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Información sobre presiones y compatibilidad entre bridas ANSI/ASME de equipos de agua contra incendios UL / FM:
¿Son compatibles las bridas de las cañerías con las bridas del equipo de agua contra incendios certificado UL/FM?
Esta duda se origina porque se usan distintos estándares o tipos de bridas de las tuberías con las bridas de los equipos contra incendios (válvula de diluvio, hidrante anticongelante, válvulas esclusa OS&Y, etc)?). Es habitual que los equipos de extinción de incendios se suministren con bridas conforme a ANSI/ASME B16. 1 class 125 FF ó ANSI/ASME B16.42 class 150 RF, mientras que las cañerías o tuberías de las redes de incendio utilicen bridas ANSI/ASME B16.5 class 150 RF.
¿Cuáles son las dudas respecto a la compatibilidad entre bridas para equipos agua contra incendios?
Las dudas incluyen el acople mecánico entre bridas cara plana FF (Flat Face) con bridas de cara con realce RF (Raised Face), el diámetro exterior de las bridas, los orificios de los bulones o pernos en cantidad, tamaño y posición.
La respuestas es que sí hay compatibilidad mecánica y de presiones entre bridas ANSI/ASME B16.5 #150 RF, ANSI/ASME B16.1 #125 FF y ANSI/ASME B16.42 #150 RF, pero para el ámbito de redes de de agua contra incendios.
Información sobre las distintas presiones:
Es importante considerar la presión de operación (Operating Pressure), la presión de diseño (Design Pressure), la máxima presión de operación permitida (MAWP), la presión de prueba (Test Pressure) y la presión de rotura («BP» Burst Pressure).
La presión de operación se refiere a la presión a la que se espera que el equipo funcione normalmente.
La presión de diseño se refiere a la presión de operación más el exceso de presión que se prevé que el equipo pueda tener durante su operación.
MAWP se refiere a la máxima presión de trabajo que el fabricante indica que el equipo puede soportar.
La presión de prueba es la presión a la que el fabricante prueba el equipo o válvula sin fugas, o con el coeficiente de fuga acordado.
Normalmente, las pruebas no se realizan hasta la rotura y suelen durar poco tiempo. La presión de rotura («BP» Burst Pressure) se refiere a la presión a la que el equipo queda dañado de forma irreversible. Quizás la mayor confusión se presenta entre la presión de diseño y la MAWP; la presión de operación se refiere a la presión normal de trabajo del equipo, mientras que la presión de diseño y la MAWP son valores límites que no deben superarse para garantizar la seguridad del equipo. La presión de prueba es un valor que se utiliza como referencia para evaluar la resistencia del equipo y garantizar su seguridad.
A continuación las presiones ordenadas de menor a mayor:
Presión de operación: presión a la que se espera que el equipo funcione normalmente.
Presión de diseño: presión de operación más el exceso de presión que se prevé que el equipo pueda tener durante su operación.
Presión de prueba: presión a la que el fabricante prueba el equipo o válvula sin fugas, o con el coeficiente de fuga acordado, durante un tiempo acotado.
MAWP: máxima presión de trabajo que el fabricante indica que el equipo puede soportar.
Presión de rotura (BP= Burst Pressure): presión a la que el equipo queda dañado de forma irreversible
Es fundamental entender los conceptos de presión de operación, presión de diseño, MAWP, presión de prueba y presión de rotura para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento del equipo.
Información que suele dar confusión entre presiones de trabajo de equipos de incendio y presiones de bridas:
Es importante notar según cada estándar existen presiones de trabajo máximas que varían con la temperatura.
¿Cuáles son las presiones máximas de trabajo para las bridas ANSI/ASME?
Las presiones máximas de trabajo @ 38ºC (100ºF) son las siguientes:
200 PSI (13,7 bar) @ 38ºC (100ºF) para bridas ANSI/ASME B16.1 #125 (gray iron ASTM A126 Cl B) para diámetros hasta 12″.
500 PSI (34,4 bar) @ 38ºC (100ºF) para bridas ANSI/ASME B16.1 #250 (gray iron ASTM A126 Cl B) en diámetros hasta 12″.
250 PSI (17,2 bar) @ 38ºC (100ºF) para bridas ANSI/ASME B16.42 #150 (ductil iron ASTM A395).
640 PSI (44 bar) @ 38ºC (100ºF) para bridas ANSI/ASME B16.42 #300 (ductil iron ASTM A395).
275 PSI (19 bar) @ 38ºC (100ºF) para bridas ANSI/ASME B16.5 #150 (válido para colado ASTM A216 WCB).
¿Puede un equipo contra incendio de 300 psi, UL Listed 300 psi, usar bridas #125?
