Informações sobre FLANGES

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1 1 Informações sobre FLANGES

2 2 1 INTRODUÇÃO Flanges são elementos que promovem a ligação entre tubos e/ou entre tubos e equipamentos facilitando a montagem e a desmontagem. As classes de pressão de flanges são definidas pela ANSI (American National Standards Institute) em 150, 300, 400, 600, 900, 1500 e 2500 lb. O padrão ANSI, exige a marcação na lateral do flange por meio de punção, contendo: - Identificação do fabricante - diâmetro nominal da da tubulação - classe de pressão (150, 300 lb...) - faceamento (superfície usinada onde será colocada a junta) - material especificação ASTM que indica a matéria prima - numero da junta de anel (quando o flange for RTJ) - número da corrida - espessura da parede do tubo que será instalado no flange. TAYLOR FORGE RF.237 A-105I AK32 Fabricante Diâmetro nominal (in ) Classe de Pressão Faceamento Espessura Material Nº da Corrida

3 3 2 PRINCIPAIS TIPOS DE FLANGES E SUA UTILIZAÇÃO 2.1 FLANGES PADRÃO ANSI Os principais tipos de flanges, padrão ANSI, estão mostrados nas figuras abaixo: Tipos de flanges FLANGE DE PESCOÇO Weld Neck Flange FLANGE ROSCADO Threaded Flange FLANGE DESLIZANTE COM PESCOÇO PARA SOLDA Lap Joint Flange FLANGE ENCAIXE SOLDA Socket Weld Flange FLANGE CEGO Blind Flange FLANGE SOBREPOSTO Slip On Forged Flange

4 UTILIZAÇÃO DOS FLANGES Flange Deslizante ou Solto (Lap Joint Flange) Esses flanges são apropriados para pestanas (stub-ends). Os flanges não são fixados às tubulações por solda daí a denominação deslizante. Na montagem o flange é preso ao outro flange da linha pressionando a junta. São indicados para baixas pressões e a principal utilização se dá em locais onde ocorre muita troca, montagem e desmontagem. Flange Sobreposto (Slip-on Flange) Esses flanges são menos espessos que a maioria dos flanges ficando sobreposto sobre o tubo. Recebem solda interna e externa. Sua utilização se limita a esforços e pressões moderadas. Apresentam vantagem de preço em relação ao flange de pescoço. Flange Roscado (Threaded Pipe Flange) É um dos tipos mais populares de flange sendo fabricado em diversos tipos de materiais. É utilizado com ou sem solda observando-se obviamente o tipo de aplicação. É extremamente interessante para conectar tubulações de pequeno diâmetro por apresentar baixo custo.

5 5 Flange de Pescoço (Weld Neck Flange) É o tipo de flange mais utilizado em tubulações de alta pressão. São soldados circunferencialmente no pescoço o que facilita a inspeção da solda por raios X. São também resistentes tanto a altas como a baixas temperaturas, de acordo com o material selecionado. É seguramente o flange de maior aplicação nas indústrias. Flange de Encaixe (Socket Welding Flange) Esse flange possui um encaixe que recebe a tubulação a ser soldada, sendo utilizada somente um cordão de solda externa. Foi desenvolvido especificamente para tubulações de pequeno diâmetro que devem suportar altas pressões e garantir o não vazamento de produtos químicos. Flange Cego (Blind Flanges) Os flanges cegos (sem furo) são usados para interromper a passagem de fluidos em tubulações, válvulas e bombas ou como acessório no final de linhas. Podem ser utilizados em quaisquer valores de pressão e temperatura desde que dimensionados adequadamente e com o material selecionado convenientemente. Flange de Redução (Reducing Flange)

6 6 Utilizados quando o projeto requer constantes variações no diâmetro das tubulações. Os flanges de redução conectam, de modo econômico, diferentes tipos e tamanhos de flanges. Podem ser utilizados em pressões elevadas e apresentam facilidade de manuseio. As figuras mostram diversos tipos de flanges de redução. TABELA DE FLANGES DE REDUÇÃO (TERCOFLAN)

7 7 2.3 FLANGES PADRÃO API Os flanges API 6BX e 6B (pescoço, cego, target e testes) são definidos pelo padrão API 6 A. Os flanges tipo 6B flanges são do tipo junta anel ou ring joint type e não são projetadas para vedação face-a-face mas a partir do aperto dos parafusos que comprime a junta (anel) no seu alojamento. Os flanges do tipo 6BX também são de junta anel ring joint type e projetados com face em ressalto. A face em ressalto previne danos para os flanges ou para o anel de vedação por aperto excessivo dos parafusos. CEGO PESCOÇO DE TESTE 6B FLANGE DE PESCOÇO PARA SOLDA 6BX FLANGE DE PESCOÇO PARA SOLDA 6B FLANGE CEGO 6BX FLANGE CEGO 6BX FLANGE CEGO COM FURO AMORTECIMENTO

