Juntas de Sellado

Juntas de Sellado


El éxito del sellado se obtiene en función de varios factores entre los cuales están la calidad de la materia-prima utilizada, la perfecta selección del tipo de junta y del material de la misma y el conocimiento de todos los datos operacionales y de aplicación. O sea, una unión bridada (flangeada), para ser sellada, necesita tener una especificación perfecta. Hecha esa especificación, definido el tipo y material de la junta, esta tiene que ser fabricada dentro de rígidos criterios y tecnología de modo de respetar los límites dimensionales o constructivos de norma, asegurando así su buena performance y sellabilidad. Las juntas de sellado Teadit tienen calidad incomparable y son la garantía, sin riesgo, de la perfecta sellabilidad y mejor costo-beneficio.

Si fuera económica y técnicamente viable la fabricación de bridas (flanges) con superficies planas y perfectamente lapidadas, y si consiguiéramos mantener estas superficies en contacto permanente, no necesitaríamos de juntas. Esta imposibilidad económica y técnica es causada por:

  • Tamaño del equipo y/o de las bridas (flanges).
  • Dificultad en mantener estas superficies extremadamente lisas durante el montaje del equipo o tubería.
  • Corrosión o erosión, con el tiempo, de las superficies de sellado.

Para superar esta dificultad, las juntas son utilizadas como elemento de sellado. Una junta, al ser apretada contra las superficies de las bridas (flanges), llena las imperfecciones entre ellas, proporcionando el sellado. Por lo tanto, para que consigamos un sellado satisfactorio, cuatro factores deben ser considerados:

Fuerza de Aplastamiento Inicial:

Debemos proveer una forma adecuada de achatar la junta, de modo que ella llene las imperfecciones de las bridas (flanges). La presión mínima de aplastamiento es normalizada por ASME (American Society of Mechanical Engineers) y será mostrada adelante. Esta fuerza de aplastamiento debe ser limitada para no destruir la junta por aplastamiento excesivo.

Fuerza de Sellado

Debe haber una presión residual sobre la junta, de modo de mantenerla siempre en contacto con las superficies de las bridas (flanges), evitando fugas.

Selección de los Materiales:

Los materiales de la junta deben resistir las presiones a las cuales la junta va a ser sometida y al fluido sellado. La correcta selección de materiales necesita ser respetada.

Acabado Superficial

Para cada tipo de junta y/o material existe un acabado recomendado para las superficies de sellado. El desconocimiento de estos valores es una de las principales causas de fugas.

Fuerzas en una Unión Bridada

La figura 1 muestra las principales fuerzas en una unión bridada.

  • Fuerza radial: es originada por la presión interna y tiende a expulsar la junta.
  • Fuerza de separación: es también originada por la presión interna y tiende a separar los flanges.
  • Fuerza de los tornillos: es la fuerza total ejercida por el apriete de los tornillos.
  • Fuerza de Sellado: es la fuerza que comprime los flanges contra la junta. Inicialmente es igual a la fuerza de los tornillos y después de la presurización del sistema es igual a la fuerza de los tornillos menos la fuerza de separación.

Principales causas de fallas de sellado
  • Temperaturas incompatibles con la junta utilizada.
  • Presiones elevadas incompatibles con la junta utilizada.
  • Ataque químico.
  • Ciclado térmico incompatible con la junta utilizada.
  • Temperaturas incompatibles con la junta utilizada.
  • Presiones elevadas incompatibles con la junta utilizada.
  • Ataque químico.
  • Ciclado térmico incompatible con la junta utilizada.
  • Ciclado térmico incompatible con la junta utilizada.

Juntas de Sellado



Juntas Metalbest®

Sellado en Intercambiadores de Calor


Sellado en Intercambiadores de Calor

Las juntas Metalbest® Teadit® para Intercambiadores de Calor son fabricadas con materias-primas adecuadas y sometidas a riguroso control de calidad.

TIPO 923 e 927


Constituidas de una doble camisa metálica sobre el relleno blando Figura 1. Sus aplicaciones más típicas son las juntas para Intercambiadores de Calor. Producidas bajo encargo, no existe prácticamente ningún límite de diámetro o forma para su fabricación. Las juntas Tipo 923 (figura 1) también son empleadas en bridas (flanges) de grandes diámetros en reactores de industrias químicas. Las juntas Tipo 923 cuando son recubiertas por grafito flexible Graflex® o PTFE Expandido reciben la denominación de juntas Tipo 927 (figura 2).

