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MÉXICO

ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES

ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57

FEBRERO 2008 REVISA Y SUSTITUYE A LA

EDICIÓN DE DICIEMBRE 2002


ESPECIFICACIÓN

CFE JA100-57

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO_________________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN ____________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN _____________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES _____________________________________________________________________ 2

4.1 Estructuras Metálicas Mayores _______________________________________________________ 2

4.2 Estructuras Metálicas Menores _______________________________________________________ 2

5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ______________________________________ 2

5.1 Clasificación_______________________________________________________________________ 2

5.2 Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad_______________________________________ 2

5.3 Velocidad, Presión de Viento y Coeficiente Sísmico ______________________________________ 3

5.4 Análisis y Diseño de Estructuras ______________________________________________________ 3

5.5 Características de los Materiales ______________________________________________________ 6

5.6 Doblado___________________________________________________________________________ 7

5.7 Soldadura _________________________________________________________________________ 7

5.8 Ingeniería de Detalle ________________________________________________________________ 7

5.9 Protección Anticorrosiva ____________________________________________________________ 9

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN______________________________________________________ 10

7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE ______________________________________ 10

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL __________________________________________ 10

9 CONTROL DE CALIDAD ____________________________________________________________ 10

9.1 Generalidades ____________________________________________________________________ 10

9.2 Pruebas__________________________________________________________________________ 11

9.3 Aceptación _______________________________________________________________________ 11

9.4 Inspección y Aceptación del Material _________________________________________________ 12

9.5 Verificación del Marcado____________________________________________________________ 12

10 MARCADO _______________________________________________________________________ 12

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO ______________________________________________ 12


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12 BIBLIOGRAFÍA ____________________________________________________________________ 13

13 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES _________________________________________________ 13

APÉNDICE A (Normativo) PRESIONES DEBIDAS AL VIENTO SOBRE ESTRUCTURAS METÁLICAS DE SUBESTACIONES____________________________________________________________ 14

APÉNDICE B (Informativo) INFORMACIÓN REQUERIDA ___________________________________________ 18

TABLA 1 Deformaciones lineales permisibles calculadas para estructuras mayores y menores de celosía en subestaciones__________________________________________________________ 5

FIGURA 1 Detalle de escalón __________________________________________________________________ 8


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1 OBJETIVO Establecer los requerimientos técnicos y de calidad que deben cumplirse en la clasificación, análisis, diseño, fabricación, montaje, pruebas a materiales utilizados en la fabricación y suministro de las estructuras metálicas para subestaciones que adquiere la Comisión Federal de Electricidad (CFE). 2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica para las estructuras metálicas mayores y menores en subestaciones que adquiere la CFE. 3 NORMAS QUE APLICAN

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. NMX-B-254-1987 Acero Estructural. NMX-B-285-1974 Acero Estructural de Alta Resistencia. NMX-H-124-1990 Tornillos de Alta Resistencia para Uniones de Acero

Estructural. NMX-Z-012-1-1987 Muestreo para la Inspección por Atributos – Parte 1:

Información General y Aplicaciones. NMX-Z-012-2-1987 Muestreo para la Inspección por Atributos – Parte 2: Método

de Muestreo, Tablas y Gráficas. ISO 1461-1999 Hot Dip Galvanized Coatings on Fabricated Iron and Steel

Articles – Specifications and Test Methods. ISO 9225-1992 Corrosion of Metals and Alloys – Corrosivity of Atmospheres-

Measurement of Pollution. NRF-001-CFE-2000 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga,

Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.

NRF-010-CFE-2001 Transportación Especializada de Carga. NRF-018-CFE-2004 Aisladores Tipo Suspensión de Porcelana o de Vidrio

Templado. NRF-023-CFE-2002 Herrajes y Accesorios. CFE D8500-01-2007 Selección y Aplicación de Recubrimientos Anticorrosivos. CFE D8500-02-2007 Recubrimientos Anticorrosivos. CFE DY700-08-1999 Soldadura y sus Aspectos Generales. CFE L0000-15-1992 Código de Colores.

NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la

fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.


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4 DEFINICIONES 4.1 Estructuras Metálicas Mayores Son estructuras a base de marcos metálicos, de alma llena o celosía, para sostener cables de energía eléctrica, equipos y accesorios. 4.2 Estructuras Metálicas Menores Son bases de celosía o tubulares para sostener el equipo primario de una subestación incluyendo las siguientes: Cuchillas, apartarrayos, interruptores, aisladores soporte, trampas de onda, buses rígidos, transformadores: de corriente, de potencial capacitivo o potencial inductivo. 5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Las unidades de medida utilizadas en la presente especificación deben cumplir con la norma NOM-008-SCFI. 5.1 Clasificación Las estructuras metálicas para subestaciones eléctricas se clasifican por:

a) Disposición de sus elementos.

- de alma llena, - de celosía.

b) Sección transversal.

