Introducción a las bridas

Las bridas se utilizan cuando es necesario desmontar la junta de la tubería. Estos se utilizan principalmente en equipos, válvulas y especialidades. En ciertas tuberías donde el mantenimiento es una característica regular, se proporcionan bridas de ruptura a intervalos definidos. Una junta bridada se compone de tres componentes separados e independientes aunque interrelacionados; las bridas, las juntas y los pernos. Se requieren controles especiales en la selección y aplicación de todos estos elementos para lograr una junta a prueba de fugas.

La clasificación de las bridas se realiza de varias formas alternativas, como se indica a continuación;

Basado en el accesorio de tubería

Las bridas se pueden clasificar según el método de conexión a la tubería como se muestra a continuación;

Deslizarse en la brida -

Las bridas tipo Slip On se unen mediante dos soldaduras en ángulo, tanto dentro como fuera de la brida. La resistencia calculada de una brida Slip On bajo presión interna es del orden de dos tercios de la de las bridas con cuello de soldadura, y su vida útil bajo fatiga es aproximadamente un tercio de la de estas últimas. Normalmente, estas bridas son de construcción forjada y están provistas de cubo. A veces, estas bridas se fabrican a partir de placas y no están provistas con el cubo. La desventaja de la brida es que una combinación de brida y codo o brida y T no es posible porque los accesorios nombrados no tienen un extremo recto que se deslice completamente en el deslizamiento. En brida.

Brida para soldar por enchufe –

Las bridas para soldar Socket se unen mediante una sola soldadura de filete, solo en el exterior, y no se recomiendan para servicios severos. Se utilizan únicamente para líneas de pequeño diámetro. Su resistencia estática es igual a la de las bridas Slip On, pero su resistencia a la fatiga es un 50% mayor que la de las bridas Slip On con doble soldadura. El espesor de la tubería de conexión debe especificarse para este tipo de bridas para garantizar la dimensión adecuada del orificio. En las bridas soldadas por encaje, antes de soldar, se debe crear un espacio entre la brida o el accesorio y la tubería. ASME B31.1 Preparación para soldadura (E) Conjunto de soldadura por encaje dice:Al ensamblar la unión antes de soldar, el tubo o tubería se insertará en el casquillo hasta la profundidad máxima y luego se retirará aproximadamente 1/16” (1,6 mm) del contacto entre el extremo del tubo y el hombro del casquillo.El propósito del espacio libre en una soldadura por encaje generalmente es reducir la tensión residual en la raíz de la soldadura que podría ocurrir durante la solidificación del metal de soldadura. La imagen muestra la medida X para el espacio de expansión. La desventaja de la brida soldada es que el espacio que se debe hacer es correcto. En el caso de productos corrosivos, y principalmente en sistemas de tuberías de acero inoxidable, la fisura entre tubería y brida puede dar problemas de corrosión. En algunos procesos tampoco se permite esta brida.

Brida atornillada –

Las bridas Roscadas o Roscadas se utilizan en tuberías donde no se puede realizar soldadura. Una brida o accesorio roscado no es adecuado para un sistema de tuberías con un espesor de pared delgado, porque no es posible cortar roscas en una tubería. Por lo tanto, se debe elegir un espesor de pared más grueso. La Guía de tuberías ASME B31.3 dice:
Cuando se rosca una tubería de acero y se usa para servicio de vapor por encima de 250 psi o para servicio de agua por encima de 100 psi con temperaturas del agua superiores a 220 grados F, la tubería debe ser sin costura y tener un espesor al menos igual al programa 80 de ASME B36.10.No se recomienda la soldadura por encaje ni las bridas roscadas para servicio por encima de 250 grados y por debajo de -45 C.

Brida de junta solapada –

Las bridas de junta traslapada se utilizan con extremos cortos cuando la tubería es de un material costoso. Por ejemplo, en un sistema de tuberías de acero inoxidable, se puede aplicar una brida de acero al carbono, porque la brida no entrará en contacto con el producto en la tubería. Los extremos del trozo se soldarán a tope a la tubería y las bridas se mantendrán sueltas sobre la misma. El radio interior de estas bridas está achaflanado para dejar libre el radio del extremo del trozo. Estas bridas son casi idénticas a una brida deslizante con la excepción de un radio en la intersección de la cara de la brida y el orificio para acomodar la porción bridada del extremo del trozo. . Su capacidad para mantener la presión es poco o nada mejor que la de las bridas Slip On y la vida útil del conjunto es solo una décima parte de la de las bridas Weld Neck. Por lo tanto, estas conexiones de brida se aplican en aplicaciones de baja presión y no críticas.

