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UNE-ENV 1591-2normaespañolaexperimental

Noviembre 2002

TÍTULO Bridas y sus uniones

Reglas de diseño de las uniones de bridas circulares con juntade estanquidad

Parte 2: Parámetros de la junta de estanquidad

Flanges and their joints. Design rules for gasketed circular flange connections. Part 2: Gasket parameters.

Brides et leurs assemblages. Règles de calcul des assemblages à brides circulaires avec joint. Partie 2:Paramètres de joint.

CORRESPONDENCIA Esta norma experimental es la versión oficial, en español, de la Norma EuropeaExperimental ENV 1591-2 de junio de 2001.

OBSERVACIONES

ANTECEDENTES Esta norma experimental ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 19Tuberías de Fundición, Grifería, Valvulería y Accesorios de Materiales Metálicoscuya Secretaría desempeña AGRIVAL.

Editada e impresa por AENORDepósito legal: M 48976:2002

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

12 Páginas

© AENOR 2002Reproducción prohibida

C Génova, 628004 MADRID-España

Teléfono 91 432 60 00Fax 91 310 40 32

Grupo 10

AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A SEDIGAS

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S


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NORMA EUROPEA EXPERIMENTALEUROPEAN PRESTANDARDPRÉNORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE VORNORM

ENV 1591-2Junio 2001

ICS 23.040.60

Versión en español

Bridas y sus unionesReglas de diseño de las uniones de bridas circulares con junta de estanquidadParte 2: Parámetros de la junta de estanquidad

Flanges and their joints. Design rules forgasketed circular flange connections.Part 2: Gasket parameters.

Brides et leurs assemblages. Règles decalcul des assemblages à brides circulairesavec joint. Partie 2: Paramètres de joint.

Flansche und ihre Verbindungen. Regelnfür die Auslegung vonFlanschverbindungen mit rundenFlanschen und Dichtung.Teil 2: Dichtungskennwerte.

Esta norma europea experimental (ENV) ha sido aprobada por CEN el 2001-05-10 como una norma experimental parasu aplicación provisional. El período de validez de esta norma ENV está limitado inicialmente a tres años. Pasados dosaños, los miembros de CEN enviarán sus comentarios, en particular sobre la posible conversión de la norma ENV ennorma europea (EN).

Los miembros de CEN deberán anunciar la existencia de esta norma ENV utilizando el mismo procedimiento que parauna norma EN y hacer que esta norma ENV esté disponible rápidamente y en la forma apropiada a nivel nacional. Sepermite mantener (en paralelo con la norma ENV) las normas nacionales que estén en contradicción con la norma ENVhasta que se adopte la decisión final sobre la posible conversión de la norma ENV en norma EN.

Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria,Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos,Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

CENCOMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN

European Committee for StandardizationComité Européen de NormalisationEuropäisches Komitee für Normung

SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles

© 2001 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.


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ENV 1591-2:2001 - 4 -

ÍNDICE

Página

ANTECEDENTES............................................................................................................................ 5

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ...................................................................... 6

2 SÍMBOLOS Y ECUACIONES....................................................................................... 6

3 PROPIEDADES DE LAS JUNTAS DE ESTANQUIDAD........................................... 7


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- 5 - ENV 1591-2:2001

ANTECEDENTES

Esta norma europea experimental (ENV) ha sido elaborada por el Comité Técnico CEN/TC 74 Bridas ysus uniones, cuya Secretaría desempeña DIN.

La Norma EN 1591 está compuesta por dos partes:

− EN 1591-1 − Bridas y sus uniones. Reglas de diseño de las uniones de bridas circulares con juntas deestanquidad. Parte 1: Método de Cálculo.

− ENV 1591-2 − Bridas y sus uniones. Reglas de diseño de las uniones de bridas circulares con juntasde estanquidad. Parte 2: Parámetros de las juntas de estanquidad.

El CEN/TC 74 ha decido publicar en este documento, como una norma experimental independiente, losparámetros de las juntas de estanquidad dados en un anexo informativo del proyecto de Norma

prEN 1591:1994.Los valores dados en esta norma europea experimental están basados en mediciones, en la experiencia oen estimaciones. Aunque actualmente se considere como la mejor información disponible para materialesgenéricos, estos valores se facilitan únicamente como directrices generales.

