Manual para la Identificación y Selección de Flanges

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Los flanges o bridas son los elementos destinadosa la unión o ensamble de cañerías, válvulas,bombas, estanques y equipos en general, queforman parte de un circuito en un proceso.La unión entre flanges es por medio de pernos,con tuercas y golillas. Y a través de unaempaquetadura, se logra obtener un sellohermético.Los flanges pueden ser forjados, fundidos omecanizados.Hay diferentes modelos de flanges, entre loscuales 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 decara 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).

¿Qué es un Flange o Brida?

Cara Plana Cara con Resalte Unión con Solapa

Unión Ring-joint Unión Macho-Hembra Unión Surco-Espiga

Tipo de Caras en los Flanges

Tipo de Flanges

Welding Neck Slip-On Blind

Lap-Joint Threaded Socked Weld

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Para seleccionar un tipo de flange, en primer lugar sedebe elegir el modelo de acuerdo a la aplicación y lascondiciones de trabajo, luego tener presente lapresión a la cual va a trabajar y por último, el tipo dematerial del flange.

Las normas de flanges han sido estudiadas ypublicadas por diversas instituciones como ASTM (enlo referente a fabricación y materiales), ASME/ANSI(en lo referente a medidas, tolerancias y presiones detrabajo), MSS (en lo referente a medidas) y otrascomo API (para aplicaciones en industria de petróleo),AWWA (para líneas de cañerías de agua potable),DIN (normas alemanas para dimensiones, fabricacióny materiales).

Las más utilizadas en el mercado nacional, son lasamericanas ASTM y ASME/ANSI y en menor gradolas alemanas DIN.

En relación a la presión nominal de diseño para laselección de un flange, encontramos que en la normaASME/ANSI se dividen en: clase 150, clase 300, clase400, clase 500, clase 600, clase 900, clase 1500 yclase 2500 (psi). Los fabricados bajo la norma DIN sedividen PN 6, PN 10, PN 16, PN 25, PN 40, PN 64,PN 100, PN 250 y PN 400 (bar).

¿Cómo seleccionar un Flange o Brida?

ASTM American Society for Testing and Materials. ASME American Society of Mechanical Engineers. ANSI American National Standards Institut, Inc. DIN Deutsches Institut fur Normung. MSS Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry. AWWA American Waterworks Association. API American Petroleum Institute.

Welding Neck

Slip-On

BlindLap-Joint

Threaded

Socked Weld

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Este tipo de flange tiene un cuello cónico, el cualproporciona un refuerzo para condiciones deesfuerzos laterales, originados por las dilatacionesy contracciones a las que se ven sometidasalgunas líneas.La unión entre el flange y la cañería es de tope, dela misma forma como se unen dos cañerías.Son recomendados para altas presiones, para eltransporte de líquidos inflamables, bajas o altastemperaturas y en donde las fugas de algún tipode fluido, deban mantenerse al mínimo.

Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo ygas en general, condensados, redes de incendio,aire comprimido, etc.Ventajas: presiones alta, mínimas filtraciones, altacarga.Desventajas: necesitan más espacio para sermontadas en la línea, tienen un costo más alto ($).Se fabrican en acero al carbono, acero Inoxidabley en aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, paraver las diferencias entre los flanges más utilizadosen el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150psi y DIN 2632 / PN 10.

Flange Welding Neck

D1D2D3

L1

D4 Nº

L2

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Este tipo de flange es uno de los más comunes,debido que no se requiere un corte demasiadoexacto en las cañerías, lo cual facilita el trabajo enel montaje y además presenta una menordificultad en el alineado de las líneas.Tienen un bajo costo ($), comparado con los otrosmodelos de flanges.

Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo ygas en general, condensados, redes de incendio,aire comprimido, etc.Ventajas: bajo costo ($), poca dificultad en elmontaje.Desventajas: no es recomendable para presionesmuy alta.

Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidabley en aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, paraver las diferencias entre los flanges más utilizadosen el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150psi y DIN 2576 / PN 10.

