Clase de Presión de Brida
Antes de continuar, es importante aclarar que los términos ‘clase de presión de brida’, ‘clasificación de clase de brida’ y ‘clase de brida’ son equivalentes y pueden usarse de manera intercambiable. Sin embargo, el término ‘clasificación de presión de brida’ tiene un significado diferente (la razón se explicará en esta sección). La clasificación de clase de una brida a menudo se acompaña de un ‘#’, ‘Lb’ o ‘lbs’. Por ejemplo, una brida de Clase 150#.
Es un error común entre los ingenieros pensar que la clase de presión de una brida representa la presión máxima de trabajo permitida (MAWP) en libras por pulgada cuadrada (psi) que una brida puede soportar sin fallar. Esto no es correcto. Como se mencionó anteriormente, la clasificación de presión de una brida no es lo mismo que su clasificación de clase. La clasificación de presión de una brida es su MAWP; ambos términos son equivalentes y pueden usarse indistintamente.
La clasificación de clase de una brida es un número adimensional, no representa ninguna unidad de medida (psi, bar, etc.). Aunque el sistema de clases puede parecer confuso, su lógica es bastante sencilla. El MAWP de una brida depende de la temperatura máxima a la que operará y del material del que está hecha; por lo tanto, no es posible determinar el MAWP sin conocer estos dos factores (temperatura máxima y material). Para aclarar este punto:
El diseño MAWP de una brida disminuye a medida que su temperatura máxima de diseño aumenta.
El diseño MAWP de una brida aumenta a medida que su temperatura máxima de diseño disminuye.
Una clase más alta indica que una brida tiene una clasificación de presión más alta para una temperatura y material específicos. A medida que aumenta la temperatura máxima de diseño, la clase debe aumentar para mantener la clasificación de presión de la brida dentro de los límites de diseño; esto se ilustrará con ejemplos en la siguiente sección.
La clasificación de presión de una brida es el MAWP de la brida a una temperatura y material específicos. La clase de presión de una brida se asigna en función de la clasificación de presión máxima de la brida, la clasificación de temperatura máxima y el material de fabricación. Las clasificaciones de presión y temperatura máximas se denominan colectivamente ‘clasificaciones de presión-temperatura’.
Las clases de presión no son específicas de material. Es posible tener una brida de acero al carbono de clase 150 y una brida de acero inoxidable de clase 150. Sin embargo, las clasificaciones de presión-temperatura asociadas con una cierta clase son específicas de un material dado. Por ejemplo, una brida de acero al carbono de clase 150 tiene clasificaciones de presión-temperatura completamente diferentes en comparación con una brida de acero inoxidable de clase 150. Esto significa que la clasificación de presión a la que fallará cada brida es completamente diferente. Por esta razón, no se recomienda acoplar bridas que estén fabricadas con diferentes materiales.
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Ejemplos de Clase de Presión de Brida
Ejemplo 1
La imagen a continuación muestra una sección transversal de varias bridas. Cada brida está fabricada con el mismo material y todas están diseñadas para operar a la misma clasificación de presión. La única diferencia entre las bridas es que la brida más a la izquierda tiene una clasificación de temperatura mucho más baja que la brida más a la derecha. Para que una brida de una clasificación de presión dada y un material dado opere a temperaturas más altas, sus dimensiones deben aumentar, por lo tanto, su clase también aumenta.
Comparación de Clase de Presión de Brida
En el ejemplo anterior, la clasificación de presión es fija mientras que la clasificación de temperatura tiene una relación con las dimensiones y la clase de la brida, es decir, a medida que aumenta la clasificación de temperatura, las dimensiones y la clase de la brida aumentan.
Ejemplo 2
El material de la brida es el mismo para todas las bridas.
La clasificación de temperatura máxima de la brida es la misma para todas las bridas.
Debido a que la clasificación de temperatura máxima es constante y el material es constante, la clasificación de presión máxima de la brida tiene una relación con la clase de la brida y las dimensiones de la brida. Esto es útil porque el grosor del material de una brida es indicativo de la clasificación de presión de una brida, es decir, una brida más gruesa tiene una clasificación de presión más alta para la clasificación de temperatura dada y el material de fabricación.