De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a anunciar esta normaeuropea experimental los organismos de normalización de los siguientes países: Alemania Austria,Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega,Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.


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ENV 1591-2:2001 - 6 -

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma europea experimental especifica las características de las juntas de estanquidad que se utilizan en la Norma

EN 1591-1.

ADVERTENCIA: Se aconseja al lector que obtenga los parámetros de las juntas de estanquidad a través delsuministrador para utilizar el método de cálculo indicado en la Norma EN 1591-1. Cuando esto no sea posible, sepueden utilizar los valores indicados en esta norma. Si esto sucede, el lector debería asegurarse de que se usa la últimaversión de la norma. En caso de duda, se puede contactar con un miembro nacional del CEN.

2 SÍMBOLOS Y ECUACIONES

Los números de las ecuaciones en cursiva, son los que se utilizan en la parte 1 de esta norma. Los números queaparecen entre paréntesis, indican que la ecuación aparece aquí en una forma modificada.

En los parámetros con dimensión, ésta se muestra entre corchetes. En los parámetros adimensionales, no existe ningunaindicación.

E G Módulo de elasticidad de la junta sin compresión para I = 0 [MPa].

E 0 Valor de E G con tensión de compresión nula Q0, extrapolado a partir de los valores E G medidos [MPa].

K 1 Coeficiente que determina la tasa de variación de E G con la tensión de compresión.

NOTA 1 −Se supone que E G varía linealmente con la compresión máxima a la cual se ha sometido previamente la junta de estanquidad, que esnormalmente la tensión de montaje (es decir, situación de carga I = 0).

E G = E 0 + K 1 x Q0 (1)

NOTA 2 −La medición de E G se realiza a lo largo del arco comprendido entre los puntos representativos de las tensiones de compresión Q = Q0 yQ = 0,3 x Q0, en una curva tensión/deformación de la junta de estanquidad obtenida sin carga.

gc Factor de fluencia de la junta de estanquidad.

NOTA 3 −Este es un factor empírico que corrige el módulo E G, para tener en cuenta, aproximadamente, cualquier desplazamiento adicional U Gdebido a la fluencia de la junta (gc > 1). Se define como:

gc = U G(t=0) /U G(t!°°) (2)

y se aplica del siguiente modo:

E G(incluyendo fluencia) = gc x E G(excluyendo fluencia) (3)

NOTA 4 −Para las mediciones de U G(t!°°) se admiten períodos de tiempo como 1 000 h.

I Designa la condición de carga:

I = 0 es la condición de montaje;

I = 1, 2, ... son condiciones ulteriores, incluyendo el ensayo hidráulico y todas las condiciones de servicio que pudieranser significativas

QI Compresión media efectiva que se requiere en la junta en la condición de carga I, [MPa]

Qmáx. Compresión máxima admisible por el material de la junta de estanquidad, [MPa]

Qmín. Compresión mínima necesaria en la junta de estanquidad en la condición de montaje (I = 0) [MPa]


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- 7 - ENV 1591-2:2001

NOTA 5 −Estos dos parámetros (Qmáx. y Qmín.) definen un rango de tensiones de compresión entre los cuales la junta presenta un comportamientohomogéneo y fiable. Por debajo del límite inferior Qmín., el ratio de estanquidad puede ser anormalmente elevado y variable, por encima dellímite superior Qmáx. diversas propiedades de la junta de estanquidad pueden ser anormales y la junta puede sufrir un daño irreversible. Si

las fórmulas empíricas se ajustan a las propiedades de la junta de estanquidad (por ejemplo las curvas esfuerzo/deformación ocompresión/estanquidad), el rango de valores entre Qmín. y Qmáx. define los límites de validez de las fórmulas.

