Bridas deslizantes: guía de aplicaciones y ventajas

Las bridas deslizantes son un componente importante en muchos sectores: son fáciles de instalar y económicas. Si trabaja en alguno de los sectores mencionados, o incluso en la construcción, conocerlas le ayudará a apreciar el valor y la función de estos elementos de unión sin menoscabar las prestaciones del sistema. En este artículo nos centramos en el diseño y el ámbito de aplicación de las bridas deslizantes, así como en las ventajas que ofrece su construcción. Tanto si busca mejorar la eficiencia de sus operaciones como agilizar la logística o el montaje, o si debe ajustarse a las normas establecidas, esta guía exhaustiva le ofrece la información que necesita. Siga leyendo para descubrir cómo las bridas deslizantes pueden transformar su negocio.

¿Qué es una brida deslizante?

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Una brida deslizante está diseñada para encajar holgadamente sobre el extremo de un tubo y soldarse después a lo largo de la unión. Incorpora un cubo corto cuyo diámetro interior es ligeramente mayor que el diámetro exterior del tubo, lo que facilita la alineación antes de aplicar la soldadura. En el sector se suele preferir este diseño por su sencillo montaje, el bajo coste del material y su idoneidad para servicios de baja presión. La unión permite pequeños ajustes angulares durante la instalación, lo que facilita la tarea, a menudo laboriosa, de conseguir una alineación perfecta en aplicaciones menos exigentes.

Cómo es la brida

Una brida es un anillo saliente de un componente que sirve para unir tubos, válvulas, bombas y otros elementos. Aporta resistencia y permite realizar conexiones sin que se produzca deslizamiento de la brida.

Aplicaciones en sistemas de tuberías

Las soldaduras, las uniones y los accesorios roscados crean circuitos estancos para combustibles líquidos, aguas de proceso o gases comprimidos.
Las bridas también sirven para instalar válvulas, filtros y bombas dosificadoras, convirtiendo un simple tramo de tubería en un circuito adaptable.
Las bocas de inspección y las puertas de registro rompen la monotonía del acero y permiten a los técnicos medir, limpiar o documentar el estado del sistema.
Los acoplamientos de desconexión rápida permiten a los equipos sustituir tramos con poco preaviso, lo que reduce las paradas durante las reparaciones de última hora.
Los bucles de expansión y los fuelles trenzados protegen la tubería de los picos de calor y las vibraciones de la maquinaria, prolongando su vida útil.
Las bridas reductoras permiten unir tuberías Schedule 40 con actuadores de mayor tamaño y adaptarse a dimensiones poco habituales sin necesidad de fabricar piezas a medida.
Las juntas de PTFE o Inconel se ajustan a las caras de sellado estriadas y contienen vapores ácidos y picos de presión hidráulica que destruirían las juntas de papel.

Ventajas frente a otros tipos de brida

El deslizamiento de la brida también facilita la alineación de los orificios para los pernos, por lo que la instalación lleva menos tiempo.
La resistencia aumenta considerablemente cuando se utilizan materiales reforzados en aplicaciones de alto rendimiento.
Compatibles con muchos materiales de tuberías de revestimiento, como el acero inoxidable, el acero al carbono y diversos materiales especiales.
Se adaptan a diseños con redes de tuberías complejas o sencillas, así como a sistemas en los que las tuberías están sometidas a distintas presiones y temperaturas.
Permiten realizar conexiones firmes y adecuadas, lo que reduce las posibles vías de fuga, y ofrecen una solución económica para sistemas de tuberías normalizados y de otro tipo.
Ofrecen una gran resistencia al desgaste y a la corrosión, lo que prolonga su vida útil.
La mayoría de los componentes requieren poco mantenimiento gracias a su construcción y sus componentes de alta resistencia.
Permiten trabajar en una amplia variedad de condiciones de alta presión sin comprometer el rendimiento ni la seguridad.
Cumplen los códigos de práctica pertinentes, como ASME, ANSI e ISO, lo que favorece su uso en sectores multidisciplinares.

¿Cómo se instala una brida deslizante?