Otra aplicación son las tuberías de gases de alto-horno de las siderúrgicas. Las principales características de estas aplicaciones son la alta temperatura, baja presión y bridas (flanges) con irregularidades. Las juntas Metalbest® son fabricadas con espesor variando de 2,4 mm a 6,4 mm (inclusive 3,2 mm y 4,8 mm) para compensar estos problemas. La Norma ASME B16.20 presenta las dimensiones y tolerancias de este tipo de junta para uso en bridas (flanges) ASME B16.5.


Perfiles


923

927


Factor de apriete “m” y aplastamiento mínimo “y”


Los factores de apriete “m” y de aplastamiento mínimo “y” de un material de sellado son los factores que se deben considerar para el cálculo de torque de una junta. Son parámetros determinados experimentalmente por análisis de resultados laboratorios relativos a las características inherentes cada material específico y según los criterios obedecidos por el fabricante. El apéndice 2 del Capítulo VIII División 1 del Código ASME establece parámetros para el proyecto de juntas, con valores genéricos de las características “m” (factor de apriete, que es siempre una constante adimensional) e “y” (valor de aplastamiento mínimo) de la junta.


Juntas Camprofile®

Excelentes Resultados en Aplicaciones Críticas


Excelentes Resultados en Aplicaciones Críticas

Una de las alternativas para presiones de trabajo elevadas es el uso de las juntas metálicas macizas dentadas (tipo diente de sierra), que poseen características de resistencia a elevadas presiones de trabajo. La forma dentada (tipo diente de sierra) permite un mejor aplastamiento y crea un efecto de laberinto en la superficie de sellado. Al mismo tiempo que posee una característica deseable del punto de vista de sellado, el dentado (tipo diente de sierra) puede provocar riesgos en los flanges.

En virtud de eso y combinando las características de las juntas macizas y la excelente sellabilidad del Grafito Flexible (Graflex®), del PTFE Expandido o Micaflex® fueron desarrolladas las juntas Camprofile®, Teadit Tipo 942 (figura 1) y Teadit Tipo 946 (figura 2), constituidas de un núcleo metálico dentado (tipo diente de sierra), con paso de 1,0 mm, recubierto con fina película de Graflex®, PTFE Expandido o Micaflex®.

Este perfil metálico permite alcanzar elevadas presiones de aplastamiento con bajo torque en los tornillos. La fina capa llena las irregularidades y evita que el dentado marque la superficie de los flanges. El efecto de laberinto es también acentuado por la capa, creando un sellado que combina la resistencia de una junta metálica con la sellabilidad del Graflex®, del PTFE Expandido o del Micaflex®.

Las Juntas Teadit Camprofile® ofrecen las siguientes ventajas:
  • Presión de trabajo máxima de hasta 345 bar.
  • Temperatura máxima de hasta 10000 C.
  • Amplio rango de aplicación.
  • Resiste a los efectos de la dilatación diferencial de las bridas (flanges).

Materiales

El material del núcleo debe ser especificado de acuerdo con la compatibilidad química del fluido y con la temperatura de operación. Es recomendable que el núcleo sea fabricado con el mismo material del equipo para evitar corrosión y problemas de expansión diferencial.

Cobertura de Sellado

El material más usado en la cobertura de sellado es el grafito flexible Graflex®. En situaciones donde el Graflex® no es recomendado el núcleo es cubierto por una película de PTFE Expandido. Los límites de operación para los materiales de cobertura están relacionados en la Tabla 1.

Limites de Operación

El rango de presión y temperatura de trabajo de la junta depende de los límites de cada material, conforme indicado en la Tabla 1. El límite de servicio de la junta es el menor valor de la combinación del límite para el metal y para la cobertura.

Tabla 1

Limites de temperatura y presión


En atmósferas oxidantes el limite de temperatura para el Graflex es de 450 ºC.

Formatos


El libro Juntas Industriales 5ª. Edición, de autoría del Ing. José Carlos Veiga (solicite su ejemplar o consulte el libro electrónico en nuestra “home page” en Biblioteca, Publicaciones Técnicas) muestra los formatos más comunes de juntas para intercambiador de calor. Las divisiones son soldadas en el anillo externo de la junta. Los anchos standard de la junta, dimensión “B”, son 10, 13, 16 y 20 mm. Otros anchos pueden ser producidos, bajo consulta.

