Clasificación de presión de bridas de titanio: Guía de selección de presión, temperatura y clase

Elegir una brida de titanio basándose únicamente en su clase de presión puede resultar engañoso, ya que la clasificación de presión de una brida de titanio puede variar según la temperatura de funcionamiento, las especificaciones del material y las normas aplicables. Si se pasan por alto estos factores, se podría terminar seleccionando la brida incorrecta para las condiciones de funcionamiento del sistema.

¿Cuál es la presión nominal de una brida de titanio?

A brida de titanio pressure rating is the maximum pressure the flange is allowed to handle at a specified temperature, material, and pressure class. It is not one fixed pressure for every condition. For example, if a flange can handle 500 psi at 100°F, you cannot assume it can still handle 500 psi when the temperature rises to 500°F.

La presión admisible puede ser menor a temperaturas más altas. Por eso, el número en una clase de presión no indica la presión exacta que una brida puede soportar. Una brida de Clase 300, por ejemplo, no está clasificada simplemente para 300 psi. Es necesario verificar la clasificación de presión-temperatura que corresponde al material de la brida y a la temperatura de funcionamiento.

¿Cómo se determina la presión nominal de una brida de titanio?

Para determinar la presión que una brida de titanio puede soportar de forma segura, intervienen varios factores. No se puede elegir una clase de presión de forma aislada y asumir que será adecuada para todas las aplicaciones. A continuación, se detallan algunos factores que determinan la clasificación de presión de una brida de titanio.

Grado de material de titanio

Las bridas de titanio están disponibles en diferentes grados, y el grado importa cuando necesita determinar la clasificación de presión aplicable. Por ejemplo, los fabricantes suelen suministrar Brida de titanio de grado 2 y Titanio de grado 5 Bridas conforme a las especificaciones ASTM B381. Por lo tanto, la clasificación debe coincidir con la especificación de la brida de titanio que seleccione, en lugar de considerarla una clasificación general para todo el titanio.

Temperatura de funcionamiento

La temperatura puede reducir la presión que una brida puede soportar. Por ejemplo, una brida que soporta 600 psi a 200 °F podría no soportar una temperatura más alta, de aproximadamente 500 °F. Por eso es importante verificar la presión nominal con la temperatura real del sistema, en lugar de usar un valor a temperatura ambiente.

Clase de presión

La clase de presión proporciona un punto de partida para seleccionar una brida. Las clases comunes de ASME B16.5 incluyen 150, 300, 400, 600, 900, 1500 y 2500. El número de clase no significa que la brida pueda soportar esa presión exacta en psi. En cambio, se utiliza la clase junto con el material aplicable y la clasificación de temperatura para determinar la presión admisible.

Tamaño y diseño de la brida

El tamaño y el diseño de la brida también deben ajustarse a la norma aplicable. La norma ASME B16.5 especifica las dimensiones de las bridas y los accesorios bridados, mientras que los diferentes tipos de bridas tienen sus propias dimensiones requeridas. Por lo tanto, siempre verifique que el tamaño, el tipo y la clase de presión de la brida coincidan con el sistema de tuberías y la norma aplicable.

Clasificación de presión-temperatura

La clasificación de presión-temperatura combina estos factores. Indica la presión máxima de trabajo admisible para un material y una clase de presión específicos a una temperatura determinada. Por lo tanto, al comparar esta clasificación con la presión y la temperatura reales de su sistema, podrá determinar si la brida de titanio seleccionada es adecuada para la operación prevista.

