Las bridas son parte integral de diversos sistemas de ingeniería y plomería. En una gran cantidad de aplicaciones, su uso se deriva de la necesidad de cerrar una cámara o cilindro de manera segura, por lo general debido a que la sustancia en el interior debe ser diferente de la sustancia en el exterior o debido a la presión de trabajo.
Las bridas suelen utilizarse en sistemas de tubería para unir las partes que los conforman, las cuales pueden ser tubos, válvulas, bombas u otros elementos que formen parte del sistema. Su uso responde a la necesidad de que la unión pueda desmantelarse sin operaciones destructivas. En cierto tipo de líneas de tubería en las que el mantenimiento es constante, se colocan bridas de ruptura en intervalos definidos.
La bridas son elementos que pueden proveerse de forma separada o estar unidos de fábrica a un elemento para su instalación.Una unión bridada está compuesta por tres componentes separados e independientes, pero interrelacionados: las bridas, el empaque y los pernos. Se requieren controles especiales en la selección y aplicación de todos estos elementos para lograr una junta a prueba de fugas.
La clasificación de las bridas puede realizarse de distintas maneras. La más común es con base en su método de fijación.
Brida deslizable
Las bridas de tipo deslizable se fijan mediante dos filetes de soldadura, tanto en el interior como en el exterior de la brida. La fuerza calculada de una brida deslizable bajo presión interna es del orden de dos tercios la de una brida de cuello soldable, mientras que su vida de fatiga corresponde a aproximadamente un tercio de la vida de ésta. Normalmente, estas bridas son forjadas e incluyen un eje. En ocasiones, se fabrican de placas y no tienen eje. La desventaja de este tipo de brida es que no es posible combinarla con un codo o con una te, ya que este tipo de conexiones no tienen un extremo recto que se deslice por completo en la brida.
Brida de asiento soldable
Se fijan mediante un filete de soldadura, únicamente del lado externo, y no se recomiendan para labores demandantes. Se utilizan sólo para líneas de calibres pequeños. Su fuerza estática es igual a la de las bridas deslizables, pero su resistencia a la fatiga es 50 por ciento mayor que las bridas
deslizables de doble soldadura. Para este tipo de bridas se debe especificar el grosor de la tubería de conexión, a fin de asegurar que la dimensión del calibre sea la adecuada. Asimismo, antes de soldar, se debe crear un espacio entre la brida o la conexión y la tubería.
El estándar ASME B31.1 Preparación para soldadura (E) Montaje de asiento sondable señala: “En el montaje de la junta antes de soldar, la tubería debe insertarse en el asiento hasta su máxima profundidad y después extraerse aproximadamente 1/16 pulg. (1.6 mm) del punto de contacto entre el extremo de la tubería y el borde del asiento”.
El propósito de dicho espacio en el fondo es reducir la tensión residual en la raíz de la soldadura que podría ocurrir durante la solidificación del metal de soldadura. La desventaja de las bridas de asiento soldable es justo el hueco que debe generarse. En productos corrosivos, y sobre todo en sistemas de tubería de acero inoxidable, el hueco entre la tubería y la brida puede provocar problemas. Incluso, en algunos procesos, no se permite el uso de este tipo de bridas.
Brida roscada
Las bridas roscadas se utilizan en líneas de tubería donde no es posible utilizar soldadura. Una brida o unión roscada no es adecuada para un sistema de tubería de pared delgada, ya que no es posible roscarla. Por tanto, es necesario elegir un grosor de pared alto. La Guía para Tubería ASME B31.3 señala: “En aquellos casos en los que la tubería de acero sea roscada y usada para servicios de vapor por encima de 250 psi o para servicios de gua por encima de 100 psi, con temperatura de agua superior a 100 ºC, la tubería debe ser sin costura y contar con un grosor de pared equivalente al menos con cédula 80 de ASME B36.10”. Las bridas de asiento soldable y las roscadas no se recomiendan para servicios de temperaturas superiores a 250 ºC o inferiores a -45 ºC.
