Bases de cálculo de las calculadoras en línea

Principios para todas las calculadoras

Predimensionamiento

Las calculadoras ofrecen valores orientativos para comparar variantes, cantidades y estimaciones. No realizan verificaciones conforme a DIN EN 13480, AD 2000 o ASME B31.3 ni sustituyen el análisis estático de tuberías ni la planificación de soportes. Cada resultado debe verificarse y aprobarse antes de su uso vinculante.

Origen de los valores

Cada parámetro tiene uno de tres orígenes: norma (procedimiento y fórmula, nunca tablas de normas), hoja de datos (datos de fabricantes de acceso público, generalizados) o valor orientativo (orden de magnitud habitual o valor de experiencia de ASEING). Las calculadoras identifican los valores orientativos. Casi todos los parámetros pueden modificarse en la calculadora; en la Calculadora de vanos entre soportes se pueden registrar valores propios de tensión, módulo de elasticidad y diámetro exterior.

Cálculo en el navegador

El cálculo se repite con cada entrada, íntegramente en el navegador. Los archivos cargados (PCF, PDF, fotos) solo se evalúan en el navegador y no se suben. El navegador recuerda en este dispositivo los valores propios y las adiciones.

Mismos datos maestros

Las dimensiones de tubos, series de espesores de pared, tamaños y schedules ASME, materiales y Class-Ratings provienen en todas las calculadoras de la Calculadora de especificaciones de tubería. Las densidades del material, del fluido, del aislamiento y del revestimiento, así como el módulo de elasticidad en función de la temperatura, provienen de la Calculadora de vanos entre soportes. Así, cada valor tiene exactamente una fuente.

Transferencia de datos

Una especificación de tubería creada en la Calculadora de especificaciones de tubería está disponible en las calculadoras de pérdida de carga y de peso de la tubería como serie de tubos propia «Especificación de tubería actual» (diámetro exterior y espesores de pared por DN). A la Calculadora de vanos entre soportes se transfieren material, temperatura, presión, sobreespesor de corrosión, rango de DN y espesores de pared. Con una cuenta de cliente se pueden cargar archivos PCF (p. ej., exportación de isométricos de AutoCAD Plant 3D); se adoptan especificación de tubería, material, servicio, espesor de aislamiento, longitudes de tubo por DN, accesorios, válvulas, pesos y cota. Lo que utiliza cada calculadora se indica en la calculadora correspondiente.

Números y tablas

Se aceptan coma o punto decimal. Entre valores de tabla se interpola linealmente; fuera de una tabla rige el valor límite, no se extrapola. Cuando una calculadora calcula más allá del rango de la tabla, lo indica.

Verificable

Debajo de cada resultado de pérdida de carga, dilatación térmica, peso de la tubería, PN ↔ Class y rack de tuberías aparece, desplegable, «Verificar procedimiento de cálculo»: cada fórmula con los valores introducidos, el resultado y la fuente de cada parámetro, también en PDF. En cada compilación del sitio web, casos de prueba fijos recalculan todas las calculadoras frente a un cálculo de referencia independiente (tolerancia 0,1 %); un error detiene la publicación. El resultado figura en el informe de verificación de las calculadoras en línea.

Determinante

Para la planificación y el pedido rigen los datos de los fabricantes y la norma vigente en cada caso (véanse las Condiciones generales, punto 6.7). El estado normativo actual se muestra en el capítulo 14.

Diámetro nominal y pérdida de carga

La calculadora determina, a partir del caudal y la velocidad admisible, el diámetro nominal adecuado de una serie de tubos. Después estima la pérdida de carga de una línea con accesorios, válvulas y diferencia de altura.

Así se calcula

1. Propiedades del fluido: agua – densidad ρ y viscosidad cinemática ν a partir de una tabla, interpoladas linealmente en función de la temperatura. Gases – gas ideal con viscosidad dinámica μ fija. Otros fluidos – valores fijos.
2. Caudal volumétrico de operación Q en m³/s a partir de la unidad elegida (m³/h, l/s, kg/h o Nm³/h).
3. Para cada diámetro nominal de la serie: diámetro interior, velocidad, número de Reynolds, coeficiente de fricción λ y gradiente de presión.
4. Selección: se recomienda el DN más pequeño con v ≤ v_zul.
5. Línea: se suman la fricción en el tubo, las resistencias singulares y la componente de altura.

d_i = d − 2·s [mm]
A = π/4 · d_i² [m²]
v = Q / A [m/s]
Re = v · d_i / ν

laminar (Re < 2320): λ = 64 / Re
turbulento (Colebrook-White): 1/√λ = −2 · log₁₀( k/(3,71·d_i) + 2,51/(Re·√λ) )

Colebrook-White se resuelve de forma iterativa: valor inicial λ = 0,02, finalización con una variación inferior a 10⁻⁹ o tras 40 pasos. No existe una zona de transición propia; a partir de Re = 2320 rige Colebrook-White.

Gradiente de presión R = λ/d_i · ρ·v²/2 [Pa/m] (indicación en bar/100 m y mbar/m)
Δp_R = R · L
Δp_E = Σζ · ρ·v²/2
Δp_G = ρ · g · Δh (Δh positivo hacia arriba; g = 9,81 m/s²)
Δp = Δp_R + Δp_E + Δp_G Altura de elevación H = Δp / (ρ·g)

Gas: p_abs = (p_ü + 1,01325) · 10⁵ Pa, T = t + 273,15 K, ρ = p_abs / (R_s·T), ν = μ/ρ
Nm³/h: Q = q · ρ_N / (3600 · ρ) con ρ_N a 0 °C y 1,01325 bar

En el caso de gas, se omite la componente de altura y no se indica altura de elevación. La tabla muestra diámetros nominales con 0,05 m/s ≤ v ≤ 3·v_zul; las filas por encima de v_zul aparecen en gris.

