Acoplamiento de tubería vs. unión: ¿Qué tipo de junta necesitas realme | EAGLE

Ambos son dispositivos utilizados para conectar dos tramos de tubería, pero la distinción entre ellos no depende de las normas de codificación. Al igual que un casquillo, una unión se instala para que la tubería pueda alargarse o repararse. Sin embargo, mientras que los casquillos están destinados a realizar juntas permanentes, las uniones están diseñadas para permitir la conexión futura de equipos. Las uniones permiten retirar válvulas, bombas, filtros y medidores de la tubería sin cortar ni desenroscar nada. Hágase una pregunta al elegir: ¿tendrá que desmontarse la unión en el futuro?

Respuesta corta: si desea conectar dos tuberías, los casquillos son solo un accesorio para completar el trabajo. Un casquillo le permitirá crear un tramo único y continuo de tubería. Para desmontarlo, deberá girar la tubería o cortarla, lo que puede ser una opción más sencilla. Sin embargo, las uniones son diferentes porque se utilizan en situaciones en las que la tubería debe desmontarse para su mantenimiento. Constan de tres partes: dos extremos y una tuerca que puede separarse en el asiento sin girar las tuberías. Los casquillos se presentan en varias formas, incluidas las opciones roscadas, de encaje, de soldadura a tope y ranuradas. Las uniones están disponibles en forma roscada o de encaje, que generalmente se encuentra dentro del tamaño NPS de 1/8 a 4 pulgadas.

Contenidos

La diferencia en una frase
Casquillos: la junta permanente
Uniones: la junta mantenible
Normas, clasificaciones y tabla comparativa
Dónde corresponde cada uno
Dimensionamiento, materiales y coste
Preguntas frecuentes
Referencias
Conclusión

La diferencia en una frase

Cuando se observan de cerca, las dos conexiones están destinadas a resolver problemas diferentes.

Casquillo: se utiliza para conectar tubería con tubería o tubería con accesorios. Por lo tanto, su función es que el funcionamiento de la tubería sea continuo. Esto significa que, una vez realizada la conexión, el funcionamiento de la tubería será continuo.
Unión: su propósito es permitir la conexión y desconexión de la parte del sistema que se desea intervenir. Por lo tanto, su función es facilitar el acceso.

Ninguna de las dos piezas está determinada por una normativa, algo importante de aclarar porque esta pregunta surge a menudo. En las normas de tuberías, no tiene importancia determinar si se utilizó un casquillo o una unión. Lo que importa es que la pieza pueda soportar la presión y que el accesorio esté lo suficientemente accesible para su mantenimiento.

La prueba práctica utilizada para este proceso incluye el funcionamiento de las operaciones mecánicas. Para conectar dos tuberías con un casquillo roscado, habrá que girar las tuberías o el casquillo. De este modo, para desmontar la junta en el sentido contrario se requerirá la misma operación, mientras que si es necesario desmontar la junta, habrá que cortar las tuberías. Las uniones funcionan de tal manera que la tuerca puede girarse por un lado y ambas tuberías permanecen en su lugar.

Casquillos: la junta permanente

Un casquillo puede definirse como un tramo corto de tubería que puede ser roscado o soldado, y cuyo tamaño se adapta a la aplicación. Los tipos varían y se adaptan a diferentes técnicas de unión.

Casquillo roscado. Viene con roscas según ASME B1.20.1, que regula las roscas de tubería de uso general. El sellado se realiza con la ayuda de la rosca, así como de un sellador o cinta. Es rápido y fácil de mantener con una llave, y se utiliza en pequeñas redes de distribución.
Casquillo de soldadura de encaje. Este casquillo tiene extremos de tubería que se introducen en un encaje y se sueldan mediante soldadura de filete. Según la normativa ASME B16.11, la tubería debe introducirse completamente en el encaje, dejando un pequeño espacio de unos 1,6 mm entre el extremo de la tubería y el fondo del encaje; de lo contrario, existe el riesgo de dañar la soldadura.
Casquillo de soldadura a tope. Este casquillo se fabrica según la normativa ASME B16.9 y tiene extremos de tubería que encajan perfectamente con la pared de la tubería, lo que convierte esta soldadura en una de penetración completa. Este tipo de casquillo es el más resistente y el que ofrece mayor seguridad contra fugas.
Casquillo ranurado y mecánico. Este tipo de casquillo se fabrica con extremos de tubería ranurados por rodillos y una carcasa con una junta. Este tipo permite una instalación rápida y cierta posibilidad de deflexión, lo que lo hace popular para la protección contra incendios y grandes redes de distribución.
Casquillos de compresión y de deslizamiento. Estos casquillos se utilizan a menudo en sistemas de plástico y cobre. El casquillo de deslizamiento se utiliza para fijar la parte dañada de la tubería.
Casquillo reductor. Este casquillo permite unir dos tramos de diferentes diámetros.

