Manual para la Identificación y Selección de Flanges

Manual para la Identificación y Selección de Flanges
25 de Abril de 2006 - M.C.C.
¿Qué es un Flange o Brida?
Tipo de Flanges
Welding Neck
Slip-On
Blind
Lap-Joint
Threaded
Socked Weld
Tipo de Caras en los Flanges
Cara Plana
Cara con Resalte
Unión con Solapa
Unión Ring-joint
Unión Macho-Hembra
Unión Surco-Espiga
Los flanges o bridas son los elementos destinados
a la unión o ensamble de cañerías, válvulas,
bombas, estanques y equipos en general, que
forman parte de un circuito en un proceso.
La unión entre flanges es por medio de pernos,
con tuercas y golillas. Y a través de una
empaquetadura, se logra obtener un sello
hermético.
Los flanges pueden ser forjados, fundidos o
mecanizados.
Hay diferentes modelos de flanges, entre los
cuales podemos destacar los siguientes:
- Welding Neck, con cuello para soldar a tope.
- Slip-On, deslizable para soldar.
- Blind, ciego.
- Lap-Joint, de traslape.
- Threaded, con hilo.
- Socket Weld, para soldar embutido.
También podemos encontrar distintos tipos de
cara en los flanges, estos son:
- Cara Plana (flat face).
- Cara con Resalte (raised face).
- Unión con Solapa (lap-joint).
- Unión Ring-Joint (o-ring).
- Unión Macho-Hembra (male and female).
- Unión Surco-Espiga (tongue and groove).
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¿Cómo seleccionar un Flange o Brida?
Para seleccionar un tipo de flange, en primer lugar se
debe elegir el modelo de acuerdo a la aplicación y las
condiciones de trabajo, luego tener presente la
presión a la cual va a trabajar y por último, el tipo de
material del flange.
Blind
Slip-On
Lap-Joint
Las normas de flanges han sido estudiadas y
publicadas por diversas instituciones como ASTM (en
lo referente a fabricación y materiales), ASME/ANSI
(en lo referente a medidas, tolerancias y presiones de
trabajo), MSS (en lo referente a medidas) y otras
como API (para aplicaciones en industria de petróleo),
AWWA (para líneas de cañerías de agua potable),
DIN (normas alemanas para dimensiones, fabricación
y materiales).
Socked Weld
Las más utilizadas en el mercado nacional, son las
americanas ASTM y ASME/ANSI y en menor grado
las alemanas DIN.
Threaded
ASTM
ASME
ANSI
DIN
MSS
Welding Neck
American Society for Testing and Materials.
American Society of Mechanical Engineers.
American National Standards Institut, Inc.
Deutsches Institut fur Normung.
Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings
Industry.
AWWA American Waterworks Association.
API
American Petroleum Institute.
En relación a la presión nominal de diseño para la
selección de un flange, encontramos que en la norma
ASME/ANSI se dividen en: clase 150, clase 300, clase
400, clase 500, clase 600, clase 900, clase 1500 y
clase 2500 (psi). Los fabricados bajo la norma DIN se
dividen PN 6, PN 10, PN 16, PN 25, PN 40, PN 64,
PN 100, PN 250 y PN 400 (bar).
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Flange Welding Neck
Nº
L1
L2
D4
D1
D2
D3
Este tipo de flange tiene un cuello cónico, el cual
proporciona un refuerzo para condiciones de
esfuerzos laterales, originados por las dilataciones
y contracciones a las que se ven sometidas
algunas líneas.
La unión entre el flange y la cañería es de tope, de
la misma forma como se unen dos cañerías.
Son recomendados para altas presiones, para el
transporte de líquidos inflamables, bajas o altas
temperaturas y en donde las fugas de algún tipo
de fluido, deban mantenerse al mínimo.
Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo y
gas en general, condensados, redes de incendio,
aire comprimido, etc.
Ventajas: presiones alta, mínimas filtraciones, alta
carga.
Desventajas: necesitan más espacio para ser
montadas en la línea, tienen un costo más alto ($).
Se fabrican en acero al carbono, acero Inoxidable
y en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, para
ver las diferencias entre los flanges más utilizados
en el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150
psi y DIN 2632 / PN 10.
