PROCEDIMIENTO DE TRABAJO TEMA
ALCANCE
AJUSTE DE ESPÁRRAGOS EN UNIONES BRIDADAS
Aplicable a todas las uniones bridadas con presiones de operación mayor a 4 bar M y cuyo ajuste sea realizado por empresas Contratistas.
CÓDIGO: REVISIÓN:
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HOJA:
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FECHA APROBACION
FECHA VIGENCIA
01/3/05
15/3/05
REALIZADO POR:
A. SAGULA APROBADO POR: A. LORENZO
MODIFICACIONES Nº de REVISIÓN
FECHA REVISION
AREAS INVOLUCRADAS:
OBSERVACIONES:
MOTIVO DE LA MODIFICACIÓN
PROCEDIMIENTO DE TRABAJO
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INDICE Página
1 2 3 4 5
OBJETO..........................................................................................................................3 ALCANCE....................................................................................................................... 3 DOCUMENTACION COMPLEMENTARIA Y/O DE REFERENCIA ................................. 3 DEFINICIONES...............................................................................................................3 DESARROLLO................................................................................................................6
5.1
VERIFICACIONES PREVIAS:..................................................................................................................... 6
5.2
INSTALACIÓN:.............................................................................................................................................. 7
5.3
AJUSTE:........................................................................................................................................................... 8
5.4
PATRÓN DE APRIETE CRUZADO (FIGURA 1).................................................................................... 10
5.5
PRUEBA DE ESTANQUEIDAD:................................................................................................................ 10
5.6
PAR DE APRIETE:.......................................................................................................................................10
5.7
PROCEDIMIENTO PARA DESMONTAR ...............................................................................................10
5.8
REEMPLAZO DE ESPÁRRAGO DE BRIDAS EN LINEAS EN OPERACION................................... 11
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REGISTRO Y ARCHIVO...............................................................................................13 ANEXOS.......................................................................................................................13
PROCEDIMIENTO DE TRABAJO 1
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OBJETO
Indicar las tareas básicas a realizar para un correcto ajuste de las uniones bridadas de las instalaciones de la Distribuidora.
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ALCANCE
Es aplicable a todas las uniones bridadas del sistema de distribución de gas natural y de gas licuado de petróleo (GLP) de CGP y CGS, con presiones de operación mayor a 4 bar M y cuyo ajuste sea realizado por empresas Contratistas.
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DOCUMENTACION COMPLEMENTARIA Y/O DE REFERENCIA
NAG 100 “Normas Argentinas Mínimas de Seguridad para transporte y distribución de Gas Natural y otros Gases por Cañerías” Publicaciones de ESA / FSA; Grupo TEADIT; KLINGER; PIKOTEK.
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DEFINICIONES
5.1 Unión bridada: unión, mediante bridas abulonadas, de caños o tramos de caños para conducción de gas natural o GLP. 5.2 Brida: accesorio utilizado en la conformación de las uniones bridadas de cañerías, cuyo diseño y construcción responde a la Norma ASME/ANSI B.16.5 la cual también incluye requerimientos y recomendaciones para bulones y juntas.
5.3 Tipos de bridas:
Brida roscada (THREADED): en la cual la cañería va directamente roscada a la misma. Recomendada para alta presión y temperatura moderada. No es adecuada para servicios que implican fatiga térmicas.
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Brida con cubo para soldar (SLIP-ON): en la cual para su instalación se desliza la brida en la tubería. Utilizadas para servicio moderado y particularmente cuando un montaje fácil es una consideración de primer orden.
Brida con cuello para soldar (WELDING NECK): la brida termina en un cuello cónico que coincide con la tubería. La disminución progresiva hace que se produzca una buena distribución de fatigas, siendo la brida que mejor se adapta a este tipo de esfuerzos. Empleada en condiciones de servicio severas, alta presión y temperatura y servicio criogénico.
Brida para junta con solapa (LAP JOINT) o de Reborde: en este tipo de brida solamente la tubería esta en contacto con el fluido. La vida en condiciones de fatiga es de 1/10 de las bridas con cuello. Estas en condiciones operativas requieren frecuente inspección y desmontaje, y se debe evitar en condiciones que impliquen fatigas de flexión, etc. Se considera muy importante su aplicación para grandes diámetros en los que la posibilidad de girar la brida es importante.
Brida con asiento para soldar (SOCKET WELDING): en estas la tubería ajusta en un rebaje en el interior de la brida. La unión interior entre cañería y brida puede estar sujeta a gran corrosión bajo ciertas condiciones, aunque se puede realizar una soldadura de sellaje. Estas bridas son buenas para pequeños diámetros donde se prefieren a las roscadas por razones de estanqueidad.
