Didier Vassal, vicepresidente de OEM y servicios marinos de Victaulic, comparó los métodos de conexión de tuberías con bridas y ranuradas y explicó las ventajas que ofrecen las uniones de tuberías ranuradas sobre las bridas. Los sistemas de tuberías eficientes son esenciales para una variedad de servicios requeridos en los barcos, incluidos los sistemas auxiliares como los sistemas de sentina y lastre, refrigeración de agua salada y dulce, aceite lubricante, protección contra incendios y limpieza de cubierta. Para estos sistemas permitidos por el grado de tubería, una alternativa eficaz al uso de conexiones mecánicas soldadas es utilizar uniones mecánicas ranuradas, que brindan una serie de ventajas técnicas, económicas y prácticas. Estas incluyen un rendimiento mejorado; una instalación y un mantenimiento más rápidos y simples, y un peso aéreo reducido. Problemas de rendimiento En las uniones de tuberías con bridas, se atornillan dos bridas de acoplamiento y la junta se comprime para formar un sello. A medida que los pernos y las tuercas de la unión con brida absorben y compensan la fuerza del sistema, con el tiempo, debido a las fluctuaciones de presión, la presión de trabajo del sistema, la vibración y la expansión y contracción térmica, los pernos y las tuercas pueden estirarse y perder su estanqueidad original. Cuando estos pernos sufren una relajación de par, la junta perderá su sello de compresión, lo que provocará distintos grados de fuga. Dependiendo de la ubicación y la función del sistema de tuberías, las fugas pueden causar altos costos y peligros, lo que genera tiempo de inactividad y riesgo por mantenimiento/reparación. Después de quitar la junta, será necesario reemplazar la junta porque se pegará a la superficie de la brida durante un período de tiempo. Al desmontar la junta, es necesario raspar las juntas de las dos superficies de la brida, y estas superficies deben limpiarse antes de reemplazar las juntas, lo que aumenta el tiempo de inactividad por mantenimiento. Debido a la fuerza del perno y la expansión y contracción del sistema, la junta de la brida también producirá una "deformación" por compresión con el tiempo, que es otra causa de fuga. El diseño de la junta mecánica de tubería ranurada supera estos problemas de rendimiento. Primero, se forma una ranura en el extremo de la tubería y la conexión de la tubería se fija mediante un acoplamiento que acomoda una junta de elastómero elástica que responde a la presión. La carcasa del acoplamiento rodea completamente la junta, reforzando el sello y fijándolo en su lugar, porque el acoplamiento se acopla y forma un enclavamiento confiable en la ranura de la tubería. La última tecnología de conexión permite ensamblar completamente tuberías de hasta 24 pulgadas (600 mm) de diámetro con solo dos tuercas y pernos para asegurar las juntas autocontenidas. Debido a la relación de diseño entre el tubo, la junta y la carcasa, la unión mecánica crea un triple sello, que se mejora cuando el sistema está presurizado. Acoplamientos rígidos y flexibles Los acoplamientos mecánicos ranurados para tuberías están disponibles en formas rígidas y flexibles, ambas aprobadas por la sociedad de clasificación, y se pueden usar en lugar del método de soldadura/brida en 30 sistemas, pero deben cumplir con cada estándar de instalación establecido por un organismo de certificación. Los acoplamientos rígidos se utilizan, por ejemplo, alrededor de áreas como colectores y válvulas, y son más fáciles de acceder y reemplazar que las bridas. De acuerdo con la naturaleza de su diseño, los acoplamientos rígidos también brindan rigidez axial y radial comparable a las bridas o las juntas soldadas. Los acoplamientos flexibles tienen ventajas en las aplicaciones. Además del movimiento de la tubería debido a la expansión térmica o la vibración, también se espera un movimiento relativo entre la tubería y la estructura de soporte. La expansión y la contracción ejercen presión sobre las bridas y las tuberías, lo que puede dañar la junta con el tiempo. Cuando esto sucede, las juntas corren el riesgo de tener fugas. El acoplamiento flexible ranurado puede adaptarse al desplazamiento de la tubería en forma de movimiento axial o deflexión angular. Por lo tanto, son ideales para instalar tuberías largas, especialmente entre bloques grandes donde la atmósfera oceánica puede hacer que las bridas se aflojen con el tiempo, lo que genera fugas y el riesgo de separación de la tubería. Los acoplamientos rígidos y flexibles también tienen la ventaja de reducir el ruido y la vibración, eliminando así la necesidad de componentes especiales de reducción de ruido y fuelles de goma perecederos o elementos similares. El uso de sistemas de tuberías ranuradas mecánicas puede acelerar y simplificar la instalación y el mantenimiento, y aumentar la eficiencia del sistema de tuberías a bordo. Fácil de instalar Al instalar por primera vez, los orificios de los pernos de la brida