Ejemplo para recalcular

Parámetros y valores orientativos

Series de tubos: tubo de acero EN 10220 con espesor de pared mínimo constructivo ferrítico, tubo de acero inoxidable EN ISO 1127 con espesor de pared mínimo austenítico, ASME B36.10 Schedule STD, ASME B36.19 Schedule 10S, PE 100 SDR 11, tubo higiénico DIN 11850 serie 2, además de la especificación de tubería actual y la especificación de tubería de un PCF. Las series de acero y acero inoxidable incluyen también los diámetros nominales que, según DIN EN 10220, deben evitarse en lo posible (p. ej., DN 65, DN 125); están marcados y no se recomiendan: se recomienda el siguiente diámetro nominal preferente.

Transferencia desde el PCF

• Especificación de tubería a partir de las descripciones de tubos (diámetro exterior × espesor de pared por DN), rugosidad según la familia de material.
• Fluido mediante palabras clave en el servicio y el nombre de línea (p. ej., heiz, kw, wasser → agua; druckluft → aire comprimido; n2 → nitrógeno; glykol, sole → glicol; öl → aceite hidráulico).
• Longitud del diámetro nominal principal (mayor longitud de tubo); los demás diámetros nominales se indican para calcularlos por separado.
• Codos de 90° y 45°, tes (como paso directo) y reducciones de todos los diámetros nominales; válvulas según SKEY o descripción (clapeta, válvula de bola, válvula de compuerta, retención, filtro de suciedad, válvula). Los codos con otro ángulo, las bridas y las válvulas de 3 vías no se adoptan: complete los valores según los datos del fabricante.
• Se muestra la cota; la diferencia de altura en el sentido del flujo la introduce el propio proyectista.

Límites

• Válido para flujo incompresible con un diámetro nominal por cálculo. Gases solo con pérdida de carga pequeña: a partir de Δp > 10 % de la presión absoluta de operación, la calculadora advierte; en ese caso, calcule por tramos.
• Temperatura del agua 0–200 °C; fuera de este rango rige el valor límite con advertencia. Dependen de la temperatura los valores del agua y la viscosidad del gas; el glicol y el aceite hidráulico son válidos para la temperatura indicada.
• Series de plástico con agua o gas: advertencia «No utilizable así» por debajo de −20 °C o por encima de 60 °C (PE 100 como tubo a presión hasta aprox. 40 °C; son determinantes los datos del fabricante).
• No se calcula: vapor, flujo bifásico, materiales a granel, curva característica de la bomba y NPSH, enfoque K_v para válvulas de control.

Fundamento

La pérdida de carga en tubos rectos sigue el planteamiento de Darcy-Weisbach: aumenta con la longitud y la presión dinámica y disminuye con el diámetro interior. El coeficiente de fricción λ depende del número de Reynolds y de la rugosidad relativa k/d_i; la ecuación de Colebrook-White combina el comportamiento liso y rugoso y es la base del diagrama de Moody. El número de Reynolds crítico se indica en la literatura como 2300 o 2320. Las resistencias singulares se registran como múltiplo de la presión dinámica; sus coeficientes dependen en gran medida del diseño y del diámetro nominal.

Diámetro nominal & pérdida de carga ›

Fundamento según KSB: manual de bombas centrífugas (fricción en tubos, valores ζ, velocidades), Wikipedia: coeficiente de fricción en tubos, Wikipedia: Darcy friction factor formulae, TU Graz: propiedades del agua y del aire

Dilatación térmica, compensador y brazo de flexión

La calculadora determina la variación de longitud entre dos puntos fijos a partir de la temperatura de montaje, la mínima y la máxima. De ello se derivan la absorción de movimiento de un compensador con pretensado y una primera estimación para liras en L, Z y U.

Así se calcula

El coeficiente de dilatación térmica ᾱ es el valor medio de 20 °C hasta la temperatura t. Por eso, cada dilatación se refiere a 20 °C y luego se calcula la diferencia.

ΔL(t) = L · ᾱ(t) · (t − 20 °C) [L en mm, ᾱ en 10⁻⁶/K]
Dilatación montaje → T_max: Δ_aus = ΔL(T_max) − ΔL(T_M)
Contracción montaje → T_min: Δ_ein = ΔL(T_M) − ΔL(T_min)
Movimiento total Δ_ges = Δ_aus + Δ_ein

Compensador: absorción de movimiento ≥ 1,1 · Δ_ges (10 % de reserva)
Pretensado: v = Δ_aus − Δ_ges/2 (v ≥ 0: estirar en el montaje, v < 0: comprimir)

Brazo de flexión metálico (voladizo guiado): σ = 3·E·D·δ / L² ⇒ L = √(3·E·D·δ / σ_zul)
Brazo de flexión de plástico: L = C · √(D·δ) (C según documentación del fabricante, DVS 2210-1)
δ = Δ_ges en lira en L y Z, δ = Δ_ges/2 por brazo en lira en U
E y σ en N/mm², L, D y δ en mm

Un α introducido sustituye el valor de tabla para T_max; para la temperatura de montaje y la mínima se mantiene el valor de tabla. El módulo de elasticidad es el de 20 °C: así se calcula también la tensión por desplazamiento en el análisis estático de tuberías (ASME B31.3: E a temperatura de instalación); un valor propio tiene prioridad. Las constantes para plástico: PE 26, PP 30, PVC-U 33,5, PVDF 21,6 (Sikla, capítulo 18 Técnica de tuberías); si se introducen E y σ, la calculadora calcula también el plástico como voladizo guiado.

Ejemplo para recalcular

Parámetros y valores orientativos

Transferencia desde el PCF

Familia de material a partir del material de la línea (1.4571, resto de acero inoxidable, cobre, plástico como PE 100, en otro caso acero), longitud del brazo recto más largo y diámetro exterior del diámetro nominal principal. Un brazo recto comprende tubos paralelos contiguos, bridas, válvulas y reducciones. Los puntos fijos los define la planificación de soportes; por ello, la longitud debe ajustarse si es necesario.