8 8 FLANGE TARGET 6B FLANGE DE TESTE 6BX FLANGE DE TESTE COMPARAÇÃO ENTRE OS FLANGES ASME/ANSI E API As diferenças entre os flanges ANSI/ASME e API estão no material de fabricação e na maior pressão de operação definida para os flanges API. Os flanges ASME/ANSI são muito comuns nas indústrias de processo manuseando água, vapor, ar e gases. Os flanges API são fabricados para sistemas de elevados esforços em refinarias trabalhando com produtos como óleo e gás em atmosferas explosivas. São também utilizados na exploração de petróleo. Os padrões de flanges API 6A e ASME/ANSI B16.5 são similares dimensionalmente mas os flanges API são especificados para maiores taxas de pressão como indica a tabela abaixo: Flange De Pescoço Cego E Rosqueado COMPARAÇÃO FLANGES API e. ASME/ANSI Classe de Pressão (psi) ASME/ANSI B16.5 API 6A ASME/ANSI B16.5 Diâmetro nominal (inches) API 6A 1) 1/ / / / / / / / ) Na edição antiga do API standard, a faixa de flanges ia de 1 1/2 to 10(20) inches.

9 9 2.4 CLASSIFICAÇÃO DOS FLANGES EM RELAÇÃO À FACE Os tipos mais comuns de face de flanges são: Raised Face (RF) (flange com ressalto) Flat Face (FF) (face plana) Ring-Type Joint (RTJ) (junta anel) Male-and-Female (M&F) (macho / fêmea) Tongue-and-Groove (T&G) (ranhura e anel) FACE COM RESSALTO - RAISED FACE (RF) Flanges com ressalto (RF) são os mais utilizados e facilmente identificados. A altura do ressalto nas classes de pressão 150lb e 300 lb é aproximadamente 1,6 (1/16in) e para classe de pressão 400 até 2500 é de 6,4 mm (1/4in).

10 10 FACE PLANA - FLAT FACE (FF) Os flanges de face plana têm a superfície de gaxeta no mesmo plano do circulo de furanção dos parafusos. A aplicação de flanges de face plana se dá onde o flange da linha ou o flange do equipamento é fundido. A utilização de flanges de face com ressalto em ferro fundido por exemplo, pode provocar a quebra do flange durante o aperto dos parafusos. Flanges de face plana nunca devem fazer par com flanges com ressalto. Caso seja necessária a instalação de flanges de ferro fundido face plana com flanges de aço carbono, o ressalto do flange de aço carbono deve ser removido. (ASME B.31.1) JUNTA ANEL - RING-TYPE JOINT (RTJ) Os flanges RTJ possuem ranhura usinada na face dentro da qual é alojado o anel que serve de vedação. Esse anel é um anel metálico com dureza inferior a do flange que, quando comprimido pelo aperto dos parafusos, promove uma vedação metal-metal. Os flanges RTJ (como são usualmente denominados) são adequados para altas pressões e altas temperaturas. O tipo de junta anel mais aplicados são: O tipo OVAL de acordo com o ASME B 16.20, disponíveis para clases de pressão de 150 a 2500 lb. O tipo R OCTOGONAL de acordo com o ASME B também disponíveis para classes de pressão de 150 a 2500 lb. Considera-se uma melhoria no projeto do anel OVAL mas só pode ser utilizado em ranuras com fundo plano.

11 11 MACHO FEMEA - MALE-AND-FEMALE (M&F) Com esse tipo os flanges são comprados e utilizados aos pares. A protuberância no flange macho e o recesso no flange fêmea são usinados e ajustados. Esse tipo de flange é comumente encontrado em casco de permutadores de calor. TONGUE-AND-GROOVE (T&G) De modo identico ao macho-femea esses flanges trabalham aos pares. Um dos flanges tem uma protuberância (anel externo) e outro um recesso (rebaixo) que se casam na montagem. Esses flanges são comumente utilizados em flanges carcaça caixa de gaxetas de bombas e parte superior / corpo de válvulas (bonnet).

