En el diseño y la operación de plantas industriales, las bridas son elementos clave para unir tuberías y equipos, garantizando estanqueidad y seguridad, especialmente con presiones elevadas y temperaturas exigentes.
En este contexto, el flange rating (también llamado clase de brida) indica de forma práctica la capacidad de una brida para trabajar dentro de determinados límites de presión y temperatura. Conocer el flange pressure rating ayuda a seleccionar componentes compatibles, reducir riesgos y evitar errores de especificación.
En esta guía descubrimos qué se entiende por flange rating y las normativas que regulan su uso, para apoyar la selección de las bridas más adecuadas para cada aplicación industrial.
Qué es el flange rating
El flange rating (o flange class) es una clasificación que indica el nivel de resistencia de las bridas frente a los esfuerzos de presión y temperatura a los que estarán sometidas. Esta clasificación permite determinar los componentes más adecuados para un sistema específico, en función de las condiciones de operación previstas.
De hecho, las bridas con flange rating más alto están diseñadas para soportar presiones más elevadas, mientras que las de flange rating más bajo son adecuadas para condiciones de presión más contenidas (siempre a la misma temperatura). Además, el flange pressure rating, es decir, el pressure rating for flanges, también varía según el material seleccionado para el piping, porque la relación presión-temperatura cambia de un material a otro.
Por lo general, el flange rating se expresa mediante un valor numérico (por ejemplo, 150, 300, 600), que representa los niveles de presión máxima que un elemento de unión de las líneas de piping puede soportar a determinadas temperaturas, de acuerdo con las tablas presión-temperatura del estándar aplicable.
Ejemplos de pressure flange rating
Para comprender el concepto de resistencia a la presión en las bridas, veamos algunos ejemplos. Una brida de 6″ Clase 150 en acero al carbono, a una temperatura de 600 °F, puede soportar una presión máxima de 140 psi (aprox. 10 bar). Este es un caso típico de class 150 flange pressure rating (también citado como 150 flange pressure rating).
Si consideramos un modelo del mismo tamaño pero con flange rating 300, también en acero al carbono, la resistencia aumenta de forma significativa, permitiéndole trabajar hasta 570 psi (aprox. 40 bar) a la misma temperatura. En otras palabras, su flange pressure rating es claramente superior.
Subiendo aún más de clase, una brida de 6″ Clase 2500 en acero al carbono puede soportar una presión de 4730 psi (aprox. 320 bar) a 600 °F (aprox. 315 °C), más de 30 veces la de la Clase 150.
Como se anticipó, el material también influye en la resistencia de los componentes destinados a la unión de las tuberías. Por ejemplo, un modelo de 6″ Clase 150 fabricado en acero inoxidable puede soportar presiones mayores que uno de la misma clase y tamaño en acero al carbono, ya que el acero inoxidable tiene una resistencia intrínseca superior. Lo mismo ocurre con aleaciones avanzadas como Hastelloy, Monel, Inconel e Incoloy, que ofrecen altas prestaciones en entornos de alta presión y temperatura.
Normativa ASME y ANSI para el flange rating
Las normas del flange rating brindan criterios uniformes para la selección y clasificación de bridas, permitiendo a los ingenieros elegir componentes que respondan a las condiciones de operación previstas y asegurando compatibilidad y seguridad en los sistemas de tuberías.
La norma ASME B16.5 es uno de los estándares más difundidos y reconocidos internacionalmente para la clasificación de bridas utilizadas en plantas industriales. Las especificaciones del ASME flange rating B16.5 incluyen requisitos detallados de dimensiones, tolerancias, presión y temperatura, que garantizan seguridad y uniformidad en la clasificación, facilitando la selección y la integración en líneas de piping dentro de una planta.
La ANSI (American National Standards Institute) trabaja de manera conjunta con ASME para desarrollar estándares que apoyen la adopción de estos elementos de unión en mercados de EE. UU. e internacionales, haciendo posible el uso de criterios compartidos para su selección. Los estándares ANSI/ASME contribuyen a crear sistemas de tuberías compatibles y seguros, que cumplen las condiciones operativas requeridas. Los estándares más comunes para clasificar bridas son:
- ANSI/ASME B16.5. Cubre bridas y accesorios desde NPS ½» (DN 15) hasta NPS 24″ (DN 600) y especifica clases de presión de 150 a 2500. Cada clase define el límite máximo de presión al que una brida puede someterse a determinadas temperaturas (el pressure rating for flanges).
- ANSI/ASME B16.47. Regula bridas de gran tamaño, desde NPS 26″ (DN 650) hasta NPS 60″ (DN 1500), con clases de presión de 75 a 900. Se introdujo para cubrir necesidades específicas de plantas que requieren componentes de mayor diámetro.
Cuando se conectan dos bridas con diferentes valores nominales de presión, la presión máxima que puede soportar todo el conjunto estará determinada por los componentes con el flange rating más bajo. Por lo tanto, es clave seleccionar modelos compatibles para garantizar que el sistema mantenga su integridad estructural y operativa.
Para facilitar esta selección y acelerar el diseño de sistemas de tuberías, también se pueden usar herramientas avanzadas como el software ESApro 3D Piping de ESAin, que ofrece funcionalidades completas para desarrollar layouts de plantas industriales en un entorno tridimensional. El software además permite crear con facilidad clases de tuberías: se pueden incorporar tubos, codos, válvulas y bridas, integrando la clase creada con branch table, espacios de soldadura y longitud prevista para los tubos.
En algunos casos, sin embargo, pueden requerirse bridas con clasificaciones no estándar, desarrolladas a medida para cumplir requisitos específicos que no se encuentran dentro de los parámetros de los estándares ASME o ANSI. Estos componentes deben diseñarse y probarse cuidadosamente, cumpliendo los requisitos particulares del proyecto, y a menudo requieren la aprobación de las autoridades reguladoras para asegurar el cumplimiento de las normas de seguridad y desempeño requeridas.
