Juntas de Expansión y/o Juntas Antivibratorias

¿Qué son las juntas de expansión?

Las juntas de expansión antivibratorias son accesorios flexibles que se insertan en arreglos de tuberías con el objetivo de absorber las vibraciones mecánicas (generadas por el sistema) además de facilitar el montaje del mismo.

Estas juntas desempeñan un papel fundamental en la prevención de daños causados por vibraciones, movimientos térmicos y deformaciones en una amplia variedad de aplicaciones industriales. La principal función de este tipo de juntas es absorber la vibración e impactos que pueden ser generados en la línea de tubería. Adicionalmente tiene ventajas como la reducción de ruido y la compensación de desalineamientos. Algunas juntas especiales son diseñadas para la expansión térmica de la tubería en aplicaciones a altas temperaturas.

 

Tipos de juntas de expansión:

Se identifican tres tipos principales de juntas caracterizados por sus materiales de fabricación.

 

1. Juntas de Expansión de Caucho o Goma:

Son conectores flexibles fabricados con elastómeros naturales, sintéticos o telas, en algunas ocasiones con refuerzos metálicos diseñados para mejorar su desempeño. Su presentación puede ser concéntrica o excéntrica.

La principal función de este tipo de juntas es aliviar la tensión en los sistemas de tuberías debido a los cambios térmicos (expansión contracción), vibraciones mecánicas producto del flujo del fluido o la operación de la bomba.

Por el tipo de material, forma geométrica, tipos de extremo, bridado, liso o roscado, las juntas anti vibratorias se adaptan fácilmente a diversos usos y aplicaciones, permitiendo resolver montajes donde convergen situaciones complejas, como alta vibración, temperatura, flujo corrosivo y desalineación. Inclusive en algunas ocasiones pueden ir revestidas internamente para mejorar su desempeño.

Las juntas de expansión de caucho tienen como característica principal su bajo peso y coste de fabricación además que compensa los movimientos laterales, de torsión y angulares, evitando daños y tiempos de parada productiva en operaciones de planta.

Elementos de una junta flexible de caucho:

Las juntas de expansión de caucho se componen de los elementos de acople (brida o extremos roscados), anillos de estabilización y el acople flexible compuesto por: un refuerzo flexible en acero, revestimientos interior y exterior de elastómero.

2. Juntas de Expansión Textiles:

Las juntas de expansión textil proporcionan una capacidad casi ilimitada de soportar movimientos en diversas direcciones de manera simultánea.

Se pueden fabricar de diversas formas como multicapa, tipos (cónica, rectangular, circular, cuadrada) o la combinación que se desee, aparte de todo son de fácil montaje e instalación debido a su versatilidad permitiendo armarse de manera modular.

La fabricación de este tipo de juntas se puede hacer de forma compuesta e independiente, en forma de banda abierta o cerrada, o montadas sobre marcos metálicos para brindar soporte o con bridas adaptándose a todo tipo de especificaciones técnicas.

Elementos de una Junta de Expansión Textil:

• Banda elástica: Su trabajo es absorber la vibración y los movimientos térmicos del ducto. Puede ser simple, combinando de elastómero y tejido, o compuesta, construida a base de capas de diversos materiales.
• Recubrimiento externo: Es el encargado de proteger la junta textil de daños externos como corrosión y desgaste.
• Refuerzos: Se ubican en las bridas y protegen la junta textil además de incrementar la resistencia térmica en esa zona.
• Membrana de estanqueidad: Es impermeable y de gran resistencia puede fabricarse de PTFE o elastómero y se encarga de aislar el sistema del ambiente evitando fugas y contaminación del elemento transportado.
• Aislamiento: Asegura el correcto funcionamiento de la junta textil reduciendo a su vez las pérdidas de calor.
• Contra bridas metálicas: Sujetan la banda flexible a las bridas del conducto o a los marcos metálicos. Pueden ser atornilladas o montadas con mordazas, que permiten una rápida sustitución o reposición de la banda flexible.
• Deflectores metálicos: Prolongan la vida útil de la junta textil al protegerla del contacto directo con el fluido, ofreciendo protección mecánica contra la abrasión o servicios con gases a altas velocidades.
• Mallas de acero inoxidable: Confieren a la junta textil protección mecánica adicional y estabilidad dimensional.

 

3. Juntas de Expansión Metálicas:

En una junta de expansión metálica el elemento básico lo constituye un compensador metálico o lamina de metal corrugada radialmente a partir de un tubo que ha sido extruido longitudinalmente, en ocasiones se construyen sin costura y con una o varias ondas con diferentes espesores, se diseñan y fabrican según los datos del calculista basándose en las normas vigentes.

 

Elementos de una junta de expansión metálica.