Factor de apriete “m” y aplastamiento “y”



Los factores de apriete “m” y de aplastamiento mínimo “y” de un material de sellado son los factores que se deben considerar para el cálculo de torque de una junta. Son parámetros determinados experimentalmente por análisis de resultados laboratoriais relativos a las características inherentes cada material específico y según los criterios obedecidos por el fabricante. El apéndice 2 del Capítulo VIII División 1 del Código ASME establece parámetros para el proyecto de juntas, con valores genéricos de las características “m” (factor de apriete, que es siempre una constante adimensional) e “y” (valor de aplastamiento mínimo) de la junta.



Juntas Troqueladas

Alta Calidad en Juntas Troqueladas


Alta Calidad en Juntas Troqueladas

Las juntas Troqueladas Teadit® proporcionan sellado seguro, práctico y económico a las industrias que poseen fluidos en proceso. Fabricadas en Láminas Comprimidas, Graflex®, PTFE Expandido, Tealon®, Cauchos, entre otros, con dimensiones propias para flanges ASME, DIN o especiales, las juntas Teadit son:

Prácticas – Suministradas en las dimensiones normalizadas ASME B16.21 o bajo plano del cliente para instalación en flanges, válvulas y equipos, las juntas Teadit evitan montajes descentralizados que, comúnmente, provocan fugas.
Económicas – Las juntas Teadit evitan los elevados costos de almacén, mano de obra y desperdicio con cortes inadecuados. Además de eso, el Service Center Teadit puede fabricar las juntas en campo, con las medidas exactas, a la hora de la aplicación. Consulte esa modalidad de servicio Teadit.
Seguras – Fabricadas con productos Teadit, adecuados para cada aplicación, de calidad mundialmente reconocida.


Juntas Metalflex® 913 - 913M

Soluciones para sellado en industrias


Soluciones para sellado en industrias

Teadit® produce Juntas Espirales que combinan el material adecuado para absorber severas fluctuaciones de presión y temperatura, siguiendo rigurosamente las especificaciones de la norma ASME B16.20. En forma de espiral, las juntas son fabricadas a partir de metal enrollado con un material de sellado. Este formato llena las irregularidades de los flanges asegurando un sellado hermético y alta resistencia a la presión del fluido y variaciones de las condiciones operacionales. Las Juntas Metalflex® 913 y 913M son indicadas para flanges con resalte, liso o sobrepuesto. Son el tipo de junta de más amplia utilización en las industria en general, debido a su versatilidad de aplicaciones y bajo costo.



Tipos constructivos de Juntas Metalflex®


911

Utilizadas en flanges tipos macho-y-hembra y tipos lengüeta y ranura de tuberías o equipos y de castillos de válvulas, constituyen el tipo básico de Juntas Metalflex®. Las juntas 911 fabricadas para intercambiadores de calor de pases múltiples, poseen divisorias en doble camisa en el mismo material de la espira que, soldadas a plasma, forman un conjunto resiliente de alta sellabilidad y poseen el código de 911T.


911M

Desarrolladas básicamente para las mismas aplicaciones del tipo 911, poseen anillo interno que les proporciona mayor resistencia en trabajos al vacío, altas presiones y temperaturas. Además de eso, evita la acumulación del fluido de proceso en los flanges disminuyendo riesgos de corrosión, evita bandeo de las espirales y minimiza la turbulencia.


913

Indicadas para flanges con resalto, liso o sobrepuesto, se constituyen en el tipo de junta Metalflex® de mayor utilización en la industria en general debido a la su versatilidad de aplicación, aliadas al bajo costo.


913M

Proyectadas para trabajo en vacío, presiones y temperaturas elevadas, poseen anillo interno que también evita la acumulación del fluido en los flanges y minimiza la turbulencia y bandeo. Según el ASME las juntas Metalflex® con relleno de PTFE, debido a la tendencia al bandeo de ese material, deben siempre tener anillo interno pues evita riesgos de rotura de las espiras y daños a los equipos del sistema.


914

Utilizadas ampliamente en el sellado de puertas de visitas e inspección de calderas, postigos (manhole y handhole), cabezotes y escapes de motores, las Juntas Metalflex® son rigurosamente dimensionadas y proporcionan sellado seguro y confiable, aún en condiciones cíclicas de operación.


Factores de apriete y aplastamiento


Los factores de apriete “m” y de aplastamiento mínimo “y” de un material de sellado son los factores que se deben considerar para el cálculo de torque de una junta. Son parámetros determinados experimentalmente por análisis de resultados laboratoriais relativos a las características inherentes cada material específico y según los criterios obedecidos por el fabricante. El apéndice 2 del Capítulo VIII División 1 del Código ASME establece parámetros para el proyecto de juntas, con valores genéricos de las características “m” (factor de apriete, que es siempre una constante adimensional) e “y” (valor de aplastamiento mínimo) de la junta.