La imagen a continuación es la misma que se mostró anteriormente, pero la clasificación de temperatura constante y el material fijo significan que la brida mostrada más a la izquierda tiene una clasificación de presión más baja que la brida mostrada más a la derecha.
Comparación de Clase de Presión de Brida
Resumen
Los ejemplos 1 y 2 muestran que tanto la temperatura como la presión tienen una relación con la clase de presión de una brida. Es incorrecto asumir que la clase de presión de una brida se atribuye únicamente a su clasificación de presión, aunque esta suposición errónea es común.
Determinación de la Clase de Presión
La clase de presión de una brida depende de tres factores:
- La presión máxima a la que operará la brida.
- La temperatura máxima a la que operará la brida.
- El material del que está construida la brida.
Usando tablas de normas dadas, por ejemplo, ASME B16.5, es posible determinar la clase de presión de una brida. Los valores de presión y temperatura se denominan clasificaciones de presión-temperatura de la brida, y estos se pueden usar para determinar su clase. En la norma ASME B16.5, hay siete clases de bridas:
150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500
Cada una de estas clases de presión a menudo se expresará como:
150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500#, 2500#
La siguiente sección explica cómo usar las tablas de clases para asegurar que una brida se asigne a la clase de presión correcta.
Tablas de Clases de Presión
Para asignar una clase de presión, es necesario:
- Acceder a la norma relevante a la que debe conformarse la brida, por ejemplo, ASME B16.5.
- Dentro de la norma, localizar la tabla de grupo de material correcta basada en el material de fabricación de la brida. Por ejemplo, la norma ASME B16.5 tiene más de 30 grupos de materiales individuales.
- Determinar la presión máxima a la que operará la brida, es decir, la presión máxima del sistema al que se unirá la brida.
- Determinar la temperatura máxima a la que operará la brida, es decir, la temperatura máxima del sistema al que se unirá la brida.
- Localizar la clasificación de temperatura máxima en la columna de la izquierda. Seleccionar la fila donde la clasificación de temperatura máxima sea igual o exceda el valor dado.
- Desplazarse a lo largo de la fila seleccionada hasta llegar a una clasificación de presión que sea igual o exceda el valor dado.
- El encabezado de la columna donde se cruzan las clasificaciones de presión-temperatura es la clase de presión.
Una tabla de clases de presión tomada de ASME B16.5 se muestra a continuación; la tabla es para bridas de acero al carbono. Para facilitar su uso, la tabla se ha modificado para mostrar unidades imperiales y métricas.
|
Presión de Trabajo Bar (psi) |
|||||||
|
Temperatura °C |
Clase |
||||||
|
150 |
300 |
400 |
600 |
900 |
1500 |
2500 |
|
|
-29 - 38 |
19.6 |
51.1 |
68.1 |
102.1 |
153.2 |
255.3 |
425.5 |
|
50 |
19.2 |
50.1 |
66.8 |
100.2 |
150.4 |
250.6 |
417.7 |
|
100 |
17.7 |
46.6 |
62.1 |
93.2 |
139.8 |
233.0 |
388.3 |
|
150 |
15.8 |
45.1 |
60.1 |
90.2 |
135.2 |
225.4 |
375.6 |
|
200 |
13.8 |
43.8 |
58.4 |
87.6 |
131.4 |
219.0 |
365.0 |
|
250 |
12.1 |
41.9 |
55.9 |
83.9 |
125.8 |
209.7 |
349.5 |
|
300 |
10.2 |
39.8 |
53.1 |
79.6 |
119.5 |
199.1 |
331.8 |
|
325 |
9.3 |
38.7 |
51.6 |
77.4 |
116.1 |
193.6 |
322.6 |
|
350 |
8.4 |
37.6 |
50.1 |
75.1 |
112.7 |
187.8 |
313.0 |