Flange Slip - On

D1D2D3

L1

D4 Nº

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Este tipo de flange es usado para cerrar un extremode una línea, un extremo de una válvula o algunaconexión de un equipo.Los flanges ciegos están sometidos a una tensiónsuperior que los otros tipos de flanges, debido a unesfuerzo de flexión que se produce en el centro delflange.

Es recomendable -cuando existen temperaturasdemasiado altas o cuando se esperan golpes deariete en la línea- reemplazar el flange ciego por unflange welding neck con una tapa gorro (cap).

En ocasiones son utilizados para reducir dediámetro, en donde el flange es perforado a ladimensión requerida y montado en formasemejante a un flange slip-on.

Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo ygas en general, condensados, redes de incendio,aire comprimido, etc.Se fabrican en acero al carbono, acero Inoxidable yen aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, paraver las diferencias entre los flanges más utilizadosen el mercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150 psiy DIN 2527 / PN 10.

Flange Blind

D1D2

L1

D3 Nº

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Este tipo de flange va suelto en la cañería y se usajunto a un terminal denominado stub-end. Para elmontaje -en primer lugar- se pasa el flange a travésde la cañería, luego es soldado en el extremo de lacañería el terminal stub-end. Este tipo de flange esmuy útil en sistemas en donde se requiere undesmontaje frecuente del sistema.Tienen un costo mayor comparado al flange weldingneck. La resistencia a la presión es similar al flangeslip-on, pero tiene baja resistencia en condiciones defatiga.

Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo engeneral, condensados, gas en general, redes deincendio, aire comprimido, etc.Ventajas: facilidad para alinear los pernos desujeción, unir cañerías de gran diámetro o cañeríasespecialmente rígidas. Desventajas: en puntos con constantes flexiones.

Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable yen aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, para verlas diferencias entre los flanges más utilizados en elmercado nacional, ANSI B16.5 / Clase 150 psi y DIN2642 / PN 10.

Flange Lap - Joint

D1D2D3

L1

D4 Nº

R1

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

En este tipo de flange, a diferencia de losanteriores, el montaje es por medio de rosca (hilo)y no por soldadura. Pueden ser utilizados en líneas de alta presión, atemperatura ambiente y en lugares donde no esposible dar un tratamiento térmico después desoldar el flange.No se debe aplicar en líneas donde existanflexiones laterales (especialmente cíclicas) otemperaturas demasiado altas, ya que se puedenproducir fugas por el hilo.

Aplicaciones: líneas de agua, petróleo y gas engeneral, redes de incendio, aire comprimido, etc.Ventajas: montaje en zonas donde existan riesgos de incendio. Desventajas: no es recomendable en líneas quetengan temperaturas elevadas y flexioneslaterales.

Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidabley en aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, de losflanges más utilizados en el mercado nacional,ANSI B16.5 / Clase 150 y 300 psi.

Flange Threaded

D1D2

L1

D3 Nº

25 de Abril de 2006 - M.C.C.

Este tipo de flange es usado en líneas dediámetros pequeños y en altas presiones.

Su resistencia estática es igual a la del flange slip-on (con doble soldadura), pero bajo condicionesde fatiga es 50% superior. Con respecto a sucosto inicial ($), es aproximadamente un 10%más alto.

Son muy utilizados en las industrias de procesosquímicos.

Aplicaciones: líneas de agua, vapor, petróleo ygas en general, condensados, redes de incendio,aire comprimido, etc.

Ventajas: resiste altas presiones.

Desventajas: recomendable sólo para pequeñosdiámetros, costo más elevado que los slip-on.

Se fabrican en acero al carbono, acero inoxidabley en aleaciones especiales.En la figura adjunta se muestran dos tablas, de losflanges más utilizados en el mercado nacional,ANSI B16.5 / Clase 150 y 300 psi.

Flange Socked Weld

D1D3D4

L1

D5 NºD2

L2

25 de Abril de 2006 - M.C.C.