OCN JOS PR R 00 2005 063 Procedimiento de Apriete de Bridas

PROCEDIMIENTO PARA ENSAMBLE DE BRIDAS

RELIABILITY IMPROVEMENT Doc. N° OCN-JOS-PR-R-00-2005-063 Revisión

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Tabla de Contenidos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Alcance Calificación del Ensamblador de Juntas Calificación del Procedimiento de Ensamblaje Limpieza e Inspección Visual de la Superficie de "Trabajo" Instalar Empacaduras Nuevas Alineación y Accesibilidad de la Brida Lubrique los Pernos y las Tuercas Selección del Método de Apriete / Herramientas Apriete de la Junta Control de Calidad Desensamblaje de Bridas Registros Formatos y Procedimientos de Soporte

13 14 15 16

Secuencia de Apriete en Patrón de Cruz Formato de Registro de Ensamblaje de Bridas Lista de Chequeo de Preajuste de Juntas Apernadas y Hoja de Trabajo de Apriete de Pernos Calificación del Procedimiento de Apriete / Personal Información Adicional

17 18 19 20 21 22 23 24 25

ASME B16.5 Información de Pernos Identificación de Tornillos / Pernos Lubricantes de Roscas Aceptables Esfuerzo de Pernos en Precarga Valor de Torque para el Esfuerzo Deseado en el Perno en la Precarga Criterios de Aceptación de Daños en las Caras de las Bridas Tolerancia de Alineación de Bridas Acabado Superficial de la Cara de la Brida. Juntas Críticas o Categoría C

Propiedad de ExxonMobil



1.

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Alcance Este procedimiento deberá ser utilizado en campo para el ensamblaje de bridas con empacaduras que se encuentren encerradas enteramente entre los agujeros de los pernos y no tienen contacto por fuera de este circulo. Las juntas de alto riesgo requieren atención adicional como se discute en este documento.

2.

Calificación del Ensamblador Se requiere de buena destreza y entendimiento de los principios envueltos en el ensamblaje de bridas para consistentemente proveer juntas correctamente ajustadas. Por ello se requiere que el ensamblador líder de ejecutar el trabajo sea un Técnico Mecánico. Es especialmente apropiado que la persona líder del grupo asignado para ensamblar "juntas críticas" (ver definición en la Sección 25) preste atención a los cambios en la Estrategia para Mitigar Fugas en Bridas y a las pruebas de destreza. Los cambios y pruebas de destreza, lo que se haga, debe ser documentado y archivado.

3.

Calificación del Procedimiento de Ensamblaje Donde el dueño lo considere necesario, el procedimiento deben ser verificado utilizando un modelo de taller o una junta existente en campo de acuerdo con la Sección 16.

4.

Limpieza e inspección visual de la Superficie de "Trabajo". Antes de que se inicie el ensamblaje, todas las superficies de trabajo deben ser limpiadas e inspeccionadas visualmente. 4.1

Áreas de la superficie de contacto de ambas caras. 4.1.1 Remueva todas las trazas de sucio, incrustaciones y material de la empacadura vieja utilizando un cepillo de alambre (utilice cerdas de acero inoxidable en bridas de material aleado). Si la empacadura es de grafito superpuesto o espirometálica rellena de grafito, es aceptable que queden pequeñas cantidades de grafito en las ranuras del acabado de la superficie, pero no es aceptable que queden piezas de grafito que se proyecten fuera de la superficie de contacto. 4.1.2 Examine visualmente por imperfecciones tales como ralladuras, ranuras, golpes, y hundimientos, ver Sección 22 para los criterios de aceptación.




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4.1.3 Examine visualmente si el acabado de la superficie de empacadura es de 125 250 µ in (a menos que se especifique lo contrario, ver Sección 24 como guía). Si existe alguna duda se pueden utilizar patrones de comparación. 4.1.4 Examine visualmente el área de contacto de la empacadura por planitud. Para empacaduras críticas o si durante la inspección visual se detecta algo inusual, utilice una regla recta de acero sobre el borde para verificar la planitud de la superficie de contacto de la empacadura. Si el dobles o distorsión es tal que una hoja de 0.010 in (0.25 mm) se puede introducir entre la regla y la superficie de contacto en cualquier punto, la brida debe ser maquinada o reemplazada. 4.2

Pernos/Arandelas/Tuercas 4.2.1 Verifique que los pernos y tuercas están estampados con la especificación adecuada. 4.2.2 Verifique que el espesor nominal de las tuercas es igual al diámetro nominal del perno, reemplace por tuercas hexagonales pesadas (Hevy Hex Nut)si el espesor medido es menor. 4.2.3 Si se están utilizando pernos nuevos, seleccione la longitud del mismo (ver Sección 17) de tal forma que al enroscar totalmente la tuerca en un extremo del perno sin que ningún hilo de la rosca sobresalga, el otro extremo el perno se proyecte no más de 1/2" (13 mm) más allá de la tuerca; a menos que se requiera de longitud adicional para utilizar herramientas de tensionamiento hidráulico. 4.2.4 Todos los pernos/tuercas previamente utilizados deben ser limpiados utilizando un cepillo de alambre (utilice cerdas de acero inoxidable en bridas de material aleado). Reemplace todo perno visiblemente estirado, agrietado o corroído. También reemplácelo si la limpieza no puede remover material que pueda interferir en la evaluación de la exactitud del torque aplicado (por ejemplo, pintura o herrumbre). Nota: Aún si no se observan daños durante la inspección visual, los pernos/tuercas que son reutilizados o ajustado repetidamente sufren distorsión de la rosca lo cual puede impactar significativamente en la relación esfuerzo / toque provista en la Sección 21. Esto es particularmente cierto para pernos de 1.5" y mayores. Si en alguna circunstancia la aplicación de una precarga exacta es crítica para la integridad de la junta, entonces se deben considerar el uso de tensionamiento, super-tuercas o verificación de carga utilizando pernos indicadores, medidores de deformación, etc.




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4.2.5 Rosca de los pernos y tuercas - Examine visualmente las roscas por daños, herrumbre corrosión y escorias. Enrosque a mano cada tuerca en su perno a una distancia igual a la espera en servicio. Reemplace cualquier perno para el cual la tuerca no gire fácilmente a mano. 4.2.6 Arandelas y superficie de contacto de las tuercas - Examine visualmente por daños, reemplace las tuercas que se crea posean una superficie rugosa que pueda afectar los valores de torque. 4.2.7 Superficie de contacto de las Tuercas/Arandelas en las bridas - La pintura debe ser removida. Examine visualmente por daños, o evidencias de falta de planitud o evidencias de marcas de la tuerca en la superficie de contacto sobre la brida. Remueva las protuberancias limándolas o esmerilándolas. Añadir arandelas de acero endurecido, o alguna combinación de estos, pueda ser apropiado para proveer una superficie de contacto suave. 4.2.8 Arandelas (donde aplique) - Examine visualmente por daños; reemplace cualquier componente dañado (sólo arandelas de acero endurecido pueden ser utilizadas).

5.

Instalar Empacaduras Nuevas 5.1

No reutilice empacaduras viejas. Una excepción se puede hacer para empacaduras de anillos (Ring Joint) o sello de anillos (conectores tipo grapa) bajo las siguientes condiciones: • • • • • •

Anillos que no contengan picaduras, grietas, ralladuras o muescas en la zona del asiento. No se observe distorsión cuando la empacadura es puesta una superficie plana. La falta de redondez del diámetro de paso especificado debe estar entre + o 0.007". La posición de la empacadura es marcada con la brida durante la remoción y esta es reinstalada en la misma orientación. Los anillos sólo deben ser reutilizados una vez. La superficie de asentamiento de la brida cumple con los criterios de la Sección 22.

5.2

Soporte las empacaduras flexibles cuando las esté manipulando para evitar daños por dobles o pandeo.

5.3

Confirme que la empacadura cumple con el tamaño (DE, DI, Espesor) y la especificación de material. Propiedad de ExxonMobil



6.

7.

