Antes de comparar el par y la tensión, primero debe comprender el principio de apretar los pernos. Apretar los pernos correctamente puede aprovechar sus propiedades elásticas. Para formar una conexión estrecha, deben moverse como resortes. Cuando una carga es aplicada por un llave de torsión o tensor, el perno se estira y trata de volver a su longitud original. La tensión generada por la carga hace que la fuerza de sujeción trabaje junto con la fricción de la rosca del perno para apretar el perno.

¿Qué es el par de torsión de los pernos?

El par aplicado por la llave al perno es el par aplicado multiplicado por la distancia que gira el perno. El torque logra el preapriete del firmware de la conexión atornillada. El par genera esta carga por la fuerza de rotación que actúa sobre la tuerca o la cabeza del perno. La unidad de este par se suele expresar en pies-libras o Newton-metros.

Independientemente de si el par de torsión del perno se logra con una llave normal o con una llave dinamométrica hidráulica, es la forma más fácil de lograr la carga axial.

¿Qué es la tensión del perno?

La tensión del perno o espárrago genera una carga axial y la carga del perno objetivo se alcanza tirando de un sujetador previo. El punto principal es comprender el área del tensor y la fuerza aplicada al sujetador, y luego ajustar la presión de la bomba de estiramiento.

La tecnología de tensado hidráulico comenzó en la década de 1970. En los siguientes 50 años, la tecnología de tensado se hizo cada vez más común en aplicaciones específicas, como las industrias del petróleo, gas natural, energía eólica, submarina y generación de energía, donde se utilizan muchos pernos de gran diámetro para bridas de alta presión o juntas críticas.

¿Cuál es la diferencia entre torque y tensión?

Esfuerzo de torsión

Estire el perno o espárrago hasta una carga predeterminada. El estiramiento se realiza girando la tuerca. Debido al ángulo de inclinación de la rosca, la tuerca gira sobre la superficie del componente sujeto. Cuando aumenta la carga de sujeción, la fricción entre la tuerca y la superficie del componente aumenta hasta una cantidad predeterminada.

Caracteristica principal
• Menor precisión que el tensado hidráulico
•más económico
•Más diverso
• Usualmente se usa para sujetadores más pequeños
•Fácil de usar

La mayor ventaja del torque es que es más rentable que el tensado. Sin embargo, el nivel de habilidad del usuario de la herramienta dinamométrica es el factor determinante para el éxito y la precisión del apriete dinamométrico.

Además, para obtener la relación correcta de par y tensión, el factor k es crucial. (Nota: el factor k y el coeficiente de fricción no son lo mismo). Un factor k apropiado es esencial para comprender el valor del par que debe aplicarse. También debe tener en cuenta la fricción de la superficie de apoyo, el diámetro del perno y otras variables.

En segundo lugar, la tensión es más precisa, pero si el usuario es experto, el par también puede volverse muy preciso.

En circunstancias normales, la precisión de herramientas de torsión está dentro de ±30%. Entonces, si su carga objetivo es 50 KSI, entonces la carga real del perno de su sujetador está entre 35 KSI y 65 KSI. (La diferencia en la carga de pernos entre bridas se denomina "dispersión de pernos". Cuanto menor sea la dispersión de pernos, más consistente será la combinación de bridas).

El torque es un método relativamente simple. Las llaves dinamométricas se pueden comprar en cualquier fábrica industrial.

Ensambladores debidamente capacitados, junto con la lubricación adecuada y el cálculo adecuado (determinado experimentalmente) del factor k, la precisión del par puede ser significativamente mayor que 30%. Por ejemplo, para un ensamblador bien capacitado, lograr una precisión de +/- 15% es simple.

Tensión

El propósito del tensado es estirar el perno o espárrago hasta una carga predeterminada. Estire el mango usando fuerza.

Esto se hace mediante la fuerza de tracción o empuje generada por el cilindro hidráulico. Luego, puede usar una llave para fijar manualmente la tuerca, y solo se requiere una pequeña fuerza de rotación. Es necesario tener algunas roscas extra por encima de la tuerca para conectar el cilindro tensor y retirarlo cuando termine.