- a base de ángulos, - sección I, - tubulares.

c) Por la tensión eléctrica.

- 115 kV, - 230 kV, - 400 kV.

5.2 Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad La forma y configuración de las estructuras debe estar de acuerdo con la presente especificación, con los planos y/o dibujos que la complementan. La información mínima contenida en los planos y/o dibujos debe ser:

a) Dimensiones generales de las estructuras.


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b) Distancias de seguridad de las estructuras. c) Detalles de la sujeción de cables y equipos. d) Detalles de la conexión a tierra.

5.3 Velocidad, Presión de Viento y Coeficiente Sísmico 5.3.1 Velocidad de viento En las Características Particulares se indica el valor de la velocidad regional del viento para un periodo de retorno de 200 años. 5.3.2 Presiones debidas al viento Las velocidades regionales de viento y sus presiones correspondientes se calculan de acuerdo a lo indicado en el Apéndice A. 5.3.3 Coeficiente sísmico En las Características Particulares se indica el valor del coeficiente sísmico de diseño. 5.4 Análisis y Diseño de Estructuras 5.4.1 Cargas Las principales cargas a considerar en el diseño de estructuras para subestaciones son las siguientes:

a) Masa propia de la estructura, equipo, aisladores, herrajes y accesorios. b) Cargas que transmiten los cables e hilos de guarda a la estructura. Estas se deben a: tensión

mecánica, masa propia, presión de viento y temperatura. c) Acción del viento y sismo sobre las estructuras y el equipo. d) Por acumulación de hielo (cuando se indique en las Características Particulares). e) Sismo.

5.4.1.1 Identificación de las condiciones de carga Las condiciones de carga empleadas para el análisis de las estructuras son las siguientes: PP = Masa propia de la estructura.

PEC = Masa del equipo y cables.

TMCCN = Tensión máxima de cables en condiciones normales (tensiones máximas actuando en las dos

direcciones). La tensión máxima será la obtenida de acuerdo a la memoria de cálculo de flechas y tensiones indicada en las Características Particulares.

TTCCN = Tensiones de trabajo de cables en condiciones normales.


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TMCCD = Tensión máxima de cables en condiciones desbalanceadas (tensión máxima crítica actuando en una dirección).

TTCCD = Tensión de trabajo de cables en condiciones desbalanceadas (tensión de trabajo crítica actuando en una dirección).

PVMNE = Presión de viento máximo normal a la estructura (En la dirección de la tensión de los cables), para un periodo de retorno de 200 años.

PVMPE = Presión de viento máximo paralelo a la estructura (perpendicular a la tensión de cables), para un periodo de retorno de 200 años.

PvmNE = Presión de viento medio normal a la estructura (en la dirección de la tensión de los cables), para la mitad de la velocidad correspondiente a un periodo de retorno de 50 años.

PvmPE = Presión de viento medio paralelo a la estructura (en la dirección perpendicular a la tensión de los cables), para la mitad de la velocidad correspondiente a un periodo de retorno de 50 años.

PVM45 = Presión de viento máximo a 45 ºC (se consideran las componentes de las fuerzas en ambas direcciones de la estructura, es decir para cada lado se tomará un valor de 0,7071 de dichas fuerzas correspondientes a las funciones trigonométricas de seno y/o coseno.

CSNE = Carga de sismo normal a estructura (se considera la carga de sismo actuando al 100 % en esta dirección y el 30 % actuando en la otra dirección).

CSPE = Carga de sismo paralelo a estructura (se considera la carga de sismo actuando al 100 % en esta dirección y el 30 % actuando en la otra dirección).

5.4.1.2 Combinaciones y factores de carga Combinaciones: 1. 1,4 (PP+PEC+TTCCN). 2. 1,2 (PP+PEC+TTCCN) + 1,3 PVMPE. 3. 1,2 (PP+PEC + TTCCN) + 1,3 PVMNE. 4. 1,2 (PP+PEC+TTCCD) + 1,3 PVMPE. 5. 1,2 (PP+PEC+TTCCD) + 1,3 PVMNE. 6. 1,2 (PP+PEC+TTCCN) + 0,919 PVMNE + 0,919 PVMPE. 7. 1,2 (PP+PEC+TTCCD) + 0,919 PVMNE + 0,919 PVMPE. 8. 1,2 (PP+PEC+TMCCN) + 1,3 PvmPE. 9. 1,2 (PP+PEC+TMCCN) + 1,3 PvmNE. 10. 1,2 (PP+PEC+TMCCD) + 1,3 PvmPE. 11. 1,2 (PP+PEC+TMCCD) + 1,3 PvmNE.


