Cálculo de torque de pernos de brida y tabla de torque de pernos de brida de tubería (con PDF)

La carga adecuada de los pernos es esencial para garantizar el sellado adecuado de la unión bridada para evitar problemas de fugas. Esta carga de perno para el sellado de la junta y el asiento de la brida es proporcionada por Flange Bolt Torque. Por lo tanto, el cálculo del par de torsión de los pernos de la brida debe realizarse con sumo cuidado para el correcto funcionamiento de las juntas bridadas. Sin embargo, no existe un método directo para medir esta carga en la junta, pero se puede medir y controlar el par aplicado en los pernos con brida.

Ecuación para el cálculo del par de apriete de pernos de brida

Bolt Torque es la fuerza de torsión o giro aplicada para apretar la tuerca en un perno. Con una llave dinamométrica calibrada (llave dinamométrica manual o hidráulica), se puede medir el par de los pernos de la brida durante el montaje de la brida. Este par crea una fuerza axial en el perno. Se aplica más torque, la tuerca estira más el perno y aumenta la carga en la junta. El par de torsión de los pernos se calcula para un conjunto con brida utilizando la siguiente ecuación.

Par aplicado, T= (k∙f∙d)/12 en FPS Unidad

Dónde:

  • T=Torque en ft-lb
  • k=factor de tuerca adimensional o factor de apriete
  • f=fuerza axial en libras
  • d=Diámetro nominal del perno en pulgadas

En el Sistema Métrico,

Par aplicado, T = (kdf)/1000

dónde

  • T = Par en Nm
  • f = Carga del perno en N
  • d = Diámetro del perno en mm
  • k=factor de tuerca adimensional o factor de apriete

Factor de tuerca en el cálculo del par de torsión del perno de brida

El factor de tuerca o factor de apriete (k) es un factor de fricción “modificado”. Es un factor de correlación derivado empíricamente que incluye el impacto de la fricción. El factor tuerca depende de varios factores, incluidos los siguientes:

  • Factor geométrico – forma o tipo de hilos
  • La fricción de la tuerca contra la superficie de apoyo de la brida.
  • Fricción entre roscas de tuercas y pernos
  • Diámetro del perno
  • Material del perno
  • Temperatura de montaje, etc.

Debido a tantos factores, el par aplicado entre los dos sujetadores siempre varía entre un 20 y un 30 %. Un pequeño cambio en el factor de tuerca/factor de apriete da como resultado grandes cambios en la carga de la junta. Para los mismos valores de torsión con un factor de tuerca de 0,1, se produciría el doble de la fuerza axial que con un factor de tuerca de 0,2. Es por eso que siempre se prefieren pernos, tuercas y arandelas bien lubricados.

Tabla de par de apriete de pernos de brida de tubería

Aunque es posible calcular el par de torsión de la transferencia de la brida, normalmente se seleccionan de la tabla de torsión de los pernos de la brida de la tubería. Todo el patrón de pernos se debe apretar al menos tres veces alrededor de la brida al 30 %, 70 % y 100 % del valor de torsión. Para diámetros de pernos superiores a 1,25”, se recomienda el tensado hidráulico para lograr una tensión de junta más uniforme. Las siguientes imágenes proporcionan algunos gráficos típicos de torsión de pernos de bridas de tuberías.

Tabla típica de torsión de pernos de brida de tubería para juntas RTJ
Tabla típica de torsión de pernos de brida de tubería para juntas RTJ
Tabla típica de torsión de pernos de bridas de tubería para juntas enrolladas en espiral
Tabla típica de torsión de pernos de bridas de tubería para juntas enrolladas en espiral
Tabla típica de torsión de pernos de bridas de tubería para empaques enrollados en espiral con anillos internos y externos
Tabla típica de torsión de pernos de bridas de tubería para empaques enrollados en espiral con anillos internos y externos
Valores de torsión típicos para juntas de sello de línea
Valores de torsión típicos para juntas de sello de línea
Valores de toque típicos para bridas de conexión de cabeza de pozo API 6A
Valores de toque típicos para bridas de conexión de cabeza de pozo API 6A
Valores de torque típicos para tuberías con revestimiento metálico
Valores de torque típicos para tuberías con revestimiento metálico
Valores de torsión típicos para adaptadores de brida de HDPE
Valores de torsión típicos para adaptadores de brida de HDPE

Torque caliente

Cuando el apriete de todos los pernos de una junta bridada se realiza a la
temperatura de funcionamiento, el proceso se conoce como Hot Torquing. Para bridas que se sabe que tienen fugas a temperaturas elevadas debido a la relajación de la junta, se aplica el método de torsión en caliente. Normalmente se realiza cuando la temperatura de la brida o de los pernos se encuentra entre 150°C y 230°C, o dentro de las 24 horas siguientes a la puesta en marcha de la unidad si la temperatura de la junta se mantiene por debajo de los 150°C.

Directrices de apriete de pernos de brida

Se deben seguir las siguientes pautas

  • Las bridas y juntas deben inspeccionarse antes de la aplicación del par.
  • Todas las superficies de trabajo deben limpiarse y lubricarse adecuadamente.
  • Las juntas deben ser nuevas, normalmente no se permite su reutilización.
  • El apriete de los pernos de la brida se debe realizar siguiendo la secuencia de apriete adecuada de los pernos de la brida. Para obtener más información sobre la secuencia de apriete de los pernos de la brida, lea: Procedimiento de apriete de los pernos de la brida/Pasos de apriete de los pernos