Las juntas de expansión

¿Qué son las juntas de expansión?

Las juntas de expansión son estructuras que presentan forma de acordeón. Su función es absorber las expansiones y contracciones de ductos metálicos sometidos a fuertes diferencias de temperatura.

Disminuyen los esfuerzos debido a las expansiones y compresiones que suceden en distintos tipos de tuberías, disminuyendo así las vibraciones y ruido. El peligro del "pandeo" en las tuberías que es originado por las contracciones y expansiones, es disminuido por el aislamiento de vibraciones que estos conectores suministran.

Funciones principales de una junta de expansión

Las funciones principales de las juntas de expansión son las siguientes:

Características constructivas de las juntas de expansión

Se construyen a partir de un fuelle de acero inoxidable pre-estirado o pre-comprimido (refrigeración), mediante varillas distanciadoras solidarias a los extremos bridados (series 150 o 300) o cuellos para soldar, posee un caño guía interior de acero inoxidable, que absorbe cargas laterales, evita turbulencias y acumulación de suciedad debido al corrugado del fuelle.

Aplicación de las juntas de expansión

La aplicación de estos elementos en el mercado es muy amplia, aunque puede afirmarse que tienden a concentrarse en mayoritariamente en fundiciones de metal, plantas de secado de alimentos y todas aquellas instalaciones industriales que en sus procesos presenten grandes diferencias de temperatura y, que empleen ductos. Aplicable además en sistemas de aire acondicionado, plantas eléctricas y de tratamiento de agua, etc.

Las juntas de expansión fabricadas en acero inoxidable representan hoy día la respuesta más económica y eficiente para enfrentar movimientos y variaciones en la extensión de los ductos en la industria, dadas la alta resistencia del inoxidable a toda condición corrosiva y a su propiedad de elasticidad.

Proveedores de juntas de expansión

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A continuación le presentamos a Euro Combustión, proveedor de juntas de expansión:

Euro Combustión es una empresa dedicada a la importación, distribución, venta e instalación de equipo y maquinaria para sistemas de combustión para prácticamente todo tipo de procesos que requieran generación de calor. Nuestra gama de productos incluyen las juntas de expansión anti-vibraciones.

Juntas de Expansión anti-vibraciones

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Tipos de bridas y juntas de uso común

Existen muchas disposiciones de bridas y juntas de uso común, por lo que a continuación se explican algunos de los principales tipos de bridas y juntas que se pueden encontrar en instalaciones industriales.

Aunque la mayoría de los materiales de bridas son metálicos, algunas aplicaciones requieren bridas no metálicas, tales como plásticos reforzados, vidrio o acero revestido de vidrio.

Las bridas no metálicas tienden a utilizarse en aplicaciones que requieren una mayor inercia química. Generalmente, estas bridas son menos robustas e imponen la necesidad de un material de junta mas suave, capaz de asentarse bajo una presión de junta menor. Las temperaturas y presiones de servicio son normalmente menos severas.

Las disposiciones de bridas son generalmente de tipo “flotante” o de “contacto”:

Las Bridas con resalte se utilizan normalmente en sistemas de tuberías. Las superficies de contacto de la brida están elevadas, aunque la junta es no alojada. Generalmente, el diámetro exterior de la junta es igual al diámetro del círculo de los tornillos, menos el diámetro de los tornillos. Esto representa la junta de círculo interior de tornillos (IBC) (también denominada junta “anillo” en los Estados Unidos). En este caso, los tornillos actúan centrando la junta, permitiendo una fácil instalación y retirada de la junta, sin necesidad de separar todo el sistema de brida.

Similar a la brida con resalte es la disposición de junta solapada . Esta conexión se utiliza cuando el proceso requiere un sistema de conducción de fluidos que reaccione menos con el medio (posiblemente aleaciones, plástico o vidrio), pero en el que la brida en sí puede estar hecha de un material mas habitual:

Las Bridas planas se utilizan normalmente cuando el material de la brida se compone de materiales relativamente frágiles. En este caso, la junta es no alojada y resulta relativamente fácil de instalar y retirar:

Brida de doble acoplamiento (Tongue and Groove) , con junta totalmente alojada. La profundidad del macho es igual o mayor que la altura de la hembra. Normalmente, la junta tiene el mismo ancho que el macho. En esta disposición, es necesario separar las bridas completamente para cambiar la junta. Este sistema de brida ejerce gran presión de asentamiento sobre la junta y no se recomienda, normalmente, para tipos de junta no metálicas.

Brida Macho y Hembra que contiene una junta semialojada y puede tener formas variadas. La profundidad de la brida hembra es igual o menor que la altura del macho, a fin de evitar la posibilidad de un contacto directo entre las bridas cuando la junta se comprime. Debe separarse el sistema de bridas para cambiar la junta.

Disposición de Brida plana y hembra , con junta totalmente alojada. La cara externa de una de las bridas es lisa y la otra tiene una hembra en la que se monta la junta. Estos diseños se utilizan en aplicaciones en que la distancia entre las bridas debe ser precisa. Cuando la junta está asentada, las bridas están, normalmente, en contacto una con otra. Sólo deben usarse en este sistema juntas deformables.