Brida de cuello soldado –

Las bridas con cuello para soldar son fáciles de reconocer como el cubo largo y cónico, que se extiende gradualmente hasta el espesor de la pared de una tubería o accesorio. El cubo cónico largo proporciona un refuerzo importante para su uso en varias aplicaciones que involucran alta presión, temperaturas bajo cero y/o elevadas. La transición suave del espesor de la brida al espesor de la pared de la tubería o del accesorio efectuada por el cono es extremadamente beneficiosa, en condiciones de flexión repetida, causada por la expansión de la línea u otras fuerzas variables. Estas bridas están perforadas para que coincidan con el diámetro interior de la tubería o accesorio correspondiente. por lo que no habrá restricción del flujo del producto. Esto evita la turbulencia en la articulación y reduce la erosión. También proporcionan una excelente distribución de la tensión a través del cubo cónico. Las bridas con cuello soldado se unen mediante soldadura a tope a las tuberías. Se utilizan principalmente para servicios críticos donde todas las uniones soldadas necesitan inspección radiográfica. Al especificar estas bridas, el grosor del extremo de soldadura también debe especificarse junto con las especificaciones de la brida.

 

Brida ciega -

Las bridas ciegas se fabrican sin orificio y se utilizan para tapar los extremos de tuberías, válvulas y aberturas de recipientes a presión. Desde el punto de vista de la presión interna y la carga de pernos, las bridas ciegas, particularmente en los tamaños más grandes, son los tipos de bridas que sufren más estrés. Sin embargo, la mayoría de estas tensiones son del tipo de flexión cerca del centro y, dado que no existe un diámetro interior estándar, estas bridas son adecuadas para aplicaciones de temperatura de presión más alta.

Brida Reductora –

Las bridas reductoras se utilizan para conectar tamaños más grandes y más pequeños sin usar un reductor. En el caso de bridas reductoras, el espesor de la brida deberá ser el del diámetro mayor. Estas bridas normalmente vienen en bridas ciegas, deslizables, roscadas y con cuello soldado. Están disponibles en todas las clases de presión y proporcionan una buena alternativa para conectar dos tamaños diferentes de tubería. Este tipo de brida no debe usarse si una transición abrupta crearía turbulencias no deseadas, como en una bomba.

Brida Integral –

Las bridas integrales son aquellas que se funden junto con el cuello de la boquilla o la pared del recipiente o tubería, se sueldan a tope a ellos o se unen mediante otras formas de soldadura por arco o gas de tal naturaleza que la brida y el cuello de la boquilla, el recipiente o la tubería. El muro se considera el equivalente a una estructura integral. En la construcción soldada, se considera que el cuello de la boquilla o la pared del recipiente o de la tubería actúan como un cubo. El espesor de las bridas fundidas integralmente y de las bridas soldadas difiere en ciertos tamaños.

Basado en el enfrentamiento

Las bridas también se pueden clasificar según los revestimientos de la siguiente manera:

Brida de cara elevada (RF) –

La brida de cara elevada es el tipo más común utilizado en aplicaciones de plantas de proceso y es fácil de identificar. Se denomina cara elevada porque las superficies de la junta están elevadas por encima de la cara del círculo de empernado. Este tipo de cara permite el uso de una amplia combinación de diseños de juntas, incluidos tipos de láminas de anillos planos y compuestos metálicos como los tipos enrollados en espiral y con doble camisa. El propósito de una brida RF es concentrar más presión en un área de junta más pequeña y así aumentar la capacidad de contención de presión de la junta. Para bridas de 150# y 300#, la cara elevada es de 1,6 mm (1/16 de pulgada) y está incluida en el espesor especificado. Para clasificaciones más altas, el espesor de la brida no incluye el espesor de la cara elevada. El espesor de la cara elevada para una clasificación más alta es de 6,4 mm (1/4 de pulgada). El acabado típico de la cara de la brida para bridas ASME B16.5 RF es de 125 a 250µen Ra (3 a 6µmetro Ra).