Sí. Múltiples fabricantes ofrecen equipos de 300 psi con certificaciones UL/FM con bridas que «técnicamente» no admitirían esas presiones (al menos no para el estándar ANSI de la brida). Mueller, Clow, Viking, Tyco y otros fabricantes proveen equipos con bridas ANSI B16.1, Clase 125, que tienen clasificaciones UL/FM de 250 psi, 300 psi y 350 psi y esto es correcto. La clave está en el estándar o ensayo utilizado para determinar la presión máxima de trabajo. Los ratings para los equipos contra incendios son establecidos por UL y FM y no por el estándar o tipo de brida. Los estándares de bridas son utilizados únicamente para fines de establecer parámetros de diseño y acoplamiento mecánico, (diámetro exterior, tipos de bulones, torques de apriete, medidas, etc.) pero no para considerar valores o parámetros de presiones/temperaturas/materiales requeridos por el estándar ANSI/ASME.
¿Cómo determinan UL/FM la presión de trabajo de un equipo de agua contra incendios?
Tanto UL como FM realizan una prueba de «prueba de diseño», que consta de someter al equipo durante 5 minutos a 4 veces la presión nominal. Respecto de AWWA, para que un equipo cumpla con este estándar debe soportar «al menos una clasificación de presión de 200 psi» y para ello el equipo es probado por UL y FM a 800 psi durante 5 minutos. Si esa prueba es exitosa, la válvula es UL/FM @ 200 psi. Luego, el fabricante puede solicitar a UL y FM que aumenten la presión para lograr un mayor rating de su equipo y por ello la presión se ensayará a 1000 psi por 5 minutos para obtener un equipo de presión de trabajo de 250 psi y luego a 1200 psi de ensayo para un rating de presión de trabajo de 300 psi.
Por tanto, es UL y FM quienes determinan para los equipos contra incendios el rating de un equipo, mediante ensayos específicos de UL y FM.
UL/FM exigen que se utilicen bridas de estándares reconocidos como ANSI/ASME, mientras que PN-16 no es reconocido por UL/FM. Las pruebas UL/FM para válvulas de compuerta o esclusas, estaciones de control y alarma, válvulas de diluvio y otros NO se realizan en agua caliente ni a ninguna otra temperatura que no sea la «temperatura estándar del agua del grifo».
La prueba de UL para tuberías, por ejemplo, indica que el agua tiene una temperatura de 73 °F (22,7 ºC). En caso de agua a mayor temperatura hará que UL reduzca la presión requerida para alcanzar un factor de seguridad de 4:1.
Las clasificaciones de presión de las válvulas UL/FM no se basan en los tipos de brida por estándares ANSI/ASME, se basan en los ensayos de “prueba de diseño con factor de seguridad 4:1” de UL/FM» que se realizan con agua a temperatura ambiente”. Estas pruebas de factor de seguridad 4:1 también se ensayan los pernos, las bridas ciegas y las juntas utilizadas para los conjuntos de prueba.
¿Qué tipo de bridas son compatibles en el ámbito de redes de agua contra incendios?
En el ámbito de redes de agua contra incendios, son compatibles las bridas ANSI/ASME B16.5 #150 RF, ANSI/ASME B16.1 #125 FF y ANSI/ASME B16.42 #150 RF. Las bridas de cara plana FF se pueden acoplar con bridas de cara elevada RF sin comprometer la clasificación de presión.
¿Hay compatibilidad mecánica entre bridas ANSI/ASME B16.5 #150 RF, ANSI/ASME B16.1 #125 FF y ANSI/ASME B16.42 #150 RF en equipos de incendio?
Sí, hay compatibilidad mecánica entre estas bridas pero para el ámbito de redes de agua contra incendios. Las bridas de cara plana FF se pueden acoplar con bridas de cara elevada RF sin comprometer la clasificación de presión.
¿Puede un equipo contra incendio de 300 psi, UL Listed 300 psi, usar bridas #125?
Sí, es posible que un equipo contra incendios con una clasificación de presión de 300 psi, UL Listed 300 psi, pueda usar bridas #125. Aunque no son las bridas recomendadas según el estándar ANSI, existen múltiples fabricantes que ofrecen equipos de 300 psi con certificaciones UL/FM con bridas que técnicamente no admitirían esas presiones.