Las bridas son un componente esencial en los sistemas de tuberías y desempeñan un papel fundamental para garantizar conexiones seguras entre tuberías, válvulas y otros equipos. Entre los numerosos tipos de bridas que se utilizan en industrias como la del petróleo y el gas, la petroquímica, las centrales eléctricas y el tratamiento de aguas, las bridas deslizantes (SO) y las bridas con cuello soldado (WN) son dos de las más utilizadas. Si bien ambas cumplen funciones similares, su diseño, aplicación y rendimiento difieren significativamente. Este artículo ofrece una comparación exhaustiva de estos dos tipos de bridas, destacando sus métodos de soldadura, materiales, presiones nominales, métodos de conexión, costos y rendimiento general.
Comprensión de las bridas deslizantes (SO)
Una brida deslizante, también conocida como brida de cuello soldado plano, está diseñada para deslizarse sobre la tubería antes de soldarla. Requiere dos soldaduras: una en el exterior y otra en el interior de la brida. Estas bridas cumplen con normas internacionales como ASME B16.5, ASME B16.47, ISO 7005-1-2011, BS 4504-3.1 y DIN EN 1092-1.
Características de las bridas deslizantes:
Tipo de soldadura: Soldaduras de filete tanto en el exterior como en el interior.
Material: Fabricadas generalmente con placas de acero estándar.
Presión nominal: Varía de 0,6 MPa a 4,0 MPa.
Costo: Menor costo inicial en comparación con las bridas de cuello soldado.
Inspección: Requiere inspección adicional si el diámetro nominal supera los 250 mm.
Aplicación: Ideales para tuberías de baja a media presión donde la facilidad de soldadura y la rentabilidad son cruciales.
Bridas de cuello soldado (WN)
Las bridas de cuello soldado, a menudo denominadas bridas de soldadura a tope, están diseñadas con un cubo cónico largo que se integra suavemente en la tubería, proporcionando una conexión robusta y segura. Este diseño permite una soldadura a tope con penetración completa, lo que reduce la concentración de tensiones y previene fugas.
Una brida de cuello soldada, también llamada brida de cubo cónico o brida de cubo alto, es un tipo de brida que puede reubicar la tensión en las tuberías, asegurando una disminución de la concentración de altas tensiones en la parte inferior de la brida. Existen dos diseños de bridas de cuello soldada: el primero se utiliza con toallitas, mientras que el segundo, más largo, no se puede utilizar con tuberías, sino con una planta de proceso. La brida de cuello soldada consta de un accesorio redondo que se extiende más allá del borde de la circunferencia. Estas bridas, generalmente fabricadas mediante forja, se sueldan a las tuberías.El borde tiene numerosos orificios perforados que permiten fijar la brida a una brida atornillada. Este diseño es mucho mejor gracias a la válvula estructural.
Diferencias entre bridas deslizantes y bridas con cuello para soldar
1. Métodos de soldadura
La conexión entre una brida deslizante y una tubería se realiza mediante soldaduras de filete, mientras que una brida con cuello para soldar utiliza una soldadura a tope de penetración completa. Las soldaduras de filete son más sencillas, pero menos robustas, mientras que las soldaduras a tope ofrecen mayor resistencia y durabilidad. Además, las soldaduras a tope pueden someterse a inspección radiográfica, lo que garantiza una mayor calidad de la soldadura.
2. Resistencia del material
Las bridas deslizantes suelen fabricarse con placas de acero estándar, suficientes para aplicaciones de baja a media presión. En cambio, las bridas con cuello para soldar se fabrican con acero forjado, lo que las hace más resistentes a la tensión, la corrosión y los fallos mecánicos.
3. Capacidad de manejo de presión
Las bridas deslizantes son adecuadas para tuberías con presiones nominales de entre 0,6 MPa y 4,0 MPa. Las bridas con cuello para soldar, por otro lado, pueden manejar presiones significativamente más altas, de 1 MPa a 25 MPa, lo que las convierte en la opción preferida para aplicaciones de alta tensión.
4. Conexión a la Tubería
Las bridas deslizantes solo se pueden conectar a tuberías rectas y no se pueden soldar directamente a accesorios de tubería para soldadura a tope. Sin embargo, las bridas de cuello soldado se conectan sin problemas a todos los accesorios de tubería para soldadura a tope, incluyendo codos, tes y reductores, lo que proporciona mayor flexibilidad en el diseño de tuberías.
5. Consideraciones de Costo
El costo inicial de las bridas deslizantes es menor debido a su proceso de fabricación más sencillo y a la reducción de los requisitos de soldadura. Sin embargo, la necesidad de dos soldaduras separadas e inspección adicional puede aumentar el costo total de instalación. Las bridas de cuello soldado requieren una soldadura a tope de penetración completa, más costosa, pero ofrecen un mejor rendimiento a largo plazo, reduciendo el mantenimiento y los costos potenciales de fallas.
6. Vida Útil y Durabilidad
Las bridas de cuello soldado ofrecen una durabilidad superior, especialmente en condiciones de alta presión y alta temperatura. La transición suave entre el cubo de la brida y la tubería minimiza la turbulencia y reduce la erosión y la restricción del flujo. Por el contrario, las bridas Slip On tienen una vida útil por fatiga más corta, aproximadamente un tercio de la de las bridas con cuello de soldadura, debido a su conexión más débil y al potencial de falla de la soldadura.
Material de las bridas WN
Las bridas con cuello soldado están disponibles en una variedad de materiales. Estos materiales deben cumplir con las normas establecidas. El material también debe cumplir con la calidad especificada por las normas ASTM o ASME.
Sin embargo, el espesor y el diámetro interior de la brida se determinarán en función del tamaño de la tubería para la que se fabrica.
En cuanto al material, las aleaciones de carbono son una opción popular para la fabricación de estas bridas, ya que también resisten temperaturas extremas. Están disponibles en dos materiales: ASTM A 181 y ASTM A 105. Las bridas están disponibles en varios grados, como las series ASME B16 47 "A" y "B", para satisfacer las necesidades de los clientes y la industria.
Además de este material, las bridas con cuello soldado también están hechas de acero inoxidable. Las bridas están hechas de ASTM A182, F304, 316L, 347H, 310S, ASME B16 5 y tienen un acabado de acero dúplex. El acero dúplex UNS S31803 también se utiliza. Además del acero inoxidable, las bridas de cuello soldado se fabrican en otros materiales, como aleaciones de carbono y níquel, entre otros.
Las bridas de cuello soldado de aleación de níquel están disponibles en Inconel 600 y 625, Hastelloy C22, C276 y otros materiales similares.
Conclusión
Tanto las bridas de cuello soldado como las de deslizamiento desempeñan un papel crucial en los sistemas de tuberías industriales, pero sus aplicaciones son claramente diferentes. Las bridas de deslizamiento ofrecen una solución rentable para sistemas de baja a media presión, mientras que las bridas de cuello soldado ofrecen mayor resistencia, durabilidad y resistencia a la presión, lo que las hace ideales para entornos de alta tensión. Comprender estas diferencias ayudará a los ingenieros y gerentes de proyecto a tomar decisiones informadas al seleccionar el tipo de brida adecuado para su aplicación específica.
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