08/06/2023
Las bridas son elementos esenciales en diversas industrias para la conexión de tuberías, válvulas y equipos. La correcta selección de los bulones para bridas es crucial para garantizar la estanqueidad y la resistencia de la unión, evitando fugas y posibles accidentes. Este artículo proporciona una tutorial detallada sobre los diferentes tipos de bulones, sus características, materiales y aplicaciones, para ayudarlo a elegir el adecuado para sus necesidades.
Tipos de Bulones para Bridas
En la industria petroquímica, los tipos de bulones más utilizados para bridas son los bulones de cabeza hexagonal (hex bolts) y los bulones de espiga (stud bolts). Ambos presentan ventajas y desventajas dependiendo del contexto:
- Bulones de espiga (Stud Bolts): Son varillas roscadas con dos tuercas hexagonales pesadas en cada extremo. Su diseño permite una tensión más uniforme y facilita el montaje y desmontaje, especialmente en espacios reducidos. Son ideales para aplicaciones de alta presión y temperatura.
- Bulones de cabeza hexagonal (Hex Bolts): Poseen una cabeza hexagonal y una sola tuerca. Son más económicos y fáciles de instalar que los bulones de espiga, pero pueden ser menos adecuados para aplicaciones con requerimientos de alta resistencia o donde se necesita un control preciso de la tensión.
Cantidad, Diámetro y Longitud de los Bulones
La cantidad de bulones necesarios para una brida se determina por la cantidad de agujeros de la misma. El diámetro y la longitud de los bulones dependen del tipo de brida y su clase de presión. La norma ASME B15 define la longitud de los bulones de espiga, medida en pulgadas desde el primer hilo hasta el último hilo efectivo, sin contar los chaflanes.
En los bulones de cabeza hexagonal, la medida se realiza desde la base de la cabeza hasta la punta del bulón.
Consideraciones Adicionales para la Longitud:
- Para el uso de equipos de tensión hidráulica, los bulones suelen ser un diámetro más largos que el estándar.
- Se recomienda utilizar tapas protectoras de plástico en los extremos de los bulones.
Roscas de los Bulones
Las roscas de los bulones se definen en la norma ASME B1 (Unified Inch Screw Threads - UN y UNR). La rosca más común es simétrica con un perfil en V y un ángulo de 60°. Esta forma se utiliza ampliamente en las roscas unificadas (UN, UNC, UNF, UNRC, UNRF) y en las roscas ISO/métrica.
Las ventajas de las roscas simétricas radican en su facilidad de producción e inspección. Se utilizan en fijaciones de propósito general.
Series de Roscas Estándar:
- Rosca Gruesa (UNC/UNRC): El sistema de rosca más utilizado, aplicado en la mayoría de tornillos, bulones y tuercas. Es tolerante a condiciones adversas y facilita el montaje rápido.
- Rosca Fina (UNF/UNRF): Se utiliza en aplicaciones de precisión y donde se requiere una mayor resistencia a la tracción.
- Serie 8 (8UN): Método de formación de rosca especificado para varias normas ASTM, incluyendo A193 B7, A193 B8/B8M, y A320. Se usa principalmente para diámetros de una pulgada o más.
Tuercas Hexagonales
Las tuercas hexagonales (dimensiones) se definen en ASME B12, y al igual que los bulones, las roscas en ASME BDependiendo de las especificaciones del cliente, las tuercas pueden tener chaflanes en ambos lados o un lado con superficie de arandela. La altura de una tuerca para un bulón de espiga es igual al diámetro de la varilla roscada.
Materiales para Bulones y Tuercas
Las dimensiones de los bulones de espiga se definen en la norma ASME B1La calidad del material para los bulones y las tuercas se define en diferentes normas ASTM e indicadas por grado. Los grados frecuentemente usados son A193 para varillas roscadas y A194 para tuercas.
- ASTM A193: Cubre materiales de pernos de acero aleado e inoxidable para recipientes a presión, válvulas, bridas y accesorios para servicio a alta temperatura o alta presión, u otras aplicaciones especiales.
- ASTM A194: Cubre una variedad de tuercas de acero al carbono, aleado, martensítico y acero inoxidable austenítico para servicio a alta presión o alta temperatura, o ambos.
Marcado de los Bulones
Los bulones y las tuercas deben estar marcados por el fabricante con un identificador único para identificar al fabricante o distribuidor de marca privada, según corresponda.
Grados de Bulones
La siguiente tabla muestra los materiales y grados para bridas, varillas roscadas (bulones) y tuercas, organizados por temperatura de diseño:
| Temperatura de Diseño | Grado de Brida | Grado de Varilla Roscada | Grado de Tuerca |
|---|---|---|---|
| -195° a 102°C | ASTM A182 Gr. F304, F304L, F316, F316L, F321, F347 | A320 Gr.B8 Clase 2 | A194 Gr.8A |
| -101° a -47°C | ASTM A350 Gr.LF3 | A320 Gr.L7 | A194 Gr.7 |
| -46° a -30°C | ASTM A350 Gr.LF2 | A320 Gr.L7 | A194 Gr.7 |
| -29° a 427°C | ASTM A105 | A193 Gr.B7 | A194 Gr.2H |
| 428° a 537°C | ASTM A182 Gr.F11, F22 | A193 Gr.B16 | A194 Gr.2H |
| 538° a 648°C | ASTM A182 Gr.F11, F22 | A193 Gr.B8 Clase 1 | A194 Gr.8A |
| 649° a 815°C | ASTM A182 Gr. F304H, F316H | A193 Gr.B8 Clase 1 | A194 Gr.8A |
Nota: Los materiales en la tabla anterior se proporcionan con fines orientativos.
Consultas Habituales sobre Bulones para Bridas
A continuación, respondemos algunas de las preguntas más frecuentes sobre la selección y uso de bulones para bridas:
¿Cómo calculo la cantidad de bulones necesarios?
La cantidad de bulones se determina por el número de agujeros en la brida.
¿Qué norma define las dimensiones de los bulones de espiga?
La norma ASME B15 define las dimensiones de los bulones de espiga.
¿Qué materiales son adecuados para aplicaciones de alta temperatura?
Para aplicaciones de alta temperatura, se recomiendan materiales como los especificados en las normas ASTM A193 y A194, con grados adecuados para la temperatura de funcionamiento.
¿Qué tipo de rosca es más común?
La rosca UNC (Coarse) es la más común en aplicaciones generales.
¿Cómo se identifican los bulones y las tuercas?
Los bulones y las tuercas deben llevar el marcado del fabricante con un identificador único.
Seleccionar los bulones para bridas adecuados es fundamental para garantizar la seguridad y el funcionamiento correcto de cualquier sistema de tuberías o equipos. Considerando los aspectos detallados en este artículo, se puede asegurar una conexión robusta y confiable.