Bridas ciegas (BLIND): utilizadas para el cierre de extremos de cañerías.
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5.4 Tipos de asientos de bridas Existen distintos tipos de asientos de bridas (caras), pudiendo mencionar entre las combinaciones mas usadas las siguientes: Cara plana (FF): en donde la superficie de contacto de ambas bridas son totalmente planas y la junta puede llegara hasta los espárragos o cubrir totalmente la superficie de las bridas. Normalmente utilizadas para bridas de materiales frágiles.
Cara con Resalte (RF): en estas bridas las caras en contacto levantan un resalte de 1.6 mm para las series 150# / 300# y de 6.4 mm para series superiores. La junta llega normalmente hasta los espárragos y su utilización es el mas difundido en la industria dado que permite la colocación y retiro de la junta sin desarmar las bridas, facilitando eventuales trabajos de mantenimiento.
Ring Joint (RJ): donde ambas bridas poseen canales con paredes en ángulo donde se asentara la junta, la cual es de metal sólido con perfil oval o octogonal, que es el mas eficiente.
Cara con Lengüeta y Ranura: en donde la junta queda totalmente confinada.
Macho y Hembra: con junta semi-confinada.
Cara Plana y Ranura: en donde la cara de una de las bridas es totalmente plana y la otra posee una ranura donde la junta es insertada.
5.5 Tipos de acabados de las caras de las bridas: Las superficies de las bridas pueden variar desde el acabado bruto de fundición hasta el lapidado. Sin embargo, el acabado mas encontrado comercialmente para bridas de acero es el “ranurado concéntrico” o en “espiral fonográfico” . Como regla general se requiere que la superficie de las bridas sean ranuradas para las juntas no metálicas. Las juntas metálicas exigen acabados lisos y las semimetálicas requieren un acabado ligeramente áspero. 5.6 Junta: elemento de sellado colocado entre las caras de las bridas a los efectos proporcionar la estanqueidad del fluido que se esta conduciendo por las cañería. Los tipos de juntas que mas comúnmente se utilizan en la industria, son:
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Planas no-metálicas Metálicas corrugadas Metalflex (espiro metálica) Metalbest (doble camisa metálica) Plana metálica Metálica ranurada Metálica ranurado con cobertura Ring-Joint metálica
Normas de aplicación de juntas para bridas: ASME / ANSI B16.5 Bridas para cañerías (incluye requerimientos y recomendaciones para juntas) ASME 16.20 Juntas Metálicas ASME 16.21 Juntas No Metálicas
5.7 Espárrago: pasador o perno, totalmente roscado ó en ambos extremos. Norma de aplicación ASME/ANSI B16.5 Material mas comúnmente utilizado: ASTM A193 Gr. B7, otros materiales admitidos según NAG 100 son, ASTM A 320, A 354 ó A 449. 5.8 Tuerca: elemento de forma adecuada para su ajuste, con agujero roscado, que se atornilla con la rosca de otro elemento (espárrago). Norma de aplicación ASME/ANSI B16.5 Material mas comúnmente utilizado: ASTM A 194 Gr. 2H
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DESARROLLO
5.1 Verificaciones previas: Dimensiones de las juntas: se constatara que sean las apropiadas para apoyarlas centradas en toda la superficie o resalte de las bridas, sin interferir en el paso del fluido. Es fundamental controlar sus superficies asegurando que no presenten defectos o daño alguno de transporte o almacenamiento y que se encuentren limpias, secas y
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totalmente libres de contaminación con grasas, aceites o hidrocarburos hasta completar el apriete. Se verificará que la junta sea la especificada para la aplicación. No se usaran juntas marcadas ni usadas. Bridas: deben estar limpias y secas. Sus superficies deben tener la rugosidad necesaria y encontrarse relativamente sanas libres de marcas de herramientas, ralladuras, surcos o puntos de corrosión. Para el ensamble se deben poder arrimar y alinear libremente para comprobar su paralelismo. Se deberá constatar visualmente el paralelismo entre bridas. Espárragos y tuercas: se verificará que las tuercas sean las correspondientes a los pernos y que estos sean todos de calidad según lo especificado. Se deberán inspeccionar y limpiar espárragos y tuercas. Cada espárrago llevará grabado en una de sus caras el grado del material y en la otra el tipo de rosca. De la misma forma cada tuerca tendrá en sus caras, marcado el grado del material y el tipo de rosca.