Límites

• Si una temperatura queda fuera del rango de uso, la calculadora marca el resultado con «No utilizable así»: en ese caso solo muestra lo que resultaría numéricamente.
• Por encima del valor de tabla más alto, la calculadora utiliza el valor del último punto de apoyo y lo indica.
• Brazo de flexión como estimación sin flexibilidad de codos, fricción ni fuerzas en apoyos; las liras en L y Z se calculan igual. Para la verificación según DIN EN 13480-3 o ASME B31.3, utilice el rango de tensiones admisible; para plástico, los datos del fabricante o la directriz DVS.
• No se calcula: fuerzas de reacción en puntos fijos y compensadores, empuje por presión interna, fricción en apoyos, verificación de tensiones.

Fundamento

Las hojas de datos de materiales indican el coeficiente de dilatación térmica como valor medio entre 20 °C y la temperatura correspondiente. Por ello, la variación de longitud entre dos temperaturas cualesquiera resulta de la diferencia de dos dilataciones referidas a 20 °C. Un compensador trabaja de forma más favorable simétricamente en torno a su posición media; el pretensado en el montaje lo garantiza. En el brazo de flexión, un brazo de tubo desplazado transversalmente absorbe la dilatación. El modelo «voladizo guiado» (ambos extremos impedidos de girar) da la constante 3; los planteamientos con voladizo libre dan brazos más cortos, por lo que la calculadora queda del lado de la seguridad.

Dilatación térmica ›Calculadora de vanos entre soportes ›

Fundamento según Swiss Steel: hoja de datos 1.4404, Sikla: técnica de tuberías, Engineers Edge: lira en L como voladizo guiado, whatispiping: Guided Cantilever Method, Witzenmann: instrucciones de operación y montaje de compensadores

Peso de la tubería y carga en soportes

La calculadora determina el peso por metro a partir del tubo, el contenido, el aislamiento y el revestimiento. De ello resulta la carga por soporte para operación y prueba hidrostática.

Así se calcula

Tubo: m_R = ρ_R · π/4 · (d² − d_i²) · 10⁻⁶ [kg/m; dimensiones en mm, ρ en kg/m³]
Contenido: m_F = ρ_F · π/4 · d_i² · 10⁻⁶ Agua prueba de presión: m_W con 1000 kg/m³
Aislamiento: D_i = d + 2·s_i, m_I = ρ_I · π/4 · (D_i² − d²) · 10⁻⁶
Revestimiento: m_J = ρ_J · π · (D_i + t_J) · t_J · 10⁻⁶ (solo con aislamiento)

Operación: q_B = m_R·(1 + Z/100) + m_F + m_I + m_J
Prueba de presión: q_P = m_R·(1 + Z/100) + max(m_F; m_W) + m_I + m_J
Carga por soporte: F = (q · L_s + m_Einzel) · g / 1000 [kN]

Z es el suplemento por bridas y accesorios sobre el peso del tubo, L_s el vano entre soportes (longitud de influencia = vano entre soportes), m_Einzel una carga puntual por tramo, p. ej., una válvula. Todos los valores se muestran con dos decimales.

Línea completa desde el PCF: tubos con longitud por DN × peso por metro de la especificación de tubería elegida, sin suplemento; accesorios, bridas y válvulas con los pesos del PCF. Los pesos de válvulas que falten pueden añadirse por válvula. Juntas y tornillos no se cuentan. Vacío = Σ tubo + piezas, operación = vacío + contenido + aislamiento, prueba de presión = vacío + max(contenido; agua) + aislamiento.

Ejemplo para recalcular

Parámetros y valores orientativos

Revestimiento (espesor / densidad): aluminio 0,8 mm / 2700 kg/m³ (por defecto) · acero galvanizado 0,75 mm / 7850 kg/m³ · acero inoxidable 0,5 mm / 7900 kg/m³ · lámina de PVC 0,35 mm / 1400 kg/m³. Otros valores por defecto: espesor de aislamiento 50 mm, suplemento 10 %, vano entre soportes 5 m, prueba de presión con agua 1000 kg/m³. El valor del glicol queda del lado de la seguridad para los pesos. Todas las densidades son valores orientativos y modificables en la calculadora.

Límites

• Carga por soporte como carga lineal × vano entre soportes: no se distingue entre vanos extremos e interiores ni el efecto de viga continua. Los soportes extremos y los apoyos junto a válvulas soportan más.
• En los puntos fijos se añaden fuerzas de fricción, de dilatación y de presión interna; no se incluyen viento, nieve, hielo ni cargas dinámicas.
• La prueba de presión con agua suele ser determinante en líneas de gas y vapor: ambos casos de carga se muestran uno al lado del otro.

Peso de la tubería ›Calculadora de vanos entre soportes ›

Fundamento según TRR 100, explicaciones sobre 6.22 (vanos entre soportes), Rockwool: declaración ambiental de producto lana mineral de densidad media, Swiss Steel: hoja de datos 1.4301

Vanos entre soportes

La Calculadora de vanos entre soportes determina el vano admisible entre soportes de tuberías rectas de acero a partir del peso propio, el contenido, el aislamiento, la carga adicional y la carga puntual. Genera una hoja de vanos entre soportes con tabla, diagrama y anexo de cálculo. Los criterios se explican en el capítulo 07, Vanos entre soportes.

Así se calcula

1. Espesor de pared: tomado de la Calculadora de especificaciones de tubería o introducido por fila; en otro caso, el espesor de pared mínimo constructivo.
2. Carga lineal q = (m_R + m_F + m_I + m_J + m_Zusatz) · g / 1000 en N/mm, masas como en el peso de la tubería.
3. Sección: momento de inercia a partir del espesor de pared nominal, módulo resistente a partir del espesor de pared reducido en la tolerancia negativa y el sobreespesor de corrosión.
4. Criterios como función de L, para cada criterio la mayor longitud admisible hasta 40 m (bisección).
5. Determinante es el valor más pequeño; el vano entre soportes se redondea hacia abajo al escalón elegido (0,1 / 0,25 / 0,5 m).

