Quais são os diferentes tipos de flanges de aço inoxidável e como escolher o correto?

Por que compreender os tipos de flange é importante

Flanges de aço inoxidável são usados para conectar tubos, válvulas, bombas e outros equipamentos em sistemas de tubulação em setores como petróleo e gás, processamento químico, tratamento de água e produção de alimentos. Escolher o tipo, classe ou padrão de flange errado pode causar vazamentos, corrosão prematura ou problemas de compatibilidade dispendiosos durante a instalação. Como os flanges são categorizados por formato, método de conexão, classe de material e padrão dimensional, compreender como essas categorias funcionam juntas é essencial para especificar o componente certo para qualquer projeto de tubulação.

Este guia detalha os principais tipos de flanges por formato e função, os tipos de aço inoxidável mais comuns usados ​​em sua fabricação e os padrões dimensionais que regem seu dimensionamento, para que compradores e engenheiros possam fazer seleções precisas e confiáveis.

Tipos de flange por formato e método de conexão

Os flanges são classificados principalmente pela forma como se fixam ao tubo e pelo formato de sua face de vedação. Cada tipo se adapta a diferentes classificações de pressão, necessidades de manutenção e condições de instalação.

Flanges de pescoço soldado

Os flanges de pescoço soldado apresentam um cubo cônico que é soldado diretamente ao tubo, criando uma transição suave que reduz a concentração de tensão. Eles são amplamente utilizados em aplicações de alta pressão e alta temperatura porque o projeto distribui a tensão de maneira mais uniforme do que outros tipos de flange, minimizando o risco de falha na junta.

Flanges deslizantes

Os flanges deslizantes deslizam sobre a extremidade do tubo e são soldados por dentro e por fora para maior resistência. Eles são mais fáceis e rápidos de instalar do que flanges com pescoço soldado e seu custo mais baixo os torna populares para aplicações de baixa pressão, embora não sejam recomendados para ambientes de alta pressão ou carga cíclica devido à menor resistência à fadiga.

Flanges cegos

Os flanges cegos não têm furo central e são usados para vedar a extremidade de um sistema de tubulação, abertura de válvula ou vaso de pressão. Eles permitem a expansão futura do sistema ou fornecem pontos de acesso para inspeção e manutenção sem a necessidade de substituição completa da seção do tubo.

Flanges de solda de soquete

Os flanges de solda de soquete têm uma área rebaixada onde o tubo é inserido antes da soldagem em torno da borda externa. Este projeto fornece um furo interno liso que melhora o fluxo de fluido, tornando-os uma boa opção para sistemas de tubulação de alta pressão e diâmetro menor, embora geralmente sejam limitados a tamanhos de tubos abaixo de 4 polegadas.

Flanges Rosqueadas

Os flanges roscados são conectados ao tubo por meio de roscas correspondentes em vez de soldagem, o que os torna úteis em situações em que a soldagem representa um risco à segurança, como em ambientes explosivos ou inflamáveis. Eles geralmente são limitados a aplicações de pressão mais baixa e tubos de tamanhos menores.

Flanges de junta sobreposta

Os flanges de junta sobreposta são usados com uma extremidade em ponta e permitem que o flange gire livremente ao redor do tubo, simplificando o alinhamento dos furos dos parafusos durante a instalação. Eles são comumente usados ​​em sistemas que exigem desmontagem frequente para limpeza ou inspeção, como aqueles encontrados no processamento de alimentos e bebidas.

Classes comuns de aço inoxidável usadas em flanges

O tipo de aço inoxidável usado para fabricar um flange determina sua resistência à corrosão, resistência e adequação para meios e ambientes específicos. A tabela abaixo resume as notas especificadas com mais frequência.

Padrões dimensionais que regem o dimensionamento do flange

As dimensões dos flanges, os padrões dos parafusos e as classificações de pressão são regidos por padrões regionais e internacionais, e corresponder ao padrão correto é fundamental para garantir conexões compatíveis entre os componentes correspondentes.

• ASME/ANSI B16.5: a norma mais utilizada na América do Norte, cobrindo flanges de 1/2 polegada a 24 polegadas em diversas classes de pressão
• EN 1092-1: a principal norma europeia, que define dimensões de flange e classificações de pressão (classificações PN) para uso em toda a UE
• DIN 2576/2633: Normas alemãs ainda referenciadas em muitos mercados europeus e de exportação, especialmente para equipamentos mais antigos
• JIS B2220: o padrão japonês, comum em equipamentos fabricados ou importados do Japão
• GB/T 9119: o padrão nacional chinês, amplamente utilizado na fabricação doméstica e na exportação de sistemas de tubulação

A mistura de flanges de padrões diferentes, mesmo que pareçam semelhantes, pode resultar em padrões de furos de parafusos incompatíveis ou faces de vedação incompatíveis, portanto, confirmar o padrão aplicável antes de fazer o pedido é uma etapa crítica no processo de especificação.

Compreendendo classes e classificações de pressão

A classe de pressão, muitas vezes rotulada como Classe 150, 300, 600 e assim por diante nos padrões ASME, ou como classificações PN como PN10, PN16 ou PN40 nos padrões europeus, indica a pressão máxima que um flange pode suportar com segurança em uma determinada temperatura. À medida que a temperatura aumenta, a classificação de pressão permitida normalmente diminui, portanto os engenheiros devem consultar gráficos de classificação de pressão-temperatura específicos para o tipo de material do flange, em vez de confiar apenas no número da classe.

A seleção de um flange com uma classe de pressão que corresponda ou exceda as condições operacionais do sistema, incluindo picos de pressão previstos ou ciclos térmicos, ajuda a evitar falhas nas juntas e garante que o flange tenha um desempenho confiável durante a vida útil pretendida.

Dicas práticas para selecionar o flange correto

Ao especificar flanges de aço inoxidável para um projeto, comece confirmando a pressão operacional do sistema de tubulação, a temperatura e as propriedades químicas do meio que está sendo transportado, uma vez que esses fatores determinam tanto o grau apropriado quanto a classe de pressão. Em seguida, identifique o padrão dimensional correto com base na região de instalação e nos padrões usados ​​pelos equipamentos correspondentes, para evitar problemas dispendiosos de compatibilidade durante a montagem.

Finalmente, considere os requisitos de manutenção ao escolher o tipo de conexão. Os sistemas que exigem desmontagem frequente para limpeza ou inspeção geralmente se beneficiam de projetos de juntas sobrepostas ou deslizantes, enquanto instalações permanentes de alta pressão são melhor atendidas por flanges com pescoço soldado. Solicitar certificados de teste do moinho e verificar as marcas de classificação na entrega também ajuda a confirmar se os flanges recebidos correspondem ao material e padrão especificados antes do início da instalação.