Brida de cara plana (FF) –

La brida de cara plana tiene una superficie de junta en el mismo plano que la cara del círculo de empernado. Las aplicaciones que utilizan bridas de cara plana suelen ser aquellas en las que la brida de acoplamiento o el accesorio embridado está hecho de fundición. Las bridas de cara plana nunca deben atornillarse a una brida de cara elevada. ASME B31.1 dice que al conectar bridas de hierro fundido de cara plana a bridas de acero al carbono, se debe quitar la cara elevada de la brida de acero al carbono y que se requiere una junta de cara completa. Esto es para evitar que la delgada y quebradiza brida de hierro fundido salte hacia el espacio causado por la cara elevada de la brida de acero al carbono.

Junta tipo anillo (RTJ) –

Las bridas de junta tipo anillo se utilizan normalmente en servicios de alta presión (Clase 600 y superior) y/o alta temperatura por encima de 800 grados F (427 grados). Tienen ranuras cortadas en sus caras que asientan las juntas anulares. Las bridas se sellan cuando los pernos apretados comprimen la junta entre las bridas dentro de las ranuras, deformando la junta para hacer un contacto íntimo dentro de las ranuras, creando un sello de metal con metal. Una brida RTJ puede tener una cara elevada con una ranura anular mecanizada en ella. Esta cara elevada no sirve como parte del medio de sellado. Para bridas RTJ que sellan con juntas de anillo, las caras elevadas de las bridas conectadas y apretadas pueden hacer contacto entre sí. En este caso, la junta comprimida no soportará carga adicional más allá de la tensión del perno, la vibración y el movimiento no pueden aplastar más la junta y disminuir la tensión de conexión.

Las juntas tipo anillo son anillos de sellado metálicos, adecuados para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Las juntas tipo anillo están diseñadas para sellar mediante "contacto de línea inicial" o acción de acuñamiento entre la brida de acoplamiento y la junta. Al aplicar presión sobre la interfaz del sello mediante la fuerza del perno, el metal "más blando" de la junta fluye hacia la estructura microfina del material más duro de la brida y crea un sello muy hermético y eficiente. El tipo más aplicado es el estilo.RAnillo fabricado de acuerdo con ASME B16.20 utilizado con bridas ASME B16.5, clase 150 a 2500. Las juntas tipo anillo estilo "R" se fabrican en configuraciones ovaladas y octogonales.

La sección transversal octogonal tiene una mayor eficiencia de sellado que la ovalada y sería la junta preferida. Las superficies de sellado en las ranuras de las juntas anulares deben tener un acabado suave de 63 micropulgadas y estar libres de crestas, marcas de herramientas o vibraciones objetables. Sellan mediante una línea de contacto inicial o una acción de acuñamiento a medida que se aplican las fuerzas compresibles. La dureza del anillo siempre debe ser menor que la dureza de las bridas.

Para obtener más información sobre las juntas, consulte: Introducción a las juntas.

Machihembrado (T/G)–

Una cara de brida tiene un anillo elevado (lengüeta) mecanizado en la cara de la brida, mientras que la brida coincidente tiene una depresión correspondiente (ranura) mecanizada en su cara. Las caras machihembradas de estas bridas deben coincidir. Los revestimientos machihembrados están estandarizados tanto en tipos grandes como pequeños. Se diferencian de los macho y hembra en que los diámetros interiores del machihembrado no se extienden dentro de la base de la brida, reteniendo así la junta en su diámetro interior y exterior. Estos se encuentran comúnmente en cubiertas de bombas y capos de válvulas. Las uniones machihembradas también tienen la ventaja de que se autoalinean y actúan como depósito para el adhesivo. La junta biselada mantiene el eje de carga alineado con la junta y no requiere una operación de mecanizado importante.

Masculino y Femenino (M/F)–

En este tipo las bridas también deben coincidir. Una cara de brida tiene un área que se extiende más allá de la cara de brida normal (macho). La otra brida o brida de acoplamiento tiene una depresión coincidente (hembra) mecanizada en su cara. La cara femenina tiene 3/16-pulgada de profundidad, la cara masculina tiene 1/4-pulgada de alto y ambas tienen un acabado liso. El diámetro exterior de la cara hembra actúa para localizar y retener la junta. Los revestimientos macho y hembra personalizados se encuentran comúnmente en la carcasa del intercambiador de calor para canalizar y cubrir las bridas. El rostro femenino y el rostro masculino tienen un acabado liso. El diámetro exterior de la cara hembra actúa para localizar y retener la junta.

