Comparación de bridas KF, ISO, CF y ASA
Hoy me gustaría compartir un minitutorial sobre bridas de vacío. Existen numerosas bridas en el mundo para todo tipo de aplicaciones, como vapor o líquidos, pero las bridas de vacío tienen sus propios diseños y designaciones únicos.
Las bridas de vacío más comunes son la brida KF, la brida ISO y la brida CF.
Bridas KF
Se fabrican según la norma DIN 28403/ISO 2861. Se trata de bridas sin sexo, es decir, ambos lados de la conexión son idénticos y no hay ranuras para juntas tóricas cortadas en las bridas.
Los tamaños estándar son KF10, KF16, KF25, KF40 y KF50. Menos comunes son los tamaños KF20 y KF32.
Este sistema de bridas también se conoce con otros nombres, como NW, QF, DIN e ISO-KF, pero todas estas bridas son iguales.
El principio de funcionamiento es el siguiente: se coloca un anillo de centrado que contiene una junta tórica entre las dos bridas y, a continuación, se alinean y se acercan las bridas. Se coloca la abrazadera de tuerca de mariposa (también existen abrazaderas de cadena) alrededor de las dos caras de la brida y se aprieta la tuerca de mariposa. Las dos caras de la brida se aprietan una hacia la otra, comprimiendo así la junta tórica.
Estas bridas se utilizan en un rango de presión que va desde la atmosférica hasta 1×10-8Torr o mbar. El rango de temperatura de funcionamiento y de horneado depende del material de la junta tórica. El material de junta tórica más común es FKM (Viton-A), que es adecuado para el rango de temperatura de funcionamiento de 0 a 180 grados C y puede exponerse a temperaturas a corto plazo en el rango de -26 a 204 grados C. La tasa de fuga y permeabilidad de estas bridas con FKM es de 1×10-9std cc/s de helio.
El material más común para estas bridas es el acero inoxidable 304/304L, pero también están disponibles otros materiales como 316L, 316LN y aluminio 6061.
Bridas ISO
Otra brida métrica de mayor tamaño que las bridas KF son las bridas ISO. Al igual que las bridas KF, utilizan un anillo de centrado para el sellado. Se fabrican según la norma DIN 28404/ISO 1609. Se trata de bridas sin sexo; sin embargo, en algunos casos una de las dos bridas tendrá orificios roscados y, por lo tanto, las dos bridas no serán idénticas.
Los tamaños estándar son ISO 63, ISO 100, ISO 160, ISO 200, ISO 250, ISO 320, ISO 400, ISO 500 e ISO 630.
Existen dos métodos diferentes para unir las bridas: 1. Pernos (ISO-F) o 2. Abrazaderas de garra (ISO-K). Estas dos bridas tienen un aspecto muy diferente, pero se pueden unir mediante una abrazadera de media garra. Las convenciones de nombres pueden ser un poco confusas porque las bridas KF anteriores suelen denominarse bridas ISO-KF y los dos tipos de bridas ISO más grandes son ISO-K e ISO-F.
Las bridas ISO-K tienen una ranura cortada en la parte posterior de la brida para que una abrazadera de garra pueda sujetarla. Debido a que la letra "K" suena igual que una "C", puede ser útil recordar que la ISO-K requiere una abrazadera de garra.
Las bridas ISO-F tienen orificios en la brida que se pueden usar para atornillar las dos bridas. Estos orificios suelen ser pasantes, donde se coloca un perno a través de ambas bridas; sin embargo, los orificios también se pueden roscar cuando no hay acceso para colocar una tuerca (o un anillo de tuerca) detrás de una de las bridas. Puede ser útil recordar que la brida ISO-F es plana y no hay ranura para una abrazadera de garra.
El principio de funcionamiento es el siguiente: se coloca un anillo de centrado que contiene una junta tórica entre las dos bridas y, a continuación, se alinean y se acercan las bridas. A continuación, las bridas se unen mediante abrazaderas de garra (para ISO-K e ISO-F), pernos (para ISO-F e ISO-K) o con una abrazadera de media garra (al unir una ISO-K a una ISO-F). En cada caso, a medida que se aprietan los pernos, el anillo de centrado se comprime creando un sello hermético.
Bridas CF
El término CF proviene originalmente del nombre Conflat Flange. Sin embargo, la palabra Conflat era una marca registrada de Varian Corporation y las bridas se volvieron tan populares que muchas empresas las fabrican y las utilizan. Por lo tanto, si bien se las puede denominar bridas Conflat, el nombre abreviado CF es el más utilizado.
Una brida CF utiliza un sello de metal y está diseñada para aplicaciones de mayor vacío donde la permeabilidad de una junta tórica es significativa para la carga de gas. Debido a que todas las piezas son de metal, también se pueden utilizar cuando se requiere un horneado a una temperatura más alta.
Las bridas CF están diseñadas para que ningún gas pueda pasar a través de la unión bridada, incluido el helio que se utiliza para pruebas de fugas.
El tamaño de la brida normalmente se especifica por el diámetro exterior de la brida en pulgadas. Esto es muy diferente de las bridas KF e ISO. Los tamaños comunes son CF1.33, CF2.75, CF4.50, CF6.00, CF8.00, CF10.00, CF12.00, CF14.00 y CF16.50. Otros tamaños que se utilizan con menos frecuencia son CF2.12, CF3.38, CF4.62, CF6.75 y CF13.25. Estos se fabrican de acuerdo con la especificación ISO 3669-2.
Estas son bridas sin sexo, pero para fines de diseño es importante prestar atención a qué agujeros están roscados y cuáles son pasantes, o las bridas podrían no atornillarse entre sí.
El principio de funcionamiento es el siguiente: se mecaniza un borde afilado en ambas bridas de acoplamiento. A continuación, se coloca una junta metálica hecha de un material más blando (normalmente cobre) entre las dos bridas. A medida que se aprietan los pernos, los bordes afilados cortan el cobre en ambos lados, creando un sello hermético. De forma similar a las bridas ISO, se encuentran disponibles bridas CF giratorias de 2 piezas. La siguiente imagen muestra una brida giratoria a la izquierda.
Estas bridas se utilizan en un rango de presión que va desde la atmósfera hasta un mínimo de 1×10-12Torr o mbar, y la temperatura máxima de horneado es de 842 grados F (450 grados C) con las juntas de cobre estándar.
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