Los Elementos encontrados en  la Junta de Expansión metálica son:

• Camisa Exterior: Carcasa que protege al fuelle o manguera central de cualquier daño por golpes accidentales en áreas de trabajo. 
• Camisa Interior: Generalmente es fabricada del mismo material que el fuelle o manguera central. Este elemento protege al fuelle de daños que pudiera ocasionar el fluido, como la abrasión, vibración, resonancia y pérdidas de la resistencia del fluido en el sistema.
• Manguera central o fuelle: Es el elemento principal de la junta de expansión junto con las bridas, está conectada con ambas bridas generando estanqueidad en la junta.
• Barra de Control: Son elementos cuya función es controlar los movimientos del fuelle de la junta de expansión
• Construcción Bi-Capa / Tri-Capa: Permite una mayor flexibilidad y resistencia a la presión interna.
• Anillos de refuerzo: Aumentan la capacidad de soportar presiones mayores de trabajo.

 

Aplicaciones de la Juntas de Expansión:

 Las juntas de expansión se utilizan en múltiples industrias siendo fundamentales para garantizar un correcto funcionamiento en sistemas complejos que requieran control en cuanto a vibraciones. Por ejemplo:

• Industria Petrolera
• Industria Energética
• Industria Hospitalaria
• Industria Química
• Industria Alimentaria

 

Condiciones de Servicio:

Las juntas de expansión son diseñadas para transportar diversos fluidos soportando condiciones físicas tales como temperatura, presión, humedad, transferencia de calor entre otros. A continuación, se evidencian los rangos usuales de trabajo para estos elementos.

• Tipo de fluido a transportar: GLP (gas licuado del petróleo), vapor, agua, aire, gases de combustión, aceite mineral, combustibles líquidos derivados del petróleo. 
• Tiempo de servicio: 1000 a 50000 ciclos
• Rango de presiones: Presión de vacío, 50, 100, 150, 300, 900, 1000 PSI
• Rango de Temperaturas: DESDE -25°C HASTA 1200°C

Conexiones:

Las juntas antivibratorias normalmente vienen con extremos bridados, pero también existen comercialmente con extremos lisos o roscados, usualmente en diámetros menores a 3”, en el caso de extremos bridados las juntas son comerciales desde 1-1/4” hasta 24”.

Materiales:

Los materiales de los cuales se hacen los elementos flexibles generalmente son aceros inoxidables serie 300 o 400, inclusive en ocasiones se puede desarrollar con aleaciones especiales como el PTFE (Polytetrafluoroethylene), los extremos generalmente se fabrican en acero al carbono, inoxidable u otro material compatible con la aplicación que se requiera (en caso de transportar elementos químicos).

Para las juntas de caucho se utilizan comúnmente los siguientes materiales:

• Buna-N o Nitrilo (NBR)
• Cloroprene (CR)
• EPDM (EPR)
• Hypalon (CSM)
• Buna-S (SBR
• Viton
• PTFE y Silicona (SI)
• Caucho natural (NR)

 Información técnica y recomendaciones 

• Cuando las condiciones de trabajo implican aparte de vibraciones mecánicas manejo de productos con altas temperaturas que están por encima de la capacidad térmica de los materiales poliméricos, la junta se reemplaza por un flexible metálico que consiste en un ducto tipo acordeón con un recubrimiento de tejido metálico cuyas propiedades mecánicas y térmicas son superiores. Este flexible se puede configurar de múltiples maneras, combinando materiales en acero carbono e inoxidable al igual que sus extremos pueden ser bridados, lisos, roscados o ranurados.
• Es fundamental para el correcto funcionamiento de una junta anti vibratoria, que el tipo de fluido que pasa a través de ella sea compatible con el material del que está hecha para evitar deterioro prematuro de la misma y poder seleccionar o diseñar el elemento idóneo.
• Las juntas de expansión son especialmente desarrolladas para resistir condiciones ambientales complejas, ambientes ácidos, corrosivos e inclemencias climáticas. Las capas exteriores son tejidos de fibra de vidrio siliconados o de PTFE, PVC, etc.
• Gracias a sus características aislantes, de estanqueidad, de supresión de vibraciones y ruidos, sumado a su resistencia a altas temperaturas y a la corrosión, hacen de las juntas flexibles con tejido textil un accesorio estratégico a la hora de resolver problemas complejos de montaje donde sea necesario recurrir a un análisis más profundo de resistencia térmica, química y mecánica de los materiales, así como su resistencia a la fatiga en condiciones donde un elemento metálico o polimérico no podría resolver.
• Tejidos de fibra de vidrio o sílice que protegen el material aislante, y tienen la capacidad de soportar el choque térmico y ataque químico. Se instalan cuando así lo requieren las condiciones de operación.

 

 

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