Tipos de bridas de acero inoxidable: comparación con cuello soldado, deslizable-, ciega, soldada por encaje y junta traslapada

Elige unbrida de cuello de soldadurapara alta presión, temperatura alta o fluctuante, o vibración.Elige unbrida deslizante-para líneas de baja-presión donde el costo y la fácil alineación son importantes.Elige unbrida para soldarpara tuberías pequeñas (generalmente NPS 3 y más pequeñas) que transportan fluidos a alta-presión.Elige unbrida de junta traslapadacuando la línea se desmantela con frecuencia o los orificios de los pernos deben girarse para colocarlos en su lugar.Utilice unbrida ciegapara cerrar el final de una línea o boquilla. Los cinco tipos están cubiertos por ASME B16.5 y la clasificación de presión depende de la clase, la temperatura y el material, no del tipo de brida.

• Norma rectora:ASME B16.5 cubre NPS ½ a 24 en las Clases 150 a 1500, más Clase 2500 hasta NPS 12. Los tamaños más grandes (NPS 26 a 60) caen bajo ASME B16.47.
• Misma clase, mismo material, misma calificación:Cada tipo de brida comparte una tabla de presión-temperatura.
• Fuerza y ​​fatiga:El cuello de soldadura es el punto de referencia. Slip-on ofrece aproximadamente dos-tercios de su resistencia calculada y aproximadamente un-tercio de su vida de fatiga.
• Corrosión:sólo el orificio del cuello de soldadura está libre de espacios. Los otros diseños de juntas contienen grietas importantes en los cloruros.
• Costo:Los slip-on suelen ser los más baratos de comprar y ajustar. El cuello soldado cuesta más al principio, pero es la opción más segura en servicios severos.

¿Qué es una brida de acero inoxidable y qué norma la regula?

Una brida es un anillo plano atornillado que une tuberías, válvulas y equipos para que puedan ensamblarse, inspeccionarse y desmontarse. Para bridas de acero inoxidable hasta NPS 24, el estándar aplicable esASME B16.5.

ASME B16.5 establece las clasificaciones de presión-temperatura, materiales, dimensiones, tolerancias, marcado y pruebas para bridas de tuberías. Cubre las clases de clasificación 150, 300, 400, 600, 900 y 1500 en tamaños NPS ½ a 24, y Clase 2500 en tamaños NPS ½ a 12. Las bridas más grandes (NPS 26 a 60) están cubiertas por ASME B16.47 Serie A y Serie B.

Dos términos ayudan aquí.NPS(tamaño nominal de la tubería) es la etiqueta estándar para el diámetro de la tubería.Clasees una etiqueta de clasificación de presión, no una presión en psi: una clase más alta significa una brida más gruesa que puede soportar más presión a una temperatura determinada.

Las bridas de acero inoxidable suelen estar forjadas según ASTM A182, en grados como F304, F304L, F316 y F316L. Según B16.5, solo se pueden cortar bridas ciegas y ciertas bridas reductoras de la placa, que para el acero inoxidable suele ser ASTM A240.

¿Cómo se comparan los cinco tipos de bridas de acero inoxidable de un vistazo?

cuello de soldaduraes el más fuerte y el que más cuesta.Deslizar-Es el más barato y fácil de instalar, pero tiene una vida útil más baja.soldadura por enchufeSe adapta a tuberías pequeñas de alta-presión y no necesita biselado.Junta de regazoes un diseño de dos-piezas que gira para facilitar la alineación.Ciegocierra una línea y no tiene tubería adjunta.

Fuentes: alcance ASME B16.5-2017 (ANSI Webstore); Wermac, The Process Piping, Texas Flange, HB Steel (ver Referencias). La fila de costes es una evaluación cualitativa de la EETA; Los índices de fatiga son reglas generales de la industria (consulte la Sección 8).

¿Qué es una brida con cuello soldado?

Una brida con cuello soldado (WN) tiene un cubo cónico largo que está soldado-a tope a la tubería. Úselo paraalta presión, temperatura alta o fluctuante, cargas cíclicas y fluidos peligrosos, porque el cubo distribuye la tensión suavemente desde la brida hacia la pared de la tubería.

• Ruta de flujo suave:el orificio coincide con la tubería, por lo que no hay bolsas donde se pueda acumular líquido.
• Una soldadura fuerte:una única soldadura a tope de penetración total-une la brida a la tubería, y este tipo de soldadura se puede inspeccionar mediante radiografía.
• Disponible en todas las clases:Las bridas con cuello soldado se utilizan en toda la gama de clase B16.5.
• Detalle del pedido:especifique la tabla de tuberías para que el diámetro interior de la brida coincida con el espesor de la pared de la tubería.
• Compensación-:contiene más metal y necesita extremos de tubería biselados, por lo que cuesta más comprarlo y soldarlo.

