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Qué significa realmente una clase de presión

La norma ASME B16.5, «Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard», define las bridas por clase de presión, no por una presión fija en bar o psi. Las siete clases son 150, 300, 400, 600, 900, 1500 y 2500. El número de clase es una designación adimensional. La presión que una brida puede soportar realmente depende de otros dos factores: el grupo de material y la temperatura de servicio.

Por tanto, una brida de Clase 300 no significa 300 psi. Significa una brida cuya presión admisible a una temperatura dada se obtiene de las tablas de capacidades nominales de la norma.

Por qué las capacidades disminuyen al aumentar la temperatura

El acero pierde resistencia a temperatura elevada, por lo que la presión de trabajo permitida disminuye al aumentar la temperatura. Cada grupo de materiales de ASME B16.5 tiene su propia tabla de presión-temperatura. Las tablas indican la presión manométrica máxima admisible a temperaturas escalonadas y se aplican a la brida, los pernos y la junta como unión.

Con frecuencia se pasan por alto dos puntos:

• El valor más alto de una tabla se aplica a una temperatura de referencia baja, no a la temperatura de diseño real.
• Los valores entre las temperaturas indicadas solo pueden interpolarse en la medida en que lo permita la norma. Compruebe el texto en la cláusula correspondiente.

Grupos de materiales

ASME B16.5 clasifica los materiales que cubre en grupos (la Tabla 1A de la norma enumera los materiales y asigna a cada uno un número de grupo). Ejemplos de materiales forjados que se asignan habitualmente a grupos:

No debe suponerse que dos materiales con nombres similares comparten la misma capacidad nominal. Una brida de acero al carbono y una de acero inoxidable de la misma clase tienen presiones admisibles distintas a la misma temperatura. Algunos grados inoxidables también tienen capacidades separadas según el contenido de carbono o el estado de tratamiento térmico. Busque siempre primero el número de grupo y después la tabla.

Selección de una clase

La secuencia es sencilla:

• Establezca la presión de diseño y la temperatura de diseño, incluidas las condiciones de operación anómalas.
• Identifique el material de la brida y su grupo según ASME B16.5.
• Consulte la tabla de ese grupo y encuentre la clase más baja cuya presión admisible a la temperatura de diseño iguale o supere la presión de diseño.

La Clase 150 es la clase más baja. A temperaturas más altas su capacidad cae notablemente, por lo que no es intercambiable con una clase elegida solo por la presión. Las clases 900, 1500 y 2500 se utilizan para servicio severo, y para ellas la norma establece reglas específicas sobre dimensiones y sobre el uso de tamaños mayores. Tenga en cuenta que la Clase 2500 solo está cubierta hasta un intervalo de tamaños limitado en la norma; confirme los límites de tamaño en la edición con la que trabaje.

Otros factores que afectan a la capacidad nominal

• Cara de sellado: las caras con resalte, planas y de junta de anillo (RTJ) tienen reglas dimensionales diferentes, incluida la altura del resalte en las clases 150 y 300 frente a las clases superiores.
• Tipo de brida: las bridas de cuello para soldar, deslizantes, de enchufe para soldar, roscadas, de unión con collarín (lap joint) y ciegas se clasifican todas por clase, pero cada tipo tiene sus propios límites de tamaño y de uso.
• Pernos y juntas: la capacidad nominal presupone una selección adecuada de pernos y junta. Las dimensiones de las juntas están cubiertas por ASME B16.20 (metálicas) y ASME B16.21 (no metálicas).
• Pared del tubo: una brida de cuello para soldar debe mecanizarse (taladrarse) para coincidir con el schedule o el espesor de pared del tubo según ASME B36.10M o ASME B36.19M.
• Tamaños mayores: las bridas superiores a NPS 24 están cubiertas por ASME B16.47 (Series A y B), no por B16.5.

Comparación con otros sistemas

EN 1092-1 utiliza designaciones PN y sus propios grupos de materiales, con capacidades indicadas en las tablas de EN 1092-1. Las bridas DIN (predecesoras nacionales de la serie EN) y las bridas GOST 33259 también siguen una lógica PN. En Australia se aplica AS 4087. PN y clase no son directamente equivalentes: las bridas de clase 150 y PN 20 o PN 16 pueden compartir algunos patrones de agujeros de pernos en ciertos tamaños, pero no deben tratarse como intercambiables sin comprobar las dimensiones y capacidades en cada norma.

Lista de verificación del comprador

• Indique la norma y la edición, por ejemplo ASME B16.5 con el año.
• Indique la clase, el tamaño (NPS), el tipo y la cara de sellado.
• Especifique el material con la designación ASTM exacta, incluidos el grado y cualquier requisito suplementario, como el ensayo de impacto.
• Proporcione la presión y la temperatura de diseño, y compruébelas con la tabla del grupo correcto.
• Indique el schedule del tubo para el mecanizado interior de las bridas de cuello para soldar.
• Defina los requisitos de junta, pernos y acabado superficial de la cara.
• Solicite el tipo de certificado del material, como EN 10204 3.1, y cualquier requisito de marcado.
• Confirme los límites de tamaño para la clase y utilice ASME B16.47 para NPS superiores a 24.