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SISTEMA DE GESTIÓN DE CALIDAD, SEGURIDAD, SALUD Y AMBIENTE

AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS

Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

OBJETO.................................................................................................................. ALCANCE................................................................................................................ DEFINICIONES......................................................................................................... DOCUMENTOS DE REFERENCIA............................................................................... RESPONSABILIDADES.............................................................................................. METODOLOGÍA........................................................................................................ REGISTROS........................................................................................................... ANEXOS................................................................................................................

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1.

OBJETO Esta memoria de calculo tiene por objeto determinar el torque mínimo a aplicar en los espárragos de las juntas bridadas de conexión armadas con Juntas Espiraladas, Juntas Planas y Juntas Tipo Ring Joint.

2.

ALCANCE El alcance de éste instructivo es su aplicación a todas las obras de Tecna s.a. donde se considere pertinente.

3.

DEFINICIONES

4.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA

 American Society of Mechanical Engineers (ASME) Section VIII, Division 1, Appendix 2 – Rules for Construction of Pressure Vessels.  American National Standard Institute (ANSI) B1.1 Unified inch Screw Threads B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings B16.47 Pipe Flanges and Flanged Fittings B16.20 Ring Joint Gaskets and Grooves for steel Pipe Flanges B16.21 Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges  American Society for Testing and Materials (ASTM) A 193 Alloy Steel and Stainless Bolting Materials for High -Temperature Service A 320 Alloy Stainless Bolting Materials for Low -Temperature Service. A 194 Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High - Pressure and High -Temperature Service

5.

RESPONSABILIDADES

6.

METODOLOGÍA TORQUE DE APRIETE:

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Diagrama de junta típico

6.1.

NOTAS:

1 - Las juntas abulonadas en sistemas de alta presión requieren una precarga inicial para prevenir la perdida de la junta. Las cargas que tienden a generar perdidas en la junta son: -

La presión interna Momento de concentración térmica Momento de carga muerta 2 - Se utilizan para el aplique del torque de apriete llaves de impacto y torquímetros o llaves de torque. Dependiendo de ciertas variables, dicho torque a aplicar sobre las tuercas, puede variar de un 10 a 100%. Estas son:

-

Clase adecuada de la tuerca y el espárrago Rebaba sobre las tuercas Lubricación Polvo, viruta y suciedad en las roscas de los espárragos y tuercas Muescas Condiciones de superficie de la brida sobre la cual la tuerca tiene que girar 3 – Una adecuada lubricación debería ser usada. Un abulonado sin lubricación tiene una eficiencia de aproximadamente 50% con respecto de un conjunto lubricado.

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS Para aplicaciones normales un grafito pesado o una mezcla de aceite es suficiente.

6.1.1.

TEORIA DEL TORQUE - IMPORTANCIA DE LA PRECARGA:

Generalmente, la precarga en los bulones de las uniones bridadas deberá ser lo suficientemente alta para poder mantener los miembros en contacto y bajo presión. La disminución de tensión en una junta puede resultar en la fuga de liquido presurizado, perdidas de cierre bajo condiciones de carga cíclica y en un acortamiento de la vida útil del sello. La relación entre esta vida útil y la precarga, se ilustra en la figura siguiente:

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Una unión bridada axialmente cargada en la cual no se aplico una precarga sobre los bulones se representa en la línea OAB, en la cual el esfuerzo en el bulón es igual al ejercido sobre la unión. Cuando el esfuerzo sobre la unión varia entre P a y Pb, la variación de carga sobre el bulón lo representa el tramo sobre las ordenadas Pba y PBb. Sin embargo, con la aplicación de una precarga la variación de carga sobre los bulones será mas leve que la de la unión (como lo indica la línea P B1A, de menor pendiente que OAB) debido a que parte de la carga es absorbida como una reducción de compresión de la junta. De este modo, la carga axial aplicada a los bulones varia entre PBa’ y PBb’ cuando la modificación de esfuerzos sobre la unión esta entre Pa y Pb. Estas condiciones resultan en una considerable reducción de la variación de la carga cíclica de los bulones la cual reditúa en una extensión de la vida útil de la junta. 4. PASOS EN EL MONTAJE DE JUNTA Y ABULONADO:

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4 Bulones

8 Bulones

16 Bulones

En una conexión bridada, todos los componentes deben ser correctamente montados para un efectivo sellado. La causa más común de la perdida de una unión es un montaje indebido. Los pasos a tener en cuenta al montar son: -

Se prestara especial atención a las tolerancias de angularidad y centrado concerniente al par de bridas que conforman el conjunto. Cabe destacar que el uso de fuerza en exceso conlleva a un deterioro de la junta con una proclividad a la generación de fugas. Si se superase las tolerancias admisibles según los gráficos, se procederá a la refabricación del conjunto adecuadamente.