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Flange Slip - On
Nº
L1
D4
D1
D2
D3
Este tipo de flange es uno de los más comunes,
debido que no se requiere un corte demasiado
exacto en las cañerías, lo cual facilita el trabajo en
el montaje y además presenta una menor
dificultad en el alineado de las líneas.
Tienen un bajo costo ($), comparado con los otros
modelos de flanges.
Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo y
gas en general, condensados, redes de incendio,
aire comprimido, etc.
Ventajas: bajo costo ($), poca dificultad en el
montaje.
Desventajas: no es recomendable para presiones
muy alta.
Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable
y en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, para
ver las diferencias entre los flanges más utilizados
en el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150
psi y DIN 2576 / PN 10.
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Flange Blind
Nº
L1
D3
D1
D2
Este tipo de flange es usado para cerrar un extremo
de una línea, un extremo de una válvula o alguna
conexión de un equipo.
Los flanges ciegos están sometidos a una tensión
superior que los otros tipos de flanges, debido a un
esfuerzo de flexión que se produce en el centro del
flange.
Es recomendable -cuando existen temperaturas
demasiado altas o cuando se esperan golpes de
ariete en la línea- reemplazar el flange ciego por un
flange welding neck con una tapa gorro (cap).
En ocasiones son utilizados para reducir de
diámetro, en donde el flange es perforado a la
dimensión requerida y montado en forma
semejante a un flange slip-on.
Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo y
gas en general, condensados, redes de incendio,
aire comprimido, etc.
Se fabrican en acero al carbono, acero Inoxidable y
en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, para
ver las diferencias entre los flanges más utilizados
en el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150 psi
y DIN 2527 / PN 10.
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Flange Lap - Joint
Nº
L1
D4
R1
D1
D2
D3
Este tipo de flange va suelto en la cañería y se usa
junto a un terminal denominado stub-end. Para el
montaje -en primer lugar- se pasa el flange a través
de la cañería, luego es soldado en el extremo de la
cañería el terminal stub-end. Este tipo de flange es
muy útil en sistemas en donde se requiere un
desmontaje frecuente del sistema.
Tienen un costo mayor comparado al flange welding
neck. La resistencia a la presión es similar al flange
slip-on, pero tiene baja resistencia en condiciones de
fatiga.
Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo en
general, condensados, gas en general, redes de
incendio, aire comprimido, etc.
Ventajas: facilidad para alinear los pernos de
sujeción, unir cañerías de gran diámetro o cañerías
especialmente rígidas.
Desventajas: en puntos con constantes flexiones.
Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable y
en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, para ver
las diferencias entre los flanges más utilizados en el
mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150 psi y DIN
2642 / PN 10.
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Flange Threaded
Nº
L1
D3
D1
D2
En este tipo de flange, a diferencia de los
anteriores, el montaje es por medio de rosca (hilo)
y no por soldadura.
Pueden ser utilizados en líneas de alta presión, a
temperatura ambiente y en lugares donde no es
posible dar un tratamiento térmico después de
soldar el flange.
No se debe aplicar en líneas donde existan
flexiones laterales (especialmente cíclicas) o
temperaturas demasiado altas, ya que se pueden
producir fugas por el hilo.
Aplicaciones: líneas de agua, petróleo y gas en
general, redes de incendio, aire comprimido, etc.
Ventajas: montaje en zonas donde existan riesgos
de incendio.
Desventajas: no es recomendable en líneas que
tengan temperaturas elevadas y flexiones
laterales.
Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable
y en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, de los
flanges más utilizados en el mercado nacional,
ANSI B16.5 / Clase 150 y 300 psi.
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Flange Socked Weld
D2
Nº
L1
L2
D5
Este tipo de flange es usado en líneas de
diámetros pequeños y en altas presiones.
D1
D3
D4
Su resistencia estática es igual a la del flange slipon (con doble soldadura), pero bajo condiciones
de fatiga es 50% superior. Con respecto a su
costo inicial ($), es aproximadamente un 10%
más alto.
Son muy utilizados en las industrias de procesos
químicos.
Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo y
gas en general, condensados, redes de incendio,
aire comprimido, etc.
Ventajas: resiste altas presiones.
Desventajas: recomendable sólo para pequeños
diámetros, costo más elevado que los slip-on.
Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable
y en aleaciones especiales.
En la figura adjunta se muestran dos tablas, de los
flanges más utilizados en el mercado nacional,
ANSI B16.5 / Clase 150 y 300 psi.
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