Preparación del tubo y del accesorio

Los mecánicos experimentados insisten en que una buena preparación puede determinar el éxito o el fracaso de la instalación de una brida deslizante, y suelen tener razón. El primer paso es examinar detenidamente el tubo y la brida en busca de grietas, arañazos o incluso bamboleos, señales que pueden alertar de problemas. Después hay que limpiar: un cepillo de alambre o una pasada rápida con disolvente elimina la grasa, la suciedad y el óxido, y deja el metal limpio para la unión. Si el extremo del tubo tiene un corte irregular, biselelo hasta que el borde delantero se ajuste a lo que exijan los planos. El diámetro también importa: un ajuste ceñido entre el diámetro exterior del tubo y el diámetro interior de la brida evita que la unión se deforme bajo tensión. Justo antes de iniciar el arco, compruebe una vez más las dimensiones y gire la brida para alinearla con el equipo o la tubería a la que se vaya a unir.

Técnicas de soldadura para bridas deslizantes

Las uniones con bridas deslizantes deben quedar bien ajustadas. Para ello, se pueden realizar dos soldaduras de filete, una en cada extremo. Una se aplica en el interior del extremo de la cavidad de la brida y la otra en la parte superior exterior. El tubo no debe introducirse demasiado en la brida. No obstante, el proceso de soldadura dependerá de la aplicación y de la especificación del procedimiento de soldadura disponible.

Cómo asegurar la alineación correcta de la junta

Colocar correctamente una junta es una de las medidas más sencillas, aunque también más olvidadas, para evitar fugas en las bridas. Lo primero es comprobar la compatibilidad: el material debe resistir los fluidos, las presiones y las temperaturas a los que estará expuesto cuando el sistema entre en servicio. Si se centra la junta entre las bridas, la compresión se distribuye de manera uniforme; si queda descentrada, la tensión puede concentrarse en una franja estrecha. Una instalación torcida o mal alineada puede provocar extrusión, deformación excesiva o un fallo nuevo semanas antes de la siguiente inspección. Antes de apretar, hay que limpiar a fondo cada superficie de sellado y comprobar que no tenga muescas, surcos ni deformaciones. Las herramientas específicas —pasadores para juntas, anillos guía o incluso trozos de varilla— mantienen la junta en su sitio mientras se colocan los pernos; ese pequeño esfuerzo adicional suele determinar cuánto durará la unión.

Materiales para bridas deslizantes

Cómo elegir entre acero inoxidable y acero al carbono

La elección entre acero al carbono y acero inoxidable para aplicaciones con bridas deslizantes depende del tipo de aplicación. En entornos muy expuestos a la corrosión, como el procesamiento químico y los entornos marinos, siempre prefiero el acero inoxidable. En cambio, recomiendo el acero al carbono cuando se necesita ahorrar en material y soportar cargas elevadas. En todos los casos, mi elección se basa en una serie de valoraciones sobre las condiciones de funcionamiento, el presupuesto disponible y la resistencia al desgaste del elemento.

Opciones de cara realzada

Mayor capacidad de sellado: En las bridas con cara elevada, la presión de sellado se concentra en una superficie menor de la junta, lo que permite conseguir un sellado más eficaz y seguro.
Versatilidad de las juntas: Admiten casi todo tipo de juntas, incluidas las más blandas y las juntas espirometálicas, para prácticamente cualquier aplicación.
Resistencia a la presión y al calor: Están diseñadas para sistemas de alta presión y temperatura gracias a su mayor capacidad de sellado.
Facilidad de montaje: Las caras elevadas ayudan a alinear las superficies que se van a unir durante la instalación, lo que reduce el tiempo y los errores.
Uso industrial: Estas bridas llevan mucho tiempo utilizándose y se han adoptado como norma en la mayoría de los sectores para incorporarlas a los sistemas de tuberías e instalaciones existentes.
Durabilidad y reparación:Garantizan una vida útil adecuada y, además, con una selección correcta de materiales y buenas prácticas de instalación, la corrosión no suele producirse con frecuencia.

