ASME The American Society of Mechanical Engineers

UN EST AN OAR NACIONAL AMERICANO

SISTEMAS DE TRANS PORTE DE HIDROCARBUROS , LIQUIDOS Y OTROS , LIQUIDOS POR OLEDUCTOCOolGO ASME PARA TUBERiA A PRESION, B31

ASME 831.4-2002(Revisi6n de ASME 831-4-1998)

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OCENSA-Centro deDocumentaeio JeefSCANfADO - SIAD

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ASME The American Society of Mechanical Engineers

UN EST ANoAR NACIONAL AMERICANO

SISTEMAS DE TRANS PORTE DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS Y OTROS , LIQUIDOS POR OLEDUCTOCOOl GO ASME PARA TU8ERIA A PRESION, 831

ASME 831.4-2002(Revision de ASME 831-4-1998)DCfNSA-Caniroda

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Fecha de expediclon: Octubre 4 - 2002 Fechade apllcaelon:Abnl4 - 2003 La sigulenle edicl6n de esle COOigo estil programada para publlearse en el 2005. No se expedira un Apendice a esl8 edici6n. La ASME dara respuesl8s esclil8s a solicitudes relaeionadas con la interprel8cion de aspeclos lecnicos de este Codigo. Las Inlerprel8clones se publicarim en la pagina Web de ASME en la red de Inlemel bajo la seccion de Paginas del Comila en la direcclon http://www.asme.org/codesl l8n pronto como se expidan. EI usualio de este Codigo nol8ra que las equlvalencias para el sistema mallico decimal de las unidades comunmente utililadas en Ios Esl8dos Unidos aparecen en muchas partes de aste. Se consideran estilndar los valares presenl8dos en unidades comunmente utililadas en los Esl8dos Unldos, a no ser que haya otro acuerdo entre las partes contral8ntes.

ASME es la marca registrada de la Socledad Amelicana de Ingenieros Mecimlcos.

Este Codigo 0 estilndar se desarrollo baJo los procedlmientos acredltados que cumplen con el cliterio de los Estilndares Nacionales de los Esl8dos Unidos. EI Comite de Estilndares que aprobo el cOdigo 0 estilndar esl8ba balanceado para cerciorarse de que las personas competentes y las que representen un interas tengan oportunidad de participar. EI cOOigo 0 estilndar propuesto estuvo disponible para su revision y para comenl8lios del publico, 10 que proporciono una oportunidad adiclonal para que hublera contribueiones del publico, de la industria, de la academia, de agencias regu",doras, y del publico en general. "'s La ASME no "aprueba", "callfica", 0 'respalda" ningun elemento, construccion, ninguna actividad. dispositivo de propledad intelectual 0

La ASME no toma posicion alguna con relaclon a la validel de la declaraclon de derechos de palentes re",cionados con cualquier elemento mencionado en asta documento, y no Ie asegurara a nadie que el utilizar un estimdar 10exonera de responsabilidades por violacion a cualquier Carta de Palenle aplicable, ni asl8 asumira responsabilidad alguna sobre el particular. Se les advlerte expresamente a los usuarlos de un codlgo 0 estandar que la detemninaclon sobre la valldel de cualquiera de los derechos de patentes, y elliesgo de violalios, es enleramente responsabilidad propia de cada cual. La participaclan de represenl8ntes de agencias lederales 0 de personas de la Industria no debe Interprel8rse como el respaldo del gobiemo 0 de la Industria a este c6digo 0 estilndar. La ASME solo asume la responsabilidad por aquellas interpretaclones expedldas segun los procedlmlentos y ias politicas que gobieman la ASME, las cuales excluyen la expedician de interprel8ciones por volunl8lios individuales.

Ninguna parte de este documento puede reproduclrse en fomna alguna, en un sistema de recuperaci6n electr6nica 0 de otra manera, sin el prevlo permlso por esclilo del editor.