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5.4

Examine cuidadosamente las empacaduras nuevas por defectos de fabricación o daños durante el envío.

5.5

Para todos los tipos de empacaduras, asegúrese de que la empacadura es concéntrica con el Diámetro Interno (DI) o el Diámetro Externo (DE) de la cara de la brida. Ninguna parte de la empacadura debería proyectarse dentro del paso del fluido. Eso suele ocurrir en pequeña proporción cuando se utilizan empacaduras espirometálicas con anillo interno. Utilización de empacaduras que se proyectan dentro del patrón de flujo se requiere el consentimiento del Ingeniero.

5.6

Si se requiere mantener la empacadura en su lugar, utilice un pegamento en forma de rocío (p.ej.: 3M Super 77 Multiporpuse Adhesive) o unos pequeños punto de Vaselina si es aprobado tanto para el servicio como para el material de construcción. No utilice cinta adhesiva, lubricante de pernos o grasa para mantener la empacadura en su lugar.

5.7

No utilice componentes de sellado de empacadura adicionales.

5.8

En caso de ser necesario se deben utilizar separadores de bridas hidráulicos o manuales en lugar de cuñas si se requiere una holgura adicional para insertar la empacadura.

Alineación y Accesibilidad de la Brida 6.1

Antes de apernar, las caras de las bridas deben ser alineadas sin utilizar fuerza excesiva (especialmente en el caso de equipos sensibles a las cargas - equipos rotativos, enfriadores por aire, etc.) a los requerimientos mostrados en la Sección 23.

6.3

Cuando la tolerancia sea excedida verificar si la tubería es lo suficientemente flexible tal que la tolerancia puede ser alcanzada aplicando mínima fuerza. Por ejemplo, a mano o con una palanca débil o con los pernos.

6.2

Los pernos de las dos bridas deberían alinearse tal que no exista interferencia al momento de insertarlos. Los pernos deben ser paralelos a la línea central de la tubería.

Lubrique los Pernos y las Tuercas 7.1

No lubrique pernos nuevos recubiertos con fluoropropileno la primera vez que ellos son utilizados. Sin embargo, para la segunda y subsecuentes utilizaciones, se debe seguir la práctica de lubricación descrita en 7.2.




7.2

8.

9.

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Recubra toda la superficie de la rosca tanto de los pernos como de las tuercas y la superficie de deslizamiento (arandela) de las tuercas, con lubricante aprobado para las condiciones de servicio. Ver Sección 19 para una lista de lubricantes aceptables.

Selección del Método de Apriete / Herramientas 8.1

La categoría de la junta es asignada a cada una basado o en el riesgo de fuga.

8.2

Se requiere torque controlado o tensionamiento hidráulico para todas las bridas críticas.

8.3

Se recomienda tensionamiento hidráulico para todos los pernos de 1 1/2" y mayores.

Apriete de la Junta 9.1

Enumere los pernos en sentido de las agujas del reloj, comenzando con el perno adyacente a la posición de las 12:00 como se muestra en la Hoja de Trabajo para Apriete de Pernos de la Sección 15.

9.2

Seleccione el Esfuerzo / Torque ha ser aplicado a los pernos utilizando los datos de la Sección 20 y 21.

9.3

Instale los pernos/tuercas. Apriete utilizando las manos, y luego utilizando la secuencia de patrón en cruz de la Sección 13 ajuste hasta 10 - 20 ft x lbs. Cuando se esté trabajando con bridas bastante pesadas que no tienen soporte, es aceptable utilizar llave de impacto para ajustar suavemente los primeros ocho (8) pernos del patrón en cruz. Sólo se debe aplicar el torque suficiente para mantener la brida estable. Una vez se ha ajustado verifique que la separación entre las caras de las bridas alrededor de la circunferencia es uniforme dentro de la tolerancia. Una tolerancia de 1/32" es típica. La separación debe ser verificada en cuatro ubicaciones separadas 90º para bridas de hasta ocho (8) pernos, y en otras ubicaciones más (por ejemplo, cada 45º) si la brida tiene más de ocho (8) pernos. Si la separación no está dentro de la tolerancia, entonces los pernos deben ser apretados selectivamente hasta cumplir con la tolerancia; sin embargo, el torque aplicado no puede ser mayor al 40% del torque final. Si la tolerancia de la separación no se puede cumplir sin exceder el 40% del valor final de torque, entonces la junta debe ser rechazada y tomar acciones correctivas o consultar con el Ingeniero de Planta de OCN para aceptación. Para facilitar el desensamblaje de la junta arregle la longitud de los pernos para proveer un completo enrosque de los dientes de las tuercas sin que ningún




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hilo sobresalga en un extremo y con todos los hilos en exceso localizados en el otro extremo. 9.4

Apriete los pernos. El torque debe ser aplicado gradualmente al valor final en tres pasos de acuerdo a la Sección 21 seguido de una o dos rondas de torqueado al valor final. 9.4.1 Para todas las bridas críticas (y otras que se consideren necesarias), seleccione y utilice el formato apropiado de la Sección 14 y 15 para referencias futuras y registros. 9.4.2 Para tensionamiento con toque controlado, utilice sólo herramientas certificadas y manómetros calibrados en los equipos hidráulicos. 9.4.2.1

Herramientas "Certificadas" son aquellas que han sido, como mínimo, inspeccionadas y probadas por una compañía calificada dentro del último año.

9.4.2.2

Manómetros "Calibrados" son aquellos que han sido, como mínimo calibrados contra un patrón de peso estándar o un manómetro maestro calibrado dentro del último año.

9.4.3 Verifique que las herramientas ha ser utilizadas son de tamaño apropiado y tienen la capacidad de carga requerida, y verifique que estén limpias y funciones adecuadamente. Chequee que las manguearas hidráulicas no estén rasgadas o tengan daños por abrasión, y reemplácelas en caso de ser necesario. Asegúrese de que el torque producido como función de la presión hidráulica ha sido calibrada apropiadamente. Asegúrese de mantener la herramienta de torqueado perpendicular al eje del perno mientras se esté aplicando el torque. Asegúrese de que la herramienta de torque esté apoyada a algo rígido que sea paralelo al eje del perno. 9.5

Primera Ronda: Apriete los pernos al "torque inicial" utilizando la secuencia de patrón en cruz de la Sección 13. El "torque inicial" es definido como aproximadamente 40% del torque final. Chequee si la separación entre las caras de las bridas es uniforme dentro de la tolerancia como se explicó en 9.3. Si no está dentro de la tolerancia, entonces los pernos deben ser apretados selectivamente hasta cumplir con la tolerancia; sin embargo, el torque aplicado no puede ser mayor al 70% del torque final. Si la tolerancia de la separación no se puede cumplir sin exceder el 70% del valor final de torque, entonces la junta debe ser rechazada y tomar acciones correctivas o consultar con el Ingeniero de Planta de OCN para aceptación.




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9.6

Segunda Ronda: Apriete los pernos al "torque intermedio" utilizando la secuencia de patrón en cruz. El "torque intermedio" es definido como aproximadamente 70% del torque final. Note que se pueden requerir dos torques intermedios para pernos de gran diámetro de acuerdo con la Sección 21. Chequee si la separación entre las caras de las bridas es uniforme dentro de la tolerancia como se hizo en 9.3. Si no está dentro de la tolerancia, entonces los pernos deben ser apretados selectivamente hasta cumplir con la tolerancia; sin embargo, el torque aplicado no puede ser mayor al 100% del torque final. Si la tolerancia de la separación no se puede cumplir sin exceder el 100% del valor final de torque, entonces la junta debe ser rechazada y tomar acciones correctivas o consultar con el Ingeniero de Planta de OCN para aceptación.