En caso de que el casquillo deba instalarse en una tubería larga, se deben considerar los casquillos soldados; si la tubería es de pequeño diámetro y debe desmontarse durante las obras de puesta en marcha o mantenimiento.Vale la pena conocer una variante específica porque aparece en todo trabajo de instalaciones de edificios: el casquillo mecánico utilizado para unir una línea sin soldarla ni roscarla, tal como se explica en esta explicación de qué es un casquillo de junta solapada y dónde se utiliza en tuberías de agua por exactamente esa razón.

Uniones: la junta mantenible

Una unión consta de tres partes: un conector macho, un conector hembra y una tuerca que une los dos conectores y los presiona contra un asiento. Cada conector tiene roscas o una soldadura de encaje que lo conecta a su respectiva tubería, mientras que la instalación de la tuerca se realiza después de deslizarla sobre el conector macho. Al girar la tuerca, esta aprieta los dos conectores y los presiona contra el asiento.

Para desmontar una unión, hay que aflojar la tuerca, lo que provoca la separación de los conectores. Las tuberías no giran y no hay que realizar ninguna operación en los conectores ni en las tuberías. Eso es lo que hace que la unión sea tan eficiente, y por eso las uniones de ese tipo se utilizan siempre en esas posiciones:

Cerca de válvulas de control: para poder reemplazar y mantener la válvula fácilmente sin cortar la línea de tubería.
Antes de filtros y depuradores: porque esas piezas deben limpiarse regularmente.
Antes de instrumentos de medición: ya que los instrumentos deben enviarse para su calibración.
Antes de cualquier tipo de maquinaria, incluidas las bombas pequeñas, para futuros reemplazos o reparaciones.
Antes de puntos de muestreo: ya que se utilizan solo ocasionalmente.
Al establecer una conexión entre dos partes rígidas: esto permite realizar la última conexión sin tener que ajustar su rotación.

El diseño del asiento es lo que determina las capacidades de una unión. El asiento de contacto metal-metal cónico se considera el estándar de la industria como asiento para tuberías de proceso porque no requiere ningún elastómero para funcionar correctamente y puede operar en condiciones criogénicas hasta aproximadamente 500 grados Celsius, dependiendo del material utilizado. El asiento de cara plana es otro uso de alta resistencia del principio de contacto metal-metal para servicios de baja presión. El asiento con junta tórica es eficaz para evitar fugas cuando se utilizan fluidos limpios, aire o agua, pero presenta limitaciones relacionadas con el rango de temperatura de aplicación del elastómero, por lo que no puede utilizarse en caso de vapor.

Las dimensiones y la clasificación se pueden encontrar en la norma ASME número B16.11, que especifica el uso de accesorios forjados, incluidas las uniones, desde NPS 1/8 hasta NPS 4 en las clases habituales 2000, 3000 y 6000. La norma MSS SP-83 trata sobre las uniones roscadas y de soldadura de encaje de la clase 3000, mientras que la norma MSS SP-114 trata sobre juntas resistentes a la corrosión en las clases 150 y 1000. Cuando superamos NPS 4, la opción práctica cambia, ya que las bridas se convierten en la forma definitiva de desconectar las conexiones de tubería, por lo que rara vez se verán uniones en tuberías de mayor tamaño.

En los sistemas higiénicos, el mismo problema se resuelve con una familia de accesorios diferente. Una junta de abrazadera sanitaria le ofrece la desconectabilidad de una unión sin roscas en la trayectoria del producto y con una junta que puede reemplazarse en segundos, lo que la hace adecuada para la limpieza in situ (CIP) y para las secciones asépticas de un proceso: la construcción y el rango de tamaños se detallan en esta explicación de qué es un accesorio tri-clamp y cómo se fabrica la junta.

Normas y clasificaciones de presión

Ninguno de los dos accesorios puede especificarse por su apariencia, por lo que la norma que respalda a cada uno es la especificación.

