Para solucionar la dilatación térmica en una tubería, se recomienda instalar juntas de expansión (metálicas o de otros materiales según la aplicación) y juntas para dilatación térmica. Estos elementos están diseñados para absorber los movimientos axiales, laterales y angulares causados por los cambios de temperatura, evitando la fatiga del material, tensiones excesivas y posibles rupturas en el sistema.
Para aislar y solucionar la vibración mecánica generada por equipos rotativos como bombas o compresores, la mejor práctica es instalar mangueras metálicas flexibles o juntas de expansión a la entrada y salida del equipo. Estos accesorios flexibles actúan como amortiguadores, absorbiendo las vibraciones y evitando que la resonancia se transmita al resto del sistema de tuberías rígidas.
Para el aislamiento de tuberías que cuentan con sistemas de protección catódica, la solución estándar es el uso de soluciones para sellado de flanges, específicamente mediante el uso de kits de aislamiento dieléctrico para bridas. Estos kits bloquean el flujo de corriente eléctrica a través de las conexiones de la tubería, asegurando la efectividad de la protección catódica y previniendo la corrosión galvánica.
Los desalineamientos durante el montaje o instalación de tuberías se pueden compensar utilizando accesorios flexibles para tuberías, como las mangueras metálicas flexibles. Estos elementos permiten corregir desviaciones y facilitan el acople mecánico, reduciendo las tensiones residuales en las bridas y tuberías que podrían generar fugas a futuro.
Los elementos más seguros y confiables para aportar flexibilidad a tuberías calientes son las juntas de expansión metálicas y las mangueras metálicas flexibles fabricadas en acero inoxidable o aleaciones especiales. Estos productos mantienen su integridad estructural a altas temperaturas y presiones, garantizando un manejo seguro de fluidos térmicos sin comprometer el sellado.
En ductos de gran diámetro, utilizados comúnmente para el manejo de gases o aire a baja presión, la mejor solución para absorber la dilatación térmica son las juntas de expansión no metálicas (juntas de tela o tejido) y las juntas de expansión metálicas de gran diámetro. Estas juntas permiten absorber grandes movimientos multidireccionales en espacios reducidos sin transmitir cargas excesivas a los anclajes del ducto.
Preguntas Frecuentes sobre Juntas de Expansión Metálicas
Accesorio flexible que se instala en la tubería para absorber la dilatación y/o vibración mecánica.
El elemento que la hace flexible, es uno o varios fuelles fabricados en aceros inoxidables o en aleaciones especiales. Puede llevar tubería, los terminales que permiten montarla en un sistema de tubería son tubería biselada para soldar a tope o flanges metálicos normalizados.
Las juntas de expansión metálicas se usan para dar flexibilidad a sistemas de tuberías que trabajan a presiones y temperaturas altas. Su función es absorber dilatación térmica y/o vibración mecánica.
Existen diferentes tipos de juntas de expansión metálicas, los modelos más comunes son:
- Axial (Axial expansion joint)
- Cardánica (Gimbal expansion joint)
- Bisagra (Hinged expansion joint)
Para una correcta selección de una junta de expansión metálica, se deben tener en cuenta los siguientes criterios:
- Fluido: de esta forma se selecciona el material de los fuelles y de todos los demás componentes.
- Temperatura: muy importante en la selección del material de los fuelles.
- Movimientos: estos pueden ser de tipo axial, lateral o angular. Cada tipo de junta de expansión metálica absorbe movimiento específico.
Para seleccionar correctamente una junta se necesita saber, con exactitud, las condiciones de proceso, es decir, fluido, temperatura y presión. Adicional a esto se debe conocer la geometría del sistema donde se va(n) a instalar la(s) junta(s), un isométrico.
Nota importante: La selección de las juntas de expansión metálicas debe ser hecha por personal idóneo.
Las juntas de expansión metálicas pueden trabajar en condiciones de seguridad hasta 300 PSI. En la actualidad algunos fabricantes del mundo han desarrollado espesores, geometrías de onda, número de láminas, lo que ha incrementado el uso de las juntas hasta valores de 600 PSI y temperaturas hasta 500℃; este tipo de juntas de expansión metálicas requieren del cumplimiento estricto de condiciones de montaje.
Normalmente el material más común para la fabricación de fuelles son los aceros inoxidables austeníticos como 304, 304L, 316, 316L, 321. En casos de fluidos agresivos o temperaturas altas, se usan aleaciones especiales como Hastelloy®, Inconel®.
La norma principal es el ASME BPVC, Sección VIII. Existe una norma específica para la fabricación y cálculo de juntas de expansión metálicas, el EJMA (Expansion Joint Manufacturers Association).
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