Causas comunes de fallas en uniones bridadas de tuberías de proceso

Introducción

Las uniones bridadas son elementos clave en los sistemas de tuberías de proceso, permitiendo conexiones seguras y flexibles para facilitar el mantenimiento, la inspección, y la modificación de sistemas. A pesar de su importancia, estas uniones son propensas a diversas fallas que pueden comprometer significativamente la operación segura y eficiente de las instalaciones industriales.

Este artículo detalla las causas comunes de fallas en uniones bridadas, examina las mejores prácticas para su prevención y mantenimiento, identifica los riesgos asociados con sus fallas, y responde a preguntas clave sobre su manejo y diagnóstico.

¿Qué es una unión bridada?

Una unión bridada es un sistema de conexión utilizado para unir secciones de tuberías e instalar conexiones y equipos como válvulas o bomba a estas tuberías. Esto consiste en dos bridas que se acoplan, una empacadura que sella la unión, y un conjunto de tornillos, pernos o espárragos que aseguran las juntas bridadas, según como se indica en la figura 1. Esta configuración permite un desmontaje acceso fácil para inspección o mantenimiento.

Causas más comunes de fallas en uniones bridadas

Además de las causas previamente mencionadas, el análisis causa-efecto de las fugas en uniones bridadas revela que la falta de atención a los detalles durante la selección de materiales y la instalación puede tener consecuencias desastrosas, tales como:

• Incumplimiento de las normas: No adherirse a las normas establecidas para diseño, instalación, y mantenimiento de uniones bridadas aumenta considerablemente el riesgo de fallas.

• Inspección y mantenimiento inadecuados: La falta de inspecciones regulares y el mantenimiento deficiente permiten que problemas menores evolucionen en fallas críticas.

• Selección inadecuada de materiales: Elegir bridas, empacaduras o tornillerías incompatibles con el fluido de proceso o las condiciones de operación puede llevar a corrosión, erosión, elongación, y, finalmente, fallas.

• Daños en los acabados o rugosidades en la cara de la brida: Los diferentes tipos de rugosidades en las caras de las bridas están determinadas para un sello óptimo y confiable. Uno de los daños más comunes en la brida es la pérdida o daños de este acabado, ocasionado durante el desmontaje de las bridas, mal uso de las cuñas y por golpes o fisión que disminuye la calidad del sellado y originan fugas de producto.

• Elongación de los tornillos, pernos o espárragos: Esta causa se da normalmente por el mal ajuste y la utilización de material inadecuado.  

• Error en el montaje: La alineación incorrecta, el apriete desigual o inadecuado de los tornillos y el uso inapropiado de herramientas pueden generar esfuerzos desiguales en la unión, provocando fugas o daños estructurales.

• Desgaste y fatiga: El ciclo continuo de presiones, vibraciones y temperaturas fluctuantes puede fatigar los materiales, llevando a la aparición de desajustes, grietas y fugas.

• Corrosión: La exposición a ambientes corrosivos, tanto internos como externos, puede deteriorar las bridas, las empacaduras y la tornillería, reduciendo su vida útil y eficacia.

Inspección de uniones bridadas y normas aplicables

La inspección de uniones bridadas debe realizarse según los criterios de ensayos no destructivos como los establecidos en la American Society for Nondestructive Testing (ASNT) y verificar que se cumplan los criterios de diseño de acuerdo con normas y prácticas recomendadas internacionales y locales. Entre las cuales se pueden nombrar las normas de la American Society of Mechanical Engineers (ASME), American Society for Testing and Materials (ASTM) y la International Organization for Standardization (ISO).

Estas inspecciones deben enfocarse en identificar señales de desgaste, mal montajes, deformaciones, materiales inadecuados y dimensionado de las partes fuera del diseño, corrosión y daño estructural.

Mantenimiento de uniones bridadas

El mantenimiento preventivo es vital para prolongar la vida útil de las uniones bridadas y evitar fallos prematuros, se incluyen:

• Inspecciones periódicas para identificar signos tempranos de problemas.
• Reemplazo de componentes desgastados o dañados.
• Reapriete de tornillería según las especificaciones.

¿Cómo saber si una brida está dañada?

Identificar una brida dañada requiere una inspección visual y, en algunos casos, técnicas más avanzadas como pruebas de ultrasonido o radiografía. Signos comunes de daño incluyen:

• Deformación: Cambios en la forma de la brida pueden indicar esfuerzos excesivos o instalación inadecuada.
• Corrosión: La presencia de corrosión en la superficie de la brida o cerca de la empaquetadura, como se indica en la figura 2, sugiere un sellado deficiente o selección inadecuada de materiales.

• Fugas visibles: La presencia de humedad, condensación o depósitos alrededor de la unión puede indicar una fuga activa.

Mejores prácticas para prevenir fallas en uniones bridadas

Incorporando las normas y la inspección regular como componentes cruciales de las mejores prácticas, se refuerza la importancia de:

• Adherencia a normas: Seguir rigurosamente las normativas aplicables en el diseño, selección de materiales, instalación, y mantenimiento de uniones bridadas.
• Inspecciones detalladas: Verificar que cada una de las partes de la junta bridadas antes y durante el montaje, cumplan las especificaciones del diseño e instalación, igualmente realizar inspecciones regulares y exhaustivas en servicio para detectar cualquier signo de desgaste o daño, aplicando técnicas de Ensayos No Destructivos y avanzadas como el ultrasonido por arreglo de fase (PAUT) como se indica en la figura 3.

Riesgos por fallas de uniones bridadas

Las fallas en uniones bridadas pueden tener consecuencias graves, incluyendo:

• Fugas de fluidos: Pueden provocar daños ambientales, riesgos para la salud y pérdidas económicas significativas.
• Incendios y explosiones: En caso de fuga de fluidos inflamables o tóxicos, el riesgo de incendios o explosiones aumenta considerablemente (figura 4).
• Paradas no programadas: Las fallas pueden llevar a paradas de emergencia, afectando la producción y generando costos elevados.

Mejores prácticas para prevenir fallas en uniones bridadas

Para mitigar el riesgo de fallas en uniones bridadas, se deben adoptar una serie de mejores prácticas en su diseño, selección, instalación y mantenimiento:

• Selección cuidadosa de materiales: Asegurar la compatibilidad de todos los componentes de la unión con el medio de proceso y las condiciones operativas.
• Instalación precisa: Seguir las especificaciones y secuencias de apriete recomendadas, utilizando herramientas calibradas y asegurando una alineación correcta.
• Inspección y mantenimiento proactivos: Realizar inspecciones regulares buscando signos de desgaste, corrosión o fallas por fatiga, y llevar a cabo mantenimientos preventivos.
• Capacitación continua: Capacitar al personal en las prácticas correctas de instalación y mantenimiento de uniones bridadas para evitar errores humanos.

Conclusión

Las uniones bridadas son fundamentales para la integridad y eficiencia de los sistemas de tuberías de proceso. A través de una comprensión detallada de qué constituye una unión bridada, las causas comunes de sus fallas, y la implementación de prácticas recomendadas para su selección, instalación, y mantenimiento, es posible mitigar significativamente los riesgos asociados. La adhesión a normas establecidas y la realización de inspecciones meticulosas son esenciales para garantizar la operación segura y confiable de estas conexiones críticas.

Referencias

Fuente propia