Indique el material, el diámetro, las temperaturas y la distancia entre anclajes. La página calcula cuánto crece el tubo, qué pasaría con la línea bloqueada, el tamaño de la lira en U y la alternativa con compensador axial.
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Lira en U por voladizo guiado; la línea discontinua es la altura disponible indicada.
Escala logarítmica: línea bloqueada, compensador axial (empuje de la presión) y lira.
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ΔL = L × α × ΔT. El acero al carbono crece unos 1,2 mm por metro cada 100 °C; en el ejemplo, 60 m de acero calentados de 20 °C a 180 °C crecen 116 mm (1,93 mm/m). El inoxidable y el cobre dilatan cerca de un 40% más que el acero al carbono, y el aluminio casi el doble.
La tensión en el tubo pasa a ser E × α × ΔT, sea cual sea la longitud: en el ejemplo, 391 MPa, 2,8 veces la admisible, con una fuerza de unos 1400 kN en los anclajes. En la práctica el tubo pandea, dobla soportes, fuga por las bridas o arranca anclajes. Por eso toda línea caliente necesita flexibilidad: codos, liras o compensadores.
Con el método del voladizo guiado, la longitud de brazos necesaria es L = √(3 × E × D × ΔL ÷ SA), repartida como 2H + W con H = 2W. En el ejemplo, un tubo de 6" con 116 mm de dilatación pide 9,3 m: lira de 3,71 m de altura por 1,85 m de ancho. El método es conservador; un análisis de flexibilidad por software suele dar liras algo menores.
La lira es solo tubo y codos, no tiene piezas que se desgasten y apenas carga los anclajes (unos 4 kN en el ejemplo), pero ocupa espacio. El compensador de fuelle cabe en el tramo recto, pero la presión empuja los anclajes principales con el empuje (29 kN a 10 bar en el ejemplo), necesita guías cercanas y requiere inspección. Use compensadores cuando no haya sitio para liras.
Depende del tamaño de lira que quepa en el lugar. En el ejemplo, con liras de hasta 4 m de altura los anclajes pueden estar a 70 m; con compensadores de 80 mm de carrera, a 41 m. Entre los anclajes, use guías y soportes deslizantes que dejen moverse el tubo en sentido axial.
La ASME B31.3, de forma parecida a la EN 13480-3, define SA = f × (1,25 Sc + 0,25 Sh), a partir de las tensiones admisibles del material en frío y en caliente. Para acero A106 Gr. B, 138 MPa es un valor práctico conservador muy usado en este método; para cobre y aluminio los valores son mucho menores. En caso de duda, siga la norma de proyecto adoptada.
Siempre que la línea sea de vapor o de un fluido peligroso, de gran diámetro, conectada a toberas de equipos sensibles (bombas, turbinas, recipientes) o con un trazado complejo.
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