¿Qué es una brida deslizante-?

Una brida deslizante-(SO) se desliza sobre el extremo de la tubería y se asegura condos soldaduras de filete. Es la opción de bajo-costo y fácil-de-alinear paraLíneas de acero inoxidable estables y de baja-presión, pero no se recomienda para servicios severos.

Debido a que el tubo se inserta simplemente, el extremo del tubo se puede cortar en escuadra sin bisel, y los pequeños errores de longitud son fáciles de absorber. La práctica de campo aleja la tubería de la cara de la brida aproximadamente el espesor de la pared de la tubería más aproximadamente 1/8 de pulgada (3 mm), de modo que la soldadura interior no dañe la superficie de la junta.

Las compensaciones-son fortalezas y deficiencias. Las referencias de la industria sitúan la resistencia calculada de una brida deslizante-bajo presión interna en aproximadamentedos-terciosde un cuello de soldadura, y su vida de fatiga en aproximadamenteun-tercio. La soldadura de filete interior también deja un pequeño espacio entre la tubería y el orificio donde el fluido estancado puede iniciar la corrosión por grietas.

¿Qué es una brida soldada por encaje?

Una brida para soldadura por encaje (SW) tiene un encaje empotrado en el que cae el extremo de la tubería, unido poruna soldadura de filete externa. Se adaptatuberías pequeñas (generalmente NPS 3 y más pequeñas)en servicios de alta-presión donde se desea una junta compacta y sin bisel-.

Las bridas para soldadura de encaje se desarrollaron para tuberías de pequeño-tamaño y alta-presión. Su resistencia estática es aproximadamente la misma que la de una brida deslizante-, pero se informa que su resistencia a la fatiga es aproximadamente un 50 % mayor que la de una brida deslizante- doble-soldada.

Antes de soldar, el tubo se empuja hasta el fondo del casquillo y se retira aproximadamente1/16 pulgada (1,6 mm). ASME B31.1 describe esta holgura y su propósito es reducir la tensión residual en la raíz de la soldadura a medida que el metal de soldadura se solidifica. El hueco también es el punto débil: se necesita un soldador experto para fijarlo correctamente y es una grieta donde puede alojarse líquido corrosivo. Por esa razón, no se recomiendan las bridas para soldar para servicios severos. Especifique la tabla de tuberías al realizar el pedido, ya que el casquillo y el orificio están dimensionados para la tubería.

¿Qué es una brida con junta superpuesta?

Una brida de junta traslapada es unaconjunto suelto de dos-piezas: se suelda un extremo del trozo a la tubería y detrás-se atornilla una brida de giro libre. Elíjalo cuando los orificios de los pernos deben alinearse fácilmente, los carretes se desarman con frecuencia o solo se debe usar acero inoxidable costoso donde el líquido lo toca.

• Fácil alineación:la brida gira, por lo que los orificios de los pernos se alinean sin girar la tubería.
• Fácil mantenimiento:Se adapta a líneas que necesitan limpieza o inspección frecuentes.
• Costo en tubería de aleación:sólo el extremo del muñón y la junta entran en contacto con el fluido, por lo que la brida de respaldo a menudo puede ser un material menos costoso. Proteja una brida de respaldo de acero al carbono de la corrosión externa.
• Estándares:los extremos del trozo están cubiertos por ASME B16.9; MSS SP-43 cubre los extremos de los trozos resistentes a la corrosión de paredes ligeras-.
• Límites:Las referencias de la industria indican que su vida útil a la fatiga es de solo aproximadamente una-décima parte de un cuello de soldadura, así que evítelo para altas presiones y cargas de flexión pesadas.

¿Qué es una brida ciega?

Una brida ciega es unadisco sólido con orificios para pernosque cierra el extremo de una tubería, válvula o boquilla. No lleva soldadura de tubería y, según B16.5, se puede cortar de una placa (ASTM A240 para acero inoxidable) en lugar de forjarlo.

La presión actúa sobre toda la cara interior de una brida ciega, por lo que el disco se dobla como una placa cargada y la mayor tensión de flexión se sitúa en su centro. Por eso las bridas ciegas son gruesas para su clase.

Los usos típicos son cerrar el final de una línea, dejar espacio para futuras expansiones, aislar equipos durante el mantenimiento y pruebas de presión. Para un aislamiento positivo entre dos bridas, se utiliza en su lugar una persiana para gafas o una línea en blanco (ASME B16.48). Para tamaños superiores a NPS 24, ASME B16.47 cubre cuellos soldados y bridas ciegas.

¿Cómo se comparan los tipos de bridas en cuanto a resistencia y vida a fatiga?