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12. 1,2 (PP+PEC+TTCCN) + 1,5 CSNE. 13. 1,2 (PP+PEC+TTCCD) + 1,5 CSNE. 14. 1,2 (PP+PEC+TTCCN) + 1,5 CSPE. 15. 1,2 (PP+PEC+TTCCD) + 1,5 CSPE. 16. 0,9(PP+PEC)+TTCCD+1,3 PVMNE. 17. 0,9(PP+PEC)+TTCCD+1,3 PVMPE. 18. 0,9(PP+PEC)+TTCCD+1,5 CSNE. 19. 0,9(PP+PEC)+TTCCD+1,3 CSNPE. 20. PP+PEC+TTCCN. 5.4.2 Análisis estructural El análisis debe incluir todos los miembros de la estructura considerando los efectos de orden superior debidos a los desplazamientos y la dependencia de la rigidez de la estructura en el nivel de esfuerzos de los miembros y puede realizarse mediante un programa de computadora. El diseño estructural debe hacerse por el método de resistencia última. 5.4.3 Deformaciones elásticas admisibles La deformación máxima de elementos de las estructuras en cualquier dirección, debe ser menor a L/100, para cargas de servicio L corresponde a la longitud no arriostrada del elemento. La deformación máxima permisible para estructuras (trabes y columnas), debe ser de acuerdo a la tabla 1.

TABLA 1 – Deformaciones lineales permisibles calculadas para estructuras mayores y menores de celosía en subestaciones

Tipo de estructura

Combinaciones de carga: Cargas permanentes sin factorizar Combinación No. 20, del subinciso

5.4.1.2

Trabes de celosía L/360 (vertical y horizontal)1

Columnas de celosía H/360 (horizontal en el extremo libre)2

NOTAS: 1.- L = Longitud de la trabe. 2.- H = Altura de la columna.

En caso de exceder estos valores en campo, para el caso de cargas permanentes, deben efectuarse las correcciones necesarias aún cuando las deformaciones calculadas estén dentro de las permisibles.


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5.5 Características de los Materiales 5.5.1 Perfiles y placas El acero que se emplea en la fabricación de las estructuras debe cumplir con alguna de las siguientes normas en función de su diseño:

a) Para ángulos, vigas de sección I, sección cajón, tubulares y placas con fy mínimo de 248,1 MPa, aplica la norma NMX-B-254.

b) Para ángulos, vigas de sección I, sección cajón, tubulares con fy mínimo de 345 MPa, aplica la norma NMX-B-285.

No se aceptan perfiles hechos a base de placa doblada. 5.5.2 Tornillos, anclas y tuercas El acero de tornillos debe cumplir con la norma NMX-H-124. Las tuercas deben ser de acuerdo a la referencia [10] del capítulo 12 de esta especificación. El acero de fabricación para anclas debe ser NMX-B-254 grado 75 con fy mínimo de 514,9 MPa. 5.5.3 Tolerancias y ajustes de fabricación 5.5.3.1 Tubos

- longitudinal de una sección: ± 25 mm, - longitudinal de empotramiento entre secciones: +15 %, - perimetral:

. sección macho: + 2 mm, -12 mm, . sección hembra: + 9 mm, - 6mm, . otras: + 9 mm, - 6mm.

- perpendicularidad de la placa de base con la columna: 1:480, - centrado de la columna en la placa base: 6 mm.

5.5.3.2 Placas base

- longitud: + 6 mm, - diámetro de barrenos + 2 mm, - localización de barrenos: + 2 mm.


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5.5.3.3 Anclas

- longitud: + 25 mm. 5.5.3.4 Barrenos El diámetro de los barrenos debe ser de 1,6 mm mayor que el diámetro del tornillo respectivo. La conicidad de los barrenos punzonados no debe exceder de 0,8 mm entre diámetros máximo y mínimo. Las tolerancias deben ser, entre:

- gramiles: 0,4 mm, - centro de barrenos: 0,8 mm, - centros de grupos de barrenos: 1,6 mm.

5.6 Doblado Las limitaciones en el doblez de perfiles se expresan mediante el cociente del radio interior del doblez al espesor, esta relación debe ajustarse a la referencia [6] del capítulo 12 de esta especificación. Los dobleces mayores a 5 grados, a los perfiles se deben hacer en caliente a temperatura de 600 °C a 650 °C, para materiales hasta espesores de 12,7 mm y de 850 °C a 950 °C cuando son menores. 5.7 Soldadura En elementos principales solo se acepta soldadura cuando se unen a la placa base; siendo elemento principal las cuerdas de la estructura. Para todos los demás elementos se aceptan soldaduras respetando los lineamientos de la Ingeniería de Detalle (inciso 5.8). La soldadura debe hacerse en taller y su empleo, diseño y pruebas, debe ajustarse a los lineamientos de la especificación CFE DY700-08. 5.8 Ingeniería de Detalle

a) Estructuras tubulares, las secciones telescópicas deben detallarse para una longitud de acoplamiento igual a 1,5 veces el diámetro interior de la sección hembra.

b) Todos los tornillos deben llevar arandela plana, tuerca y contratuerca o arandela de presión y

tuerca.

c) Las anclas deben llevar tuerca de nivelación, arandela plana, tuerca de sujeción y contratuerca.

d) Los tubos telescópicos deben llevar marcas para identificar la longitud de acoplamiento de la sección macho.

e) Todas las piezas deben llevar la marca de identificación en sobrerelieve según los planos de

montaje y de taller. Esta se estampa antes del galvanizado.

f) No se aceptan elementos fabricados con dos o más tramos unidos con soldadura, tampoco sellos (tapones), ni soldadura o ranuras en barrenos.


