presin y temperaturas admisibles en transientes, como las que se tendra en los sistemas de caeras durante la puesta en marcha o detenciones debido a cadas de suministro elctrico, para caeras metlicas y no metlicas.

Todos los arranques secundarios provenientes desde caeras principales debern estar provistos con vlvulas de corte.

Cuando la caera principal, que origina una caera secundaria o ramal, tiene una presin de diseo mayor a la de la caera secundaria; en el diseo de la caera secundaria deber considerarse la presin de la caera principal hasta donde exista una vlvula de corte que pueda aislar esta caera secundaria.

Todos los cambios de clases de material debern ser mostrados en los planos P&IDs y en los planos de disposicin de caeras.

No se utilizarn reducciones de caeras aguas abajo de las vlvulas de control.

Las caeras de dimetros mayor o igual de 8, de las reas de SX, EO y Patio de Estanques sern diseadas con flanges cada 24m como mximo, adems para estos mismos dimetros, todas las piezas especiales que se conecten a equipos o que queden en zonas de difcil acceso, llevarn uniones con flanges.

3.2FlexibilidadEl anlisis de flexibilidad de las lneas se realizar para casos donde la temperatura de trabajo exceda los 50 C en las caeras de acero y los 30 C en las caeras termoplsticas. En todo caso en estas ltimas caeras, siempre se estudiar la flexibilidad cuando haya conexiones a equipos rgidos.

3.3Espaciamientos

Para la definicin de la disposicin de los sistemas de caeras, adems de los espacios laterales o de servicio requeridos, como criterio se considerarn los siguientes espacios mnimos:

* Alturas de Caeras.

- Cruce sobre vas de tren.

7050 mm

- Cruce sobre caminos principales (mnimo)

6100 mm

- Cruce sobre caminos secundarios.

4300 mm

- Cruces sobre vas dentro de edificios.

2130 mm

- Cruces sobre reas de bombas y equipos.

2450 mm

- Cruce sobre escaleras

2300 mm

* Espaciamientos entre Caeras y entre Caeras y Estructuras.

- Distancia entre bordes de flanges

25 mm

- Distancia entre borde de flanges y costado de una caera. 75 mm

- Distancia mnima entre borde de flanges y el piso.

75 mm

- Distancia mnima entre el costado de caeras secundarias

y muros o bordes de estructuras.

40 mm

- Distancia mnima entre el costado de caeras principales

y muros o bordes de estructuras.

450 mm

* Seguridad

En general en trincheras se considerarn los espacios suficientes para la circulacin y el desmontaje de elementos en lnea.

3.4Accesos

Deber considerarse el acceso y espacios adecuados para operacin y mantencin a la totalidad de las vlvulas de proceso y servicios de uso frecuente, ya sea manuales o de control. Las vlvulas de servicio de operacin ocasional podrn ser operadas desde escalas porttiles, plataformas o mediante cadenas.

Los espacios requeridos por vlvulas y equipos debern ser definidos con las caractersticas de dichos equipos; en todo caso el mnimo espacio de circulacin que se considerar ser de 450 mm entre caeras principales y estructuras, y de 1.000 mm entre caeras y equipos.

En general, en las disposiciones de caeras deber considerarse los espacios verticales y horizontales que permitan la mantencin y/o extraccin de los equipos.

3.5Soportes

En general el material de los soportes ser acero carbono. En reas con posibilidad de derrames cidos o ambiente corrosivo, se considerarn soportes de acero inoxidable 316 o de FRP. Los soportes en el interior de la Nave de Electroobtencin sern de acero inoxidable 316 o de FRP, o bien acero carbono revestido de FRP.

Para el espaciamiento entre soporte se aplicarn los estndares Kvaerner.

3.6Vlvulas de control, flujmetros y conexiones para instrumentos

La instalacin de cuadros de control, en general, considerar vlvulas manuales para aislacin tanto de la vlvula de control como del flujmetro. El dimetro de estas vlvulas manuales ser mayor o igual al de la vlvula de control o del flujmetro, se exceptuar lo anterior, cuando en estos cuadros de control se tengan velocidades de escurrimiento excesivas.

La instalacin de caeras de by-pass para las vlvulas de control o para los flujmetros, ser definida despus del anlisis particular de cada caso, mostrado en los planos de P&ID.

Las salidas para instrumentos que se conecten a la caera, sern de 3/4" de dimetro mnimo, con vlvula de aislacin.

La geometra de los cuadros de control ser coordinada con la disciplina de instrumentacin; en la seleccin de las caeras y fittings de los cuadros de control, se tendr especial cuidado de conservar el dimetro interior de los instrumentos.