9.7

Tercera Ronda: Apriete los pernos al "torque final" utilizando la secuencia de patrón en cruz. Repita dos o más veces hasta que no se observe rotación de las tuercas. Chequee si la separación entre las caras de las bridas es uniforme dentro de la tolerancia como se hizo en 9.3. Si no está dentro de la tolerancia, entonces los pernos deben ser apretados selectivamente hasta cumplir con la tolerancia; sin embargo, el torque aplicado no puede ser mayor al 110% del torque final. Si la tolerancia de la separación no se puede cumplir sin exceder el 110% del valor final de torque, entonces la junta debe ser rechazada y tomar acciones correctivas o consultar con el Ingeniero de Planta de OCN para aceptación.

9.8

Cuarta Ronda: Apriete los pernos siguiendo las agujas del reloj (no en patrón en cruz) a 100% del torque final. Continúe el patrón rotacional hasta que no se observe rotación de ninguna de las tuercas a 100% del nivel de torque final. Note que esto puede requerir de varios pases.

9.9

Quinta Ronda: Cuando se especifique (recomendado para juntas críticas con pernos de diámetros mayores a 3/4"), repetir el paso 9.8 después de un intervalo de aproximadamente cuatro horas. Pruebas han demostrado que un gran porcentaje de la precarga se pierde en un período corto de tiempo debido a la ocurrencia de asentamiento en la empacadura y relajación del perno por fluencia, esto después de cuatro horas de aplicado el apriete inicial. La Quinta Ronda recupera esta pérdida.

9.10 Si se ha especificado una prueba de fuga o hidrostática, y ocurre una fuga en una junta bridada durante la prueba, entonces busque la ubicación de la fuga. Posteriormente despresurice el equipo o sistema. Comenzando en el punto donde se encuentra la fuga, repita los pasos 9.7 y 9.8 de arriba. Una vez completados, represurice a la presión de prueba y determine si la fuga ha parado. Si esta ha parado, no se requiere apretar más la junta. Si la fuga no ha parado, entonces despresurice el equipo o sistema y repita los pasos 9.7 y 9.8 pero utilice 110% del torque final en lugar de 100%. Una vez completado, represurice a la presión de prueba y determine si la fuga ha parado. Si esta ha parado, no se requiere apretar más la junta. Si la fuga no ha parado en este tercer intento, entonces la junta debe ser desmantelada y empezar nuevamente desde el




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principio y/o consultar con el Ingeniero de Planta de OCN para las acciones correctivas.

10. Control de Calidad 10.1 La Prueba de Martillo consiste en golpear las tuercas con un pequeño martillo y escuchar como suena. Esta técnica ha mostrado ser extremadamente efectiva y fácil de aprender con entrenamiento básico y es recomendado como técnica primaria de control para todas las juntas. 10.2 Para juntas críticas, el control de calidad es realizado por un inspector designado. El inspector observará el reapriete de uno a cuatro pernos utilizando la técnica especificada para confirmar que las tuercas no giran. Entonces aplica la prueba de martillo al 100% de las tuercas para confirmar que todas de acuerdo al sonido están apretadas similarmente. Cualquier preocupación o duda debe ser atendida reapretando / reprobando. 10.3 Para todas las juntas, el control de calidad debe ser efectuado por el equipo de ensamblaje de la junta. Probar con martillo 100% de las tuercas inmediatamente después del apriete. Cualquier preocupación o duda debe ser atendida reapretando / reprobando.

11. Desensamblaje de Bridas 11.1 Para minimizar la probabilidad de molestias con los pernos/tuercas o, en algunos casos, daños de los otros componentes de la junta, el siguiente procedimiento de desarmado debería ser seguido cuando: 11.1.1 La brida es mayor a 24"; 11.1.2 El espesor de la brida es mayor a 5" (127 mm); y 11.1.3 El diámetro nominal de los pernos es mayor o igual a 1-3/4" (M45); o cuando: 11.1.4 El diámetro nominal de los pernos es mayor a 3" (M76). 11.1.5 La junta incluye componentes para los cuales deformaciones locales pueden ser muy impactantes para la integridad mecánica del equipo (por ejemplo, equipos revestidos con fibra de vidrio).




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11.2 Cuando se considera necesario desensamblar una junta bridada, es necesario que el personal responsable por parte de operaciones haya liberado toda la presión del equipo o sistema, incluyendo aquella debida al cabezal de líquido, antes de que el proceso de aflojar los pernos comience. Adicionalmente, ningún conjunto perno/tuercas debe ser removido de la junta hasta que todos los pernos estén flojos y se pueda verificar que la junta se ha separado. 11.2.1 Es importante aflojar los pernos en la base de un patrón en cruz mientras se sigue la secuencia apropiada de la Sección 13. 11.2.1.1

Utilice un trozador hidráulico para remover tuercas atascadas.

11.2.2 La primera etapa es aflojar aproximadamente a la mitad la precarga inicial basado en el juicio del Mecánico. Si la acción de aflojar por primera vez la tuerca resulta en un completo alivio de la precarga, entonces se recomienda reapretar a la mitad del torque original. 11.2.3 Chequee que la separación alrededor de la circunferencia después de que se ha completado la primera etapa de la ronda de aflojamiento; en caso de ser necesario afloje selectivamente algunos pernos para alcanzar una separación razonablemente uniforme. 11.2.4 Después de corroborar que toda la presión sobre la junta ha sido liberada y que la junta se ha separado, proceder a aflojar las tuercas y remover los pernos. 11.2.4.1 En caso de ser necesario se pueden utilizar como ayuda para separar las bridas gatos hidráulicos o manuales.

12. Registros Para todas las bridas crítica (a menos que se especifique lo contrario): 12.1 Identifique cada junta con un número de identificación único sobre el P&ID o PFD e identifique en campo la brida con una etiqueta con el mimos número. 12.2 Registre la información pertinente al ensamblaje de la junta para futuras referencias como se muestra en la Sección 14 y 15. 12.3 Coloque la información en una base de datos que contenga toda la información técnica relevante e historia de mantenimiento.




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13. Secuencia de Apriete de Patrón en Cruz Tabla de Información y Figuras son de ASME PCC 1 2000 SECUENCIAS DE APRIETE PARA BRIDAS DE 4 A 32 PERNOS Nº DE PERNOS 4 8 12 16 20 24 28 32

SECUENCIA 1-3-2-4 1-5-3-7 ◊ 2-6-4-8 1-7-4-10 ◊ 2-8-5-11 ◊ 3-9-6-12 (ver ilustración) 1-9-5-13 ◊ 3-11-7-15 ◊ 2-10-6-14 ◊ 4-12-8-16 1-11-6-16 ◊ 3-13-8-18 ◊ 5-15-10-20 ◊ 2-12-7-17 ◊ 4-14-9-19 1-13-7-19 ◊ 4-16-10-22 ◊ 2-14-8-20 ◊ 5-17-11-23 ◊ 3-15-9-21 ◊ 6-18-12-24 1-15-8-22 ◊ 4-18-11-25 ◊ 6-20-13-27 ◊ 2-16-9-23 ◊ 5-19-12-26 ◊ 7-21-14-28 ◊ 3-17-10-24 1-17-9-25 ◊ 5-21-13-29 ◊ 3-19-11-27 ◊ 7-23-15-31 ◊ 2-18-10-26 ◊ 6-22-14-30 ◊ 4-20-12-28 ◊ 824-16-32

Para bridas con más de 32 pernos, ver página siguiente. ADVERTENCIA: Los pernos deben ser apretados en una secuencia de patrón en cruz y empleando rondas de apriete con incrementos progresivos como se señaló en la Sección 9 de este procedimiento. Si no se hace de esa forma, las bridas pueden moverse verticalmente una con respecto a la otra, lo cual es un indicador de carga no uniforme en la empacadura y fuga potencial de la junta. Esto es particularmente cierto mientras más pequeña es la brida y menor sea el número de pernos. Ver la ilustración de abajo para Brida con 12 Pernos.