The Amelican Society 01 Mechanical Engineers Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990DCENSMenrrodeDecumenraClonlel

Derechos reservados - 2002 por THE AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS Todos Ios Derechos Reservados Impreso en los Esl8dos Unidos de Amalica

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':.0,0001.345) 52,000 (356) bO,DOO {4i 3) &5,OoJO {448)

NOT AS GENERALES (a) Los valores de esfuerzos permisibles "5" que se muestran en esta tabla, son iguales a 0.72 E (Factor de soldadura de uniones) X la resistencia cedente minima especificada de la tuberia (b) Los valores de esfuerzos permisibles "$" mostrados son para tuberia nueva y de especificacion conocida. Los valores de esfuerzos permisibles de tuberia nueva de especificaciones no conacidas, a especificaciones ASTM A120, 0 tuberia ya utilizada (reclamada 0 recogida) deben determinarse segun el paragrafa 402.3.1. (c) Para algunos calculos del c6digo, particularmente con relaci6n a conexiones de ramales (ver paragrafo 403.1((d)(3)) y expansion, flexibilidad, aditamentos estructurales, soportes y restricciones (Capitulo II, parte 5), el factor E de soldadura de uniones, no esta considerado Para la resistencia cedente minima especificada de otros grados en especificaciones aprobadas, referirse a esas especificaciones en particular EI valor del esfuerzo permisible para tuberja formada en frio y posteriormente calentada (exceptuando la sOldadura), debe ser e175% del valor que aparece listado en la tabla La definicion para los varios tipos de tuberia esta dada en el paragrafo 400.2 Los niveles de esfuerzos metricos est3n dados en Mpa (1 mega pascal a 6000 F ( 3000 C) 0 mayor

(d) (e) (f) (g)

= un millon de pascales) y referirse a los paragrafos

NOTAS(1) (2) (3) (4) Ver!a platina de especificaci6n que se utiliza para el punta cedente calculo de $. EI factor aplica unicamente para Clases 12, 22, 32, 42 Y 52 Se deben tomar radiografias despues del tratamiento al calor EI factor aplica unicamente para las Clases 13, 23, 33, 4031 para

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14

402.4.2 Roscas y Ranuras. Una tolerancia para la profundidad de las roscas y ranuras, en pulgadas (mm) deben incluirse en la A de la ecuaci6n del paragrafo 404.1.1 cuando la tuberia roscada 0 ranurada esta permitida por este C6digo. (Ver paragrafo 414). 402.4.3 Factores para uniones soldadas. Los facto res E para uniones soldadas longitudinales 0 en espiral para varios tipos de tuberias estan listados en la tabla 402.4.3 402.4.5 Tolerancias en el Espesor de Pared y los Defectos. Las tolerancias en el espesor de pared y las tolerancias por defectos para tuberia deben ser como aparecen en las especificaciones de tuberia aplicables y alas normas dimension ales incluidas en esteC6digo segun la referencia como aparece en el apE'mdice A.

402.5 Propagaci6n

de Fracturas

en Tuberias para Di6xido de Carbono.

402.5.1 Consideraciones de diseno. La posibilidad de propagaci6n de fracturas en materiales quebradizos y ductiles debe tenerse en cuenta en el diseno de tuberias para di6xido de carbono. Los ingenieros de diseno deben proveer una protecci6n razonable a los limites de ocurrencia y la longitud de las fracturas a traves de la tube ria con consideraci6n especial en los cruces de rio, cruces de carretera y otras areas 0 intervalos apropiados.

402.5.2 Fracturas Quebradizas.La propagaci6n de fracturas quebradizas debe prevenirse seleccionando una tuberia de acero que se fracture en forma ductil a temperaturas de operaci6n Los requisitos suplementarios alas especlficaciones API 51, 0 especificaciones similares deben utilizarse como requisitos de prueba para asegurar la selecci6n apropiada de la tuberia de acero. 402.5.3 Fracturas Ductiles. La propagaci6n de fracturas ductlles debe minimizarse con la selecci6n del acero para la tuberia con la dureza apropiada alas fracturas y/o con la instalaci6n de frenos apropiados para las fracturas. Las consideraciones de diseno deben incluir el diametro de la tuberia, el espesor de la pared, la dureza alas fracturas, la resistencia cedente, la presi6n de operaci6n, la temperatura de operaci6n y las caracteristicas de descompresi6n del di6xido de carbona y sus impurezas asociadas.