12 ACABAMENTO DAS FACES DOS FLANGES O ASME B16.5 especifica que a face dos flanges (plana ou ranhurada) tenha uma rugosidade definida de modo a garantir a compatibilidade com a junta e prover um alto grau de vedação. O acabamento ranhurado pode ser de ranhuras concêntricas ou ranhuras em espiral e são especificadas 30 a 55 ranhuras por polegada e uma rugosidade entre 125 e 500 micro inches. Os acabamentos superficiais mais utilizados são: Acabamento Stock (estoque) - Stock Finish É o tipo de acabamento mais empregado por que, praticamente, é adequado para todos os serviços de condições ordinárias. A junta é prensada pelas ranhuras promovendo uma selagem. O acabamento para esses flanges é gerado por uma ferramenta de ponta com 1,6mm de raio com um avanço de 0,8mm por rotação até 12 polegadas. Par tamanhos a partir de 14 polegadas, o acabamento é feito com ferramenta com raio de 3,2mm e avanço de 1,2 mm por rotação.

13 13 Ranhuras em espiral - Spiral Serrated Conhecida também como ranhura contínua ou ranhura fonográfica (dos antigos discos LP). No entanto difere da STOCK pois a ferramenta tem ponta de 90º que cria um V com ângulo na ranhura de 45º. Ranhuras Concêntricas - Concentric Serrated Como o nome indica é constituída de ranhuras concêntricas, utilizando uma ferramenta com ângulo de ponto de 90º. Acabamento Suave - Smooth Finish Esse acabamento não mostra nenhuma ranhura aparente deixada pela ferramenta de usinagem. Esse tipo de acabamento é normalmente utilizada com gaxetas de metal como dupla camisa, planas ou onduladas. O acabamento é obtido com uma ferramenta de 0,8mm de raio na ponta com um acanço de 0,3mm por rotação e uma profundidade de corte de 0,05mm. Com isso o acabamento superficial (rugosidade) ficará entre Ra3,2 e 6,3 micrometros (125 a 250 micro inches).

14 PARAFUSOS E PARAFUSOS ESTOJO A união por flanges é feita pelo aperto dos parafusos que são normalizados pelo ANSI/ASME e outras normas internacionais. A conexão dos flanges pode ser feita por parafusos máquina (hexagonal) ou parafusos estojo. O parafuso estojo é fabricado a partir de barras roscadas com 2 porcas pesadas enquanto o parafuso máquina tem cabeça hexagonal e uma porca pesada. Todas as porcas são sextavadas. O comprimento do parafuso estojo é definido pelo ASME B O comprimento em polegadas é igual ao comprimento roscado efetivo medido paralelamente ao eixo desde o primeiro fio de rosca ate o último sem considerar os chanfros (pontas dos parafusos). Nota: o comprimento de parafusos estojo métricos, medidos paralelamente ao eixo, inclui as pontas. A quantidade de parafusos dos flanges bem como seu diâmetro será função do tipo de flange e classe de pressão definidos nas normas. As roscas são definidas no ASME B Unified Inch Screw Threads, (UN and UNR Thread Form). A rosca mais comum é a simetrica com perfil V, cujo ângulo é s 60. Esse tipo de roscamente é a utilizada nas UM (Unified Thread) (UN, UNC, UNF, UNRC, UNRF) bem como nas roscas métricas, padrão ISO. The advantage of a symmetrical threads is that they are easier to produce and inspect compared with non-symmetrical threads. These are typically used in general-purpose fasteners. MARCAÇÃO DOS PARAFUSOS ESTOJO Os Parafusos estojo e as porcas devem ser marcados pelo fabricante de acordo com a norma ASTM.

15 MATERIAIS PARA PARAFUSOS E PORCAS As dimensões para os parafusos estojos estão definidas no ASME B Os materiais estão definidos nos padrões do ASTM e são indicados pelo grau (grade). Os graus mais frequentemente utilizdos são o ASTM A 193 para parafusos e ASTM A 194 para porcas O ASTM A193 cobre aços ligas e inoxidáveis para parafusos de vasos de pressão, válvulas, flanges e acessórios de tubulação para altas temperaturas e altas pressões ou ainda para aplicações especiais. O ASTM A194 cobre uma variedade de aço carbono, aço liga e aços inoxidáveis austeníticos e martensíticos para fabricação de porcas. Essas porcas se destinam a utilização em serviços de altas temperaturas, altas pressões ou ambos. A tabela a seguir apresenta alguns materiais utilizados: TEMPERATURA DE PROJETO FLANGES MATERIAL (GRAU) ASTM PARAFUSO ESTOJO MATERIAL (GRAU) ASTM PORCAS -195 to 102 C ASTM A 182 Gr. F304, F304L, F316, F316L, F321, F347 A320 Gr. B8 Class 2 A194 Gr. 8A -101 to -47 C ASTM A 350 Gr. LF3 A 320 Gr. L7 A 194 Gr to -30 C ASTM A 350 Gr. LF2 A 320 Gr. L7 A 194 Gr to 427 C ASTM A 105 A 193 Gr. B7 A 194 Gr. 2H 428 to 537 C ASTM A 182 Gr. F11, F22 A 193 Gr. B16 A 194 Gr. 2H 538 to 648 C ASTM A182 Gr. F11, F22 A 193 Gr. B8 Class 1 A 194 Gr. 8A 649 to 815 C ASTM A182 Gr. F304 H, F316 H A 193 Gr. B8 Class 1 A 194 Gr. 8A Os parafusos estojo são normalmente fornecimento com incrementos no comprimento de ¼ in. A medição, conforme mencionado anteriormente, vai di 1º fio de rosca até o último (L).