SECUENCIA DE APRIETE DE 12 PERNOS (Todas las Rondas Excepto la 4 y 5) 1-7-4-10 2-8-5-11 3-9-6-12




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SECUENCIAS DE APRIETE PARA BRIDAS DE 32 A 48 PERNOS Nº DE PERNOS 36 40 44 48

SECUENCIA 1-2-3 ◊ 19-20-21 ◊ 10-11-12 ◊ 28-29-30 ◊ 4-5-6 ◊ 22-23-24 ◊ 13-14-15 ◊ 31-32-33 ◊ 7-8-9 ◊ 2526-27 ◊ 16-17-18 ◊ 34-35-36 1-2-3-4 ◊ 21-22-23-24 ◊ 13-14-15-16 ◊ 33-34-35-36 ◊ 5-6-7-8 ◊ 25-26-27-28 ◊ 17-18-19-20 ◊ 37-38-39-40 ◊ 9-10-11-12 ◊ 29-30-31-32 1-2-3-4 ◊ 25-26-27-28 ◊ 13-14-15-16 ◊ 37-38-39-40 ◊ 5-6-7-8 ◊ 29-30-31-32 ◊ 17-18-19-20 ◊ 41-42-43-44 ◊ 9-10-11-12 ◊ 33-34-35-36 ◊ 21-22-23-24 1-2-3-4 ◊ 25-26-27-28 ◊ 13-14-15-16 ◊ 37-38-39-40 ◊ 5-6-7-8 ◊ 29-30-31-32 ◊ 17-18-19-20 ◊ 41-42-43-44 ◊ 9-10-11-12 ◊ 33-34-35-36 ◊ 21-22-23-24 ◊ 45-46-47-48

ADVERTENCIA: Los pernos deben ser apretados en una secuencia de patrón en cruz y empleando rondas de apriete con incrementos progresivos como se señaló en la Sección 9 de este procedimiento. Si no se hace de esa forma, las bridas pueden moverse verticalmente una con respecto a la otra, lo cual es un indicador de carga no uniforme en la empacadura y fuga potencial de la junta. Esto es particularmente cierto mientras más pequeña es la brida y menor sea el número de pernos. Ver ilustración abajo para Brida con 48 Pernos

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pernos 1-2-3-4 5-6-7-8 9-10-11-12 13-14-15-16 17-18-19-20 21-22-23-24 25-26-27-28 29-30-31-32 33-34-35-36 37-38-39-40 41-42-43-44 45-46-47-48

Secuencia de apriete para 12 grupos: 1-7-4-10 ↵ 2-8-5-11 ↵ 3-9-6-12 (La secuencia para 12 grupos es la misma secuencia que para 12 pernos.)

SECUENCIA DE APRIETE BRIDA 48 PERNOS (Todas las Rondas excepto 4 y 5)




14.

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Formato de Registro de Ensamblaje de Bridas

ORDEN DE TRABAJO

UNIDAD:

EQUIPO:

PLANO DEL EQUIPO No.

P&ID

ISOMETRICO:

Items a ser registrado para futuras referencias: 1.

Fecha de Ensamblaje:

Junta Crítica (Categoría C)? Si / No (Seleccione una)

2.

Especificación de la Empacadura y Pernos/Tuercas utilizados:

__ __

3.

Hoja de Chequeo de Preajuste de Juntas Apernadas (anexar formato)

4.

Hoja de Trabajo de Apriete de Pernos (Anexar formato)

5.

Medidas de Planitud, si fueron realizadas (Anexar data)

6.

Areas de atención (Describa, por ejemplo: mala accesibilidad, tolerancia de alineación excesiva, etc.)

7.

Enumere los imprevistos y como fueron solventados:

8.

Lecciones Aprendidas

9.

Recomendaciones para futuros ensamblajes:




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15.1 Lista de Chequeo de Preajuste de Juntas Apernadas (A ser llenado por el Ensamblador) DATOS GENERALES ORDEN DE TRABAJO: PLANO No. Junta Normal (No crítica)

Junta Crítica

UNIDAD:

EQUIPO:

P&ID

ISOMÉTRICO: Torque Requerido __________lbs.ft

Método de Apriete:

DATOS DE LA BRIDA DIÁMETRO:

CLASE:

MATERIAL:

TIPO:

DATOS DE LA EMPACADURA MATERIAL:

ACABADO DE LA SUPERFICIE DE CONTACTO:

DESCRIPCIÓN: DATOS DE LOS PERNOS Y TUERCAS NÉMERO:

DIÁMETRO:

LONGITUD:

MATERIAL DE LOS PERNOS:

MARCA EN LOS PERNOS:

MATERIAL DE LAS TUERCAS:

MARCA EN LAS TUERCAS: DOSTOS DEL LUBRICANTE

LUBRICANTE EMPLEADO (Marca y tipo): ITEMS CHECKED

COMMENTS

ACCESIBILIDAD DE LA JUNTA

ADECUADO;

DEFICIENTE

LIMPIADAS Y VISUALMENTE EXAMINADAS TODAS LAS SUPERFICIES DE TRABAJO DE: PERNOS, TUERCAS, ARANDELAS, EMPACADURAS Y SUPERFICIES DE CONTACTO DE LA EMPACADURA EN LAS BRIDAS, SUPERFICIE DE DESLIZAMIENTO DE LAS TUERCAS/ARANDELAS EN LAS BRIDAS LONGITUD DE LOS PERNOS ESPESOR DE LAS TUERCAS MARCAS EN LOS PERNOS/TUERCAS PERNOS Y TUERCAS REEMPLAZADAS ESPECIFICACIÓN DE LA EMPACADURA NUEVA, DIMENSIONES (DI, DE, ESPESOR) COMPARADO CONTRA LA INFORMACIÓN DEL PLANO. EMPACADURA NUEVA INSTALADA (UNA SOLA EMPACADURA SOLAMENTE; NO HAY PROYECCION DENTRO DEL AREA DE FLUJO; NO SE UTILIZÓ GRASA, PEGAMENTO O CINTAS ADHESIVAS PARA MANTENER LA EMPACADURA EN SU LUGAR. BRIDAS ALINEADAS SIN SER FORZADAS. LUBRICADA LA ROSCA DE LOS PERNOS YTUERCAS. LUBRICADAS LAS CARAS DE DESLIZAMIENTO DE LAS TUERCAS Y ARANDELAS SEGUIDO EL PROCEDIMIENTO DESCRITO EN LA HOJA DE TRABAJO DE APRIETE DE PERNOS ANEXA. COMPLETADO EL CONTROL DE CALIDAD DEL TORQUEADO.

ENSAMBLADOR DE LA JUNTA

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




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15.2 Hoja de Trabajo para Apriete de Pernos - Bridas de 4 Pernos ORDEN DE TRABAJO

UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:

Esta hoja de trabajo es para ser utilizada sólo por el Ensamblador Calificado después de que las actividades de la Lista de Chequeo de Preajuste de Juntas Apernadas hayan sido completadas y las Lista de Chequeo apropiadamente marcada. Ubicación/Identificación de la Brida:

_____

Diámetro de la Brida: _____________; Clase: ______________; Tamaño Nominal del Perno:

_____

Acabado de la Superficie de Contacto de la Brida: ___________; Torque Requerido:

_____

Lubricante Utilizado:

_____

1.

Enumere los pernos en el sentido de las agujas del reloj, como se muestra en el esquema.

2.

Apriete a mano las tuercas, luego ajuste hasta un torque 10/20 lbs.ft, pero no exceda las 10. lbs.ft para pernos de 1/2" de diámetro. Chequee la uniformidad de la separación entre las bridas (1/32" es la tolerancia típica)

3.

Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para la 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-3-2-4 (Esta secuencia constituye una "Ronda".) Valor del Torque (lbs.ft)

4.

1ra Ronda: 40% del Torque Final.

5.

2da Ronda: 70% del Torque Final

6.

3ra Ronda: 100% del Torque Final Chequee la separación alrededor de la circunferencia entre cada una de estas rondas. Si la separación es no uniforme dentro de la tolerancia alrededor de la circunferencia, haga los ajustes apropiados ajustando selectivamente los pernos antes de proseguir; sin embargo, la tolerancia debe ser alcanzada sin exceder el nivel de torque de la siguiente ronda. Si no se puede, la junta debe ser rechazada y se deben tomar acciones correctivas o consultar al Ingeniero de Planta de OCN para aceptación.