Aspectos que deben tenerse en cuenta en aplicaciones de alta presión

Selección del material:Elija materiales con una resistencia a la tracción superior que soporten las tensiones durante el uso y no fallen.
Eficacia del sellado:Asegúrese de utilizar juntas con la presión nominal adecuada para limitar las fugas y mantener los puntos de contacto en su posición.
Compatibilidad térmica: Compruebe que todos los materiales, elementos de fijación y juntas, entre otros componentes del sistema, resistan los intervalos de temperatura de servicio sin sufrir un desgaste significativo.
Método de instalación correcto: Siga los valores de par exactos y las demás instrucciones de alineación para evitar aplicar fuerzas excesivas o colocar las piezas en una posición incorrecta.
Inspecciones durante el servicio: Establezca un programa periódico de inspección para detectar fluencia, fatiga o fisuración por corrosión bajo tensión en el sistema de alta presión.
Evaluación de las presiones nominales y la capacidad:Asegúrese de que los distintos elementos funcionen dentro de sus presiones de servicio nominales o por encima de ellas y, cuando sea necesario, incluya ensayos hidrostáticos y neumáticos en el programa.
Medidas de seguridad:Instale los sistemas de seguridad pertinentes para abordar los posibles riesgos de la operación y tenga en cuenta el uso de componentes esenciales, como válvulas de alivio de presión y sistemas de parada de emergencia

¿Qué diferencias hay entre las bridas deslizantes y otros tipos de brida?

Comparación con las bridas para soldar por enchufe

Las bridas deslizantes suelen ser económicas, fáciles de usar y adecuadas para tuberías de diámetro grande sometidas a presiones bajas o moderadas. En cambio, las bridas para soldar por enchufe ofrecen una resistencia superior, prácticamente eliminan las fugas y son la opción preferida cuando la presión de servicio aumenta y el diámetro del tubo disminuye.

Parámetro	Brida deslizante	Brida para soldar por enchufe
Presión	Baja a moderada	Alta
Temperatura	Moderada	Alta
Tamaño del tubo	Grande (hasta 24″)	Pequeño (≤ 2″)
Resistencia	Menor	Mayor
Instalación	Más sencilla, con dos soldaduras	Precisa, con una soldadura
Coste	Económica	Mayor
Aplicaciones	Climatización y fontanería	Productos químicos y líneas de vapor
Material	Acero al carbono y acero inoxidable	Aleación y acero inoxidable
Durabilidad	Moderada	Alta

Compatibilidad entre las uniones lap joint y los stub ends

El stub end y la brida lap joint se pueden utilizar juntos porque el stub end se une al tubo mediante una soldadura a tope y la brida lap joint se desliza sobre aquel. Su radio permite alojar la brida elevada y facilita el montaje y el centrado rápido.

Evaluación del tipo de brida según el tamaño del tubo

Elegir la brida adecuada para un diámetro de tubo determinado rara vez es una decisión que pueda tomarse con una simple lista de comprobación; los ingenieros suelen valorar la presión de diseño, la temperatura de servicio y el comportamiento mecánico del material base. Cada brida debe coincidir exactamente con el diámetro nominal interior para mantener los márgenes de seguridad y garantizar un funcionamiento fiable de la línea.

Normas de dimensionado de bridas

Por lo general, las dimensiones de las bridas se ajustan a las medidas normalizadas que establece un organismo como ASME (Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos). A continuación se indican algunos aspectos relacionados que conviene mencionar:

Tamaño nominal de tubería (NPS): Diámetro nominal del tubo.
Clase de presión: Clases como 150, 300, 600 y 900, entre otras, representan el intervalo de presión que la brida está diseñada para soportar.
Diámetro exterior (OD): Es el diámetro máximo de la brida.
Diámetro del círculo de pernos (BCD): DDistancia entre los centros de los pernos a lo largo de la circunferencia de la brida.

Tamaño nominal de tubería (NPS)	Diámetro exterior (in) para clase de presión 150	Diámetro exterior (in) para clase de presión 300	Diámetro exterior (in) para clase de presión 600
2	6.00	6.50	6.65
4	9.00	9.50	10.75
6	11.00	11.50	14.00
8	13.50	13.88	15.88

Cómo elegir el tipo de brida adecuado

La elección de un tipo de brida concreto, como una brida de cuello para soldar, una brida deslizante de cuello soldado, una brida deslizante o una brida lap joint, suele depender del tamaño de los tubos y de las prestaciones requeridas:

Bridas de cuello para soldar:Son las más adecuadas cuando la temperatura y la presión son altas y deben igualarse al diámetro interior del tubo.
Bridas deslizantes: Se utilizan para presiones bajas controladas y suelen ser más económicas, sobre todo cuando el tubo es pequeño.
Bridas para soldar por enchufe:Se utilizan generalmente en sistemas de tuberías de diámetro pequeño sometidos a alta presión y que requieren una conexión soldada.
Bridas lap joint:Se utilizan en aplicaciones que requieren montajes y desmontajes frecuentes. Principalmente se emplean con stub ends soldados a tope para realizar el montaje.