-

Colocar la junta sobre la superficie de la brida a sellar Posicionar la otra brida en contacto con la junta Limpiar los espárragos y lubricarlos adecuadamente, con una mezcla de aceite y grafito por ejemplo. Colocar dichos espárragos en los agujeros Acercar las tuercas a mano Seguir la secuencia de ajuste de acuerdo a las figuras No superar el 30% de los valores de torque recomendados para los espárragos, pues se puede originar un mal asentamiento de la junta. Una vez alcanzado el torque recomendado según tabla, hacer una pasada en secuencia horaria para verificación.

-

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Debido a la relajación de tensiones y por Creep, es fundamental pre-ajustar los espárragos para asegurar el correcto valor de torque durante la operación del sistema.

METODO PARA JUNTAS PLANAS: CALCULO DE TORQUE: Para la determinación del torque necesario a aplicar, en primer lugar determinaremos la presión superficial requerida que se debe aplicar a la junta para lograr un sello adecuado, la cual será: H Ecal = y + R + -----A Emin = 400 Bar.Donde: Ecal Emin R y H A Pd Ai

: Presión Superficial Calculada en Bar.: Presión Superficial Mínima en Bar.: Presión Radial en donde R = m . Pd.: Presión de Ajuste en Bar.: Fuerza que tiende a separar las bridas H = Ai . Pd.: Área de contacto de la Junta.: Presión de Diseño en Bar.: Área interna del conducto.-

Por lo tanto, el torque estará dado por la siguiente expresión: EJECUTÓ:

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Tjun = Ejun . A . d .0,2 / N Donde: Ejun A d N

: Presión Superficial de la junta en Bar.: Área de contacto de la Junta.: Diámetro efectivo del Espárrago.: Numero de Espárragos.-

El Torque a aplicar a los espárragos de las bridas armadas con juntas planas deberá ser el de mayor valor que resulte, de comparar el mínimo con el de calculo.DETERMINACIÓN DEL TORQUE PARA ESPÁRRAGOS O BULONES: En primer lugar calcularemos los torques a aplicar a los espárragos de las bridas, que permitan obtener una presión superficial a ejercer sobre la junta, de forma tal, que se asegure un correcto sellado de la unión, en base a las presiones de diseño correspondientes a las clases de cañerías, siendo sus valores los siguientes: DN pulg. 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2 3 4 6 8 10 12 14

Db mm. 12.7 12.7 12.7 12.7 15.9 15.9 15.9 15.9 19.1 19.1 22.2 22.2 25.4

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-150# Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 10.17 4 22.0 34.9 1.60 400 4.00 19.50 3.80 490.86 10.17 4 27.8 42.9 1.60 400 4.00 19.50 6.07 492.12 10.17 4 34.5 50.8 1.60 400 4.00 19.50 9.35 494.69 10.17 4 49.6 73.0 1.60 400 4.00 19.50 19.32 494.72 12.88 4 61.9 92.1 1.60 400 4.00 19.50 30.09 494.07 12.88 4 74.6 104.8 1.60 400 4.00 19.50 43.71 498.03 12.88 4 90.7 127.0 1.60 400 4.00 19.50 64.61 498.30 12.88 8 116.1 157.2 1.60 400 4.00 19.50 105.87 501.40 15.75 8 170.7 215.9 1.60 400 4.00 19.50 228.85 510.52 15.75 8 221.5 269.9 1.60 400 4.00 19.50 385.33 518.23 18.55 12 270.3 323.8 1.60 400 4.00 19.50 573.83 522.82 18.55 12 327.0 381.0 1.60 400 4.00 19.50 839.82 532.54 21.27 12 350.3 412.7 1.60 400 4.00 19.50 963.77 528.26

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Tcal Nm. 14 21 27 57 116 136 199 142 276 381 404 494 700

Tmin Nm. 12 17 22 46 94 110 160 114 216 294 309 371 530

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DN pulg. 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2 3 4 6 8 10 12 14 16 18