Para la instalacin de flujmetros, se considerarn dos carretes enflanchados, uno aguas arriba y otro aguas abajo, para facilitar el desarme; adems se proveer en bodega de un carrete adicional, para ser instalado en lugar del conjunto flujmetro-carretes cuando este requiera ser retirado.

Por cada conjunto de flujmetro y carretes de dimetro y largos diferentes, se considerar un carrete adicional para desarme.

En los planos se detallar, cuando exista, la proteccin catdica de caeras metlicas enterradas. Similarmente se har con las caeras que contengan solucin que porten corrientes parsitas. Los detalles de conexin a tierra o de polarizacin se mostrarn en los planos elctricos.

3.7Planos de caeras

Para el Sistema de Refino, en el rea de lixiviacin, se considera el desarrollo de planos de planta y perfil longitudinal de la lnea.

3.8Designacin de lneas

En los P&IDs y planos de caeras las lneas sern identificadas de la siguiente forma:

Ej.:4"-PW-400-001-L1-N

4" -Dimetro de la caera en pulgadas (para equivalencia entre pulgadas y milimetros para caeras de HDPE ver GD-07).

PW

-Identificacin del fluido o servicio. (Ver GD-07)

400

-Nmero del rea

001

-Nmero de la lnea

L1, P4PN6-Identificacin de la clase de material (Ver GD-07)

N

-N sin aislacin, H con aislacin

Para el caso del HDPE, la identificacin de la clase de material es complementada, en forma explcita, con la presin nominal de trabajo (PN) de la caera.

3.9Dimensionamiento de las caeras

Con excepcin de las condiciones de diseo definidas por la especialidad de proceso, los siguientes dimetros de caeras de acero no sern empleados: 3/8", 1 1/4", 2 1/2", 3 1/2", 5" y 7", y en HPDE 25mm, 50mm, 75mm, 125mm y 175mm.

El dimetro mnimo de caeras enterradas ser igual a 2" para acero y su equivalente en caera en HDPE, 63 mm.

El dimensionamiento de las lneas en presin se har considerando los siguientes criterios de velocidad y prdidas de carga, segn el servicio de la caera:

Fluido

Rango Diametros

PulgadasVelocidad de

Escurrimiento

m/sPerdida de Carga

(Referencial)

Agua, Refino, PLS, Electrolito2 a 41.230 kPag/100 m

6 a 101.415 kPag/100 m

12 a 201.79 kPag/100 m

22 (1)2.07 kPag/100 m

OrgnicoTodos1.0-

Acido SulfricoTodos0.5 (2)

1.0 (3)-

PetrleoTodos1.8-

Aire ComprimidoTodos35No superior a 10% de la Presin Disponible

Notas:

(1) Para Dimetros mayores a los tabulados evaluar en forma particular.

(2) Para caera de acero carbono.

(3) Para caera de acero inoxidable.

Para casos particulares como; succiones de bombas, traspasos entre decantadores, alimentacin a bombas mezcladoras, sistemas de riego o para lneas de alimentacin a celdas de electroobtencin, se aplicarn criterios de velocidad diferentes a los planteados en el punto anterior; estos criterios son definidos por la disciplina de Procesos en el Documento N GD-01 y en Documento Tcnico Consolidado.

El dimensionamiento de las lneas se har considerando el flujo de diseo mostrado en los diagramas de flujo de proceso, en caso contrario se considerar:

Capacidad de Diseo = Capacidad instantanea x 1,15

La Capacidad Instantanea y de diseo se muestran en los Diagramas de Flujo.

El clculo de prdidas friccionales, en lquidos no viscosos o con viscosidad y peso especifico similar al agua, ser efectuado con la ecuacin de Hazen-Williams, considerando el dimetro interior de las caeras y los siguientes coeficientes

-C acero carbono:100

-C acero inoxidable:120

-C HDPE

:145 a 150

Casos especiales, como revestimientos interiores, se tratarn considerando los coeficientes de Hazen-Williams que recomienden proveedores o que se obtengan de bibliografa.

El clculo de prdidas friccionales en lneas de conduccin de lquidos viscosos y gases, se emplear la ecuacin de Darcy-Weisbach.

El clculo de prdidas singulares se har considerando las alturas de velocidad y los coeficientes K obtenidos de tabla para cada singularidad.

Las caeras con escurrimiento con superficie libre sern calculadas con la ecuacin de Manning, considerando una razn altura de escurrimiento / dametro menor a 0,6 (h/D menor que 0,6), adems se verificar que el nmero de Froude este alejado del escurrimiento crtico.

Los coeficientes de rugosidad tpicos, sern los siguientes:

-n en plstico:

0,010

-n en concreto:

0,013

En general, las canaletas se analizarn como caso partcular.