16 16 A tolerância está indicada na tabela abaixo: Comprimento (in) Tolerância (in) Até 12 ± 0,062 De 12 a 18 ± 0,125 Acima de 18 ± 0,250 As extremidades dos parafusos estojo devem ser chatas (planas) e chanfradas. extremidade chanfrada 2.8 MATERIAIS PARA FLANGES, ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÃO, VÁLVULAS E PARAFUSOS, SEGUNDO O ASTM Os padrões do ASTM definem o processo de fabricação específico do material e determinam a exata composição química para cada GRAU. Por exemplo, um flange de aço carbono pode ser identificado com o GRAU F9 ou F11, um aço inoxidável com Grau F 316 ou F 321. A tabela abaixo mostra a composição química para o ASTM A 182 graus F304, F304L e F316L. Como pode ser observado para o ASTM A 105 não há grau definido Requisitos de composição química ( %) ASTM A 182 Grade F304 (A) Grade F304L (A) Grade F316L (A) Carbono, max Manganês, max Fósforo, max Enxofre, max Silicio, max Niquel Cromo Molibdenio (A) Nitrogen 0.10% max.

17 17 Graus ASTM Material Tubos Acessórios Flanges Válvulas Aço Carbonol Aço liga Alta Temperatura Aço liga Baixa Temperatura Aços Inoxidáveis Austeníticos A106 Gr A A234 Gr WPA A105 A216 Gr WCB A106 Gr B A234 Gr WPB A105 A216 Gr WCB A106 Gr C A234 Gr WPC A105 A216 Gr WCB A335 Gr P1 A234 Gr WP1 A182 Gr F1 A217 Gr WC1 A335 Gr P11 A234 Gr WP11 A182 Gr F11 A217 Gr WC6 A335 Gr P12 A234 Gr WP12 A182 Gr F12 A217 Gr WC6 A335 Gr P22 A234 Gr WP22 A182 Gr F22 A217 Gr WC9 A335 Gr P5 A234 Gr WP5 A182 Gr F5 A217 Gr C5 A335 Gr P9 A234 Gr WP9 A182 Gr F9 A217 Gr C12 A333 Gr 5 A420 Gr WPL6 A350 Gr LF2 A352 Gr LCB A333 Gr 3 A420 Gr WPL3 A350 Gr LF3 A352 Gr LC3 A312 Gr TP304 A403 Gr WP304 A182 Gr F304 A182 Gr F304 A312 Gr TP316 A403 Gr WP316 A182 Gr F316 A182 Gr F316 A312 Gr TP321 A403 Gr WP321 A182 Gr F321 A182 Gr F321 A312 Gr TP347 A403 Gr WP347 A182 Gr F347 A182 Gr F347 Parafusos e Porcas A193 Gr B7 A194 Gr 2H A193 Gr B7 A194 Gr 2H A320 Gr L7 A194 Gr 7 A193 Gr B8 A194 Gr 8 IDENTIFICAÇÃO / APLICAÇÃO DOS MATERIAIS PADRONIZADOS SEGUNDO ASTM Grau ASTM Aplicação / Identificação TUBOS A 106 Aço carbono para serviços em altas temperaturas A 335 Tubos sem costura aço liga ferrítico para altas temperaturas A 312 Tubos sem costura, solda reta contínua, aços austeníticos trabalhados a frio e soldados para altas temperaturas e serviços corrosivos ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÃO A 234 Aço carbono forjado e aços liga para construção com ou sem solda. A 420 Aço carbono forjado e aço liga para serviços em baixas temperaturas A 403 Forjados de aço austenítico para acessórios de tubulação. FLANGES A 105 Aço carbono forjado para flanges, acessórios de tubulação, válvulas para utilização em sistemas pressurizados à temperatura ambiente ou altas temperaturas. A 182 Aço inoxidável forjado ou laminado para flanges, acessórios e válvulas para serviços à altas temperaturas. A 350 Cobre diversos graus de aço carbono e aços baixa liga forjado, laminados para flanges, acessórios e válvulas para serviços em baixas temperaturas.