Ring Joints


Son anillos metálicos maquinados de acuerdo con standards establecidos por el American Petroleum Institute (API) y American Society of Mechanical Engineers (ASME), para aplicaciones en elevadas presiones y temperaturas. Una aplicación típica de los Ring-Joints es en “Árboles de Navidad” (Christmas-Tree), usados en los campos de producción de petróleo. El sellado se obtiene en una línea de contacto, por acción de cuña, causando elevadas presiones de aplastamiento y, de esta forma, forzando el material a penetrar en esta región. La pequeña área de sellado, con alta presión de contacto, resulta de gran confiabilidad. Sin embargo, las superficies de contacto de la junta y de las bridas deben ser cuidadosamente maquinadas y acabadas. Algunos tipos son activados por la presión, es decir, cuanto mayor es la presión mejor la sellabilidad.

Materiales

La Tabla 1 muestra los materiales padronizados por la Norma ASME B 16.20.


Notas:

a) De acuerdo con la Norma API 6 A los anillos en hierro dulce y acero carbono deben ser cadmiados con una capa de 0,0002” a 0,0005”.

b) El código de cada material es grabado en la junta al lado de la referencia de su tamaño, según indicado en las Normas API 6A y ASME B16.20.


Tipos de Anillos Ring-Joint


Tipo 950

Es el tipo que fue normalizado originalmente (Figura 1). Desarrollos posteriores resultaron en otras formas. Si la brida fuera proyectada usando las versiones más antiguas de las normas, con canal oval de alojamiento del Ring-Joint, entonces debe ser usado solamente el tipo 950.


Tipo 951

Anillo de sección octogonal (Figura 2). Posee mayor eficiencia de sellado, su uso es el más recomendado en los nuevos proyectos. Las bridas fabricadas por la versiones más recientes de las normas ASME (ANSI) y API, poseen canal con perfil proyectado para recibir los tipos 950 y 951.


Tipo 952 BX

Posee sección cuadrada con cantos chanflados (Figura 3). Proyectado para usarse solamente en bridas (flanges) API 6BX, en presiones de 2.000 a 20.000 psi. El diámetro medio del anillo es ligeramente mayor que lo del alojamiento en la brida (flange). Así, el anillo al ser montado, queda precomprimido por el diámetro externo, creando el efecto de elevación del sellado con el aumento de la presión de operación. Las conexiones que usan anillo tipo 952 BX, poseen pequeña interferencia. El anillo es efectivamente “estampado” por los alojamientos de las bridas (flanges), no pudiendo ser reutilizado.


Tipo 953 RX

Posee forma especialmente proyectada para usar la presión interna como auxilio al sellado (Figura 4). La faz externa del anillo hace el contacto inicial con la brida, haciendo el aplastamiento y sellado. A medida que la presión interna de la línea o equipo aumenta, lo mismo pasa con la fuerza de contacto entre el anillo y el flange, elevando de esta forma la eficiencia del sellado. Esta característica de proyecto, hace este tipo más resistente a las vibraciones que ocurren durante la perforación y elevaciones súbitas de presión y choque, comunes en los trabajos en campos de petróleo. El tipo 953 RX es totalmente intercambiable con los tipos 950 y 951, usando el mismo tipo de canal de alojamiento en el flange y número de referencia.

Dureza

Se recomienda que la dureza del anillo sea siempre menor que la brida, para no dañarlo. Esta diferencia debe ser de, por lo menos, 30 HB.

Dimensionamiento e Tolerancias de Fabricación

Al especificar la aplicación de Ring-Joints, se recomienda seguir las indicaciones de las normas abajo relacionadas, que suministran las dimensiones, tolerancias y tablas de aplicación.

– ASME B16.20 – Metallic Gaskets for Pipe Flanges

Factor de apriete “m” y aplastamiento mínimo “y”



Los factores de apriete “m” y de aplastamiento mínimo “y” de un material de sellado son los factores que se deben considerar para el cálculo de torque de una junta. Son parámetros determinados experimentalmente por análisis de resultados laboratoriais relativos a las características inherentes cada material específico y según los criterios obedecidos por el fabricante. El apéndice 2 del Capítulo VIII División 1 del Código ASME establece parámetros para el proyecto de juntas, con valores genéricos de las características “m” (factor de apriete, que es siempre una constante adimensional) e “y” (valor de aplastamiento mínimo) de la junta.