Db mm. 12.7 15.9 15.9 19.1 15.9 19.1 19.1 19.1 19.1 22.2 25.4 28.6 28.6 31.8 31.8

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-300# Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 10.17 4 22.0 34.9 1.60 400 4.00 49.90 3.80 632.50 12.88 4 27.0 42.9 1.60 400 4.00 49.90 5.73 632.33 12.88 4 34.5 51.0 1.60 400 4.00 49.90 9.35 641.70 15.75 4 49.6 73.0 1.60 400 4.00 49.90 19.32 642.39 12.88 8 61.9 92.1 1.60 400 4.00 49.90 30.09 640.71 15.75 8 74.6 104.8 1.60 400 4.00 49.90 43.71 650.86 15.75 8 90.7 127.0 1.60 400 4.00 49.90 64.61 651.55 15.75 8 116.1 157.2 1.60 400 4.00 49.90 105.87 659.48 15.75 12 170.7 215.9 1.60 400 4.00 49.90 228.85 682.81 18.55 12 221.5 269.9 1.60 400 4.00 49.90 385.33 702.54 21.27 16 270.3 323.8 1.60 400 4.00 49.90 573.83 714.30 24.45 16 327.0 381.0 1.60 400 4.00 49.90 839.82 739.16 24.45 20 350.3 412.7 1.60 400 4.00 49.90 963.77 728.21 27.62 20 410.3 469.9 1.60 400 4.00 49.90 1322.19 759.73 27.62 24 461.8 533.4 1.60 400 4.00 49.90 1674.94 748.94

DN pulg. 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 30

Db mm. 12.7 15.9 15.9 19.1 15.9 19.1 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 31.8 34.9 38.1 41.3 41.3 47.6 50.8

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-600# Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 10.17 4 22.0 34.9 1.60 400 4.00 96.50 3.80 849.63 12.88 4 27.0 42.9 1.60 400 4.00 96.50 5.73 849.30 12.88 4 34.5 50.8 1.60 400 4.00 96.50 9.35 868.61 15.75 4 49.6 73.0 1.60 400 4.00 96.50 19.32 868.75 12.88 8 61.8 92.1 1.60 400 4.00 96.50 30.00 865.04 15.75 8 74.6 104.8 1.60 400 4.00 96.50 43.71 885.12 15.75 8 90.7 127.0 1.60 400 4.00 96.50 64.61 886.46 18.55 8 116.1 157.2 1.60 400 4.00 96.50 105.87 901.80 21.27 12 143.7 215.9 1.60 400 4.00 96.50 162.18 862.75 24.45 12 170.7 269.9 1.60 400 4.00 96.50 228.85 850.33 27.62 16 221.5 323.8 1.60 400 4.00 96.50 385.33 870.87 27.62 20 276.2 381.0 1.60 400 4.00 96.50 599.15 892.88 30.80 20 327.0 412.7 1.60 400 4.00 96.50 839.82 948.77 33.97 20 410.4 469.9 1.60 400 4.00 96.50 1322.83 1096.31 37.15 20 461.8 533.4 1.60 400 4.00 96.50 1674.94 1074.81 37.15 24 513.2 584.2 1.60 400 4.00 96.50 2068.54 1112.20 43.49 24 615.9 692.1 1.60 400 4.00 96.50 2979.28 1153.27 46.67 28 730.3 857.0 1.60 400 4.00 96.50 4188.38 1041.81

Tcal Tmin Nm. Nm. 19 12 36 22 46 29 114 71 75 47 109 67 159 98 229 139 246 144 406 231 474 266 678 367 666 366 865 455 965 515

Tcal Nm. 25 48 61 154 102 148 217 369 624 1190 1318 1334 1455 1532 2235 2107 3272 5488

Tmin Nm. 12 22 28 71 47 67 98 164 289 560 605 598 613 559 832 758 1135 2107

REFERENCIAS: DN Db Di N di de

: Diámetro Nominal de la Brida en pulg.: Diámetro Nominal del Espárrago en mm.: Diámetro efectivo del Espárrago en mm.: Numero de Espárragos.: Diámetro Mínimo efectivo de la Junta en mm.: Diámetro Máximo efectivo de la Junta en mm.-

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS e Pa m Pd Ai Ae A Ecal Tmin Tcal

