CONEXIONES Y ACCESORIOS PARA LA UNION DE TUBERIAS

Las conducciones que transportan un fluido de un punto a otro no pueden ser siempre rectas, y por tanto hacen falta dispositivos que unan tanto tramos rectos como que conduzcan el fluido a donde es necesario. Se presentan a continuación estos dispositivos.

Todos los elementos de la línea de tuberías deben ser unidos a otras tuberías o a los equipos, válvulas y aparatos del proceso. Para ello se pueden usar distintos tipos de uniones dependiendo de las condiciones en las que se encuentran las partes a unir, como la presión o la temperatura, y de los requerimientos de construcción de la instalación. A continuación se describe los tipos de uniones disponibles.

En este apartado se contemplan los accesorios necesarios en el proceso. Estos se dividen en accesorios para la unión de las tuberías con los equipos o con otros conductos y los accesorios dedicados a facilitar la operatividad de la planta y sus equipos.

Las uniones roscadas son las más frecuentes en la industria, especialmente en tubería de pequeño diámetro, ya sea de acero, hierro forjado, fundición, bronce o plástico. 

Las uniones soldadas se suelen reservar para tuberías de instalaciones que operan a presión o temperatura elevadas, y como norma, para todas las tuberías de diámetro superior a 2 pulgadas. 

Accesorios para unión 

Todos los elementos de la línea de tuberías deben ser unidos a otras tuberías o a los equipos, válvulas y aparatos del proceso. Para ello se pueden usar distintos tipos de uniones dependiendo de las condiciones en las que se encuentran las partes a unir, como la presión o la temperatura, y de los requerimientos de construcción de la instalación. A continuación se describe los tipos de uniones disponibles.

Los métodos más usuales para la unión de las secciones de los tubos son: conexión machohembra (roscado), conexión mediante bridas y soldadura.

Bridas: 

Otra forma de unir los tubos, especialmente para instalaciones que han de resistir presiones elevadas, y al mismo tiempo tuberías que han de desmontarse con frecuencia, es la unión mediante bridas soldadas o roscadas a cada sección y unidas entre sí por sistemas tornillotuerca. Entre ambas bridas se coloca una junta de cierre de un material más blando que el de la tubería, que puede ser acero, caucho, amianto. etc. 

En la Figura 5.1 se muestra un esquema de una unión mediante bridas roscadas a la tubería. Cuando se necesita una unión más perfecta, se modifica la geometría de las bridas de tal forma que la misma presión que ejercen los tornillos de cierre se reparta en una superficie de contacto más pequeña, obteniendo una compresión mayor. Un ejemplo de dichas modificaciones se indica en la Figura 5.2. 

El diseño ideal para una junta es aquel en que al aumentar la presión interior, la compresión de la junta también aumenta, obturando mejor las posibles fugas de fluido. Este principio, esquematizado en la Figura 5.3, encuentra gran aplicación en el diseño de equipos de alta presión.

Son piezas metálicas que unen dos componentes mediante perforaciones donde montar pernos de unión. Se utilizan debido a que facilitan el montaje de sistemas de tuberías y permiten el montaje o desmontaje de los elementos sin acciones destructivas. En la industria estas bridas se presentan en diferentes tipos :

• Bridas roscadas: Estas bridas se caracterizan por no llevar soldadura y permiten un fácil y rápido montaje. Sin embargo su uso está centrado en condiciones de altas presiones y temperatura ambiente debido a no adaptarse a dilataciones producidas por altas temperaturas. Se utilizan en situaciones de difícil soldadura o de conductos de diámetro pequeño.

• Bridas soldadas: Se caracterizan por su unión a las tuberías mediante soldadura, por lo tanto no es frecuente en sistemas de desmontajes frecuentes. Se utiliza normalmente en condiciones de alta presión, altas temperaturas y posibles corrosiones. Existen distintos tipos de bridas soldadas simples pero las más típicas son las de disco plano, fáciles de usar, económicas y empleadas principalmente en sistemas de agua o combustible.

• Bridas de cuello: Son bridas que se caracterizan por tener un cuello largo y cónico del cual su extremo se suelda a la tubería en cuestión. No produce turbulencias gracias a mantener la sección del conducto prácticamente constante y se utilizan en situaciones de presión elevada, y en líneas de vapor y condensados.

• Bridas soldadas deslizables: Es un tipo de brida que se desliza sobre la tubería hasta situarla en la zona donde se suelda. Debido a que el interior y el exterior de la brida esta soldado, presenta una fuerte resistencia y no produce pérdidas. Su aplicación es en sistemas de baja presión.

• Brida ciega: Utilizada para sellar el final de los conductos, esta brida no tiene diámetro central y permite un acceso fácil a la línea una vez sellada.

• Brida de orificio: Esta brida cuenta con orificios para el uso de medidores del flujo de los fluidos. Se utiliza en lugar de bridas estándar cuando se utiliza una placa de orificios o boquilla de flujo.

En el caso de que la brida no se encuentre soldada, se le llama brida loca. Esto se debe a que es más fácil ajustar la posición de la brida a la hora de juntar las dos partes a unir. 