Tabla de clasificación de presión-temperatura de bridas de titanio

Clasificación de presión y temperatura de la brida de titanio grado 5

Temperatura °F	Clase 150 (psi)	Clase 300 (psi)	Clase 400 (psi)	Clase 600 (psi)	Clase 900 (psi)	Clase 1500 (psi)	Clase 2500 (psi)
-20 a 100	275	720	960	1440	2160	3600	6000
200	230	600	800	1200	1800	3000	5000
300	205	540	720	1080	1620	2700	4500
400	190	495	660	995	1490	2485	4140
500	170	465	620	930	1395	2330	3880
600	140	435	580	875	1310	2185	3640
650	125	430	575	860	1290	2150	3580
700	110	425	565	850	1275	2125	3540
750	95	415	555	830	1245	2075	3460
800	80	405	540	805	1210	2015	3360
850	65	395	530	790	1190	1980	3300
900	50	390	520	780	1165	1945	3240
950	35	380	510	765	1145	1910	3180
1000	20	320	430	640	965	1605	2675
1050	20	310	410	615	925	1545	2570
1100	20	255	345	515	770	1285	2145
1150	20	200	265	400	595	995	1655
1200	20	155	205	310	465	770	1285
1250	20	115	150	225	340	565	945
1300	20	85	115	170	255	430	715
1350	20	60	80	125	185	310	515
1400	20	50	65	95	145	240	400
1450	15	35	45	70	105	170	285
1500	10	25	35	55	80	135	230

Clasificación de presión de las bridas de titanio por clase

Las bridas de titanio están disponibles en varias clases de presión, incluyendo las clases 150, 300, 400, 600, 900, 1500 y 2500. La clase que necesita depende de los requisitos de temperatura y presión de su sistema. Las siguientes cifras muestran datos de bridas de titanio de grado 5 para ilustrar la comparación entre las distintas clases con respecto a la tabla anterior.

Clase 150

La clase 150 representa el límite inferior de las clases de presión ASME B16.5 que abarca este rango. Para el titanio de grado 5, la tabla de presión-temperatura anterior indica 275 psi de -20 a 100 °F y 170 psi a 500 °F, lo que demuestra por qué no se debe seleccionar una brida de clase 150 basándose únicamente en el número de clase.

Clase 300

La clase 300 ofrece una presión admisible ligeramente superior a la de la clase 150 en las mismas condiciones. La tabla indica 720 psi de -20 a 100 °F y 465 psi a 500 °F. Si su sistema opera a una temperatura más alta, verifique la presión nominal a esa temperatura en lugar de basarse únicamente en la designación de la clase 300.

Clase 600

La clase 600 está diseñada para soportar presiones más altas que las clases 150 y 300. Según los mismos datos, la presión admisible es de 1440 psi entre -20 y 100 °F y de 930 psi a 500 °F. Aun así, es necesario verificar la temperatura de funcionamiento antes de considerar que esta clase es adecuada.

Clase 900

La clase 900 ofrece una presión nominal mucho mayor que la clase 600 en las mismas condiciones de temperatura. Los valores son 2160 psi de -20 a 100 °F y 1395 psi a 500 °F. La presión admisible real debe tomarse de la clasificación de presión-temperatura aplicable.

Clase 1500

Cuando el sistema de tuberías requiere una clase de presión muy alta, se necesita la clase 1500. Los datos indican 3600 psi de -20 a 100 °F y 2330 psi a 500 °F. Esto no significa que todas las bridas de titanio de clase 1500 tengan estas clasificaciones exactas; la especificación del material y la temperatura deben coincidir con la tabla de clasificaciones.

Clase 2500

La clase 2500 es la clase de presión más alta contemplada por la norma ASME B16.5 para los tamaños de brida dentro de su alcance. La tabla indica 6000 psi de -20 a 100 °F y 3880 psi a 500 °F. La norma ASME B16.5 limita las bridas de clase 2500 a NPS 1/2 a NPS 12, por lo que es necesario verificar el tamaño y los requisitos de la norma.

Normas y especificaciones para bridas de titanio

Al seleccionar una brida de titanio, la norma especifica los requisitos que debe cumplir el producto. En su investigación, es posible que encuentre información sobre la presión nominal, las especificaciones del material y las dimensiones de la brida. Sin embargo, no todas se aplican de la misma manera a las bridas de titanio.