18 18 VÁLVULAS A 216 A 217 A 352 A 182 Aço carbono para válvulas, flanges, acessórios de tubulação ou outras partes pressurizadas para serviços à altas temperaturas e de qualidade aceitável para montagem com outros fundidos ou forjados por solda de fusão. Aço fundido, aço inoxidável martensítico e aços ligas fundidos para válvulas, flanges e acessórios e outras partes sob pressão destinadas, primeiramente a serviços em altas temperaturas e corrosivos. Aço fundido para válvulas, flanges e acessórios de tubulação além de outras partes sob pressão destinadas a serviços em baixas temperaturas. Tubos de condução forjados ou laminados, acessórios forjados e válvulas e outras partes para serviços à altas temperaturas. PARAFUSOS E PARAFUSOS ESTOJO A 193 A 320 A 194 Parafusos de aço liga e aço inoxidável para vasos de pressão, válvulas, flanges e acessórios de tubulação para serviços à altas temperaturas ou altas pressões ou outras aplicações especiais. Parafusos de aço liga e aço inoxidável para serviços à baixas temperaturas Especificação para porcas em muitos tipos de materiais diferentes. 3 DIMENSÕES DE FLANGES A seguir serão apresentadas algumas tabelas das normas identificadas no título do sub-item.

19 ASME B 16.5 : Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard FLANGES FORJADOS ANSI B16.5 Classe 150 libras FLANGE DE PESCOÇO FORJADO Weld Neck Forged Flange FLANGE ROSCADO FORJADO Threaded Forged Flange FLANGE DESLIZANTE C/ PESCOÇO FORJADO P/ SOLDA Lap Joint Forged Flange FLANGE ENCAIXE SOLDA FORJADO Socket Weld Forged Flange FLANGE CEGO FORJADO Blind Forged Flange FLANGE SOBREPOSTO FORJADO Slip On Forged Flange Diam. Nominal Do Tubo O T T J R X Diam. qte/diam. dos furos a Circ. Furos B B 2 b B 3 H L L 2 L 3 r D Rosca ½ ¾ ¼ ½ ½ ½ Dimensões em polegadas. (a)- Diâmetro do furo do parafuso é maior 1/8 in do que o diâmetro do parafuso. (b)- Fornecida dimensão do furo padrão. Para outros furos ver Norma.

20 20 FLANGES FORJADOS ANSI B16.5 Classe 300 FLANGE DE PESCOO FLANGE ROSCADO FLANGE DESLIZANTE FLANGE SOLDA DE ENCAIXE FLANGE CEGO FLANGE SOBREPOSTO Diam. Nominal Do Tubo O T T J R X Diam. qte/diam. dos furos a Circ. Furos B B 2 b Diam. B 3 H L L 2 L 3 r D Rosca Nominal Do Tubo ½ ¾ ¼ ½ ½ ½ Dimensões em polegadas. 5 (a)- Diâmetro do furo do parafuso é maior 1/8 in do que o diâmetro do parafuso. (b)- Fornecida dimensão do furo padrão. Para outros furos ver Norma.

21 21 A ser especificado pelo comprador FLANGES FORJADOS ANSI B16.5 Classe 600 FLANGE DE PESCOÇO FLANGE ROSCADO FLANGE DESLIZANTE FLANGE COM SOLDA DE ENCAIXE FLANGE CEGO FLANGE SOBREPOSTO Diam. Nominal Do Tubo O T T J R X Diam. qte/diam. dos furos a Circ. Furos B B 2 b B 3 H L L 2 L 3 r D Rosca ½ ¾ ¼ ½ ½ ½ Dimensões em polegadas. (a)- Diâmetro do furo do parafuso é maior 1/8 in do que o diâmetro do parafuso. (b)- Fornecida dimensão do furo padrão. Para outros furos ver Norma. FLANGES FORJADOS ANSI B 16.5 Class 900

22 22 A ser especificado pelo comprador FLANGE COM PESCOÇO FLANGE ROSCADO FLANGE DESLIZANTE FLANGE CEGO FLANGE SOBREPOSTO Diam. Nom. (in) O T R X Qte/diam Diam. furos Circ. furos B B 2 b B 3 H L L 2 L 3 r C Rosca Tamanhos 1/2" a 2 1/2" são idênticos à classe Dimensões em polegadas. (a)- O diâmetro do furo do parafuso é 1/8in maior que o diâmetro do parafusor. (b)- Veja tabela de furos para espessura de parede.