3.10Espesores de Pared de las Caeras

Los espesores de pared de caeras sern calculados de acuerdo con el cdigo ASME B31.3; considerando la mxima presin de operacin continua y transiente, y agregando la corrosin admisible, la cual ser indicada en la Especificacin de Materiales de Caeras.

Como se mencion en el punto 3.1, se aplicar el prrafo 302.2.4 y A302.2.4 del cdigo ASME B31.3, para definir las presiones extremas en transientes hidrulicas.

En las caeras termoplsticas se emplear ISO/R 161 para determinar los espesores de caeras; adems se emplear las recomendaciones de Fabricantes.

La Especificacin General GD-07, Materiales y Clases de Caeras , refleja los requerimientos anteriores.

3.11Boquillas de Servicio

Se considerarn los siguientes dimetros para las boquillas de servicio:

-Agua de Proceso.

1 1/2

Donde se requiera agua para limpieza, se considerarn boquillas para servicio dispuestas cada 25 m, como mximo.

No se considerarn caeras de alimentacin de aire de planta ni de instrumentacin. Si algn equipo en especial requiere aire de planta o de instrumentacin, ste deber ser suministrado en conjunto con el equipo.

Se contemplan compresores porttiles para aire de servicio.

4.0FITTINGS Y FLANCHES

Los fittings y flanches junto a sus clases y normas que se considerarn son :

-Fittings Roscados Clase 300: segn ANSI B16.3

-Fittings Soldados de tope: segn ANSI B16.9.

-Fittings Roscados y Socket Clase 3000: segn ANSI B16.11.

-Flanches Slip On: hasta Clase 150 inclusive: Para dimetros de hasta 24", se emplear flanches con dimensiones segn ANSI B16.5, y para dimetros mayores se emplear flanches con dimensiones segn AWWA C-207; el espesor, en todos los casos, se definir segn AWWA C-207, Clase D. Clases mayor a 150: Sern similares a los anteriores, pero su espesor se definir segn ANSI o AWWA C-207, Clase E.

-Flanches de Respaldo, sern segn diseo IPP (Improved Piping Products, Inc.) o equivalente, considerando la presin de trabajo de cada lnea, de acero carbono, perforacin a los pernos segn ANSI B16.5 o AWWA C207.

5.0VLVULAS

En general, en fluidos limpios se considera el empleo de vlvulas de corte de bola para dimetros hasta 2 y mariposa para dimetros mayores.

Slo se considera el empleo de vlvulas compuerta en casos de alta presin y servicios especiales. Cuando se requiera regular flujo o maniobras graduales, se emplear vlvulas globo o diafragma.

Las vlvulas de retencin sern, en general, tipo wafer de chapaleta partida y con cierre asistido por resorte. En dimetros menores de 6 se podr emplear vlvulas de retencin tipo lift, oscilante.

Los materiales sern determinados segn las caractersticas del fluido. Se preferir el uso de vlvulas termoplsticas.

6.0CAERAS PARA BOMBAS Y COMPRESORES.Todas las bombas tendrn vlvulas de corte y drenaje, tanto en la succin como en la descarga, y estarn provistas de vlvula de retencin en la descarga.

En bombas de alta presin (presin de descarga mayor de 600 kPag) y en aquellas que lo requieran por condiciones de proceso, se considera la instalacin de recirculaciones desde la descarga hacia el estanque desde donde succiona la bomba.

En la succin de las bombas se instalar reducciones excntricas con sus partes planas hacia arriba. Las vlvulas se instalarn en las zonas de dimetro mayor, tanto en la succin como en la descarga. Se considera tambin el empleo de juntas aisladoras de vibraciones y de expansin donde sea requerido, Ej. en la succin y la descarga de las bombas.

Para los compresores se considerarn en la descarga, vlvulas de corte y de retencin.

En las lneas para aire comprimido se emplearn vlvulas de drenaje en los puntos bajos.

7.0CAERAS ENTERRADASLas caeras de acero carbono, enterradas o en contacto con el suelo tendrn revestimiento anticorrosivo de proteccin.

En las caeras que crucen caminos considerarn camisas de proteccin de acero corrugado galvanizado tneles.

8.0PROTECCIN CONTRA INCENDIOLa totalidad de las instalaciones de la planta sern provistas con una red hmeda para control manual de incendios. Se exceptan las reas de chancado, aglomeracin y pilas de lixiviacin.

El sistema de proteccin contra incendio del rea de SX y de otras reas que manejan combustibles, estar de acuerdo al Criterio de Diseo GD-06-01, Sistema de Proteccin Contra Incendio, basado en los antecedentes contractuales correspondientes.

Todas las vlvulas a emplear en la red contra incendio sern UL y aprobadas por FM.