Característica	Casquillo	Unión
Propósito principal	Alargar o reparar un tramo de tubería	Unir tuberías en un punto que debe abrirse de nuevo
Componentes	Una pieza	Tres piezas: dos extremos más una tuerca
Desmontaje	Girar la tubería o cortar la junta	Aflojar la tuerca
Rotación de tubería requerida	Sí para roscados, no para soldados	No
Tipos de extremos	Roscados, soldadura de encaje, soldadura a tope, ranurados, compresión	Roscados, soldadura de encaje
Rango de tamaño típico	NPS 1/8 en adelante; grandes tamaños disponibles	NPS 1/8 a NPS 4 según ASME B16.11
Sellado	Sellador de roscas, soldadura o junta	Junta de contacto metal-metal, cara plana o junta tórica
Clases de presión	Clase 150 / 300 / 3000# / 6000# según el tipo	2000#, 3000#, 6000#
Coste relativo	Menor	Mayor: tres componentes y un asiento mecanizado
Más adecuado para	Tramos largos ininterrumpidos, alta presión, líneas enterradas	Puntos de acceso, presión baja a media, pequeño diámetro

Las normas de roscado son tan importantes como las normas de los accesorios. Las roscas de tubería de uso general se incluyen en la norma ASME B1.20.1. Las especificaciones de los extremos de soldadura provienen de ASME B16.11 (accesorios forjados) para la forma de los accesorios forjados y de ASME B16.9 (accesorios de soldadura a tope) para la forma de los accesorios de soldadura a tope. Los materiales siguen la misma regla general, como ASTM A105 (acero al carbono), A182 F304 y F316 (acero inoxidable), y A182 F11 y F22 (aleación). Los requisitos de preparación, inspección y documentación de las soldaduras de esas juntas se cubren en esta guía de directrices para accesorios de soldadura de acero inoxidable, lo cual es importante porque en cualquier casquillo de extremo soldado, la calidad de la junta es el punto débil del accesorio, no el accesorio en sí.

Dónde corresponde cada uno

Cuatro reglas básicas guían la mayoría de las decisiones.

Tramos largos: casquillos. Una línea de tubería se entrega en tramos de 6 m o 20 pies, por lo que un tramo de longitud considerable tendrá automáticamente casquillos. El procedimiento debe ser utilizar la menor cantidad posible de casquillos y colocarlos en ubicaciones que puedan inspeccionarse fácilmente.
Cualquier cosa que requiera mantenimiento: uniones. La única regla aquí es sencilla: si el componente se va a retirar en algún momento, debe tener uniones en ambos extremos. Si se necesita una adaptación posterior, es extremadamente costoso.
Ensamblajes rígidos que se unen: uniones. Cuando dos o más tramos prefabricados deben conectarse en el sitio sin la opción de girar ninguna de las tuberías, una unión suele ser la única forma de conectar los dos extremos.
Alta presión, alta temperatura, carga cíclica o subterránea: casquillos soldados. Una unión es una junta mecánica con un asiento y una tuerca, lo que representa un punto de posible fuga. Cuando está claro que no hay necesidad de abrir una junta y las consecuencias de una fuga son graves, una conexión soldada es indispensable.

La misma lógica se aplica a los servicios que no son de proceso. El aire comprimido, el nitrógeno y las líneas de instrumentos suelen utilizar uniones en el punto de uso porque los equipos se reemplazan; los accesorios y el razonamiento detrás de ellos se detallan en esta guía de compra del adaptador utilizado para conectar aire comprimido a un accesorio de abrazadera, donde el objetivo principal es una junta de liberación rápida en la herramienta. Y en las plantas higiénicas, la decisión equivalente es entre una soldadura a tope permanente, una junta de abrazadera para cualquier cosa que se abra para su limpieza y una unión donde una conexión de servicio se encuentra con un equipo de proceso.

Dimensionamiento, materiales y coste

El dimensionamiento de los casquillos se centra principalmente en la tubería, lo que incluye dimensiones nominales idénticas, programaciones complementarias para extremos soldados y formas de rosca paralelizables para extremos conectados. En el caso de las uniones, además del requisito de acceso a la tuerca con una llave, existe una restricción adicional. Se refiere a la instalación de la unión muy cerca de una pared o detrás del cuerpo de la válvula: nadie podría desenroscarla y, si alguien lo lograra, la tuerca fallaría durante el intento.

El material restante siempre depende del fluido, no del coste.El acero inoxidable es para aplicaciones higiénicas, corrosivas y de procesos limpios, y la decisión entre 304 y 316 es una cuestión de corrosión más que de calidad: el contenido de molibdeno del 316 es lo que proporciona resistencia a los cloruros, y esa diferencia se explora en esta comparación de cómo difieren el acero inoxidable 304 y 316 en rendimiento y aplicación. Los aceros aleados como F11 y F22 son para servicios de alta temperatura y alta presión.