23 23 FLANGES FORJADOS ANSI B16.5 Class 1500 FLANGE DE PESCOÇO FLANGE ROSCADO FLANGE DESLIZANTE FLANGE SOLDA DE ENCAIXE Diam Nom tubo FLANGE CEGO O T R X Qte/ Diam Diam. Circ. furos a Furos. B B 2 b FLANGE SOBREPOSTO B 3 H L L 2 L 3 c r C D rosca Paraf. ½ ¾ ¼ ½ ½ Dimensões em polegadas. (a)- diâmetro do furo é 1/8 in maior que o diâmetro do parafuso. (b)- Ver tabela de furos para espessura de parede (Norma)

24 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI/ASME B 16.5 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24" peso aproximado em libras CLASSE 150 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½ ½

25 25 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24" peso aproximado em libras CLASSE 300 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½ ½ PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24"

26 26 peso aproximado em libras CLASSE 400 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½ ½

27 27 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24" peso aproximado em libras CLASSE 600 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½ ½

28 28 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24" peso aproximado em libras CLASSE 900 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½

29 29 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 24" peso aproximado em libras CLASSE 1500 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½

30 30 PESO APROXIMADO DE FLANGES FORJADOS ANSI B # - DIAMETROS ½" a 12" peso aproximado em libras CLASSE 2500 lb Diam. Nom. do tubo Deslizante Slip On Roscado Threaded Solda Encaixe Socket Weld Sobreposto Lap Joint Cego Blind De Pesçoso Weld Neck ½ ¾ ¼ ½ ½

31 FLANGES DE FERRO FUNDIDO ANSI/ASME B Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings FLANGES DE FERRO FUNDIDO CLASSE 125LW AWWA CLASS D HUB Diam. Nom. D. ext espessura Diam. na Base furo LTH Diam Circ. Furos Compr. Paraf. Diam. Furo Paraf. Qte de furos A T E B L C Dimensões em polegadas. Peso em libras. Notes: Flanges com cubo são usados em tubos que tem diâmetro externo igual ao diâmetro nominal do tubo da primeira coluna. *Classe de pressão são da AWWA Table 3 Class D. Pressão à temperatura atmosférica: tamanhos 4-12 in. inclusive, 175 psi; tamanhos maiores que 12 in., 150 psi. Esses flanges têm o mesmo diâmetro e furação dos flanges ASME ANSI B 16.1 classe 125 ferro fundido. peso

32 32 A ser especificado pelo comprador FLANGES DE FERRO FUNDIDO CLASSE 125WN Diam Nom Diam Ext Espessura D ext do RF Dia na Base Furoe Diam Conico LTH O C R X B A Y Circ. Furose Compr. Paraf. Diam furos Qte de furos Peso Dimensões em polegadas. Pesos em libras Notes: Can be furnished with a flat face. These flanges have the same OD and drilling as ANSI/ASME B16.1 class 125 cast-iron flanges.

33 33 FLANGES DE FERRO FUNDIDO CLASSE 250 (300 psi*) Diam Nom Dext Espessura Flange de Pescoço (WN) Dext do RF Diam na base Flange Deslizante (SO) Furo LTH Pesos WN SO WN SO O T R X B 2 B L 2 L Diam Circ Paraf Compr Paraf Diam Furo Qte furos WN SO Cego Dimensões em polegadas. Pesos em libras Nota: *Pressão definida na AWWA à temperatura atmosférica é 300 psi. Esses flanges têm o mesmo diâmetro e dados de furação dos flanges ASME/ANSI B 16.1 classe 250 tubos e acessórios de ferro fundido.

34 34 FLANGES DE FERRO FUNDIDO CLASSE 125 SO (275 psi*) Diam Nom Dext Espessura Dia na Base Furo LTH Diam. Circ. Paraf. A T E B L C Compr. Paraf. Diam. Furo Paraf Qte de furos Dimensions are in inches. Weights are in pounds. Notas: Comumente conhecido como classe 150# em maiores diâmetros. Pode ser fornecido com a face com ressalto. * Pressão definida na AWMA tabela 4 Classe E para temperatura atmosférica como 275 psi. Esses flanges tem o mesmo D ext e cotas de usinagem do ASME/ANSI B libras (flanges de aço carbono) Peso

35 DIMENSÕES DE PARAFUSOS DE FLANGES ANSI/ASME B 16.5 Flanges de aço forjado lb Diametro nominal do tubo (in) Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 1/2 2-1/2 3/4 4 1/2 2-1/ /2 2-3/4 1-1/4 4 1/2 2-3/4 1-1/2 4 1/ /8 3-1/2 2-1/2 4 5/8 3-3/ /8 3-3/4 3-1/2 8 5/8 3-3/ /8 3-3/ / /4 4-1/ /4 4-1/ /8 4-3/ / / / / /8 6-1/ /4 7