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g) La existencia de soldadura en elementos es motivo de rechazo. Los números y posición deben ser claramente legibles. 5.8.1 Escalones Las estructuras deben estar provistas de soportes para montaje de escalones galvanizados atornillados. Los escalones deben estar localizados a partir de 3,0 m del nivel del terreno, espaciados alternadamente 40 cm en sentido vertical, y solo se colocarán en una pierna de cada columna. El escalón debe ser formado por un redondo de 19 mm de diámetro y 295 mm de largo con una escuadra de 40 mm; atornillado a la estructura, véase figura 1.

FIGURA 1 – Detalle de escalón

5.8.2 Barrenos especiales Para la conexión a tierra del poste y para la placa de peligro se requieren barrenos de 13 mm de diámetro. Su posición se indica en los dibujos correspondientes. 5.8.3 Herrajes El proveedor de las estructuras debe suministrar, cuando así se solicite, los accesorios necesarios para la sujeción del cable conforme a las normas NRF-018-CFE y NRF-023-CFE.


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5.9 Protección Anticorrosiva 5.9.1 Galvanizado

a) Todos los elementos de la subestación, incluyendo las anclas y la tornillería, deben ser galvanizados por el método de inmersión en caliente (Hot-Dipping), después de haber sido cortados y taladrados; dicho galvanizado debe cumplir con la norma ISO 1461 y las referencias [5], [6] y [12] del capítulo 12 de esta especificación. El espesor requerido del galvanizado debe ser de 100 μm como mínimo para piezas con espesores iguales o mayores de 6 mm, y para espesores menores de 6 mm, el espesor de galvanizado debe ser de 85 μm como mínimo, considerando la nota 2 de la tabla 2 de la norma ISO 1461.

b) El galvanizado de las tuercas, contratuercas, tornillos, escalones, anclas y arandelas, debe

efectuarse por el método de “inmersión en caliente”, y cumplir con la norma ISO 1461.

c) En las zonas que CFE establece de ambiente marino y/o industrial (de acuerdo a la norma ISO 9225) en las Características Particulares, adicionalmente al galvanizado, debe aplicarse anterior al montaje, el siguiente sistema de recubrimiento:

- limpiar la superficie aplicando el método CFE-LSO indicado en la especificación

CFE D8500-01, - preparar la superficie aplicando un mordentador CFE-P17, de acuerdo con la especificación

CFE D8500-02, a un espesor seco de 13 μm, - aplicar un primario vinil-epóxico fosfato de zinc óxido CFE-P21, en dos capas, con un

espesor seco por capa de 25 μm y un acabado epóxico altos sólidos CFE-A3, en una capa, con un espesor seco de 125 μm de acuerdo con las especificaciones CFE D8500-01 y CFE D8500-02. El color del acabado debe ser 24 marfíl, de acuerdo con la especificación CFE L0000-15.

d) El galvanizado debe quedar liso, continuo y uniforme, sin escamas, gotas o rugosidades en la

superficie, bordes o parte interna de los elementos (perfiles angulares, placas y tornillos).

e) El galvanizado que haya sufrido daños, en planta o en campo, se debe reparar de acuerdo a la norma ISO 1461.

f) La evaluación visual, así como la medición del espesor del galvanizado, deben realizarse de

acuerdo a la norma ISO 1461.

g) El muestreo para la inspección del galvanizado debe realizarse en taller de acuerdo a las normas NMX-Z-012-1 y NMX-Z-012-2 utilizando un muestreo sencillo para inspección reducida S-4. CFE se reserva el derecho de obtener muestras para efectuar pruebas de los materiales por suministrar, así como solicitar certificados de calidad de los mismos.

h) Se considera lote para pruebas de rutina, a la carga o atado que entra a la tina de galvanizado, en

pruebas de aceptación, a un máximo de hasta 35 000 piezas o elementos estructurales para cada espesor de galvanizado, y en pruebas de prototipo, a una estructura completa. No se deben mezclar en un lote miembros estructurales de diferentes empresas galvanizadoras.

i) Se acepta el uso de soluciones para sellar el galvanizado, que no sean a base de cromo

hexavalente.


