JUNTAS DE EXPANSIÓN EN LA LÍNEA DE ALIMENTACIÓN PARA UNA LANZADERA

Belman ha diseñado y fabricado un total de seis juntas de expansión para una empresa de tecnología espacial europea. Las juntas de expansión, con diferentes diseños y longitudes de instalación, se instalarán en un entorno criogénico. Más concretamente, se instalarán en las líneas de alimentación y presurización tanto de la etapa principal como de la etapa superior de una lanzadera, donde tendrán que manipular LOX (oxígeno líquido) o LCH4 (metano líquido), LN2 (nitrógeno líquido), GN2 (nitrógeno gaseoso) y GHe (helio gaseoso).

 

EL PROBLEMA DEL CLIENTE: fuelles para grandes movimientos,
golpes de ariete y entorno criogénico (-196°C)
Para las líneas de alimentación y presurización tanto de la etapa principal como de la superior del vehículo de lanzamiento, el cliente necesitaba juntas de expansión que absorbieran eficazmente los movimientos axiales, laterales y angulares. Dado que el entorno es criogénico, las juntas de expansión debían diseñarse para temperaturas de hasta -196°C. El cliente encontró los tipos de fuelles que necesitaba en el catálogo de juntas de expansión de Belman y se puso en contacto con la empresa para personalizar las juntas de expansión seleccionadas. De esta manera, se adaptarían exactamente a las necesidades de la aplicación. Para el cliente era importante que los fuelles de sistema de tuberías se diseñaran de forma que pudieran hacer frente al golpe de ariete (15-27 barg), aunque la presión de funcionamiento fuera de sólo 7-8 barg, ya que el caso de carga más crítico para el cliente era el golpe de ariete en caso de parada de emergencia de las líneas. Por supuesto, es crucial evitar fallos y, por ello, el cliente necesitaba la ayuda de un fabricante con mucha experiencia.

 

LA SOLUCIÓN DE BELMAN: Juntas de expansión para un entorno criogénico en la lanzadera
La ventaja del catálogo de juntas de expansión de Belman es que el cliente puede encontrar fácilmente los tipos de juntas de expansión que necesita. En el catálogo los clientes pueden seleccionar entre más de 3500 diseños de juntas de expansión, lo que permite utilizarlo como referencia de las capacidades de Belman. En la mayoría de los casos, Belman personaliza cada diseño para adaptarlo exactamente a la aplicación en cuestión. Esto significa que el cliente obtiene la solución de juntas de expansión óptima para su aplicación. Entre otras cosas, Belman puede personalizar la longitud, el material, el diseño y los accesorios, así como realizar la adaptación a otro código de diseño. Por último, pero no por ello menos importante, el catálogo de juntas de expansión ofrece al cliente un buen y rápido punto de partida. Para este cliente de tecnología espacial, Belman personalizó seis juntas de expansión adaptadas exactamente a sus necesidades, haciéndolas idóneas para el punto de instalación. El diseño incluía dos juntas de expansión sin tirantes y cuatro atirantadas. Los datos de las juntas de expansión del catálogo se basan en el código de diseño EN 14917, con lo que el cliente necesitaba que Belman modificara el diseño según el código de diseño EJMA. El cliente no exigió ningún material, por lo que el medio y la temperatura criogénica en el punto de instalación fueron los factores determinantes. Los fuelles están fabricados en 1.4541, que es aplicable hasta -270°C, lo mismo que para el material de los extremos de las tuberías 1.4404 (AISI 316L).
Las juntas de expansión se diseñaron para la absorción de movimientos axiales, laterales y angulares, pero no combinados. Se instalaron tirantes para controlar la absorción de movimiento. Para ayudar al cliente con el problema del golpe de ariete, Belman diseñó las juntas de expansión para 25 barg, aunque la presión de funcionamiento era de sólo 7-8 barg.

De acuerdo con los requisitos, el cliente recibió documentación en forma de libro de datos de fabricación (MDB), que contenía certificados de materiales, así como certificados de inspección tanto para la inspección visual como para las pruebas de estanqueidad.

 

¿Qué es una lanzadera?
Un vehículo de lanzamiento, también conocido como lanzadera, es un cohete espacial más pequeño diseñado para colocar cargas útiles, es decir, satélites, en órbitas bajas, la mayoría de las veces partiendo de tierra o de una plataforma aérea. Muchas empresas de tecnología espacial, incluido el cliente, están muy interesadas en que la mayor parte posible del vehículo de lanzamiento sea reutilizable. El vehículo de lanzamiento reutilizable tiene piezas que se pueden recuperar y volver a volar mientras transporta cargas útiles desde la superficie terrestre al espacio exterior. Los conductos de alimentación pueden utilizarse para alimentar el motor del cohete durante las pruebas y también para llenar el cohete antes del lanzamiento.

 

Belman: un legado de experiencia en juntas de expansión para tecnologías avanzadas, incluida la espacial
Los fabricantes de vehículos de transporte espacial o lanzaderas necesitan un equilibrio óptimo entre rendimiento, longevidad y peso. Por eso, todos los componentes, incluidas las juntas de expansión, deben ser de alta calidad y personalizados para satisfacer las necesidades exactas del fabricante. Desde 1994, Belman ha desarrollado más de 900.000 juntas de expansión. A lo largo de los años, Belman ha suministrado numerosos fuelles para multitud de empresas de tecnología espacial, así como para otras aplicaciones de tecnología avanzada, como aceleradores de partículas y tecnologías de dispersión de neutrones. Además de diseñarlas y fabricarlas, Belman también recibe a menudo consultas sobre juntas de expansión de estudiantes y profesores de prestigiosas universidades técnicas para sus proyectos piloto y de investigación, tanto dentro como fuera de Europa.