ntc 3740 valvulas

NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 3740

1996-11-27

VLVULAS METLICAS PARA GAS, ACCIONADAS MANUALMENTE PARA USO EN SISTEMAS DE TUBERAS CON PRESIONES MANOMTRICAS DE SERVICIO, INFERIORES A 0,069 bar (1 PSI)

E: MANUALLY OPERATED METALLIC GAS VALVES, FOR USE IN PIPING SYSTEMS UP TO 0,069 BAR (1 PSI)

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES: vlvula; vlvula metlica; vlvula para gas.

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I.C.S.: 23.060.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproduccin Primera actualizacin

NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 3740 (Primera actualizacin) VLVULAS METLICAS PARA GAS, ACCIONADAS MANUALMENTE, PARA USO EN SISTEMAS DE TUBERAS CON PRESIONES MANOMTRICAS DE SERVICIO INFERIORES A 0,069 bar (1 PSI)

1. OBJETO

Esta norma establece los requisitos que deben cumplir y los ensayos a los cuales deben someterse las vlvulas de obturador esfrico para gas, usadas en sistemas de tuberas con presiones manomtricas de servicio inferiores a 0,069 bar (6,89 kPa, 1 psi).

2. ALCANCE Esta norma se aplica a las vlvulas accionadas manualmente, de cuerpo y obturador metlicos, hasta 51 mm (2 pulgadas) de dimetro nominal, para los sistemas de tuberas que conduzcan cualquier tipo de gas combustible (vase la NTC 3527) (gas natural, GLP y mezclas aire-GLP), usualmente instaladas a la entrada del artefacto. Se excluyen del alcance de esta norma, las vlvulas metlicas accionadas manualmente, con dimetro interior comprendido entre 6,35 mm (1/4 de pulgada) y 50,8 mm (2 pulgadas) que sean apropiadas para controlar flujos de gas y estn designadas para operar a una presin nominal de servicio (monomtrica) entre 6,8 kPa (1 psi) y 861,8 kPa (125 psi), las cuales estn cubiertas por la NTC 3538.

3. CONDICIONES GENERALES

3.1 MATERIALES

3.1.1 Todos los materiales para la fabricacin de las vlvulas contempladas en esta norma, as como los medios de proteccin utilizados, deben ser resistentes a la accin de la corrosin de los gases combustibles, y a las acciones mecnicas, qumicas y trmicas a las que puedan estar expuestas.

3.1.2 El cuerpo y obturador de las vlvulas deben ser fabricados con materiales metlicos que satisfagan las especificaciones de la presente norma que le son aplicables. Los cuerpos de las vlvulas y otras partes metlicas destinadas a mantener la hermeticidad,

deben fabricarse en materiales que tenga un punto de fusin no inferior a 427C (800 F).

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NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 3740 (Primera actualizacin)

3.1.3 Los materiales que se utilicen en los elementos de maniobra (manerales) no deben ser

susceptibles de envejecimiento y deben resistir las acciones mecnicas, qumicas y trmicas resultantes de su utilizacin. Adicionalmente los elementos de maniobra no metlicos deben ser autoextinguibles. Las juntas de hermeticidad deben resistir la accin del gas y de los posibles condensados que puedan producirse. Nota: los minerales deben identificarse de color amarillo, segn lo estipulado en la NTC 3458.

3.2 CONEXIONES Las conexiones pueden ser para enroscar directamente al tubo, desmontables con racores, por bridas y soldadas. Las vlvulas roscadas, deben tener roscas cnicas que cumplan con la NTC 332, o roscas cilndricas que provean sello mediante asiento cnico, que cumplan con la NTC 2104. Las roscas especificadas anteriormente, deben tener un chafln al inicio de la rosca y deben coincidir con la galga respectiva con una tolerancia de 1 vuelta.

4. CARACTERSTICAS DE FUNCIONAMIENTO Las vlvulas deben estar diseadas de tal manera que puedan maniobrarse fcilmente actuando sobre el maneral. Las vlvulas deben estar construidas y marcadas de tal forma que permitan determinar visualmente y con facilidad a quienes la operan, la posicin abierta o cerrada de la vlvula (si es de sistema de brazo, el eje longitudinal del brazo debe quedar perpendicular con respecto al eje longitudinal de la vlvula, cuando sta se encuentre en posicin cerrada). En todos los casos debe incluirse un tope para el maneral que determine las posiciones abierta y cerrada. El diseo del maneral no debe permitir intercambiar dichas posiciones.