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6 CONDICIONES DE OPERACIÓN No aplica. 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE No aplica. 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL No aplica. 9 CONTROL DE CALIDAD 9.1 Generalidades

a) La CFE se reserva el derecho de revisar el material y trabajo a suministrar bajo estas especificaciones.

b) El proveedor debe notificar con suficiente anticipación las fechas de fabricación en el taller, de

manera que la CFE programe sus visitas de inspección.

c) El costo de la inspección debe ser por cuenta de la CFE, pero en el caso de que los supervisores tengan que hacer trabajos extraordinarios por causas imputables al proveedor, el proveedor se obliga a pagar el importe de dichos trabajos hasta una cantidad no superior al 1 % del costo total del contrato.

d) El proveedor se obliga a proporcionar a los supervisores todas las facilidades que le permitan

cerciorarse de que los materiales, y las pruebas a que se sujeten son satisfactorias para los intereses de la CFE. Cuando el inspector lo requiera, se deben efectuar las pruebas que aclaren cualquier caso dudoso y el proveedor le proporcionará las copias de los resultados de dichas pruebas que requiera el inspector para enviarlas a la CFE con sus informes.

e) La CFE debe recibir 3 (tres) copias certificadas de las pruebas realizadas en la planta laminadora

para determinar las propiedades físicas y químicas del acero que se utiliza en el trabajo, así como 3 (tres) copias de certificados de calidad de los otros materiales, de conformidad con las especificaciones que los rigen.

f) El proveedor debe enviar o entregar a los inspectores de CFE dos copias de los dibujos de taller y

montaje aprobados para realizar su labor de inspección con la anticipación necesaria para que la inspección pueda hacerse en forma satisfactoria y apegada a los dibujos finalmente aprobados, por la CFE, para lo cual el proveedor debe informar a los supervisores sobre las modificaciones más recientes a dichos dibujos, independientemente de la información que reciban los inspectores directamente de la CFE.

g) Los informes sobre todas las pruebas hechas por el proveedor, así como los informes de avance

de trabajo y otros semejantes que se envíen a la CFE, deben redactarse en español y llevar la aprobación de los supervisores.

h) Entre los documentos necesarios para que el proveedor haga efectivos los pagos de los importes

de la estructura, debe incluir los certificados de inspección con la aceptación de los supervisores de la CFE.


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9.2 Pruebas

a) Se deben efectuar pruebas en la planta laminadora para la determinación de las propiedades físicas y químicas del acero utilizado en el trabajo.

b) Previo al embarque se deben montar temporalmente en el taller del proveedor para revisar la

exactitud del trabajo, los largueros, columnas y partes principales de la estructura de acero a fin de que sean aprobados por la CFE.

c) Antes de efectuar el embarque de las diferentes partes de la estructura, deben someterse a la

inspección de la CFE, la cual debe intervenir cuando sea necesario, a juicio de la misma, durante los procesos de fabricación y pruebas. Cualquier excepción a este procedimiento solo es válido si es solicitado por el proveedor y aceptado por la CFE.

d) Las pruebas de calificación de las soldaduras deben sujetarse a lo establecido en la

referencia [3] del capítulo 12 con excepción de la soldadura de arco metálico que debe cumplir con la referencia [15] del capítulo 12 de esta especificación.

Los resultados de las pruebas de calificación deben estar a disposición del inspector de la CFE o su representante. La CFE puede exigir la repetición de las pruebas de calificación de cualquier soldador cuando, a juicio de la misma, el trabajo de dicho soldador es de calidad dudosa. El costo de estas pruebas es por cuenta del proveedor.

e) Todas las soldaduras de placas de espesor mayor o igual a 50 mm que trabajan a tensión o de

miembros principales, deben someterse a pruebas no destructivas del tipo radiografía, ultrasónicas o de partículas magnéticas, según lo especifique la CFE. El costo de estas pruebas se considera como trabajo que será cubierto por el proveedor.

f) Cuando así lo requiera CFE, se debe seleccionar un número determinado de soldaduras de

acuerdo a la norma NMX-Z-012-2, con el fin de hacer las pruebas necesarias y de no ser satisfactorias, las soldaduras deben ser retiradas y repuestas a satisfacción de la CFE.

Los gastos que ocasionen estas pruebas son a cargo del proveedor.

9.3 Aceptación

a) La CFE se reserva el derecho de rechazar cualquier trabajo defectuoso de fabricación o de detalle, o de ordenar que se le realicen las correcciones necesarias.

El costo de dichas correcciones es por cuenta del proveedor.

b) La CFE acepta la estructura en forma definitiva siempre que el proveedor la fabrique en la misma

secuencia que requiere su instalación final en el sitio, es decir como se estipula en el programa de montaje y cada embarque debe contener todos los accesorios tales como pernos y otros dispositivos indispensables para la correcta instalación de las porciones de la estructura incluidas en el embarque. Por cada lote el proveedor debe enviar una lista detallada de su contenido. Estas listas preparadas con la responsabilidad del proveedor deben ser verificadas y firmadas de conformidad por los supervisores.

c) La estructura y sus accesorios no son aceptados por la CFE hasta que se efectúe el montaje

indicado en el inciso 9.2 (b), previa conformidad de los inspectores de la misma.