deben estar alineados con precisión y luego apretados para fijar la junta. Los índices de los orificios de los pernos en la entrada y salida del equipo también deben estar perfectamente alineados con las bridas de las tuberías que se van a conectar al equipo. En el caso de una de las múltiples posiciones fijas determinadas únicamente por el número de orificios en la brida, solo se puede girar el accesorio o la válvula para que coincida con los orificios de los pernos. Además, el otro extremo de la tubería de la brida también debe estar alineado con su brida de acoplamiento, lo que aumenta aún más la dificultad de montaje y el riesgo de desalineación. El sistema de tuberías ranuradas no tiene este problema y se puede instalar de forma más cómoda, y la tubería y los componentes de acoplamiento se pueden girar 360 grados completos. No es necesario organizar el patrón de orificios de los pernos y el acoplamiento se puede orientar en cualquier posición alrededor de la junta. El acoplamiento puede girar alrededor de la tubería para acceder fácilmente a los pernos y simplificar el acceso al equipo. Además de eliminar la desalineación durante el proceso de instalación, la función de orientación de 360 grados del acoplamiento y el perfil más pequeño en comparación con la brida hacen que la instalación del sistema de ranura sea una opción ideal para espacios estrechos. Además, el instalador puede alinear todos los pernos de montaje en cada junta en la misma posición para simplificar la inspección y el mantenimiento del sistema. La brida tiene aproximadamente el doble del diámetro exterior de la tubería a la que está conectada. En promedio, los acoplamientos ranurados tienen solo la mitad de este tamaño. La ventaja de tamaño del diseño más pequeño lo convierte en una opción ideal para sistemas de canaletas, adecuado para trabajos con espacio limitado, como la penetración de cubiertas y paredes. Este hecho se remonta a la década de 1930, cuando los acoplamientos Victaulic se utilizaron por primera vez en los astilleros británicos. Velocidad de montaje Debido a que el acoplamiento tiene menos pernos y el requisito de torque no excede las 12 pulgadas (300 mm), la instalación de tuberías ranuradas es mucho más rápida que la instalación de bridas. A diferencia de las bridas que deben soldarse a los extremos de la tubería, los componentes de la válvula ranurada no requieren soldadura, lo que reduce aún más el tiempo de instalación, elimina el daño térmico potencial a la válvula y reduce los riesgos de seguridad al eliminar las operaciones a alta temperatura. Una comparación de las líneas de lastre DIN 150 instaladas con productos ranurados Victaulic con los métodos de conexión tradicionales muestra que el tiempo total de instalación requerido se ha reducido en un 66% (150,47 horas-hombre y 443,16 horas-hombre). En comparación con la instalación de 60 acoplamientos rígidos, el tiempo requerido para instalar 52 bridas deslizables, codos para soldar y tes tiene la mayor diferencia. El acoplamiento requiere solo dos pernos para alcanzar un tamaño de tubería de 24 pulgadas (600 mm). A modo de comparación, en el rango de tamaño más grande, la brida requiere al menos 20 juegos de tuercas y pernos. Además, la brida requiere el uso de una llave de estrella que requiere mucho tiempo para apretarse con una llave especial para medir y garantizar que se alcance la especificación de torque correcta. La tecnología de tubo ranurado permite el uso de herramientas manuales estándar para ensamblar el acoplamiento, y una vez que la almohadilla del perno de acoplamiento de la carcasa del acoplamiento toca metal con metal, la unión se puede instalar correctamente. Una simple inspección visual puede confirmar el ensamblaje correcto. Por otro lado, las bridas no proporcionan una confirmación visual: la única forma de garantizar un montaje adecuado es llenar y presurizar el sistema, comprobar si hay fugas y volver a apretar las juntas según sea necesario. Mantenibilidad El sistema de tuberías ranuradas tiene las mismas características de la instalación acelerada (menos pernos y sin requisitos de par) y también hace que el mantenimiento o los cambios del sistema sean una tarea rápida y sencilla. Para acceder a la bomba o la válvula, por ejemplo, afloje los dos pernos del acoplamiento y retire la carcasa y la junta de la junta. En el sistema de bridas, es necesario quitar varios pernos. Al reinstalar la brida, se debe realizar el mismo procedimiento de apriete de pernos que lleva mucho tiempo durante la instalación inicial. Debido a que no es necesario volver a apretar, el acoplamiento ahorra mucho trabajo de mantenimiento de rutina relacionado con las bridas. A diferencia de las bridas, donde se aplican tensiones variables a las arandelas, tuercas y pernos, los acoplamientos sostienen las arandelas desde el exterior de la junta de la tubería con fuerzas de compresión precisas. Además, dado que la junta de acoplamiento no