Las bridas soldadas planas y las bridas soldadas a tope son dos tipos comunes de bridas en nuestro trabajo diario. Hoy, realizaremos un análisis comparativo de bridas planas y bridas soldadas a tope desde cuatro aspectos: material, presión nominal, forma de soldadura y escenarios de aplicación.
Principales diferencias
Las bridas planas tienen una estructura simple y están conectadas mediante soldaduras de filete, mientras que las bridas soldadas a tope tienen una estructura más compleja y están conectadas mediante soldaduras a tope. Esta diferencia fundamental determina sus variaciones en resistencia, confiabilidad, idoneidad para condiciones de trabajo específicas y costo.
1.Material
Brida plana:
La gama de materiales opcionales es amplia y muy similar a la de las bridas soldadas a tope. Los materiales comunes incluyen acero al carbono (A105), acero inoxidable (304, 316) y acero aleado. Como se utilizan a menudo en condiciones de trabajo no exigentes y de presión media a baja, los requisitos para el rendimiento extremo de los materiales en sí son relativamente bajos.
Brida soldada a tope:
La gama de materiales opcionales es igualmente amplia.
El punto clave radica en la compatibilidad: en ambientes de alta presión, alta temperatura o corrosivos, el material de la brida debe coincidir exactamente con el material de la tubería (incluida la composición química, las propiedades mecánicas y las condiciones del tratamiento térmico) para garantizar la integridad de la junta y un rendimiento constante en condiciones de servicio. Por ejemplo, en tuberías de alta temperatura y alta presión, a menudo se utilizan materiales de acero aleado como P91 y F22.
Resumen: Los dos son similares en términos de selección de materiales, pero las bridas soldadas a tope ponen mayor énfasis en la compatibilidad precisa con los materiales de las tuberías y en mayores requisitos de rendimiento.
2.Presión nominal
Este es uno de los indicadores más obvios de la aplicación de ambos.
Brida plana:
Es principalmente adecuado para rangos de presión media a baja, y generalmente cubre la serie PN (estándares GB): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, así como la serie Class (estándares ASME): Clase 150, Clase 300. Se usa menos comúnmente en clasificaciones superiores a Clase 300 y no se recomienda para clases de presión más altas. límite.
Brida soldada a tope:
Es adecuado para todo el rango, desde baja presión hasta presión ultraalta. Desde PN10 a PN420, y desde Clase 150 a Clase 2500 o incluso superiores, se pueden utilizar bridas soldadas a tope. Su estructura con cuello y soldaduras a tope distribuyen y resisten eficazmente la tensión, lo que los convierte en una configuración estándar para sistemas de alta presión y alta temperatura.
Resumen: Las bridas planas son una solución económica para aplicaciones de presión media a baja, mientras que las bridas soldadas a tope son la única opción confiable para condiciones de alta y ultra alta presión.
3.Forma de soldadura
Esto representa la diferencia más fundamental entre los dos en términos de estructura y fabricación, determinando directamente la resistencia y confiabilidad de la conexión.
Brida plana:
Forma de soldadura: soldadura de filete
Método de conexión: La tubería se inserta en el orificio de la brida y se realiza soldadura entre la pared exterior de la tubería y la cara de la brida (soldadura de filete externa). También se puede aplicar una soldadura de filete de sellado interno adicional (soldadura de filete interior).
Desventajas:
- Concentración de tensiones: La forma geométrica de la soldadura de filete conduce a una alta concentración de tensiones en la raíz, haciéndola propensa a convertirse en el origen de grietas por fatiga.
- Dificultad de inspección: Las soldaduras internas son difíciles de inspeccionar de manera efectiva utilizando métodos como la radiografía (RT) o las pruebas ultrasónicas (UT). La calidad de la soldadura depende principalmente de los procedimientos de soldadura y la inspección visual.
- Desajuste de resistencia: el espesor de la garganta de la soldadura suele ser menor que el espesor de la pared de la tubería.
Brida soldada a tope:
Forma de soldadura: soldadura a tope
Método de conexión: El extremo de la brida se mecaniza con una ranura que coincide con la tubería. La tubería y la ranura de la brida se alinean con precisión y luego se sueldan. La soldadura actúa esencialmente como una extensión del espesor de la pared de la tubería.