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Las entregas hechas por el proveedor a dichos inspectores tienen que estar de acuerdo con el programa de fabricación establecido en la presente especificación.

9.4 Inspección y Aceptación del Material El proveedor debe permitir al personal de CFE las facilidades necesarias a fin de inspeccionar la materia prima, procesos de fabricación, exactitud del equipo de control y medición así como productos terminados. Mientras el supervisor de CFE no dé la aprobación por escrito de las solicitudes de inspección, el proveedor no debe embarcar ni entregar el material. Las estructuras deben ser armadas en negro en las instalaciones del proveedor y supervisadas por la Gerencia del LAPEM, para verificar su geometría, inspección visual, dimensional y ensamble, a fin de evitar que después del galvanizado se realicen barrenos, cortes y marcado. Las uniones soldadas deben estar totalmente limpias, sin escoria, exentas de porosidades y grietas o cualquier otra impureza, además de presentar buena apariencia. En las estructuras tubulares, antes de que el proveedor entregue las estructuras al área usuaria, éstas deben ensamblarse después de galvanizadas hasta las marcas de empotramiento con la fuerza especificada, supervisado por la Gerencia del LAPEM y después, desensamblarlas para su embarque. CFE se reserva el derecho de obtener muestras para efectuar pruebas de los materiales por suministrar, así como solicitar certificados de calidad de los mismos. 9.5 Verificación del Marcado Debe verificarse, antes del galvanizado, que todas las piezas llevan la marca de identificación según los planos de montaje y fabricación, con caracteres de por lo menos 2 cm de altura. A la recepción en sitio, el marcado de estas piezas debe ser legible y permanente. 10 MARCADO Cada pieza debe llevar una marca de identificación, igual a la indicada en los planos de montaje y de taller, además del logotipo del fabricante, esta se estampa antes del galvanizado. Los caracteres y su posición deben ser claramente legibles y tener 2 cm de altura. La marca, en bajo relieve, se debe formar como se indica a continuación:

a) Logotipo del fabricante.

Caracter que identifica al fabricante de la estructura.

b) Marca del elemento.

Número consecutivo de identificación del elemento. 11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO De acuerdo a las normas NRF-001-CFE y NRF-010-CFE.


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12 BIBLIOGRAFÍA [1] AISC LRFD Manual of Steel Construction – Load and Resistance Factor

Design. American Institute of Steel Construction. [2] ANSI B18.1.1-1972 Small Solid Rivets 7/16 Inch Nominal Diameter and Smaller. [3] ANSI B18.2.1-1981 Square and Hex Bolts and Screws Inch Series. [4] ASTM A36/A36M-2001 Standard Specification for Carbon Structural Steel. [5] ASTM A123/123M-2001 Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coating

on Iron and Steel Products. [6] ASTM A143-2001 Standard Practice for Safeguarding Against Embrittlement of

Hot-Dip Galvanized Structural Steel Products and Procedure for Detecting Embrittlement.

[7] ASTM A325M-2000 Standard Specification for High-Strength Bolts for Structural

Steel Joints. [8] ASTM A394-2000 Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts,

Zinc-Coated and Bare. [9] ASTM A490-2000 Standard Specification for Structural Bolts Alloy Steel Heat

150 ksi Minimun Tensile Strenght. [10] ASTM A563-2000 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts. [11] ASTM A572/A572M-2001 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy

Columbium-Vanadium Structural Quality. [12] ASTM E376-1996 Standard Practice for Measuring Coating Thickness by

Magnetic-Field or Eddy-Current (Electromagnetic) Test Methods.

[13] ASTM F1554-04 Standard Specification for Anchor Bolts, Steel, 36, 55, and

105-ksi Yield Strength. [14] AWS D.1.1-2000 Structural Welding Code-Steel. [15] AWS C5.6-1989 Recommended Practices for Gas Metal Arc Welding. [16] MDOC-DV-1993 Manual de diseño de Obras Civiles, Diseño por Viento. [17] MDOC-DS-1993 Manual de diseño de Obras Civiles, Diseño por Sismo. 13 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES Las Características Particulares a que se refiere la presente especificación se indican en el formato CPE-349 anexo a este documento normalizado.


