Cómo calcular el torque de los espárragos de una brida (ASME PCC-1)
Las tablas de torque que circulan en obra no dicen de dónde salen y muchas veces están mal para el empaque que tienes. El método de ASME PCC-1 es corto: decides qué esfuerzo quieres en el espárrago, lo multiplicas por su área de esfuerzo y conviertes esa fuerza en torque con el factor de fricción K. Lo demás es repartirlo bien con la secuencia estrella.
Cómo se hace, paso a paso
- Del rating de la brida saca número y diámetro de espárragos (B16.5 hasta 24″, B16.47 Serie A o B de 26″ a 60″).
- Elige el esfuerzo objetivo Sb: un porcentaje de la fluencia del espárrago (PCC-1 App. O; 40–60 % de SMYS es lo común). La fluencia de A193 B7 es 105 ksi hasta 2-1/2″ y 95 ksi arriba; B8M Clase 2 cae de 95 a 50 ksi según el diámetro.
- Área de esfuerzo a tracción A_s del espárrago (ASME B1.1): 3/4″ UNC = 0.334 in²; 7/8″ = 0.462; 1″ 8UN = 0.606.
- Precarga por espárrago: F = Sb × A_s.
- Torque: T = K × F × d, con K = 0.16 lubricado (bisulfuro de molibdeno) o 0.20 seco, y d el diámetro nominal.
- Aplica en pasadas (snug, 30 %, 70 %, 100 %) en patrón estrella y termina con una vuelta circular al 100 % (PCC-1 App. F).
F = Sb · A_sT = K · F · dN·m = lbf·ft × 1.3558Sb = esfuerzo objetivo (psi) · A_s = área de esfuerzo a tracción (in²) · F = precarga (lbf) · K = factor de torque (0.16 lubricado, 0.20 seco, hasta 0.30 oxidado) · d = diámetro nominal del espárrago (in).
| Espárrago | A_s (in²) | Precarga al 50 % B7 | Torque lubricado K=0.16 | Torque seco K=0.20 |
|---|---|---|---|---|
| 5/8″ | 0.226 | 11,865 lbf | 99 lbf·ft (134 N·m) | 124 lbf·ft (168 N·m) |
| 3/4″ | 0.334 | 17,535 lbf | 175 lbf·ft (238 N·m) | 219 lbf·ft (297 N·m) |
| 7/8″ | 0.462 | 24,255 lbf | 283 lbf·ft (384 N·m) | 354 lbf·ft (480 N·m) |
| 1″ | 0.606 | 31,815 lbf | 424 lbf·ft (575 N·m) | 530 lbf·ft (719 N·m) |
Ejemplo resuelto
Brida 6″ Class 150: 8 espárragos de 3/4″ A193 B7, lubricados, al 50 % de fluencia.
Paso 1 — Sb = 0.5 × 105,000 = 52,500 psi
Paso 2 — F = 52,500 × 0.334 = 17,535 lbf
Paso 3 — T = 0.16 × 17,535 × 0.75 = 2,104 lbf·in = 175 lbf·ft = 238 N·m
Paso 4 — Pasadas: snug a mano, 70 N·m, 165 N·m, 238 N·m en estrella, y una vuelta circular a 238 N·m
Resultado: En seco (K = 0.20) el mismo esfuerzo pide 297 N·m. Si lubricas y aplicas el torque de seco, el espárrago queda 25 % más tenso de lo que calculaste: por eso el torque sin decir con qué lubricante no es un dato.
Por qué el torque no es un valor de norma
B16.5 fija la brida, B16.20 el empaque y A193 el espárrago, pero ninguna dice el torque, porque depende de tres cosas que cambian en cada junta: el empaque (un espirometálico pide más esfuerzo de asentamiento que uno de fibra), la lubricación (K varía al doble entre lubricado y oxidado) y el procedimiento de apriete. PCC-1 da el método y los rangos; el valor lo fija tu procedimiento de junta y el fabricante del empaque.
La secuencia estrella no es manía: reparte la carga para que el empaque asiente parejo. PCC-1 App. F da el orden para 4, 8, 12, 16, 20, 24… espárragos (en 24: 1-13-7-19, 4-16-10-22…). La app lo dibuja para cualquier múltiplo de 4.
Errores comunes:
• Usar el área nominal (π·d²/4) en vez del área de esfuerzo: sobreestima la precarga 15–25 %.
• Tomar 105 ksi para B7 de 3″: arriba de 2-1/2″ es 95 ksi.
• Aplicar el 100 % en la primera pasada.
• Reusar espárragos oxidados con el K de lubricado.
Referencias: ASME PCC-1-2019 App. O y F · ASTM A193/A194 · ASME B1.1 · ASME B16.5 · ASME B16.47. Los valores son de referencia; la spec del proyecto y un ingeniero responsable validan la decisión.
Preguntas frecuentes
¿Qué torque lleva una brida de 6″ Class 150?
Con 8 espárragos de 3/4″ B7 al 50 % de fluencia: 238 N·m lubricado, 297 N·m seco. Es orientativo: el empaque y el procedimiento mandan.
¿Qué es el factor K?
La relación entre el torque aplicado y la precarga que de verdad queda en el espárrago; depende de la fricción en la rosca y bajo la tuerca. 0.16 lubricado, 0.20 seco, más en roscas oxidadas.
¿Por qué la fluencia cambia con el diámetro?
Porque ASTM A193 fija propiedades por rango de diámetro: el tratamiento térmico no penetra igual en un espárrago de 3″ que en uno de 3/4″.
¿Cuántas pasadas se dan?
PCC-1: snug, 20–30 %, 50–70 %, 100 % en estrella y una vuelta circular final al 100 % hasta que ninguna tuerca gire.
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