5. REQUISITOS

5.1 HERMETICIDAD

5.1.1 Hermeticidad a baja presin Cuando se someten al ensayo descrito en el numeral 7.1.1, las vlvulas deben conservar la hermeticidad tanto interna como externa. Cuando se someten a las presiones de ensayo, no deben presentar fugas superiores a 20 cm3/h al interior ni 10 cm3/h al exterior, medidas a las condiciones estndar de referencia (vase la NTC 3527)

5.1.2 Hermeticidad a alta presin Las vlvulas deben conservar la hermeticidad, tanto interna como externa, cuando se sometan al ensayo descrito en el numeral 7.1.2, con una presin de prueba igual a 861,84 kPa (125 psig).

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5.2 RESISTENCIA A LA TEMPERATURA

Las vlvulas deben operar adecuadamente a temperaturas del metal comprendidas entre 0 C

(32 F) y 65,5C (150 F), sin que en ningn momento se afecte su capacidad para controlar flujos de gas, cuando sean ensayadas, de acuerdo con lo contemplado en el numeral 7.2.

5.3 PRDIDA DE CARGA Se admitir como mximo una prdida de carga equivalente a la que corresponde a una longitud de 1 m de tubo, de dimetro nominal igual al del tubo al que va conectada la vlvula, segn se especifica en el ensayo 7.3.

5.4 TORSIN Las vlvulas no deben presentar fugas despus de la accin del momento de torsin especificado en el ensayo del numeral 7.4.

5.5 DOBLAMIENTO Las vlvulas no deben presentar deformaciones permanentes cuando se sometan al ensayo previsto en el numeral 7.5, que hagan considerar que la vlvula no es apta para los fines previstos y que no pueda proveer un corte efectivo del flujo de gas o que presenta fugas.

5.6 TORQUE DE ACCIONAMIENTO El torque requerido para mantener la vlvula en condiciones operacionales constantes, luego de vencer la resistencia al ajuste que presenta en posicin estacionaria o de calibracin en fbrica, no debe exceder los valores establecidos en la Tabla 1.

Tabla 1. Torque de accionamiento segn el dimetro

Notas:

1. Medido a una temperatura de 23 C 8 C (74 F 15 F)

2. En el caso de dimetros de entrada y salida diferentes, el ms pequeo determina el torque mximo de accionamiento.

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Dimetro nominal Torque de accionamiento N.m (lbf-pulg)

mm (pulg)

6,35 (1/4) 9,52 (3/8) 12,7 (1/2) 19,1 (3/4) 25,4 (1,00) 31,8 (1 1/4) 38,1 (1 1/2) 50,8 (2,00)

4 (35,4) 4 (35,4)

22,6 (200) 27,1 (240) 36,2 (320) 56,5 (500) 79,1 (700)

135,6 (1 200)


5.7 ENVEJECIMIENTO

Las vlvulas no deben presentar fugas despus de someterlas, a temperatura ambiente, al nmero de ciclos indicados en el ensayo del numeral 9, con una frecuencia mnima de ensayo de 10 ciclos/min. Las vlvulas antes y despus del ensayo de envejecimiento deben cumplir con lo especificado en el numeral 5.6.

5.8 RESISTENCIA INTERNA Las vlvulas deben resistir una presin hidrosttica interna (manomtrica) de mnimo 861,84 kPa (125 psi), sostenida por un perodo de tiempo no inferior a 1 min, como se establece en el numeral 7.7, sin que se presenten roturas o deformaciones permanentes que, una vez aliviada la presin, hagan considerar que la vlvula no es apta para los fines previstos.

6. MUESTREO Para la aprobacin de un modelo de vlvula se realizarn los ensayos sobre una muestra de 5 vlvulas. El nmero, tipo y orden de los ensayos a efectuar en cada vlvula debern ser los indicados en la Tabla 2. El tamao de la muestra para la aprobacin de un lote especfico, debe ser definido segn la serie NTC-ISO 2859.