ESPECIFICACIÓN

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APÉNDICE A (Normativo)

PRESIONES DEBIDAS AL VIENTO SOBRE ESTRUCTURAS METÁLICAS DE SUBESTACIONES

A.1 CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA SEGÚN SU IMPORTANCIA De acuerdo a la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación, tomo I inciso 4.3 pertenecen al grupo A. A.1.1 Clasificación de la Estructura Según su Respuesta Ante la Acción del Viento De acuerdo a la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación, tomo I inciso 4.4 pertenecen al tipo 2. A.1.2 Efectos del Viento que Deben Considerarse Para diseñar las construcciones del tipo 2, se consideran los efectos dinámicos causados por la turbulencia del viento. Estos se toman en cuenta mediante la aplicación del factor de respuesta dinámica debida a ráfagas y éste no debe ser menor a la unidad (inciso 4.9.3.3 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación). A.1.3 Determinación de la Velocidad de Diseño (VD) Es la velocidad a partir de la cual se calculan los efectos del viento sobre las estructuras, cables y equipo, la velocidad de diseño en km/h, se obtiene con la siguiente ecuación:

VD = FT Fα VR Donde: FT = Factor que depende de la topografía del sitio donde se ubica la subestación en estudio, adimensional. Fα = Factor que toma en cuenta el efecto combinado de las características de exposición locales y de

variación de la velocidad con la altura, adimensional. VR = Velocidad regional que le corresponde a la zona donde se ubica la subestación km/h. A.1.4 Factor de Topografía (FT) Este factor toma en cuenta, el efecto topográfico local del sitio de desplante de las estructuras de la subestación en estudio. En la tabla I.5 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación, se muestran los valores que se recomiendan con base en la experiencia para el factor de topografía, de acuerdo con las características topográficas del lugar. A.1.5 Factor de Exposición (Fα) Este factor refleja la variación de la velocidad del viento con respecto a la altura; así mismo considera las características de rugosidad que se presentan de la zona donde se ubica la subestación en consideración. En la tabla I.1 de la [16] del capítulo 12 de esta especificación, se indican cuatro categorías de terrenos conforme al grado de dicha rugosidad.


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Si el lugar donde se localiza la subestación es la frontera entre dos tipos de terreno, se debe seleccionar la que genere las condiciones más desfavorables para una dirección de viento dada. El factor de exposición se calcula con las siguientes expresiones:

Fα =Frz Frz Es el factor que establece la variación de la velocidad dada de viento con la altura Z en función de la

rugosidad del terreno y el tamaño de la construcción. A.1.6 Factor de Rugosidad y Altura (Frz) Se obtiene de acuerdo a las expresiones siguientes:

En donde: δ = Es la altura medida a partir de terreno de desplante, por encima de la cual, la variación de la velocidad del

viento no es importante y se puede suponer constante; a esta altura se le conoce como altura gradiente; δ y z deben estar en metros.

α = Es el exponente que determina la forma de la variación de la velocidad del viento con la altura y es

adimensional. Z = Altura a la que se refiere calcular la presión, en metros. Los coeficientes α y δ están en función de la rugosidad del terreno y están indicados en la tabla I.4 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación. A.1.7 Selección de la Velocidad Regional (VR) La referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación, contiene 5 mapas con las velocidades regionales para la República Mexicana, correspondientes a períodos de retorno de 10 años, 50 años, 100 años, 200 años y 2 000 años. Si no se indica en las Características Particulares, el periodo de retorno para subestaciones es de 200 años. Una vez seleccionado el periodo de retorno y localizada la subestación, se determina la velocidad regional.

δα

δ<<= ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ Zsi

ZFrz 1056,1

δ≥= ZFrz si56,1

mZsiFrz 1010

56,1 ≤= ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

α

δ


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A.1.8 Presión Dinámica de Base (qz) Cuando el viento actúa sobre un obstáculo, genera presiones sobre su superficie que varían según la velocidad del viento y su dirección de incidencia sobre la estructura. La presión que ejerce el flujo del viento sobre una superficie plana perpendicular a él, se denomina comúnmente presión dinámica de base y se determina con la siguiente ecuación:

20000471,0 DVGqz = Donde: G = Factor de corrección por temperatura y por altura con respecto al nivel del mar, adimensional y se define

con la siguiente expresión:

τ+Ω

=273

94,2G

Donde: Ω = Presión barométrica, está en función de la altura sobre el nivel del mar y se indica en la tabla A1.

TABLA A1 – Relación entre la altitud y la presión barométrica

Altitud (m s.n.m.)

Presión barométrica (kPa)

0 101,32 500 95,99

1 000 89,92 1 500 84,66 2 000 79,99 2 500 75,33 3 000 70,66 3 500 65,99

NOTA: Puede interpolarse para valores intermedios de

la altitud. τ = Temperatura ambiental en °C, en la tabla III.1 (b) de la referencia [16] del capítulo 12 de esta

especificación, se indican la ubicación, altitud y temperatura media anual de las ciudades más importantes de la República Mexicana.

VD = Velocidad de diseño, en km/h, definida anteriormente. qz = Presión dinámica de base a una altura z sobre el nivel del terreno, en kPa. El factor de 0,0000471 corresponde a un medio de la densidad del aire (ρ = 1,2255 kg/m3 para 15 °C y al nivel del mar).