Ventajas:
- Excelente distribución de tensiones: la soldadura proporciona una transición suave, lo que da como resultado un factor de concentración de tensiones extremadamente bajo y una alta resistencia a la fatiga.
- Facilidad de pruebas no destructivas: las soldaduras a tope pueden someterse a pruebas radiográficas (RT) 100% para garantizar una calidad interna libre de defectos y cumplir con requisitos de seguridad de alto nivel.
- Igual resistencia: Teóricamente, la resistencia de la soldadura puede alcanzar la paridad con la del metal base de la tubería.
Resumen: La soldadura de filete versus la soldadura a tope representa la distinción entre "conexión" y "fusión". Este último tiene una ventaja abrumadora en integridad estructural e inspeccionabilidad.
4.Aplicación
Según las diferencias anteriores, la aplicación de los dos se diferencia naturalmente.
Brida plana:
- Sistemas de servicios públicos de baja presión: sistemas de circulación de agua de plantas, sistemas de aire comprimido de baja presión, tuberías de agua de refrigeración de baja presión.
- Medios no peligrosos: agua sanitaria, agua de aire acondicionado, oleoductos de baja presión.
- Instalaciones con limitaciones de espacio: Debido a su estructura más corta, se pueden utilizar en espacios compactos.
- Sistemas no críticos sensibles a los costos: seleccionados con fines de ahorro de costos en escenarios con riesgos de seguridad extremadamente bajos y condiciones estables de presión y temperatura.
Brida soldada a tope:
- Tuberías de vapor de alta temperatura y alta presión (por ejemplo, líneas principales de vapor en centrales eléctricas).
- Medios inflamables y explosivos (por ejemplo, petróleo, gas natural, hidrógeno, oleoductos de hidrocarburos).
- Medios tóxicos y peligrosos (por ejemplo, cloro, amoníaco, productos químicos tóxicos).
- Tuberías que manejan sustancias extremadamente o altamente peligrosas.
- Condiciones de operación exigentes y de alto riesgo.
- Tuberías sujetas a fluctuaciones operativas significativas: aquellas que experimentan ciclos térmicos, pulsaciones de presión, vibraciones mecánicas o propensas a golpes de ariete.
- Todas las tuberías de proceso de alta clase de diseño: configuraciones estándar en instalaciones centrales como plantas químicas, instalaciones petroquímicas, plantas de energía nuclear y tuberías de transmisión de petróleo y gas de larga distancia.
5.Resumen y tabla de referencia rápida para la selección del modelo
| Dimensión de comparación | Brida plana | Brida soldada a tope |
| Estructura central | Estilo de placa plana, con cara de carga | Con cuello cónico |
| Formulario de soldadura | Soldadura de filete (filete interno/externo) | Soldadura a tope (soldadura de ranura) |
| Inspección de soldadura | Difícil, desafiante para RT/UT | Fácil, apto para inspección 100% RT/UT |
| Presión nominal | Presión media-baja (normalmente ≤ PN40/Clase 30) | Rango de presión completo (presión baja a ultraalta) |
| Características del estrés | Importante concentración de tensiones, escasa resistencia a la fatiga. | Transición suave de tensiones, buena resistencia a la fatiga. |
| Materiales principales | Acero al carbono, acero inoxidable, etc. (Propósito general) | Acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, etc. (Debe coincidir con la tubería) |
| Aplicaciones típicas | Agua a baja presión, aire, sistemas no peligrosos. | Líneas de proceso críticas, vibratorias, peligrosas, de alta temperatura y alta presión |
| Costo inicial | inferior | superior |
| Costo total del ciclo de vida | superior maintenance risk in severe service | Alta confiabilidad en sistemas críticos, costo general más favorable |
6.Recomendación de selección final de la válvula VATTEN
En el diseño de ingeniería o en la fabricación e instalación autogestionadas, especialmente cuando se cumplen estándares como ASME o GB, la selección no suele ser arbitraria. Los códigos y normas especifican directamente escenarios en los que se deben utilizar bridas soldadas a tope en función de factores como la categoría del fluido, la presión de diseño y la temperatura de la tubería. En términos simples: en caso de duda, en condiciones exigentes o en aplicaciones críticas para la seguridad, se debe dar prioridad a las bridas soldadas a tope. Las bridas planas se consideran solo para condiciones de funcionamiento estables, de baja presión y de bajo riesgo claramente definidas, principalmente con fines de ahorro de costos.