7.

4ta Ronda: 100% del Torque Final (el mismo que en la 3ra Ronda). Aplique una secuencia rotacional en sentido de las agujas del reloj, comenzando con el perno Nº 1, para una ronda completa y continúe hasta que las tuerca no giren más con un torque de 100% del valor final.

8.

5ta Ronda: ____ No Requerida; ____ Requerida: Repita el procedimiento de la 4ta Ronda después de un intervalo de cuatro horas.

MÉTODO DE APRIETE UTILIZADO: ____ Llave Manual ____ Llave de Impacto ____ Herramienta de Torque Manual ____ Herramienta de Torque Hidráulica o Mecánica ____ Tensionador Hidráulico ____ Tuercas Hidráulicas ____ Control de Elongación de los Pernos.

ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




0

Pág. 1 7 d e 3 7


UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:


_____


_____


_____


_____

1.


2.


3.

Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para las 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-5-3-7 → 2-6-4-8 (Esta secuencia constituye una "Ronda".) Valor del Torque (lbs.ft)

4.


5.


6.


7.


8.



ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




0

Pág. 1 8 d e 3 7


UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:


_____


_____


_____


_____

1.


2.


3.

Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para las 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-7-4-10 → 2-8-5-11 → 3-9-6-12

(Esta secuencia constituye una "Ronda".) Valor del Torque (lbs.ft)

4.


5.


6.


7.


8.



ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




0

Pág. 1 9 d e 3 7


UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:


_____


_____


_____


_____

9.


10. Apriete a mano las tuercas, luego ajuste hasta un torque 10/20 lbs.ft, pero no exceda las 10. lbs.ft para pernos de 1/2" de diámetro. Chequee la uniformidad de la separación entre las bridas (1/32" es la tolerancia típica) 11. Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para las 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-9-5-13 → 3-11-7-15 → 2-10-6-14 → 4-12-8-16

(Esta secuencia constituye una "Ronda".)

Valor del Torque (lbs.ft) 1.


2.


3.


4.


5.



ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




0

Pág. 2 0 d e 3 7


UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:


_____


_____


_____


_____

12. Enumere los pernos en el sentido de las agujas del reloj, como se muestra en el esquema. 13. Apriete a mano las tuercas, luego ajuste hasta un torque 10/20 lbs.ft, pero no exceda las 10. lbs.ft para pernos de 1/2" de diámetro. Chequee la uniformidad de la separación entre las bridas (1/32" es la tolerancia típica) 14. Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para las 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-11-6-16 → 3-13-8-18 → 5-15-10-20 → 2-12-7-17 → 4-14-9-19 (Esta secuencia constituye una "Ronda".) Valor del Torque (lbs.ft) 1.


2.


3.


4.


5.



ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




0

Pág. 2 1 d e 3 7


UNIDAD:

EQUIPO:


P&ID

ISOMETRICO:


_____


_____


_____


_____

15. Enumere los pernos en el sentido de las agujas del reloj, como se muestra en el esquema. 16. Apriete a mano las tuercas, luego ajuste hasta un torque 10/20 lbs.ft, pero no exceda las 10. lbs.ft para pernos de 1/2" de diámetro. Chequee la uniformidad de la separación entre las bridas (1/32" es la tolerancia típica) 17. Utilice la siguiente secuencia de apriete de patrón en cruz para las 1era, 2da y 3ra Rondas. 1-13-7-19 → 4-16-10-22 → 2-14-8-20 → 5-17-11-23 → 3-15-9-21 → 6-18-12-24 (Esta secuencia constituye una "Ronda".) Valor del Torque (lbs.ft) 1.


2.


3.


4.


5.



ENSAMBLADOR

FECHA

SUPERVISOR

FECHA

ACEPTADO

FECHA




16

0

Pág. 2 2 d e 3 7

Calificación del Procedimiento de Apriete / Personal

El Procedimiento de Apriete y/o el personal pueden ser calificados utilizando un modelo en el taller o una junta actual de una de as unidades. En cualquier caso, se debería utilizar una brida y empacadura típica para el servicio. La prueba de calificación debe ser escogida utilizando una combinación de las siguientes "variables esenciales" las cuales cubren el rango del trabajo que se va a realizar. a.

Tipo de herramienta de torqueado o tensionado: 1. Llave de mano. 2. Llave de Impacto y Mandarria. 3. Herramienta de Impacto Neumática (por modelo de fabricante). 4. Herramienta manual con Indicación de Torque 5. Herramienta de Torque Hidráulico Simple 6. Herramienta de torque hidráulico Múltiple aplicado simultáneamente. 7. Tensionador Hidráulico de Pernos

b.

Rango de tamaño de pernos: menores a 3/4", 7/8" a 1", 1-1/8" a 1-3/8", 1-1/2" a 2" y mayores a 2". Adicionalmente, la relación entre en el torque y el esfuerzo debe ser determinada para cada combinación de tamaño de perno, lubricante y herramienta de apriete a ser utilizada. Esto puede ser sobre un modelo en taller del espesor correcto, en una brida existente en campo. Para las técnicas tales como a mano o llave de impacto y mandarria, el individuo que hará el apriete en campo debería también "calibrar" la técnica.

c.

Rango de número de pernos: 4 a 8, 12 a 16, 20 a 24 y mayores a 24. El objetivo es asegurar que el procedimiento a ser empleado resulta en una compresión uniforme de la empacadura alrededor de toda la circunferencia, lo cual se mide por la separación entre las bridas, así como también el nivel de tensión residual en cada perno, lo cual se mide por la elongación del perno. Para bridas que tienen un gran número de pernos, un conjunto de pernos de "referencia" pueden ser utilizados para medir la elongación en lugar de chequear cada perno. El número recomendado y ubicación de los pernos de referencia se encuentra en la figura siguiente. Los extremos de los pernos de referencia deben ser preparados para la técnica de medición de la deformación a ser utilizada. Todos los pasos del procedimiento básico de ensamblaje de bridas deben ser seguido.

PASOS ADICIONALES PARA CALIFICACIÓN DE BRIDAS CRÍTICAS Mida la Longitud Inicial de los Espárragos. Mida y registre la longitud inicial de cada espárrago de referencia. Después de que una lectura inicial ha sido tomada para cada perno, repita la ronda de medidas dos veces más. La diferencia entre la lectura más grande y la más pequeña tomada en cada espárrago no debe ser mayor a 0.002" [2 mils (0.05 mm)]. Chequee el Estiramiento del Espárrago Mida y registre la longitud de cada espárrago de referencia después de completado el apriete. Mida la longitud al menos tres (3) veces, chequee la dispersión y promedio de las lecturas. Reste el promedio de la lectura inicial para cada espárrago de la lectura promedio obtenida después de haber apretado para obtener el valor de estiramiento. Chequee el Promedio de Estiramiento Compare el estiramiento promedio parar todos los espárragos con el valor final especificado en el procedimiento. El ajuste de la herramienta (por ejemplo, valor de torque) debería ser ajustado como sea Propiedad de ExxonMobil



0

Pág. 2 3 d e 3 7

necesario para alcanzar el valor especificado en el procedimiento dentro de una tolerancia de mas o menos 10%. Chequee el Valor Final El procedimiento se considera "Calificado" si el valor final de estiramiento promedio está dentro del mas o menos 10% del valor especificado en el procedimiento, la diferencia entre la lectura de estiramiento más alta y más baja es menor de 25% del promedio, y la diferencia entre la separación más alta y más baja entre las caras de las bridas no es mayor que 1/32" (0.8 mm)




0

Pág. 2 4 d e 3 7

Secuencia de Apriete de Bridas y Pernos de Referencia.

R

=

Número recomendado de pernos de referencia - Cuatro (4) pernos de referencia es considerado el número mínimo, se pueden utilizar más si se desea.




0

Pág. 2 5 d e 3 7




17.