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A.1.9 Presión de Viento Sobre Componentes de las Subestaciones Las presiones del viento sobre las estructuras y cables de las subestaciones, se obtienen considerando el efecto dinámico del viento. Estas presiones se pueden obtener a partir de presiones equivalentes que emplean factores de respuesta dinámica, las cuales dependen de las condiciones de flujo y de las propiedades dinámicas de los componentes. La presión total en la dirección del viento se debe calcular con la siguiente expresión:

zagz qCFP = Donde: Fg = Es el factor de respuesta dinámica debida a ráfagas, adimensional. Ca = Es el coeficiente de arrastre, que depende de la forma de la estructura, adimensional. qz = Presión dinámica de base en la dirección del viento a una altura Z sobre el nivel del terreno, en kPa. A.1.10 Factor de Respuesta Dinámica Debida a Ráfagas Este factor se utiliza en el diseño de las construcciones pertenecientes a los tipos 2 y 3 en las cuales se toman en cuenta los efectos dinámicos debidos a las turbulencias en la dirección del viento y se determina conforme al tomo I inciso 4.9.3.3 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación. En ningún caso se debe tomar menor a la unidad. A.1.11 Coeficiente de Arrastre Ca Los valores del coeficiente de arrastre para marcos de celosía están indicados en la tabla I25 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación. Para equipo apoyado en las estructuras el coeficiente de arrastre será el mostrado en la tabla A.1 de la referencia [16] del capítulo 12 de esta especificación. Ya obtenidos todos estos valores se procede a calcular la presión total del viento en la dirección deseada.


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APÉNDICE B (Informativo)

INFORMACIÓN REQUERIDA

B.1 EN LA PROPUESTA La propuesta del proveedor debe incluir la siguiente información:

a) Cuestionario comercial debidamente contestado. b) Cuestionario técnico debidamente contestado. c) Planos de dimensiones generales de las estructuras. d) Las masas de las estructuras. e) Carta en la que acepta, en caso de resultar ganador, que los diseños de las estructuras deben ser

propiedad de la CFE y se compromete a entregar la información necesaria, como planos de taller y memoria de cálculo.

B.2 AL FORMALIZARSE EL CONTRATO El proveedor que resulte ganador, debe entregar un programa de las actividades por desarrollar para cumplir con el suministro de las estructuras, en los plazos indicados en su propuesta. Este programa incluye entre otros conceptos los siguientes:

a) Cálculos y planos para la revisión por parte de la CFE. b) Entregas de cálculo y planos para la revisión por parte de la CFE. c) Planos definitivos. d) Pruebas mecánicas a los materiales. e) Fabricación. f) Inspección. g) Embarque y entrega en obra de las estructuras. h) Montaje de estructuras.

B.2.1 Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad Este dibujo debe contener la información solicitada en el inciso 5.2 de esta especificación.


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B.2.2 Análisis y Diseño Se debe entregar la documentación siguiente:

a) Criterios de diseño y memoria de cálculo detallada. Junto con los resultados se entregan los datos de entrada impresos y en discos flexibles.

b) Propiedades prismáticas de las secciones que se utilizan en el diseño. c) Tabla-resumen de cargas y diseños donde se indique, para todos y cada uno de los miembros

analizados, lo siguiente:

- número de identificación. Corresponde al número de la pieza indicado en el plano de cuerpo básico,

- cargas y momentos de diseño, - número de las combinaciones de carga correspondientes, - dimensiones del perfil, - bajo cargas de servicio un análisis de deformaciones para diferentes alturas de la estructura, - diseño de las conexiones mecánicas. Número de tornillos y la forma en que trabajan.

d) Planos y/o dibujos de cuerpo básico en hojas de 884 mm x 555 mm. Debe contener la siguiente

información:

- isométrico general de la estructura, - planos estructurales de columna, - planos estructurales de trabes, - planos de detalles tipo, - identificación y estructuración de todos los niveles especificados y sus masas, - para estructuras telescópicas, indicar las fuerzas de acoplamiento para cada ensamble y el

equipo de aplicación recomendado, - estos planos y/o dibujos deben hacerse a escala y contener el siguiente enunciado

“PROHIBIDA LA REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL. PROPIEDAD DE CFE”, - lista de partes incluyendo masas unitarias y totales.

e) Criterio de diseño y memoria de cálculo de las cimentaciones y su dibujo. f) La revisión por parte de CFE no exime al proveedor de su responsabilidad por el diseño.


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B.3 CONSIDERACIONES ADICIONALES En las dimensiones de los dibujos y en todos los cálculos, el proveedor debe basarse en la norma NOM-008-SCFI. El proveedor se debe dirigir para:

a) Especificaciones, diseño y pruebas de materiales: al área técnica usuaria. b) Control de calidad: la Gerencia del LAPEM. c) Suministro: la Gerencia de Abastecimientos.

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD CARACTERISTICAS PARTICULARES PARA: ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES

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CPE

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CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL PROYECTO

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