I = π/64 · (D⁴ − d_i⁴)
e = T − c₁ − c₂, Z = π/(32·D) · (D⁴ − (D − 2e)⁴)
c₁ ferrítico = max(0,4 mm; 12,5 % · T), en otro caso 10 % · T

Flecha: f = k_f·q·L⁴/(E·I) + k_fF·F·L³/(E·I) ≤ min(f_abs; L/n)
Tensión: p·D/(4·e) + M/Z ≤ f_h, M = k_M·q·L² + k_MF·F·L (tubo recto 0,75·i = 1,0)
Pendiente: θ = k_T·q·L³/(E·I) + k_TF·F·L²/(E·I) ≤ pendiente
Límite superior: L ≤ L_max

La tensión admisible se obtiene como en la Calculadora de especificaciones de tubería: ferrítico y níquel f₂₀ = min(R_p/1,5; R_m/2,4), austenítico R_p1,0/1,5, cobre R_m/3,5; f(t) = f₂₀ · k(t), multiplicado por el grado de aprovechamiento elegido. La carga puntual F actúa en el centro del vano; los máximos de la carga lineal y la carga puntual se superponen.

Valores por defecto y ejemplo

Valores por defecto: material 1.4541, 100 °C, 10 bar, c₂ = 0, DN 15–600, agua, coquilla de lana mineral de 50 mm con revestimiento de aluminio de 0,8 mm, viga simplemente apoyada, flecha admisible 5 mm, aprovechamiento 100 %, límite superior constructivo 12 m, redondeo 0,1 m. El módulo de elasticidad sigue la tabla de dilatación térmica.

Límites

• Válido para tramos rectos sin accesorios. Los cambios de dirección, derivaciones, bridas y válvulas reducen el vano entre soportes.
• La dilatación térmica, la fricción, el viento, la nieve, los sismos, los golpes de ariete, las cargas en apoyos y la estabilidad deben verificarse por separado. Los factores de intensificación de tensiones se consideran con i = 1.
• Materiales ferríticos a partir de 380 °C: indicación sobre efectos de fluencia, que no forman parte del predimensionamiento.
• Para diámetros nominales pequeños, algunas normativas indican límites de flecha más estrictos que 5 mm: el valor es ajustable.
• No hay un caso de carga propio de prueba de presión; para ello, elija el fluido agua. La Calculadora de vanos entre soportes no calcula plástico, PRFV ni series ASME.

Pestaña de soportes en la Calculadora de especificaciones de tubería: indica para cada diámetro nominal un vano entre soportes simplificado: viga simplemente apoyada con f = 5 mm, E a 20 °C, aislamiento de 100 kg/m³ sin revestimiento, máximo 12 m, sin verificación de tensiones: L_s = (384·E·I·f / (5·q))^¼, redondeado hacia abajo a 0,1 m. Para la hoja de vanos entre soportes rige la Calculadora de vanos entre soportes.

Fundamento

El vano entre soportes resulta de la flecha, la tensión y la pendiente. La flecha limita las bolsas de agua y asegura el drenaje. Para la tensión por cargas permanentes, DIN EN 13480-3 suma la tensión longitudinal por presión interna y la tensión de flexión por peso; para tubos rectos, el factor 0,75·i debe tomarse como 1,0. La calculadora utiliza para ello el espesor de pared reducido y queda así del lado de la seguridad.

Calculadora de vanos entre soportes ›Calculadora de especificaciones de tubería ›

Fundamento según TRR 100, explicaciones sobre 6.22, SST Systems: Readme Supplement (EN 13480-3, ec. 12.3.2-1), CodeCogs: fórmulas de vigas, structuralbasics: flecha

Espesor de pared según normativa (Calculadora de especificaciones de tubería)

La Calculadora de especificaciones de tubería dimensiona para cada diámetro nominal el espesor de pared requerido, elige un espesor de pared de pedido de una serie de dimensiones e indica la presión admisible, el aprovechamiento, los accesorios, la tabla de derivaciones, la resistencia al vacío y el estado de suministro. La estructura y el contenido de una especificación de tubería se explican en el capítulo 08.

Así se calcula (métrico)

1. Temperatura: temperatura de cálculo, limitada al límite de uso del material (con indicación). A partir del límite de fluencia del material aparece una indicación.
2. Tabla presión-temperatura: para cada punto de apoyo, PN constante o reducido con f(t)/f(20 °C), redondeado a 0,1 bar. Alternativamente rige un punto de cálculo fijo (presión, temperatura).
3. Punto determinante: se parte del punto más cercano a 20 °C; otro punto solo pasa a ser determinante si su relación p/f es más de un 0,5 % mayor.
4. Espesor de pared requerido e según la fórmula de la normativa.
5. Espesor de pared de pedido T: primer espesor de pared de la serie dentro del rango suministrable del DN con T ≥ T_min y e_a ≥ e. Sin coincidencia en el rango suministrable: «fabricación especial»; si ningún espesor de pared es suficiente: «no suficiente».
6. Presión admisible con e_a del espesor de pared de pedido; aprovechamiento = p / p_zul.
7. Accesorios (codo, reducción, casquete) según fórmulas propias, elegidos de la lista de accesorios, como mínimo con el espesor de pared del tubo.

Tolerancia negativa c₁: ferrítico max(0,4 mm; 12,5 % · T), resto 10 % · T
e_a = T − c₁ − c₂

c₂ es el sobreespesor de corrosión o desgaste (denominación como en AD 2000; en DIN EN 13480-3 este sobreespesor se denomina c₀). Los factores de soldadura z (EN) o v (AD, DIN) se introducen como dato, por defecto 1,0, en el tubo higiénico 0,85 para la soldadura longitudinal. Límites de validez de la fórmula para tubos de pared delgada: EN 13480 D_a/D_i ≤ 1,7, AD 2000 ≤ 1,2; por encima aparece una indicación.