PARTE 2 DISENO A PRESION DE LOS COMPONENTES DE TUBERIA403. CRITERIO PARA EL DISENO A PRESION DE LOS COMPONENTES DE TUBERiA. EI diseno de los componentes de tuberia, considerando los efectos de presi6n, debe cumplir con el paragrafo 404. Adicionalmente, el dlseno debe darle cabida a los efectos dinamicos y de peso incluidos en el paragrafo 401 yen el criterio de diseno del paragrafo 402. 404. DISENO A PRESION DE LOS COMPONENTES404.1

Tuberia Recta.

404.1.1 General. (a) EI espesor nominal de la pared en las secciones rectas de tuberia de acero debe ser igual 0 mayor que "to"determinado segun la siguiente ecuaci6n: To = t+A :" (b) Las convenciones descritas a continuaci6n se utilizan en la ecuaci6n para el diseno a presi6/'i,'C~">1tuberlaTo

recta.

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=

Espesor nominal de la pared que satisface los requisitos de presi6n y sus tolerancias.

T

= Espesor de pared para diseno a presi6n calculada en pulgadas (mm) segun el paragrafo 404.1.2 para presi6n interna. EI paragrafo 402.3.1 0 el paragrafo A402.3.5, el que aplique en al fijar este factor de diseno, ya se cuenta con la debida consideracI6n y e ha incorporado el factor

.1CIPFT por medIC! 1111Ue .\'11.' d Ir"dllctores C IlJterprl'le.\ oiiciu!es, Lllls Ii. Glilo S _,e;':iinl,1 /'Csoluclo/l 129+ . 1991 de! :\finish!r!o de !usllcir.J. du/e de que lei lrclducci()n ck est.1 !ioj1lf-

15

permis/ble para la tolerancia de la reduce/on de espesor asi como la mayor profundidad permisible de las imperfecciones segun 10provisto por las especificaciones aprobadas en este Codigo A = Suma de las tolerancias para roseado 0 aeanalado tal como esta requerfdo bajo el paragrafo 402.4.2, corrosion segun los requerimientos del paragrafo 402.4.1, Y aumento en el espesor de la pared si se utiliza como una med/da protectora en el paragrafo 402.1 = Presion interna de diseno de medidor Ver paragrafo 401.2.2, Ipc (bar) = Diametro externo de la tuberia en pulgadas (mm)

Pi D

S

= Valor del esfuerzo permisible que se usa, Ipc (MPa), segun el paragrafo 402.3.1 a), (b), (c) 0 (d).

404.1.2 Presion Interna en Tuberia Recta. EI espesor de la pared de diseno para presion interna de la tube ria de acero debe ealcularse con la siguiente ecuacion:

1=-

P,o 2S

= (,/ 2Qf)

PiO

404.1.3 Tuberia Recta Bajo Presion Extema. Las tuberias cubiertas en este Codigo pueden estar sometidas a condiciones de presion durante la construccion y operacion donde la presion externa excede la presion interna (vado dentro de la tuberia 0 presion por fuera de la tuberia cuando esla sumergida). EI espesor de la pared seleccionado debe proveer suficiente resistencia para prevenir ei colapso tomando en consideracion las propiedades mecanieas, las variaciones en el espesor de la pared permitida por las especificaciones del material, la elipsibilidad (deformacion de redondez), esfuerzos de pandeo y cargas externas. (ver paragrafo 400.1.2) 404.2 Segmentos de Tuberia Curva. Los eambios en direccion pueden darse doblando la tuberia segun el paragrafo 406.2.1 0 instalando tramos de tube ria curva 0 codos hechos en fabrica segun el paragrafo 406.2.3

404.2.1 Curvas en Tuberia.EI espesor de la pared de la tuberia antes de curvana debe determinarse 10mismo que el espesor para la tube ria recta segun el paragrafo 404.1, las curvas deben cumplir con las limitaciones de aplanamiento del paragrafo 434.7.1TABLA 402.4.3 FACTOR E PARA SOLDADURA Especificacion ASTM A 53 No. Tipo de Tuberia. Nota (1) Sin costura Soldadura de resistencia electrica Soldadura de tope al homo Sin costura Soldadura de areo por fusion electriea Soldadura por resistencia electrica Soldadura de arco por fusion electriea Sin costura Soldadura por resistencia electriea DE LAS UNIONES Factor de soldadura de la union E