Caracteristica principal:
• Estable y fácil de controlar
• Alta precisión
• Suele ser más caro que otros sistemas
• Más comúnmente utilizado para pernos grandes

La tensión no aplica fuerza de torsión en los sujetadores como el torque. Vemos que los tensores se usan principalmente para equipos giratorios, como sujetadores roscados largos y varillas recíprocas. Otra ventaja del tensado es para pernos de gran diámetro. Al apretar pernos de gran diámetro, la eficiencia de apriete es mayor.

La precisión de la tensión es +/- 10%. Si el objetivo es 50 KSI, entonces la carga real del perno de su sujetador está entre 45 KSI y 55 KSI. El tensado es más costoso y más complicado que el torque. Por lo tanto, se requiere que los trabajadores calificados usen un tensor de pernos.

Ejemplos de aplicación

¿Cuándo se debe utilizar la llave dinamométrica para pernos y el tensor de pernos? Cuando queremos conectar una brida #900 de 26″, ¿debemos usar un tensor de pernos?

El torque del perno es un método muy impreciso para medir la carga de la arandela. La fricción de las roscas del perno/tuerca depende de la tolerancia, la lubricación y la suerte del perno. Para bridas de alta presión, le recomiendo que use un tensor para obtener la carga de arandela correcta.

Por supuesto, estas dos medidas de ajuste eventualmente cumplirán sus tareas. Sin embargo, para bridas grandes como esta, el tensado es ventajoso no solo por las razones descritas anteriormente, sino también porque es un proceso más rápido. Al tensar, una persona puede apretar al menos 50% de los pernos al mismo tiempo. En algunos casos, incluso se puede apretar con 100% al mismo tiempo. Esto es importante porque asegura una compresión constante de la arandela, lo que reduce el riesgo de daños.

Como se mencionó anteriormente, también se puede usar el torque. Sin embargo, esto renuncia a los beneficios descritos anteriormente. Además, para resolver las imprecisiones inherentes al apriete de los pares críticos de brida, se debe verificar la tensión del perno después del apriete. Esto es necesario porque le permitirá al operador “ajustar” el torque aplicado a cada sujetador. Al hacerlo, las personas suelen encontrar necesario aplicar un par de torsión diferente a cada sujetador para asegurarse de que estén todos igual de "apretados".

Por lo tanto, para espárragos IMO de más de 1,5 pulgadas, use tensión (especialmente si su presión de diseño está cerca del límite superior del rango de presión de la brida). Para pernos de 1,5 pulgadas o menos, se recomienda torque.

Resumir

Al decidir qué herramienta usar para lograr la carga de fijación requerida, es importante tener en cuenta las especificaciones de ingeniería. Si se especifica tensión, debe ser tensión. Si se especifica el par, se puede usar tensión si se puede aproximar. Muchas especificaciones de torque permiten una mayor precisión y no hay necesidad de usar tensión.

Los clientes a menudo no saben si el torque o la tensión es el mejor método para su aplicación específica. Ambos métodos pueden lograr cargas de pernos de apriete, pero los dos métodos son muy diferentes y se deben considerar varios factores antes de tomar la decisión más adecuada.

El perno está diseñado para estirarse solo una pequeña parte. Debido a la elasticidad del material del perno, el perno quiere volver a su forma original. Esta tensión inherente del resorte del perno hace que la fuerza de sujeción y la fricción de la rosca del perno eviten que se afloje. Tanto las llaves dinamométricas como los tensionadores de pernos estiran los pernos para generar tensión de resorte. Sin embargo, utilizan diferentes métodos para lograr esto. El "torque" es solo una medida de la fuerza de torsión requerida para que la tuerca gire hacia arriba a lo largo de la rosca del perno, mientras que la "tensión" es la tensión o elongación del perno que proporciona la fuerza de sujeción de la conexión.

El torque es un indicador muy indirecto de la tensión, porque muchos factores afectan esta relación, como la textura de la superficie, el óxido, el aceite, las virutas, la serie de hilos y el tipo de material, etc.

Si su aplicación tiene muchos pernos que apretar, apriete y llaves dinamométricas de alta calidad son una buena elección. Sin embargo, si tiene una "aplicación de ruta crítica", necesita resultados precisos, incluso cargas de pernos, y se recomienda tensionar.

Ambas herramientas tienen sus propias ventajas y desventajas, y es importante utilizar el método recomendado por el fabricante.