El cuello de soldadura es el más fuerte y dura más bajo carga cíclica.Las bridas soldadas deslizables y por encaje tienen una vida útil más baja y los conjuntos de juntas traslapadas son los más bajos de los diseños de tuberías soldadas-.

Fuentes: Wermac; Las Tuberías de Proceso; Brida de Texas; Acero HB (ver Referencias). Los ratios son reglas generales heredadas de la industria, no disposiciones de ASME B16.5.

Una nota sobre cómo leer estos números.Las proporciones anteriores se repiten en muchas referencias de proveedores e ingeniería, pero son reglas generales direccionales. No están escritos en B16.5 y el rendimiento real depende del tamaño, la clase, la calidad de la soldadura y la carga. Una referencia también señala que una soldadura de filete tiene aproximadamente un-tercio de la resistencia de una soldadura a tope, lo que ayuda a explicar el patrón. Utilice la tabla para comparar diseños, no para calcular una unión.

¿Las clasificaciones de presión difieren según el tipo de brida?

No.Según ASME B16.5, la clasificación de presión-temperatura depende de laclase de presión, el grupo de materiales y la temperatura, no de si la brida es de cuello soldado, deslizante, soldada por encaje, junta traslapada o ciega. Lo que cambia según el tipo es qué tan bien la junta maneja los ciclos, las vibraciones y la corrosión.

Las clasificaciones también son independientes del tamaño de la brida: una brida Clase 300 NPS 2 tiene la misma clasificación que una brida Clase 300 NPS 24 a la misma temperatura. La calificación cae a medida que aumenta la temperatura. Por ejemplo, el F304 en Clase 150 cae de 275 psig a temperatura ambiente a 205 psig a 300 grados F.

Clasificación máxima sin-choque de -20 a 100 grados F (-29 a 38 grados). Fuentes: Materiales del proyecto (gráficos B16.5); Fike (ASME B16.5-2017, Tablas 2-2.1 y 2-2.2); Datos del producto McMaster-Carr. Confirme con la edición actual de ASME B16.5 antes del diseño.

¿Cómo se comparan los costos de los tipos de bridas?

Las bridas deslizantes-normalmente son las más baratas de comprar e instalar.Las bridas con cuello soldado son las que cuestan más desde el principio. La soldadura por encaje se sitúa en el medio para tamaños pequeños. La junta traslapada puede ahorrar dinero en tuberías de aleación porque la brida de respaldo no toca el fluido. En servicios severos, un cuello soldado puede costar menos a lo largo de su vida útil porque es menos probable que falle.

Fuente: Evaluación cualitativa de EETA, en consonancia con la discusión entre profesionales de HB Steel y CR4/GlobalSpec (ver Referencias). No se cotiza ningún porcentaje fijo porque el precio depende del grado, tamaño, clase y precios del níquel y molibdeno.

El precio de las bridas de acero inoxidable depende en gran medida del contenido de metal, por lo que el grado importa tanto como el tipo. Una brida de 316L cuesta más que la misma pieza de 304L debido a su molibdeno. Al comparar cotizaciones, compare primero el grado, la clase y los certificados, y en segundo lugar el tipo de brida.

¿Qué tipo de brida resiste mejor la corrosión en servicio de acero inoxidable?

Bridas con cuello soldado, porque el orificio es liso y no tiene espacios donde el líquido pueda estancarse. Los diseños de juntas deslizantes, de soldadura por encaje y de solape contienen pequeñas grietas, y en las grietas es donde es más probable que el acero inoxidable comience a corroerse con cloruros o ácidos.

La corrosión por grietas ocurre cuando el oxígeno se agota dentro de un espacio estrecho, por lo que la delgada película protectora del acero inoxidable no puede repararse por sí sola y se acumula cloruro. Dónde se encuentran los huecos:

• Sin cordones-:un pequeño espacio entre la tubería y el orificio de la brida, detrás de la soldadura interior.
• Soldadura por enchufe:el espacio de 1/16 de pulgada en la parte inferior del casquillo.
• Junta de regazo:la interfaz entre el extremo del muñón y la brida suelta.
• Cuello soldado y ciego:sin huecos internos.

Para reducir el riesgo, use una brida con cuello soldado en servicio con cloruro o ácido, aumente a un grado más resistente a la corrosión-(por ejemplo, 316L en lugar de 304L, o dúplex para casos severos), use grados L con bajo-carbono para uniones soldadas para limitar la sensibilización, y limpie y pasivate las soldaduras después de la fabricación (ASTM A380 y A967).

¿En qué se diferencian la instalación y el mantenimiento entre los tipos de bridas?

La junta traslapada es la más fácil de alinear y desmontar, la junta deslizante es la más fácil de colocar y el cuello soldado es la más exigente pero también la más fácil de inspeccionar.La soldadura por encaje necesita un espacio configurado correctamente.