: Espesor de la Junta en mm.: Presión de Ajuste de la Junta = 400 Bar.: Factor de Presión Radial = 4.0.: Presión de Diseño de la Línea en Bar.: Área interna del conducto.: Área efectiva de contacto de la Junta.: Área de contacto de la Junta.: Presión Superficial de Calculo en Bar.: Torque Mínimo a aplicar al Espárrago en Nm.: Torque calculado a aplicar al Espárrago en Nm.-

METODO PARA JUNTAS ESPIRALADAS: CALCULO DE TORQUE: Operando de manera similar que para el caso anterior tendremos : H Ecal = y + R + -----A Emin = 450 Bar.Donde: Ecal Emin R y H A Pd Ai

: Presión Superficial Calculada en Bar.: Presión Superficial Mínima en Bar.: Presión Radial en donde R = m . Pd.: Presión de Ajuste en Bar.: Fuerza que tiende a separar las bridas H = Ai . Pd.: Área de contacto de la Junta.: Presión de Diseño en Bar.: Área interna del conducto.-

Por lo tanto, el torque estará dado por la siguiente expresión: Tjun = Ejun . A . d .0,2 / N Donde: Ejun : Presión Superficial de la junta en Bar.A : Área de contacto de la Junta.d : Diámetro efectivo del Espárrago.N : Numero de Espárragos.-

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS Por lo tanto, el Torque a aplicar a los espárragos de las bridas armadas con juntas espiraladas deberá ser el de mayor valor que resulte, de comparar el mínimo con el de calculo.DETERMINACIÓN DEL TORQUE PARA ESPÁRRAGOS O BULONES: En primer lugar calcularemos los torques a aplicar a los espárragos de las bridas, que permitan obtener una presión superficial a ejercer sobre la junta, de forma tal, que se asegure un correcto sellado de la unión, en base a las presiones de diseño correspondientes a las clases de cañerías, siendo sus valores los siguientes: TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-150# DN Db Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. pulg. mm. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 1/2 12.7 10.17 4 19.0 31.7 4.50 450 2.50 19.50 2.84 509.68 3/4 12.7 10.17 4 25.4 39.6 4.50 450 2.50 19.50 5.07 512.38 1 12.7 10.17 4 31.7 47.6 4.50 450 2.50 19.50 7.89 514.29 1 1/2 12.7 10.17 4 53.9 69.8 4.50 450 2.50 19.50 22.82 527.55 2 15.9 12.88 4 69.9 85.7 4.50 450 2.50 19.50 38.37 537.50 2 1/2 15.9 12.88 4 82.5 98.4 4.50 450 2.50 19.50 53.46 544.89 3 15.9 12.88 4 101.6 120.7 4.50 450 2.50 19.50 81.07 546.16 4 15.9 12.88 8 127.0 149.2 4.50 450 2.50 19.50 126.68 550.04 6 19.1 15.75 8 182.6 209.6 4.50 450 2.50 19.50 261.87 560.15 8 19.1 15.75 8 233.4 263.5 4.50 450 2.50 19.50 427.85 569.77 10 22.2 18.55 12 287.3 317.5 4.50 450 2.50 19.50 648.28 586.87 12 22.2 18.55 12 339.7 374.6 4.50 450 2.50 19.50 906.32 589.02 14 25.4 21.27 12 371.5 406.4 4.50 450 2.50 19.50 1083.95 597.88 16 25.4 21.27 16 422.3 463.5 4.50 450 2.50 19.50 1400.66 594.04 18 28.6 24.45 16 474.7 527.0 4.50 450 2.50 19.50 1769.82 582.63 20 28.6 24.45 20 525.5 577.8 4.50 450 2.50 19.50 2168.88 592.07 24 31.8 27.62 20 628.6 685.8 4.50 450 2.50 19.50 3103.41 601.23

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Tcal Nm. 13 19 26 41 67 79 117 85 183 264 260 357 452 453 733 656 981

