Ring Joints
Son anillos metálicos maquinados de acuerdo con standards establecidos por el American Petroleum Institute (API) y American Society of Mechanical Engineers (ASME), para aplicaciones en elevadas presiones y temperaturas. Una aplicación típica de los Ring-Joints es en “Árboles de Navidad” (Christmas-Tree), usados en los campos de producción de petróleo.
El sellado se obtiene en una línea de contacto, por acción de cuña, causando elevadas presiones de aplastamiento y, de esta forma, forzando el material a penetrar en esta región. La pequeña área de sellado, con alta presión de contacto, resulta de
gran confiabilidad. Sin embargo, las superficies de contacto de la junta y de las bridas deben ser cuidadosamente maquinadas y acabadas. Algunos tipos son activados por la presión, es decir, cuanto mayor es la presión mejor la sellabilidad.
Materiales
La Tabla 1 muestra los materiales padronizados por la Norma ASME B 16.20.
| Material | Dureza Máxima Brinell | Dureza Máxima Rockwell B | Identificación del Anillo |
|---|---|---|---|
| Hierro dulce | 90 | 56 | D |
| Acero carbono | 120 | 68 | S |
| AISI 502 | 130 | 72 | F5 |
| AISI 410 | 170 | 86 | S410 |
| AISI 304 | 160 | 83 | S304 |
| AISI 316 | 160 | 83 | S306 |
| AISI 347 | 160 | 83 | S347 |
| Monel | 125 | 70 | M |
| Niquel | 120 | 68 | N |
| Cobre | - | - | CU |
Notas:
a) De acuerdo con la Norma API 6 A los anillos en hierro dulce y acero carbono deben ser cadmiados con una capa de 0,0002” a 0,0005”.
b) El código de cada material es grabado en la junta al lado de la referencia de su tamaño, según indicado en las Normas API 6A y ASME B16.20.
Tipos de Anillos Ring-Joint
Tipo 950
Es el tipo que fue normalizado originalmente (Figura 1). Desarrollos posteriores resultaron en otras formas. Si la brida fuera proyectada usando las versiones más antiguas de las normas, con canal oval de alojamiento del Ring-Joint, entonces debe ser usado solamente el tipo 950.
Tipo 951
Anillo de sección octogonal (Figura 2). Posee mayor eficiencia de sellado, su uso es el más recomendado en los nuevos proyectos. Las bridas fabricadas por la versiones más recientes de las normas ASME (ANSI) y API, poseen canal con perfil proyectado para recibir los tipos 950 y 951.
Tipo 952 BX
Posee sección cuadrada con cantos chanflados (Figura 3). Proyectado para usarse solamente en bridas (flanges) API 6BX, en presiones de 2.000 a 20.000 psi. El diámetro medio del anillo es ligeramente mayor que lo del alojamiento en la brida (flange). Así, el anillo al ser montado, queda precomprimido por el diámetro externo, creando el efecto de elevación del sellado con el aumento de la presión de operación. Las conexiones que usan anillo tipo 952 BX, poseen pequeña interferencia. El anillo es efectivamente “estampado” por los alojamientos de las bridas (flanges), no pudiendo ser reutilizado.
Tipo 953 RX
Posee forma especialmente proyectada para usar la presión interna como auxilio al sellado (Figura 4). La faz externa del anillo hace el contacto inicial con la brida, haciendo el aplastamiento y sellado. A medida que la presión interna de la línea o equipo aumenta, lo mismo pasa con la fuerza de contacto entre el anillo y el flange, elevando de esta forma la eficiencia del sellado. Esta característica de proyecto, hace este tipo más resistente a las vibraciones que ocurren durante la perforación y elevaciones súbitas de presión y choque, comunes en los trabajos en campos de petróleo.
El tipo 953 RX es totalmente intercambiable con los tipos 950 y 951, usando el mismo tipo de canal de alojamiento en el flange y número de referencia.
Dureza
Se recomienda que la dureza del anillo sea siempre menor que la brida, para no dañarlo.
Esta diferencia debe ser de, por lo menos, 30 HB.
Dimensionamiento e Tolerancias de Fabricación
Al especificar la aplicación de Ring-Joints, se recomienda seguir las indicaciones de las normas abajo relacionadas, que suministran las dimensiones, tolerancias y tablas de aplicación.
- – ASME B16.20 – Metallic Gaskets for Pipe Flanges
Factor de apriete “m” y aplastamiento mínimo “y”
| Tipo | "m" | "y"(psi) |
|---|---|---|
| Acero Carbono | 5,50 | 18.000 |
| Aceros Inoxidables | 6,50 | 26.000 |
| Monel | 6,00 | 21.800 |
Los factores de apriete “m” y de aplastamiento mínimo “y” de un material de sellado son los factores que se deben considerar para el cálculo de torque de una junta. Son parámetros determinados experimentalmente por análisis de resultados laboratoriais relativos a las características inherentes cada material específico y según los criterios obedecidos por el fabricante. El apéndice 2 del Capítulo VIII División 1 del Código ASME establece parámetros para el proyecto de juntas, con valores genéricos de las características “m” (factor de apriete, que es siempre una constante adimensional) e “y” (valor de aplastamiento mínimo) de la junta.