0

Pág. 2 6 d e 3 7

ASME B16.5 Información de Pernos CLASS 150

Nominal Pipe Size

CLASS 300

1 1¼ 1½

Number & Diameter of Bolts 4 ½ 4 ½ 4 ½ 4 ½ 4 ½

2 2½ 3 3½ 4

4 4 4 8 8

5/8 5/8 5/8 5/8 5/8

3.25 3.50 3.75 3.75 3.75

3.75 4.00 4.25 4.25 4.25

5 6 8 10 12

8 8 8 12 12

¾ ¾ ¾ 7/8 7/8

4.00 4.00 4.25 4.75 4.75

4.50 4.50 4.75 5.25 5.25

14 16 18 20 24

12 16 16 20 20

1 1 1 1/8 1 1/8 1¼

5.25 5.50 6.00 6.25 7.00

5.75 6.00 6.50 6.75 7.50

Nominal Pipe Size

1 1¼ 1½

Number & Diameter of Bolts 4 ½ 4 5/8 4 5/8 4 5/8 4 ¾

2 2½ 3 3½ 4

8 8 8 8 8

5/8 ¾ ¾ 7/8 7/8

4.25 4.75 5.00 5.50 5.75

4.50 5.00 5.25 5.75 6.00

5 6 8 10 12

8 12 12 16 20

1 1 1 1/8 1¼ 1¼

6.50 6.75 7.75 8.50 8.75

6.75 7.00 7.75 8.75 9.00

14 16 18 20 24

20 20 20 24 24

1 3/8 1½ 1 5/8 1 5/8 1 7/8

9.25 10.00 10.75 11.50 13.00

9.50 10.25 11.00 11.75 13.25

½ ¾

Length of Stud Bolts (inches) 0.06" Ring Raised Face Joint 2.50 --2.50 --2.75 3.25 2.75 3.25 3.00 3.50

Nominal Pipe Size

1 1¼ 1½

Number & Diameter of Bolts 4 ½ 4 5/8 4 5/8 4 5/8 4 ¾

2 2½ 3 3½ 4

8 8 8 8 8

5/8 ¾ ¾ ¾ ¾

3.50 4.00 4.25 4.50 4.50

4.25 4.75 5.00 5.25 5.25

5 6 8 10 12

8 12 12 16 16

¾ ¾ 7/8 1 1 1/8

4.75 5.00 5.50 6.25 6.75

5.50 5.75 6.25 7.00 7.50

14 16 18 20 24

20 20 24 24 24

1 1/8 1¼ 1¼ 1¼ 1½

7.00 7.50 7.75 8.25 9.25

7.75 8.25 8.50 9.00 10.25

Nominal Pipe Size

Number & Diameter of Bolts

½ ¾

CLASS 600

½ ¾

Length of Stud Bolts (inches) 0.06" Ring Raised Face Joint 2.75 3.00 3.00 3.50 3.25 3.75 3.25 3.75 3.75 4.25

CLASS 900


Length of Stud Bolts (inches) 0.25" Ring Raised Face Joint

½ ¾ 1 1¼ 1½ 2 2½ 3 4

Use class 1500 dimensions in these sizes

8 8

7/8 1 1/8

5.75 6.75

6.00 7.00

5 6 8 10 12

8 12 12 16 20

1¼ 1 1/8 1 3/8 1 3/8 1 3/8

7.50 7.75 8.75 9.25 10.00

7.75 7.75 9.00 9.50 10.25

14 16 18 20 24

20 20 20 20 20

1½ 1 5/8 1 7/8 2 2½

10.75 11.25 12.75 13.50 17.25

11.25 11.75 13.50 14.25 17.75




CLASS 1500 Nominal Pipe Size

1 1¼

Number & Diameter of Bolts 4 ¾ 4 ¾ 4 7/8 4 7/8

1½ 2 2½ 3 4

4 8 8 8 8

5 6 8 10 12 14 16 18 20 24

½ ¾

1

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CLASS 2500

Length of Stud Bolts (inches) 0.25" Ring Raised Face Joint 4.25 4.25 4.50 4.50 5.00 5.00 5.00 5.00

1 1 1/8 1¼

5.50 5.75 6.25 7.00 7.75

5.50 5.75 6.25 7.00 7.75

8 12 12 12 16

1½ 1 3/8 1 5/8 1 7/8 2

9.75 10.25 11.50 13.25 14.75

9.75 10.50 12.00 13.75 15.50

16 16 16 16 16

2¼ 2½ 2¾ 3 3½

16.00 17.50 19.50 21.50 24.50

17.00 18.50 20.50 22.50 25.75

7/8

0

Nominal Pipe Size

1 1¼ 1½

Number & Diameter of Bolts 4 ¾ 4 ¾ 4 7/8 4 1 4 1 1/8

2 2½ 3 4

8 8 8 8

1 1 1/8 1¼ 1½

7.25 8.00 9.00 10.25

7.50 8.25 9.25 10.75

8 8 12 12 12

1¾ 2 2 2½ 2¾

12.00 13.75 15.25 19.50 21.50

12.75 14.50 16.00 20.50 22.50

½ ¾

5 6 8 10 12





18.

0

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Identificación de Pernos / Tornillos

BOLT

STUD

BOLT

STUD

B7 *

B7 *

L7 *

L7 *

A193 Gr. B7 USED FROM -20 TO 800 F ( -40 TO 427 C ). CHROMIUM - MOLYBDENUM USE A194 Gr. 2H NUTS

B5 *

B5 *

A193 Gr. B5 USED FROM 1100 TO 1200 F ( 593 TO 650 C ) 5% CHROMIUM USE A194 Gr. 3 NUTS

B8 *

B8 *

A193 Gr. B8 CL. 2 USED FROM -325 TO 1000 F ( -198 TO 537 C ) 304 SS (STRAiN HARDENED) USE A194 Gr. 8 NUTS CONSULT ENGINEER FOR USE >1000 F

B16 *

B16 *

A320 Gr. L7 USED FROM -150 TO -20 F ( -101 TO -29 C ). CHROMIUM - MOLYBDENUM USE A194 Gr. 4 NUTS

B8M *

B8M *

A193 Gr. B8M CL 1 USED FROM 1100 TO 1500 F ( 593 TO 815 C ) 316 SS - LOW STRENGTH USE A194 Gr. 8M NUTS DO NOT USE W/O OWNER APPROVAL

B8M *

B8M *

A193 Gr. B8M CL. 2 USED FROM -325 TO 1000 F ( -198 TO 537 C ) 316 SS (STRAIN HARDENED) USE A194 Gr. 8 NUTS CONSULT ENGINEER FOR USE >1000 F

THE " *" INDICATES LETTERS OR SYMBOLS THE MANUFACTURER MAY USE TO I.D. THEIR OWN FASTENER. THIS IDENTIFICATION MAY BE BEFORE THE STUD SPEC. OFTEN THERE IS NO INDICATION.

A193 Gr. B16 USED FROM 800 TO 1100 F ( 427 TO 593 C ) CHROMIMUM - MOLYBDENUM - VANADIUM USE A194 Gr. 2H NUTS




19.

0

Pág. 2 9 d e 3 7

Lubricantes de Roscas Aceptables Lubricante

Grafito y Aceite Molybdenumdisulfide y a base de grafito Base de Grafito y Cobre A base Cobre Leche de Magnesia A base Níquel

Pernos Acero al Carbono y Aleaciones Acero al Carbono y Aleaciones

Límites de Temperatura 400°C (750°F)

Nombres Comerciales

400°C (750°F)

Fel-pro Moly Paste, Jet-Lube 550 AntiSeize Compound

Acero al Carbono y Aleaciones

540°C (1000°F)

Acero Inoxidable Austenítico Acero Inoxidable Austenítico Acero Inoxidable Austenítico

870°C (1600°F) Superior a 427°C (800°F) 870°C (1600°F)

Federal Process High-Temperature Copper Anti-Seize Compound, Jet-Lube Kopr-Kote, Fel-Pro C5-A Jet-Lube SS-30

Bostik Never-Seez Pure Nickel Special, Fel-Pro Nickel Anti-Seize, Jet-Lube Nikal

•

Para propósitos generales: Bostik Never-Seez Pure Nickel Special y Fel-Pro Nickel Anti-Seize son los preferidos.