Brida de junta de anillo (también llamada Anillo API ), en la que ambas bridas tienen canales para aceptar la junta de anillo, que normalmente está hecha de metal sólido. Las juntas utilizadas en este tipo de diseño se denominan frecuentemente juntas RTJ .

Garlock Sealing Technologies le ofrece una amplia variedad de bridas y juntas para todas sus aplicaciones.

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¿Para que se usan las juntas y las bridas en los equipos de proceso?

Una junta se utiliza para crear y retener un cierre estático entre dos bridas inmóviles, que conectan series de montajes mecánicos en una instalación en funcionamiento que contiene una gran variedad de fluidos. El objetivo de estos cierres estáticos es proporcionar una barrera física total frente al fluido contenido en el interior, y bloquear así cualquier posible camino de fuga.

Para lograr esto, la junta debe poder llegar a cualquier irregularidad (y rellenarla) de las superficies de acoplamiento que se sellan, al mismo tiempo que sea lo suficientemente flexible como para resistir la extrusión y la fluencia en condiciones de servicio. El cierre se efectúa mediante la acción de la fuerza aplicada sobre la superficie de la junta, la cual comprime la junta, haciendo que llegue a cualquier imperfección de la brida.

La combinación de la presión de contacto entre la junta y las bridas, y la densificación del material de la junta, evitan que el fluido contenido escape del órgano de cierre. Como tales, las juntas son vitales para el funcionamiento satisfactorio de una amplia gama de equipos industriales.

Al asentarse, una junta debe ser capaz de salvar imperfecciones menores de la brida, tales como:

•  bridas no paralelas

•  deformación de los canales

•  superficie ondulada

•  muescas en la superficie

•  otras imperfecciones de la superficie

Una vez montado, un cierre o “unión” de junta embridada está sujeto a una compresión entre las caras de las bridas, que normalmente se consigue mediante tornillos sometidos a una carga. A fin de garantizar el mantenimiento del cierre a lo largo de la vida del montaje, debe permanecer sobre la superficie de la junta una compresión lo suficientemente alta para evitar la fuga. En condiciones de servicio, esta compresión se aligerará a través del empuje hidrostático axial , la fuerza que produce la presión interna que actúa para separar las bridas.

La junta misma está sujeta también a una carga lateral debida a la presión interna del fluido que tiende a expulsarlo a través del espacio de holgura de la brida. Para mantener la integridad del cierre, la presión efectiva de compresión sobre la junta (es decir, la carga de montaje menos el empuje hidrostático axial) debe ser mayor que la presión interna por algún múltiplo, que depende del tipo de junta, del proceso de fabricación implicado y el nivel de apriete requerido.

Para juntas blandas, debe existir también una fricción adecuada entre la junta y las caras de la brida para ayudar a evitar que la junta se salga (blow-out) de la unión. Para permitir alguna relajación de la presión sobre la junta que, normalmente, es inevitable, se recomienda normalmente un factor de, al menos, dos entre la compresión en el montaje y la necesaria para mantener el cierre.

Para atender las cada vez mas exigentes necesidades de los equipos de proceso, Garlock Sealing Technologies presenta una nueva junta preformada para bridas Tri-Clamp que ofrece compatibilidad con todos los procesos y productos habitualmente utilizados por las industrias biotecnológicas, farmacéuticas y de alimentación. Las juntas GYLON BIO-PRO® -que se fabrican para todos los tamaños y tipos de bridas Tri-Clamp- son dimensionalmente estables y soportan temperaturas hasta 260 ºC sin deformación.

La expansión térmica diferencial entre el acero inoxidable y las juntas convencionales de elastómeros -especialmente cuando se utiliza vapor para esterilizar tuberías y equipos de proceso- obliga a reapretar las bridas Tri-Clamp de forma regular. Al reapretar, se corre el riesgo de extruir las juntas convencionales hacia el interior del tubo (intrusión), dando lugar a interferencias en el flujo normal del proceso y a zonas muertas donde el producto queda retenido. Como consecuencia de lo anterior, puede originarse la contaminación del producto y/o del proceso.

Las juntas GYLON BIO-PRO® son dimensionalmente estables: durante la fabricación, se aplica una compresión controlada a la junta asegurando que, una vez instalada, la junta no se extruirá hacia el interior del tubo. Las juntas de GYLON BIO-PRO® eliminan la necesidad de reapretar las bridas periódicamente, ya que no presentan problemas de deformación plástica.

Gracias a su compatibilidad química prácticamente universal y a su estabilidad frente a ciclos de temperatura, estas nuevas juntas no necesitan ser sustituidas de forma regular al modificarse las condiciones de proceso o los productos fabricados. Por ello, su vida en servicio es muy superior a las juntas de elastómero convencionales.

Asimismo, al tener en stock un único tipo de junta para bridas tri-clamp se reduce la inversión en inmovilizado y se elimina el riesgo de instalar juntas inapropiadas o incompatibles con los diferentes procesos de planta.

Las juntas GYLON BIO-PRO® cumplen las especificaciones FDA y USP Clase VI (toxicidad) y están disponibles para cualquier tipo y tamaño de brida tipo Tri-Clamp.

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