Tabla 2. Ensayos a realizar

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Ensayo No. Vlvula

Tipo Numeral 1 2 3 4 5

Hermeticidad baja P Hermeticidad alta P

5.1.1 5.1.2

Resist. temperatura 5.2

Prdida de carga 5.3

Torsin 5.4

Flexin 5.5

Par de maniobra 5.6

Envejecimiento 5.7

Hermeticidad baja P Hermeticidad alta P

5.1.1 5.1.2

Par de maniobra 5.6

Resistencia Interna 5.8


7. ENSAYOS

7.1 Hermeticidad

7.1.1 Hermeticidad a baja presin Las presiones de ensayo para comprobar la hermeticidad a baja presin de las vlvulas objeto de esta norma son las indicadas en la Tabla 3.

Tabla 3. Presiones de Ensayo (Ensayo de Hermeticidad a baja presin)

Para comprobar la hermeticidad tanto interna como externa, se conecta la vlvula por uno de sus extremos al aparato descrito en la Figura 1 y se aplica el mtodo de ensayo que se describe a continuacin.

Mtodo de ensayo

a) Se abre una de las vlvulas (1 a la 4) hasta obtener la presin deseada, estando cerradas las 5, 6 y 7 (vase Figura 2). Se debe esperar el tiempo necesario, determinado por el diseo del arreglo, para la estabilizacin de la presin en el depsito.

b) Conectar la vlvula a ensayar despus de la 7 y antes de la 8. c) Cerrar la 8, si la vlvula a ensayar est en posicin abierta. Abrir la 8, si la vlvula

a ensayar est en posicin cerrada. Abrir la 5 y la 7.

d) Esperar la estabilizacin trmica completa; para ello se proceder de la siguiente forma:

- Si el nivel de agua en el tubo central del contador de burbujas principal sube (vase Figura 1), abrir ligeramente la 6, para situar este nivel en la parte inferior del tubo. Evitar que el nivel de agua no sea visible en el tubo central.

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Mxima Mnima

mbar psi mbar psi

68,9 3,4 1,00 0,05 6 3,4 0,087 0,05


Figura 1. Medicin de la hermeticidad a baja presin Esquema General

Figura 2. Medicin de la hermeticidad a baja presin. Cuenta burbujas principal

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- Si el nivel de agua en el tubo central queda fijo, indica que la estabilizacin

trmica se ha conseguido.

- Si hay conformacin continuada de burbujas, es necesario medir el tiempo entre burbuja y burbuja durante 5 minutos, la estabilizacin se ha conseguido cuando el tiempo entre burbuja y burbuja es constante.

e) Medir el tiempo entre el escape de 2 burbujas (vase la Figura 2) en el cuentaburbujas principal si la vlvula a ensayar se encuentra en posicin abierta y en los dos cuentaburbujas si se encuentra en posicin cerrada. En este ltimo caso el cuentaburbujas principal da la suma de las fugas externas e internas y el cuentaburbujas auxiliar la fuga interna

Nota. Durante la medida del tiempo para una burbuja es prudente asegurar la instalacin de alimentacin del aire comprimido para evitar toda perturbacin. Para ello, cerrar la vlvula de entrada (1 a 4) que haba sido abierta para poner el depsito a presin. Abrir esta vlvula un momento entre los ensayos, si la presin baja notablemente en el depsito.

Se pueden utilizar otros medios y metodologas para la deteccin de fugas en sistemas a baja presin, siempre y cuando pueda demostrarse que ofrece un grado de sensibilidad y confiabilidad equivalente al del ensayo aqu considerado.

7.1.2 Hermeticidad a alta presin El ensayo para comprobar la hermeticidad a alta presin, tanto interna como externa de las vlvulas, se realiza a una presin de ensayo de 8,5 bar 0,34 bar (125 psig 5 psig)

Mtodo de Ensayo

Con la vlvula en posicin abierta y el extremo de salida debidamente taponado, se aplica la presin de prueba a travs del extremo de alimentacin o de entrada de la vlvula. La vlvula debe estar inmersa en agua a temperatura ambiente, por un perodo de 15 s. Las fugas de la vlvula se detectan cuando se generan desprendimientos de burbujas, lo cual debe interpretarse como seal de rechazo, de acuerdo con los niveles de aceptacin por atributos del lote considerado. Una vez terminado el ensayo, se tapona la entrada y se repite el ensayo aplicando presin a travs del extremo de salida. El resultado del ensayo se considera aprobado nicamente si la vlvula ha soportado satisfactoriamente los ensayos con el agente de ensayo inyectado por los dos extremos de la misma. Se pueden utilizar otros medios y metodologas para la deteccin de fugas, siempre y cuando pueda demostrarse que ofrece un grado de sensibilidad y confiabilidad equivalente al del ensayo aqu considerado.