Juntas Aislantes Eléctricas Electron®


Los Conjuntos con juntas ELECTRON® Teadit fueron desarrollados para atender las necesidades y exigencias de protección catódica / dieléctrica de la industria, desde los procesos básicos hasta los más severos, garantizando una alta sellabilidad en bridas de tuberías industriales.

Los productos ofrecidos en el mercado para ese tipo de aplicación, frecuentemente, se fabrican a partir de resina fenólica, epoxi, caucho, etc. Es decir, materiales que pueden presentar limitaciones frente a las crecientes exigencias de este segmento. Las juntas ELECTRON® son una alternativa más confiable y funcional que las juntas fabricadas a base de resina fenólica, especialmente en bridas, debido a su mayor resistencia a la compresión.

Las Juntas Aislantes Eléctricas ELECTRON® de Teadit forman parte de los conjuntos compuestos por juntas de sellado, arandelas aislantes, arandelas metálicas y tubos aislantes. Véase la figura al lado.

Estos conjuntos son utilizados para prevenir la corrosión electroquímica, frecuentemente observada en tuberías metálicas con bridas de materiales diferentes o en tuberías enterradas. Generalmente son utilizados en refinerías, oleoductos, plantas químicas y, sobretodo, en las unidades offshore, tales como plataformas petrolíferas.


La línea ELECTRON® se compone de cuatro alternativas de conjuntos con características bien definidas, lo que permite al usuario elegir la opción más adecuada para satisfacer sus necesidades



ELECTRON® FSS


La junta del conjunto ELECTRON® FSS fue desarrollada para atender aplicaciones críticas, con severos requisitos de presión y resistencia química. La junta ELECTRON® FSS es fabricada a partir de una base de metal en acero inoxidable 316, recubierta en ambos lados con PTFE laminado reestructurado y micaflex.

Su construcción más robusta tiene como objetivo satisfacer, al mismo tiempo, los requisitos de sellabilidad, aislamiento eléctrico y resistencia al fuego en tuberías industriales, incluso en bridas de presión elevada. En este conjunto, la junta ELECTRON® es indicada para tuberías que requieren aislamiento eléctrico en conductos de agua (potable, de mar, de residuos y producida), gases, productos químicos, hidrocarburos en general y aplicaciones que requieren resistencia al fuego en casos de incendio. Por eso, ELECTRON® FSS tiene la certificación fire test, según la norma API 6B.

Patente 9.890.859 B2

ELECTRON® SCS


En este conjunto, la junta Teadit ELECTRON® SCS es construida a partir de una base de metal en acero inoxidable, revestido de PTFE laminado y reestructurado. Su construcción robusta tiene como objetivo atender los requisitos de sellabilidad y aislamiento eléctrico en tuberías industriales, características especialmente

combinadas para resistir a las elevadas cargas producidas por las bridas de alta clase de presión. Es recomendada para tuberías de agua (potable, de mar, de residuos y producida), gases, ácidos e hidrocarburos en general, habiendo sido especialmente desarrollado para atender aplicaciones críticas, con severos requisitos de presión y resistencia química.


ELECTRON® CS


La junta Teadit ELECTRON® CS de este conjunto fue desarrollada a partir de PTFE laminado y aditivado con cargas especiales, hechos para satisfacer los requisitos de sellabilidad y de aislamiento eléctrico en ambientes de alta agresividad química.

La ELECTRON® CS es recomendada para tuberías de agua (potable, de mar, de residuos, y producida), gases, productos químicos y hidrocarburos. El producto presenta un mejor y más confiable rendimiento que las juntas hechas a partir de resina fenólica, a menudo recomendadas en estos procesos.


ELECTRON® GS


La Junta Teadit ELECTRON® GS, contenida en este conjunto, es fabricada a partir de lámina comprimida, con aglutinante NBR, fibra aramida y cargas especiales, combinadas para satisfacer, al mismo tiempo, los requisitos de sellabilidad y de aislamiento eléctrico en tuberías industriales.

Este producto fue desarrollado para las aplicaciones de baja exigencia, como tuberías de agua (potable, de mar, de residuos, y producida), y hidrocarburos líquidos con baja agresividad quimica, y tiene un mayor rendimiento que las juntas fabricadas con resina fenólica, frecuentemente recomendadas en estos procesos.