1.00 1.00 0.601.00 0.80 1.00 0.80 1.00 1.00 ,.,'

ASTM ASTM ASTM ASTM

A A A A

106 134 135 139

ASTM A 333 ASTM A 381

Soldadura de arco doblemente sumergida Soldadura por fusion electricaACIPt.Tpor

1,00 1.~ONotas}*), (3) ~.~. ",.,'

ASTM A 671

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medio lIno de j'IJS trrJdudUTf.$ e interpretes oficiales. Luis if Gui(j S. segim la Teso IIC/O" Ju,~licia, d.7fe de que fa Iraduccir'm de estu hoja esfiel al original en ingLe.~a4Junlo. (Tel 61 j./154 () 6554040i

1991 lid ,,>,finiS/frio e d

. WWW = a roVer nomenclatura y la figura 404.3.1 (b) (3). (b) Estas normas no aplican para boquillas en las cuales un material adicional no Integral se aplica en forma de anilla, colch6n 0 silla. (c) Estas normas aplican s610 en casos donde el eje de la salida intersecte y sea perpendicular al eje del cabezal. (4) Anataeion La anotaci6n utilizada aca esta ilustrada en las figuras 404.3.1 (b)(3). Todas las dimensiones son en pulgadas (mm). d = diametro externo de la tuberia del ramal de = diametro intemo de la tuberia del ramal D = Diametro externo del cabezal Dc = Diametro intemo del cabezal Do = diametro interne de la salida extruida medida al nivel de la superficie externa del cabezal. ho = Altura dellabio (reborde) extruido. Este debe ser igual a, 0 mayor que ro excepto como se muestraen (4)(b) a continuaci6n. L = Altura en la zona de refuerzo

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0.7 JdT"

= Espesor requerido de la tuberia del ramal segun el espesor de la pared en la ecuaci6n del paragrafo 404.12tb

Tb= Espesor de pared actual nominal del ramal. th = Espesor requerido del cabezal segun la ecuaci6n del espesor de pared del paragrafo 404.1.2Th = Espesor de pared nominal actual del cabezal. To = Espesor final de la salida extruida, medida a la altura, igual a ra por encima de la superficie externa del cabezal. (1= Medio espesor de la zona de refuerzo (igual a Do)

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ACIPE1: por medlO uno de 8U".traductores e imerprefes oftciales, Luis H. GuiuS, segllrlla re-so{uciun1294 / 199J del Minislerio de Jus/iela, Mfe de que fa traduccion de esta hoja es fie! al original en Ingles aJjun/o, (Fel6/ 1415406554(40)18

ro = Radio de curvatura de la porci6n contomeada extema de la salida medida en el plano que contenga los ejes del cabezal y el ramal. Esto esta sujeto alas siguientes limitaciones. (a) Radio minima. Esta dimensi6n no debe ser menor que 0.05d, excepto que en los ramales de diametno mayor que NPS 30 no tiene que exceder 1.5" (38 mm) (b) Radio maximo. Para tuberias de salida de tamano NPS 8 0 mayores, esta dimensi6n no debe exceder 0.10 d + 0.50" (13 mm). Para tamanos de tubena de salida menores que NPS 8, esta dimensi6n no debe ser mayor de 1.25" (32 mm). (c) Cuando el contorno externo contenga mas de un radio, el radio de cualquier sector de arco de aproximadamente 45, debe cumplir los requisitos de (a) y (b) arriba. (d) EI maquinado no se debe emplear con el fin de cumplir con los requisitos anteriores (5) (a) (b) (c) Area Para Para Para requerida. EI area requerida se define como A = K(th Do), donde K debe tomarse como: dID mayor de 0.60, K = 1.00 dID mayor de 0.15 sin exceder 0.60, K = 0.06 + 2/3 diD; dID igualo menora 0.15, K =0.70. no sea

EI diseno debe cumplir con el criterio que el area de refuerzo definida en (6) enseguida, men or que el area requerida.