•

Los lubricantes para roscas de pernos no deben contener plomo. Lubricantes para pernos de acero inoxidable austenítico no deben contener cloruros, azufre o constituyentes metálicos de bajo punto de fusión.

•

Pernos prerevestidos con una capa de fluopolimeros de PTFE no requieren ningún lubricante adicional previo a ser ensamblados.




0

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20. Esfuerzo de Precarga de Pernos La mayoría de las bridas en refinerías y plantas químicas son ensamblados basado en alcanzar un esfuerzo de precarga promedio de 50 ksi (345 MPa) utilizando pernos ASTM A193/A193M Grado B7. Sin embargo, hay algunas combinaciones de tipo de bridas, clase, y material de los pernos para las cuales se requiere un nivel menor de esfuerzo en el perno para evitar daños a las bridas, empacadura, o los pernos. Especialmente, los valores de esfuerzo de precarga en pernos de abajo son recomendados para lasa circunstancias indicadas: Tipo / Clase de Brida(3) Todos los Tipos/Clases (Excepto como se denota abajo) " " " " Bridas Ring Joint(2) Clase ASME 900 Clase ASME 1500 Clase ASME 2500 Otras Bridas No Ferrosas / Aluminio / FRP Juntas con PTFE u otras empacaduras no estándares

Material del Perno A193 Gr B7 A193 Gr B16 A320 Gr L7 A193 Gr B8 Class 2 (Endurecido) A193 Gr B8M Class 1 A307 Gr B (Machine Bolts)(1) A453 Gr 660 A 193 Gr. B7 o B16 " "

A ser especificado A ser especificado

Esfuerzo de Precarga del Perno ksi (MPa) 50 (345) 50 (345) 50 (345) 40 (276) 25 (172) 20 (138) 40 (276) 40 (276) 30 (207) 30 (207)

A ser especificado A ser especificado

Notas: 1. Tornillos A307 son incluidos por consistencia con los materiales alternativos permitidos por el GP 316-1 en el pasado. Sin embargo, no se recomienda utilizarlo en servicios de plantas por su bajo esfuerzo permisible y posibilidades de aplicarlo erróneamente. 2. Un esfuerzo de 40 ksi debería ser utilizado si empacaduras de acero suave son utilizadas en bridas Ring Joint Clase 300 o 600. Basado en los requerimientos del GP 3-16-1, las bridas tipo Ring Joint no deberían ser normalmente utilizadas en bridas Clase 300, y deberían ser solamente utilizadas en bridas Clase 600 para servicios de alta temperatura. Sin embargo, basado en la información obtenida de un proyecto donde ellas fueron ampliamente utilizadas en esas clases, utilizar esfuerzos de precarga de 50 ksi (345 MPa) en los pernos causa excesiva deformación de la empacadura resultando en una muy pequeña separación entre las caras de las bridas. El uso de un esfuerzo de precarga de 40 ksi (276 MPa) en los pernos elimina este problema. Se recomienda valores de esfuerzo menores en los pernos para bridas Ring Joint en clases más elevadas para evitar deformaciones excesivas de las empacaduras de anillo y la superficie de asentamiento de la ranuras en las bridas. En cambio las bridas de cara resaltada (Raised face), son un poco diferente a las




0

Pág. 3 1 d e 3 7

Ring Joint en relación al área de asentamiento de la empacadura, cuando la clase incrementa, puesto que las cargas en estas últimas se concentran más en zonas más estrechas de la ranura del anillo. Los otros casos están gobernados por la resistencia de los pernos. 3. Algunos sitios han reportado resultados satisfactorios con la práctica de ensamblar bridas de intercambiadores de calor con pernos B7 o B16 a 60 - 65 ksi de esfuerzo de precarga en lugar de 50 ksi. Esas juntas deberían ser apropiadamente identificadas e incluidas en el listado de bridas críticas. Si hay alguna duda de si la brida o la empacadura pueden manejar esta alta precarga, entonces se debe hacer una evaluación de integridad mecánica de la junta. Recuerde que los pernos en los cabezales flotantes pueden ser de material de menos resistencia, y mayor resistencia a la corrosión como Aceros inoxidables B7M, B8, Monel, etc. Estos materiales requerirán menores esfuerzos de precarga para el ensamblaje.




0

Pág. 3 2 d e 3 7

21. Valores de Torque para Esfuerzos de Precarga Deseados Diámetro del Perno 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8 1 1-1/8 1-1/4 1-3/8 1-1/2 1-5/8 1-3/4 1-7/8 2 2-1/4 2-1/2 2-3/4 3 3-1/4 3-1/2

Para Esfuerzo de Precarga de 50 ksi (345 MPa) (3): Torque Inicial(1),(2) Torque(s) Intermedio(s)(1),(2) 10 15 20 35 30 55 75 130 120 200 180 320 280 500 400 700 500 900 700 1300 900 1600 1100 2000 1400 2500 1700 3000 1500 3000, 4500 2000 3500, 6000 2800 6000, 9000 3200 7000, 12000 4000 9000, 16000 6000 12000, 20000

Torque Final(1),(2) 20 50 110 190 300 450 700 1000 1300 1800 2300 2900 3600 4400 6400 9000 12000 17500 22300 28000

Notas: 1. Asumiendo que los pernos, tuercas y caras de deslizamiento de las tuercas están lubricadas con Colloidal Nickel con un facto de 0.2 (ver nota 4). Los valores de torque deben ser ajustados para otros lubricantes si el usuario siente que ellos difieren significativamente de este factor de tuerca. Por ejemplo, algunas fuentes reportan que el factor de tuerca para un perno recubrimiento de teflón debe estar entre 0.1 y 0.15. El torque es ajustado como sigue:

Torque (ft-lb o kg-m)

X

Factor de Tuerca Actual 0.2 = ________ ft-lb ó kg-m

2. Multiplique el valor por 0.1383 para convertirlo a toque en Kg.m 3. Si el valor de esfuerzo de precarga deseado de desde la Sección 20 es diferente de 50 ksi, calcule el torque requerido ajustando el torque de la Sección 21 con la siguiente ecuación:




Torque (ft.lbs )

0

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X = Esfuerzo de Precarga del Perno (ksi) = ________ ft-lb 50 ksi

o Torque (kg-m)

X = Esfuerzo de Precarga del Perno (MPa) = ________ kg-m 345 MPa 4. Los valores en la tabla de arriba pueden ser reproducidos con razonable exactitud utilizando la siguiente ecuación: T=SxAxKxD

donde

T = Torque (pulg-lbs) S = esfuerzo en el Perno (psi) A = Área de raíz del Perno (pulg2) K = Factor de tuerca (adimensional) D = Diámetro Nominal del Perno (pulgadas)




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Criterios de Aceptación de Daños en las Caras de las Bridas

Bridas Ring Joint: Cualquier picadura, grieta o muesca en la zona de asentamiento de la empacadura es inaceptable. Una depresión uniforme en el punto donde el anillo hace contacto se puede aceptar siempre que la zona de contacto no esté dañada de otra forma. La experiencia en refinería sugiere un comportamiento confiable con 0.020" (0.5 mm) de depresión uniforme. Depresiones más grandes pudieran ser también aceptables basado en la experiencia del usuario; sin embargo, se deben realizar todos los chequeos para asegurar que el anillo no pegue en el fondo de la ranura. Como guía la separación entre las caras de las bridas per ASME B16.5 no se debería reducir en más de 50%. La zona de asentamiento se asume debería estar en el centro del lado de la cara de la ranura. Bridas de Caras Resaltadas (Raised Face) y similares: Los siguientes son valores conservadores aceptables por defectos desde la tabla 3 del ASME B16.5(1):.