Tmin Nm. 9 13 18 28 45 52 77 56 118 167 160 218 272 274 453 399 734

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-300# DN Db Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. pulg. mm. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 1/2 12.7 10.17 4 19.0 31.7 4.50 450 2.50 49.90 2.84 602.73 3/4 15.9 12.88 4 25.4 39.6 4.50 450 2.50 49.90 5.07 609.63 1 15.9 12.88 4 31.7 47.6 4.50 450 2.50 49.90 7.89 614.52 1 1/2 19.1 15.75 4 53.8 69.8 4.50 450 2.50 49.90 22.73 647.78 2 15.9 12.88 8 69.9 85.7 4.50 450 2.50 49.90 38.37 673.92 2 1/2 19.1 15.75 8 82.5 98.4 4.50 450 2.50 49.90 53.46 692.83 3 19.1 15.75 8 101.6 120.7 4.50 450 2.50 49.90 81.07 696.07 4 19.1 15.75 8 127.0 149.2 4.50 450 2.50 49.90 126.68 706.01 6 19.1 15.75 12 182.6 209.6 4.50 450 2.50 49.90 261.87 731.87 8 22.2 18.55 12 233.4 263.5 4.50 450 2.50 49.90 427.85 756.50 10 25.4 21.27 16 287.3 317.5 4.50 450 2.50 49.90 648.28 800.25 12 28.6 24.45 16 339.7 374.8 4.50 450 2.50 49.90 906.32 804.36 14 28.6 24.45 20 371.5 406.4 4.50 450 2.50 49.90 1083.95 828.42 16 31.8 27.62 20 422.3 463.5 4.50 450 2.50 49.90 1400.66 818.59 18 31.8 27.62 24 474.7 527.0 4.50 450 2.50 49.90 1769.82 789.38 20 31.8 27.62 24 525.5 577.8 4.50 450 2.50 49.90 2168.88 813.56 24 38.1 33.97 24 628.6 685.8 4.50 450 2.50 49.90 3103.41 837.01

DN pulg. 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 30

Db mm. 12.7 15.9 15.9 19.1 15.9 19.1 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 31.8 34.9 38.1 41.3 41.3 47.6 50.8

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-600# Dr N di de e Pa m Pd Ai Ecal. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 10.17 4 19.0 31.7 4.50 450 2.50 97.5 2.84 748.41 12.88 4 25.4 39.6 4.50 450 2.50 97.5 5.07 761.90 12.88 4 31.7 47.6 4.50 450 2.50 97.5 7.89 771.46 15.75 4 53.9 69.8 4.50 450 2.50 97.5 22.82 837.77 12.88 8 69.9 85.7 4.50 450 2.50 97.5 38.37 887.52 15.75 8 82.5 98.4 4.50 450 2.50 97.5 53.46 924.47 15.75 8 101.6 120.7 4.50 450 2.50 97.5 81.07 930.79 18.55 8 120.7 149.2 4.50 450 2.50 97.5 114.42 878.41 21.27 12 174.6 209.6 4.50 450 2.50 97.5 239.43 914.79 24.45 12 225.4 263.5 4.50 450 2.50 97.5 399.02 959.68 27.62 16 274.6 317.5 4.50 450 2.50 97.5 592.23 983.19 27.62 20 327.0 374.6 4.50 450 2.50 97.5 839.82 1005.93 30.80 20 361.9 406.4 4.50 450 2.50 97.5 1028.65 1067.25 33.97 20 412.7 463.5 4.50 450 2.50 97.5 1337.70 1066.83 37.15 20 469.9 527.0 4.50 450 2.50 97.5 1734.21 1071.96 37.15 24 520.7 577.8 4.50 450 2.50 97.5 2129.44 1115.20 43.49 24 628.6 685.8 4.50 450 2.50 97.5 3103.41 1206.17 46.67 28 788.0 848.0 4.50 450 2.50 97.5 4876.89 1310.52

EJECUTÓ:

REVISÓ:

APROBÓ:

FECHA:

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FECHA:

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Tcal Nm. 16 28 39 79 42 62 91 134 160 275 305 484 432 648 748 849 1399