NOTA 6 −Los valores de Qmáx. y son independientes de las dimensiones de la junta de estanquidad y se pueden obtener, de forma aproximada, delsiguiente modo:

Qmáx. y = Qmáx. ref /{1 + c1 · (bg /eg)ref } (4a))

Los valores de Qmáx. dependen de las dimensiones de la junta aproximadamente como sigue:

Qmáx. = Qmáx. ref [1 + c1 · (bG /eG)real}/{1 + c1 · (bG /eG)ref } (4b))

donde

− c1 es una constante numérica para un tipo de junta de estanquidad. c1 = 1/20 es un valor típico para las juntas realizadas con fibras

aglomeradas. Para aquellas juntas en las que no hay ningún valor disponible, se puede utilizar c1 = 0; y

− Qmáx, ref es el valor medido de Qmáx. para una junta con una anchura radial (bG)ref y con un espesor axial (eG)ref . El tamaño de referencia para una junta realizada con fibras aglomeradas es de 90 mm de diámetro exterior x 50 mm de diámetro interior x 2 mm de espesor. Qmáx., ref

incluye los márgenes de seguridad que son los mismos para todas las condiciones de carga.

NOTA 7 −El parámetro Qmín. sirve, en parte, para los mismos objetivos que “y” en los Códigos de diseño ASME y relacionados (incluyendo loscódigos BS 5 500 y CODAP) pero se diferencia en lo siguiente:

a) debido a que la anchura efectiva de la junta no se calcula del mismo modo en el Código ASME y en esta norma, el valor de Qmín. no esel mismo que el de y;

b) Qmín. también se utiliza para definir el límite inferior de validez de las fórmulas empíricas cuando se utilizan para calcular laspropiedades de la junta de estanquidad.

NOTA 8 −Qmín. se utiliza para definir un valor mínimo absoluto para la fuerza ejercida en la junta durante el montaje, F G0 mín..

F G0 mín. = AGe x Qmín. (véase la ecuación 49) (5)

donde AGe es el área efectiva de la junta de estanquidad y tiene en cuenta cualquier reducción en la anchura de la junta debida a la rotación de la bridaen el montaje. La fuerza necesaria a ejercer sobre la junta en el montaje, debe cumplir la siguiente condición:

F G0 req " F G0 mín. (véase la ecuación 52) (6)

La ecuación 49 es, de hecho, una definición de Qmín..

3 PROPIEDADES DE LAS JUNTAS DE ESTANQUIDAD

En las tablas 1 a 6, los datos en negrita se han deducido recientemente mientras que el resto de datos proviene dedocumentos anteriores.

Para estos tipos de datos, los valores tabulados de QI / P corresponden a una tasa de fugas de nitrógeno gaseoso de1 ml/min (a presión y temperatura estándar) y a una presión de P = 40 bar, con un diámetro exterior de junta deestanquidad d G0 = 90 mm, y con un diámetro interior de junta d Gi = 50 mm.

NOTA − Existen sólo unos pocos tipos de juntas de estanquidad para los cuales se han medido los coeficientes de dilatación térmica, y por lo tanto,no se ha incluido ninguno en las tablas 1 a 6. En aquellos casos en los que el coeficiente de dilatación térmica no está disponible, sedebería utilizar en el cálculo el valor del coeficiente del material de la junta.


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ENV 1591-2:2001 - 8 -

Tabla 1Juntas de estanquidad planas no-metálicas (blandas) y juntas de estanquidad planas con insertos metálicos

Tipos y materiales de juntas T

ºCQmín.

