Conexiones a proceso de instrumentación: uniones bridadas

20 Diciembre 2010

 

En los siguientes artículos vamos a hablar de los métodos comunes que suelen unir tuberías (y unir tuberías para equipos como instrumentos de presión o flujometros).

 

Conexiones Bridadas

 

 

En los Estados Unidos de América, gran parte de las tuberías en la industria suelen unirse mediante bridas. Una tubería “bridada” es una tubería con un anillo de metal, usualmente soldada al final de la tubería, con varias perforaciones y agujeros concéntricos a la tubería donde ingresan varios pernos para hacer presión con otra brida.

 

 

Tuberias bridadas

 

 

La unión de las bridas se hace mediante una serie de pernos y tuercas que conjuntamente con un empaque “gasket” entre ambas bridas sellan la unión a prueba de presión (evitando fugas por alta presión). Los empaques son fabricados de diferentes materiales más blandos que los del acero de las mismas bridas. Cuando el empaque es atrapado entre las dos bridas, esta es aplastada y por tanto evitara cualquier tipo de fugas del flujo hacia el exterior.

 

En la siguiente imagen se muestra en flujometro magnético instalado con bridas y sus 4 pernos:

 

 

Flujometro magnetico con conexión bridada

 

Si revisamos de cerca la unión de las bridas, podemos ver un espacio o brecha entre las caras de las bridas creado por el espesor de la empaquetadura aplastada entre el par de bridas.

 

Un método común para instalar la empaquetadura entre las dos bridas es primero instalar la mitad de pernos (en los huecos del centro de la tubería hacia abajo), luego pones la empaquetadura entre las bridas, y entonces insertamos el resto de pernos en los huecos superiores de la brida, y por ultimo procedemos a ajustar todos los pernos en pares opuestos hasta ajustar todos adecuadamente.

 

Procedimiento para instalar empaquetadura en tuberias bridadas

 

 

En USA, las bridas suelen ser pedidas acorde con el sistema de “clases de presión” definidas en la ANSI (American National Standards Institute) estándar 16.5. Estas presiones son diseñadas por valores numéricos seguidos de “lb”, “libras” o “#”. Comúnmente la clasificación ANSI incluye 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500#, y  2500# clases de presiones. Debemos darnos cuenta que esta numero de clasificación no refiere directamente a los rangos de presión en unidades como PSI, pero en la practica es tomado como si lo fuera, es decir una brida clase 150# soportara una presión máxima de 150 PSI. Esto es a consecuencia de que la clasificación de clases de bridas y la clasificación de presiones es similar, pero solo en condiciones estándares de temperatura, mas no con metales que pueden deformarse a temperatura elevadas.

 

Originalmente, las clases de bridas ANSI fueron basadas en clasificaciones en base a condiciones de flujo de vapor. Una brida de 250#, por ejemplo, fue calificada como tal porque fue diseñada para ser usada en una tubería un servicio donde el fluido era vapor a 250 PSI (y 400 grados Fahrenheit). Conforme avanza la metalurgia, estas bridas pueden ser capaces de soportar altas presiones a altas temperaturas, pero la clasificación original se mantiene a pesar de ello.

 

Las tuberías bridadas y sus componentes deben precisar la clasificación de las bridas y sus tamaños para un adecuado funcionamiento. Por ejemplo, una válvula de control con un cuerpo bridado de 4 pulgadas ANSI Class 300# puede solo ser unida con otra brida de 4 pulgadas ANSI Class 300#. La integridad física del sistema de tubería estaría en peligro si hay una descompensación entre las clases de bridas a ser unidas. Una adecuada empaquetadura también debe ser seleccionada acorde con la presión (clase) de las bridas. Por lo tanto, todas las bridas a ser unidas deberían ser consideradas como un sistema completo, con seguridad garantizada solo si todos los componentes están debidamente seleccionados para trabajar juntos.

 

Un importante procedimiento para observar cuando se va a ajustar los pernos entre dos bridas es que debe distribuirse uniformemente la presión en los pernos, es decir ninguna región de la brida debe recibir mayor presión que las otras regiones. En palabras ideales, debemos ajustar todos los pernos con la misma fuerza simultáneamente. Sin embargo, esto es imposible con una sola llave, la mejor alternativa es ajustar los pernos con una secuencia alternada, y poco a poco ir aumentando la fuerza de ajuste poco a poco en todos los pernos. Un muy ilustrativa forma de ajustar los pernos es mostrada en el siguiente diagrama (los números indican el orden en el cual los pernos deberían ser ajustados).

 

Orden para ajustar pernos en uniones bridadas

 

Con una llave, ajustaríamos cada perno con una determinada fuerza en la primera secuencia. Luego, repetimos la secuencia pero con una fuerza adicional y así repetiríamos la secuencia hasta que todos los pernos queden debidamente ajustados.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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