Calculadora de espesor de tubería por presión interna

¿Cómo se calcula el espesor de una tubería?

La presión interna somete la pared de la tubería a tracción circunferencial. La relación más sencilla es la fórmula de Barlow: t = P × D / (2 × S), donde P es la presión interna, D el diámetro exterior y S la tensión admisible del material. Para tuberías de proceso, ASME B31.3 expresa la misma idea con más detalle:

t = P × D / (2 × (S × E × W + P × Y))

E es el factor de calidad de la soldadura longitudinal, W el factor de reducción de resistencia de la unión soldada a alta temperatura y Y un coeficiente que depende del material y de la temperatura.

Márgenes y tolerancia

La fórmula solo da el espesor que resiste la presión. Se añaden los márgenes por corrosión, erosión y roscado: tm = t + c. Como la tubería puede fabricarse con una pared inferior a la nominal, también se considera la tolerancia de fabricación: Tmin = tm / (1 − tolerancia). Las normas de tuberías sin costura suelen fijar la tolerancia en el 12,5 %.

Ejemplo

Una tubería tiene 168,3 mm de diámetro exterior, 40 bar de presión de diseño, 138 MPa de tensión admisible, no tiene costura (E = 1) y usa Y = 0,4. El espesor de diseño por presión es 4 × 168,3 / (2 × 139,6) = 2,41 mm. Con 1,5 mm de margen por corrosión pasa a 3,91 mm y, con una tolerancia del 12,5 %, el espesor nominal mínimo es 4,47 mm. Se elige el espesor inmediatamente superior en la tabla normalizada.

Límites

La calculadora solo contempla tuberías rectas sometidas a presión interna. Introduce la tensión admisible de la tabla del código. La flexión, dilatación térmica, presión externa, codos, derivaciones y presiones admisibles de bridas se comprueban por separado. El diseño definitivo corresponde a un ingeniero competente.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula el espesor de una tubería en mm?

Por ejemplo, una relación de presión de la forma de un código de tuberías de proceso da un espesor por presión de 2,411 mm y un espesor nominal mínimo de 4,47 mm para 40 bar, un diámetro exterior de 168,3 mm y una tensión de 138 MPa, con un margen de 1,5 mm y una tolerancia del 12,5 %. Los factores E, W e Y y la tensión son ejemplos que deben verificarse con las tablas del código. Este resultado preliminar no es un espesor normalizado y excluye la presión externa.

Calcular con estos valores