Ejemplo para recalcular

Parámetros y valores orientativos

• Propiedades del material (R_eH o R_p1,0, R_m a 20 °C, factores de temperatura, límites de uso): valores estimados a partir de catálogos de fabricantes de acceso público o valores orientativos de las normas de materiales para espesores de pared de hasta 16 mm; aleaciones de níquel según hojas de materiales VdTÜV (valores mínimos).
• Estado de suministro (valores de experiencia de ASEING): en el programa de almacén hasta DN 200 «en stock», hasta DN 600 «disponible en el mercado», por encima «bajo consulta»; fuera del rango de espesores de pared suministrable «fabricación especial». Níquel y cobre siempre «bajo consulta».
• Coeficiente de seguridad de la clase (solo AD 2000 y DIN 2413): f = f(t) · 1,5 / S_Klasse, coeficiente propio para derivaciones y casquetes.

ASME B31.3

t = P·D / (2·(S·E·W + P·Y)), W = 1, Y = 0,4, E = factor de soldadura
e_a = T·(1 − 12,5 %) − c, P_zul = 2·S·E·e_a / (D − 2·Y·e_a)
Codo (304.2.1): I = (4·R/D − 1)/(4·R/D − 2), t_B = P·D / (2·(S·E·W/I + P·Y))

La tensión admisible S se interpola entre puntos de apoyo de 38 a 427 °C (valores orientativos según la tabla A-1, p. ej., A106 B a 38 °C 137,9 N/mm²); por debajo de 38 °C rige el valor de 38 °C. Se elige el primer schedule con espesor de pared suficiente; en ferríticos, solo schedules de acero al carbono. Schedule mínimo (práctica habitual de normas de empresa): ferrítico hasta NPS 1½ Sch 80, hasta NPS 12 STD, por encima Sch 10; austenítico hasta NPS 1½ 40S, por encima 10S. Los accesorios reciben el schedule del tubo; el espesor de pared del codo solo se indica.

Plástico

σ(t) = σ₂₀ · k(t) · f_Medium, σ₂₀ = MRS / C
e = p·d / (2·σ + p)
Espesor de pared de la serie: w = max(e_min; ⌈d/SDR · 10⌉/10)
elegido: mayor SDR con w ≥ e / 1,025

El 2,5 % compensa el redondeo de la asignación normalizada PN/SDR. En diámetros pequeños hasta d 40, la serie estándar más gruesa rige como serie mínima. El factor de reducción para el fluido (f_CR ≤ 1) es ajustable.

Higiene, cobre, PRFV

• Higiene: espesores de pared fijos según DIN 11850 serie 2 (p. ej., DN 50 53 × 1,5, DN 100 104 × 2,0), cálculo como EN 13480 con z = 0,85. Indicaciones: rugosidad interior R_a ≤ 0,8 µm, accesorios DIN 11852, unión roscada DIN 11851 y clamp DIN 32676 no asépticos (para ello DIN 11864). Junta tórica de EPDM hasta 140 °C; por encima o con fluidos agresivos, FKM.
• Cobre: espesores de pared según DIN EN 1057, f = R_m(t)/3,5; se verifican los límites de la unión (accesorio a presión, soldadura blanda o fuerte).
• PRFV: sin cálculo de resistencia; rigen el espesor de pared de catálogo y el PN de catálogo del sistema.

Derivaciones y vacío

Derivación (método de áreas de presión, simplificado según EN 13480-3 o AD 2000 B9):
l_so = √((2·r_is + e_as)·e_as), l_bo = √((2·r_ib + e_ab)·e_ab)
A_ps = r_is·(l_so + r_ib), A_pb = r_ib·(l_bo + e_as), A_fs = e_as·l_so, A_fb = e_ab·l_bo
se cumple si (A_fs + A_fb)·(f − 0,5·p) ≥ p·(A_ps + A_pb)

La tabla de derivaciones marca para cada combinación tubo principal/derivación: A = soldada sobre el tubo, verificación cumplida · B = injerto reforzado con espesor de pared · TA/TB = te según norma de accesorios tipo A/B (hasta tres escalones de DN) · X = a definir en la planificación. ASME calcula la reposición de área según 304.3.3 (90°, sin anillo de refuerzo).

Vacío (cilindro largo, elástico, seguridad 3, ν = 0,3):
p_zul = 2·E/(1 − ν²) · (e_a/D_a)³ / 3 ≥ 0,1 N/mm² ⇒ «−1,0 bar» (vacío total)

Límites

• No se calcula: fluencia (solo indicación), solicitación pulsante, tubos de pared gruesa más allá del límite de validez, resistencia y estanqueidad de bridas según DIN EN 1591-1, resistencia química, análisis estático de tuberías.
• Plástico: sin verificación de vacío ni cálculo de derivaciones. PRFV: resistencia, depresión y fuerzas axiales según datos del fabricante.
• Los espesores de pared de los accesorios en series de dimensiones (higiene, cobre, PRFV) y ASME corresponden al espesor de pared del tubo.

Fundamento

Todas las normativas dimensionan el tubo recto sometido a presión interna con una fórmula de calderas. Se diferencian sobre todo en la tensión admisible: DIN EN 13480-3 utiliza el límite elástico y la resistencia a la tracción con coeficientes parciales de seguridad 1,5 y 2,4, AD 2000 el valor de resistencia K a la temperatura de cálculo con S = 1,5, ASME B31.3 tensiones admisibles tabuladas. En el radio interior del codo aumenta la tensión circunferencial; el factor de intradós de la EN corresponde al factor I de ASME B31.3. Los tubos de plástico se dimensionan mediante la resistencia a largo plazo MRS y un coeficiente de servicio global C.

Calculadora de especificaciones de tubería ›Catálogos de tuberías ›

Fundamento según EN 13480-3 borrador prA5 (sobreespesores, validez), HS Mittweida: comparación AD 2000 / EN 13445, Alleima: cálculo de presión según EN 13480, Engineering ToolBox: ASME B31.3, PE100+ Association, GF Piping Systems: especificación del sistema, Landefeld: tubo de cobre, Alfa Laval: DIN 11850 / EN 10357

PN de brida, dimensiones de brida y tornillos

La Calculadora de especificaciones de tubería asigna a cada diámetro nominal una clase de presión de brida y, a partir de ella, compone el juego de tornillos con longitud y material.