Las caras generales de bridas como RTJ, T&G y F&M nunca deben atornillarse entre sí. La razón de esto es que las superficies de contacto no coinciden y no hay junta que tenga un tipo en un lado y otro tipo en el otro.

Basado en la clasificación de presión y temperatura

Las bridas también se clasifican según la clasificación de presión y temperatura en ASME B 16.5 como se muestra a continuación;

• 150#
• 300#
• 400#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

Las tablas de clasificación de presión y temperatura, en la norma ASME B 16.5, especifican la presión manométrica de trabajo sin impacto a la que se puede someter la brida a una temperatura particular. Las bridas pueden soportar diferentes presiones a diferentes temperaturas. A medida que aumenta la temperatura, la presión nominal de la brida disminuye. La clase de presión indicada de 150#, 300#, etc. son las clasificaciones básicas y las bridas pueden soportar presiones más altas a temperaturas más bajas. ASME B 16.5 indica las presiones permitidas para diversos materiales de construcción frente a la temperatura. ASME B16.5 no recomienda el uso de bridas 150# por encima de 400 grados F (200 grados). La clase o clasificación de presión para bridas se dará en libras. Se utilizan diferentes nombres para indicar una clase de presión. Por ejemplo: 150 Lb o 150 Lbs o 150# o Clase 150, todos significan lo mismo.

Basado en el acabado frontal

Se realizan dos tipos de acabados en los paramentos.

Acabado original–

El acabado superficial de bridas más utilizado porque, en la práctica, es adecuado para todas las condiciones de servicio ordinarias. Bajo compresión, la cara blanda de una junta se incrustará en este acabado, lo que ayuda a crear un sello y se genera un alto nivel de fricción entre las superficies de contacto. El acabado de estas bridas se genera mediante una herramienta de punta redonda de 1,6 mm de radio a una velocidad de avance de 0.8 mm por revolución hasta 12 pulgadas. Para tamaños de 14 pulgadas y mayores, el acabado se realiza con una herramienta de punta redonda de 3,2 mm con un avance de 1,2 mm por revolución.

Brida de acabado liso–

Este acabado no muestra marcas de herramientas visualmente aparentes. Estos acabados se utilizan normalmente para juntas con revestimientos metálicos, como acero plano, doble revestimiento y metal corrugado. Las superficies lisas se acoplan para crear un sello y dependen de la planitud de las caras opuestas para efectuar un sello. Esto generalmente se logra haciendo que la superficie de contacto de la junta esté formada por una ranura en espiral continua (a veces llamada fonográfica) generada por una herramienta de punta redonda de {{0}}.8 mm de radio a una velocidad de avance de {{5} }.3 mm por revolución con una profundidad de 0,05 mm. Esto dará como resultado una rugosidad entre Ra 3,2 y 6,3 micrómetros (125 – 250 micropulgadas).

Acabado dentado–

Esta también es una ranura en espiral continua o fonográfica, pero se diferencia del acabado original en que la ranura generalmente se genera usando una herramienta de 90-grados que crea una geometría en "V" con un dentado en ángulo de 45 grados. Los dentados previstos en el paramento pueden ser concéntricos o en espiral (fonográficos). Se insiste en los dientes concéntricos para el acabado frontal cuando el fluido que se transporta tiene una densidad muy baja y puede encontrar una ruta de fuga a través de la cavidad. El dentado se especifica mediante el número, que es la altura de rugosidad promedio aritmética (AARH). Este es el promedio aritmético de los valores absolutos de las desviaciones de altura del perfil medidas tomadas dentro de la longitud de muestreo y medidas desde la línea central gráfica.

Las bridas con acabado liso se especifican cuando se especifican juntas metálicas y se proporciona un acabado dentado cuando se proporciona una junta no metálica.

Basado en el material de construcción

Las bridas normalmente están forjadas salvo en muy pocos casos en los que se fabrican a partir de placas. Cuando se utilizan placas para la fabricación, deben ser de calidad soldable. ASME B16.5 permite que solo se fabriquen bridas reductoras y bridas ciegas a partir de placa. Los materiales de construcción normalmente utilizados son los siguientes:

• ASTM A105 – Acero al carbono forjado
• ASTM A181 – Acero al carbono forjado para uso general
• ASTM A182 – Acero aleado forjado y acero inoxidable
• ASTM A350 – Acero de aleación forjado para servicios a baja temperatura