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7.2 RESISTENCIA A LA TEMPERATURA

7.2.1 Baja Temperatura

La vlvula se debe mantener a 0 C 5 C (32 F 9 F) por un perodo de tiempo suficientemente largo que permita garantizar que todos sus componentes y elementos han alcanzado un equilibrio trmico. A esta temperatura, con la vlvula sometida a una presin neumtica interna (presin manomtrica de aire comprimido), por lo menos igual a la presin nominal de servicio para la cual est designada y con el extremo de salida dispuesto de forma que pueda descargar libremente a la atmsfera, se debe determinar que abra y cierre sin ninguna dificultad.

7.2.2 Alta Temperatura

La vlvula debe mantenerse a 65,5 C 5 C (150 F 9 F) por un perodo de tiempo suficientemente largo que permita garantizar que todos sus componentes y elementos han alcanzado un equilibrio trmico. A esta temperatura, con la vlvula sometida a una presin neumtica interna por lo menos equivalente a la presin nominal de servicio para la cual est designada, se debe determinar que abra y cierre sin ninguna dificultad.

7.3 PRDIDA DE CARGA Para la realizacin de este ensayo debe emplearse el dispositivo cuyo esquema se indica en la Figura 3. Debern emplearse tubos normalizados de acuerdo con la NTC 3470. El ensayo se efecta con aire a la temperatura ambiente. La presin del aire a la entrada del dispositivo ser de 2 kPa (20 mbar). Actuando sobre la vlvula "L" se registran las lecturas de los manmetros M1 y M2 para diferentes caudales de aire. La lectura registrada en M2 corresponde a la prdida de carga de 1m de tubo. La lectura registrada en M1 corresponde a la prdida de carga de 1 m de tubo, ms la correspondiente a la vlvula que se ensaya. La prdida de carga de la vlvula ser M2 - M1. Se ajusta el flujo de aire de manera que la lectura del manmetro M2 sea 50 Pa (0,5 mbar).

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Figura 3. Ensayo de prdida de carga

7.4 TORSIN Uno de los extremos de la vlvula se sujeta firmemente a un sistema fijo. A su extremo libre se le conecta un tubo de longitud adecuada. Se apoya sobre una horquilla el tubo acoplado en su extremo libre y se aplica durante un minuto sobre dicho tubo el par de torsin especificado en la Tabla 4. Se retira el par de torsin y se comprueba la hermeticidad, segn lo establecido en los numerales 7.1.1 y 7.1.2.

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Tabla 4. Momento de torsin

7.5 DOBLAMIENTO Las vlvulas, tanto en posicin abierta como cerrada, deben soportar el momento de doblamiento especificado en la Tabla 5, aplicado de acuerdo con el procedimiento indicado en la Figura 4, sin que se presenten seales de fisuras o roturas. Despus del ensayo, se comprueba la hermeticidad en la posicin ms desfavorable.

Tabla 5. Momento de flexin

Figura 4. Ensamble para el ensayo de doblamiento

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Dimetro nominal

mm (pulg)

Momento de flexin (Md)

N.m (lbf-pulg)

Carga (L)

N (lbf)

6,4 (1/4) 9,5 (3/8) 12,7 (1/2) 19,1 (3/4) 25,4 (1) 31,8 (1) 38,1 (1) 50,8 (2)

20 (177) 24 (212) 25 (221) 40 (354) 60 (531) 70 (620) 80 (708)

100 (885)

262 (59) 315 (71) 328 (74) 525 (118) 787 (177) 918 (206) 1040 (236) 1311 (295)

Dimetro nominal Momento de torsin

mm (pulg) N.m (lbf-pulg)

6,4 9,5 12,7 19,1 25,4 31,8 38,1 50,8

(1/4) (3/8) (1/2) (3/4) (1) (1) (1) (2)

60 67 70 100 160 250 340 510

(531) (593) (620) (885) (1416) (2212) (3009) (4514)


Donde:

A: yunta para la aplicacin de la carga

B: barras slidas de acero, de dimetro equivalente al de la tubera que corresponde a la vlvula objeto del ensayo, firmemente conectadas a sta para conformar la muestra analizada. Si los extremos de la vlvula son roscados, las barras deben, a su vez, roscarse de acuerdo con las especificaciones NPT de la Norma Tcnica Colombiana 332, debidamente lubricadas y apretadas con un torque equivalente al 50 % de los torques especificados en la Tabla 1.