Aspectos clave

Las tuberías de más de 24 pulgadas de diámetro suelen requerir bridas a medida; las configuraciones estándar no suelen ser suficientes.
La elección del material —acero al carbono, acero inoxidable o una aleación— depende en gran medida de factores como la exposición a la corrosión, las variaciones de temperatura y las limitaciones presupuestarias.
Es esencial cumplir especificaciones de referencia como ASME B16.5 o B16.47 para garantizar la compatibilidad entre sistemas y un nivel básico de seguridad.

Elegir cuidadosamente el estilo de brida según el tamaño del tubo y ajustarlo a las especificaciones del proyecto puede mejorar la resistencia general del sistema y reducir las paradas imprevistas.

¿Por qué elegir una brida deslizante para su proyecto?

Rentabilidad en sistemas de baja presión

En los sistemas de baja presión, una brida deslizante suele ser una opción más económica que otras, porque sus accesorios son relativamente fáciles de montar y, por tanto, cuestan menos. Las bridas deslizantes requieren menos soldadura que otros tipos de brida, lo que reduce tanto el coste de mano de obra como el tiempo necesario para cada proyecto. Otra ventaja es que son muy comunes y normalmente no cuestan mucho, por lo que resultan una opción muy conveniente, sobre todo en aplicaciones en las que la presión no es un problema. Además, su instalación es sencilla y facilita la alineación, lo que hace que el proceso sea más rentable en estos casos.

Facilidad de instalación para el mantenimiento de los sistemas de tuberías

Las bridas deslizantes son muy útiles para montar bridas en tuberías, especialmente en trabajos de mantenimiento. Los datos y las opiniones actuales del sector muestran que se utilizan cada vez más en aplicaciones industriales que requieren rapidez y tiempos de parada breves. Las bridas deslizantes de nueva generación son más duraderas y precisas, y se diseñan para facilitar la instalación en sistemas de tuberías existentes gracias a los materiales más avanzados y a la mejora de los procesos de fabricación. Muchos profesionales buscan soluciones económicas que también resistan los fallos. Las bridas deslizantes cumplen eficazmente ambos requisitos. Su facilidad de montaje simplifica el mantenimiento, ya que evita factores como soldaduras innecesarias o uniones mal colocadas y permite que las instalaciones sigan funcionando casi siempre. Su productividad y adaptabilidad las convierten en una solución beneficiosa para el mantenimiento actual de los sistemas de tuberías.

Versatilidad en las clases nominales, incluida la clase 150

Las bridas deslizantes son muy adecuadas para la mayoría de las clases nominales, especialmente la clase 150. Esta clasificación refleja el rendimiento de la brida en función de la presión y la temperatura, y permite incorporarla a sistemas sometidos a presiones bajas o moderadas. Muchas aplicaciones utilizan principalmente bridas deslizantes de clase 150 o de 150 libras por su uso extendido y su buena relación coste-beneficio, por ejemplo, en redes de suministro de agua y de calefacción y aire acondicionado. Se adaptan fácilmente a distintos diámetros y materiales de tubería, lo que resulta muy apropiado en sectores que necesitan uniones de tuberías resistentes y sencillas.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué aspecto tiene una brida de matraz deslizante y cuál es su función principal en los accesorios para tubería?

R: Este tipo de brida para tubería está diseñado para deslizarse sobre un tubo y soldarse a él; de ahí su nombre. Se utiliza para unir un tubo de diseño específico a otro tubo o equipo mediante una conexión de extremo. La instalación de una brida deslizante para tubería la hace útil en servicios de baja presión.

P: ¿Por qué debería utilizar una brida deslizante en aplicaciones de baja presión?

R: En instalaciones de baja presión, las bridas deslizantes ahorran tiempo y dinero gracias a la facilidad de montaje y centrado. Proporcionan un buen sellado y son más económicas que la mayoría de las bridas habituales, como las de cuello para soldar y las lap joint. Son especialmente ventajosas en sistemas en los que será necesario desmontar los componentes repetidamente.

P: ¿Qué determina el diámetro que se utiliza en las bridas deslizantes?