(6) Area de refuerzo EI area de refuerzo debe ser igual a la sum a de las areas A 1+ A2 +A3 como se define a continuaci6n: (a) Area A 1. EI area que cae dentno de la zona de refuerzo resultante espesor disponible en la pared del cabezal, ejemplo: de cualquier exceso de

A1=Do(Th-th) (b) Area A2. EI area que cae dentno de la zona de refuerzo resultante de cualquier exceso de espesor disponible en la pared del ramal, ejemplo: A2 = 2L ( Tb- tb) (c) Area A3. EI area que cae dentno de la zona de refuerzo resultante espesor disponible en ellabio (reborde)de salida extruido, ejemplo: A3 = 2ro ( To de cualquier exceso de

-

Tb)

(7) Refuerzo de aberturas multiples. Los requisitos delineados en el paragrafo 404.3.1 (c) debenseguirse, excepto que el area requerida y los refuerzos deben estar dados en (5) y (6) anriba.

(8) EI fabricante debe ser responsable de establecer y marcar la secci6n que contenga salidas extruidas, las presiones y temperaturas de diseno, (establecidas bajo las pnovisiones de ASME 831.4,) Y el nombre del fabricante y su marca registrada.(c)Conexiones de rama/es so/dadas. Las conexiones de ramales soldadas deben ser como

indican las figuras 404.3.1 (C)(1), 404.3.1(c)(2), 404.3. 1(c)(3). EI diseiio de be cumplir con losrequisitos minimos relacionados en la Tabla 404.3.1 (c) y descritos en los puntos (1), (2), (3) Y (4). Donde se requiera refuerzo, los puntos (5) y (6) deben aplicarse.

(1) Se deben preferir las T y cruces fo~adas suavemente contomeadas de diseno probado 0 cabezales extruidos integralmente reforzados. Cuando tales Tes, cruces 0 cabezales no se usan, el miembro de refuerzo debe extenderse completamente a 10largo de la circunferencia del cabezal (ver Figura 404.3.1 (c)(1)) para la construcci6n tipica). Los bordes intemos de las aberturas terminadas deben en cuanto sea posible redondearse a un radio de 1/8" (3mm). Si el miembno circundante es mas ancho que el cabezal y sus extremos deben soldarse al cabezal, los extremos deben achafianarse (a apnoximadamente 45) hacia abajo hasta un espesor que no exceda el espesor del cabezal, y se deben hacer soldaduras de filete continuo. Colchones, sillas parciales u otro tipo de refuerzos localizados estan prohibidos.

ACfP]" por medio lIiJodc sus trududores e Jnlerpreles' oficlcJ!es, f.lIis H (T1iloS. segiJIJ lei rcsolilClol1 }2C).) 1991 dej,\lmislerio de JustJcia. dafe de que 1a traduccion de esta hOja (j eo'fief "i orixinal en Ingles =!; para bridas en los dos extremos h I~ >= 1 (6) EI ingeniero debe estar alerta de que 105codos fun didos para soldaduras de punta puedan tener paredesconsiderablemente mas pesadas que 10s de 1as tuberias que estin utilizando. Se pueden introducir errores muy grandes a no ser que el efecto de estos espesores mayores se tengan en consideracion. (7) En curvas y codos de diametro grande, con paredes delgadas la presion puede afectar en forma significativa la magnitud de la tlexibilidad y los factores de intensificacion de esfuerzos. Para corregir los val ores obtenidos de la tabla por los efectos de presion dividir\~~),. .. \'~~~\\ ,(~,;J.'u ~,'5i/~

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Factor de flexibilidad k por

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Donde. E(: = Modulo de elasticidad en frio

P

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Presion medida

(8) Tambien induye uniones con adaptador sencillo (9) Cuando T > I ~/2 use h = 4.05 {,if. tj, (10) Los factores mostrados se aplican para curvas; con factor de flexibilidad por torsion = 0.9 (11) Los radios de curvatura de jas partes comorneadas extemamente en las salidas medidas en el plano que contenga los ejes del tuba principal y el ramal. Esto esta sujeto alas siguientes limitaciones. (a) RadlO minima r" el menor de 0.05 de 638111.111.(IS pulgadas); (b) Radio maximo ro: no debe exceder: (I) Para ramales DN200 (NPS8) Y mayores, ~.I Od + 13 mm (0.50 pulgadas) (2) Para ramales menares a DN200 (NPS8), 32 mm 6 (1.25 pulgadas) (c) Cuando el contorno extemo contenga mas de un diametro, el radio de cualquier sector de areo de aproxirnadamente 45 grade debe cumplir los requisitos de (a) y (b) arriba; (d) 1\0 se debe utilizar maquinado para cumplir 10s requisitos anteriores PARTE 6 AUXILIARES Y OTRAS TUBERIA ESPECIFICAS