Así se calcula

• PN de brida (práctica habitual según EN 1092-1): PN de clase inferior a 10 → PN 6; PN 40 y superior → como la clase; en otro caso DN ≤ 40 → PN 40, DN ≤ 150 → como mínimo PN 16, por encima como la clase. Ejemplo PN 10: DN 15–40 con PN 40, DN 50–150 con PN 16, a partir de DN 200 con PN 10.
• Plástico: PN de brida = min(16; max(10; PN)); brida con portabridas/brida loca, por lo general hasta PN 16.
• Dimensiones de brida por PN y DN: diámetro exterior, círculo de agujeros, diámetro de agujero, número y rosca de tornillos, espesores de disco para brida de cuello soldable y brida ciega: valores estimados a partir de catálogos de fabricantes con referencia a DIN EN 1092-1 (p. ej., PN 16, DN 100: D 220, K 180, L 18, 8 × M16).

Longitud de apriete brida–brida: k = C₂ + C₂ + s_Dichtung + n_Scheiben·h
Longitud de apriete brida–brida ciega: k = C₂ + C₄ + s_Dichtung + n_Scheiben·h
Tornillo hexagonal: L_min = k + m + 2·P → siguiente longitud preferente
Espárrago (a partir de PN 63): L = k + 2·m + 4·P, redondeado hacia arriba a 5 mm

Límites

• Sin verificación de resistencia ni de estanqueidad de la unión embridada (DIN EN 1591-1); sin rating presión-temperatura de las bridas EN: PN es la presión admisible a temperatura ambiente; a temperaturas más altas, EN 1092-1 la reduce según el grupo de material.
• A partir de PN 160, los espesores de las bridas ciegas son valores orientativos; las bridas ciegas no normalizadas la calculadora las muestra como faltantes.

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Fundamento según KVT: dimensiones de conexión de bridas EN 1092, Léxico de bombas KSB: norma de bridas, Project Materials: longitud de espárragos, Hexagon: longitud de espárragos según ASME B16.5

Caso de aplicación, fluidos y categoría DGRL

A partir del fluido elegido, la Calculadora de especificaciones de tubería deduce el grupo de fluido, la agresividad, la junta, la ejecución de las válvulas y los tornillos. Propone sistemas de materiales y uniones adecuados y asigna la línea a una categoría de la Directiva de equipos a presión. Cómo una especificación de tubería cubre varios fluidos se muestra en el capítulo 08, Fluidos y grupos de fluidos.

Así se calcula

• Fluido: 33 fluidos registrados con estado de agregación, grupo de fluido, clase de agresividad, densidad y propuesta de temperatura de cálculo; grupos de fluidos según DIN 2403. Las propiedades (ácido, alcalino, apto para alimentos, peligroso) actúan como un fluido adicional.
• Varios fluidos: gaseoso si un fluido es gaseoso; grupo de fluido 1 si un fluido lo tiene; máxima agresividad, máxima temperatura, mayor densidad. En la idoneidad prevalece la clasificación más estricta (no adecuado antes que condicionado antes que adecuado).
• Estado de agregación: los líquidos se consideran gas por encima de una temperatura límite, p. ej., el agua a partir de 110 °C (presión de vapor superior a 0,5 bar de sobrepresión).
• Sistemas de materiales con valores orientativos de temperatura: acero −10 … 450 °C · acero inoxidable −196 … 550 °C · cobre −196 … 200 °C · plástico −20 … 140 °C · PRFV −30 … 110 °C · higiene −10 … 150 °C. Fuera de estos rangos, el sistema se considera no adecuado.
• DGRL: las magnitudes de partida son PS, DN y PS·DN, estado de agregación y grupo de fluido. La asignación sigue el artículo 4, apartado 3, y el anexo II, diagramas 6 a 9; en gases del grupo 2 por encima de 350 °C, la categoría II pasa a III. Por debajo de PS = 0,5 bar no se trata de una tubería de equipo a presión.

• Válvula: crítico – fuelle o prensaestopas con verificación según DIN EN ISO 15848-1, tasa de fuga en el asiento A según DIN EN 12266-1; M2 – prensaestopas con empaquetadura de PTFE o grafito; en otro caso, empaquetadura de grafito.
• Tornillos: crítico – tornillos de caña elástica o verificación de la presión superficial según DIN EN 1591-1 con apriete controlado; en otro caso, tornillos hexagonales.
• Necesidad de aislamiento: TS ≥ 60 °C necesario (protección contra contacto, superficie ≤ 60 °C); agua de calefacción, agua caliente y agua potable a partir de 30 °C según GEG anexo 8; TS < 12 °C necesario (punto de rocío, barrera de vapor); 40–60 °C recomendado. Espesor GEG con λ = 0,035 W/(m·K) a partir del diámetro interior: hasta 22 mm → 20 mm, hasta 35 mm → 30 mm, hasta 100 mm → d_i redondeado hacia arriba a 10 mm, por encima 100 mm.
• Propuesta de normativa: hasta 0,5 bar no es un equipo a presión (gases de escape según DIN EN 1443 / 1856); por encima, DIN EN 13480-3, alternativamente AD 2000, con materiales ASTM ASME B31.3.

Límites

• La idoneidad es una preselección de ASEING basada en datos de fabricantes de acceso general, no una prueba de resistencia química. Cada afirmación lleva un identificador; las reglas aún no confirmadas técnicamente las muestra la herramienta con «Regla aún no verificada técnicamente».
• La categoría DGRL es una propuesta; las líneas límite rigen según los diagramas del Diario Oficial. La calculadora no evalúa las observaciones sobre gases inestables: clasifique esos fluidos por separado.