Los precios indicativos para la planificación en lugar de para cotizar:

Conectar las tuberías de acero al carbono con roscas le costará entre 2 y 15 dólares, dependiendo de su tamaño.
Conectar utilizando tuberías de acero inoxidable clase 150 tendrá un precio de entre 5 y 40 dólares.
La conexión de soldadura a tope de pequeño diámetro le costará entre 5 y 30 dólares.
La conexión forjada (utilizar rosca o soldadura de encaje) irá de 15 a 120 dólares, dependiendo del tamaño, el tipo y el material.
La conexión sanitaria consta de un casquillo, una junta y una abrazadera, cuyo coste será de entre 8 y 40 dólares.

En el caso de la unión, el precio es de tres a cinco veces superior al de la tubería equivalente, pero ese precio más alto ofrece solo una ventaja: la posibilidad de desmontar la conexión. En los casos en que se necesita, ofrece el mejor resultado en la planificación del mantenimiento de todo el proyecto, mientras que en otros casos parece crear una conexión mecánica innecesaria que puede presentar fugas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la principal diferencia entre un casquillo de tubería y una unión?

Un casquillo conecta dos tramos de tubería para alargar un tramo o realizar reparaciones. Un casquillo es un accesorio que casi nunca se retira. Para desmontar un casquillo, hay que girar las tuberías o cortar toda la junta. En cambio, una unión se utiliza para conectar dos tuberías en un punto que debe someterse a mantenimiento. La unión consta de tres partes (dos extremos y una tuerca) y permite separar cualquiera de las dos tuberías sin girarla. Hay casquillos a lo largo del tramo y uniones cerca de válvulas, depuradores y otros materiales.

¿Se puede utilizar una unión en lugar de un casquillo?

Hay casos en los que se puede utilizar una unión deliberadamente para asegurarse de que cualquier junta en tramos largos permanezca operativa. Hay dos puntos que deben tenerse en cuenta en cuanto a las uniones. Son más costosas y las conexiones adicionales las hacen propensas a las fugas. Otro punto a tener en cuenta es que una unión solo cumpliría su propósito si hay espacio suficiente para su uso.

¿Cuál es más resistente, un casquillo o una unión?

Un casquillo soldado es más duradero. Un casquillo de soldadura a tope que cumpla con las normas de ASME B16.9 y que se suelde de forma similar a la tubería del casquillo producirá una junta cuya resistencia sea igual a la de la tubería. Esta es la razón por la que se recomiendan casquillos soldados para aplicaciones que implican altas temperaturas, altas presiones y cargas cíclicas. Una unión es una junta mecánica donde dos extremos se unen mediante una tuerca con rosca. Una unión forjada fabricada según ASME B16.11 y de clase 3000 o 6000 sería suficiente para la mayoría de las aplicaciones de distribución, pero tiene la desventaja de requerir un asiento y una conexión roscada, a diferencia de una soldadura. Si no hay posibilidad de fugas, la mejor solución sería soldar la junta.

¿Por qué las uniones solo se fabrican hasta NPS 4?

Debido al tamaño de la brida, es una solución mucho mejor para desconectar juntas. La tuerca de una unión para una línea de gran diámetro será grande, costosa de fabricar y difícil de apretar uniformemente. Además, a medida que aumenta el diámetro, el brazo de palanca necesario para una instalación adecuada crece, a diferencia de las juntas con brida que distribuyen la carga de los pernos en una superficie circular de fijaciones. La norma ASME B16.11 regula el uso de conectores de unión principales de tamaños desde NPS 1/8 hasta NPS 4, y los conectores con brida a partir de NPS 1/2, lo que explica el punto de transición.

Referencias

Conclusión

Pregunte si en algún momento la unión debe desconectarse, y el tipo de unión quedará evidente. Los acoplamientos pueden ser largos o cortos, y pueden instalarse utilizando varios diseños, como roscados o de soldadura a tope. Los acoplamientos soldados son capaces de soportar la presión, mientras que los roscados ofrecen un manejo más fácil. Las uniones son juntas especiales que permiten retirar bombas, válvulas, filtros y medidores sin necesidad de cortar la tubería. Justifican su costo la primera vez que cualquiera de los componentes necesita mantenimiento. Todo lo que hay que hacer es encontrar el tamaño, la clase de presión y el tipo de asiento correctos mientras se mantiene la unión abierta.