422. R EQlII SITOS DE DlSENO 422.3 Instrumentos y Otras Tuberias Auxiliares para Productos de Petroleo Liquido y Anhidrido de Amoniaco Liquido. Todos los instrumentos y otros auxiliares de tuberia conectados a la tuberia principal la cual opera a presiones de medidor que exceden 15 lpc (! bar), deben construirse segun las provisiones de este C6digo. 422.6 Disposiciim de Tuberias a Presion. La disposici6n de las tuberias a presion 0 su alivio entre el punta de presion original y el dispositivo de alivio deben hacerse segun este C6digo. 422.6.1 Una valvula de parada completa del area debe instalarse entre el punto de origen y el dispositivo de alivio, siempre y cuando tal viJJvuJa pueda cerrarse 0 sellarse en posicion abierta 422.6.2 La tuberia de alivio desde el dispositivo de alivio debe conectarse alas instalaciones de alivio apropiadas las cuales debe tener una chimenea de quema, una piscina apta, un dep6sito 0 un tanque. La tuberia de alivio no debe tener valvulas entre el dispositivo de ahvio y las instalaciones donde se va a drenar, a no ser que esta valvula puede cerrarse 0 se!Jarse en la posicion ablerta.

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Acero Estructural Nonnalizado, Alia Resistencla, Baja Aleacl0n

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ASTM A 633

Var;llas de Acero, Carbon, Calidad Mercantil, Propiedades Medinlcas. ... ASTM A 663 Varillas de Acero, Carbon, Forjado al Calor, Calidad Especial, Propiedades Mecan;cas..................... . ASTM A 675Miscehineo

Colgadores de Tuberia y Apoyos de I\fateriales, Disefio y Manufactura..

. MSS SP-58

Nota General Las ediciones especificas de estindares incorporadas en este C6digo para referencia, y los nombres y direcciones de las organizaciones patrocinadores, aparecen el en Apendice A, puesto que no es practico referirse a una edicion especifica de cada estindar en la Tabla 423.1 y a traves del texto del C6digo. EI Apendice A se revisaci a los intervalos de tiernpo como sea necesario, y pub1icada como Adenda de! C6digo. Notal: Un Grado A 420 WPL9 no se recomienda para el Anhidro de Aluminio debido a su contenido de cobre.

425 MATERIALES APLICADOS A LAS PIEZAS VARIAS 425.3 EmpaquesLas limitaciones en los materiales de los empaques estan contempladas en el paragrafo. 408.4.

425.4 Pernos Las limitaciones en los maleriales de los pernos estan contempladas en el paragrafo. 408.5.

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CAPITULO IV REQUERIMIENTOS DIMENSIONALES426 REQUERIMIENTOS DIMENSIONALES PARA LOS COMPONENTES DE TUBERIA ESTANDARIZADOS Y NO-ESTANDARIZADOS 426.1 Componentes Estandarizados de Tuberia Los estandares de dimensiones para los componentes de tuberia se numeran en la Tabla 426.1. Tambien ciertas especificaciones tecnicas de materiales enumeradas en Tabla 423.1, contienen requisitos de dimensi6n que son requerimientos segun el paragrafo. 426. Las dimensiones de los componentes de tuberias cumpliran con estos estandares y especificaciones, a no ser que se reunan las condiciones del paragrafo 426.2. 426.2 ComponentesNo-estandarizados de Tuberia

Las dimensiones para componentes no-estandarizados de tuberia seran eqUivalentes en cuanto a resistencia y desempeiio a los componentes estandarizados 0 como 10 previsto bajo el paragrafo. 404. Dondequiera que sea practico, estas dimensiones se adaptaran a aquellas de componentes estandarizados comparables. 426.3 Roscas

Las dimensiones de todas las roscas de conexi6n de tuberias, no obstante estar cubiertas bajo un estandar gubernamental de especificaciones de componentes, deben adaptarse a los requerimientos de los estandares aplicables enumerados en la Tabla 426.1 (ver paragrafo 414.1).

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