Tmin Nm. 12 21 29 55 28 40 59 85 98 163 172 271 235 356 426 469 752

Tcal Nm. 19 36 49 102 55 82 122 246 343 572 677 729 883 1267 1780 1701 2582 3368

Tmin Nm. 12 21 29 55 28 40 59 126 169 268 310 326 372 534 747 686 963 1157

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS

TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-900# Tcal Tmin DN Db Dr N di G b Pa m Pd Ai Ecal. Nm. Nm. pulg. mm. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 34 12 1/2 19.1 15.75 4 19.0 39.7 7.95 1265 5.50 108.00 12.4 3524.22 40 14 3/4 19.1 15.75 4 25.4 44.5 7.95 1265 5.50 108.00 15.5 3653.27 56 19 1 22.2 18.55 4 31.7 50.8 7.95 1265 5.50 108.00 20.3 3825.80 98 29 1 1/2 25.4 21.27 4 47.6 68.3 7.95 1265 5.50 108.00 36.6 4300.73 92 24 2 22.2 18.55 8 58.7 95.3 11.13 1265 5.50 108.00 71.3 4766.32 29 2 1/2 25.4 21.27 8 69.8 98.4 11.13 1265 5.50 108.00 76.0 4827.45 110 32 3 22.2 18.55 8 95.2 123.8 11.13 1265 5.50 108.00 120.4 5320.78 134 50 4 28.6 24.45 8 120.7 149.2 11.13 1265 5.50 108.00 174.8 5813.33 232 48 6 28.6 24.45 12 174.6 211.2 11.13 1265 5.50 108.00 350.2 7015.59 264 77 8 34.9 30.80 12 225.4 269.9 11.13 1265 5.50 108.00 572.0 8155.37 494 69 10 34.9 30.80 16 274.6 323.9 11.13 1265 5.50 108.00 823.7 9202.76 502 65 12 34.9 30.80 20 327.0 381.0 11.13 1265 5.50 108.00 1140.1 10311.88 529 112 14 38.1 33.97 20 361.9 419.1 15.88 1265 5.50 108.00 1379.5 9323.78 828 16 41.3 37.15 20 412.7 469.9 15.88 1265 5.50 108.00 1734.2 10014.77 1090 138 18 47.6 43.49 20 463.5 533.4 19.05 1265 5.50 108.00 2234.6 10141.93 1760 220 20 50.8 46.67 20 514.3 584.2 19.05 1265 5.50 108.00 2680.5 10717.93 2186 258 24 63.5 59.37 20 615.9 692.2 25.40 1265 5.50 108.00 3762.6 10922.90 4477 519 30 76.2 72.07 20

REFERENCIAS: DN Db Di N di de e Pa m Pd Ai Ae A Ecal Tmin Tcal

: Diámetro Nominal de la Brida en pulg.: Diámetro Nominal del Espárrago en mm.: Diámetro efectivo del Espárrago en mm.: Numero de Espárragos.: Diámetro Mínimo efectivo de la Junta en mm.: Diámetro Máximo efectivo de la Junta en mm.: Espesor de la Junta en mm.: Presión de Ajuste de la Junta = 450 Bar.: Factor de Presión Radial = 2.50.: Presión de Diseño de la Línea en Bar.: Área interna del conducto.: Área efectiva de contacto de la Junta.: Área de contacto de la Junta.: Presión Superficial Calculada en Bar.: Torque Mínimo en Nm.: Torque Calculado en Nm.-

METODO PARA JUNTAS TIPO RING JOINT: CALCULO DE TORQUE:

EJECUTÓ:

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APROBÓ:

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS Para la determinación del torque necesario a aplicar, en primer lugar determinaremos la presión superficial requerida que se debe aplicar a la junta para lograr un sello adecuado, la cual será: H Ecal = y + R + -----A Emin = 1265 Bar.Donde: Ecal Emin R y H A Pd Ai G b0

: Presión Superficial Calculada en Bar.: Presión Superficial Mínima en Bar.: Presión Radial en donde R = 2. b . m . Pd.: Presión de Ajuste en Bar.: Fuerza que tiende a separar las bridas H = Ai . Pd.: Área de efectiva de contacto A = 3.1416 . G . b0 .: Presión de Diseño en Bar.: Área interna Ai = 0,785 . G2.: Diametro medio del Ring.: Ancho efectivo de la junta o Ring b0 = W / 8 .-

Por lo tanto, el torque estará dado por la siguiente expresión: Tjun = Ejun . A . d .0,2 / N Donde: Ejun A d N

: Presión Superficial de la junta en Bar.: Área de contacto de la Junta.: Diámetro efectivo del Espárrago.: Numero de Espárragos.-

El Torque a aplicar a los espárragos de las bridas armadas con juntas tipo ring joint deberá ser el de mayor valor que resulte, de comparar el mínimo con el de calculo.DETERMINACIÓN DEL TORQUE PARA ESPÁRRAGOS O BULONES: En primer lugar calcularemos los toques a aplicar a los espárragos de las bridas, que permitan obtener una presión superficial a ejercer sobre la junta, de forma tal, que se EJECUTÓ:

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS asegure un correcto sellado de la unión, en base a las presiones de diseño correspondientes a las clases de cañerías, siendo sus valores los siguientes: TORQUE MINIMO Y CALCULADO PARA BRIDAS ANSI S-900# Tcal Tmin DN Db Dr N di G b Pa m Pd Ai Ecal. Nm. Nm. pulg. mm. mm. c/u. mm. mm. mm. Bar Bar cm2 Bar 34 12 1/2 19.1 15.75 4 19.0 39.7 7.95 1265 5.50 108.00 12.4 3524.22 40 14 3/4 19.1 15.75 4 25.4 44.5 7.95 1265 5.50 108.00 15.5 3653.27 56 19 1 22.2 18.55 4 31.7 50.8 7.95 1265 5.50 108.00 20.3 3825.80 98 29 1 1/2 25.4 21.27 4 47.6 68.3 7.95 1265 5.50 108.00 36.6 4300.73 92 24 2 22.2 18.55 8 58.7 95.3 11.13 1265 5.50 108.00 71.3 4766.32 110 29 2 1/2 25.4 21.27 8 69.8 98.4 11.13 1265 5.50 108.00 76.0 4827.45 32 3 22.2 18.55 8 95.2 123.8 11.13 1265 5.50 108.00 120.4 5320.78 134 50 4 28.6 24.45 8 120.7 149.2 11.13 1265 5.50 108.00 174.8 5813.33 232 48 6 28.6 24.45 12 174.6 211.2 11.13 1265 5.50 108.00 350.2 7015.59 264 77 8 34.9 30.80 12 225.4 269.9 11.13 1265 5.50 108.00 572.0 8155.37 494 69 10 34.9 30.80 16 274.6 323.9 11.13 1265 5.50 108.00 823.7 9202.76 502 65 12 34.9 30.80 20 327.0 381.0 11.13 1265 5.50 108.00 1140.1 10311.88 529 112 14 38.1 33.97 20 361.9 419.1 15.88 1265 5.50 108.00 1379.5 9323.78 828 138 16 41.3 37.15 20 412.7 469.9 15.88 1265 5.50 108.00 1734.2 10014.77 1090 220 18 47.6 43.49 20 463.5 533.4 19.05 1265 5.50 108.00 2234.6 10141.93 1760 258 20 50.8 46.67 20 514.3 584.2 19.05 1265 5.50 108.00 2680.5 10717.93 2186 519 24 63.5 59.37 20 615.9 692.2 25.40 1265 5.50 108.00 3762.6 10922.90 4477 30 76.2 72.07 20

REFERENCIAS: DN Db Di N di de e Pa m Pd Ai Ae A Ecal Tmin Tcal

: Diámetro Nominal de la Brida en pulg.: Diámetro Nominal del Espárrago en mm.: Diámetro efectivo del Espárrago en mm.: Numero de Espárragos.: Diámetro Mínimo efectivo de la Junta en mm.: Diámetro Máximo efectivo de la Junta en mm.: Espesor de la Junta en mm.: Presión de Ajuste de la Junta = 1265 Bar.: Factor de Presión Radial = 5.50.: Presión de Diseño de la Línea en Bar.: Área interna del conducto.: Área efectiva de contacto de la Junta.: Área de contacto de la Junta.: Presión Superficial Calculada en Bar.: Torque Mínimo en Nm.: Torque Calculado en Nm.-

7. DETERMINACION DEL TORQUE MAXIMO PARA ESPARRAGOS O BULONES: El torque máximo que puede soportar un bulón o espárrago para bridas construido de acero al carbono de calidad ASTM A-193 B7, esta limitado por la carga de EJECUTÓ:

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS tracción a la que esta sometido. Por lo tanto, el torque máximo a que podrá ser sometido un espárrago estará dado por la siguiente expresión: Fe P Rf x Cf Tmax = ------- x ( -------- + -------------- + Rs x Cf ) 12 2 cos  Donde: Tmax Fe P  Cf Rf Rs

: Torque máximo.: Carga axial que soporta el Espárrago.: Paso de la rosca del Espárrago P= 1/N.: Ángulo del filete de la rosca = 30º.: Coeficiente de fricción.: Radio Primitivo promedio de la rosca del Espárrago Rf = Dp/2.: Radio Primitivo de la cara de apoyo de la Tuerca del Espárrago.-