5.2 Instalación: Se lubricarán las roscas de espárragos y tuercas antes del apriete. En el caso de bridas con resalte o planas instaladas verticalmente, se colocaran inicialmente los espárragos de la parte inferior; a continuación se colocará y centrará la junta, instalando enseguida el resto de los espárragos. En bridas tipo macho y hembra, o con canales, la junta debe ser instalada centrada en el alojamiento. Si la instalación fuera en la vertical, puede ser necesario el uso de adhesivo o un poco de grasa para mantenerla en posición correcta hasta el apriete. Es necesario asegurarse que el adhesivo o grasa no va a atacar el material de la junta.
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5.3 Ajuste: Una vez verificado visualmente el paralelismo entre bridas se ajustan los espárragos en secuencia cruzada y en al menos cinco (5) etapas de torque incremental, hasta el torque completo. El empleo de una herramienta de control de torque es necesario para regular la carga compresiva al nivel requerido y así evitar el reajuste. Es de vital importancia controlar con precisión la cantidad de fuerza aplicada a cualquier disposición de brida, por lo tanto se debe: Emplear una llave dinamométrica o cualquier otro dispositivo tensionamiento controlado.
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La llave dinamométrica o torquimetro debe ser calibrado previamente a la ejecución de los trabajo de ajuste. La calibración de la llave dinamométrica o torquimetro se realizará cada 12 meses. La calibración será realizada por el fabricante o por un Organismo o Institución reconocida, oficial o privada, quienes emitirán el correspondiente certificado de calibración, el cual será exigido por el Inspector de la Obra. El torquimetro deberá tener una adecuada capacidad de ajuste y el rango de trabajo para los aprietes a realizar deberá encontrarse dentro de los dos cuartos medios de la escala. La secuencia en que se aprietan los espárragos tiene una influencia sustancial sobre la distribución de la presión de montaje sobre la junta. Un ajuste inadecuado puede hacer que la brida pierda su paralelismo. Una junta será normalmente capaz de compensar una pequeña cantidad de distorsión de este tipo, pero pueden surgir dificultades graves si las bridas pierden substancialmente su paralelismo. En consecuencia: Las tuercas se apretaran según un patrón de apriete cruzado. Apretar primero las tuercas manualmente. Esto constituye una indicación de que las roscas están en buen estado. Si las tuercas no se pueden apretar manualmente, es probable que exista algún defecto en la rosca; se comprobara nuevamente y, si es necesario, se reemplazaran las partes defectuosas.
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A continuación, apretar la unión utilizando un mínimo de 5 pasos, empleando una secuencia de apriete cruzado para cada vuelta, tal y como se muestra en la figura 1. Verificar que los extremos libres del espárrago quede con igual longitud a ambos lados de la unión bridada.
El procedimiento de ajuste será el siguiente: 1.
Apretar primero las tuercas manualmente, según el patrón de apriete cruzado.
2.
Utilizando la llave dinamométrica o torquimetro, previamente calibrado, girar hasta un máximo del 30 % del total del par de apriete todos los espárragos, según el patrón de apriete cruzado. Comprobar que la brida se soporta uniformemente sobre la junta.
3.
Girar hasta un máximo del 60 % del total del par de apriete, según el patrón de apriete cruzado.
4.
Girar hasta el total del par de apriete, según el patrón de apriete cruzado.
5.
Vuelta final hasta el par de apriete, en dirección de las agujas del reloj hasta que todos los espárragos estén con el mismo torque, ya que normalmente son necesarias varias pasadas, pues al apretar un espárrago, los adyacentes se aflojan, obligando a un nuevo apriete.
Todos los tipos de juntas presentan relajamiento por fluencia de la misma, después de su instalación. Esta relajación comienza tras un periodo de tiempo bastante breve. Es recomendable el reapriete, especialmente en aplicaciones de temperatura o presiones con ciclaje térmico, altas temperaturas o presiones elevadas. Consecuentemente, se recomienda reajustar el par de apriete de los espárragos a las 24 horas después del montaje inicial. El reapriete se realizara a temperatura ambiente. Se pondrá mucho cuidado al repetirse los ajustes del par de apriete con el fin de evitar dañar la junta. Esto es especialmente importante en el caso de juntas con áreas de estanquidad relativamente estrechas, ya que el esfuerzo sobre la junta tiende a ser alto y, por lo tanto, mas cercano al limite que la junta puede soportar.