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Fundamento según DGRL 2014/68/UE art. 4, DGRL anexo II, TRGS 201 anexo 3 (DIN 2403), Wagner: técnica de tuberías (extracto)

Conversor DN, Schedule, PN/Class y materiales

Cuatro pestañas conectan el mundo europeo y el estadounidense: DN ↔ NPS, schedule ↔ espesor de pared, PN ↔ Class con rating y material ↔ ASTM. Todos los datos provienen de la Calculadora de especificaciones de tubería. La tabla de dimensiones figura en el capítulo 07.

Así se calcula

• DN ↔ NPS: búsqueda por DN («DN 100»), NPS («4"», «1 1/2"») o diámetro exterior. Sin identificador, una fila coincide con el mismo DN, el mismo texto NPS o un diámetro exterior dentro de ±0,6 mm (tubo higiénico ±0,3 mm). Mismo DN no significa mismo diámetro exterior: DN 65 = 76,1 mm (EN) o 73,0 mm (ASME), DN 125 = 139,7 o 141,3 mm.
• Schedule ↔ espesor de pared: todos los schedules de un tamaño con diámetro interior d − 2t y peso de acero 7850 · π/4 · (d² − d_i²) · 10⁻⁶ kg/m. Para un espesor de pared introducido, la calculadora indica el schedule más próximo y el siguiente espesor de pared EN normalizado.
• PN ↔ Class: rating del grupo de material en función de la temperatura, interpolado linealmente; Class 150 y 300 a partir de tablas propias, Classes superiores como múltiplo de Class 300. Se elige la Class más pequeña cuyo rating alcanza la presión requerida.
• Material ↔ ASTM: búsqueda de texto parcial en número de material, nombre abreviado, nombres antiguos y norma de tubo; se muestra el material ASTM comparable para tubo, accesorio y brida.

Equivalencias registradas (selección): 1.0345 P235GH → A106 Gr. B · 1.4301 → TP304 · 1.4307 → TP304L · 1.4401 → TP316 · 1.4404 → TP316L · 1.4541 → TP321. «Comparable» significa composición similar, no equivalente: los valores de resistencia, el alcance de los ensayos y la homologación difieren.

Límites

• Ratings para los grupos 1.1 y 2.1 a 2.4 de 38 a 425 °C; por debajo de 38 °C rige el valor de 38 °C, por encima de 425 °C la calculadora no indica rating. Class 400 = 4/3 · Class 300.
• Class 150 y PN 16, así como Class 300 y PN 40, no son conectables entre sí (círculos de agujeros distintos). Sin rating EN 1092-1 ni dimensiones de brida.
• Los schedules con «S» solo son válidos para tubos inoxidables (ASME B36.19).

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Fundamento según Project Materials: EN 10220 / ISO 1127, Project Materials: ASME B36.10/B36.19, Wermac: ASME B16.5 Ratings, Engineering ToolBox: PN y Class, Global Seamless: EN 10216

Generador de codificación

El generador compone códigos según DIN 2403, KKS, AKS y RDS-PP y verifica su estructura. Es una simulación para la enseñanza, no para la codificación en operación. Los sistemas se explican en el capítulo 03.

DIN 2403 – cinta de identificación de tuberías

Anillos: n = max(2; ⌈L/10 m⌉ + 1) + número de válvulas y pasamuros
Longitud de cinta por anillo: π · d_a + 30 mm de solape (d_a incl. aislamiento)
Cinta total: n · longitud de cinta

Ejemplo: línea de 40 m, d_a 60,3 mm, 4 válvulas → 5 + 4 = 9 anillos de 219 mm cada uno, en total 2,0 m de cinta. Ancho de cinta (valor orientativo de la calculadora): 76 mm, con color adicional 100 mm. El grupo se asigna si el nombre de la sustancia figura de forma inequívoca en la breve lista de ejemplos; en otro caso, lo elige el propio proyectista. Las sustancias peligrosas se identifican además con pictogramas GHS. Los colores en pantalla son aproximaciones de los tonos RAL.

KKS, AKS, RDS-PP

• KKS: verificación de formato nivel 0 (planta completa, 1 carácter) · prefijo numérico · nivel 1 función (N)AAANN · nivel 2 equipo AANNN(A) · nivel 3 componente AANN; los niveles 2 y 3 pueden faltar. Un único dígito antes de la primera letra de función la calculadora lo interpreta como prefijo numérico, una letra como planta completa. Un punto identifica la codificación de lugar de montaje. Textos descriptivos a partir de un extracto de las claves; las letras de identificación solo se verifican formalmente.
• AKS: estructura de ejemplo con 11 niveles y 29 posiciones (país, localidad, edificio, planta, estado de documentación, grupo de costos DIN 276, instalación, conjunto, componente, punto de datos). Se verifica el número de posiciones por nivel. Es determinante la directriz AKS del promotor.
• RDS-PP / DIN EN IEC 81346: prefijo «=» función, «−» producto, «+» ubicación, precedido opcionalmente de «#» para la asignación a la planta (supuesto: la notación la define la directriz del operador). Se verifican el prefijo y las mayúsculas, no las letras de identificación de clase.

Límites

Sin textos de normas ni lista de claves VGB. Son vinculantes la DIN 2403 vigente, la parte de claves de la VGB-S-811-01, DIN EN IEC 81346 con ISO 81346-10 y la directriz del promotor.

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Grupos, colores y textos de claves según Wikipedia: DIN 2403 y Wikipedia: sistema de codificación de centrales eléctricas (CC BY-SA 4.0), generalizados; TRGS 201 anexo 3, Wikipedia: IEC 81346

Estimador de proyectos de escaneo

El estimador determina para un proyecto de escaneo láser las posiciones de escaneo, los días en sitio, el registro, el volumen de datos y las horas de modelado. Usted obtiene un rango como estimación no vinculante, no una oferta. El procedimiento y el equipo se describen en el capítulo 13.