ASME B16.5

La norma ASME B16.5 es la principal para verificar las bridas de titanio dentro de su rango de tamaños. Cubre las clasificaciones de presión y temperatura, materiales, dimensiones, tolerancias, marcado, pruebas y juntas de brida para NPS 1/2 a NPS 24. También cubre las clases 150 a 1500, además de la clase 2500 para NPS 1/2 a NPS 12. Al verificar la clasificación de presión de una brida de titanio, el material y la clase de presión aplicables deben coincidir con los requisitos de la norma.

ASTM B381

ASTM B381 es una especificación de material en lugar de una norma de clasificación de presión de brida. Cubre el titanio y aleación de titanio Las piezas forjadas cumplen con requisitos como la composición química y las propiedades mecánicas para los grados especificados. Titanium Industries, por ejemplo, ofrece bridas de titanio de grado 2 según las normas ASTM B381 F2 y ASME SB-381.

Esta distinción es importante al revisar una brida. La norma ASTM B381 especifica el material de forja de titanio, mientras que la ASME B16.5 se refiere a las dimensiones de la brida y su clasificación de presión y temperatura. Por lo tanto, conviene consultar ambas especificaciones cuando el producto se rige por estas normas.

ASME B16.47

La norma ASME B16.47 abarca bridas de acero de gran diámetro, desde NPS 26 hasta NPS 60. Incluye clasificaciones de presión y temperatura, materiales, dimensiones, tolerancias, marcado y ensayos, con clases de clasificación de 75 a 900. Dado que su alcance se centra específicamente en bridas de acero de gran diámetro, no debe presentarse como la norma para bridas de titanio comunes.

Si un proyecto incluye una brida de titanio de gran diámetro, no dé por sentado que la norma B16.47 es aplicable simplemente porque la brida sea grande. Verifique primero el material especificado para el proyecto y la norma de diseño aplicable.

Cómo seleccionar la presión nominal adecuada para la brida de titanio

La selección de la presión nominal adecuada comienza con las condiciones de funcionamiento de su sistema. Debe verificar la presión y la temperatura que soportará la brida y, a continuación, comparar dichas condiciones con el grado de titanio, la clase de presión, el tamaño, el diseño y la norma aplicable. A continuación, se indican algunos pasos a seguir para seleccionar la presión nominal de brida de titanio adecuada para su sistema.

Determinar la presión de diseño

Comience por examinar la presión máxima que se espera que la brida soporte en las condiciones de su sistema de tuberías. No utilice únicamente la presión de operación normal si el sistema puede experimentar presiones más altas durante el arranque, la parada u otro evento previsible que usted conozca. La presión de diseño debe representar la combinación más severa de presión y temperatura esperada para el componente.

Determinar la temperatura de diseño

Al seleccionar la clasificación de presión de la brida de titanio para su sistema, identifique la temperatura más alta que espera que experimente la brida a la presión de diseño. Esto es importante porque la presión admisible puede cambiar con la temperatura. Por lo tanto, debe verificar la clasificación a la temperatura aplicable.

Confirme el grado de titanio.

Antes de seleccionar la clase de presión, debe confirmar el grado exacto de titanio y las especificaciones del material. Las bridas de titanio se suministran en diferentes grados, incluidos el Grado 2 y el Grado 5, y los fabricantes especifican estos grados por separado. Asegúrese de que la clasificación de presión corresponda a las especificaciones del material utilizado.

Seleccione la clase de presión adecuada.

Una vez que conozca la presión, la temperatura y el material de diseño, utilice la tabla de clasificación de presión correspondiente para seleccionar una clase de presión que cumpla con las condiciones requeridas. No asuma que un número de clase de presión representa la misma presión en psi.

Verifique el tamaño y el diseño de la brida.

Confirme el tamaño nominal, el diámetro interior, el tipo, el revestimiento y demás requisitos dimensionales de la brida según la norma aplicable y la conexión de su tubería. Le recomendamos verificar detalles como el círculo de pernos, la cantidad de orificios, el espesor de la brida y los requisitos de la junta o el revestimiento antes de seleccionarla.

Verifique la norma aplicable.