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5.4 Patrón de apriete cruzado (figura 1)
5.5 Prueba de estanqueidad: Concluido la instalación y el ajuste de las bridas se procederá a verificar la inexistencia de fugas en las mismas. La detección de posibles fugas en la unión bridada se verificará mediante la utilización de una solución de agua jabonosa, observando todo el perímetro de la brida o mediante detectores de mezcla explosiva, calibrados. Dicho procedimiento de verificación de no existencia de fugas, será repetido nuevamente luego de los trabajos de reajuste de espárragos a las 24 horas luego del montaje inicial. En caso de no cumplirse con la estanqueidad absoluta de la unión, se desmontará la misma y se reemplazara la junta por un nueva. 5.6 PAR DE APRIETE: El par de apriete de los espárragos será el indicado por el Contratista en su ingeniería, en función de los valores de momento torsor recomendados por el fabricante de las juntas. En los planos de ingeniería de detalle de la instalación a montar, deberán figurar los valores del par torsor para cada tipo de brida.
5.7 PROCEDIMIENTO PARA DESMONTAR Este apartado describe los pasos a seguir en el desmontaje de uniones bridadas, a saber: 1. Antes de comenzar a desmontar los espárragos, comprobar que la línea se ha despresurizado totalmente.
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2. Verificar y asegurarse que la presión en la línea no se forme nuevamente por motivo de fugas a través de válvulas. 3. De existir y en la medida de lo posible, se dejara un venteo abierto. En una brida apretada existe una gran cantidad de energía elástica almacenada, dado que la unión es semejante a un resorte que ha sido sostenido y comprimido por los espárragos. Al retirar los espárragos uno a uno, la energía almacenada de la unión puede comenzar a cargar los espárragos restantes. Esto puede causar una deformación de la brida y podría dañar sus superficies. Por esta razón es que para el desmontaje de uniones bridas, se respetará un procedimiento inverso al que se empleo para apretarlas, siguiendo estos pasos que se indican a continuación:
1. Emplear un procedimiento de desapriete cruzado. 2. Dar varias vueltas, aflojando parcialmente cada espárrago antes de aflojar mas cualquiera de ellos. 3. Aflojar gradualmente las tuercas (corriéndolas hacia atrás a lo largo del espárrago), pero sin retirarlas. 4. Solo deben retirarse las tuercas cuando los tornillos estén lo suficientemente flojos como para verificar que el cierre ha quedado desecho. 5. Manipular los componentes de la brida y los espárragos con cuidado para no dañarlos. 6. En caso de necesitarse retirar restos de la junta que se han quedado pegados a las superficies de las bridas, raspar dichas superficies utilizando un cepillo o mandril de latón, que sea mas blando que el material de la brida.
5.8
REEMPLAZO DE ESPÁRRAGO DE BRIDAS EN LINEAS EN OPERACION
Siempre cuando sea posible, si la operación del sistema y la ubicación de la brida lo permiten, el trabajo debe realizarse sin presión de gas.
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En el caso particular de tener que reemplazar los espárragos de una brida, en una cañería que se encuentra bajo presión, se seguirán las indicaciones que se detallan a continuación:
1. El reemplazo de espárragos se realizara de a uno, retirando el existente y colocando uno nuevo. No se iniciara el retiro de un espárrago hasta que no quede totalmente finalizada la colocación del espárrago anterior. 2. Para el ajuste se deberá utilizar llave dinamométrica (torquimetro) calibrada y seguir la secuencia de apriete indicada en el apartado 7.3. 3. Se deberá lubricar la rosca de los espárragos antes de su colocación. 4. Retirar los espárragos existentes y colocar los nuevos según la secuencia de apriete cruzada indicada en los esquemas de la figura 1. Cada espárrago existente debe ser reemplazado de a uno, colocando el que lo reemplaza inmediatamente luego del retiro y según el orden indicado. 5. El par de apriete deberá ser controlado por torquimetro calibrado. 6. Antes de desmontar cada uno de los espárragos existentes, se deberá verificar con dicho torquimetro el par de apriete del mismo. 7. El par de apriete de los nuevos espárragos deberá estar lo mas cerca posible del valor recomendado y nunca podrá superar el valor máximo indicado. En el caso que se requieran reajustes, los mismos serán realizados según el patrón de apriete indicado y aumentando el par de apriete en valores sucesivos de hasta el 20 % del par de apriete recomendado y teniendo en cuenta el valor de ajuste del espárrago existente antes de su retiro. 8. En ningún caso se podrá superar el valor de apriete máximo indicado por el fabricante del espárrago. 9. Luego de ajustar cada brida en su totalidad, se deberá verificar si existen perdidas. En el caso de existir perdidas, se realizará un reajuste de la brida como se indica en el punto 7.
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REGISTRO Y ARCHIVO
Se conformara un archivo de los trabajo ejecutados sobre cada una de las uniones bridadas de cañerías de la obra, conformando de esta forma un registro según formulario de mantenimiento adjunto, formando el mismo parte de la documentación conforme a obra a entregar por la Contratista a la Inspección de CGP/CGS..
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ANEXOS
No corresponde.