Así se calcula

m² por posición de escaneo = valor orientativo del tipo de objeto ÷ factor de nivel de detalle
Posiciones por superficie posF = ⌈superficie en planta · niveles ÷ m² por escaneo⌉
Posiciones adicionales = cajas de escalera · descansos · 2 + (recipientes + equipos) · niveles · escaneos por equipo
Posiciones = round(posF · f_min o f_max) + posiciones adicionales

Escaneos por día y equipo = ⌊9 h · 60 ÷ (min por escaneo + reubicación/10)⌋
Días en sitio = ⌈posiciones ÷ escaneos por día ÷ equipos · 2⌉ ÷ 2 + 0,5
Pernoctaciones por persona = ⌈días⌉ + 1
Registro [h] = 2 h + posiciones ÷ 9,5
Datos brutos [GB] = posiciones · GB por escaneo (con color × 1,5)

Los días se redondean hacia arriba a medios días y se añade a tanto alzado medio día. Reubicación y montaje: 2 min por cada 10 escaneos.

Modelado

1. Volumen de trabajo: detectado a partir de la documentación, introducido manualmente o como propuesta a partir de la superficie (valores orientativos por cada 100 m² de superficie de planta y tipo de objeto, p. ej. industria: 4 líneas, 60 m de tubo, 12 válvulas por cada 100 m²). Sin longitud de tubo se asumen 15 m por línea; proporción hasta DN 50, valor predeterminado 40 %.
2. Estructura metálica a partir de la superficie A y la retícula r (valor predeterminado 6 m): columnas ⌈1,3·A/r²⌉, vigas ⌈2,6·A/r²⌉, barandillas 4·√A.
3. Software de reconocimiento de tuberías: la parte de tuberías (tubo y válvulas, sin puntos de medición) se considera con el factor 0,5; con el factor 1 se suprime la deducción.
4. Recargos sobre el modelado: control, depuración, entrega 10 %; coordinación y revisión 75 % (seleccionable); además, isométricos por línea.

Ejemplo con los valores predeterminados

Evaluar documentación (con cuenta de cliente)

PDF (texto de las primeras 60 páginas, opcionalmente reconocimiento de texto para hasta 8 páginas), fotos, ZIP y PCF se leen en el navegador. El estimador reconoce tipos de planos mediante palabras clave (alemán, inglés, neerlandés), formato de hoja y escala, identificadores de líneas, equipos y puntos de medición, así como el número de toberas a partir de listas de toberas. Líneas = número de isométricos; de lo contrario, número de números de línea detectados. Los valores detectados están marcados y se pueden seguir modificando.

Límites

• No incluido: desplazamiento, cierres de zonas, áreas Ex, técnica de acceso, medición de puntos de control.
• Con más de 15 días en sitio, el estimador recomienda dividir en secciones o un segundo equipo.
• Si faltan los números de toberas, el tiempo de modelado resulta demasiado bajo; el estimador lo indica.

Estimador de proyectos de escaneo ›Escaneo láser 3D ›

Base: experiencia en proyectos de A. Seitz Ingenieur GmbH; tiempos de escaneo de los niveles «rápido» según datos de fabricante de acceso público de un escáner de comparación de fase habitual

Catálogo a partir de datos del fabricante

La herramienta leía catálogos de válvulas en PDF y preparaba a partir de ellos un catálogo de Plant 3D con cuerpos básicos uniformes. Desde el 13.10.2026, la página conduce al Katalog-Builder. Aquí se describen como procedimiento las reglas de reconocimiento y los cuerpos básicos.

Así se realiza el reconocimiento

• Se lee la capa de texto de archivos PDF (también dentro de ZIP), como máximo 150 páginas por archivo. Las páginas con menos de 40 caracteres se consideran «sin texto».
• Tipo constructivo por página: para cada tipo constructivo se cuentan palabras clave (en alemán e inglés); el tipo con más coincidencias se aplica a toda la página. Prioridad: válvula de bola de 3 vías antes que válvula de bola y válvula de 3 vías; válvula de 3 vías antes que válvula de globo. Las páginas sin coincidencias se omiten.
• Características: diámetro nominal DN 4–4000, PN, ASME Class 150–2500, material (números de material, tipos de fundición, ASTM, plásticos), longitud entre caras según EN 558 (serie básica), conexión (brida, tipo wafer, extremo para soldar, manguito para soldar, rosca, clamp, conexión para tubería láctea, aséptica, prensado) y accionamiento (palanca, volante, reductor, neumático, eléctrico, resorte).

Del símbolo P&ID al cuerpo 3D: la forma sigue el símbolo P&ID, y las dimensiones provienen de la documentación del fabricante. Los triángulos se convierten en conos desde las conexiones hacia el centro, el círculo en esfera, el punto en una esfera pequeña y la línea en el disco de mariposa. Las dimensiones por tamaño son la longitud entre caras (serie básica EN 558 o tabla del fabricante) y el diámetro de conexión (diámetro exterior de brida o de tubo). Los accionamientos siguen siendo componentes propios y se asignan por diámetro nominal. La lectura de las tablas de dimensiones es un paso de procesamiento en ASEING.

Límites

Todas las características de una página pertenecen a un tipo constructivo; los catálogos colectivos con varios tipos por página deben retocarse manualmente. Los PDF escaneados sin capa de texto no se leen.

Katalog-Builder (constructor de catálogos) ›Catálogos de tuberías ›

Base: estándar de catálogos ASEING; longitudes entre caras según EN 558 (series básicas) o datos del fabricante

Fuentes y normas

Estado: octubre de 2026 · Procedimientos de cálculo de las versiones de las calculadoras: Calculadora de especificaciones de tubería 1.47.1 · Calculadoras de pérdida de carga, dilatación térmica, peso de la tubería, conversor y codificación en el estado de cálculo 2026-10-17 (verificadas con 20 casos de prueba y 85 comprobaciones individuales frente a un cálculo de referencia independiente, informe de verificación de las calculadoras en línea) · Estimador de proyectos de escaneo, estado 12.10.2026.