• Soldaduras: La soldadura consiste en la unión de las piezas mediante la fusión de un tercer material. Este tipo de unión no es desmontable y se utiliza en sistemas de conductos de no desmontaje frecuente. También se utiliza en la unión de la brida con los elementos a unir. 
• Uniones roscadas: Unión mediante una rosca ubicada en los extremos de las tuberías y de los instrumentos como las válvulas o equipos. Es un tipo de unión muy utilizado debido a ser sencillo y económico. Sin embargo, se recomiendo su uso en sistemas de baja presión

Accesorios de cambio de flujo

Los fluidos que circulan por las conducciones, con frecuencia han de cambiar de dirección, sufrir estrechamientos, ensanchamientos, ramificaciones, etc. Para ello, existen accesorios de las conducciones de muy diversas clases, cuyos diámetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberías comerciales. En general, las roscas pueden ser macho o hembra, pudiendo existir accesorios cuyas dos roscas presenten cualquier posible combinación: doble macho, macho-hembra, doble hembra.

Para regular y variar el flujo que circula por las tuberías no solo se usarán válvulas o equipos como bombas o compresores. Por ejemplo, Si el cambio a efectuar es bastante pequeño es más económico el uso de accesorios como reductores para hacer variar la velocidad del flujo. En el caso de variar la dirección del fluido sin cambiar las condiciones de este se utilizarán accesorios de unión de tuberías como los codos, las tes o las cruces.

Los grupos de accesorios más importantes son los siguientes:

• Ramificaciones (tes y crucetas). Pueden tener tres o cuatro salidas, en un mismo plano o en planos diferentes. También pueden tener alguna salida de tamaño diferente a las otras (ramificación con reducción. etc.). Se utilizan para separar una corriente en varias o para juntar dos corrientes en una tercera, etc.

• Codos. Son accesorios para cambiar de dirección la tubería. Se fabrican de 45 ó 90º con radios pequeño, medio o grande. Al igual que en las ramificaciones pueden darse codos con reducción simultánea. Tanto unos como otros presentan generalmente escasa pérdida de carga. 

son accesorios en forma curvada que se utilizan para variar la dirección que toman las líneas de las tuberías. Estos pueden tener diferentes ángulos según la dirección a establecer (90°, 45° o 180°). 

 

• Manguitos. Sirven para unir dos tramos rectos de tubería. Según sean las roscas de sus extremos pueden ser doble hembra, doble macho, macho-hembra y con reducción. 

• Tapones ciegos. Sirven para cerrar extremos de tuberías. Pueden ser macho o hembra, en caso de ser roscados. Si la unión a la tubería es mediante bridas, se denomina brida ciega. 

• Uniones con tuerca. La unión de dos tuberías fijas, que por tanto no pueden roscarse, puede efectuarse mediante una unión con tuerca. Consta de dos piezas roscadas que se unen a los extremos de cada tubería fija, y de una tercera pieza que se acopla también mediante rosca al conjunto, apretando las dos piezas anteriores, que proporcionan el cierre (Figura 5.5).

• Tes: Accesorios en forma de T como indica su nombre, utilizadas para las uniones entre tres tuberías y su función es la de combinar o dispersar el flujo de un fluido. Estas pueden ser del mismo tamaño o reductibles.

• Cruces: Es un accesorio en forma de X como dice su nombre, que se utiliza para unir cuatro tuberías.

• Valonas: accesorios utilizados como topes para las bridas. Se sueldan en los bordes de las tuberías para evitar que la brida se salga.

Por último, y aunque no se trate propiamente de un accesorio, cabe citar los dispositivos para la expansión de tuberías. En efecto, en tuberías rectas sometidas a variaciones de temperatura. Las expansiones y contracciones térmicas del material que podrían someter a tensiones las válvulas y accesorios, se evitan por medio de curvas en forma de lira en la tubería, que se repiten periódicamente las veces necesarias. También se pueden utilizar juntas de expansión con empaquetadura, fuelles, o manguitos de metal flexible.

• Ventosas: dispositivos que permiten automáticamente la salida o entrada de aire en las tuberías destinadas a la circulación de agua.

Otros accesorios 

En el sistema de tuberías de pueden encontrar otros tupos de accesorios con diferentes funciones utilizados para la medición y el control del flujo. Entre estos otros

• Purgadores: Utilizados para eliminar los condensados formados en las líneas de vapor o gas (C). De esta manera se garantiza el buen funcionamiento de los equipos y se evita problemas de corrosión. También se encuentran los purgadores de gases (G), destinados a eliminar los gases o vapores en las líneas de condensado. Este accesorio se colocaría en aquellas tuberías donde haya peligro de un cambio de fase del fluido.

• Discos de ruptura: también llamados de rotura, alivio o venteo, son membranas diseñadas para romperse y permitir la evacuación de los fluidos. Son dispositivos sin cierre repetido del mecanismo, accionados por la diferencia de presión entre el interior y el exterior. Se utilizan principalmente como medidas de seguridad en equipos y prevención ante accidentes (14).

• Liras de dilatación o fuelles: Estos instrumentos tienen la funcionalidad de aguantar las dilataciones de una tubería debido a las condiciones de operación, evitando que el sistema de tuberías y los equipos sufran averías debido al alargamiento de estas.

• Filtros en Y: Estos filtros se suelen colocar delante de las bombas para evitar que entren sólidos y asegurar el buen funcionamiento de la bomba. En este caso, servirán para separar los posibles restos del catalizador del fluido.