soporta alta presión, no es necesario reemplazarla de acuerdo con el programa de mantenimiento regular, y la junta de la brida debe reemplazarse cuando se desmonta el sistema para realizar el mantenimiento. Para reducir el ruido y la vibración del sistema, el sistema de brida debe utilizar fuelles de goma o mangueras trenzadas. Estos elementos pueden fallar debido al estiramiento excesivo y, con el uso y desgaste normal, deben reemplazarse en promedio cada 10 años, lo que puede generar costos y tiempo de inactividad del sistema. Sin embargo, las juntas de tubería con ranuras mecánicas pueden extender la vida útil del sistema. Tienen la capacidad de adaptarse a las vibraciones del sistema y reducir el riesgo de falla de la junta sin la necesidad de productos especiales que requieran mantenimiento o reemplazo regular. Las arandelas de resorte elásticas contenidas en los acoplamientos flexibles y rígidos son muy duraderas y pueden soportar grandes presiones de trabajo y cargas periódicas. El sistema se puede presurizar y descomprimir repetidamente sin fatiga de la junta de elastómero. Los componentes de válvula livianos generalmente están compuestos por componentes de brida. Sin embargo, este método de conexión agrega peso innecesario al sistema de tuberías. Un conjunto de válvula con brida de 6 pulgadas (150 mm) consta de una válvula de mariposa con orejeta. La válvula de mariposa está conectada a una brida de cuello soldada y ocho pernos y tuercas están conectados a cada lado de la válvula, con un peso de aproximadamente 85 libras. Un conjunto de válvula de 6 pulgadas (150 mm) utiliza una válvula de mariposa con un extremo ranurado, un tubo con un extremo ranurado y dos acoplamientos rígidos para conectar estos componentes. El peso es de aproximadamente 35 libras, lo que es un 58% más ligero que el conjunto con brida. Por lo tanto, el conjunto de válvula ranurada es una opción ideal para la industria de la construcción naval. Al utilizar productos ranurados Victaulic en lugar del método de conexión tradicional, la comparación anterior de la línea de lastre DIN 150 instalada muestra una reducción de peso del 30% (2164 libras frente a 3115 libras). 52 bridas deslizantes, juegos de pernos y arandelas, mientras que 60 acoplamientos rígidos representan una gran cantidad de peso en el sistema de soldadura/brida. En tuberías de distintos tamaños, el peso se puede reducir utilizando juntas de tubería ranuradas en lugar de bridas. La magnitud de la reducción depende del diámetro de la tubería y del tipo de juntas utilizadas. En una prueba que utilizó un acoplamiento Victaulic Estilo 77 (el acoplamiento más pesado de la gama) para conectar la tubería, la instalación total del conjunto ranurado en comparación con dos bridas deslizables PN10 más livianas El peso es significativamente menor. La pérdida de peso se registra de la siguiente manera: 4 pulgadas (100 mm) - 67%; 12 pulgadas (300 mm) - 54%; 20 pulgadas (500 mm) - 60,5%. El uso de acoplamientos flexibles más livianos tipo 75 o rígidos tipo 07 y/o bridas más pesadas puede lograr fácilmente una reducción de peso del 70%. Por ejemplo, el kit de brida de 24 pulgadas (600 mm) utilizado en el sistema TG2 pesa 507 libras, mientras que componentes similares que utilizan conectores Victaulic pesan solo 88 libras. El sistema seleccionado por el astillero, que utiliza conexiones ranuradas en lugar de bridas, redujo el peso en los buques de apoyo offshore en 12 toneladas y en los cruceros en 44 toneladas. Los beneficios económicos de la tecnología de ranurado para los armadores son obvios: reducir el peso significa aumentar el número de carga o pasajeros y reducir el consumo de combustible. Esto también hace que el manejo del sistema de tuberías del barco sea más fácil. La tendencia en evolución Los sistemas de tuberías ranuradas tienen mayores ventajas sobre los sistemas de tuberías con bridas debido a su velocidad de instalación, facilidad de mantenimiento y peso reducido. Estas características, junto con otras ventajas como la confiabilidad, la fácil alineación y los menores riesgos de seguridad, han impulsado a los armadores, ingenieros y astilleros a elegir sistemas mecánicos ranurados en lugar de bridas. La creciente tendencia en el uso de la tecnología de ranurado es apoyada por los proveedores de equipos (como intercambiadores de calor, enfriadores de caja y enfriadores), así como por los fabricantes de válvulas y compresores, muchos de los cuales ahora ofrecen sus productos para proporcionar conexiones de extremo ranurado. La gama de servicios que pueden utilizar juntas de tubería ranuradas está aumentando constantemente. Con su exitosa aplicación en sistemas de agua, Victaulic continuará su larga historia de innovación para desarrollar juntas resistentes al fuego y obtener la certificación de tipo para su uso en servicios de combustible en alta mar.
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Hora de publicación: 13 de mayo de 2021
