Brida ciega de titanio marino para servicio en alta mar

Brida ciega de titanio marino para servicio en alta mar

Una brida ciega es la parte más sencilla de un sistema de tuberías marinas y a menudo es la que decide si un cierre se mantiene planificado. No tiene taladro para soldar ni cubo para alinear, por lo que las únicas cosas que pueden fallar son la cara de sellado, la tornillería y el propio material. Alrededor del agua salada, las tres se comportan de manera diferente a una instalación de acero al carbono, y las diferencias comienzan con el hecho de que el mar no es un solo entorno: la zona de salpicadura, el casco permanentemente inmerso y la línea de lodo atacan una brida de manera diferente.

Cuatro zonas, cuatro problemas diferentes

El titanio no necesita recubrimiento en ninguna de estas zonas, y eso es parte de su valor en alta mar, porque un recubrimiento que falla en la zona de salpicadura se convierte en una celda de corrosión en lugar de una barrera. Lo que el titanio necesita es una grieta limpia y una conexión galvánica controlada, y esos dos elementos son el tema de la mayoría de los detalles prácticos a continuación.

Dónde el titanio deja de ser inmune

El agua de mar ambiente es casi inofensiva para el titanio comercialmente puro. La película de óxido se reforma más rápido de lo que los cloruros pueden descomponerla, y no hay picaduras incluso después de años de inmersión. La exposición que sorprende a la gente es la grieta estrecha: debajo de una junta, detrás de un solape, entre dos caras atornilladas que no están selladas. Dentro de esa brecha, el oxígeno se consume y el pH cae, y por encima de aproximadamente 70 a 80 °C, la grieta puede volverse activa incluso en Gr2. Una brida que se asienta en una rama de agua de mar caliente, un retorno de agua de chaqueta o la salida de un intercambiador de calor es exactamente el caso, y allí Gr7 con 0,2 por ciento de paladio es la respuesta segura.

Las bioincrustaciones son un problema diferente. Los percebes y los mejillones no corroen el titanio, pero reducen el área de flujo, añaden peso y crean bolsas de agua estancada, y pueden ocultar una junta con fugas hasta que la fuga sea grande. La cloración utilizada para controlar las incrustaciones tampoco es perjudicial para el titanio, que es una razón más por la que se elige el material para sistemas de agua de mar donde las aleaciones de cobre serían atacadas por el propio tratamiento.

Protección catódica e hidrógeno

El titanio es normalmente el cátodo en una pareja de agua de mar, lo que significa que el acero adyacente se convierte en el ánodo y el titanio se protege en lugar de dañarse. Eso es útil hasta que la protección es excesiva. Si el potencial se lleva mucho más negativo de lo necesario, se genera hidrógeno en la superficie del titanio y puede ser absorbido como hidruro, lo que fragiliza el metal, particularmente a temperaturas más altas y en grietas estrechas. En la práctica, la protección está diseñada para el acero, las partes de titanio están eléctricamente aisladas donde importa, y la brida no se utiliza como ruta de ánodo para el sistema del casco.

Donde una brida de titanio se atornilla directamente a una brida de acero, una junta dieléctrica y manguitos aislantes mantienen la pareja fuera de la unión. Donde se atornilla a otra brida de titanio, el aislamiento no es necesario, pero una arandela aún protege el espárrago de acero de la atmósfera salina. La tornillería mixta es común en alta mar y es aceptable siempre que las áreas de ánodo y cátodo se comprendan en lugar de ser accidentales.

Selección de brida ciega por servicio

El tapón temporal merece una advertencia. Una ciega cortada de placa para una prueba de hidropresión no es una ciega B16.5 y no está clasificada para la clase estampada en la brida de acoplamiento. Es aceptable para una prueba de presión corta a una presión definida con un supervisor competente, y no es aceptable como cierre permanente, porque el espesor y la trazabilidad del material están fuera del estándar.

Caras y juntas en agua salada

Una cara elevada con una junta enrollada en espiral es la opción predeterminada de trabajo. La cara se mecaniza a 3,2 a 6,3 micrómetros Ra y se comprueba su planitud, porque una junta que no asienta uniformemente deja una grieta en un lado, y la grieta es el sitio de corrosión. Las caras de junta anular se utilizan en alta clase donde un anillo metálico puede soportar la carga de asiento, y exigen una ranura limpia y sin daños; un rasguño en una ranura anular es una ruta de fuga que ningún par de torsión podrá cerrar.

Tornillería en alta mar

Los espárragos de acero en una atmósfera salina se corroen primero en las roscas, por lo que el conjunto pierde precarga antes de perder resistencia. Los espárragos de titanio resuelven el problema de la corrosión e introducen el agarrotamiento, por lo que un compuesto antidesgaste a base de níquel es la práctica estándar en las roscas de titanio. Sea cual sea el material del espárrago, la unión se reaprieta después del primer ciclo térmico y se inspecciona en cada ventana de mantenimiento, y el valor de par se registra para que la siguiente tripulación apriete la misma unión de la misma manera.

Peso, manipulación y acceso

Con 4,51 gramos por centímetro cúbico, el titanio tiene aproximadamente el 57 por ciento de la densidad del acero, y en una brida ciega esa diferencia se siente al final de una llave en un espacio confinado. Una ciega más ligera es más fácil de colocar, necesita menos soporte temporal y reduce la carga en la boquilla. Para tamaños grandes, la ventaja es menor, porque la ciega es gruesa y los pernos dominan el peso, por lo que los puntos de manipulación y las orejetas de elevación valen la pena especificarlos en el momento del pedido en lugar de improvisar en cubierta.

Inspección y trazabilidad

Cada colada se identifica por PMI, la cara de sellado se comprueba por PT después del mecanizado, y las secciones más gruesas se examinan por UT. Las dimensiones, el acabado de la cara, el espaciado de los agujeros de los pernos y el espesor se registran según B16.5, y un certificado 3.1 según EN 10204 vincula la brida terminada a su número de colada y sus resultados de prueba mecánicos. Los proyectos en alta mar suelen añadir una hoja de datos del material y un informe dimensional a ese paquete, y es más barato acordar la lista de documentos en la consulta que producirla después de que los productos estén embalados.

Pedido de una brida ciega marina

Indique la norma y la clase, el tamaño, la cara, el grado y el servicio: por ejemplo, brida ciega ASME B16.5, NPS 6, Clase 300, cara elevada, Gr7, agua de mar a 85 °C. Añada el material de la tornillería, el requisito de aislamiento, la prueba y el paquete de documentos. Donde la brida estará inmersa durante años, dígalo, porque la inmersión cambia el grado recomendado y el acabado de la superficie, y esas dos decisiones son mucho más baratas de tomar en la cotización que en el muelle.

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