MPaQmáx. ref

MPa E0

MPa K 1Q

P

1 gc

Cauchoa 0...60100150

0,5−

−

281812

200200200

101010

0,90,90,9

0,90,90,9

PTFE 0...20100200

10−

−

503520

600500400

202020

1,31,31,3

0,90,70,5

PTFE expandido 0...20100200

12−−−−

−−−−

150150150

5001 5002 500

403530

1,31,31,3

10,90,8

Grafito expandido sin inserto

metálico

0...20

100200300

10−−−−

−−−−

−−−−

100

1009590

1

111

26

262626

1,3

1,31,31,3

1,0

1,01,01,0

Grafito expandido con insertometálico perforado

0...20100200300

15−−−−

−−−−

−−−−

150145140130

1111

31313131

1,31,31,31,3

1,01,01,01,0

Grafito expandido con insertometálico plano adhesivo

0...20100200300

10−−−−

−−−−

−−−−

100908070

1111

28282828

1,31,31,31,3

0,90,90,90,9

Grafito expandido con hojas

metálicas laminadas con resistenciaa tensiones elevadas

0...20

100200300

15

−−−−

−−−−

−−−−

270

250230210

1

111

33

333333

1,3

1,31,31,3

1,0

1,01,01,0

Fibra sin amianto y con aglomeranteeG > 1 mm

0...20100200

40−

−

1009070

500500500

202020

1,61,61,6

−

−

−

Fibra sin amianto y con aglomeranteeG " # mm

0...20100200

35−

−

807060

500500500

202020

1,61,61,6

−

−

−a El espesor de la junta eG utilizado en el cálculo, debe ser el espesor bajo carga y las bridas deben ser con cara con resalte.

NOTA − Un guión indica que no existe ningún valor disponible.


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- 9 - ENV 1591-2:2001

Tabla 2Juntas de estanquidad planas estriadas de acero, con revestimiento blando en ambos lados


ºCQmín.

MPaQmáx. ref

MPa E0

MPa K 1Q

P

1 gc

Acero dulce con revestimiento PTFE 0...20100200300

10−

−

−

350330290250

16 00016 00016 00016 000

−

−

−

−

1,31,31,31,3

0,90,80,70,6

Acero inoxidable con revestimientoPTFE

0...20100200300

10−

−

−

500480450420

16 00016 00016 00016 000

−

−

−

−

1,31,31,31,3

0,90,80,70,6

Acero dulce con revestimiento degrafito

0...20100

200300

15−

−

−

350330

290250

16 00016 000

16 00016 000

−

−

−

−

1,31,3

1,31,3

1,01,0

1,01,0

Acero de baja aleación resistente atemperaturas elevadas conrevestimiento de grafito

0...20100200300

15−

−

−

400390360320

16 00016 00016 00016 000

−

−

−

−

1,31,31,31,3

1,01,01,01,0

Acero inoxidable con revestimientode grafito

0...20100200300

15−

−

−

500480450420

16 00016 00016 00016 000

−

−

−

−

1,31,31,31,3

1,01,01,01,0

Acero inoxidable resistente atemperaturas elevadas con

revestimiento de plata

0...20100

200300400500600

125−

−−

−

−

−

600570

540500460400250

20 00020 000

20 00020 00020 00020 00020 000

−

−

−−

−

−

−

1,81,8

1,81,81,81,81,8

1,01,0

1,01,01,00,90,8

NOTA − Un guión indica que no hay ningún valor disponible.


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ENV 1591-2:2001 - 10 -

Tabla 3Juntas de estanquidad espirales con guarnición blanda


ºCQmín.

MPaQmáx. ref

MPa E0

MPa K 1Q

P

1 gc

Guarnición PTFE con anillo externode refuerzo

0...20100200300

20−

−

−

110100 90 80

6 000 6 000 6 000 6 000

−

−

−

−

1,61,61,61,6

0,90,80,70,6

Guarnición PTFE con anillo derefuerzo interno y externo

0...20100200300

20−

−

−

180170160150

6 000 6 000 6 000 6 000

−

−

−

−

1,61,61,61,6

0,90,80,70,6

Guarnición de grafito con anilloexterno de refuerzo

0...20100

200300

20−

−

−

110110

100 90

8 000 8 000

8 000 8 000

−

−

−

−

1,61,6

1,61,6

1,01,0

1,01,0

Guarnición de grafito con anillo derefuerzo interno y externo

0...20100200300

50−

−

−

300280250220

10 00010 00010 00010 000

−

−

−

−

1,61,61,61,6

1,01,01,01,0

NOTA 1 − Un guión indica que no hay ningún valor disponible.

NOTA 2 − La filosofía actual es utilizar dos anillos, interior y exterior.


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- 11 - ENV 1591-2:2001

Tabla 4Juntas de estanquidad de metal sólido


ºCQmín.