Diámetro Nominal

Máxima Proyección Radial de la Imperfección, la cual no es más profunda que el fondo del acabado de la cara(1) (pulgadas)

Máxima Proyección Radial de las Imperfecciones, la cuales son más profundas que el fondo del acabado de la cara (pulgadas)

3/4" a 3"

0.12"

0.06"

3-1/2" a 6"

0.25"

0.12"

8" a 16"

0.31"

0.18"

18" y superior

0.50"

0.25"

(1) La experiencia a demostrado que daños que no exceden radialmente el 50% de la superficie de asentamiento y no son más profundas que las ranuras del acabado superficial de la brida pueden algunas veces ser permitidas. Este criterio debe ser considerado junto con otros contribuyentes de las fugas en bridas tal como es la rigidez inadecuada, la cual puede resultar en rotación de la superficie de asentamiento restante. Se puede encontrar más información acerca de la probabilidad de fuga debido a imperfecciones en el EDD 901.




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Tolerancias en la Alineación de Bridas

La alineación de bridas debe cumplir con los requerimientos del GP 3-19-1 como se refleja abajo:

Tolerancias de Alineación de Bridas, pulgadas (mm)

Item Descripción

1 2

2

Junta Normal(c)

Juntas Críticas o Servicios Especiales (d)

Paralelismo de las caras de las bridas (a) Separación de las caras de las bridas (b)

1/8" por pie (3mm por 300mm) de diámetro de la brida 1/8 (3)

1/32 (1)

Alineación de los Agujeros de los Pernos

1/8 (3)

1/8 (3)

1/8 (3)

Notas: a) Tolerancia es la diferencia entre la separación medida en dos puntos 180 grados uno del otro. b) La separación entre las caras de la brida que excede el espesor de la empacaduras. Tolerancias mayores son aceptables si utilizando herramientas de mano se puede disminuir la separación con bajos valores de torque(15-20 ft-lbs). c) Los valores de "Junta Normal" son consistentes con los requerimientos de ASME B31.3, párrafo 335.1.1. d) Junta "Crítica (Categoría C) es definida en la Sección 25. "Servicio Especial" es definido en el GP 3-19-1 como: (a) temperatura de diseño mayor o igual a 850ºF (454 ºC) o clase de brida mayor o igual a 900; o (b) Donde la brida tenga aplicada sobre su superficie un revestimiento plástico o elastómero que sirve como empacadura para la junta.




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Acabado de la Superficie de la Cara de la Brida

Las superficies de sellado de las bridas son cortadas con herramientas para maquinar. El acabado de la superficie resultante tiene pequeños surcos o bien en patrón de espiral o en círculos concéntricos. Típicamente son de 45 a 55 surcos (ranuras) por pulgada (1.8 a 2.2 ranuras por mm) en una brida estándar ASME B16.5. La "rugosidad" del acabado de la superficie es la distancia promedio entre el valle y los picos de las ranuras. La rugosidad es expresada como "Ra" (Rugosidad Promedio) y medida en micrómetros o micropulgadas. La confirmación del acabado de la superficie de una brida es hecha por comparación visual contra patrones estándares comercialmente disponibles (planchas planas con superficies exactamente maquinadas). La rugosidad deseada del acabado puede variar dependiendo de la aplicación. Para empacaduras metálicas se requiere generalmente superficies más suaves para proveer más área superficial en contacto para el sellado. Para empacaduras no metálicas, se requiere que la rugosidad de la superficie provea el agarre o fricción necesaria para que la empacadura se corra o sobresalga. Pero mucha rugosidad cortará la empacadura y causará que ésta fugue. La gran mayoría de las aplicaciones para bridas con caras resaltadas (Raised Face) utilizan de 125 a 250 micropulgadas de rugosidad en el acabado. Bridas Ring Joint utilizan un máximo de 63 micropulgadas de acabado. La siguiente tabla provee recomendaciones específicas: Abreviatura.

TIPO DE EMPACADURA Lámina de empacadura suave, 1.6 mm (1/16”) Lámina de empacadura suave, >1.6 mm (1/16”) Lámina de grafito flexible reforzado Metal Corrugado, Cubierto de Grafito Espirometálica Metal Ranurado, Recubierto de Grafito Metal Plano Enchaquetado Corrugada doble Enchaquetada (Rellena de Grafito) Metal Ranurado Metal Plano Sólido Junta de Anillo (Ring Joint)

RFG CMGC SW GMGC DJ

RJ

ACABADO SUPERFICIAL Micrómetros Micropulgadas 3.2-6.4 125-250 3.2-13 125-500 3.2-6.4 125-250 3.2-6.4 125-250 3.2-6.4 125-250 3.2-6.4 125-250 2.5 max 100 max 2.5 max 100 max 1.6 max 63 max 1.6 max 63 max 1.6 max 63 max

-




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Juntas Críticas o Categoría C.

Se debe considerar que cualquier servicio o junta bridada como Categoría C o Crítico si cumple con cualquiera de los siguientes criterios: • • • • • • • • •

• • • • •

Cualquier brida o grupo de bridas especificada por el ingeniero de planta; por ejemplo: una brida que es ha sido históricamente un mal actor. Servicios Categoría M de acuerdo con la definición del ASME B31.3.(Ver nota 1 abajo) Bridas en servicio de oxigeno. Cualquier brida en tuberías con revestimiento interno no metálico tal como PTFE o con empacaduras de PTFE las cuales pudieran deformarse excesivamente en frío. Bridas de diámetro nominal mayor a 6 pulgadas con temperatura de fluido mayor a 800° F (427° C) y presión mayor a 100 psi (690 kPa) Intercambiadores de calor con bridas circunferenciales sujetas a cambios de temperatura en el orden de los 300ºF o más o -180ºF (-100ºC) a una tasa de cambio de 10ºF/min (6ºC/min) o mayor. Intercambiadores de calor con bridas circunferenciales donde el gradiente o temperatura del fluido alrededor de la circunferencia de la brida excede 175ºF durante operación normal o transitoria. Bridas de tuberías expuestas a cambios de temperatura de ±550ºF (±305ºC) en cinco segundos o menos. Cualquier brida donde una fuga no puede ser mitigada por acciones de mantenimiento en línea o inyectando sellante, y las cuales son críticas para el negocio o la Seguridad, Salud o Ambiente; por ejemplo, bridas localizadas dentro de equipos tales como reactores, intercambiadores, etc. o bridas localizadas dentro de las faldas de torres con acceso inseguro. Bridas con temperaturas de diseño de -148ºF (-100ºC) o menores. Cualquier brida donde la precarga del los pernos debe se restringida o controlada a un valor diferente a 50 ksi (345 Mpa) por la Tabla de la Sección 20. Este incluye bridas hechas de Aluminio o otros materiales no ferrosos. Bridas con pernos de 1.50" de diámetro o mayor. (Note que los pernos de 1.5" de diámetro o mayores deben ser provistos con longitud adicional para aplicación de tensionamiento hidráulico) Bridas específicas sometidas a vibración, incluyendo las bridas de válvulas de seguridad y de equipos rotativos. La inclusión de estas bridas en el listado dependerá de un análisis de cada uno de los casos por separado y el consentimiento del ingeniero de equipos rotativos. Bridas sujetas a cargas mecánicas adicionales tal como oleaje o vibración, y en el caso de fuga podrían causar riesgo inaceptable para la seguridad, la salud o el ambiente. Adicionalmente se deben considerar aquellas bridas que pudieran generar un riesgo significativo para la confiabilidad. Bridas potenciales pueden ser esas en los siguientes servicios:

Válvulas de alivio en servicios líquidos Líneas de cargamento de líquido con válvulas de cierre rápido. Líneas de líquido mayores a 14" con válvula de retención. Otras condiciones potenciales están determinadas en los EDD's

Nota 1) Fluidos Categoría M son aquellos en los cuales la exposición potencial a pequeñas cantidades de fluido puede producir heridas serias e irreversibles a las personas al inhalarlo o al contacto con la piel, aun cuando rápidamente se tomen las medidas para remediarlo.


OCN JOS PR R 00 2005 063 Procedimiento de Apriete de Bridas

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