Brida de junta de empalme
Las bridas de junta de empalme suelen usarse con extremos cortos cuando el material de la tubería es costoso. Por ejemplo, en un sistema de tubería de acero inoxidable, se puede utilizar una brida de acero al carbón, ya que la brida no entrará en contacto con el producto en la tubería. Los extremos cortos se sueldan a tope a la tubería y las bridas se mantienen sueltas sobre ésta. El radio interno de este tipo de bridas está biselado para despejar el radio del extremo corto.
Estas bridas son prácticamente idénticas a las bridas deslizables, con la excepción de un radio en la intersección de la cara de la brida y el hueco para acomodar la porción bridada del extremo corto. Su capacidad de retención de presión es baja, apenas mejor que la de las bridas deslizables, y la resistencia del ensamble a la fatiga es sólo de un décimo en comparación con las bridas de cuello soldable. Por tanto, estas conexiones bridadas se usan en aplicaciones no críticas de baja presión.
Brida de cuello soldable
Las bridas de cuello soldable son fáciles de reconocer debido a su extremo en forma cónica y alargada, que se une gradualmente al grosor de la pared de una tubería o conexión. El extremo cónico y alargado brinda un refuerzo importante para su uso en diversas aplicaciones que involucran altas presiones, temperaturas bajo cero o muy elevadas. La suave transición del grosor de la brida al grosor de pared de la tubería o la conexión efectuada por su forma cónica es sumamente benéfica en condiciones de flexión repetida causada por expansión en la línea y otras fuerzas variables.
Este tipo de bridas están perforadas para coincidir con el diámetro interno de la tubería o conexión de unión, a fin de que no haya restricciones en el flujo. Esto previene la turbulencia en la junta y reduce la erosión. También brinda una excelente distribución del estrés a lo largo del extremo cónico. Las bridas de cuello soldable se fijan mediante soldadura a tope, y se utilizan principalmente para servicios críticos, donde todas las juntas soldadas requieren inspección radiográfica. Al especificar este tipo de brida también es necesario especificar el grosor del extremo soldable.
Brida ciega
Las bridas ciegas se fabrican sin perforaciones y se utilizan para tapar los extremos de tuberías, válvulas y las aberturas de recipientes presurizados. Desde el punto de vista de la presión interna y la carga sobre los pernos, las bridas ciegas, sobre todo las de gran tamaño, son las que se someten a mayor cantidad de estrés. No obstante, en su mayoría dicho estrés proviene de flexiones cercanas al centro, y dado que no hay un diámetro interior estándar, estas bridas son adecuadas para aplicaciones de mayor presión y temperatura.
Brida reductora
Las bridas reductoras se utilizan para la conexión entre un tamaño mayor y uno menor de tubería sin la necesidad de usar un reductor. En este caso, el grosor de la brida debe ser igual al del diámetro mayor. Estas bridas normalmente se encuentran disponibles en tipo ciega, deslizable, roscada y de cuello soldable. Están disponibles en todas las clases de presión y brindan una buena alternativa para la conexión de tubería de distintos tamaños. Este tipo de brida no se debe utilizar si una transición abrupta puede causar turbulencia indeseable, como en una bomba.
Brida integral
Las bridas integrales son aquellas que se funden junto con el cuello de la boquilla o el recipiente o la pared de la tubería, a las cuales se sueldan a tope o se fijan mediante otras formas de soldadura, como arco o gas, de modo que la brida y el cuello de la boquilla o el recipiente o la pared de la tubería puedan considerarse equivalentes a una estructura integral. En la construcción soldada, se considera que el cuello de la boquilla o el recipiente o la pared de la tubería actúan como eje. El grosor de las bridas fundidas integralmente y el de las bridas soldadas puede ser diferente en ciertas medidas.
Aunque la mayoría de los materiales de bridas son metálicos, algunas aplicaciones requieren bridas no metálicas, que suelen ser fabricadas en 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 más suave, capaz de asentarse bajo una presión de junta menor. Las temperaturas y presiones de servicio son normalmente menos severas.
