Variable=Expresion
Introduciendo datos preliminares
FlangeZ supone que el usuario conoce las características geométricas de las piezas que intenta acoplar con la unión bridada, específicamente el espesor de pared y el díametro. También supone que se conocen las condiciones de operacion (Presión-Temperatura) y el material que almacenará/transportará. Lo último llevará al usuario a elegir los materiales de construcción de la brida, empaque y tornillería.
De los datos iniciales se obtendrán los valores de:
- p: La presión de operación (de la línea de tubería, recipiente a presión, etc.).
- B: el diámetro interior corroido de la brida, que es igual al diametro interior de la pieza al término de su vida útil.
- go: para efectos de diseño se considera igual al espesor de pared de la pieza que intenta unir. Importante notar que se solicita el espesor corroído (el que tendrá al término de la vida útil).
- fB: el esfuerzo máximo permisible, del material de construcción de la brida, a la temperatura de diseño (de operación)
- fA: lo mismo que fB, solo que a la temperatura atmosférica (ambiente).
- Sb: el esfuerzo máximo permisible, del material de construcción de la tornillería, a la temperatura de diseño (operación).
- Sa: lo mismo que Sb pero a la temperatura ambiente.
- m: Se obtiene al elegir el empaque. Es la razón del esfuerzo ejercido sobre el empaque y el esfuerzo ejercido por el empaque. Como se observa, es un parámetro relacionado con la tercera ley de Newton.
- y: otra de las propiedades del empaque elegido. Es el esfuerzo mínimo de asentamiento. Recordar que el empaque debe poseer las propiedades mecánicas deseadas a la temperatura de operación. Debe ceder ante el esfuerzo ejercido por la tornillería, plastificarse y luego sellar la unión.
Primer paso: diseñando empaque y tornillería
El siguiente paso es suponer un tipo de brida: libre (losse) ó integral. Esto fijará los estándares que deberán considerarse para dimensionar el resto del diseño, además fijará las ecuaciones a utilizar para comprobarlo.
Eligiendo el tipo de brida, se escoge g1 que deberá estandarizarse en función ya sea de go (un múltiplo del espesor) o de B (una fracción del diámetro). Habrá libertad de elegir este valor dentro de cierto límite. Luego se fijará la altura de la brida h también respetando estándares, ya sea que mantenga una proporción con g1, go ó B.
Los Datos de diseño estarán completos hasta este punto. Se procede a la siguiente etapa de las especificaciones haciendo click en "next".
En este paso se diseña el empaque y la tornillería. Lo primero que debe hacerse es elegir la tornillería luego ingresar los datos:
- db: es el diámetro de la tornillería
- Ar: es el área sobre la cuál el tornillo ejerce el esfuerzo. La tornillería deberá aplicar el esfuerzo sobre un área y en la cantidad necesaria para asentar el empaque, sin representar esfuerzos considerables extras que podrían fracturar la brida.
- Bs: es el espaciamiento mínimo entre tornillos (medido en arco).
- R: la distancia del cubo de la brida al círculo de tornillería. Igualmente está estandarizada y sujeta al las características del tornillo. Esta dimensión deberá permitir introducir la llave ó herramienta para colocar ó retirar los tornillos.
- E: la distancia del centro del tornillo al borde de la brida. También estandarizada.
El programa determinará el área mínima necesaria de aplicación de esfuerzo sobre el empaque. Si se divide esa área, entre la proporcionada por cada tornillo, se obtiene el número teórico de tornillos. Ese número servirá de base para elegir la cantidad final. Lo que sigue es escoger una opción de la lista desplegable "Number of bolts Nb" para determinar cómo obtener esto.
- Ask: preguntar al usuario
- next integer>theorical: elegir el próximo entero superior al número teórico
- next integer pair>theorical: elegir el próximo entero par, mayor que el número teórico
- next integer multiple of 4>theorical: elegir el próximo entero, múltiplo de 4, mayor que el teórico.
A continuación se elige el ancho del empaque (N). Luego, dependiendo del empaque se calcula bo (que es función de N) y se ingresa su valor, se hace lo mismo con G.
Antes de avanzar al paso siguiente se deberá comprobar el diseño haciendo click en "Calculate".
Las tres condiciones enumeradas en "Results" deberán cumplirse. Indicándose en color verde las condiciones satisfactorias y en rojo las que no aprobaron.
Aunque, de no cumplirse alguna se tiene opción de continuar el diseño, hay que rectificar como sigue:
- Si el tipo de brida no es correcto habrá que elegir otro e iniciar desde el paso posterior a la introducción de datos preliminares.
- Si el ancho del empaque (N) no es mayor que el mínimo, habrá que aumentarlo
- Si la desviación del diámetro óptimo de tornillería es mayor a la máxima tolerada (DevC) habrá que aumentar el rango de tolerancia ó elegir otro diámetro de tornillería e ingresar sus datos de diseño asociados (es mejor hacer lo segundo).
Segundo paso: obteniendo espesor de brida
Se prueba con diferentes medidas hasta que se cumplan las cuatro condiciones enumeradas en "Results".
Una vez que el diseño esté completo y aprobado el cuadro "Design results", en el panel izquiero, mostrará la marca "Comprobado" (palomita). Conviene guardar el archivo yendo al menú "File-Save".