¿Qué tipo de brida de acero inoxidable debería elegir?

Haga coincidir la brida con laservicio: cuello soldado para trabajos severos, cíclicos o de alta-presión; deslizamiento-para líneas constantes y de baja-presión; soldadura de encaje para tuberías de pequeña-diámetro y alta-presión; junta traslapada para líneas que se desmontan con frecuencia; ciego para cerrar un final. Siempre verifique las especificaciones de la tubería del proyecto, porque muchos propietarios restringen las uniones soldadas deslizantes y encastradas.

¿Qué debe especificar al solicitar bridas de acero inoxidable?

Especifique elestándar, tipo, tamaño, clase, cara, calidad del material y diámetro interior o programay solicite certificados de fábrica. Una línea completa dice:ASME B16.5, WN, NPS 4, Clase 300, RF, ASTM A182 F316L, diámetro interior Sch 40S, EN 10204 3.1.

• Estándar y edición:ASME B16.5 (o B16.47 por encima de NPS 24).
• Tipo:cuello soldado, deslizamiento-on, soldadura por encaje, junta traslapada o ciega.
• Tamaño y clase:NPS y clase de presión (150, 300, 600, etc.).
• Frente a:junta tipo cara elevada (RF), cara plana (FF) o tipo anillo-(RTJ), con el acabado superficial requerido.
• Material:Grado ASTM A182 (F304, F304L, F316, F316L o F321, F347 y dúplex cuando sea necesario); A240 para persianas de chapa.
• Aburrimiento o horario:Se requiere para el cuello soldado y las bridas soldadas a encaje para que la pieza coincida con la tubería.
• Certificados y pruebas:EN 10204 3.1 informe de prueba de fábrica, identificación positiva de material (PMI) y cualquier prueba especial como ASTM A262 para corrosión intergranular.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué es mejor, una brida con cuello soldado o una brida deslizante-?

A: Una brida con cuello soldado ofrece mayor resistencia, vida útil a la fatiga y resistencia a fugas, por lo que se prefiere para servicios cíclicos y de alta-presión, alta-temperatura. Una brida deslizable-es mejor cuando el costo de compra y el fácil ajuste-son lo más importante y la línea tiene baja-presión y es estable. Las referencias de la industria sitúan una brida deslizante-en aproximadamente dos-tercios de la resistencia calculada y aproximadamente un-tercio de la vida de fatiga de una brida con cuello soldado.

P: ¿Las bridas deslizantes-tienen una clasificación de presión más baja que las bridas con cuello soldado?

A: No en las tablas ASME B16.5. La clasificación de presión-temperatura depende de la clase de presión, el grupo de materiales y la temperatura, no del tipo de brida. Una junta deslizante- tolera peor las cargas cíclicas y muchas especificaciones de proyectos la restringen en servicios severos, así que verifique las especificaciones antes de usarla a alta presión.

P: ¿De qué tamaño son las bridas para soldar?

A: Las bridas para soldar a encaje están hechas para tuberías-de diámetro pequeño, generalmente NPS 3 y más pequeñas. Para tuberías más grandes, normalmente se utilizan bridas con cuello soldado o deslizables.

P: ¿Por qué una junta soldada a encaje necesita un espacio de 1/16 de pulgada?

A: El tubo se empuja hasta el fondo del casquillo y luego se retira aproximadamente 1/16 de pulgada (1,6 mm) antes de soldar. El espacio le da a la soldadura y a la tubería espacio para contraerse y expandirse sin generar tensión en la raíz de la soldadura, lo que ayuda a prevenir grietas.

P: ¿Con qué se utiliza una brida de junta traslapada?

A: Se utiliza una brida de junta traslapada con un extremo corto, un accesorio corto que se suelda a tope-a la tubería. La brida en sí está suelta y puede girar, lo que facilita la alineación de los orificios de los pernos y el desmontaje de la junta.

P: ¿Cuál es la diferencia entre una brida ciega y una persiana para gafas?

A: Una brida ciega es un disco sólido atornillado que cierra el extremo de una tubería, válvula o boquilla y está cubierto por ASME B16.5. Una persiana para gafas (línea en blanco) es una pieza diferente que se coloca entre dos bridas para aislar una línea y está cubierta por ASME B16.48.

P: ¿Qué tipo de brida es mejor para servicios de acero inoxidable corrosivo?

A: Una brida con cuello soldado, porque su orificio liso no tiene espacios donde el fluido pueda estancarse. Los diseños de juntas deslizantes, de soldadura por encaje y de solape contienen pequeñas grietas, que son los puntos de partida más probables para la corrosión en cloruros o fluidos ácidos.