R: El diámetro de la brida deslizante sirve para determinar si se puede unir al tubo deseado. Recuerde que cada brida debe utilizarse con un tubo cuyo diámetro exterior corresponda al diámetro interior de la brida para que encaje correctamente. Este tamaño garantiza una sujeción adecuada y elimina posibles fugas.

P: ¿Qué tamaños de bridas deslizantes hay disponibles y cuál es el tamaño habitual de una unión de 2 pulgadas?

R: Consulte al fabricante de válvulas para averiguar qué tamaños hay disponibles para los ensanchadores y qué tamaño deben tener. Si hay un accesorio de 2 pulgadas, debe instalarse una brida deslizante que coincida con las dimensiones exteriores del tubo. Esto se recoge en las dimensiones de la brida ciega ANSI B16.5 2 in 150 lb.

P: ¿Existen restricciones sobre los materiales utilizados para fabricar bridas deslizantes?

R: Es habitual fabricar bridas deslizantes con materiales como el acero y el acero inoxidable 316L, que ofrece una buena resistencia a la corrosión. El material elegido dependerá de las presiones de servicio y del entorno.

P: ¿En qué se diferencian las conexiones de las bridas deslizantes y las bridas de cuello para soldar?

R: La principal diferencia entre una brida deslizante y una brida de cuello para soldar está en el método de conexión. La brida deslizante se introduce sobre el extremo del tubo y se suelda en su sitio; en cambio, la brida de cuello para soldar tiene una sección de material llamada cuello que se suelda al tubo. Por lo general, una brida de cuello para soldar soporta presiones más altas que una brida deslizante comparable.

P: ¿Qué función cumplen los orificios para pernos de las bridas deslizantes para garantizar la solidez de la unión?

R: Estos orificios de las bridas deslizantes se alinean con los de la otra brida o equipo, de modo que los pernos puedan atravesarlos y unir las dos piezas. Así se evita que se aflojen y la brida se desplaza hacia dentro, algo importante porque reduce el riesgo de fallo debido a uniones que no están bien apretadas.

P: ¿Alguien ha dicho que hay muy pocos tipos de accesorios para tubería compatibles con una brida deslizante?

R: No, hay una gran variedad de tipos de tubo que pueden unirse con una brida deslizante, incluidos los tubos roscados y los tubos sin soldadura. Además, estas bridas encajan con distintos tipos de sistemas de conexión y se utilizan con componentes que deben montarse y desmontarse muchas veces.

P: ¿Hay principios importantes que deban seguirse al elegir bridas deslizantes para aplicaciones de baja presión?

Al preparar una serie de bridas deslizantes con juntas para aislar aplicaciones de baja presión, hay que tener en cuenta ciertos aspectos. Recuerde que el material, el diámetro y el tipo de brida son relevantes para aplicaciones de baja presión; los dos últimos parámetros son importantes. Para reducir costes y evitar fugas, las bridas deben adaptarse a las dimensiones exteriores de la tubería y estar fabricadas con un material adecuado, como el acero.

Fuentes de referencia

1. Título: Configuraciones geométricas óptimas de los empalmes entre alma y ala para mejorar la resistencia al deslizamiento por fricción de una viga en I

Autores: R. Sakura, Takashi Yamaguchi
Año de publicación: 2022
Fuente: Actas del Congreso de IABSE, Nanjing 2022

Principales conclusiones:

El artículo analiza la tendencia al deslizamiento de los pernos de alta resistencia por fricción instalados en conjuntos de vigas en I.
El análisis por elementos finitos elastoplástico abarca distintas anchuras de alma, profundidades de ala y disposiciones escalonadas de los pernos.
Aumentar la separación entre pernos y reducir el número de filas en el empalme del alma eleva notablemente la fuerza de fricción medida por encima de las predicciones convencionales de resistencia al deslizamiento.
Estos cambios geométricos apuntan a una forma sencilla de mejorar la durabilidad de las conexiones sin recurrir a componentes más pesados.

Metodología:

Los análisis por elementos finitos con modelos de cáscara y viga caracterizaron las respuestas al deslizamiento coordinado en decenas de prototipos de empalme (Sakura y Yamaguchi, 2022).

2. Título: Estudio experimental de los límites combinados de deslizamiento y apoyo de uniones de vigas con pernos de alta resistencia por fricción

Autores: Ron Sakura, T. Yamaguchi, Yuhikus Aoki
Año de publicación: 2022
Fuente: Simposio de IABSE en Praga, 2022