36 36 Flanges de Aço Forjado lb Diametro nominal do tubo (in) Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 1/2 2-3/4 3/4 4 5/8 3-1/ /8 3-1/4 1-1/4 4 5/8 3-1/2 1-1/2 4 3/4 3-3/ /8 3-3/4 2-1/2 8 3/4 4-1/ /4 4-1/2 3-1/2 8 3/4 4-1/ /4 4-3/ / / /8 5-3/ / /8 7-1/ /4 7-3/ / /4 8-1/ /4 9-1/4

37 37 Diametro nominal do tubo (in) Flanges de Aço Forjado lb Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 1/2 3-1/4 3/4 4 5/8 3-3/ /8 3-3/4 1-1/4 4 5/ /2 4 3/4 4-1/ /8 4-1/2 2-1/2 8 3/ /4 5-1/4 3-1/2 8 7/8 5-3/ /8 5-3/ / /8 6-1/ /8 7-3/ /4 8-1/ /4 8-1/ / /8 9-1/ /2 9-3/ /4 10-3/4

38 38 Diametro nominal do tubo (in) Flanges de Aço Forjado lb Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 1/2 3-1/4 3/4 4 5/8 3-3/ /8 3-3/4 1-1/4 4 5/ /2 4 3/4 4-1/ /8 4-1/2 2-1/2 8 3/ /4 5-1/4 3-1/2 8 7/8 5-3/ / / /8 7-3/ /4 8-3/ / /8 9-1/ /2 10-1/ / /8 11-1/ /8 13

39 39 Flanges de Aço Forjado lb Diametro nominal do tubo (in) Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 3/4 4-1/2 3/4 4 3/4 4-3/ /8 5-1/4 1-1/4 4 7/8 5-1/4 1-1/ / / / / / / /4 7-3/ /8 7-3/ / /8 9-1/ /8 10-1/ / /8 11-1/ / /2 17-1/2

40 40 Flanges de Aço Forjado lb Diametro nominal do tubo (in) Nº de estojos Diametro do estojo (in) Comprimento do estojo (in) 1/2 4 3/4 4-1/2 3/4 4 3/4 4-3/ /8 5-1/4 1-1/4 4 7/8 5-1/4 1-1/ / / / / /8 7-1/ / / /8 10-1/ /8 11-3/ /8 13-1/ /4 16-1/ / /4 19-1/ / /2 24-1/2

41 RECOMENDAÇÕES PARA PARAFUSOS ESTOJO DA AWHEM American Well Head Equipment Manufacturers- TECHNICAL REPORT TR9501 Revision A Recomendações para parafusos estojo e prisioneiros de FLANGES API Spec 6A D = diâmetro nominal do parafuso PRISIONEIRO L = comprimento medido de ponta a ponta T= Para flanges 6B & 6BX com junta anel R, RX & BX, o comprimento de rosca máximo em um lado = 1 diâmetro + 1,5 passo da rosca + 1/16 N= Comprimento roscado para a Porca em flanges 6B & 6BX com junta anel R, RX & BX deve ser 2-1/2 diameters de rosca total minimo. * Classe de Rosca Prisioneiros devem ser fornecidos com qualquer classe de rosca especificada. As porcas deverão ser American Standard Coarse or Fine series, Class 2A ou 8 UN. Quando for especificar para compra, inforamar: Diametro (D); Comprimento (L); Comprimento ponta a ponta. (Se o comprimento é tomado a partir do 1º fio de rosca isso deverá ser especificado) Comprimento roscado do prisioneiro (T) e a série da rosca Comprimento roscado dap orca (N) e a série da rosca Os parafusos estojo e priosioneiros são disponíveis tanto com rosca laminada (rosca rolada) como rosca usinada (cortada). Estojos e Prisioneiros estão disponíves em diversos graus do ASTM A193 Grades ou em materiais

42 42 5 TORQUE RECOMENDADO PARA PARAFUSOS DE FLANGES (B7 / L7 ESTOJO)* ANSI / API 6A / ISO 10423:2003 Feb. 1, 2005 ASTM A193 Grade B7 Resistência à tração e escoamento 2 1/2 e abaixo tração 125 ksi; escoamento 105 ksi Acima de 2 1/2 até 4 tração 115 ksi; escoamento 95 ksi Acima de 4 até 7 tração 100ksi ; escoamento 75 ksi ASTM A320 L7 Resistência à tração e escoamento Cobre somente 2 1/2 e abaixo - tração 125 ksi; escoamento 105 ksi Diametro do estojo Tensão Fonte: API 6-A, 19th Appendix D, Table D1 & D2 Coeficiente de Fricção para parfuso revestido com teflon Coeficiente de Fricção para parafuso simples (não revestido) Tamanho Ibf Torque Torque Torque Torque Inch Nm Ft. lbs Nm Ft. lbs f=0.07 f=0.07 f=0.13 f=0.13 1/ / / / / / / / / / / / / / / / / /