MPaQmáx. ref

MPa E0

MPa K 1Q

P

1 gc

Aluminio (Al) (recocido) 0...20100200

(300)

50−

−

−

100 85 60 20

70 000 65 000 60 000 50 000

0000

2,02,02,02,0

1,00,90,80,7

Cobre (Cu) o latón (recocido) 0...20100200300

(400)

100−

−

−

−

210190155110 50

115 000110 000105 000 95 000 85 000

00000

2,02,02,02,02,0

1,01,01,00,90,7

Hierro dulce (Fe) 0...20

100200300400

(500)

175−

−

−

−

−

380

340280220160100

210 000

205 000195 000185 000175 000165 000

0

00000

2,0

2,02,02,02,02,0

1,0

1,01,01,00,90,7

Acero dulce 0...20100200300400

(500)

200−

−

−

−

−

440410360300220140

210 000205 000195 000185 000175 000165 000

000000

2,02,02,02,02,02,0

1,01,01,01,00,90,7

Acero de baja aleación, resistente a

temperaturas elevadas

0...20

100200300400500

225

−−

−

−

−

495

490460420370310

210 000

205 000195 000185 000175 000165 000

0

00000

2,0

2,02,02,02,02,0

1,0

1,01,01,01,00,9

Acero inoxidable 0...20100200300400500

(600)

250−

−

−

−

−

−

550525495460425370300

200 000195 000188 000180 000170 000160 000150 000

0000000

2,02,02,02,02,02,02,0

1,01,01,01,00,90,80,7

Acero inoxidable resistente atemperaturas elevadas 0...20100200300400500600

300−−

−

−

−

−

660630600560510445360

210 000205 000200 000194 000188 000180 000170 000

0000000

2,02,02,02,02,02,02,0

1,01,01,01,01,00,90,8

NOTA − Un guión indica que no hay ningún valor disponible.


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ENV 1591-2:2001 - 12 -

Tabla 5Juntas de estanquidad con envolvente metálica revestida

Tipos y materiales de juntas T ºC

Qmín.MPa

Qmáx. ref MPa

E0MPa K 1 Q

P1 gc

Envolvente de hierro dulce o acerocon guarnición de grafito yrevestimiento

0...20100200300400

(500)

20−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

300300300300300300

111111

484848484848

1,31,31,31,31,31,3

1,01,01,01,01,01,0

Envolvente de acero de bajaaleación (4% a 6% de cromo) o deacero inoxidable con guarnición degrafito y revestimiento

0...20100200300

400500

20−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

300300300300

300300

1111

11

48484848

4848

1,31,31,31,3

1,31,3

1,01,01,01,0

1,01,0Envolvente de acero inoxidable conguarnición PTFE y revestimiento

0...20100200

(300)

10−−−−

−−−−

−−−−

150150150150

1111

69696969

1,31,31,31,3

1,00,90,80,7

Envolvente de aleación de níquelcon guarnición PTFE expandido yrevestimiento

0...20100200

(300)

10−−−−

−−−−

−−−−

150150150150

1111

69696969

1,31,31,31,3

1,00,90,80,7


Tabla 6Juntas de estanquidad con envolvente metálica


ºCQmín.

MPaQmáx. ref

MPa E0

MPa K 1Q

P

1 gc

Envolvente de aluminio recocido conguarnición de grafito

0...20100200

(300)

50−

−

−

135120 90 60

500 8001 1001 400

25252525

1,61,61,61,6

1,01,01,01,0

Envolvente de cobre o latón(recocido) con guarnición de grafito

0...20100200300

(400)

60−

−

−

−

150140130120

100

600 9001 2001 500

1 800

25252525

25

1,81,81,81,8

1,8

1,01,01,01,0

1,0Envolvente de hierro dulce o acerocon guarnición de grafito

0...20100200300400

(500)

80−

−

−

−

−

180170160150140120

8001 1001 4001 7002 0002 300

252525252525

2,02,02,02,02,02,0

1,01,01,01,01,01,0

Envolvente en acero de baja aleación(4% a 6% de cromo) o de aceroinoxidable con guarnición de grafito

0...20100200300400500

100−

−

−

−

−

250240220200180140

8001 1001 4001 7002 0002 300

252525252525

2,22,22,22,22,22,2

1,01,01,01,01,01,0



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n


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