9.0SERVICIOS SANITARIOSLas caeras para agua potable y alcantarillado se disearn para los caudales mximos probables; con excepcin de las caeras de las instalaciones en que el concepto de simultaneidad probable no sea aplicable, en las cuales se disear con el caudal instalado.

Los colectores de aguas servidas sern diseados en caeras de PVC y para escurrimiento a superficie libre, con una relacin altura de escurrimiento/dimetro menor de 0,7, y considerando un dimetro mnimo de 180 mm., con cmaras de inspeccin cada 100 m, como mximo.

Las cmaras de inspeccin sern diseadas de hormign y escalas fijas, adecuadas para accesos de limpieza y/o inspeccin.

10.0LISTADO DE LNEASSe preparar un listado de lneas de proceso y servicios. En ella se incluir la identificacin de la lnea, el origen, destino y el plano de P&ID asociado.

11.0ESTANQUESLos estanques para almacenamiento a presin atmosfrica sern diseados segn API Standard 650, y los estanques para almacenar fluidos con presin se disearn segn ASME. Los materiales para estanques se definirn segn el fluido a almacenar y, cuando corresponda, se considerar sobreespesor por corrosin segn norma API.

Los estanques sern diseados considerando una ocupacin de un 85% y como mnimo, una revancha de 300 mm, entre el borde superior del estanque y el T.O.P. de la caera de rebose.

En general, los estanques atmosfricos tendrn boquillas de drenaje, rebose y venteo, adems de entrada de hombres para inspeccin.

Los estanques para lquidos combustibles se disearn con supresor de llama en su venteo; en los estanques para cido sulfrico se incluir filtro para humedad en el venteo y caeras de alimentacin y rebose con sello lquido.

12.0BOMBASLos equipos de bombeo que se emplearn, cumplirn con los siguientes requisitos:

-Se seleccionarn equipos cuyo dimetro de rodete, para las condiciones de diseo, no sea mayor del 90% del rodete mximo aceptable por ese equipo.

-Se preferir bombas con eficiencias superiores al 70% y con su punto de operacin ubicado sensiblemente a la izquierda del rea de mxima eficiencia.

-Los motores de las bombas debern tener un 10% como mnimo sobre la potencia al freno, con el rodete de diseo de la bomba.

-Acoplamiento motor-bomba, ser directo, con acoplamiento flexible o magntico.

-Las bombas estarn equipadas con sellos mecnicos simples o dobles, tipo cartucho.

La determinacin de las caractersticas operacionales de los equipos de bombeo ser definida a partir de los flujos de diseo, las elevaciones y el ruteo correspondiente. Se determinar el NPSH disponible a partir de las condiciones geomtricas y atmosfricas en la succin.

El tamao de los equipos de bombeo se determinar con las siguientes consideraciones:

Bombas para Impulsin de Refino:

Caudal de Clculo de la Bomba:1.15 x Caudal Instantneo

Altura de Elevacin de la Bomba:Altura dinmica calculada + 0.15 x Prdidas

de carga calculadas para el Caudal Instantneo

Caudal en el Punto de Mejor

Eficiencia de la Bomba

:Caudal Instantneo

Otras Bombas:

Caudal de Clculo de la Bomba:1.15 x Caudal Instantneo

Altura de Elevacin de la Bomba:1.15 x Altura Dinmica Calculada.

El NPSH requerido por el fabricante deber ser menor al disponible, para evitar cavitaciones.

Aquellas bombas que operen con variadores de velocidad, debern hacerlo en un rango de velocidad entre 0,85 y 1,15 de la nominal.13.0EMPAQUETADURAS

Se deber evitar el uso de empaquetaduras fabricadas con elementos de material de asbestos. Para flanches de cara con resalte se usar un espesor de 1,6 mm (1/16), para temperaturas de hasta 260 C.

Para el rea de extraccin por solventes y nave de electroobtencin se usaran empaquetaduras de material Tefln, Vitn o Nitrilo.

14.0AISLACIN

Para el tipo de aislacin, material y espesor requerido, consultar la especificacin de materiales GC-09.

15.0VENTEOS Y DRENAJES

Los venteos se instalarn en los puntos altos, a lo largo del trazado de la caera, en lo posible en lugares de fcil acceso adyacente a plataformas, etc.

Los drenajes irn en los puntos bajos de la lnea, se instalarn aguas arriba del lado de vlvulas de control para servicios corrosivos y agua caliente.

En general las descargas de venteos y drenajes sern canalizadas hacia sumideros o canaletas, para minimizar el riesgo de daos a personas o equipos.

1

1

1

1

PAGE 2P:\C403\PIP\docs\tespec\GD-06\GD-06-r1.doc