43 PRESSÃO MÁXIMA PARA FLANGES DE DIMENSÕES CONFORME ISO 2229 E MATERIAL ASTM A 105. * Pressão Manométrica (kpa) Temperatura ( o C) Classe de pressão do flange < * ISO 2229:1973 Equipment for the petroleum and natural gas industries -- Steel pipe flanges, nominal sizes 1/2 to 24 in -- Metric dimensions *ASTM A105 aço cabono Especificações ASTM A105 (Forging - Open Die), ASTM A695 (B), UNS K03504 C% Si% Mn% P% S% Cu% Ni% Cr% Mo% V% Nb% max max max max max max max max max 0,35 0,10-0,35 0,60-1,05 0,035 0,04 0,4 0,4 0,3 0,12 0,08 0,02

44 PRESSÃO MÁXIMA DE TRABALHO X TEMPERATURA DE TRABALHO PARA FLANGES DE FERRO FUNDIDO Temperatura ( o F) PRESSÃO MÁXIMA DE TRABALHO (psig) CLASSE DE PRESSÃO Tamanho (diâmetro) do tubo (in) ) -20 up to

45 45 8 MONTAGEM DOS FLANGES NA TUBULAÇÃO CHANFROS PARA SOLDAGEM DE FLANGES PADRÕES PARA CHANFRO DE SOLDA Espessura de parede (t) Espessura de Parede maior que ¾ 3/16" à 3/4" inclusive 8.2 MONTAGEM DOS FLANGES À TUBULAÇÃO - FIGURAS

46 46

47 SEQUÊNCIA DE APERTO DE PARAFUSOS A sequência de aperto de parafusos ou parafusos estojo tem grande influencia na prée-carga em uma junta. Desde que os parafusos não são apertados simultaneamente, é recomendável que o aperto seja cruzado, isto é, o aperto deve se dar na sequencia dos parafusos diametralmente opostos. As figuras abaixo indicam a sequencia de aperto X-Y e a sequencia de rotação que deve ser adotada no aperto dos flanges. Esse procedimento deverá ser adotado para todos os equipamentos e acessórios que tenham tampas com juntas. O primeiro passo é lubrificar os parafusos e as porcas. Em seguida aperte-os até que encostem no flante (conhecido como aperto com a mão- nessa fase não há torque). Caso esteja utilizando uma máquina pneumática, coloque a pressão de ar no MÍNIMO. A seguir adote o procedimento descrito a seguir: Flanges com 4 e 8 parafusos Aplique torque de 30% do torque final na sequencia de aperto Aplique 60% do torque final na sequencia de aperto Aplique 100% do torque final na sequencia de aperto Por fim cheque o torque final no sentido dos ponteiros do relógio (ou ao contrário) Flanges com 12 parafusos ou mais Aplique torque de 20% do torque final na sequencia de aperto Aplique 40% do torque final na sequencia de aperto Aplique 80% do torque final na sequencia de aperto Aplique 100% do torque final na sequencia de aperto Por fim cheque o torque final no sentido dos ponteiros do relógio (ou ao contrário)

48 Sequencia de aperto 1-2, 3-4 Ordem de rotação 1, 3, 2, 4 Sequencia de aperto 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 Ordem de rotação 1, 5, 3, 7, 2, 6, 4, 8 Sequencia de aperto 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, Ordem de rotação 1, 5, 9, 3, 7,11, 10, 2, 6, 4, 8, 12

49 49 9 PROTEÇÃO, ARMAZENAMENTO E PRESERVAÇÃO DE FLANGES 9.1 PROTEÇÃO No comércio são encontradas diversos dispositivos para proteção dos flanges, principalmente das ranhuras que se danificadas não proporcionarão a vedação. Os modelos mais comums estão mostrados a seguir. Normalmente o material de fabricação dessas proteção é polietileno. Protetores tipo Flange full face, fabricados em polietileno usualmente na cor preta. (fabricante : Caplug, Alliance Plasticos ) Pode ser afixado ao flange com plugs ou com pinos e arruelas O modelo abaixo, também em poletileno não requer fixadores pois ajusta-se ao furo do flange (fabricante: Alliance Plasticos) Material Polietileno de baixa densidade, cor preto, Normas ANSI/ASME B 16.5 Protetor com adesivo.