Para la determinación del torque máximo que soportara el espárrago o bulón adoptamos que el mismo estará sometido a una carga axial que genera una tensión de tracción igual al 50% de la tensión mínima de fluencia del material del espárrago. El torque máximo a aplicar en un espárrago dependerá del tipo de lubricación que se utilice durante su montaje, en el gráfico de coeficientes de fricción mostrado anteriormente, se pueden observar los distintos valores que esta variable toma según el tipo de lubricante utilizado. En la siguiente Tabla se indican los torques máximos a aplicar a los espárragos de bridas con lubricación (Cf = 0,12) y sin lubricación (Cf = 0,40), estos torque son los correspondientes para generar sobre el espárrago una tensión equivalente al 50% de la de fluencia mínima para el acero ASTM A-193 B7.Por lo tanto, el torque máximo será:

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DN pulg. 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 3/4 1 7/8 2 2 1/4 2 1/2 2 3/4 3

DN mm. 6.4 7.9 9.5 11.1 12.7 14.3 15.9 19.1 22.2 25.4 28.6 31.8 34.9 38.1 41.3 44.5 47.6 50.8 57.2 63.5 69.9 76.2

Db in. 0.188 0.243 0.297 0.349 0.404 0.454 0.512 0.626 0.737 0.845 0.970 1.095 1.219 1.344 1.469 1.594 1.719 1.844 2.094 2.344 2.594 2.844

TORQUE MAXIMO PARA ESPARRAGOS DE ACERO ASTM A-193 B7: De Dp N Ar Dt Gm Fe Cf T1 Nm. in. in. 1/in. in2 in. psi lb  9.42 0.249 0.218 20 0.028 0.368 1451.2 20 0.16 18.88 0.311 0.277 18 0.046 0.429 2436.8 57 0.16 33.87 0.374 0.335 16 0.069 0.521 3637.2 126 0.16 53.15 0.436 0.392 14 0.095 0.582 5007.9 239 0.16 81.85 0.499 0.451 13 0.128 0.674 6733.3 432 0.16 113.91 0.561 0.507 12 0.162 0.735 8498.9 688 0.16 162.05 0.623 0.568 11 0.206 0.827 10804.9 1112 0.16 280.51 0.748 0.687 10 0.307 0.937 16132.6 2479 0.16 460.95 0.873 0.805 9 0.426 1.134 22384.6 4772 0.16 689.08 0.998 0.921 8 0.560 1.286 29413.9 8240 0.16 1011.96 1.123 1.046 8 0.738 1.439 38756.6 14305 0.16 1422.36 1.248 1.171 8 0.941 1.593 49394.9 23237 0.16 1929.77 1.373 1.296 8 1.168 1.746 61311.6 35801 0.16 2545.47 1.498 1.421 8 1.420 1.899 74525.9 52896 0.16 3279.48 1.623 1.546 8 1.696 2.052 89028.7 75487 0.16 4141.49 1.748 1.671 8 1.996 2.205 104807.0 104614 0.16 5143.65 1.873 1.796 8 2.322 2.358 121885.9 141487 0.16 6294.73 1.998 1.921 8 2.671 2.511 140253.4 187343 0.16 9086.23 2.248 2.171 8 3.445 2.818 180836.7 311447 0.16 12599.91 2.498 2.421 8 4.316 3.124 226589.4 488978 0.16 15305.59 2.748 2.671 8 5.285 3.430 251048.7 663426 0.16 20015.19 2.997 2.921 8 6.353 3.736 301747.5 958437 0.16

Cf  0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40

T2 Nm. 21.60 43.55 78.56 123.24 190.70 265.73 378.69 657.87 1085.45 1623.77 2399.55 3389.79 4618.25 6113.05 7899.30 10001.25 12449.22 15265.17 22107.42 30737.76 37419.70 49023.22

REFERENCIAS: DN DN Db De Dp N Ar Dt Gm Fe Cf T1 T2

7.

: Diámetro Nominal del Espárrago en pulg.: Diámetro Nominal del Espárrago en mm.: Diámetro base de la rosca del Espárrago en pulg.: Diámetro exterior de la rosca del Espárrago en pulg.: Diámetro primitivo de la rosca del Espárrago en pulg.: Numero de filetes por pulgada.: Área raíz de la rosca en pulg.2.: Diámetro base de la tuerca en pulg.: Tensión de fluencia del material del Espárrago en psi.: Carga axial sobre el Espárrago en Lbs.: Coeficiente de Fricción.: Torque máximo con Lubricación.: Torque máximo sin Lubricación.-

REGISTROS

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INSTRUCTIVO

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AJUSTE DE UNIONES BRIDADAS 8.

ANEXOS

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