C: yunta de resistencia o receptora de carga.

G: vlvula de corte para gas

L: carga ejercida sobre las vlvulas (N o lbf)

S: 0,610 m (24 pulg) de luz entre los puntos receptores de la carga

Y: 0,305 m (12 pulg) de luz entre los puntos aplicadores de la carga.

La ecuacin para el momento de doblamiento, Md, en N.m es la siguiente:

Md

l ( s y )

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7.6 TORQUE DE ACCIONAMIENTO Se controla el torque de accionamiento mediante un dinammetro acoplado al eje de giro del obturador. Se mide el par mximo de rotacin en ambos sentidos. 7.7 RESISTENCIA INTERNA

La vlvula en posicin abierta a 45 y con el extremo de salida debidamente taponado, se somete a una presin hidrosttica interna (manomtrica) de 8,6 bar (125 psi), por lo menos durante un minuto. 8. ROTULADO Toda vlvula debe suministrarse con la siguiente informacin mnima:

- Nombre del fabricante o su identificacin comercial (logosmbolo).

- La presin mxima de servicio (presin nominal para la cual la vlvula se ha

diseado y fabricado), en bares.

- El dimetro nominal de la vlvula.

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- Cada vlvula debe llevar una marca que indique el ao de fabricacin, o un cdigo que permita identificar su fecha de fabricacin.

9. ENSAYO DURANTE LA PRODUCCIN El fabricante debe mantener registros de los ensayos de envejecimiento realizados a cada lote bajo las circunstancias mencionadas a continuacin. La vlvula se somete al nmero de ciclos indicado en la tabla 6. Se considera como ciclo completo el movimiento de giro desde la posicin de cerrado hasta la de abierto, y regreso a la posicin de cerrado. Para la realizacin de este ensayo se conecta la vlvula en un circuito de gas que garantice una presin entre 7 pulgadas columna de agua y 9 pulgadas columna de agua. Queda a discrecin del fabricante que el flujo en el circuito de gas sea nulo o realizar el ensayo a plena prdida (con flujo continuo de gas). Una vez se haya finalizado el nmero de ciclos correspondientes, las vlvulas se someten a los ensayos descritos en los numerales 7.1.1 y 7.1.2, y no deben presentarse fugas.

Tabla 6. Numero de ciclos

10. NORMAS REFERENCIADAS NTC 332: 1994, Roscas para tubera destinada a propsitos generales (dimensiones en pulgadas). NTC 2104: 1996, Rosca para tubos en donde la estanquidad de la unin se hace en los filetes. Designacin, dimensiones y tolerancias. NTC 3470: 1996, Tubos de acero soldados o sin costura recubiertos de cinc por inmersin en caliente o pavonados. NTC-ISO 2859-0: 1998, Procedimientos de muestreo para inspeccin por atributos. Introduccin al sistema de muestreo por atributos. NTC-ISO 2859-1: 1994, Procedimientos de muestreo para inspeccin por atributos. Planes de muestreo determinados por el nivel aceptable de calidad (NAC para inspeccin lote a lote)

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Dimetro Nominal mm (pulg)

No. de ciclos

6,4 (1/4) 9,5 (3/8) 12,7 (1/2) 19,1 (3/4) 25,4 (1) 31,8 (1) 38,1 (1) 50,8 (2)

20 000 20 000 20 000 5 000 5 000 2 000 2 000 2 000

PRLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnica est garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimo caracterizado por la participacin del pblico en general. La NTC 3740 (Primera actualizacin) fue ratificada por el Consejo Directivo en 1996-11-27. Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a travs de su participacin en el Comit Tcnico 382101 Aparatos domsticos y equipos industriales que utilizan gas. ACOGAS CONFEDEGAS ECOPETROL-ICP GAS NATURAL GASES DEL CARIBE

INDUSTRIAS HUMCAR INDUSTRIAS SUPERIOR PROMIGAS SURTIGAS VREST

Adems de las anteriores, en Consulta Pblica el Proyecto se puso a consideracin de las siguientes empresas: AFONDIGAS ALCANOS DEL HUILA EMPRESAS PBLICAS DE MEDELLN FONDO DE COLGAS GASORIENTE GASES DE OCCIDENTE

INDUSTRIAS HACEB LLANOGAS MABE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS REYMOL SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO

ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.

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