Verifique que la brida tenga las dimensiones estándar requeridas para su sistema. Por ejemplo, la norma ASME B16.5 abarca las clasificaciones de presión-temperatura y las dimensiones de las bridas, mientras que la norma ASTM B381 cubre las piezas forjadas de titanio y aleaciones de titanio. Los estándares de material y dimensiones deben coincidir con las especificaciones que necesita.

Considere el entorno operativo.

Por último, conviene comprobar a qué estará expuesta la brida durante su funcionamiento. El fluido, las condiciones de corrosión, la temperatura y otros requisitos operativos pueden influir en el grado de titanio y las especificaciones de la brida que se necesitan.

Preguntas frecuentes

¿Qué ocurre si una brida de titanio se expone a una presión superior a su límite nominal?

Si se expone una brida de titanio a una presión superior a su valor nominal admisible, la brida y su conexión pueden sufrir una sobrecarga que puede provocar deformaciones permanentes, fugas en la junta, grietas o incluso la rotura de la brida.

¿Afecta el material del perno a la capacidad de presión de una brida de titanio?

Sí. El material de los pernos puede afectar la capacidad de presión de una conexión con brida de titanio si no proporcionan la fuerza de sujeción necesaria para mantener el sellado de la junta en condiciones de funcionamiento. Por lo tanto, siempre debe asegurarse de que la brida, los pernos, la junta y la conexión sean adecuados como conjunto para la presión y temperatura previstas.

¿Cuál es la diferencia entre la presión nominal de la brida y la presión de diseño?

La presión nominal de la brida es la presión máxima admisible que una brida puede soportar a una temperatura, grupo de materiales y clase de presión específicos, según la norma aplicable.

Por otro lado, la presión de diseño es la presión que se utiliza para diseñar el sistema de tuberías o el componente para las condiciones de servicio previstas. En resumen, la presión de diseño es un requisito de diseño del sistema, mientras que la presión nominal de la brida es una capacidad establecida para la brida bajo condiciones específicas.

¿Por qué disminuye la presión admisible a medida que aumenta la temperatura?

La presión admisible generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura, ya que la resistencia mecánica del material se reduce a temperaturas elevadas. Por lo tanto, a medida que el material de la brida pierde capacidad para resistir la tensión, la presión admisible también disminuye para mantener un margen de seguridad adecuado. Por esta razón, las clasificaciones de presión de las bridas se expresan como valores de presión-temperatura, en lugar de un valor de presión fijo.

¿Cómo se lee una tabla de clasificación de presión-temperatura de una brida de titanio?

Para leer la tabla de clasificación de presión de una brida de titanio, primero debe identificar la clase de presión de la brida y el material o grupo de materiales de titanio aplicable. Luego, localice la temperatura de operación o de diseño en la tabla y lea la tabla para encontrar la presión máxima admisible correspondiente. Es decir, desde el grado de titanio → clase de presión → temperatura de operación → presión admisible.

¿Cómo afecta la corrosión a la capacidad de presión a largo plazo de una brida de titanio?

La corrosión puede reducir la capacidad de la brida para soportar presión a largo plazo si provoca pérdida de material, picaduras, grietas u otros tipos de daños. A medida que la brida pierde material, su espesor y resistencia estructural disminuyen, lo que aumenta la tensión bajo la misma presión de funcionamiento.

Sin embargo, el titanio tiene una excelente resistencia a la corrosión en muchos entornos, por lo que la degradación de la presión relacionada con la corrosión suele ser una preocupación menor en las bridas de titanio que en las de muchos metales convencionales.

Conclusión

Now you know that getting the right titanium flange pressure rating requires more than choosing a pressure class. By considering the conditions the flange will face in operation and following the guidance discussed in this article, you can make a more informed titanium flange pressure rating choice for your system.THT not only manufacture titanium flange, also produce codo de titanio, titanium tee,titanium stub end,titanium reducer，titanium end cap， perno de titanio etc. If you have such request, welcome to contact us.